KR20140065249A - Sc-fdma 시스템의 수신기 및 sc-fdma 시스템의 수신기에서 dc 오프셋을 제거하는 방법 - Google Patents

Sc-fdma 시스템의 수신기 및 sc-fdma 시스템의 수신기에서 dc 오프셋을 제거하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기는 송신기의 신호를 안테나를 이용하여 수신하는 RF 수신부(110), RF 수신부(110)에서 수신한 신호를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동하는 주파수 이동부(120), 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행하는 FFT부(140), FFT 변환된 신호에 대하여 DC 오프셋 보상값을 감산하는 DC 오프셋 보상부(170) 및 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호를 복원하는 데이터 복조부(160)를 포함한다.

Description

SC-FDMA 시스템의 수신기 및 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법{RECEIVER FOR SC-FDMA SYSTEM AND DC OFFSET CANCELLATION METHOD FOR RECEIVER IN SC-FDMA SYSTEM}
이하 설명하는 기술은 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법 및 그 방법을 사용하는 수신기에 관한 것이다.
LTE(Long Term Evolution)는 3세대 이동통신(3G)을 '장기적으로 진화'시킨 기술이라는 뜻에서 붙여진 명칭으로서, 현재 와이브로 에볼루션과 더불어 유력한 4세대 이동통신 기술로 꼽힌다. LTE는 3세대 이동통신 무선표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12월 확정한 표준규격 Release 8을 기반으로 하는데, 채널 대역폭은 1.25~20㎒이고, 20㎒ 대역폭을 기준으로 하향링크의 최대 전송속도는 100Mbps, 상향링크의 최대 전송속도는 50Mbps이다. 무선 다중접속 및 다중화 방식은 OFDM(직교주파수분할), 고속 패킷데이터 전송 방식은 MIMO(다중입출력)를 기반으로 한다. LTE Advanced는 이러한 LTE의 진화된 버전인데, 이하에서는 이들을 총칭하여 '3GPP LTE'라 한다.
상향링크에서 요구되는 성능을 만족하기 위해서 사용자 간 직교성 보장과 더불어 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시키기 위한 기술이 주요 이슈로 떠오르고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식은 PAPR이 높은 단점이 있다. 이러한 PAPR은 한 사용자가 다중 반송파를 사용하거나 CDMA(Code Division Multiple Access)에서와 같이 다중 코드를 사용하는 경우에 주로 발생한다. 단일 반송파를 사용하는 방식이 PAPR 성능 측면에서는 좋은 기능을 갖는다.
현재 3GPP LTE의 상향링크(Uplink)에서는 그간 OFDM 기술의 단점이었던 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 줄이기 위해 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 기술을 채택하고 있다.
한국공개특허 제10-2012-0023980호는 SC-FDMA 수신단에서 I/Q 오프셋을 제거하는 장치를 개시한다. 구체적으로 상기 공개 특허는 DFT 수신된 신호에서 선형 보간 채널 추정기의 출력인 출력 계수와 훈련 시퀀스를 이용한 신호를 가산하는 구성을 개시한다.
3GPP LTE 상향링크에서는 PAPR 저감을 위해 SC-FDMA 변조 방식을 사용하였고, SC-FDMA 특성을 지키기 위해서는 FFT의 DC입력까지 사용해야만 하므로 7.5 kHz 시프팅(shifting) 기법을 이용하여 DC 오프셋에 의한 직접적인 영향을 피하고자 하였다. 그러나 DC 오프셋의 영향을 근본적으로 피할 수는 없으며, SC-FDMA의 SC 특성을 위해 사용된 DFT에 의해 DC 오프셋 성분이 모든 신호에 퍼짐으로써 DC 오프셋이 큰 경우 그에 따른 성능 열화 역시 크게 나타난다.
이하 설명하는 기술은 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 수신되는 신호의 평균값을 구하고, 수신신호에서 평균값을 감산하여 DC 오프셋이 제거된 신호를 생성하고자 한다.
또한 이하 설명하는 기술은 수신하는 신호를 모두 저장하는 버퍼를 별도로 사용하지 않고도 전체 수신 신호의 평균값을 감산하여 DC 오프셋을 제거하는 장치 내지 방법을 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 SC-FDMA 시스템의 수신기는 송신기의 신호를 안테나를 이용하여 수신하는 RF 수신부, RF 수신부에서 수신한 신호를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동하는 주파수 이동부, 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행하는 FFT부, FFT 변환된 신호에 대하여 DC 오프셋 보상값을 감산하는 DC 오프셋 보상부 및 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호를 복원하는 데이터 복원부를 포함한다.
DC 오프셋 보상값은 RF 수신부에서 수신한 신호의 누적 평균값이다.
DC 오프셋 보상부는 RF 수신부에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 DC 오프셋 추정부, 단위 크기의 DC 별로 보상값이 저장된 DC 테이블 및 DC 오프셋 값과 수신한 신호의 DC 크기에 따른 보상값을 곱한 값을 FFT 변환된 신호에서 감산하는 감산부를 포함한다. 여기서 DC 오프셋 값은 수신한 신호에 대한 누적 평균 값이다.
DC 테이블은 서로 다른 단위 크기의 DC 별로 보상값이 저장되고, 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값이다.
본 발명의 다른 측면에서 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법은 송신기에서 송신한 신호가 RF 수신부에서 수신되는 단계, 수신한 신호가 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동되는 단계, 시프트 이동된 신호가 FFT 변환되는 단계, FFT 변환된 신호에서 DC 오프셋 보상값이 감산되는 단계 및 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호가 복조되는 단계를 포함한다.
DC 오프셋 보상값은 RF 수신부에서 수신한 신호의 누적 평균값이다.
감산되는 단계는 DC 오프셋 추정부가 RF 수신부에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 단계, 곱셈 연산 소자가 DC 오프셋 값과 수신한 신호의 DC 크기에 따른 보상값을 곱하여 DC 오프셋 보상값을 연산하는 단계 및 감산 연산 소자가 FFT 변환된 신호에서 DC 오프셋 보상값을 감산하는 단계를 포함한다.
DC 오프셋 값(
Figure pat00001
)은 아래의 수학식으로 표현된다.
Figure pat00002
여기서, 수신신호
Figure pat00003
는
Figure pat00004
로 표현되고,
Figure pat00005
는 송신 신호,
Figure pat00006
는 AWGN,
Figure pat00007
는 DC 오프셋 성분을 의미한다.
보상값은 메모리에 서로 다른 단위 크기의 DC 별로 저장되고, 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값이다.
이하 설명하는 기술은 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 크기가 큰 버퍼(buffer)가 필요 없이 실시간으로 DC 오프셋을 제거할 수 있다. 나아가 이하 설명하는 기술은 3GPP LTE 시스템에서만 사용되는 것은 아니며, SC-FDMA 통신 방식이 사용되는 시스템이라면 어떤 시스템에서도 이용 가능하다.
이하 설명하는 기술의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 SC-FDMA 시스템의 수신기 구조에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기 구조에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 SC-FDMA 시스템의 수신기로 수신되는 신호를 도시한 그래프의 일 예이다.
도 4는 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 수신 신호를 -7.5kHz 시프트하고, 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행한 결과의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 DC 테이블에서 사용될 수 있는 보상값에 대한 예를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7(a)는 본 발명의 기법을 적용하지 않은 신호의 복조 결과를 도시한 성상도(constellation)의 일 예이고, 도 7(b)는 본 발명의 기법이 적용된 신호의 복조 결과를 도시한 성상도(constellation)의 일 예이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의SC-FDMA 시스템의 수신기(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 2와는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
먼서 3GPP LTE 상향링크에서 사용되는 송신기 및 수신기의 일반적인 구성 및 신호 처리 과정에 대하여 설명한다. 상향링크에서 송신기는 단말이 되고 수신기는 기지국의 일부가 된다.
상향링크에서 3GPP LTE의 송신기는 직/병렬 변환기(Serial to Parallel converter), 부반송파 맵핑(subcarrier mapping) 모듈, M-포인트(point) IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈, 순환전치(Cyclic prefix; CP) 부가 모듈, 병/직렬 변환기(Parallel to Serial converter) 및 RF(Radio Frequency)/DAC(Digital to Analog Converter) 모듈을 포함한다.
송신기에서 신호 처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 비트 스트림(bit stream)이 데이터 심볼 시퀀스(data symbol sequence)로 변조된다. 비트 스트림은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호 처리를 하여 얻어질 수 있다. 비트 스트림은 부호어(codeword)로 지칭되기도 하며 MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록과 등가이다. 다음으로, 이러한 직렬데이터 심볼 시퀀스는 N개씩 병렬로 변환된다. N개의 데이터 심볼은 전체 M개의 부반송파 중에서 할당받은 N개의 부반송파에 맵핑(mapping)되고 남은 M-N개의 반송파는 0으로 패딩된다. 주파수 영역에 맵핑된 데이터 심볼은 M-포인트 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 처리를 통해 시간 영역 시퀀스로 변환된다. 그 후, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)과 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference; ICI)을 줄이기 위해서, 상기 시간 영역 시퀀스에 순환전치(Cyclic Prefix; CP)를 더하여 FDMA 심볼을 생성한다. 생성된 FDMA 심볼은 다시 병렬에서 직렬로 변환된다. 그 후, FDMA 심볼은 디지털-대-아날로그 변환, 주파수 상향변환 등의 과정을 거쳐 수신기로 전송된다. 다른 사용자는 남은 M-N개의 부반송파 중에서 가용한 부반송파를 할당받는다
FDMA 수신기는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈, 직/병렬 변환기, 순환전치제거(Remove CP) 모듈, M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈, 부반송파 디맵핑(demapping)/등화(equalization) 모듈, 병/직렬 변환기 및 검출(detection) 모듈을 포함한다. FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
3GPP LTE 상향링크의 경우 OFDM과는 달리 송신단에서 DC 서브캐리어에 데이터를 전송한다. 이럴 경우, 수신단에서는 송신단의 I/Q 옵셋에 의한 효과가 DC 서브캐리어 근처의 데이터를 왜곡시키게 되어 성능 열화를 일으킨다. 이를 방지하기 위해 3GPP LTE에서는 송신단에서 부반송파 간격(subcarrier spacing; Δf), 예를 들어 15㎑의 반에 해당하는 Δf/2 만큼 주파수를 이동시켜서 SC-FDMA 송신을 하게 된다.
도 1은 종래의 SC-FDMA 시스템의 수신기 구조에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1에서는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈, 순환전치제거(Remove CP) 모듈, M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈, 부반송파 디맵핑(demapping) 모듈 등을 도시하지 않았고, 본 발명의 설명에 필요한 구성을 위주로 도시하였다.
도 1에 도시된 SC-FDMA 시스템의 수신기는 송신기의 신호를 안테나를 이용하여 수신하는 RF 수신부(51), RF 수신부(51)에서 수신한 신호를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동하는 주파수 이동부(52), 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행하는 FFT부(54), DC 오프셋 보상값이 감산된 신호를 복원하는 데이터 복조부(56)를 포함한다. 나아가 도 1은 병/직렬 변환기(P/S, 53) 및 직/병렬 변환기(S/P, 55)를 도시한다. SC-FDMA 시스템의 수신기에 필수적인 M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈 등은 생략되었다.
RF 수신부(51)는 안테나를 통해 수신되는 OFDM 신호를 베이스밴드 신호로 변환하여 ADC(AnaLog-to-DigitaL Converter)장치로 출력하며, ADC장치(미도시)는 RF 수신부(110)로부터의 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환한다.
FFT부(54)는 보정된 타이밍 오프셋을 이용하여 고속 푸리에 변환을 (FFT:Fast Fourier Transform)수행하여, 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 심벌로 변환한다.
고속 푸리에 변환된 입력 신호 심볼은 데이터 심볼 복조부(56)를 통해 송신된 신호인 데이터 심볼로 복원되며 이를 위해 SC-FDMA 시스템 수신기(50)의 데이터 심볼 복조부(56)는 데이터 소스의 디코딩수단(미도시), 복호화수단(미도시) 및 ADC(Analogue Digital Converter, 미도시) 등의 구성을 더 포함할 수 있는데 이들 구성은 본원 발명의 요지를 벗어나거나 기 공지된 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기 구조에 대한 개략적인 블록도이다.
본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기는 송신기의 신호를 안테나를 이용하여 수신하는 RF 수신부(110), RF 수신부(110)에서 수신한 신호를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동하는 주파수 이동부(120), 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행하는 FFT부(140), FFT 변환된 신호에 대하여 DC 오프셋 보상값을 감산하는 DC 오프셋 보상부(170) 및 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호를 복원하는 데이터 복조부(160)를 포함한다.
본 발명의 수신기는 종래의 수신기와 공통된 구성을 포함하고, 추가적으로 DC 오프셋 값을 추정하여 수신된 신호에 오프셋을 보상하는 DC 오프셋 보상부(170)를 포함한다.
먼저 DC 오프셋이 포함된 수신 신호를 수식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같고, 이는 3과 같이 나타난다. 도 3은 SC-FDMA 시스템의 수신기로 수신되는 신호를 도시한 그래프의 일 예이다. 도 3의 수평축은 시간(time) 축이고, 수직축은 진폭(amplutide) 이다.
Figure pat00008
여기서
Figure pat00009
는 수신 신호,
Figure pat00010
는 송신 신호,
Figure pat00011
는 AWGN(Additive white Gaussian noise), 그리고
Figure pat00012
는 DC 오프셋 성분을 의미한다.
위의 수식에서 송신 신호
Figure pat00013
및 AWGN
Figure pat00014
는 모두 평균이 0 인(zero mean) 특성을 갖는다고 할 때 DC 오프셋 값은 아래의 수학식 2와 같이 수신신호를 누적하고 시간에 대한 평균을 구함으로써 쉽게 얻을 수 있다.
Figure pat00015
DC 오프셋 보상부(170)는 RF 수신부(110)에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 DC 오프셋 추정부(171), 단위 크기의 DC 별로 보상값이 저장된 DC 테이블(172) 및 DC 오프셋 값과 수신한 신호의 DC 크기에 따른 보상값을 곱한 값을 FFT 변환된 신호에서 감산하는 감산기(174)를 포함한다.
DC 오프셋 추정부(171)는 RF 수신부(110)에서 수신하는 신호에 대한 누적 평균값을 연산한다. 따라서 DC 오프셋 값은 결국 수신 신호에 대한 누적 평균값이고, 이는 수학식 2에 해당한다.
DC 테이블(172)에 저장된 보상값은 사전에 단위 크기의 DC 별로 연산된 값이 저장되는 구성이다. 보상값은 ROM과 같은 비휘발성 메모리에 저장되는 것이 바람직하다. 구체적으로 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값에 해당한다. 단위 크기에서 단위는 직류 전류 값의 세기 또는 기준 전류값에 대한 경과 시간이 단위에 해당할 수 있다.
도 4는 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 수신 신호를 -7.5kHz 시프트하고, 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행한 결과의 일 예를 도시한 그래프이다. 이 신호에 대한 보상값은 도 5에 도시한 예와 같다. 보상값은 일정 범위 간격에서 동일한 값을 갖는 계단식 증가 내지 감소도 가능하겠지만, 일반적으로 DC 크기에 따라 선형적인 값을 갖는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 5의 수평축은 시간(time) 축이고, 수직축은 진폭(amplutide)이다.
DC 오프셋 보상부(170)는 DC 오프셋 추정부(171)에서 추정하는 DC 오프셋 값(수신 신호의 누적 평균값)과 DC 테이블(172)에 저장된 보상값에서 수신된 신호의 DC 크기에 해당하는 보상값을 곱하는 곱셈기(173)를 포함한다. 또한 DC 오프셋 보상부(170)는 FFT 변환된 신호에서 곱셈기(173)에서 연산된 값을 감산하는 감산기(174)를 더 포함한다.
본 발명에서 제안하는 DC 오프셋 보상부(170)와 같은 구조가 없다면, SC-FDMA 시스템의 수신기는 수신하는 신호를 모두 저장하는 대용량의 버퍼를 갖고 누적된 신호의 평균값을 연산해야만 한다.
이하 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법에 대하여 설명한다. 다만 전술한 SC-FDMA 시스템의 수신기에 대한 설명과 공통된 내용에 대해서는 간략하게 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법은 송신기에서 송신한 신호가 RF 수신부(110)에서 수신되는 단계(500), 수신한 신호가 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동되는 단계(501), 시프트 이동된 신호가 FFT 변환되는 단계(502), FFT 변환된 신호에서 DC 오프셋 보상값이 감산되는 단계(505) 및 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호가 복조되는 단계(506)를 포함한다.
감산되는 단계(505)는 DC 오프셋 추정부가 RF 수신부(110)에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 단계(503) 및 곱셈기가 DC 오프셋 값과 수신한 신호의 DC 크기에 따른 보상값을 곱하여 DC 오프셋 보상값을 연산하는 단계(504)를 포함한다. DC 오프셋 보상값은 RF 수신부(110)에서 수신한 신호의 누적 평균값이다.
보상값은 메모리에 서로 다른 단위 크기의 DC 별로 저장되고, 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값이다.
도 7(a)는 본 발명의 기법을 적용하지 않은 신호의 복조 결과를 도시한 성상도(constellation)의 일 예이고, 도 7(b)는 본 발명의 기법이 적용된 신호의 복조 결과를 도시한 성상도(constellation)의 일 예이다. 실험은 FFT size: 2048, used subcarrier: 1200, average power: 1.0, DC offset: complex(1.0, 0.5)의 조건에서 수행된 것이다. 본 발명에 따른 DC 오프셋 제거 기법의 효과는 도 7을 통해 알 수 있다.
본 발명에 따른 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법을 사용한 경우, 성상도에서 DC 오프셋에 의한 영향이 거의 나타나지 않음을 확인할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
50, 100 : SC-FDMA 시스템의 수신기 51, 110 : RF 수신부
52, 120 : 주파수 이동부 53, 130 : 병/직렬 변환기
54, 140 : FFT부 55, 150 : 직/병렬 변환기
56, 160 : 데이터 복조부 170 : DC 오프셋 보상부
171 : DC 오프셋 추정부 172 : DC 테이블
173 : 곱셈기 174 : 감산기

Claims (8)

  1. SC-FDMA 시스템의 수신기에 있어서,
    송신기의 신호를 안테나를 이용하여 수신하는 RF 수신부;
    상기 RF 수신부에서 수신한 신호를 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동하는 주파수 이동부;
    상기 시프트 이동된 신호에 대한 FFT 변환을 수행하는 FFT부;
    상기 FFT 변환된 신호에 대하여 DC 오프셋 보상값을 감산하는 DC 오프셋 보상부; 및
    상기 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호를 복조하는 데이터 복조부를 포함하는 SC-FDMA 시스템의 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DC 오프셋 보상부는
    상기 RF 수신부에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 DC 오프셋 추정부;
    단위 크기의 DC 별로 보상값이 저장된 DC 테이블; 및
    상기 DC 오프셋 값과 상기 수신한 신호의 DC 크기에 따른 상기 보상값을 곱한 값을 상기 FFT 변환된 신호에서 감산하는 감산기를 포함하는 SC-FDMA 시스템의 수신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 DC 오프셋 값은
    상기 수신한 신호에 대한 누적 평균 값인 SC-FDMA 시스템의 수신기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 DC 테이블은 서로 다른 단위 크기의 DC 별로 보상값이 저장되고,
    상기 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값인 SC-FDMA 시스템의 수신기.
  5. SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법에 있어서,
    송신기에서 송신한 신호가 RF 수신부에서 수신되는 단계;
    상기 수신한 신호가 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동되는 단계;
    상기 시프트 이동된 신호가 FFT 변환되는 단계;
    상기 FFT 변환된 신호에서 DC 오프셋 보상값이 감산되는 단계; 및
    상기 DC 오프셋 보상값이 감산된 신호가 복조되는 단계를 포함하는 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감산되는 단계는
    DC 오프셋 추정부가 상기 RF 수신부에서 수신한 신호에 대한 DC 오프셋 값을 추정하는 단계;
    곱셈기가 상기 DC 오프셋 값과 상기 수신한 신호의 DC 크기에 따른 보상값을 곱하여 DC 오프셋 보상값을 연산하는 단계; 및
    감산기가 상기 FFT 변환된 신호에서 상기 DC 오프셋 보상값을 감산하는 단계를 포함하는 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 DC 오프셋 값(
    Figure pat00016
    )은 아래의 수학식으로 표현되는 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법.
    Figure pat00017

    (여기서, 수신신호
    Figure pat00018
    는
    Figure pat00019
    로 표현되고,
    Figure pat00020
    는 송신 신호,
    Figure pat00021
    는 AWGN,
    Figure pat00022
    는 DC 오프셋 성분을 의미함)
  8. 제6항에 있어서,
    상기 보상값은 메모리에 서로 다른 단위 크기의 DC 별로 저장되고, 상기 보상값 각각은 단위 크기의 DC를 부반송파 간격의 반(-Δf/2) 만큼 시프트 이동한 후 FFT 변환을 수행한 값인 SC-FDMA 시스템의 수신기에서 DC 오프셋을 제거하는 방법.
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