KR20080042421A - Preamble symbol in ofdm system and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization - Google Patents

Preamble symbol in ofdm system and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization Download PDF

Info

Publication number
KR20080042421A
KR20080042421A KR1020060110830A KR20060110830A KR20080042421A KR 20080042421 A KR20080042421 A KR 20080042421A KR 1020060110830 A KR1020060110830 A KR 1020060110830A KR 20060110830 A KR20060110830 A KR 20060110830A KR 20080042421 A KR20080042421 A KR 20080042421A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
long
preamble
short
pattern
Prior art date
Application number
KR1020060110830A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100838456B1 (en
Inventor
전경훈
김정창
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020060110830A priority Critical patent/KR100838456B1/en
Publication of KR20080042421A publication Critical patent/KR20080042421A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100838456B1 publication Critical patent/KR100838456B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/2605Symbol extensions, e.g. Zero Tail, Unique Word [UW]
    • H04L27/2607Cyclic extensions
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0069Cell search, i.e. determining cell identity [cell-ID]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/261Details of reference signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657Carrier synchronisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

A preamble symbol in an OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, a method for designing the preamble symbol, and a method for acquiring timing/frequency synchronization are provided to generate various preamble patterns by differentiating short repetition patterns within long repetition patterns. A method of designing a preamble symbol includes the steps of: generating long repetition patterns of a length of P repeated K times in a temporal area by assigning preamble sequences to sub carriers in a frequency area and inverse-fast-Fourier-transforming of the preamble sequences(S21); generating short repetition patterns within the long repetition patterns by generating the short repetition patterns of a length L repeated M times in the temporal area and the short repetition patterns to a partial section within the long repetition pattern(S22); transforming a valid preamble symbol formed by the long repetition patterns and the short repetition patterns into a frequency area signal value by fast-Fourier transforming of the valid preamble symbol(S23); setting sub carriers in a protection area to 0 among the transformed frequency area signal values(S24); quantizing the frequency area signal(S25); and transforming the quantized signal into a temporal area signal by inverse-fast-Fourier transforming of the quantized signal(S26).

Description

직교 주파수 분할 다중화 시스템에서의 프리앰블 심벌 및 그 설계 방법 및 타이밍/주파수 동기 획득하는 방법{Preamble symbol in OFDM system and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization} Preamble symbol in OFDM system and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing / frequency synchronization

도 1은 심벌 타이밍 추정을 위한 종래의 프리앰블 구조를 도시한 그림이다. 1 is a diagram illustrating a conventional preamble structure for symbol timing estimation.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블을 설계하는 과정을 도시한 플로차트이다. 2 is a flowchart illustrating a process of designing a preamble according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 실벌 구조를 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a preamble penalty structure according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심벌 구조를 도시한 블록도이다. 4, 5 and 6 are block diagrams illustrating a preamble symbol structure according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환 취한 후 주파수 영역 신호 값들의 크기와 제로 패딩 과정 및 양자화 과정을 거친 후 주파수 영역 신호 값들의 크기를 예시하는 그림이다. FIG. 7 is a diagram illustrating magnitudes of frequency domain signal values after fast Fourier transforming a preamble symbol and magnitudes of frequency domain signal values after a zero padding process and a quantization process according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환 취한 후 주파수 영역 신호 값들의 성상과 양자화 과정을 거친 후 주파수 영역 신호 값들의 성상을 예시하는 그림이다. FIG. 8 is a diagram illustrating constellations of frequency domain signal values after performing fast Fourier transform on a preamble symbol according to an embodiment of the present invention and undergoing a quantization process.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 본 발명의 프리앰블 심벌을 이용하여 이동국이 타이밍/주파수 동기 및 셀 탐색하는 과정을 도시한 플로차트이다. FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of timing / frequency synchronization and cell searching by a mobile station using a preamble symbol according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

S21: 긴 반복 패턴 생성               S22: 짧은 반복 패턴 생성 S21: Create a long repeating pattern S22: Create a short repeating pattern

S23: FFT                             S24: 제로 패딩 S23: FFT S24: Zero padding

S25: 양자화                          S26: IFFT S25: Quantization S26: IFFT

31: 순환 프리픽스                    32: 유효 프리앰블 심벌 31: cyclic prefix 32: valid preamble symbol

본 발명은 OFDM 시스템에서 반송파 주파수 오프셋 추정 범위 확장을 위한 프리앰블 설계와 상기 프리앰블을 이용한 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a preamble design for extending a carrier frequency offset estimation range in an OFDM system, and a timing / frequency synchronization and a base station search method using the preamble.

한정되어 있는 주파수 대역을 효과적으로 사용하기 위한 종래의 다중 접속 방식의 데이터 통신 방식으로는, 주파수 대역을 분할하여 신호를 전송하는 주파수 분할 다중 접속(FDMA; Frequency Division Multiple Access), 데이터 프레임 내에 다수의 시간 슬롯(time slot)들을 지정하고 이 시간 슬롯들을 사용자에게 적절히 분배함으로써 여러 사용자들이 동일한 물리적 채널을 공유하도록 하는 시분할 다중접 속(TDMA; Time Division Multiple Access), 여러 사용자들의 신호를 동일 주파수 대역에서 동시에 전송하고 이들 신호를 분리하기 위하여 각 사용자가 서로 직교(orthogonal)하는 코드를 사용하도록 하는 코드분할다중접속(CDMA; Code Division Multiple Access)이 있다. In a conventional multiple access data communication method for effectively using a limited frequency band, Frequency Division Multiple Access (FDMA) for transmitting signals by dividing a frequency band, a plurality of times in a data frame Time Division Multiple Access (TDMA), which allows multiple users to share the same physical channel by assigning time slots and appropriately distributing these time slots to users, allowing simultaneous signals from multiple users on the same frequency band. There is Code Division Multiple Access (CDMA) which allows each user to use orthogonal codes to transmit and separate these signals.

또한, 이밖에도 직교 관계를 가지는 다수의 부반송파(서브캐리어;sub-carrier)를 사용하는 다반송파 변조 방식인 직교 주파수 분할 다중화(OFDM ;Orthogonal Frequency Division Multiplexing)가 있다. 상기 직교 주파수 분할 다중화는, 사용하고자 하는 주파수 대역을 여러 개의 작은 주파수 대역(부채널)으로 분할하여 데이터를 전송하는 주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing) 방식의 일종으로 볼 수 있다. 즉, 전송하고자 하는 일련의 데이터 시퀀스를 부반송파의 수만큼 병렬화하고 각각의 병렬 데이터로 각 부채널에 해당하는 부반송파를 변조시킴으로써, 전체 데이터 전송 속도는 원래의 전송 속도를 유지하면서 각 부채널에서의 심벌 주기는 부채널의 수만큼 길어지게 한다. 각 부반송파(서브캐리어)에 직병렬 변환된 부호화 데이터를 할당하여 디지털 변조하기 때문에, 주파수 분할 다중 방식에 비해 훨씬 더 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용효율이 높다. 상기 직교 주파수 분할 다중 방식은 TDD 또는 FDD 방식을 이용하여 듀플렉싱을 한다.  In addition, there is Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), which is a multicarrier modulation method using a plurality of subcarriers (sub-carriers) having an orthogonal relationship. The orthogonal frequency division multiplexing may be regarded as a kind of frequency division multiplexing (FDM) method for transmitting data by dividing a frequency band to be used into several small frequency bands (subchannels). In other words, by parallelizing a series of data sequences to be transmitted by the number of subcarriers and modulating subcarriers corresponding to each subchannel with each parallel data, the overall data rate is a symbol in each subchannel while maintaining the original rate. The period is lengthened by the number of subchannels. Since digitally modulated data is allocated to each subcarrier (subcarrier) by serial-to-parallel conversion, much more carriers can be multiplexed than in frequency division multiplexing, thereby increasing frequency utilization efficiency. The orthogonal frequency division multiplexing uses duplexing using TDD or FDD.

이러한 직교 주파수 분할 다중화 기법은 다중 사용자가 서로 다른 부반송파를 통해 동시에 신호를 전송하는 방식으로서 주파수 선택적 페이딩 현상과 협대역 간섭에 강한 특성으로 인해 차세대 광대역 무선 다중 접속 방식 중 하나로 제안되고 있으며, 높은 전송 효율과 간단한 단일 탭 등화기로 채널의 왜곡을 보상할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 심각한 인접 심벌간 간섭(ISI; Inter Symbol Interference) 문제를 순환 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)를 사용하여 쉽게 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. This orthogonal frequency division multiplexing technique is a method in which multiple users simultaneously transmit signals through different subcarriers, and is proposed as one of the next-generation broadband wireless multiple access schemes due to the frequency selective fading phenomenon and the strong resistance to narrowband interference. And a simple single tap equalizer to compensate for channel distortion. In addition, the severe inter symbol interference (ISI) problem can be easily solved by using a cyclic prefix (CP).

그러나 이러한 직교 주파수 분할 다중화의 장점은 부반송파간의 직교성이 유지되는 경우에만 가능하며 직교성이 깨지는 경우에는 인접 채널간 간섭(ICI; Inter Channel Interference)이 발생되어 시스템 성능을 저하시키게 된다. 따라서 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서는 수신단에서의 시간 및 주파수 동기화의 중요성이 크게 강조된다. 따라서 하향 링크 때 각 이동국은 기지국이 전송한 프리앰블을 통해 주파수 및 시간 동기 및 초기 셀 탐색을 수행하는데, 이 과정을 통해 이동국은 자신이 속한 기지국이나 섹터를 알 수 있으며 서비스를 위한 링크를 형성할 수 있다. 따라서 신호의 동기화를 위하여 반복적 특성을 가지는 프리앰블(preamble) 신호를 패킷 전반부에 전송하게 되고 수신단에서는 이를 이용하여 신호의 동기화를 수행한다. However, the advantage of the orthogonal frequency division multiplexing is possible only when the orthogonality between subcarriers is maintained, and when the orthogonality is broken, inter-channel interference (ICI) is generated to degrade system performance. Therefore, in the orthogonal frequency division multiplexing system, the importance of time and frequency synchronization at the receiving end is greatly emphasized. Therefore, in the downlink, each mobile station performs frequency and time synchronization and initial cell search through the preamble transmitted by the base station. This process enables the mobile station to know its base station or sector and form a link for service. have. Therefore, a preamble signal having a repetitive characteristic is transmitted to the first half of the packet for signal synchronization, and the receiver performs the signal synchronization using the preamble signal.

상기 프리앰블로서 수신된 심벌을 고속 퓨리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 통해 복조하기 위해서는 심벌의 시작 위치를 정확히 알아야 한다. 심벌의 시작 위치를 찾는 과정을 심벌 동기라고 하며, 크게 자기 상관 및 상호 상관을 사용하는 방식과 순환 프리픽스를 사용하는 방식으로 나뉜다. 대표적인 심벌 동기 방식으로 Cox 알고리즘이 사용된다. In order to demodulate a symbol received as the preamble through a Fast Fourier Transform (FFT), the starting position of the symbol must be known correctly. The process of finding the starting position of a symbol is called symbol synchronization, and it is divided into a method of using auto correlation and cross correlation and a method of using a cyclic prefix. Cox algorithm is used as a representative symbol synchronization method.

도 1은 Cox 알고리즘 등에서 제시한 심벌 타이밍 추정을 위한 종래의 프리앰블 구조를 도시하였다. 1 illustrates a conventional preamble structure for symbol timing estimation presented by a Cox algorithm or the like.

직교 주파수 분할 다중화를 기반으로 한 하향 링크 프리앰블은 초기 동기, 주파수 오프셋, 셀 탐색에 사용되고 역고속 퓨리에변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform) 통과 이후 도 1에 도시된 바와 같이 시간 영역에서의 패턴이 한번 반복되고 대칭되는 구조를 가진다. 이러한 Cox 알고리즘을 따르는 프리앰블(이하, 'Cox 프리앰블'이라 함)을 이용함으로써 시간 영역에서 반복 패턴간 상관 값의 위상차를 구함으로써 반송파 주파수 오프셋 추정이 가능하다.  Based on orthogonal frequency division multiplexing, the downlink preamble is used for initial synchronization, frequency offset, and cell search, and after the inverse fast fourier transform (IFFT) is passed, as shown in FIG. Repeated and symmetrical structure By using a preamble (hereinafter referred to as 'cox preamble') that follows the Cox algorithm, carrier frequency offset estimation can be performed by obtaining a phase difference of a correlation value between repetitive patterns in a time domain.

그러나 하나의 Cox 프리앰블을 이용할 경우 반송파 주파수 오프셋 추정 범위는 부반송파 주파수 간격 이내로 제한되며 부반송파 주파수 간격보다 큰 반송파 주파수 오프셋의 추정은 힘들다는 문제가 있다. However, when one Cox preamble is used, the carrier frequency offset estimation range is limited within the subcarrier frequency interval, and it is difficult to estimate a carrier frequency offset larger than the subcarrier frequency interval.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 안출된 것으로서, 추가적인 프리앰블(또는 대역폭)을 사용하지 않더라도 하나의 프리앰블만을 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 오프셋을 추정할 수 있는 새로운 프리앰블 설계 방법을 제안함을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 제안되는 프리앰블을 사용하여 타이밍/주파수 동기 획득 및 기지국 탐색 방법을 제안함을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to propose a new preamble design method capable of estimating a wide range of carrier frequency offset using only one preamble even without using an additional preamble (or bandwidth). do. Another object of the present invention is to propose a method for timing / frequency synchronization acquisition and base station discovery using the proposed preamble.

상기 목적을 이루기 위하여 본 발명의 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌은, 시 간 영역에서 유효 OFDM 심벌 앞에 삽입되는 순환 프리픽스와, 시간 영역에서 긴 반복 패턴들이 반복 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴들이 각각 반복적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌을 포함한다. In order to achieve the above object, a preamble symbol in an OFDM system of the present invention includes a cyclic prefix inserted in front of a valid OFDM symbol in a time domain, and a plurality of short repetitions within the long repeating patterns. Each pattern includes a valid preamble symbol that is repeatedly formed.

상기 유효 프리앰블 심벌은, 프리앰블 수열을 주파수 영역의 부반송파들에 할당하고 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴들이 형성되며, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 상기 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사함으로써 상기 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴이 각각 형성됨을 특징으로 한다. The effective preamble symbol is assigned to a preamble sequence to subcarriers in a frequency domain and inverse fast Fourier transform to form long repeating patterns of length P repeated K times in the time domain, and short length L repeated M times in the time domain. A short repeating pattern is formed in the long repeating pattern by generating a repeating pattern and copying it to a partial section in each long repeating pattern.

또한, 본 발명은, 프리앰블 수열을 주파수 영역의 부반송파들에 할당하고 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴을 생성하는 긴 반복 패턴 생성 과정과, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사함으로써 상기 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴을 각각 생성하는 짧은 반복 패턴 생성 과정과, 상기 긴 반복 패턴 및 짧은 반복 패턴으로 형성된 유효 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환하여 주파수 영역 신호 값으로 변환하는 과정과, 상기 변환된 주파수 영역 신호 값들 중에서 채널 간 왜곡을 방지하기 위한 보호 영역의 부반송파들을 '0'값으로 채우는 제로 패딩 과정과, 상기 주파수 영역 신호를 양자화하는 과정과, 상기 양자화된 신호를 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역 신호로 변환하는 과정을 포함한다. In addition, the present invention provides a long repetitive pattern generation process of assigning a preamble sequence to subcarriers in a frequency domain and performing inverse fast Fourier transform to generate a long repetitive pattern of length P repeated K times in the time domain, and M times in the time domain. A short repeating pattern generation process of generating a short repeating pattern in the long repeating pattern by generating short repeating patterns having a repeating length L and copying it to some sections within each long repeating pattern, and the long repeating pattern and short repeating pattern Converting the formed effective preamble symbol into a frequency domain signal value by performing fast Fourier transform, a zero padding process of filling subcarriers of a protection region with a '0' value among the converted frequency domain signal values to prevent inter-channel distortion; Quantizing the frequency domain signal and inverse fast Fourier Ring includes the process of converting into a time-domain signal.

또한, 시간 영역에서 유효 OFDM 심벌 앞에 삽입되는 순환 프리픽스와, 긴 반복 패턴들이 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴이 각각 반복 적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌을 포함하는 OFDM 시스템의 프리앰블 심벌을 이용하여 타이밍 및 주파수 동기를 획득하고 기지국을 탐색하는 방법에 있어서, 시간 영역에서 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관을 계산하여 타이밍 동기를 획득하는 타이밍 동기 획득 과정과, 타이밍 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관 값의 위상차를 구함으로써 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 반송파 주파수 오프셋 추정 과정과, 타이밍 및 주파수 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환 취한 값과 기지국 구분 수열들과의 교차상관을 계산하여 기지국 탐색을 수행하는 기지국 탐색 과정을 포함한다. The preamble of the OFDM system includes a cyclic prefix inserted before the effective OFDM symbol in the time domain, and a valid preamble symbol in which long repeating patterns are formed and a plurality of short repeating patterns are repeatedly formed in the long repeating patterns. A method for acquiring timing and frequency synchronization using a symbol and searching for a base station, comprising: a timing synchronization acquiring process of acquiring timing synchronization by calculating cross correlation between repetition patterns in a received preamble signal in a time domain; A carrier frequency offset estimation process for estimating a carrier frequency offset by obtaining a phase difference of cross-correlation values between repetitive patterns in a received preamble signal, and a fast Fourier transform of a received preamble signal after timing and frequency synchronization and a base station classification sequence Cross-correlation with the fields Comprising a base station search to perform a base station search by calculating.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, the detailed description of the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the reference numerals to the components of the drawings it should be noted that the same reference numerals as possible even if displayed on different drawings.

또한, 본 발명에서 실시 예로서 설명하는 프리앰블 구조에서 하나의 프리앰벌 심벌은, 순환 프리픽스의 길이는 'G'를 가지는 것으로 가정하며, 고속 퓨리에변환되는 길이는 'N'을 갖는다고 가정하고 설명하기로 한다.  In addition, it is assumed that one preamble symbol in the preamble structure described in the embodiment of the present invention has a length of a cyclic prefix 'G', and assumes that a length of fast Fourier transform has a 'N'. Shall be.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블을 설계하는 과정을 도시한 플로차트이다. 2 is a flowchart illustrating a process of designing a preamble according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따라 도 3의 심벌을 가지는 프리앰블을 설계하기 위해서는, 프리앰 블 수열을 주파수 영역의 부반송파들에 할당하고 역고속 퓨리에변환을 취하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 반복 패턴을 생성하는 긴 반복 패턴 생성 과정(S21), 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간들에 복사하여 하나의 유효 프리앰블 심벌을 생성하는 짧은 반복 패턴 생성 과정(S22), 상기 생성된 유효 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환을 취하여 주파수 영역 신호 값으로 변환하는 과정(S23), 상기 변환된 주파수 영역 신호 값들 중에서 보호 영역의 부반송파들에 해당하는 신호 값을 0으로 채우는 제로 패딩 과정(S24), 상기 주파수 영역 신호를 양자화하는 과정(S25), 상기 양자화된 신호를 역고속 퓨리에변환 취하여 시간 영역 신호로 변환(S26)함으로써 프리앰블(S27)을 생성하는 과정으로 구성된다. In order to design the preamble having the symbol of FIG. 3 according to the present invention, the preamble sequence is assigned to subcarriers in the frequency domain, and an inverse fast Fourier transform is performed to generate a repeating pattern of length P repeated K times in the time domain. Long repetition pattern generation process (S21), short repetition pattern generation process of generating a short repetition pattern of length L repeated M times in the time domain and copying to some intervals in each long repetition pattern to generate one effective preamble symbol (S22), a process of converting the generated valid preamble symbol into a frequency domain signal value by taking a fast Fourier transform (S23), and filling a signal value corresponding to subcarriers of a protection region with zeros among the converted frequency domain signal values. A zero padding process (S24), a step of quantizing the frequency domain signal (S25), an inverse fast Fourier transform of the quantized signal Taking consists of a process of generating a preamble (S27) by converting (S26) into a time-domain signal.

상기 긴 반복 패턴 생성(S21)은, 시간 영역에서 K 번 반복되는 길이 P(P=N/K)의 긴 반복 패턴을 가지도록 설계한다. 상술하면, 프리앰블을 사용하는 OFDM 시스템에서 길이 Q 인 프리앰블 수열에 해당하는 심벌들 Ci(0≤i≤Q-1)를 K 간격의 부반송파들에 할당하고 난 후 역고속 퓨리에변환 취하여 생성되는 시간 영역 신호 s(l)의 예는 다음과 같다. The long repeating pattern generation (S21) is designed to have a long repeating pattern of length P (P = N / K) repeated K times in the time domain. In detail, in a OFDM system using a preamble, a time generated by assigning symbols C i (0 ≦ i ≦ Q−1) corresponding to a preamble sequence of length Q to subcarriers having a K interval and then taking an inverse fast Fourier transform An example of the area signal s (l) is as follows.

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112006082290180-PAT00001
Figure 112006082290180-PAT00001

상기에서 Nused는 보호 영역을 제외하고 실제 사용되는 유효 부반송파들의 개수를 나타낸다. 위 시간 영역 신호 s(l)은 시간 영역에서 K 번 반복되는 길이 P(P=N/K)의 긴 반복 패턴을 가지게 된다. In the above, N used represents the number of effective subcarriers actually used except for the protection region. The time domain signal s (l) has a long repeating pattern of length P (P = N / K) repeated K times in the time domain.

긴 반복 패턴 생성(S21)이 이루어지고 나서 상기 생성된 K 개의 긴 반복 패턴들 내에 짧은 반복 패턴들을 생성(S22)한다. 상기 생성된 K 개의 긴 반복 패턴들 내에 M 개의 짧은 반복 패턴들을 만들기 위한 방법으로 다음과 같이 긴 반복 패턴 내의 L 개의 OFDM 샘플들을 복사하여 사용할 수 있다. After generating a long repeating pattern (S21), short repeating patterns are generated in the generated K long repeating patterns (S22). As a method for making M short repeating patterns in the generated K long repeating patterns, L OFDM samples in the long repeating pattern may be copied and used as follows.

[수학식 2] [Equation 2]

Figure 112006082290180-PAT00002
Figure 112006082290180-PAT00002

상기에서 a는 긴 반복 패턴 내에서 짧은 반복 패턴의 시작 위치를 나타낸다. In the above, a represents the starting position of the short repeating pattern in the long repeating pattern.

상기와 같이 시간 영역에서의 프리앰블 신호로서 긴 반복 패턴 생성(S21) 및 짧은 반복 패턴 생성(S22)이 이루어지게 되면, 결과적으로, 시간 영역에서 긴 반복 패턴들이 반복 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴들이 각각 반복적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌이 형성된다. As described above, when the long repetition pattern generation S21 and the short repetition pattern generation S22 are performed as the preamble signal in the time domain, as a result, the long repetition patterns are repeatedly formed in the time domain, and a plurality of long repetition patterns are formed in the long repetition patterns. An effective preamble symbol is formed in which short repeating patterns of L are each formed repeatedly.

상기 긴 반복 패턴 생성(S21) 및 짧은 반복 패턴 생성(S22)이 이루어지고 난 후에, 상기 시간 영역에서의 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환을 취하게 되면 주파수 영역에서의 프리앰블 신호를 얻을 수 있다(S23). After the long repetition pattern generation S21 and the short repetition pattern generation S22 are performed, a fast Fourier transform of the preamble signal in the time domain may be performed to obtain a preamble signal in the frequency domain (S23). .

시간 영역의 프리앰블 신호 내에 짧은 반복 패턴을 인위적으로 생성시킴으로 인하여 긴 반복 패턴 내의 일부 구간은 원래의 값들에 비해 다른 값들로 바뀌게 되므로 주파수 영역에서의 프리앰블 신호는 K 간격의 부반송파들뿐만 아니라 보호 영역의 부반송파들에서도 나타나게 된다. 따라서 보호 영역의 부반송파들이 사용되지 않도록 하기 위해 이들에 해당하는 신호 값을 '0'으로 만들어 주는 제로 패딩(S24) 과정을 거친다. 상기 보호 영역은 채널간 왜곡을 방지하기 위해 사용되지 않는 주파수 영역으로서, 이러한 보호 영역의 신호 값을 '0'으로 만들어 주는 것이다. By artificially generating a short repetition pattern in the preamble signal in the time domain, some intervals in the long repetition pattern are changed to different values from the original values, so the preamble signal in the frequency domain is not only subcarriers in the K interval but also subcarriers in the protection domain. It will also appear in the field. Therefore, in order to prevent the subcarriers in the protection region from being used, a zero padding process (S24) is performed to make corresponding signal values '0'. The protection region is a frequency region that is not used to prevent inter-channel distortion, and makes a signal value of the protection region '0'.

또한, 상기 K 간격의 프리앰블 신호 값들은 원래의 프리앰블 수열에 해당하는 신호 값들과는 달리 무한 비트 수로 표현되므로 이 값들을 유한 비트 수로 표현하기 위한 양자화 과정(S25)을 거친다. 상기 양자화된 K 간격의 부반송파들에 할당된 프리앰블 신호는 다시 역고속 퓨리에변환 취하여(S26) 최종 시간 영역 프리앰블 신호로 변환(S27)되게 된다. In addition, unlike the signal values corresponding to the original preamble sequence, the preamble signal values of the K interval are expressed in an infinite number of bits and thus undergo a quantization process (S25) to express these values in a finite number of bits. The preamble signal allocated to the subcarriers of the quantized K interval is again subjected to inverse fast Fourier transform (S26) and converted into a final time domain preamble signal (S27).

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 심벌 구조를 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a preamble symbol structure according to an embodiment of the present invention.

도 2에서의 긴 반복 패턴 생성 과정(S21) 및 짧은 반복 패턴 생성 과정 (S22)을 거친 후 생성되는 프리앰블 심벌(30)의 구조를 도 3에 도시하였는데, 상기 프리앰블 심벌은, 시간 영역에서 유효 OFDM 심벌 앞에 삽입되는 순환 프리픽스(31)와, 시간 영역에서 긴 반복 패턴들이 반복 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴이 각각 반복적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌(32)을 포함한 구조를 가진다. The structure of the preamble symbol 30 generated after the long repetition pattern generation process S21 and the short repetition pattern generation process S22 in FIG. 2 is illustrated in FIG. 3, wherein the preamble symbol is a valid OFDM in the time domain. And a cyclic prefix 31 inserted before the symbol, and a valid preamble symbol 32 in which long repeating patterns are repeatedly formed in the time domain, and a plurality of short repeating patterns are repeatedly formed in the long repeating patterns. .

상기 유효 프리앰블 심벌(32)은, 길이 P인 긴 반복 패턴(33)의 개수는 K=N/P이고, 길이 L인 짧은 반복 패턴 (34)은 긴 반복 패턴(33) 내에서 임의의 위치로부터 M (M: 양의 정수,

Figure 112006082290180-PAT00003
)번 반복된다. 여기서,
Figure 112006082290180-PAT00004
Figure 112006082290180-PAT00005
보다 작은 최대 크기의 정수 값을 나타낸다. 시간 영역에서 유효 OFDM 심벌 앞에 순환 프리픽스를 둔다. The effective preamble symbol 32 is that the number of long repeating patterns 33 of length P is K = N / P, and the short repeating pattern 34 of length L is from any position in the long repeating pattern 33. M (M: positive integer,
Figure 112006082290180-PAT00003
Repeat) times. here,
Figure 112006082290180-PAT00004
Is
Figure 112006082290180-PAT00005
Represents the smaller maximum integer value. Put a cyclic prefix before the effective OFDM symbol in the time domain.

도 4 및 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심벌 구조를 도시한 블록도이다. 4, 5 and 6 are block diagrams illustrating a preamble symbol structure according to another embodiment of the present invention.

도 2에서의 긴 반복 패턴 생성 과정(S21) 및 짧은 반복 패턴 생성 과정 (S22)을 통하여 생성되는 프리앰블 심벌(30)의 다른 실시 예를 도 4, 도 5, 도 6에 도시하였는데, 긴 반복 패턴과 짧은 반복 패턴은 각각 두 번 반복되며, 짧은 반복 패턴은 각각의 긴 반복 패턴의 최 우측에서 2L 만큼 떨어진 위치로부터 L개의 OFDM 샘플들을 복사하여, 최 우측에서 L 만큼 떨어진 위치로부터 오른쪽에 붙여 넣음으로써 생성된다.Another embodiment of the preamble symbol 30 generated through the long repeating pattern generation process S21 and the short repeating pattern generation process S22 in FIG. 2 is illustrated in FIGS. 4, 5, and 6. And the short repetition pattern are repeated twice each, and the short repetition pattern copies L OFDM samples from the rightmost position of each long repetition pattern by 2L, and pastes them to the right from the rightmost L position. Is generated.

도 4 및 도 5의 프리앰블 심벌 예와 같이 짧은 반복 패턴 길이의 범위가 l≤L≤G 인 경우 순환 프리픽스 내에서도 짧은 반복 패턴이 생성되며 이러한 반복 패턴은 정수 주파수 오프셋을 추정하는데 이용될 수 있다. 특히, 도 5와 같은 프리앰블 심벌 예와 같이 짧은 반복 패턴 길이의 범위가 G/2≤L≤G인 경우 순환 프리픽스 내 에서 짧은 반복 패턴이 모두 반복되지는 못하며 L'=G-L에 해당하는 부분만 반복된다. As shown in the preamble symbol example of FIGS. 4 and 5, when the length of the short repetition pattern length is l ≦ L ≦ G, a short repetition pattern is generated even within the cyclic prefix, and the repetition pattern may be used to estimate the integer frequency offset. In particular, when the range of the short repeating pattern length is G / 2 ≤ L ≤ G as shown in the example of the preamble symbol shown in FIG. 5, not all short repeating patterns are repeated within the cyclic prefix, and only the portion corresponding to L '= GL is repeated. do.

반면에, 도 6의 프리앰블 심벌 예와 같이 짧은 반복 패턴 길이가 순환 프리픽스의 길이보다 길 경우 순환 프리픽스 내에 별도의 반복 패턴은 생성되지 않는다. On the other hand, if the short repetition pattern length is longer than the length of the cyclic prefix as in the preamble symbol example of FIG. 6, no separate repetition pattern is generated in the cyclic prefix.

도 4 및 도 5 및 도 6의 프리앰블 심벌 예와 같이 짧은 반복 패턴을 생성할 시 반송파 주파수 오프셋의 추정 범위는 ±N/2L이내이다. When generating a short repetition pattern as in the preamble symbol example of FIGS. 4 and 5 and 6, the estimation range of the carrier frequency offset is within ± N / 2L.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환 취한 후 주파수 영역 신호 값들의 크기와 제로 패딩 과정(S24) 및 양자화 과정(S25)을 거친 후 주파수 영역 신호 값들의 크기를 예시하는 그림이다. 7 is a diagram illustrating a magnitude of frequency domain signal values after a fast Fourier transform of a preamble symbol according to an embodiment of the present invention, and a magnitude of frequency domain signal values after a zero padding process (S24) and a quantization process (S25). to be.

상기 도 7의 예에서는 도 4의 프리앰블 심벌 예의 구조를 가정하였으며, 길이 512인 2개의 긴 반복 패턴과 길이 20인 2개의 짧은 반복 패턴으로 구성되는 프리앰블 심벌을 가정하였다. 고속 퓨리에변환되는 크기는 1024로 가정하였으며, 유효 부반송파의 개수는 864개로 가정하였다. 양자화 과정(S25)에서 양자화 비트 수는 4 비트로 가정하였다. 도 7(a)에 도시된 그림은 상기 고속 퓨리에변환 과정(S23) 후의 주파수영역 신호 값들의 크기를 예시한 그림이고, 도 7(b)에 도시된 그림은 양자화 과정(S25)을 거친 후 주파수 영역 신호 값들의 크기를 예시한 그림이다. In the example of FIG. 7, the structure of the preamble symbol example of FIG. 4 is assumed, and a preamble symbol composed of two long repeating patterns having a length of 512 and two short repeating patterns having a length of 20 is assumed. The size of fast Fourier transform is assumed to be 1024, and the number of effective subcarriers is assumed to be 864. In the quantization process S25, the number of quantization bits is assumed to be 4 bits. 7 (a) is a diagram illustrating the magnitude of the frequency domain signal values after the fast Fourier transform process (S23), Figure 7 (b) is a frequency after the quantization process (S25) The figure illustrates the magnitude of the area signal values.

도 8은 상기 도 4의 프리앰블 심벌 예를 고속 퓨리에변환 취한 후 주파수 영역 신호 값들의 성상과 양자화(S25) 과정을 거친 후 주파수 영역 신호 값들의 성상을 예시하는 그림이다. 양자화 비트 수는 4 비트로 가정하였다. 8 is a diagram illustrating the constellation of frequency domain signal values after the fast Fourier transform of the preamble symbol of FIG. 4 after undergoing quantization (S25). The number of quantization bits is assumed to be 4 bits.

한편, 상기 도 4, 도 5, 도 6과 같이 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴을 생성함으로써, 기지국 탐색을 두 단계로 하기 위하여 사용되는 전체 기지국 구분 아이디들을 여러 개의 기지국 아이디 그룹들로 나누고, 각 그룹에 고유한 기지국 그룹 구분 수열을 할당하고, 각 그룹 내에 속한 기지국 아이디들에 대해서도 고유한 짧은 길이의 수열을 할당할 수 있다. 이 경우 주어진 기지국 구분 아이디가 속하는 그룹의 구분 수열을 역고속 퓨리에변환 취하여 생성된 샘플들이 긴 반복 패턴에 사용되고 해당 그룹 내의 주어진 기지국 구분 아이디에 대한 짧은 길이의 수열을 역고속 퓨리에변환 취하여 생성된 샘플들이 짧은 반복 패턴으로 사용될 수 있다. On the other hand, by generating a short repeating pattern in the long repeating pattern as shown in Figures 4, 5, 6, by dividing the entire base station identification IDs used to make the base station search in two steps, each base station ID group It is possible to assign a unique sequence of base station group to a sequence, and also assign a unique short length sequence to base station IDs belonging to each group. In this case, samples generated by taking the fast fast Fourier transform of the division sequence of the group to which the given base station distinguished ID belongs are used for a long repetition pattern, and samples generated by performing the fast fast Fourier transform on the short length sequence for the given base station distinguished ID in the group Can be used in short repeating patterns.

따라서 이하에서는 본 발명에서 제안하는 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴을 가지는 프리앰블 심벌을 이용하여, 이동국이 타이밍/주파수 동기 및 셀 탐색하는 과정을 설명하기로 한다. Accordingly, a description will be given of a process of timing / frequency synchronization and cell searching by a mobile station using a preamble symbol having a short repetition pattern in the long repetition pattern proposed by the present invention.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 본 발명의 프리앰블 심벌을 이용하여 이동국이 타이밍/주파수 동기 및 셀 탐색하는 과정을 도시한 플로차트이다. FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of timing / frequency synchronization and cell searching by a mobile station using a preamble symbol according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따라 타이밍/주파수 동기 및 셀 탐색이 이루어지기 위해서는, 시간 영역에서 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관을 계산하여 타이밍 동기를 획득하는 과정(S91), 타이밍 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관 값의 위상차를 계산함으로써 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 과정(S92), 타이밍/주파수 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호와 기지국 구분 수열들과의 교차상관을 계산하여 기지국 탐색을 수행하는 과정(S93)을 포함한다. In order to achieve timing / frequency synchronization and cell search according to an embodiment of the present invention, a process of acquiring timing synchronization by calculating cross-correlation between repetitive patterns in a received preamble signal in a time domain (S91), and then obtaining timing synchronization Estimating a carrier frequency offset by calculating a phase difference of cross correlation values between repetitive patterns in the received preamble signal (S92), and calculating cross-correlation between the received preamble signal and base station division sequences after acquiring timing / frequency synchronization. A process of performing a search is included (S93).

상기 타이밍 동기 획득 과정(S91)에서는 시간 영역에서 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관을 계산하여 그 절대값이 일정 임계치를 초과하는 순간을 검출하여 프레임 및 심벌 타이밍 동기를 획득한다. 수신 프리앰블 신호 내의 긴 반복 패턴들 사이의 교차상관을 이용한 타이밍 메트릭 계산의 예는 다음과 같다. In the timing synchronization acquiring process S91, cross-correlation between repetitive patterns in the received preamble signal is calculated in the time domain, and a frame and symbol timing synchronization are obtained by detecting a moment when an absolute value exceeds a predetermined threshold. An example of timing metric calculation using cross correlation between long repetition patterns in a received preamble signal is as follows.

[수학식 3] [Equation 3]

Figure 112006082290180-PAT00006
Figure 112006082290180-PAT00006

상기에서 r[l]는 수신 프리앰블 심벌의 시간 영역 샘플 값을 나타내고 d 는 심벌 타이밍 오차에 해당하는 변수를 나타낸다. 상기 타이밍 메트릭으로부터 일정 임계치를 초과하는 순간을 검출하여 심벌 타이밍 d를 추정할 수 있다. Where r [l] represents a time domain sample value of the received preamble symbol and d represents a variable corresponding to a symbol timing error. From the timing metric, the instant of exceeding a predetermined threshold may be detected to estimate the symbol timing d.

 반송파 주파수 오프셋 추정 과정(S92)은 수신 프리앰블 내의 긴 반복 패턴들을 이용하여 소수 주파수 오프셋을 추정하는 과정과 짧은 반복 패턴들을 이용하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 과정으로 구성된다. The carrier frequency offset estimating process (S92) includes estimating the fractional frequency offset using long repetition patterns in the reception preamble and estimating the integer frequency offset using the short repetition patterns.

상기 소수 주파수 오프셋 추정 값 ε는 다음과 같이 긴 반복 패턴들 사이의 교차 상관을 계산하여 위상 회전 값을 추정함으로써 얻어진다. The fractional frequency offset estimation value [epsilon] is obtained by estimating the phase rotation value by calculating the cross correlation between the long repeating patterns as follows.

[수학식 4] [Equation 4]

Figure 112006082290180-PAT00007
Figure 112006082290180-PAT00007

Figure 112006082290180-PAT00008
Figure 112006082290180-PAT00008

상기에서 r[l]는 OFDM 심벌의 시간 영역 샘플 값을 나타내며 B(k)는 k 번째 긴 반복 패턴과 (k+1) 번째 긴 반복 패턴 사이의 교차 상관 값을 나타낸다. Where r [l] represents a time-domain sample value of the OFDM symbol and B (k) represents a cross correlation value between the k-th long repeating pattern and the (k + 1) th long repeating pattern.

상기 반송파 주파수 오프셋 추정 단계에서는 상기 소수 주파수 오프셋 추정을 완료하여 수신 프리앰블 신호의 소수 주파수 오프셋을 보상하고 난 후 상기 정수 주파수 오프셋 추정을 수행할 수 있다. In the carrier frequency offset estimation step, the integer frequency offset estimation may be performed after the fractional frequency offset estimation is completed to compensate for the fractional frequency offset of the received preamble signal.

상기 정수 주파수 오프셋 추정 값 δ는 다음과 같이 짧은 반복 패턴들 사이의 위상 회전 값을 추정함으로써 얻어진다. The integer frequency offset estimation value δ is obtained by estimating the phase rotation value between short repeating patterns as follows.

[수학식 5] [Equation 5]

Figure 112006082290180-PAT00009
Figure 112006082290180-PAT00009

여기서 a는 긴 반복 패턴 내의 짧은 반복 패턴의 위치를 나타낸다. Where a represents the position of the short repeating pattern in the long repeating pattern.

상기 반송파 주파수 오프셋 추정 과정(S92)에서는 수신 프리앰블 신호의 소수 주파수 오프셋이 보상되기 이전에, 상기 소수 주파수 오프셋 추정과 상기 정수 주 파수 오프셋 추정을 동시에 수행할 수 있다. In the carrier frequency offset estimation process (S92), the fractional frequency offset estimation and the integer frequency offset estimation may be performed simultaneously before the fractional frequency offset of the received preamble signal is compensated.

상기 소수 주파수 오프셋 추정 과정(S92)에서는 소수 주파수 오프셋 추정 성능을 향상시키기 위하여 소수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과 값들을 결합하여 사용할 수 있다. 여러 프레임 동안의 소수 주파수 오프셋 추정을 결합하는 한 가지 방법으로는 다음과 같이 여러 프레임 동안 계산한 교차 상관 값들을 더한 후 위상 회전 값을 추정하는 방법을 사용할 수 있다. In the fractional frequency offset estimation process (S92), in order to improve the fractional frequency offset estimation performance, the fractional frequency offset estimation may be performed for several frames, and the result values may be combined and used. One method of combining the fractional frequency offset estimation for several frames may be to add the cross correlation values calculated for several frames and then estimate the phase rotation value.

[수학식 6] [Equation 6]

Figure 112006082290180-PAT00010
Figure 112006082290180-PAT00010

상기에서, Bi(k)는 i 번째 프레임 동안 k 번째 긴 반복 패턴과 (k+1) 번째 긴 반복 패턴 사이의 교차 상관 값을 나타내고 F 는 소수 주파수 오프셋 추정 결합에 필요한 프레임 수를 나타낸다. 또는 F 프레임 마다 상기 [수학식 4] 를 통하여 추정한 소수 주파수 오프셋 값들을 평균을 취하는 방법을 사용할 수도 있다. In the above, B i (k) represents the cross correlation value between the k th long repeating pattern and the (k + 1) th long repeating pattern during the i th frame and F represents the number of frames required for the fractional frequency offset estimation combination. Alternatively, a method of averaging the fractional frequency offset values estimated through Equation 4 for every F frames may be used.

상기 정수 주파수 오프셋 추정 과정(S92)에서는 정수 주파수 오프셋 추정 성능을 향상시키기 위하여 정수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과 값들을 결합하여 사용할 수 있다. In the integer frequency offset estimation process (S92), in order to improve the integer frequency offset estimation performance, integer frequency offset estimation may be performed for several frames, and the result values may be combined and used.

기지국 탐색 과정(S93)은 아래와 같이 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환 취하여 프리앰블 수열의 할당에 사용된 부반송파들로부터 Q 개의 신호 값들 R[i]들을 뽑아내어 아래와 같이 이 값들과 사용 가능한 기지국 구분 수열들과의 교차 상 관을 계산하여 그 절대값 Y[q]가 가장 큰 수열을 해당 기지국으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 수열들을 인접 기지국으로 선택한다. The base station search process (S93) extracts Q signal values R [i] from subcarriers used for the assignment of the preamble sequence by performing fast Fourier transform on the received preamble signal as follows. The cross-correlation of is calculated to select the sequence having the largest absolute value Y [q] as the base station and the sequence whose absolute value exceeds a certain threshold as the adjacent base station.

[수학식 7] [Equation 7]

Figure 112006082290180-PAT00011
Figure 112006082290180-PAT00011

상기에서 q 는 기지국 구분 수열의 인덱스를 나타내고 Cq ,i(i=0,1,...,Q-1)는 q 번째 기지국 구분 수열을 나타낸다. In the above, q represents an index of the base station division sequence and C q , i (i = 0, 1, ..., Q-1) represents the q-th base station division sequence.

상기 기지국 탐색 단계에서는 수열의 전체 길이에 대한 교차상관을 계산하는 대신 수열을 일정 길이 U 로 나누어 각각에 대한 교차상관 값의 절대값 또는 절대값 제곱의 합으로 주어지는 비동기 결합 (noncoherent combining) 결과값을 계산할 수도 있다. 다음은 비동기 결합 계산의 예를 나타낸다. In the base station search step, instead of calculating the cross-correlation of the entire length of the sequence, the sequence is divided by a predetermined length U to obtain a noncoherent combining result value, which is given as an absolute value or a sum of squares of absolute values of the cross-correlation values for each. You can also calculate The following is an example of an asynchronous join calculation.

[수학식 8] [Equation 8]

Figure 112006082290180-PAT00012
Figure 112006082290180-PAT00012

상기에서

Figure 112006082290180-PAT00013
이며
Figure 112006082290180-PAT00014
Figure 112006082290180-PAT00015
보다 큰 최소 크기의 정수 값을 나타낸다. From above
Figure 112006082290180-PAT00013
And
Figure 112006082290180-PAT00014
Is
Figure 112006082290180-PAT00015
Represents an integer value of a greater minimum size.

본 발명에 따른 또 다른 기지국 탐색 방법으로, 기지국 탐색을 두 단계로 하기 위해 고안된 긴 반복 패턴 및 짧은 반복 패턴을 사용하는 경우, 수신 프리앰블 신 호를 고속 퓨리에변환 취한 값을 사용 가능한 기지국 그룹 구분 수열들과 교차상관을 계산하여 그 절대값이 가장 큰 수열을 해당 기지국 그룹으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 그룹들을 인접 기지국이 속한 그룹들로 선택한다. 해당 기지국 그룹들을 선택한 후 수신 프리앰블 신호들 중 짧은 반복 패턴에 해당하는 샘플들만 취하여 고속 퓨리에변환을 수행한 후 해당 기지국 그룹에 포함된 사용 가능한 수열들과 교차상관을 계산하여 그 절대값이 가장 큰 수열을 해당 기지국으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 수열들을 인접 기지국으로 선택한다. In another method of searching for a base station according to the present invention, when using a long repetition pattern and a short repetition pattern designed to make the base station search in two stages, the base station group classification sequences that can use the value obtained by fast Fourier transforming the received preamble signal Cross-correlation is calculated and the sequence having the largest absolute value is selected as the base station group, and the groups whose absolute value exceeds a predetermined threshold are selected as the groups to which the adjacent base station belongs. After selecting the base station groups and performing fast Fourier transform by taking only the samples corresponding to the short repetition pattern among the received preamble signals, the cross sequence is calculated by using the available sequences included in the base station group and having the largest absolute value. Is selected as a corresponding base station, and a sequence whose absolute value exceeds a predetermined threshold is selected as an adjacent base station.

상기 두 단계의 기지국 탐색 방법을 사용하는 경우에도 교차상관 계산 시 비동기 결합 (noncoherent combining) 결과값을 이용할 수도 있다. Even in the case of using the two-step base station discovery method, a noncoherent combining result value may be used when calculating cross-correlation.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다. In the foregoing description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not to be determined by the embodiments described above, but will be apparent in the claims as well as equivalent scope.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 프리앰블 구조는, 추가적인 프리앰블 혹은 대역폭을 사용하지 않고 하나의 프리앰블만을 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 오프셋을 추정하는데 적용될 수 있다. As described above, the preamble structure according to the present invention can be applied to estimate a wide range of carrier frequency offset using only one preamble without using an additional preamble or bandwidth.

 본 발명에 따른 프리앰블 설계 방법은 긴 반복 패턴 내의 짧은 반복 패턴을 달리함으로써 다양한 프리앰블 패턴을 생성하는데 적용될 수 있다. The preamble design method according to the present invention can be applied to generate various preamble patterns by different short repetition patterns in long repetition patterns.

본 발명에 따른 긴 반복 패턴 및 짧은 반복 패턴의 생성 방법으로, 짧은 길이의 수열을 역고속 퓨리에변환 취하여 생성된 샘플들을 짧은 반복 패턴에 사용함으로써 기지국 탐색 과정을 두 단계로 수행할 수 있다. In the method of generating a long repeating pattern and a short repeating pattern according to the present invention, a base station discovery process may be performed in two steps by using samples generated by taking a fast fast Fourier transform of a short length sequence in a short repeating pattern.

기지국 탐색 과정을 두 단계로 수행함으로써 사용 가능한 기지국 구분 아이디의 개수를 기존 Cox 프리앰블에서와 동일하게 유지하면서 기지국 탐색 계산량을 현저하게 감소시킬 수 있다. By performing the base station discovery process in two steps, it is possible to significantly reduce the base station discovery computation while maintaining the same number of available base station IDs as in the existing Cox preamble.

Claims (38)

시간 영역에서 인접 심벌 간 간섭을 방지하기 위해 유효 OFDM 심벌 앞에 삽입되는 순환 프리픽스와, A cyclic prefix inserted before a valid OFDM symbol to prevent interference between adjacent symbols in the time domain; 시간 영역에서 긴 반복 패턴들이 반복 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴이 각각 반복적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌 A valid preamble symbol in which long repeating patterns are repeatedly formed in the time domain and a plurality of short repeating patterns are formed repeatedly in the long repeating patterns. 을 포함하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. Preamble symbol in the OFDM system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 유효 프리앰블 심벌은, 프리앰블 수열을 주파수 영역의 부반송파들에 할당하고 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴들이 형성되며, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 상기 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사함으로써 상기 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴이 각각 형성되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. The method of claim 1, wherein the effective preamble symbol is assigned to the subcarriers in the frequency domain and inverse fast Fourier transform to form long repetitive patterns of length P repeated K times in the time domain and M times in the time domain. A preamble symbol in an OFDM system in which a short repetition pattern is formed in each of the long repetition patterns by generating a short repetition pattern having a repeating length L and copying the partial repetition pattern in each of the long repetition patterns. 제2항에 있어서, 상기 유효 프리앰블 심벌은, 긴 반복 패턴과 짧은 반복 패턴이 각각 두 번 반복되며, 짧은 반복 패턴은 각각의 긴 반복 패턴의 최 우측에서 2L 만큼 떨어진 위치로부터 L개의 OFDM 샘플들을 복사하여, 최 우측에서 L 만큼 떨어진 위치로부터 오른쪽에 붙여 넣어 형성되는 유효 프리앰블 심벌임을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. 3. The valid preamble symbol of claim 2, wherein the long repeating pattern and the short repeating pattern are repeated twice each, and the short repeating pattern copies L OFDM samples from a position 2L from the rightmost side of each long repeating pattern. The preamble symbol in the OFDM system, characterized in that the effective preamble symbol formed by pasting from the rightmost position L by the right side. 제1항에 있어서, 상기 긴 반복 패턴은, 주파수 영역에서 K간격의 부반송파들에만 프리앰블 수열을 할당함으로써 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴이 생성되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. The preamble symbol of claim 1, wherein the long repetition pattern is a long repetition pattern of a length P repeated K times in the time domain by allocating a preamble sequence only to subcarriers having a K interval in the frequency domain. 제1항에 있어서, 상기 짧은 반복 패턴은, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사함으로써 형성되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. The preamble symbol of claim 1, wherein the short repetition pattern is formed by generating a short repetition pattern of length L repeated M times in a time domain, and copying the short repetition pattern to a partial interval within each long repetition pattern. 제5항에 있어서, 긴 반복 패턴 내의 임의의 위치로부터 연속적으로 L개의 샘플들을 복사하여 인접한 부분으로 복사함으로써 상기 짧은 반복 패턴이 형성되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. 6. The preamble symbol of claim 5, wherein the short repetition pattern is formed by copying L samples successively from any position within a long repetition pattern and copying them to an adjacent portion. 제5항에 있어서, 짧은 길이의 수열을 역고속 퓨리에변환 취하여 생성된 샘플들을 짧은 반복 패턴으로 이용하고 이를 긴 반복 패턴 내에 복사함으로써 형성되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. 6. The preamble symbol according to claim 5, wherein the preamble symbol is formed by taking a short-length sequence of inverse fast Fourier transforms and using samples generated in a short repetition pattern and copying them into the long repetition pattern. 제1항에 있어서, 주파수 영역에서 프리앰블 심벌의 보호 영역은, 채널간 왜곡을 방지하기 위해 '0'값으로 채워지는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 심벌. The preamble symbol of claim 1, wherein the protection region of the preamble symbol in the frequency domain is filled with a value of '0' to prevent interchannel distortion. 프리앰블 수열을 주파수 영역의 부반송파들에 할당하고 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴을 생성하는 긴 반복 패턴 생성 과정과, A long repetition pattern generation process of assigning a preamble sequence to subcarriers in a frequency domain and inverse fast Fourier transform to generate a long repetition pattern of length P repeated K times in the time domain, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사함으로써 상기 긴 반복 패턴 내에 짧은 반복 패턴을 각각 생성하는 짧은 반복 패턴 생성 과정과, A short repetition pattern generation process of generating a short repetition pattern in each of the long repetition patterns by generating a short repetition pattern having a length L repeated M times in the time domain and copying the partial repetition pattern in each long repetition pattern; 상기 긴 반복 패턴 및 짧은 반복 패턴으로 형성된 유효 프리앰블 심벌을 고속 퓨리에변환하여 주파수 영역 신호 값으로 변환하는 과정과, Converting an effective preamble symbol formed of the long repeating pattern and the short repeating pattern into a frequency domain signal value by performing fast Fourier transform; 상기 변환된 주파수 영역 신호 값들 중에서 보호 영역의 부반송파들을 '0'값으로 채우는 제로 패딩 과정과, A zero padding process of filling the subcarriers of the protection region with a value of '0' among the converted frequency domain signal values; 상기 주파수 영역 신호를 양자화하는 과정과, Quantizing the frequency domain signal; 상기 양자화된 신호를 역고속 퓨리에변환하여 시간 영역 신호로 변환하는 과정 Converting the quantized signal into an inverse fast Fourier transform into a time domain signal 을 포함하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. Preamble design method in an OFDM system comprising a. 제9항에 있어서, 상기 긴 반복 패턴 생성 과정은, 주파수 영역에서 K간격의 부반송파들에만 소정의 프리앰블 수열을 할당함으로써 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴을 생성하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 10. The method of claim 9, wherein the long repetition pattern generation process comprises: assigning a predetermined preamble sequence only to subcarriers having a K interval in the frequency domain to generate a long repetition pattern of length P repeated K times in the time domain. Preamble design method. 제10항에 있어서, 상기 프리앰블 수열로서 임의의 수열을 사용하여 긴 반복 패턴을 생성하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 11. The method of claim 10, wherein a long repetition pattern is generated using an arbitrary sequence as the preamble sequence. 제10항에 있어서, 길이 Q인 프리앰블 수열에 해당하는 심벌들이 Ci 이며, 시간 영역 신호를 S(l)이라 하며, 보호 영역을 제외하고 실제 사용되는 유효 부반송파들의 개수를 Nused라 할 때, The method of claim 10, wherein symbols corresponding to a preamble sequence having a length Q are C i , a time domain signal is S (l), and the number of effective subcarriers actually used except for a protection region is N used .
Figure 112006082290180-PAT00016
Figure 112006082290180-PAT00016
의 수학식에 의하여 시간 영역에서 K번 반복되는 길이 P의 긴 반복 패턴을 생성하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. A preamble design method in an OFDM system for generating a long repeating pattern of length P repeated K times in the time domain by the following equation.
제9항에 있어서, 상기 생성된 긴 반복 패턴에는, 전체 기지국 구분 아이디들을 여러 개의 기지국 아이디 그룹들로 나누어 각 그룹에 고유한 기지국 그룹 구분 수열을 할당하고 주어진 기지국 아이디가 속하는 그룹의 구분 수열을 역고속 퓨리에변환하여 생성된 샘플들을 할당하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 10. The method of claim 9, wherein the generated long repetition pattern divides all base station identification IDs into a plurality of base station ID groups, assigns a unique base station group division sequence to each group, and reverses the division sequence of a group to which a given base station ID belongs. A preamble design method in an OFDM system for allocating samples generated by fast Fourier transform. 제9항에 있어서, 상기 짧은 반복 패턴 생성 과정은, 시간 영역에서 M번 반복되는 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사하여 생성하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. The method of claim 9, wherein the short repetition pattern generation process generates a short repetition pattern of length L repeated M times in a time domain, and copies the short repetition pattern to a partial interval within each long repetition pattern. . 제14항에 있어서, 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사하는 것은, 긴 반복 패턴 내의 임의의 위치로부터 연속적으로 L개의 샘플들을 복사하여 인접한 부분으로 붙여 넣는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 15. The method of claim 14, wherein generating a short repeating pattern of length L and copying it to some intervals in each long repeating pattern includes: OFDM copying L samples consecutively from any position in the long repeating pattern and pasting them into adjacent portions. How to design preambles in your system. 제14항에 있어서, 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사하는 것은, 짧은 길이의 수열을 역고속 퓨리에변환하여 생성된 샘플들을 짧은 반복 패턴으로 이용하고 이를 긴 반복 패턴 내에 복사하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 15. The method of claim 14, wherein generating a short repeating pattern of length L and copying it to a portion of each long repeating pattern uses a short repeating pattern using samples generated by inverse fast Fourier transform of a short length sequence. A preamble design method in an OFDM system that copies within a repeating pattern. 제14항에 있어서, 길이 L의 짧은 반복 패턴을 생성하여 각각의 긴 반복 패턴 내의 일부 구간에 복사하는 것은, 긴 반복 패턴내의 짧은 반복 패턴들의 개수를 M, 긴 반복 패턴 내에서 복사되는 샘플의 개수를 L, 긴 반복 패턴 내에서 짧은 반복 패턴의 시작 위치를 a라 할 때,15. The method of claim 14, wherein generating a short repeating pattern of length L and copying it to some intervals in each long repeating pattern comprises: M number of short repeating patterns in the long repeating pattern, M, number of samples copied in the long repeating pattern. L, when the starting position of the short repeating pattern in the long repeating pattern is a,
Figure 112006082290180-PAT00017
Figure 112006082290180-PAT00017
의 수학식에 의하여 복사되는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. A method of designing a preamble in an OFDM system copied by the following equation.
제9항에 있어서, 상기 생성된 짧은 반복 패턴에는, 전체 기지국 구분 아이디들 을 여러 개의 기지국 아이디 그룹들로 나누어 각 그룹에 고유한 기지국 그룹 구분 수열을 할당하고 각 그룹 내에 속한 기지국 아이디들에 대해서도 고유한 짧은 길이의 수열을 할당하고, 주어진 그룹 내의 기지국 구분 아이디에 대한 짧은 길이의 수열을 역고속 퓨리에변환하여 짧은 반복 패턴을 생성하고 이를 긴 반복 패턴 내에 복사하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 10. The method according to claim 9, wherein the generated short repetition pattern divides all base station identification IDs into a plurality of base station ID groups, and assigns a unique base station group classification sequence to each group, and also unique to base station IDs belonging to each group. A method of designing a preamble in an OFDM system that allocates one short length sequence and inverse fast Fourier transforms a short sequence of base station IDs within a given group, thereby generating a short repeating pattern and copying the short sequence. 제9항에 있어서, 상기 양자화 과정은, 상기 제로 패딩 과정을 거치고 난 후 주파수 영역 신호들을 b비트 양자화하는 OFDM 시스템에서의 프리앰블 설계 방법. 10. The method of claim 9, wherein the quantization process performs b-bit quantization of frequency domain signals after the zero padding process. 시간 영역에서 유효 OFDM 심벌 앞에 삽입되는 순환 프리픽스와, 긴 반복 패턴들이 형성되고 상기 긴 반복 패턴들 내에 다수의 짧은 반복 패턴이 각각 반복적으로 형성되어 있는 유효 프리앰블 심벌을 포함하는 OFDM 시스템의 프리앰블 심벌을 이용하여 타이밍 및 주파수 동기를 획득하고 기지국을 탐색하는 방법에 있어서, Using a preamble symbol of an OFDM system including a cyclic prefix inserted in front of the effective OFDM symbol in the time domain, and a valid preamble symbol in which long repeating patterns are formed and a plurality of short repeating patterns are repeatedly formed in the long repeating patterns. In the method for acquiring timing and frequency synchronization and searching for a base station, 시간 영역에서 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관을 계산하여 타이밍 동기를 획득하는 타이밍 동기 획득 과정과, A timing synchronization acquisition process of obtaining a timing synchronization by calculating cross correlation between repetition patterns in the received preamble signal in a time domain; 타이밍 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관 값의 위상차를 구함으로써 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 반송파 주파수 오프셋 추정 과정과, A carrier frequency offset estimation process of estimating a carrier frequency offset by obtaining a phase difference of cross-correlation values between repetitive patterns in a received preamble signal after timing synchronization is obtained; 타이밍 및 주파수 동기 획득 후 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환 취한 값과 기지국 구분 수열들과의 교차상관을 계산하여 기지국 탐색을 수행하는 기지국 탐색 과정 A base station discovery process for performing a base station search by calculating a cross-correlation between a value obtained by fast Fourier transforming a received preamble signal after timing and frequency synchronization and base station division sequences. 을 포함하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. Timing / frequency synchronization and base station discovery method in an OFDM system comprising a. 제 20항에 있어서, 상기 타이밍 동기 획득 과정은, 시간 영역에서 수신 프리앰블 신호 내의 반복 패턴들 사이의 교차상관을 계산하여 그 절대값이 일정 임계치를 초과하는 순간을 검출하여 프레임 및 심벌 타이밍 동기를 획득하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 21. The method of claim 20, wherein the timing synchronization acquiring step calculates cross-correlation between repetitive patterns in the received preamble signal in the time domain and detects a moment when an absolute value exceeds a predetermined threshold to obtain frame and symbol timing synchronization. Timing / frequency synchronization and base station discovery method in an OFDM system. 제21항에 있어서, 일정 임계치를 초과하는 순간을 검출하는 것은, r[l]은 수신 OFDM 심벌의 시간 영역 샘플 값을 나타내고, d 는 심벌 타이밍 오차에 해당하는 변수를 나타낸다고 할 때, 22. The method of claim 21, wherein detecting an instant that exceeds a certain threshold is that r [l] represents a time domain sample value of a received OFDM symbol, and d represents a variable corresponding to a symbol timing error.
Figure 112006082290180-PAT00018
Figure 112006082290180-PAT00018
라는 타이밍 메트릭으로부터 일정 임계치를 초과하는 순간을 검출하여 심벌 타이밍 d를 추정하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. A timing / frequency synchronization and base station discovery method in an OFDM system for estimating symbol timing d by detecting a moment exceeding a predetermined threshold from a timing metric.
제 20항에 있어서, 상기 반송파 주파수 오프셋 추정 과정은, The method of claim 20, wherein the carrier frequency offset estimation process, 수신 프리앰블 내의 긴 반복 패턴들을 이용하여 소수 주파수 오프셋을 추정하는 과정과, Estimating the fractional frequency offset using long repeating patterns in the received preamble, 짧은 반복 패턴들을 이용하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 과정 Process of estimating integer frequency offset using short repetition patterns 을 더 포함하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. Timing / frequency synchronization and base station discovery method in an OFDM system further comprising. 제 23항에 있어서, 상기 소수 주파수 오프셋 추정을 완료하여 수신 프리앰블 신호의 소수 주파수 오프셋을 보상하고 난 후 상기 정수 주파수 오프셋 추정을 수행하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 24. The method of claim 23, wherein the integer frequency offset estimation is performed after the fractional frequency offset estimation is completed to compensate for the fractional frequency offset of a received preamble signal. 제 23항에 있어서, 수신 프리앰블 신호의 소수 주파수 오프셋이 보상되기 이전에, 상기 소수 주파수 오프셋 추정과 상기 정수 주파수 오프셋 추정을 동시에 수행하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 24. The method of claim 23, wherein the fractional frequency offset estimation and the integer frequency offset estimation are performed simultaneously before the fractional frequency offset of the received preamble signal is compensated. 제 23항에 있어서, 상기 소수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과들을 결합하여 소수 주파수 오프셋 추정 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 24. The method of claim 23, wherein the fractional frequency offset estimation is performed for several frames to combine the results to improve fractional frequency offset estimation performance in an OFDM system. 제 23항에 있어서, 상기 정수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과들을 결합하여 정수 주파수 오프셋 추정 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 24. The method of claim 23, wherein the integer frequency offset estimation is performed for several frames to combine the results to improve integer frequency offset estimation performance in an OFDM system. 제 24항 또는 25항에 있어서, 상기 소수 주파수 오프셋 추정과 정수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과들을 결합하여 소수 및 정수 주파 수 오프셋 추정 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 26. The timing / OFDM method of claim 24 or 25, wherein the fractional frequency offset estimation and the integer frequency offset estimation are performed for several frames, and the results are combined to improve the fractional and integer frequency offset estimation performance. Frequency synchronization and base station discovery method. 제23항에 있어서, 긴 반복 패턴들을 이용하여 소수 주파수 오프셋을 추정하는 것은, 상기 소수 주파수 오프셋 추정 값을 ε, OFDM 심벌의 시간 영역 샘플 값을 r[l], k 번째 긴 반복 패턴과 (k+1) 번째 긴 반복 패턴 사이의 교차 상관 값을B(k)라 할 때, 24. The method of claim 23, wherein estimating the fractional frequency offset using the long repeating patterns comprises: estimating the fractional frequency offset estimate with ε, time-domain sample value of the OFDM symbol, r [l], k-th long repeating pattern, and (k When the cross correlation value between +1) th long repeating pattern is B (k),
Figure 112006082290180-PAT00019
,
Figure 112006082290180-PAT00019
,
Figure 112006082290180-PAT00020
Figure 112006082290180-PAT00020
의 수학식에 의하여 긴 반복 패턴들 사이의 교차 상관을 계산하여 위상 회전 값을 추정하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. A method of timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system for estimating a phase rotation value by calculating cross correlation between long repetitive patterns according to Equation.
제23항에 있어서, 긴 반복 패턴들을 이용하여 소수 주파수 오프셋을 추정하는 것은, i 번째 프레임 동안 k 번째 긴 반복 패턴과 (k+1) 번째 긴 반복 패턴 사이의 교차 상관 값을 Bi(k), 소수 주파수 오프셋 추정 결합에 필요한 프레임 수를 F라 할 때,
Figure 112006082290180-PAT00021
의 수학식에 의하여 소수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과값들을 결합하여 사용하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법.
24. The method of claim 23, wherein estimating the fractional frequency offset using the long repeat pattern, the cross-correlation value between the i-th frame for a k-th long repeat pattern and (k + 1) th long repeating pattern B i (k) If the number of frames required to combine the fractional frequency offset estimate is F,
Figure 112006082290180-PAT00021
A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system that performs a fractional frequency offset estimation for several frames by using the following equation and combines the result values.
제23항에 있어서, 짧은 반복 패턴들을 이용하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 것은, The method of claim 23, wherein estimating an integer frequency offset using short repetition patterns, 상기 정수 주파수 오프셋 추정 값을 δ, 긴 반복 패턴 내의 짧은 반복 패턴의 위치를 a라 할 때, When the integer frequency offset estimation value is δ and the position of the short repeating pattern in the long repeating pattern is a,
Figure 112006082290180-PAT00022
Figure 112006082290180-PAT00022
의 수학식에 의하여 짧은 반복 패턴들 사이의 위상 회전 값을 추정하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system for estimating phase rotation values between short repetition patterns by Equation 4 below.
제23항에 있어서, 짧은 반복 패턴들을 이용하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 것은, 정수 주파수 오프셋 추정을 여러 프레임 동안 수행하여 그 결과값들을 결합하여 사용하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 24. The method of claim 23, wherein estimating integer frequency offset using short repetition patterns comprises performing integer frequency offset estimation for several frames and combining the resulting values. 제 20항에 있어서, 상기 기지국 탐색 단계는, 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환한 값을 사용 가능한 기지국 구분 수열들과 교차상관을 계산하여 그 절대값이 가장 큰 수열을 해당 기지국으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 수열들을 인접 기지국으로 선택하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 21. The method of claim 20, wherein the searching for the base station comprises calculating cross-correlation with the available base station classification sequences using the fast Fourier transform of the received preamble signal, selecting the sequence having the largest absolute value as the corresponding base station, and the absolute value thereof. A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system that selects sequences above this threshold as adjacent base stations. 제33항에 있어서, Q 개의 신호 값들을 R[i], 절대값을 Y[q], q 번째 기지국 구분 수열 Cq ,i, 기지국 구분 수열의 인덱스를 q라 할 때,The method of claim 33, wherein the Q signal values are R [i], the absolute value is Y [q], the q th base station division sequence C q , i , and the index of the base station division sequence is q.
Figure 112006082290180-PAT00023
의 수학식에 의해 상기 절대값이 일정 임계치를 넘는 수열들을 인접 기지국으로 선택하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법.
Figure 112006082290180-PAT00023
A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system in which the sequence whose absolute value exceeds a predetermined threshold is selected as an adjacent base station by Equation 2 below.
제 20항에 있어서, 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에 변환 취한 값과 기지국 구분 수열을 일정 길이로 나누어 각각에 대한 교차상관 값의 절대값 또는 절대값 제곱의 합으로 주어지는 비동기 결합 결과값을 계산하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 21. The OFDM system of claim 20, wherein a fast Fourier transform of the received preamble signal and a base station distinguished sequence are divided by a predetermined length to calculate an asynchronous combined result given as an absolute value of a cross-correlation value or a sum of squares of absolute values for each. Timing / Frequency Synchronization and Base Station Discovery Method 제 20항에 있어서, 상기 기지국 탐색 방법은, 기지국 탐색을 두 단계로 하기 위해 수신 프리앰블 신호를 고속 퓨리에변환한 값을 사용 가능한 기지국 그룹 구분 수열들과 교차상관을 계산하여 그 절대값이 가장 큰 수열을 해당 기지국 그룹으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 그룹들을 인접 기지국이 속한 그룹들로 선택하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 21. The method of claim 20, wherein the base station search method calculates a cross-correlation with the available base station group division sequences and the highest sequence value using the fast Fourier transform of the received preamble signal in order to perform the base station search in two stages. A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system in which is selected as a corresponding base station group and selects groups whose absolute value exceeds a predetermined threshold as groups belonging to a neighboring base station. 제 36항에 있어서, 해당 기지국 그룹들을 선택한 후 수신 프리앰블 신호들 중 짧은 반복 패턴에 해당하는 샘플들만 취하여 고속 퓨리에변환을 수행한 후 해당 기지국 그룹에 포함된 사용 가능한 수열들과 교차상관을 계산하여 그 절대값이 가장 큰 수열을 해당 기지국으로 선택하고 그 절대값이 일정 임계치를 넘는 수열들을 인접 기지국으로 선택하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 37. The method of claim 36, after selecting the corresponding base station groups and performing fast fast Fourier transform by taking only samples corresponding to a short repetition pattern among the received preamble signals, the cross-correlation with the available sequences included in the corresponding base station group is calculated and A method for timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system in which a sequence having the largest absolute value is selected as a corresponding base station and a sequence whose absolute value exceeds a predetermined threshold is selected as an adjacent base station. 제 36항 또는 제37항에 있어서, 교차상관 계산 시 비동기 결합 결과값을 이용하는 OFDM 시스템에서 타이밍/주파수 동기 및 기지국 탐색 방법. 38. The method of claim 36 or 37, wherein a timing / frequency synchronization and base station discovery in an OFDM system uses asynchronous combining results in cross-correlation calculations.
KR1020060110830A 2006-11-10 2006-11-10 OFDM system using preamble symbol and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization KR100838456B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060110830A KR100838456B1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OFDM system using preamble symbol and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060110830A KR100838456B1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OFDM system using preamble symbol and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080042421A true KR20080042421A (en) 2008-05-15
KR100838456B1 KR100838456B1 (en) 2008-06-16

Family

ID=39649132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060110830A KR100838456B1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OFDM system using preamble symbol and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100838456B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130033944A (en) * 2011-09-27 2013-04-04 한국전자통신연구원 Method and apparatus for providing data transmission and receiving
KR20130135745A (en) * 2012-06-01 2013-12-11 한국전자통신연구원 Frame structure and receiving method for terrestrial cloud trasmission
WO2014069967A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for generating synchronous signal in wireless access system for supporting super-high frequency band
WO2014069966A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 엘지전자 주식회사 Method and device for generating synchronization signal in wireless access system supporting ultrahigh frequency band
US8929355B2 (en) 2009-08-25 2015-01-06 Electronics And Telecommunications Research Institute Synchronization control method for data transmission/reception, and station for data transmission/reception synchronization
KR20180038867A (en) * 2016-10-07 2018-04-17 한국전자통신연구원 Frequency offset estimation and compensation method
CN114650205A (en) * 2022-03-25 2022-06-21 深圳市力合微电子股份有限公司 Method for generating preamble synchronization signal of High Performance Liquid Chromatography (HPLC) dual-mode high-speed wireless system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505968B1 (en) * 2003-08-27 2005-08-03 삼성전자주식회사 METHOD OF CONSTRUCTING WIRELESS NETWORK OF Orthogonal Frequency Division Multiple Access, AND TERMINAL OF ACCEPTING OFDMA
KR100594597B1 (en) 2003-10-24 2006-06-30 한국전자통신연구원 Method and apparatus for embodying downlink signal in mobile communication system, and method and apparatus for synchronizing and searching cell using the same
KR20050066562A (en) * 2003-12-26 2005-06-30 삼성전자주식회사 Method for embodying frame preamble in wireless communication based on ofdm, and method for acquiring frame synchronization and searching cells using the preamble
KR100582906B1 (en) * 2003-12-27 2006-05-23 한국전자통신연구원 A preamble configuring method in the Wireless LAN System, and a method for a frame synchronization detection
KR100702456B1 (en) * 2004-12-10 2007-04-03 한국전자통신연구원 Method and apparatus of detecting symbol synchronization
KR100753113B1 (en) * 2005-02-03 2007-08-29 인하대학교 산학협력단 Preamble Structure and Method to enhance the Performance of Symbol Timing Offset estimation in OFDM-FDMA/CDMA/TDMA systems

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8929355B2 (en) 2009-08-25 2015-01-06 Electronics And Telecommunications Research Institute Synchronization control method for data transmission/reception, and station for data transmission/reception synchronization
US9237540B2 (en) 2009-08-25 2016-01-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Station for data transmission/reception synchronization
KR20130033944A (en) * 2011-09-27 2013-04-04 한국전자통신연구원 Method and apparatus for providing data transmission and receiving
KR20130135745A (en) * 2012-06-01 2013-12-11 한국전자통신연구원 Frame structure and receiving method for terrestrial cloud trasmission
WO2014069967A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for generating synchronous signal in wireless access system for supporting super-high frequency band
WO2014069966A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 엘지전자 주식회사 Method and device for generating synchronization signal in wireless access system supporting ultrahigh frequency band
US9537649B2 (en) 2012-11-05 2017-01-03 Lg Electronics Inc. Method and device for generating synchronization signal in wireless access system supporting ultrahigh frequency band
US9622202B2 (en) 2012-11-05 2017-04-11 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for generating synchronous signal in wireless access system for supporting super-high frequency band
KR20180038867A (en) * 2016-10-07 2018-04-17 한국전자통신연구원 Frequency offset estimation and compensation method
CN114650205A (en) * 2022-03-25 2022-06-21 深圳市力合微电子股份有限公司 Method for generating preamble synchronization signal of High Performance Liquid Chromatography (HPLC) dual-mode high-speed wireless system
CN114650205B (en) * 2022-03-25 2023-07-28 深圳市力合微电子股份有限公司 HPLC dual-mode high-speed wireless system preamble synchronization signal generation method

Also Published As

Publication number Publication date
KR100838456B1 (en) 2008-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100606105B1 (en) Apparatus and method for cell search in mobile communication system using multiple access scheme
US7848438B2 (en) Method and apparatus for pilot signal transmission
JP4417414B2 (en) Pilot signal transmitting / receiving apparatus and method in communication system using orthogonal frequency division multiplexing
JP5571131B2 (en) Code division multiplexing in a single carrier frequency division multiple access system.
US8634372B2 (en) Pilot signal transmission method and mobile communication system
KR100918764B1 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving a preamble sequence in an orthogonal frequency division multiplexing communication system using a plurality of transmission antennas
JP5106129B2 (en) Base station equipment
US7453856B2 (en) Method, apparatus, and communications interface for sending and receiving data blocks associated with different multiple access techniques
KR100938095B1 (en) Apparatus and method for generating a preamble sequence in an orthogonal frequency division multiplexing communication system
CN100536447C (en) Up pilot method for restraining interference
US20090196163A1 (en) Bandwidth asymmetric communication system based on ofdm and tdma
JP2009527187A (en) Method and system for processing a reference signal of an OFDM system using grouping of transmission time intervals
WO2006134829A1 (en) Transmitter, receiver, mobile communication system and synchronization channel transmission method
KR100838456B1 (en) OFDM system using preamble symbol and method for designing the preamble symbol and method for acquiring timing/frequency synchronization
Zhou et al. OFDMA initial ranging for IEEE 802.16 e based on time-domain and frequency-domain approaches
KR100567313B1 (en) Method for searching cell in orthogonal frequency division multiple access system
KR20060099674A (en) Apparatus and method for performance improvement of channel estimation in broadband wireless access system
KR20060072096A (en) Apparatus and method for calculation of llr in a orthogonal frequency division multiplexing communication system using linear equalizer
KR20050018296A (en) Apparatus and method for transmitting/receiving pilot in an orthogonal frequency division multiplexing communication system
KR20050011292A (en) Apparatus for generating preamble sequences in an orthogonal frequency division multiplexing communication system using a plurarity of transmission antennas and method thereof
KR100768327B1 (en) Apparatus and method for estimating carrier to interference and noise ratio in systems using multi-carrier signal
Guo et al. Joint estimation of synchronization parameters and channels for generalized-OFDMA uplink
Tuo et al. Uplink channel estimation for nonorthogonal coded access
KR101342801B1 (en) Apparatus and method for estimating channel using code expansion in mobile telecommunication system
Lakshmanan et al. Joint timing synchronization and channel estimation using perfect sequence in uplink time domain synchronous OFDMA

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120404

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee