KR20190029352A - Apparatus and method for estimating frequency offset in ofdm/ofdma system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 OFDM/OFDMA 시스템에서의 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환 프리픽스를 이용한 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and method for estimating frequency offset in an OFDM / OFDMA system, and more particularly, to an apparatus and method for estimating a frequency offset using a cyclic prefix.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식은 고속의 송신 신호를 다수의 직교(Orthogonal)하는 협대역 반송파로 다중화시키는 변조 방식이다.An OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) / OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme is a modulation scheme for multiplexing a high-speed transmission signal with a plurality of orthogonal narrow-band carriers.
OFDM/OFDMA 방식을 이용한 통신 시스템은 직교 반송파 사용으로 주파수 효율이 높고, 멀티 패스 페이딩(multi path fading)에 강한 장점이 있으며, 환경에 따라 적응적으로 전송률을 쉽게 가변할 수 있어 차세대 무선 통신 방식에서 다양하게 이용되고 있다.The communication system using the OFDM / OFDMA scheme has high frequency efficiency due to the use of an orthogonal carrier, has a strong advantage against multipath fading, and can easily change the transmission rate adaptively according to the environment. It is widely used.
이러한 OFDM/OFDMA 시스템은 발진기(oscillator) 오차와 단말의 이동성 때문에 발생하는 도플러 시프트(Doppler shift)로 인한 주파수 오프셋(frequency offset)에 매우 민감한 단점을 갖는다.The OFDM / OFDMA system is very sensitive to a frequency offset due to a Doppler shift caused by an oscillator error and a mobility of the UE.
그리고 주파수 오프셋은 부반송파(sub-carrier) 간 간섭(Inter-Carrier Interference)를 유발하여 시스템의 성능을 열화시키는 요인이 된다.In addition, frequency offset causes inter-carrier interference, which degrades the performance of the system.
그래서 OFDM/OFDMA 시스템에는 부반송파 간의 직교성(orthogonality)을 유지하기 위한 주파수 오프셋에 대한 추정 및 보상이 필요하다.Thus, the OFDM / OFDMA system requires estimation and compensation for frequency offset to maintain orthogonality between subcarriers.
본 발명의 기술적 사상에 따른 OFDM/OFDMA 시스템에서의 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법은 시간 도메인에서 주파수 오프셋을 추정하는 방법을 제공하는데 있다.An apparatus and method for estimating frequency offset in an OFDM / OFDMA system according to the technical idea of the present invention is to provide a method of estimating a frequency offset in a time domain.
또한, 본 발명은 OFDM 심볼 바운더리 오차가 있는 경우에도, 추정 성능 열화를 극복할 수 있는 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a frequency offset estimation apparatus and method that can overcome estimation performance deterioration even when there is an OFDM symbol boundary error.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 주파수 오프셋 추정 방법은, OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 신호의 k번째 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스(Cyclic Prefix) 구간을 구분하는 단계; 상기 구분된 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 상관을 기초로, 상기 수신되는 신호에 대한 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency offset estimation method comprising: receiving a signal according to an OFDM / OFDMA scheme; Dividing a cyclic prefix section in a kth OFDM symbol of the received signal; Calculating a correlation between the OFDM symbols using only a part of the divided cyclic prefix intervals; And estimating a frequency offset for the received signal based on the calculated correlation.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는 상기 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval may include calculating the correlation between the OFDM symbols using only the samples corresponding to some intervals of the cyclic prefix interval .
예시적인 실시예에 따르면, 상기 k번째 OFDM 심볼은 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the k-th OFDM symbol may be an OFDM symbol to which only a reference signal is allocated.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 k번째 OFDM 심볼은 프리앰블(preamble)에 대응하는 OFDM 심볼일 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는 상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the k-th OFDM symbol may be an OFDM symbol corresponding to a preamble. According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval may include using only samples corresponding to the remaining intervals except for the first interval having the first length from the start interval of the cyclic prefix interval , And calculating a correlation between the OFDM symbols.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는 상기 순환 프리픽스 구간의 일 구간에서부터 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval corresponds to the remaining interval excluding the second interval corresponding to the second length from one period to the finishing interval of the cyclic prefix interval And calculating a correlation between the OFDM symbols using only the samples that are obtained from the OFDM symbol.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는 상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간 및 상기 순환 프리픽스의 일 구간에서 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval includes a first interval having a first length from a start interval of the cyclic prefix interval and a first interval having a first length, And calculating a correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to the remaining intervals except the second interval corresponding to the second length of the OFDM symbol.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 서로 다른 길이일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first length and the second length may be different lengths.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 신호를 수신하는 단말의 통신 상태 및 환경에 따라, 상기 일부 구간의 길이를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the method may further include adjusting a length of the partial section according to a communication state and environment of the terminal receiving the signal.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 단말의 통신 상태 및 환경은 상기 OFDM 방식의 통신에 따른 심볼 바운더리 업데이트 주기 및 상기 단말의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication state and environment of the terminal may include at least one of a symbol boundary update period according to the communication of the OFDM scheme and a movement speed of the terminal.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 주파수 오프셋 추정 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호의 k번째 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스(Cyclic Prefix) 구간을 구분하고, 상기 구분된 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하고, 상기 계산된 상관을 기초로, 상기 수신되는 신호에 대한 주파수 오프셋을 추정하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a frequency offset estimation apparatus comprising: at least one processor; And a memory electrically coupled to the processor, wherein the processor is operative to receive a signal according to an OFDM / OFDMA scheme at execution time and to generate a cyclic prefix in the kth OFDM symbol of the received signal, To calculate a correlation between the OFDM symbols using only a part of the divided cyclic prefix intervals and to estimate a frequency offset for the received signal based on the calculated correlation, have.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the memory may store instructions that, when executed, cause the processor to calculate a correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to some of the intervals of the cyclic prefix period.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 k번째 OFDM 심볼은 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the k-th OFDM symbol may be an OFDM symbol to which only a reference signal is allocated.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 k번째 OFDM 심볼은 프리앰블(preamble)에 대응하는 OFDM 심볼일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the k-th OFDM symbol may be an OFDM symbol corresponding to a preamble.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the memory may be configured such that, when the processor is executed, only a sample corresponding to a remaining section excluding a first section having a first length from a start section of the cyclic prefix section is used, And store the instructions to calculate the correlation.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 순환 프리픽스 구간의 일 구간에서부터 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the memory uses only samples corresponding to the remaining sections except for the second section corresponding to the second length from one section of the cyclic prefix section to the end section at the time of execution of the processor , And may store instructions to calculate the correlation between the OFDM symbols.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간 및 상기 순환 프리픽스의 일 구간에서 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the memory is configured such that when the processor is in operation, a first interval having a first length from a start interval of the cyclic prefix interval, and a second interval from one interval to the end interval of the cyclic prefix And store the instructions to calculate the correlation between the OFDM symbols using only the samples corresponding to the remaining intervals except for the corresponding second interval.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 서로 다른 길이일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first length and the second length may be different lengths.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 신호를 수신하는 단말의 통신 상태 및 환경에 따라, 상기 일부 구간의 길이를 조절하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the memory may store instructions that, when executed, cause the processor to adjust the length of the partial interval according to the communication state and environment of the terminal receiving the signal.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 단말의 통신 상태 및 환경은 상기 OFDM 방식의 통신에 따른 심볼 바운더리 업데이트 주기 및 상기 단말의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication state and environment of the terminal may include at least one of a symbol boundary update period according to the communication of the OFDM scheme and a movement speed of the terminal.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 따른 주파수 오프셋 추정 방법과 장치는, 시간 도메인에서 주파수 오프셋을 정확하게 추정할 수 있다.The frequency offset estimation method and apparatus according to embodiments of the present invention can accurately estimate the frequency offset in the time domain.
또한, 본 발명은 OFDM 심볼 바운더리 오차가 있더라도 주파수 오프셋 추정 성능을 높이고, 추정을 위한 연산량을 줄일 수 있다.Also, even if there is an OFDM symbol boundary error, the present invention can improve the frequency offset estimation performance and reduce the calculation amount for estimation.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 노드의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 OFDM/OFDMA 심볼의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 순환 프리픽스의 사용 구간에 대한 개념도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정에 대한 모의 실험 결과를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a conceptual diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node according to various embodiments of the present invention.
3 shows a structure of an OFDM / OFDMA symbol according to various embodiments of the present invention.
4 is a flowchart of a frequency offset estimation method according to various embodiments of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a usage period of a cyclic prefix according to various embodiments of the present invention.
6 to 7 show simulation results on frequency offset estimation according to various embodiments of the present invention.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. However, it should be understood that the technical idea of the present invention is not limited to the specific embodiments but includes all changes, equivalents, and alternatives included in the technical idea of the present invention.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0029] In the following description of the present invention, a detailed description of known technologies will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms "to", "to", "to", "to", and "module" in the present specification mean units for processing at least one function or operation, A micro processor, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an Accelerate Processor Unit (APU), a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC) (Field Programmable Gate Array), or the like, or a combination of hardware and software.
그리고 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.It is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by each main function of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the technical idea of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(10)은 제1 통신 노드(50) 및 제2 통신 노드(80)를 포함할 수 있다. 여기서 제2 통신 노드(80)는 복수의 제2 통신 노드(80a ~ 80n)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
제1 통신 노드(50)와 제2 통신 노드(80)는 서로 무선 통신을 수행할 수 있다. The
다양한 실시예에 따라, 통신 시스템(10)은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 통신 시스템으로 구현될 수 있다. 이하에서는 OFDM/OFDMA를 OFDM이라고만 기재하기로 한다.According to various embodiments, the
실시 예에 따라, 제1통신 노드(50)는 기지국으로 구현되고, 복수의 제2통신 노드들(80a ~ 80n) 각각은 무선 통신 단말로 구현될 수 있다.According to the embodiment, the
예를 들면, 제1 통신 노드(50)로부터 복수의 제2 통신 노드들(80a ~ 80n) 각각으로 데이터를 전송하는 다운링크(downlink) 통신이 수행될 수 있고, 복수의 제2 통신 노드들(80a ~ 80n) 각각으로부터 제1 통신 노드(50)로 데이터를 전송하는 업링크(uplink) 통신이 수행될 수 있다.For example, a downlink communication can be performed from the
도 2를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 노드의 구성에 대해 설명한다.The configuration of a communication node according to various embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 노드의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node according to various embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 통신 노드(100)는 프로세서(110), 메모리(130) 및 통신 모듈(180)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
프로세서(110)는 통신 노드(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. The
프로세서(110)는 송신단에 포함된 구성들이 수행하는 동작을 수행할 수 있고, 수신단에 포함된 구성들이 수행하는 동작을 수행할 수 있다.The
예를 들면, 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 인스트럭션들을 실행하여, 통신 시스템(10)에 포함된 송신단 및 수신단 중 적어도 하나에 포함된 구성들이 수행하는 동작을 수행할 수 있다.For example, the
메모리(130)는 다양한 정보를 저장할 수 있다. The
예를 들면, 메모리(130)는 상술한 송신단 및 수신단 중 적어도 하나에 포함된 구성들이 수행하는 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들을 저장할 수 있다.For example, the
통신 모듈(180)은 무선 통신을 통해 신호를 송수신할 수 있다.The
상술한 제1 통신 노드(50) 및 제2 통신 노드(80) 중 적어도 하나는 상술한 통신 노드(100)와 같은 구성으로 구성될 수 있다. 그리고 통신 노드(100)는 본 발명에 따른 주파수 오프셋 추정 장치를 포함할 수 있고, 주파수 오프셋 추정 장치일 수 도 있다.At least one of the
한편, 통신 노드(100)는 송신단으로 동작하는 경우, 채널 엔코딩 모듈, 모듈레이션 모듈, 매핑 모듈, IFFT 모듈, CP 삽입 모듈, LPF, DAC 및 송신 모듈을 포함할 수 있다. The
채널 엔코딩 모듈은 오류 검출 및 정정을 위한 비트(bit)를 추가할 수 있다.The channel encoding module may add bits for error detection and correction.
모듈레이션 모듈은 채널 엔코딩 결과인 비트 스트림(bit stream)에 대해 디지털 변조(modulation)을 수행할 수 있다.The modulation module may perform digital modulation on a bit stream that is the result of channel encoding.
매핑 모듈은 버스트 별 디지털 변조된 결과를 스케쥴러(scheduler)의 제어에 따라 부반송파(subcarrier)에 할당할 수 있다.The mapping module may assign the digital modulated result per burst to a subcarrier according to the control of the scheduler.
IFFT 모듈은 부반송파에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 수행할 수 있다. The IFFT module can perform Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on subcarriers.
CP 삽입 모듈은 보호 구간에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입할 수 있다.The CP insertion module can insert CP (Cyclic Prefix) in the guard interval.
LPF(Low Pass Filter)는 로우 패스 필터링을 수행할 수 있다.The LPF (Low Pass Filter) can perform low pass filtering.
DAC(Digital to Analog Converter)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.A digital to analog converter (DAC) can convert a digital signal to an analog signal.
송신 모듈은 변환된 아날로그 신호를 송신할 수 있다. The transmitting module can transmit the converted analog signal.
송신단은 상술한 구성 이외에 다양한 구성을 더 포함할 수 있다. The transmitting end may further include various configurations other than the above-described configuration.
그리고 통신 노드(100)는 상술한 송신단의 모듈들이 수행하는 동작을 프로세서(110), 메모리(130)에 의해 실행되는 인스트럭션들로 수행할 수도 있다.The
통신 노드(100)는 수신단으로 동작하는 경우, 수신 모듈, ADC, LPF, CP 제거 모듈, FFT 모듈, 디매핑 모듈, 이퀄라이저 및 채널 디코딩 모듈을 포함할 수 있다.The
수신 모듈은 전송된 아날로그 신호를 수신할 수 있다.The receiving module can receive the transmitted analog signal.
ADC(Analog to Digital Converter)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.An analog to digital converter (ADC) can convert an analog signal to a digital signal.
LPF(Low Pass Filter)는 로우 패스 필터링을 수행할 수 있다.The LPF (Low Pass Filter) can perform low pass filtering.
CP 제거 모듈은 보호 구간의 CP(Cyclic Prefix)를 제거할 수 있다.The CP removal module can remove the CP (Cyclic Prefix) of the guard interval.
FFT 모듈은 FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 수행할 수 있다.The FFT module can perform an FFT (Fast Fourier Transform) operation.
디매핑 모듈은 송신단에서 수행한 매핑 블록의 역과정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 매핑 모듈이 수행한 과정의 역과정을 수행할 수 있다.The demapping module may perform a reverse process of the mapping block performed by the transmitting end. For example, it can perform the inverse process of the process performed by the mapping module.
이퀄라이저는 무선 채널에 대한 왜곡을 보상할 수 있다.The equalizer can compensate for distortion on the wireless channel.
수신단은 상술한 구성 이외에 다양한 구성을 더 포함할 수 있다. The receiving end may further include various configurations other than the above-described configuration.
그리고 통신 노드(100)는 상술한 수신단의 모듈들이 수행하는 동작을 프로세서(110), 메모리(130)에 의해 실행되는 인스트럭션들로 수행할 수도 있다.The
도 3을 참조하여, OFDM/OFDMA 심볼의 구조에 대해 설명한다.The structure of the OFDM / OFDMA symbol will be described with reference to FIG.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 OFDM/OFDMA 심볼의 구조를 나타낸다.3 shows a structure of an OFDM / OFDMA symbol according to various embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, OFDM 심볼(200)은 순환 프리픽스(Cyclic Prefix, 210)와 유효 심볼 구간(250)을 포함한다. 유효 심볼 구간(250)은 데이터 구간이라고 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the OFDM symbol 200 includes a cyclic prefix 210 and an effective symbol interval 250. The valid symbol interval 250 may be referred to as a data interval.
OFDM 심볼(200)에 포함된 순환 프리픽스(210)는 L 샘플(sample)의 길이를 가지고, 유효 심볼 구간(250)은 N 샘플(sample)의 길이를 가질 수 있다. OFDM 심볼(200)의 전체 길이는 L+N 샘플(sample)의 길이를 가질 수 있다.The cyclic prefix 210 included in the OFDM symbol 200 may have a length of L samples and the effective symbol interval 250 may have a length of N samples. The total length of the OFDM symbol 200 may have a length of L + N samples.
여기서 샘플의 길이는 크기를 의미할 수도 있다.Here, the length of the sample may mean the size.
OFDM 심볼(200)에 보호 구간을 삽입(guard interval)하여, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference)를 제거할 수 있다.The guard interval is inserted in the OFDM symbol 200 to remove the inter-symbol interference.
구체적으로, OFDM 심볼(200)의 보호 구간은 순환적으로 확장되기 위해, OFDM 심볼(200)의 마지막 일부분, 복사 대상 구간(290)을 복사하여, OFDM 심볼(200)의 앞부분, 순환 프리픽스(210)에 삽입될 수 있다. Specifically, the guard interval of the OFDM symbol 200 is copied to the last part of the OFDM symbol 200, the copy target interval 290, and the first part of the OFDM symbol 200, the cyclic prefix 210 ).
순환 프리픽스(210)는 복사 대상 구간(290)이 복사된 구간이므로, 순환 프리픽스(210)와 복사 대상 구간(290)은 동일한 길이 또는 동일한 크기일 수 있다. 여기서 순환 프리픽스(210)는 보호 구간이라고 칭할 수 있다.The cyclic prefix 210 and the copy target section 290 may be the same length or the same size since the cyclic prefix 210 is a section in which the copy target section 290 is copied. Here, the cyclic prefix 210 may be referred to as a guard interval.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 노드(100)는 OFDM 심볼(200)에 포함된 순환 프리픽스(210)를 기초로, 주파수 오프셋을 추정할 수 있다.The
구체적으로, 통신 노드(100)는 순환 프리픽스(210)와 복사 대상 구간 (290)이 동일한 성질을 이용하여, 주파수 오프셋을 추정할 수 있다.Specifically, the
예를 들면, k번째 OFDM 심볼의 수신 신호는 아래와 같이 정의할 수 있다.For example, the received signal of the k-th OFDM symbol can be defined as follows.
통신 노드(100)는 아래 식을 이용하여, k번째 OFDM 심볼에서의 상관을 계산할 수 있다. The
위 식에서, N은 DFT(Discrete Fourier Transform)/FFT(Fast Fourier Transform) 크기이고, L은 순환 프리픽스(CP, 210)의 길이이고, i는 샘플 인덱스이며, y( k,i )는 k번째 OFDM 심볼에서 i번째 수신 샘플 신호를 의미한다.I is the sample index, and y ( k, i ) is the length of the kth OFDM symbol ( i, j ) , where N is the Discrete Fourier Transform (FFT) / Fast Fourier Transform (FFT) size, L is the length of the cyclic prefix Denotes the i-th received sample signal in the symbol.
통신 노드(100)는 위 식에서 계산된 상관 결과로부터, 아래 식을 이용하여 프레임(frame) 또는 서브 프레임(sub-frame) 등의 단위의 위상(phase)을 계산할 수 있다.The
여기서 K는 프레임 또는 서브 프레임 등의 단위에서의 OFDM 심볼 수이고, k는 OFDM 심볼 인덱스이며, pdk는 k번째 OFDM 심볼에서의 상관 결과이다.Where K is the number of OFDM symbols in the unit such as a frame or sub-frame, k is the OFDM symbol index, k pd is the correlation value of the k-th OFDM symbol.
통신 노드(100)는 상술한 과정에서 계산된 결과를 이용하여, 아래 식을 통해 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 여기서 주파수 오프셋 계산은 주파수 오프셋 추정을 의미할 수 있다. The
상술한 과정에서, 통신 노드(100)는 보호 구간 내의 순환 프리픽스(210)를 모두 사용하여 주파수 오프셋을 계산한 바, 연산에서 사용되는 샘플들이 OFDM 심볼 바운더리 결정이 이상적인 경우에는 정확한 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, OFDM 심볼 바운더리 오차가 있는 경우에는 주파수 오프셋 추정 성능에 열화가 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법은 순환 프리픽스(210)의 일부 구간만을 이용하여 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. In the above procedure, the
구체적으로, 실제 시스템에서는 OFDM 심볼 바운더리 결정에 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차를 극복하기 위해 본 발명에서는 보호구간 내의 모든 순환 프리픽스(CP, 210)을 사용하지 않고, 주파수 오프셋 추정 성능을 충분히 보장할 수 있는 순환 프리픽스(210)의 일부 구간만을 선택하여 사용할 수 있다. 여기서 일부 구간 선택의 기준이 되는 OFDM 심볼 바운더리는 보호 구간의 시작 샘플 또는 보호 구간이 끝나고 시작되는 샘플일 수 있다. 주파수 오프셋 추정에서는 보호 구간의 순환 프리픽스(210)를 이용하여야 하므로, 보호 구간의 시작 샘플을 OFDM 심볼 바운더리의 기준이라고 볼 수 있다. 따라서, OFDM 심볼 바운더리 오차는 보호 구간의 시작 샘플 주변에서 발생할 것이고, 다중 경로를 통한 신호 수신을 고려하면, 특별한 경우를 제외하고는 보호 구간의 시작 샘플보다는 늦게 OFDM 심볼 바운더리가 결정될 것이다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법은, 이에 대한 OFDM 심볼 바운더리 오차만을 고려하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법은 OFDM 심볼 바운더리가 보호 구간의 시작 샘플보다 일찍 결정되는 경우까지 고려할 수 있다. Specifically, in an actual system, an error may occur in OFDM symbol boundary determination. In order to overcome this error, in the present invention, only a part of the cyclic prefix 210 that can sufficiently guarantee the frequency offset estimation performance can be selected and used without using all the cyclic prefixes (CP) 210 in the guard interval. Here, the OFDM symbol boundary serving as a basis for selecting the interval may be a sample that is started at the end of the guard interval or the start sample of the guard interval. Since the frequency offset estimation uses the cyclic prefix 210 of the guard interval, the guard interval start sample can be regarded as the reference of the OFDM symbol boundary. Therefore, the OFDM symbol boundary error will occur around the start sample of the guard interval, and considering the signal reception through the multipath, the OFDM symbol boundary will be determined later than the start sample of the guard interval, except in special cases. Therefore, an apparatus and method for estimating a frequency offset according to various embodiments of the present invention can calculate a frequency offset considering only an OFDM symbol boundary error therebetween. In addition, the apparatus and method for estimating frequency offset according to various embodiments of the present invention may consider until the OFDM symbol boundary is determined earlier than the start sample of the guard interval.
이하, 자세히 설명한다.Hereinafter, it will be described in detail.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.4 is a flowchart of a frequency offset estimation method according to various embodiments of the present invention.
도 4를 참조하면, 통신 노드(100)는 OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신할 수 있다(S310).Referring to FIG. 4, the
통신 노드(100)의 통신 모듈(180)은 다른 통신 노드로부터 OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신할 수 있다.The
통신 노드(100)는 수신된 신호의 OFDM 심볼(200)에서, 순환 프리픽스(210)를 구분할 수 있다(S320).The
예를 들면, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 수신된 신호의 k번째 OFDM 심볼(200)에서 순환 프리픽스(210) 구간을 구분할 수 있다.For example, the
통신 노드(100)는 구분된 순환 프리픽스(210) 중 일부 구간만을 이용하여 OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수 있다(S330).The
예를 들면, 통신 노드(100)는 구분된 순환 프리픽스(210) 중 주파수 오프셋 추정 성능을 충분히 보장할 수 있는 일부 구간만을 사용할 수 있다.For example, the
일 실시예로, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 순환 프리픽스(210)의 시작 구간에서부터 일정 길이를 갖는 구간을 제외한 나머지 구간만을 이용하여, OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예로, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 순환 프리픽스(210)의 일 구간에서 종료 구간까지의 일정 길이를 갖는 구간을 제외한 나머지 구간만을 이용하여, OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수 있다.In another embodiment, the
또 다른 실시예로, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 순환 프리픽스(210)의 시작 구간에서부터 일정 길이를 갖는 구간과 순환 프리픽스(210)의 일 구간에서 종료 구간까지의 일정 길이를 갖는 구간을 제외한 나머지 구간만을 이용하여, OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수 있다.In another embodiment, the
이에 대해 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.This will be described in detail with reference to FIG.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 순환 프리픽스의 사용 구간에 대한 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a usage period of a cyclic prefix according to various embodiments of the present invention.
도 5를 참조하면, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 순환 프리픽스(210)의 전체 구간 중 일부 구간인 사용 구간(430)만을 이용하여, 주파수 오프셋을 추정할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
구체적으로, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 순환 프리픽스(210)의 전체 구간 중 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간(410)과 순환 프리픽스(210)의 일 구간에서부터 제2 길이를 갖는 제2 구간(450)을 제외한 나머지 구간인 사용 구간(430)을 이용하여, OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수 있다. 여기서 제1 길이와 제2 길이는 동일한 길이일 수도 있고, 서로 다른 길이일 수도 있다. 그래서 제1 구간(410)과 제2 구간(450)은 동일한 길이일 수도 있고, 서로 다른 길이일 수도 있다.Specifically, the
제1 구간(410)은 사용 구간(430)을 기준으로 좌측의 미사용되는 구간이고, 제2 구간(450)은 사용 구간(430)을 기준으로 우측의 미사용되는 구간이라고 할 수 있다. 사용 구간(430)은 Lused 샘플의 길이를 가질 수 있고, 제1 구간(410)은 Lunused_l 샘플의 길이를 가질 수 있고, 제2 구간(450)은 Lunused_r 샘플의 길이를 가질 수 있다. The first section 410 is an unused section on the left side with respect to the use section 430 and the second section 450 is an unused section on the right side based on the use section 430. [ The usage period 430 may have a length of the L used sample, the first period 410 may have a length of L unused_l samples, and the second period 450 may have a length of L unused_r samples.
실시예에 따라 제2 구간(450)의 길이는 0일 수 있어서, 통신 노드(100)는 순환 프리픽스(210) 중 제1 구간(410)을 제외한 나머지 구간(430, 450)을 사용 구간으로 할 수도 있다.The length of the second interval 450 may be 0 according to an embodiment of the present invention so that the
k번째 OFDM 심볼의 수신 신호는 아래와 같이 정의될 수 있다. The received signal of the k-th OFDM symbol may be defined as follows.
통신 노드(100)의 프로세서(110)는 아래와 같은 식을 이용하여, k번째 OFDM 심볼에서의 상관을 계산할 수 있다.The
여기서 pdk는 k번째 OFDM 심볼에서의 상관 결과이고, i는 샘플 인덱스이고, y( k,i )는 k번째 OFDM 심볼에서 i번째 수신 샘플 신호를 의미한다.Here, pd k is a correlation result in the k-th OFDM symbol, i is a sample index, and y ( k, i ) denotes an i-th received sample signal in the k-th OFDM symbol.
한편, 통신 노드(100)는 사용 구간(430)의 길이를 조절하고, 조절된 길이를 갖는 사용 구간(430)을 이용하여 OFDM 심볼 간의 상관을 계산할 수도 있다. 이에 대해서는 후술한다.Meanwhile, the
다시 도 4를 참조한다.Referring again to FIG.
통신 노드(100)는 계산된 상관을 기초로, 주파수 오프셋을 계산할 수 있다(S340).The
예를 들면, 통신 노드(100)는 계산된 상관 결과로부터, 프레임(frame) 또는 서브 프레임(sub-frame) 등의 단위의 위상(phase)을 계산할 수 있고, 계산된 위상을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다.For example, the
구체적으로, 통신 노드(100)의 프로세서(110)는 단계 S330에서 계산된 상관 결과로부터, 아래 식을 이용하여 프레임(frame) 또는 서브 프레임(sub-frame) 등의 단위의 위상(phase)을 계산할 수 있다.Specifically, the
여기서 K는 프레임 또는 서브 프레임 등의 단위에서의 OFDM 심볼 수이고, k는 OFDM 심볼 인덱스이며, pdk는 k번째 OFDM 심볼에서의 상관 결과이다.Where K is the number of OFDM symbols in the unit such as a frame or sub-frame, k is the OFDM symbol index, k pd is the correlation value of the k-th OFDM symbol.
통신 노드(100)의 프로세서(110)는 상술한 과정에서 계산된 결과를 이용하여, 아래 식을 통해 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 여기서 주파수 오프셋 계산은 주파수 오프셋 추정을 의미할 수 있다. The
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 노드(100)는 순환 프리픽스(210)의 일부 구간만을 이용하여, 시간 도메인에서 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 그래서 상술한 과정을 통해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 추정 장치 및 방법은 주파수 오프셋을 추정할 수 있다.As such, the
한편, 상술한 통신 노드(100)는 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수도 있다. 예를 들면, 상술한 k번째 OFDM 심볼은 기준 신호만 할당된 심볼일 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 통신 노드(100)는 기준 신호만 할당된 k번째 OFDM 심볼만을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 그리고 통신 노드(100)는 기준 신호만 할당된 k번째 OFDM 심볼의 순환 프리픽스(210) 중 일부 구간만을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 여기서 일부 구간은 상술한 사용 구간(430)을 의미할 수 있다. 그래서 통신 노드(100)는 기준 신호만 할당된 k번째 OFDM 심볼만을 이용하여, 상술한 S320 내지 S340을 수행할 수 있다.Specifically, the
일 실시예로, 통신 노드(100)는 파일럿 신호(Pilot Signal), 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal) 등과 같은 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼만을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수도 있다.In one embodiment, the
다른 예로, 통신 노드(100)는 프리앰블(preamble)에 대응하는 OFDM 심볼만을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다.In another example, the
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치는 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼의 순환 프리픽스(210) 중 사용 구간(430)만을 이용하여 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 그래서 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법은 주파수 오프셋 추정 성능을 향상시킬 수 있고, 주파수 오프셋 추정을 위한 연산량을 줄일 수 있다.As described above, the frequency offset estimation apparatus according to various embodiments of the present invention can calculate the frequency offset using only the use period 430 among the cyclic prefixes 210 of the OFDM symbol to which the reference signal is allocated. Therefore, the apparatus and method for estimating frequency offset according to various embodiments of the present invention can improve the frequency offset estimation performance and reduce the amount of calculation for frequency offset estimation.
통신 노드(100)는 주파수 도메인에서 주파수 오프셋을 계산할 수 있다(S350).The
통신 노드(100)는 공지된 다양한 방법을 이용하여, 주파수 도메인에서 주파수 오프셋을 계산할 수 있다. 주파수 도메인에서의 주파수 오프셋 계산은 시간 도메인에서의 주파수 오프셋 계산보다 많은 연산량과 연산 시간을 필요로 하나, 보다 정확한 주파수 오프셋을 얻을 수 있다.The
통신 노드(100)의 프로세서(110)는 일정 주기, 일정 조건마다 주파수 도메인에서 주파수 오프셋을 계산할 수 있다.The
통신 노드(100)는 시간 도메인에서 계산된 주파수 오프셋과 주파수 도메인에서 계산된 주파수 오프셋을 비교할 수 있다(S360).The
통신 노드(100)의 프로세서(110)는 상술한 순환 프리픽스(210)의 일부 구간만을 이용한, 시간 도메인에서 계산된 주파수 오프셋과 주파수 도메인에서 계산된 주파수 오프셋을 비교할 수 있다.The
예를 들면, 통신 노드(100)는 일정 주기, 일정 조건마다 시간 도메인에서 계산된 주파수 오프셋과 주파수 도메인에서 계산된 주파수 오프셋을 비교할 수 있다.For example, the
통신 노드(100)는 비교 결과를 기초로, 시간 도메인에서 주파수 오프셋 계산 시 사용되는 순환 프리픽스의 일부 구간의 길이를 조절할 수 있다(S370).The
통신 노드(100)의 프로세서(110)는 단계 S360에서의 비교 결과를 기초로, 시간 도메인에서 주파수 오프셋 계산 시 사용되는 사용 구간(430)의 길이를 조절할 수 있다. 이에 따라, 통신 노드(100)는 시간 도메인에서 순환 프리픽스(210)의 일부 구간만을 이용하여, 보다 정확한 주파수 오프셋을 계산할 수 있다.The
다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치는 통신 환경, 단말기 조건 등에 따라, 시간 도메인에서 주파수 오프셋 계산 시 사용되는 사용 구간(430)의 길이를 조절할 수 있다.The frequency offset estimation apparatus according to various embodiments can adjust the length of the usage period 430 used in frequency offset calculation in the time domain according to communication environment, terminal conditions, and the like.
예를 들면, 통신 노드(100)는 기 설정된 기준 또는 기 설정된 환경이면, 순환 프리픽스(210)에서 주파수 오프셋 계산에 이용되는 사용 구간의 크기를 조절할 수 있다. 일 실시예로, 통신 노드(100)는 심볼 바운더리 업데이트 주기, 통신 노드(100)의 이동 속도 중 적어도 하나에 대한 조건에 따라, 시간 도메인에서 주파수 오프셋 추정에 사용되는 순환 프리픽스(210)의 사용 구간(430)의 길이를 조절할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치는 시간 도메인에서 주파수 오프셋 추정 시 보다 정확한 결과를 제공할 수 있다.For example, if the
도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법에 따른 주파수 오프셋 추정 값에 대한 모의 실험 결과의 평균 오차와 MSE(Mean Square Error)를 설명한다.6 to 7, the mean error and mean square error (MSE) of the simulation result on the frequency offset estimation value according to the apparatus and method for estimating frequency offset according to various embodiments of the present invention will be described.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정에 대한 모의 실험 결과를 나타낸다.6 to 7 show simulation results on frequency offset estimation according to various embodiments of the present invention.
도 6 내지 도 7의 모의 실험 결과는 아래와 같은 실험 조건에서 이루어진 결과이다.The simulation results of FIGS. 6 to 7 are the results obtained under the following experimental conditions.
채널 대역폭: 10MHz (DFT/FFT 크기 : 1024)Channel bandwidth: 10 MHz (DFT / FFT size: 1024)
CP 길이 : 128CP length: 128
Lused : 64, Lunused_l 와 Lunused_r : 각각 32Lused: 64, Lunused_l and Lunused_r: 32
공진주파수 : 2.3GHzResonant frequency: 2.3GHz
OFDM 심볼 개수 : 27개 (첫번째 OFDM 심볼에는 프리앰블 할당)OFDM symbols: 27 (preamble allocation for first OFDM symbol)
자원 할당 : 전 대역 중에 1/3에만 자원할당Resource allocation: allocate resources only to 1/3 of all bandwidth
무선 채널 환경 : AWGN, 보행자 이동(시속 3km/h), 차량 이동(시속 60km/h)Wireless channel environment: AWGN, pedestrian movement (3km / h), vehicle movement (60km / h)
주파수 오프셋 설정 : +2kHzFrequency offset setting: + 2kHz
도 6은 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 환경 하에서 순환 프리픽스의 일부 구간만을 이용하는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 방법의 결과를 나타낸다. FIG. 6 shows the results of a frequency offset estimation method according to various embodiments of the present invention using only a partial period of a cyclic prefix under an AWGN (Additive White Gaussian Noise) environment.
구체적으로는 자원 할당이 1/3 대역에만 할당된 경우, 모든 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용하는 경우와 프리앰블만 할당된 OFDM 심볼의 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용하는 경우에 있어서 주파수 오프셋 추정 성능을 비교 및 분석한 결과이다. 이때, 평균 오차는 모든 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용하는 경우와 프리앰블만 할당된 OFDM 심볼의 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용하는 경우가 유사한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 평균 제곱 오차(MSE)는 프리앰블만 할당된 OFDM 심볼의 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용한 것이 모든 OFDM 심볼의 순환 프리픽스의 일부 구간을 이용하는 것보다 우수한 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 항상 동일한 대역을 차지하는 프리앰블을 포함한 기준 신호가 할당되는 OFDM 심볼에서 본 발명의 다양한 실시예를 적용하더라도 안정된 주파수 오프셋 추정 성능을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.More specifically, when the resource allocation is allocated only to the 1/3 band, the frequency offset estimation performance is improved in the case of using a partial interval of the cyclic prefix in all OFDM symbols and the partial interval of the cyclic prefix of the OFDM symbol allocated only the preamble. The results are compared and analyzed. In this case, it can be seen that the average error is similar in the case of using a partial interval of the cyclic prefix in all the OFDM symbols and the case of using a partial interval of the cyclic prefix of the OFDM symbol allocated only the preamble. It can be seen that the mean squared error (MSE) is better than using a fraction of the cyclic prefix of the OFDM symbol to which only the preamble is allocated, compared to using a fraction of the cyclic prefix of all the OFDM symbols. Thus, it can be seen that a stable frequency offset estimation performance can be secured even when various embodiments of the present invention are applied to an OFDM symbol to which a reference signal including a preamble occupying the same band is always allocated.
도 7은 도 6에서 기술한 내용을 수신단이 이동하는 환경에 적용하여 분석한 것이다. 이동하는 환경 하에서도 동일한 분석 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.FIG. 7 shows an analysis in which the contents described in FIG. 6 are applied to an environment in which a receiving end moves. It can be confirmed that the same analysis result can be obtained even in a moving environment.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법에 따른 주파수 오프셋 추정은 순환 프리픽스 전체를 이용하는 경우보다 연산량을 줄일 수 있으면서도 주파수 오프셋 추정의 정확성이 높은 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법에 따른 주파수 오프셋 추정은 신호를 수신하는 단말이 이동하는 이동 환경에서, 순환 프리픽스 전체를 이용하는 경우보다 연산량을 줄일 수 있으면서도 주파수 오프셋 추정의 정확성이 높은 것도 확인할 수 있다.As described above, the frequency offset estimation according to the apparatus and method for estimating frequency offset according to various embodiments of the present invention can reduce the amount of calculation compared with the case using the entire cyclic prefix, and it can be confirmed that the frequency offset estimation accuracy is high. In addition, the frequency offset estimation according to the apparatus and method for estimating frequency offset according to various embodiments of the present invention can reduce the amount of computation and reduce frequency offset estimation in a mobile environment in which a terminal receiving a signal moves, It can be confirmed that the accuracy is high.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실시 예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.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, Various modifications and variations are possible.
10 : 통신 시스템
50 : 제1통신 노드
80a ~ 80n : 제2통신 노드
100: 통신 노드
110: 프로세서
130: 메모리
180: 통신 모듈
200: OFDM 심볼
210: 순환 프리픽스
250: 유효 심볼 구간
290: 복사 대상 구간
410: 제1 구간
430: 사용 구간
450: 제2 구간10: Communication system
50: first communication node
80a to 80n: a second communication node
100: communication node
110: Processor
130: memory
180: Communication module
200: OFDM symbol
210: cyclic prefix
250: Effective symbol interval
290: copy destination section
410: First Section
430: Usage section
450: the second section
Claims (20)
상기 OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 신호의 k번째 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스(Cyclic Prefix) 구간을 구분하는 단계;
상기 구분된 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 상관을 기초로, 상기 수신되는 신호에 대한 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
A method for estimating a frequency offset on a time domain of an OFDM / OFDMA system,
Receiving a signal according to the OFDM / OFDMA scheme;
Dividing a cyclic prefix section in a kth OFDM symbol of the received signal;
Calculating a correlation between the OFDM symbols using only a part of the divided cyclic prefix intervals; And
And estimating a frequency offset for the received signal based on the calculated correlation
Frequency offset estimation method.
상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는
상기 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval
And calculating a correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to some intervals of the cyclic prefix interval
Frequency offset estimation method.
상기 k번째 OFDM 심볼은 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼인
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The k < th > OFDM symbol is an OFDM symbol allocated only a reference signal
Frequency offset estimation method.
상기 k번째 OFMD 심볼은 프리앰블(preamble)에 대응하는 OFDM 심볼인
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The k-th OFDM symbol is an OFDM symbol corresponding to a preamble
Frequency offset estimation method.
상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는
상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval
Calculating a correlation between the OFDM symbols using only the samples corresponding to the remaining sections excluding the first section having the first length from the start section of the cyclic prefix section
Frequency offset estimation method.
상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는
상기 순환 프리픽스 구간의 일 구간에서부터 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval
Calculating a correlation between the OFDM symbols using only the samples corresponding to the remaining sections excluding the second section corresponding to the second length from one section to the end section of the cyclic prefix section
Frequency offset estimation method.
상기 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계는
상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간 및 상기 순환 프리픽스의 일 구간에서 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하는 단계를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the correlation between the OFDM symbols using only the partial interval
Using only samples corresponding to a first section having a first length from a start section of the cyclic prefix section and a second section excluding a second section corresponding to a second length from one section to the end section of the cyclic prefix, Calculating a correlation between OFDM symbols;
Frequency offset estimation method.
상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 서로 다른 길이인
주파수 오프셋 추정 방법.
8. The method according to any one of claims 5 to 7,
Wherein the first length and the second length are different lengths
Frequency offset estimation method.
상기 신호를 수신하는 단말의 통신 상태 및 환경에 따라, 상기 일부 구간의 길이를 조절하는 단계를 더 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
The method according to claim 1,
And adjusting the length of the partial section according to the communication state and environment of the terminal receiving the signal
Frequency offset estimation method.
상기 단말의 통신 상태 및 환경은
상기 OFDM 방식의 통신에 따른 심볼 바운더리 업데이트 주기 및 상기 단말의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함하는
주파수 오프셋 추정 방법.
10. The method of claim 9,
The communication state and environment of the terminal
A symbol boundary update period according to the communication of the OFDM scheme, and a movement speed of the mobile station
Frequency offset estimation method.
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 OFDM/OFDMA 방식에 따른 신호를 수신하고,
상기 수신된 신호의 k번째 OFDM 심볼에서 순환 프리픽스(Cyclic Prefix) 구간을 구분하고,
상기 구분된 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간만을 이용하여 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하고,
상기 계산된 상관을 기초로, 상기 수신되는 신호에 대한 주파수 오프셋을 추정하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
An apparatus for estimating a frequency offset in a time domain of an OFDM / OFDMA system,
At least one processor; And
A memory electrically coupled to the processor,
The memory may be configured such that,
Receiving a signal according to the OFDM / OFDMA scheme,
A Cyclic Prefix (Cyclic Prefix) interval is discriminated in a kth OFDM symbol of the received signal,
Calculating a correlation between the OFDM symbols using only a part of the divided cyclic prefix intervals,
And based on the calculated correlation, storing instructions for estimating a frequency offset for the received signal
Frequency offset estimator.
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 순환 프리픽스 구간 중 일부 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The memory may be configured such that,
And storing instructions for calculating a correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to some intervals of the cyclic prefix interval
Frequency offset estimator.
상기 k번째 OFDM 심볼은 기준 신호만 할당된 OFDM 심볼인
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The k < th > OFDM symbol is an OFDM symbol allocated only a reference signal
Frequency offset estimator.
상기 k번째 OFDM 심볼은 프리앰블(preamble)에 대응하는 OFDM 심볼인
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The k-th OFDM symbol is an OFDM symbol corresponding to a preamble
Frequency offset estimator.
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The memory may be configured such that,
Storing instructions for calculating a correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to the remaining sections except for a first section having a first length from a start section of the cyclic prefix section
Frequency offset estimator.
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 순환 프리픽스 구간의 일 구간에서부터 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The memory may be configured such that,
And storing the instructions for calculating the correlation between the OFDM symbols using only samples corresponding to the remaining sections excluding the second section corresponding to the second length from one section to the end section of the cyclic prefix section
Frequency offset estimator.
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 순환 프리픽스 구간의 시작 구간에서부터 제1 길이를 갖는 제1 구간 및 상기 순환 프리픽스의 일 구간에서 종료 구간까지의 제2 길이에 대응하는 제2 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 샘플만을 이용하여, 상기 OFDM 심볼 간의 상관을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The memory may be configured such that,
Using only samples corresponding to a first section having a first length from a start section of the cyclic prefix section and a second section excluding a second section corresponding to a second length from one section to the end section of the cyclic prefix, ≪ RTI ID = 0.0 > OFDM < / RTI &
Frequency offset estimator.
상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 서로 다른 길이인
주파수 오프셋 추정 장치.
18. The method according to any one of claims 15 to 17,
Wherein the first length and the second length are different lengths
Frequency offset estimator.
상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
상기 신호를 수신하는 단말의 통신 상태 및 환경에 따라, 상기 일부 구간의 길이를 조절하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
주파수 오프셋 추정 장치.
12. The method of claim 11,
The memory may be configured such that,
And storing instructions for adjusting the length of the partial section according to the communication state and environment of the terminal receiving the signal
Frequency offset estimator.
상기 단말의 통신 상태 및 환경은
상기 OFDM 방식의 통신에 따른 심볼 바운더리 업데이트 주기 및 상기 단말의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함하는
주파수 오프셋 추정 장치.20. The method of claim 19,
The communication state and environment of the terminal
A symbol boundary update period according to the communication of the OFDM scheme, and a movement speed of the mobile station
Frequency offset estimator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170116783A KR20190029352A (en) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Apparatus and method for estimating frequency offset in ofdm/ofdma system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170116783A KR20190029352A (en) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Apparatus and method for estimating frequency offset in ofdm/ofdma system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190029352A true KR20190029352A (en) | 2019-03-20 |
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ID=66036377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170116783A KR20190029352A (en) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Apparatus and method for estimating frequency offset in ofdm/ofdma system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20190029352A (en) |
-
2017
- 2017-09-12 KR KR1020170116783A patent/KR20190029352A/en not_active Application Discontinuation
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