KR20160075218A - Apparatus for receving of orthogonal frequency division multiplexing system and method for compensating sampling timing thereof - Google Patents

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KR20160075218A
KR20160075218A KR1020140184926A KR20140184926A KR20160075218A KR 20160075218 A KR20160075218 A KR 20160075218A KR 1020140184926 A KR1020140184926 A KR 1020140184926A KR 20140184926 A KR20140184926 A KR 20140184926A KR 20160075218 A KR20160075218 A KR 20160075218A
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sampling timing
ofdm symbol
frequency division
division multiplexing
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이재호
라상중
배재휘
최동준
허남호
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한국전자통신연구원
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Abstract

An objective of the present invention is to provide a receiving apparatus for an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, which can compensate a fine sampling timing error, and a method for compensating a sampling timing thereof. The receiving apparatus for an OFDM system compensates a coarse sampling timing error for an inputted OFDM symbol, then uses continual pilots of the OFDM symbol whose coarse sampling timing error is compensated and a previous OFDM symbol to estimate a residual sampling timing error for the corresponding OFDM symbol, converts the estimated residual sampling timing error into a phase value, and then compensates the residual sampling timing error of the corresponding OFDM symbol based on the phase value.

Description

직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치 및 그의 샘플링 타이밍 보상 방법 {APPARATUS FOR RECEVING OF ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING SAMPLING TIMING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiving apparatus for an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system and a sampling timing compensation method therefor. 2. Description of the Related Art [

본 발명은 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치 및 그의 샘플링 타이밍 보상 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a receiving apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing system and a sampling timing compensation method thereof.

직교주파수분할다중 시스템에서, 송수신기간의 샘플링 타이밍 오차를 보상하기 위해 송신 장치에서는 매 OFDM 심볼마다 CP(Continual pilot)를 삽입하고, 수신 장치에서는 CP를 이용하여 샘플링 오차를 추정하고 보상하는 TR(Timing Recovery)을 수행한다. TR을 수행하여 샘플링 타이밍 오차가 보상되더라도 잡음 등에 의해 아주 미세한 샘플링 타이밍 오차가 발생되며, 이러한 오차는 수신된 QAM 심볼의 위상회전을 초래한다. 같은 위상 회전이 발생했다고 가정했을 때, QAM 차수가 낮은 경우에는 BER(Bit Error Rate)에 영향이 없지만, 4096 QAM과 같은 고차 QAM의 경우에는 QAM심볼 오차가 발생하여 BER이 증가하게 된다. In the orthogonal frequency division multiplexing system, in order to compensate the sampling timing error of the transmission / reception period, the transmission apparatus inserts a CP (continuous pilot) for every OFDM symbol, and the receiving apparatus estimates and compensates for sampling error using CP Recovery. Even if the sampling timing error is compensated for by performing TR, a very fine sampling timing error is generated due to noise or the like, and this error causes phase rotation of the received QAM symbol. Assuming that the same phase rotation occurs, the BER (Bit Error Rate) is not affected when the QAM order is low, but the QAM symbol error occurs when the QAM order is high, such as 4096 QAM.

따라서, 이러한 미세한 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 기능이 필요하다. Therefore, a function to compensate for such a fine sampling timing error is required.

본 발명이 해결하려는 과제는 미세한 샘플링 타이밍 오차를 보상할 수 있는 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치 및 그의 샘플링 타이밍 보상 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing system capable of compensating a fine sampling timing error and a sampling timing compensation method therefor.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에서 샘플링 타이밍을 보상하는 방법이 제공된다. 샘플링 타이밍 보상 방법은 입력되는 OFDM 심볼에 대해 대략적인(coarse) 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 단계, 대략적인 샘플링 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼에 대해, 해당 OFDM 심볼과 직전 OFDM 심볼의 CP(Continual pilot)를 이용하여 잔여 샘플링 타이밍 오차를 추정하는 단계, 상기 잔여 샘플링 타이밍 오차를 위상값으로 변환하는 단계, 그리고 상기 위상값을 토대로 상기 해당 OFDM 심볼의 잔여 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 단계를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, a method of compensating sampling timing in a receiving apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing system is provided. The sampling timing compensation method comprises compensating a coarse sampling timing error for an OFDM symbol to be input, performing a continuous pilot (CP) operation on the OFDM symbol and the immediately preceding OFDM symbol for an OFDM symbol with a rough sampling timing error compensated, Estimating a residual sampling timing error using the residual sampling timing error, converting the residual sampling timing error to a phase value, and compensating residual sampling timing error of the corresponding OFDM symbol based on the phase value.

본 발명의 실시 예에 의하면, 대략적인 샘플링 타이밍 보상과 미세 샘플링 타이밍 보상을 이용하여 정확하게 송수신 장치의 샘플링 타이밍 오차를 보상할 수 있으며, 특히, 고차 QAM을 사용하는 직교주파수 분할다중 시스템에 적용함으로써 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to accurately compensate the sampling timing error of the transmitting / receiving apparatus using rough sampling timing compensation and fine sampling timing compensation. In particular, the present invention can be applied to an orthogonal frequency division multiplexing The performance can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2는 직교주파수분할다중 시스템의 송수신 장치간의 샘플링 타이밍 오차의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 오차 검출부의 출력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 루프 필터의 출력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 NCO의 출력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 대략 타이밍 보상부의 출력에서 발생하는 미세 샘플링 타이밍 오차에 의한 성상도를 나타낸 도면이다.
도 7은 1024 QAM과 4096 QAM의 성상도 중에서 최외곽 심볼을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 미세 타이밍 보상부의 타이밍 오차 검출부를 세부적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 타이밍 보상부의 타이밍 오차 검출부에서 추정한 위상 회전과 대략 샘플링 타이밍 보상으로부터 발생되는 이론적인 위상 회전을 OFDM 심볼의 수에 따라 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치의 샘플링 타이밍 오차 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a portion of a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram illustrating an example of a sampling timing error between transceivers of an orthogonal frequency division multiplexing system.
3 is a diagram showing an example of the output of the timing error detector shown in FIG.
4 is a diagram showing an example of the output of the loop filter shown in FIG.
5 is a diagram showing an example of the output of the NCO shown in FIG.
FIG. 6 is a view showing a constellation diagram due to a fine sampling timing error occurring at the output of the roughly timing compensator shown in FIG. 1. FIG.
7 is a diagram showing the outermost symbols among 1024 QAM and 4096 QAM constellation diagrams.
8 is a detailed view of a timing error detector of the fine timing compensator shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a theoretical phase rotation generated from the phase rotation estimated by the timing error detector of the fine timing compensation unit according to the embodiment of the present invention and the approximate sampling timing compensation according to the number of OFDM symbols.
10 is a flowchart illustrating a sampling timing error method of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치 및 그의 샘플링 타이밍 보상 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a receiver and a sampling timing compensation method of an orthogonal frequency division multiplexing system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치의 일부를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a portion of a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참고하면, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치(100)는 대략 타이밍 보상(coarse Timing Recovery)부(110) 및 미세(fine) 타이밍 보상부(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a receiving apparatus 100 of an orthogonal frequency division multiplexing system includes a coarse timing recovery unit 110 and a fine timing compensation unit 120.

송신 장치는 매 OFDM 심볼마다 CP(Continual pilot)를 삽입하고, CP가 삽입된 OFDM 심볼들을 기저대역의 OFDM 신호로 변환하여 전송한다. 하나의 OFDM 심볼은 복수 개의 샘플을 포함하며, 복수 개의 샘플들 사이에 복수 개의 CP가 삽입될 수 있다. The transmitting apparatus inserts a CP (Continuous pilot) for each OFDM symbol, and converts the CP-inserted OFDM symbols into a baseband OFDM signal. One OFDM symbol includes a plurality of samples, and a plurality of CPs may be inserted between the plurality of samples.

수신 장치는 기저대역의 OFDM 신호를 OFDM 심볼로 변환하여 대략 타이밍 보상부(110)로 전달한다. The receiver converts the baseband OFDM signal into an OFDM symbol and transmits the OFDM symbol to the timing compensator 110.

대략 타이밍 보상부(110)는 보간기(interpolator)(112), 타이밍 오차 검출부(114), 루프 필터(116) 및 NCO(Numerically Controlled Oscillator)(118)를 포함한다. The approximate timing compensator 110 includes an interpolator 112, a timing error detector 114, a loop filter 116 and a numerically controlled oscillator (NCO)

보간기(112)는 입력되는 OFDM 심볼의 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 기능을 수행한다. 보간기(112)는 입력되는 OFDM 심볼의 각 샘플에 대하여 NCO(118)에 의해 누적된 타이밍 오차를 보상하여 타이밍 오차 검출부(114)로 출력한다. The interpolator 112 performs a function of compensating a sampling timing error of an input OFDM symbol. The interpolator 112 compensates the timing error accumulated by the NCO 118 for each sample of the input OFDM symbol and outputs the compensated timing error to the timing error detector 114.

도 2는 직교주파수분할다중 시스템의 송수신 장치간의 샘플링 타이밍 오차의 일 예를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a sampling timing error between transceivers of an orthogonal frequency division multiplexing system.

도 2에 도시한 바와 같이, 송신 장치의 OFDM 심볼의 각 샘플(Tx samples)과 수신 장치의 OFDM 심볼의 각 샘플(Rx samples)간에는 샘플링 타이밍 오차(u)가 발생하며, 시간이 지남에 따라 샘플링 타이밍 오차(u)가 선형으로 증가하는 형태로 수신 신호에 나타나는 것을 알 수 있다. As shown in Fig. 2, a sampling timing error u occurs between each sample (Tx samples) of the OFDM symbol of the transmitting apparatus and each sample (Rx samples) of the OFDM symbol of the receiving apparatus, It can be seen that the timing error u appears linearly in the received signal.

타이밍 오차 검출부(114)는 2개의 인접한 OFDM 심볼의 CP를 이용하여 샘플링 타이밍 오차를 추정하는 기능을 수행하며, 루프 필터(116)는 타이밍 오차 검출부(114)의 출력으로부터 잡음을 제거하고 평균값을 출력한다. 그리고 NCO(118)는 루프 필터(116)의 출력 값인 타이밍 오차의 평균값을 직전 값에 누적하여 보간기(112)로 전달하는 기능을 수행한다. The timing error detector 114 performs a function of estimating a sampling timing error using the CPs of two adjacent OFDM symbols. The loop filter 116 removes noise from the output of the timing error detector 114 and outputs an average value do. The NCO 118 performs a function of accumulating the average value of the timing error, which is the output value of the loop filter 116, in the immediately preceding value and delivering it to the interpolator 112.

보간기(112)는 NCO(118)의 누적 값을 입력되는 OFDM 심볼에 보상한다. The interpolator 112 compensates the accumulated value of the NCO 118 for the input OFDM symbol.

도 3은 도 1에 도시된 타이밍 오차 검출부의 출력의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 루프 필터의 출력의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 1에 도시된 NCO의 출력의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing an example of the output of the timing error detector shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the output of the loop filter shown in FIG. 5 is a diagram showing an example of the output of the NCO shown in FIG.

도 3을 참고하면, 보간기(112)에 의해 대략적인 샘플링 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼에 대한 타이밍 오차 검출부(114)의 출력(After TR locking)을 보면, 대략적인 샘플링 타이밍 오차를 보상하기 전(Before TR locking)에 비해 샘플링 타이밍 오차가 현저하게 줄어든다. Referring to FIG. 3, the output (After TR locking) of the timing error detector 114 for the OFDM symbol in which the approximate sampling timing error is compensated by the interpolator 112, (Before TR locking), the sampling timing error is significantly reduced.

타이밍 오차 검출부(114)에 의해 검출된 샘플링 타이밍 오차가 루프 필터(116)를 통과하면, 도 4에 도시한 바와 같이 나타날 수 있다. When the sampling timing error detected by the timing error detector 114 passes through the loop filter 116, it may appear as shown in FIG.

그리고 루프 필터(116)를 출력값은 NCO(118)를 통과하면, 도 5와 같이 직전 값에 누적되어 출력된다. 따라서 NCO(118)의 출력값은 OFDM 심볼의 샘플 수가 증가할수록 선형적으로 증가된다. 그리고 NCO(118)의 출력값은 보간기(112)로 입력되어 OFDM 심볼에 대한 샘플링 타이밍 보상이 이루어진다. When the output value of the loop filter 116 passes through the NCO 118, the output value is accumulated in the immediately preceding value as shown in FIG. Therefore, the output value of the NCO 118 increases linearly as the number of samples of the OFDM symbol increases. The output value of the NCO 118 is input to the interpolator 112 to perform sampling timing compensation on the OFDM symbol.

도 6은 도 1에 도시된 대략 타이밍 보상부의 출력에서 발생하는 미세 샘플링 타이밍 오차에 의한 성상도를 나타낸 도면으로, 송신 장치의 변조 방법으로 QAM이 사용된 일 예를 도시하였다.FIG. 6 is a diagram illustrating constellation due to a fine sampling timing error occurring at the output of the substantially timing compensating unit shown in FIG. 1, and shows an example in which QAM is used as a modulation method of a transmitting apparatus.

도 6을 참고하면, 대략 타이밍 보상부(110)를 이용하여 타이밍 오차를 보상하여도 미세한 샘플링 타이밍 오차가 존재할 수 있고, 미세한 샘플링 타이밍 오차에 의해 QAM 심볼의 위상이 회전한다는 것을 알 수 있다. 따라서 수신된 QAM 심볼은 송신 QAM 심볼과 다르게 되며, 이는 BER을 증가시키고, 수신 장치의 성능을 저하시킨다. 특히, 미세한 샘플링 타이밍 오차는 고차 QAM의 경우에 수신 장치의 성능을 크게 저하시킨다.Referring to FIG. 6, it can be seen that a fine sampling timing error may exist even when the timing error is compensated using the approximate timing compensator 110, and the phase of the QAM symbol is rotated due to a fine sampling timing error. Therefore, the received QAM symbol is different from the transmitted QAM symbol, which increases the BER and degrades the performance of the receiving apparatus. In particular, the fine sampling timing error significantly degrades the performance of the receiving apparatus in the case of higher order QAM.

도 7은 1024 QAM과 4096 QAM의 성상도 중에서 최외곽 심볼을 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing the outermost symbols among 1024 QAM and 4096 QAM constellation diagrams.

도 7을 참고하면, 위상 회전, 예를 들면 +/- 0.5도가 발생했을 때, 1024 QAM의 경우에는 QAM 심볼 오차가 없지만, 4096 QAM의 경우에는 심볼 오차가 발생한다. 따라서, 미세 샘플링 타이밍 오차를 줄이기 위해 본 발명의 실시 예에서는 대략 타이밍 보상부(110)의 보상 이후에 피드포워드 방식으로 동작하는 대략 타이밍 보상부(110)의 보상 동작을 수행한다. Referring to FIG. 7, there is no QAM symbol error in case of 1024 QAM when a phase rotation, for example, +/- 0.5 degree, occurs, but in case of 4096 QAM, a symbol error occurs. Therefore, in order to reduce the fine sampling timing error, the embodiment of the present invention performs the compensation operation of the rough timing compensation unit 110 that operates in the feedforward mode after the compensation of the timing compensation unit 110.

다시, 도 1을 보면, 미세 타이밍 보상부(120)는 타이밍 오차 검출부(122), 이동 평균 계산부(124), 복소수 생성부(126) 및 복소수 곱셈기(128)를 포함한다. 1, the fine timing compensator 120 includes a timing error detector 122, a moving average calculator 124, a complex number generator 126, and a complex multiplier 128. [

타이밍 오차 검출부(122)는 보간기(112)에 의해 대략 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼에 대해, 해당 OFDM 심볼과 인접한 OFDM 심볼의 CP를 이용하여 잔여 샘플링 타이밍 오차를 추정하고, 잔여 샘플링 타이밍 오차를 보상하기 위해 추정된 잔여 샘플링 타이밍 오차를 위상값으로 변환한다. 위상값으로의 변환은 잔여 샘플링 타이밍 오차에 대한 아크 탄젠트 연산을 통해 이루어질 수 있다. The timing error detector 122 estimates the residual sampling timing error using the CP of the OFDM symbol adjacent to the corresponding OFDM symbol with respect to the OFDM symbol whose timing error is compensated by the interpolator 112, And converts the estimated residual sampling timing error into a phase value to compensate. Conversion to a phase value can be done through an arctangent operation on the residual sampling timing error.

이동 평균 계산부(124)는 타이밍 오차 검출부(122)로부터 출력되는 잔여 샘플링 타이밍 오차에 대응하는 위상값을 이동 평균(moving average)하여 복소수 생성부(126)로 출력한다. The moving average calculator 124 moves averages the phase values corresponding to the residual sampling timing error outputted from the timing error detector 122 and outputs the moving average to the complex number generator 126.

복소수 생성부(126)는 이동 평균 값(A)을 각각 실수부의 실수 계수와 허수부의 허수 계수로 사용하는 복소수[cos(A)+j*sin(A)]를 생성하고, 복소수를 복소수 곱셈기(128)로 출력한다.The complex number generation section 126 generates a complex number [cos (A) + j * sin (A)] using the moving average value A as the real number coefficient of the real part and the imaginary number coefficient of the imaginary part, respectively, and outputs the complex number to the complex multiplier 128).

복소수 곱셈기(128)는 보간기(112)에 의해 대략 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼에, 복소수 생성부(126)에 의해 생성된 복소수[cos(A)+j*sin(A)]를 곱함으로써, 해당 OFDM 심볼에 대해 잔여 샘플링 타이밍 오차에 해당하는 위상 회전을 보상한다. The complex multiplier 128 multiplies the complex number [cos (A) + j * sin (A)] generated by the complex number generator 126 by the OFDM symbol whose timing error is compensated by the interpolator 112 , The phase rotation corresponding to the residual sampling timing error is compensated for the OFDM symbol.

도 8은 도 1에 도시된 미세 타이밍 보상부의 타이밍 오차 검출부를 세부적으로 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a detailed view of the timing error detector of the fine timing compensator shown in FIG. 1. FIG.

도 8을 참고하면, 보간기(112)에 의해 대략 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼이 타이밍 오차 검출부(122)로 입력된다. 하나의 OFDM 심볼이 Nsub-1개의 샘플과 NCP개의 CP를 포함한다. Referring to FIG. 8, the OFDM symbol whose timing error has been compensated by the interpolator 112 is input to the timing error detector 122. One OFDM symbol includes N sub -1 samples and N CP CPs.

타이밍 오차 검출부(122)는 보간기(112)로부터 출력되는 OFDM 심볼에 대해, 해당 OFDM 심볼과 직전 OFDM 심볼의 CP를 이용하여 잔여 샘플링 타이밍 오차를 추정한다. 예를 들어, 해당 OFDM 심볼이 2번째 OFDM 심볼이고, 직전 OFDM 심볼이 첫 번째 OFDM 심볼이라 가정한다. The timing error detector 122 estimates the residual sampling timing error for the OFDM symbol output from the interpolator 112 using the CP of the corresponding OFDM symbol and the immediately preceding OFDM symbol. For example, it is assumed that the OFDM symbol is the second OFDM symbol and the immediately preceding OFDM symbol is the first OFDM symbol.

타이밍 오차 검출부(122)는 1번째 OFDM 심볼의 각 CP를 복소 공액(complex conjugate)하여 각 CP의 공액 복소수를 생성하고, 각 CP의 공액 복소수를 2번째 OFDM 심볼의 각 CP에 곱셈하며, 인접한 두 CP에 해당하는 곱셈 값을 곱하여 출력한다. 이를 수학식으로 나타내면 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. The timing error detector 122 complex conjugates each CP of the first OFDM symbol to generate a conjugate complex number of each CP, multiplies the conjugate complex number of each CP to each CP of the second OFDM symbol, Multiplied by the multiplication value corresponding to CP, and output. This can be expressed as Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, m은 OFDM 심볼의 인덱스이고, k는 CP의 부반송파 인덱스이다. dk는 CP간의 거리이다. *는 복소 공액(complex conjugate)을 나타낸다.In Equation (1), m is an index of an OFDM symbol, and k is a subcarrier index of a CP. dk is the distance between CPs. * Represents a complex conjugate.

이렇게 하면, CP의 개수인 NCP개의 S 값이 계산된다. 타이밍 오차 검출부(122)는 CP의 개수만큼 구해진 S를 합친 후 NCP로 나누어 해당 OFDM 심볼의 잔여 샘플링 타이밍 오차(P)를 추정한다. In this way, the number of CPs , N CP, is calculated. The timing error detector 122 estimates the residual sampling timing error P of the corresponding OFDM symbol after dividing the sum of S obtained by the number of CPs by N CP .

타이밍 오차 검출부(122)는 잔여 샘플링 타이밍 오차(P)를 아크탄젠트(Tan-1)하여 위상값으로 변환한 후 이동 평균 계산부(124)로 출력한다. The timing error detector 122 converts the residual sampling timing error P into an arctangent (Tan -1 ) and converts it to a phase value, and outputs the phase value to the moving average calculator 124.

대략 타이밍 보상부(110)의 타이밍 오차 검출부(114)도 이와 유사한 방법으로 샘플링 타이밍 오차를 계산한다. The timing error detector 114 of the roughly timing compensator 110 also calculates the sampling timing error in a similar manner.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 타이밍 보상부의 타이밍 오차 검출부에서 추정한 위상 회전과 대략 샘플링 타이밍 보상으로부터 발생되는 이론적인 위상 회전을 OFDM 심볼의 수에 따라 나타낸 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a theoretical phase rotation generated from the phase rotation estimated by the timing error detector of the fine timing compensation unit according to the embodiment of the present invention and the approximate sampling timing compensation according to the number of OFDM symbols.

도 9를 보면 알 수 있듯이, 타이밍 오차 검출부(122)는 대략 샘플링 타이밍 보상으로부터 발생되는 미세한 샘플링 타이밍 오차에 의한 이론적인 위상 회전을 정확하게 추정한다는 것을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 9, the timing error detector 122 accurately estimates the theoretical phase rotation due to the fine sampling timing error generated from the sampling timing compensation.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이렇게 추정된 미세한 샘플링 타이밍 오차에 의한 위상 회전을 이동 평균 계산부(124), 복소수 생성부(126) 및 복소수 곱셈기(128)를 통해 각 OFDM 심볼에 보상함으로써, 정확한 샘플링 타이밍 오차를 보상할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the phase rotation due to the estimated fine sampling timing error is compensated for each OFDM symbol through the moving average calculation unit 124, the complex number generation unit 126, and the complex number multiplier 128, The sampling timing error can be compensated.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치의 샘플링 타이밍 오차 방법을 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a sampling timing error method of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참고하면, 수신 장치는 기저대역의 OFDM 신호를 수신한다. 수신 장치는 기저대역의 OFDM 신호를 OFDM 심볼로 변환하여 대략 타이밍 보상부(110)로 전달한다. Referring to FIG. 10, the receiving apparatus receives a baseband OFDM signal. The receiver converts the baseband OFDM signal into an OFDM symbol and transmits the OFDM symbol to the timing compensator 110.

대략 타이밍 보상부(110)는 입력되는 OFDM 심볼의 대략적인 샘플링 타이밍 오차를 보상한다(S1010). 대략적인 샘플링 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼은 미세 타이밍 보상부(120)로 출력된다. The approximate timing compensator 110 compensates the approximate sampling timing error of the input OFDM symbol (S1010). The OFDM symbol for which the approximate sampling timing error is compensated is outputted to the fine timing compensator 120.

미세 타이밍 보상부(120)는 대략 타이밍 보상부(110)로부터 출력되는 OFDM 심볼에 대해, 해당 OFDM 심볼과 직전 OFDM 심볼의 CP를 이용하여 잔여 샘플링 타이밍 오차를 추정하고(S1020), 잔여 샘플링 타이밍 오차를 위상값으로 변환한다(S1030). The fine timing compensator 120 estimates a residual sampling timing error using the OFDM symbol and the CP of the immediately preceding OFDM symbol for the OFDM symbol output from the timing compensator 110 in operation S1020, Into a phase value (S1030).

미세 타이밍 보상부(120)는 잔여 샘플링 타이밍 오차에 대응하는 위상값을 이동 평균(moving average)하여 이동 평균값을 계산하고(S1040), 이동 평균 값을 각각 실수부의 실수 계수와 허수부의 허수 계수로 사용하는 복소수를 해당 OFDM 심볼에 곱하여 해당 OFDM 심볼에 대해 잔여 타이밍 오차에 해당하는 위상 회전을 보상한다(S1050). The fine timing compensator 120 calculates a moving average value by moving averaging the phase values corresponding to the residual sampling timing error (S1040), and uses the moving average value as a real coefficient of the real part and an imaginary part of the imaginary part, respectively And the phase rotation corresponding to the residual timing error is compensated for the corresponding OFDM symbol (S1050).

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (1)

직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에서 샘플링 타이밍을 보상하는 방법으로서,
입력되는 OFDM 심볼에 대해 대략적인(coarse) 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 단계,
대략적인 샘플링 타이밍 오차가 보상된 OFDM 심볼에 대해, 해당 OFDM 심볼과 직전 OFDM 심볼의 CP(Continual pilot)를 이용하여 잔여 샘플링 타이밍 오차를 추정하는 단계,
상기 잔여 샘플링 타이밍 오차를 위상값으로 변환하는 단계, 그리고
상기 위상값을 토대로 상기 해당 OFDM 심볼의 잔여 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 단계
를 포함하는 샘플링 타이밍 보상 방법. A method of compensating sampling timing in a receiving apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing system,
Compensating a coarse sampling timing error for the input OFDM symbol,
Estimating a residual sampling timing error using a CP (Continual pilot) of a corresponding OFDM symbol and an immediately preceding OFDM symbol for an OFDM symbol for which an approximate sampling timing error is compensated;
Converting the residual sampling timing error to a phase value, and
Compensating a residual sampling timing error of the corresponding OFDM symbol based on the phase value
/ RTI >
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KR20230090121A (en) 2021-12-14 2023-06-21 재단법인 구미전자정보기술원 Apparatus and method for estimating symbol timing offset for 5g communication system

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