KR20220088256A - Method of performing synchronization and frequency offset estimation based on simultaneous phase compensation of single training sequence and receiver performing the same - Google Patents

Method of performing synchronization and frequency offset estimation based on simultaneous phase compensation of single training sequence and receiver performing the same Download PDF

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KR20220088256A
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이진용
김현준
전현배
김성수
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Abstract

동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법에서, 단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호를 수신한다. 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여, 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성한다. 미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 위상 인덱스, 및 입력 신호에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스에 기초하여, 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성한다. 템플릿 신호를 기초로 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여, 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산한다. 정합 필터링의 결과에 기초하여 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정한다.In the synchronization and frequency offset estimation method, an input signal corresponding to a single training sequence is received. An auto-correlation function (ACF) is performed on an input signal to generate phase information and a phase index. A template signal for the sample index is generated based on at least one prestored look-up table (LUT), a phase index, and a frequency bandwidth and a sample index for the input signal. The power of the sample index is calculated by performing matched filtering on the input signal based on the template signal. Simultaneously determine the synchronization timing and frequency offset for the input signal based on the result of matched filtering.

Description

단일 훈련열의 실시간 보정 기법을 이용한 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법 및 이를 수행하는 수신기{METHOD OF PERFORMING SYNCHRONIZATION AND FREQUENCY OFFSET ESTIMATION BASED ON SIMULTANEOUS PHASE COMPENSATION OF SINGLE TRAINING SEQUENCE AND RECEIVER PERFORMING THE SAME}A method for estimating synchronization and frequency offset using real-time correction of a single training train and a receiver performing the same

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일 훈련열의 실시간 보정 기법을 이용한 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법, 및 상기 방법을 수행하는 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a method for estimating synchronization and frequency offset using a real-time correction technique of a single training train, and a receiver performing the method.

무선 통신 시스템에서, 강한 통신 신호를 갖는 것은 중요하다. 특히, 가능한 가장 큰 SNR(signal-to-noise ratio)이 수신기에서 요구된다. 마찬가지로, 수신기에서 SNR을 증가시키면 프레임들이 정확하게 수신되는 확률이 증가하고, 소스로부터 필요한 재전송의 양이 감소한다. 수신기에서 더 나은 SNR을 달성하기 위한 몇몇 방법들은 송신 전력을 증가시키고, 소스와 수신기 사이의 거리를 감소시키고, 안테나 이득(antenna gain)을 증가시키는 것이다.In a wireless communication system, it is important to have a strong communication signal. In particular, the largest possible signal-to-noise ratio (SNR) is required at the receiver. Likewise, increasing the SNR at the receiver increases the probability that frames are correctly received and reduces the amount of retransmission required from the source. Some methods to achieve better SNR at the receiver are to increase the transmit power, decrease the distance between the source and the receiver, and increase the antenna gain.

한편, 무선 통신 표준의 발전 및 확장에 따라 기존보다 넓어진 주파수 대역폭에서의 통신이 요구된다. 예를 들어, WiFi(Wireless Fidelity)와 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 표준의 경우, 이미 약 160MHz 이상의 대역폭에서 동작하는 표준이 제안되고 있으며, 통신 성능 및/또는 정확도를 향상시키기 위한 다양한 방식들이 연구되고 있다.On the other hand, with the development and expansion of wireless communication standards, communication in a wider frequency bandwidth than before is required. For example, in the case of a wireless local area network (WLAN) system standard such as WiFi (Wireless Fidelity), a standard operating in a bandwidth of about 160 MHz or more has already been proposed, and various methods for improving communication performance and/or accuracy are available. is being studied

본 발명의 일 목적은 단일 훈련열의 실시간 보정 기법을 이용하여 동기화 타이밍 검출 및 주파수 오프셋 결정을 효율적으로 수행할 수 있는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a synchronization and frequency offset estimation method capable of efficiently performing synchronization timing detection and frequency offset determination using a real-time correction technique of a single training sequence.

본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에 포함되고 상기 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 수행하는 수신기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a receiver included in a wireless communication system and performing the above synchronization and frequency offset estimation method.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법에서, 단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호를 수신한다. 상기 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여, 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성한다. 미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 상기 위상 인덱스, 및 상기 입력 신호에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성한다. 상기 템플릿 신호를 기초로 상기 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산한다. 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 상기 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정한다.In order to achieve the above object, in the synchronization and frequency offset estimation method according to embodiments of the present invention, an input signal corresponding to a single training sequence is received. An auto-correlation function (ACF) is performed on the input signal to generate phase information and a phase index. A template signal for the sample index is generated based on at least one look-up table (LUT) stored in advance, the phase index, and a frequency bandwidth and sample index for the input signal. The power of the sample index is calculated by performing matched filtering on the input signal based on the template signal. A synchronization timing and a frequency offset for the input signal are simultaneously determined based on a result of the matched filtering.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 수신기는 제1 연산부, 템플릿 생성부 및 제2 연산부를 포함한다. 상기 제1 연산부는 단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성한다. 상기 템플릿 생성부는 미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 상기 위상 인덱스, 및 상기 입력 신호에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성한다. 상기 제2 연산부는 상기 템플릿 신호를 기초로 상기 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여 상기 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산하고, 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 상기 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정한다.In order to achieve the above another object, a receiver according to embodiments of the present invention includes a first operation unit, a template generation unit, and a second operation unit. The first operation unit receives an input signal corresponding to a single training sequence, and performs an auto-correlation function (ACF) on the input signal to generate phase information and a phase index. The template generator generates a template signal for the sample index based on at least one look-up table (LUT) stored in advance, the phase index, and a frequency bandwidth and sample index for the input signal. create The second calculator calculates the power of the sample index by performing matched filtering on the input signal based on the template signal, and a synchronization timing for the input signal based on a result of the matched filtering and a frequency offset are simultaneously determined.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법 및 수신기에서는, 단일 훈련열만을 이용하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 검출할 수 있다. 이 때, 연산 복잡도를 감소시키기 위해 미리 저장된 룩업 테이블을 이용하여 템플릿 신호(즉, 위상 반영 템플릿 신호)를 생성하고, 템플릿 신호를 이용하여 정합 필터링을 수행한 결과에 기초하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출할 수 있다. 따라서, 연산량/연산 시간이 감소하면서도 검출의 정확도가 향상되며, 수신기 및 무선 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.In the synchronization and frequency offset estimation method and receiver according to the embodiments of the present invention as described above, synchronization timing and frequency offset may be simultaneously detected using only a single training sequence. At this time, in order to reduce computational complexity, a template signal (that is, a phase reflection template signal) is generated using a lookup table stored in advance, and synchronization timing and frequency offset are determined based on the result of performing matched filtering using the template signal. can be detected. Accordingly, while the amount of calculation/computation time is reduced, the detection accuracy is improved, and the performance of the receiver and the wireless communication system can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 5는 도 1의 위상 정보 및 위상 인덱스를 생성하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.
도 6 및 7은 도 1의 템플릿 신호를 생성하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.
도 8a 및 8b는 도 7의 동작을 수행하는데 이용되는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 9, 10, 11a 및 11b는 도 7의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12, 13 및 14는 도 1의 파워를 연산하는 단계 및 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.
도 15는 도 2의 수신기에 포함되는 제1 연산부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 도 2의 수신기에 포함되는 템플릿 생성부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 도 2의 수신기에 포함되는 제2 연산부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 18, 19a, 19b, 20, 21a, 21b, 22a 및 22b는 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 디바이스를 나타내는 블록도이다.
1 is a flowchart illustrating a synchronization and frequency offset estimation method according to embodiments of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a receiver and a wireless communication system including the same according to embodiments of the present invention.
3 is a diagram for explaining operations of a receiver and a wireless communication system according to embodiments of the present invention.
4 and 5 are flowcharts illustrating an example of generating the phase information and the phase index of FIG. 1 .
6 and 7 are flowcharts illustrating an example of a step of generating a template signal of FIG. 1 .
8A and 8B are diagrams illustrating an example of a lookup table used to perform the operation of FIG. 7 .
9, 10, 11A, and 11B are diagrams for explaining the operation of FIG. 7 .
12, 13 and 14 are flowcharts illustrating an example of calculating the power of FIG. 1 and simultaneously determining a synchronization timing and a frequency offset.
15 is a block diagram illustrating an example of a first operation unit included in the receiver of FIG. 2 .
16 is a block diagram illustrating an example of a template generator included in the receiver of FIG. 2 .
17 is a block diagram illustrating an example of a second operation unit included in the receiver of FIG. 2 .
18, 19a, 19b, 20, 21a, 21b, 22a, and 22b are diagrams for explaining the operation of a receiver and a wireless communication system including the same according to embodiments of the present invention.
23 is a block diagram illustrating an electronic device in a network environment according to embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a synchronization and frequency offset estimation method according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법은, 무선 통신 시스템에서 송신기로부터 입력 신호를 수신하는 수신기에 의해 수행될 수 있다. 상기 수신기 및 이를 포함하는 상기 무선 통신 시스템의 구체적인 구조에 대해서는 도 2 등을 참조하여 후술하도록 한다.Referring to FIG. 1 , a method for estimating synchronization and frequency offset according to embodiments of the present invention may be performed by a receiver receiving an input signal from a transmitter in a wireless communication system. The receiver and the specific structure of the wireless communication system including the same will be described later with reference to FIG. 2 and the like.

본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법에서, 단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호(또는 수신 신호)를 수신한다(단계 S100). 서로 다른 2개 이상의 훈련열들을 이용하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출하는 종래 방식과 다르게, 본 발명의 실시예들에서는 단일 훈련열만을 이용하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출할 수 있다.In the method for estimating synchronization and frequency offset according to embodiments of the present invention, an input signal (or a received signal) corresponding to a single training sequence is received (step S100 ). Unlike the conventional method of detecting the synchronization timing and frequency offset using two or more different training sequences, in embodiments of the present invention, the synchronization timing and frequency offset may be detected using only a single training sequence.

상기 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여, 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성한다(단계 S200). 예를 들어, 주파수 오프셋 추적(tracking) 및 업데이트를 위해, 상기 입력 신호를 지연시켜 상기 ACF를 수행하여 상기 위상 정보를 획득하고, 상기 위상 정보를 나타내기 위한 상기 위상 인덱스를 연산할 수 있다. 단계 S200에 대해서는 도 4 및 5를 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.An auto-correlation function (ACF) is performed on the input signal to generate phase information and a phase index (step S200). For example, for frequency offset tracking and updating, the ACF may be performed by delaying the input signal to obtain the phase information, and the phase index for indicating the phase information may be calculated. Step S200 will be described later in detail with reference to FIGS. 4 and 5 .

미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 상기 위상 인덱스, 및 상기 입력 신호에 대한 주파수 대역폭(bandwidth) 및 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성한다(단계 S300). 상기 템플릿 신호는 상기 위상 인덱스를 고려하여 구현되며, 위상 인덱스 기반 템플릿 신호 또는 위상 반영 템플릿 신호라고 부를 수 있다. 예를 들어, 연산 복잡도 감소를 위해, 상기 템플릿 신호는 상기 룩업 테이블을 이용하여 생성되며 3진(ternary) 구조로 단순화되어 구현될 수 있다. 단계 S300에 대해서는 도 6 내지 11을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.Generates a template signal for the sample index based on at least one look-up table (LUT) stored in advance, the phase index, and a frequency bandwidth and sample index for the input signal do (step S300). The template signal is implemented in consideration of the phase index, and may be referred to as a phase index-based template signal or a phase reflection template signal. For example, in order to reduce computational complexity, the template signal may be generated using the lookup table, and may be implemented with a simplified ternary structure. Step S300 will be described later in detail with reference to FIGS. 6 to 11 .

상기 템플릿 신호를 기초로 상기 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산한다(단계 S400). 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 상기 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정한다(단계 S500). 예를 들어, 상기 입력 신호 및 상기 템플릿 신호를 기초로 CCF(cross-correlation function)를 수행하여 상기 동기화 타이밍을 결정할 수 있다. 단계 S400 및 S500에 대해서는 도 12 내지 14를 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.Matched filtering is performed on the input signal based on the template signal to calculate the power of the sample index (step S400). A synchronization timing and a frequency offset for the input signal are simultaneously determined based on the result of the matched filtering (step S500). For example, the synchronization timing may be determined by performing a cross-correlation function (CCF) based on the input signal and the template signal. Steps S400 and S500 will be described later in detail with reference to FIGS. 12 to 14 .

단계 S500에서 결정된 상기 동기화 타이밍 및 상기 주파수 오프셋에 기초하여 상기 무선 통신 시스템에 포함되는 상기 송신기 및 상기 수신기 사이에서 통신이 수행될 수 있다.Communication may be performed between the transmitter and the receiver included in the wireless communication system based on the synchronization timing and the frequency offset determined in step S500.

2가지 종류의 훈련열들을 이용하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출하는 종래 방식에서는, 먼저 하나의 훈련열을 이용하여 대략적(coarse) 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출하고, 이후에 다른 하나의 훈련열을 이용하여 정밀한(fine) 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출하였다. 이 경우, 검출의 정확도가 저하되거나 연산량/연산 시간이 증가하는 등의 문제가 있었다.In the conventional method of detecting synchronization timing and frequency offset using two types of training sequences, first, coarse synchronization timing and frequency offset are detected using one training sequence, and then the other training sequence is detected. was used to detect fine synchronization timing and frequency offset. In this case, there are problems such as a decrease in detection accuracy or an increase in the amount of calculation/operation time.

본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법에서는, 단일 훈련열만을 이용하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 검출할 수 있다. 이 때, 연산 복잡도를 감소시키기 위해 미리 저장된 룩업 테이블을 이용하여 템플릿 신호(즉, 위상 반영 템플릿 신호)를 생성하고, 템플릿 신호를 이용하여 정합 필터링을 수행한 결과에 기초하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출할 수 있다. 따라서, 연산량/연산 시간이 감소하면서도 검출의 정확도가 향상되며, 이에 기초하여 동작하는 수신기 및 무선 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.In the synchronization and frequency offset estimation method according to embodiments of the present invention, synchronization timing and frequency offset may be simultaneously detected using only a single training sequence. At this time, in order to reduce computational complexity, a template signal (that is, a phase reflection template signal) is generated using a lookup table stored in advance, and synchronization timing and frequency offset are determined based on the result of performing matched filtering using the template signal. can be detected. Accordingly, while the amount of calculation/computation time is reduced, the detection accuracy is improved, and the performance of the receiver and the wireless communication system operating based thereon can be improved.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a receiver and a wireless communication system including the same according to embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 송신기(100) 및 수신기(200)를 포함한다. 송신기(100)는 액세스 포인트(access point, AP)라고 부를 수 있고, 수신기(200)는 스테이션(station, STA)이라고 부를 수 있다.Referring to FIG. 2 , the wireless communication system 10 includes a transmitter 100 and a receiver 200 . The transmitter 100 may be referred to as an access point (AP), and the receiver 200 may be referred to as a station (STA).

일 실시예에서, 무선 통신 시스템(10)은 WLAN(Wireless Local Area Network) 기반의 무선 통신 시스템일 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(10)은 WiFi(Wireless Fidelity) 기반의 무선 통신 시스템일 수 있다. 예를 들어, WLAN 시스템은 IEEE 802.11ac 또는 IEEE 802.11ax 표준에 기초하여 구현될 수도 있고, 차기 표준인 IEEE 802.11be 표준에 기초하여 구현될 수도 있다.In one embodiment, the wireless communication system 10 may be a wireless local area network (WLAN)-based wireless communication system. For example, the wireless communication system 10 may be a wireless communication system based on WiFi (Wireless Fidelity). For example, the WLAN system may be implemented based on the IEEE 802.11ac or IEEE 802.11ax standard, or may be implemented based on the next standard, the IEEE 802.11be standard.

WLAN 시스템에서, 송신기(100)와 수신기(200) 사이에 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 통신이 수행될 수 있다. OFDM 방식은 통신 세션을 위해 할당된 주파수 대역폭을 복수의 협대역 주파수 부대역들로 분할하는 광대역 변조 방식으로, 협대역 주파수 부대역들 각각은 RF(radio frequency) 서브 캐리어(sub-carrier)를 포함하며, 각 서브 캐리어는 다른 부채널들 각각에 포함된 RF 서브 캐리어에 대해 수학적으로 직교할 수 있다.In a WLAN system, communication may be performed between the transmitter 100 and the receiver 200 in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme. The OFDM scheme is a wideband modulation scheme in which a frequency bandwidth allocated for a communication session is divided into a plurality of narrowband frequency subbands. Each of the narrowband frequency subbands includes a radio frequency (RF) sub-carrier. and each sub-carrier may be mathematically orthogonal to an RF sub-carrier included in each of the other sub-channels.

OFDM 방식은, 전송하고자 하는 데이터를 먼저 M-ary QAM (M-ary quadrature amplitude modulation) 형태의 복소 심볼(complex symbol)로 변환하고, 복소 심볼의 수열인 복소 심볼열(complex symbol sequence)을 직병렬 전환(serial-to-parallel conversion)을 통해 다수의 병렬 복소 심볼들로 전환한 후, 병렬 복소 심볼들 각각을 구형파 성형화(rectangular pulseshaping)하고 서브 캐리어 변조하는 다중 반송파 변조(Multi-Carrier Modulation) 방식일 수 있다. 다중 반송파 변조 방식에서는 서브 캐리어 변조된(sub-carrier modulated) 모든 병렬 복소 심볼들이 서로 직교(orthogonal)하도록 서브 캐리어 사이의 주파수 간격이 설정될 수 있다. 따라서, OFDM 방식은 서브 캐리어들의 직교성으로 인해 서브 캐리어 각각의 스펙트럼들이 다른 반송파들과의 간섭 없이 중첩되도록 하며, 주파수 대역폭을 복수의 직교 부대역들로 분할하여 높은 데이터 전송 속도와 매우 효율적인 대역폭 사용이 가능할 수 있다.In the OFDM scheme, data to be transmitted is first converted into a complex symbol in the form of M-ary QAM (M-ary quadrature amplitude modulation), and a complex symbol sequence that is a sequence of complex symbols is serially and parallelized. After converting to a plurality of parallel complex symbols through serial-to-parallel conversion, a multi-carrier modulation method in which each of the parallel complex symbols is square-wave shaped and sub-carrier-modulated can be In the multi-carrier modulation scheme, a frequency interval between sub-carriers may be set so that all sub-carrier modulated parallel complex symbols are orthogonal to each other. Accordingly, the OFDM scheme allows the spectrum of each subcarrier to overlap without interference with other carriers due to the orthogonality of the subcarriers, and divides the frequency bandwidth into a plurality of orthogonal subbands to achieve high data transmission rates and very efficient bandwidth usage. It may be possible.

OFDM 방식으로 통신이 수행되는 WLAN 시스템에서, 동작 초기에 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 정확하고 효율적으로 검출하는 경우에 시스템의 성능이 향상될 수 있다.In a WLAN system in which communication is performed in the OFDM scheme, when synchronization timing and frequency offset for an input signal are accurately and efficiently detected at the beginning of an operation, the performance of the system may be improved.

이하에서는 동작 초기에 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출하는 동작을 중심으로 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템(10) 및 수신기(200)의 동작을 설명하도록 한다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 무선 통신 시스템(10)은 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 검출한 이후에 검출된 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋에 기초하여 정상적인 신호 전송을 수행할 수 있다.Hereinafter, operations of the wireless communication system 10 and the receiver 200 according to embodiments of the present invention will be described with a focus on the operation of detecting the synchronization timing and frequency offset for the input signal at the beginning of the operation. However, the present invention is not limited thereto, and the wireless communication system 10 may perform normal signal transmission based on the detected synchronization timing and frequency offset after detecting the synchronization timing and frequency offset.

송신기(100)는 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋의 검출을 위한 신호(SIG)를 전송한다. 예를 들어, 신호(SIG)는 패킷(packet)의 형태로 제공되며, 단일 훈련열에 대응할 수 있다.The transmitter 100 transmits a signal SIG for detection of synchronization timing and frequency offset. For example, the signal SIG is provided in the form of a packet, and may correspond to a single training sequence.

송신기(100)는 복수의 안테나들(또는 송신 안테나들)(101)을 포함할 수 있다. 송신기(100)는 복수의 안테나들(101)을 이용하여 신호(SIG)를 출력할 수 있다.The transmitter 100 may include a plurality of antennas (or transmit antennas) 101 . The transmitter 100 may output a signal SIG using the plurality of antennas 101 .

수신기(200)는 송신기(100)로부터 채널을 통해 신호(SIG)에 대응하는 입력 신호(ISIG)를 수신하고, 입력 신호에 대한 ACF를 수행하여 위상 정보 및 위상 인덱스(PIDX)를 생성하고, 미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블, 위상 인덱스(PIDX), 및 입력 신호(ISIG)에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스(예를 들어, 도 3의 SIDX)에 기초하여 샘플 인덱스(SIDX)에 대한 템플릿 신호(TEM)를 생성하고, 템플릿 신호(TEM)를 기초로 입력 신호(ISIG)에 대한 정합 필터링을 수행하여 샘플 인덱스(SIDX)에 대한 파워를 연산하며, 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 입력 신호(ISIG)에 대한 동기화 타이밍(SYNC) 및 주파수 오프셋(FO)을 동시에 결정한다.The receiver 200 receives an input signal ISIG corresponding to the signal SIG through a channel from the transmitter 100, performs ACF on the input signal to generate phase information and a phase index PIDX, A template signal (TEM) for a sample index (SIDX) based on at least one stored lookup table, a phase index (PIDX), and a frequency bandwidth and a sample index for the input signal (ISIG) (eg, SIDX in FIG. 3 ) ) and performing matched filtering on the input signal (ISIG) based on the template signal (TEM) to calculate the power for the sample index (SIDX), and based on the result of the matched filtering, matched filtering on the input signal (ISIG) Simultaneously determine the synchronization timing (SYNC) and frequency offset (FO) for

수신기(200)는 제1 연산부(210), 템플릿 생성부(220) 및 제2 연산부(230)를 포함한다. 수신기(200)는 복수의 안테나들(또는 수신 안테나들)(201)을 더 포함할 수 있다.The receiver 200 includes a first operation unit 210 , a template generation unit 220 , and a second operation unit 230 . The receiver 200 may further include a plurality of antennas (or reception antennas) 201 .

수신기(200)는 복수의 안테나들(201)을 이용하여 송신기(100)로부터 상기 채널을 통해 입력 신호(ISIG)를 수신할 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 송신기(100)의 복수의 안테나들(101)과 수신기(200)의 복수의 안테나들(201) 사이에 상기 채널(예를 들어, 무선 채널)이 형성될 수 있다.The receiver 200 may receive the input signal ISIG from the transmitter 100 through the channel using the plurality of antennas 201 . Although not shown in detail, the channel (eg, a radio channel) may be formed between the plurality of antennas 101 of the transmitter 100 and the plurality of antennas 201 of the receiver 200 .

제1 연산부(210)는 입력 신호(ISIG)를 수신하고, 입력 신호(ISIG)에 대한 ACF를 수행하여 상기 위상 정보 및 위상 인덱스(PIDX)를 생성한다. 다시 말하면, 제1 연산부(210)는 도 1의 단계 S100 및 S200을 수행할 수 있다.The first operation unit 210 receives the input signal ISIG, performs ACF on the input signal ISIG, and generates the phase information and the phase index PIDX. In other words, the first operation unit 210 may perform steps S100 and S200 of FIG. 1 .

템플릿 생성부(220)는 상기 룩업 테이블, 위상 인덱스(PIDX), 상기 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여 샘플 인덱스(SIDX)에 대한 템플릿 신호(TEM)를 생성한다. 다시 말하면, 템플릿 생성부(220)는 도 1의 단계 S300을 수행할 수 있다.The template generator 220 generates a template signal TEM for the sample index SIDX based on the lookup table, the phase index PIDX, the frequency bandwidth, and the sample index SIDX. In other words, the template generator 220 may perform step S300 of FIG. 1 .

제2 연산부(230)는 템플릿 신호(TEM)를 기초로 입력 신호(ISIG)에 대한 정합 필터링을 수행하여 샘플 인덱스(SIDX)에 대한 파워를 연산하며, 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 입력 신호(ISIG)에 대한 동기화 타이밍(SYNC) 및 주파수 오프셋(FO)을 동시에 결정한다. 다시 말하면, 제2 연산부(230)는 도 1의 단계 S400 및 S500을 수행할 수 있다.The second calculating unit 230 calculates the power of the sample index SIDX by performing matched filtering on the input signal ISIG based on the template signal TEM, and based on the result of the matched filtering, the input signal ( Simultaneously determine the synchronization timing (SYNC) and frequency offset (FO) for the ISIG). In other words, the second operation unit 230 may perform steps S400 and S500 of FIG. 1 .

제1 연산부(210), 템플릿 생성부(220) 및 제2 연산부(230)의 구체적인 구성에 대해서는 도 15 내지 17을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.A detailed configuration of the first calculating unit 210 , the template generating unit 220 , and the second calculating unit 230 will be described later in detail with reference to FIGS. 15 to 17 .

본 발명의 실시예들에 따르면, 훈련열에 해당하는 입력 신호(ISIG)의 ACF를 계산 및 갱신(update)하여 해당 샘플 타이밍(즉, 샘플 인덱스(SIDX))의 위상 정보를 추적(tracking)하고, 입력 신호(ISIG)의 샘플 타이밍에 해당하는 위상 정보로부터 위상 인덱스(PIDX)를 결정하고, 3진 구조를 갖는 템플릿 신호(TEM)를 구성하고, 템플릿 신호(TEM)를 이용한 정합 필터링 결과로부터 동기화 타이밍(SYNC)을 검출하며, 동기화 타이밍(SYNC)에 해당하는 위상 정보로부터 주파수 오프셋(FO)을 계산할 수 있다. 이 경우, 주파수 영역에서 분할된 밴드 정보를 포함하는 템플릿 신호(TEM)를 활용하여 필터링에 따른 추가 지연 및 주파수 응답 왜곡이 없으며, 동기화 타이밍(SYNC) 및 주파수 오프셋(FO)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 단일 훈련열만을 사용하여 단일 이상의 훈련열을 갖는 다양한 표준에 적용이 가능하며, WLAN과 같이 두 개 이상의 훈련열을 포함하는 표준에서는 반복 연산에 의한 정확도 향상이 가능할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the ACF of the input signal ISIG corresponding to the training sequence is calculated and updated to track the phase information of the corresponding sample timing (ie, the sample index SIDX), The phase index PIDX is determined from the phase information corresponding to the sample timing of the input signal ISIG, the template signal TEM having a ternary structure is constructed, and the synchronization timing is obtained from the matched filtering result using the template signal TEM. (SYNC) is detected, and a frequency offset (FO) can be calculated from the phase information corresponding to the synchronization timing (SYNC). In this case, there is no additional delay and frequency response distortion due to filtering by using a template signal (TEM) containing segmented band information in the frequency domain, and the accuracy of synchronization timing (SYNC) and frequency offset (FO) can be improved. have. In addition, by using only a single training sequence, it can be applied to various standards having a single or more training sequence, and in a standard including two or more training sequences, such as WLAN, it may be possible to improve accuracy by iterative operation.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining operations of a receiver and a wireless communication system according to embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면, 수신기(200)에 의해 수신되고 단일 훈련열에 대응하는 입력 신호(ISIG)에 대해 주기적으로 샘플 인덱스(SIDX)를 설정하면서 샘플링, ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다. 예를 들어, 입력 신호(ISIG)는 OFDM 신호이고, 입력 신호(ISIG)는 복수의 OFDM 심볼들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 신호(ISIG)에 대해 NM(NM은 2 이상의 자연수)회의 샘플링이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 3 , sampling, ACF, template signal generation, and CCF may be performed while periodically setting a sample index (SIDX) for an input signal (ISIG) received by the receiver 200 and corresponding to a single training sequence. . For example, the input signal ISIG may be an OFDM signal, and the input signal ISIG may include a plurality of OFDM symbols. For example, sampling of the input signal ISIG may be performed N M (N M is a natural number equal to or greater than 2) times.

구체적으로, 제1 시점에서 입력 신호(ISIG)에 대한 샘플링을 수행하여 제1 샘플링 값을 획득하고, 이 때 상기 제1 샘플링 값에 대한 제1 샘플 인덱스("0")를 획득하며, 상기 제1 샘플링 값에 대한 ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다. 이후에, 상기 제1 시점에서 샘플링 간격(TS)만큼 경과한 제2 시점에서 입력 신호(ISIG)에 대한 샘플링을 수행하여 제2 샘플링 값을 획득하고, 상기 제2 샘플링 값에 대한 제2 샘플 인덱스("1")를 획득하며, 상기 제2 샘플링 값에 대한 ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다. 상기 제2 시점에서 샘플링 간격(TS)만큼 경과한 제3 시점에서 입력 신호(ISIG)에 대한 샘플링을 수행하여 제3 샘플링 값을 획득하고, 상기 제3 샘플링 값에 대한 제3 샘플 인덱스("2")를 획득하며, 상기 제3 샘플링 값에 대한 ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다.Specifically, sampling is performed on the input signal ISIG at a first time point to obtain a first sampling value, and at this time, a first sample index (“0”) for the first sampling value is obtained, and the first sample index (“0”) is obtained. ACF, template signal generation, and CCF for 1 sampling value can be performed. Thereafter, sampling is performed on the input signal ISIG at a second time point that has elapsed by the sampling interval TS from the first time point to obtain a second sampling value, and a second sample index with respect to the second sampling value (“1”) is obtained, and ACF, template signal generation, and CCF for the second sampling value may be performed. A third sampling value is obtained by sampling the input signal ISIG at a third time point that has elapsed by the sampling interval TS from the second time point, and a third sample index ("2" for the third sampling value) "), and ACF, template signal generation, and CCF for the third sampling value may be performed.

이와 유사하게, 제(n+1) 시점에서 입력 신호(ISIG)에 대한 샘플링을 수행하여 제(n+1) 샘플링 값을 획득하고, 상기 제(n+1) 샘플링 값에 대한 제(n+1) 샘플 인덱스("n")를 획득하며, 상기 제(n+1) 샘플링 값에 대한 ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다. 제NM 시점에서 입력 신호(ISIG)에 대한 샘플링을 수행하여 제NM 샘플링 값을 획득하고, 상기 제NM 샘플링 값에 대한 제NM 샘플 인덱스("NM-1")를 획득하며, 상기 제NM 샘플링 값에 대한 ACF, 템플릿 신호 생성 및 CCF를 수행할 수 있다.Similarly, the (n+1)th sampling value is obtained by sampling the input signal ISIG at the (n+1)th time point, and the (n+)th sampling value is 1) A sample index (“n”) is obtained, and ACF, template signal generation, and CCF may be performed on the (n+1)th sampling value. Sampling the input signal (ISIG) is performed at the N M th time point to obtain an N M th sampling value, and an N M th sample index ("N M -1") for the N M th sampling value is obtained, ACF, template signal generation, and CCF may be performed on the N Mth sampling value.

일 실시예에서, NM 값은 하나의 OFDM 심볼에 존재하는 복수의 서브 캐리어들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, NM 값은 상기 복수의 서브 캐리어들의 개수보다 크거나 같을 수 있다.In an embodiment, the N M value may be determined based on the number of a plurality of sub-carriers present in one OFDM symbol. For example, the value of N M may be greater than or equal to the number of the plurality of subcarriers.

일 실시예에서, 샘플링 간격(TS)은 약 4ms로 설정될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다.In an embodiment, the sampling interval TS may be set to about 4 ms, but the present invention may not be limited thereto.

신호 모델링(signal modeling)과 관련하여, 일반적으로 OFDM 방식에서 전송되는 OFDM 신호는 시간 영역에서의 PN(pseudo noise) 특성을 갖기 위해 주파수 영역에서의 특정 단위 밴드를 반복하는 훈련열을 사용할 수 있다. 시간 및 주파수 영역 모두에서 PN 특성을 갖는 길이 Nsub의 임의의 단위 밴드 훈련열이 주파수 영역에서 XNsub(k)라고 정의되면, XNsub(k)에 대한 ACF 값인 A(t)는 하기의 [수학식 1]과 같이 획득될 수 있다.In relation to signal modeling, in general, an OFDM signal transmitted in the OFDM scheme may use a training sequence that repeats a specific unit band in the frequency domain in order to have a PN (pseudo noise) characteristic in the time domain. If an arbitrary unit band training sequence of length Nsub having PN characteristics in both the time and frequency domains is defined as X Nsub (k) in the frequency domain, then A(t), which is the ACF value for X Nsub (k), is It can be obtained as in Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

복수 개의 XNsub(k)들이 반복되어 구성되는 광대역 또는 와이드밴드(wideband) 신호열이 시간 영역에서 xsub(n)로 정의되면, xsub(n)은 하기의 [수학식 2]와 같이 표현되며, xsub(n)에 대한 ACF 값인 a(n)은 하기의 [수학식 3]과 같이 획득될 수 있다.If a wideband or wideband signal sequence formed by repeating a plurality of X Nsub (k) is defined as x sub (n) in the time domain, x sub ( n) is expressed as [Equation 2] below, , a(n), which is an ACF value for x sub (n), may be obtained as in [Equation 3] below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

ACF는 serial correlation이라고도 하며, 특정 신호와 그에 대한 지연된 신호 사이의 상관관계를 나타낸다. 즉, 관측 값들 사이의 시간 지연 함수로서 관측 값들 사이의 유사성(similarity)을 나타낸다. ACF는 노이즈에 의해 가려진 주기적 신호의 존재 또는 고조파 주파수 신호에서 누락된 기본 주파수를 식별하는 것과 같은 반복 패턴을 찾기 위한 수학적 도구이다. ACF는 시간 도메인 신호와 같은 일련의 값 또는 함수를 분석하기 위해 신호 처리에서 사용되고 있다.ACF is also called serial correlation, and represents the correlation between a specific signal and a delayed signal. That is, it represents the similarity between the observed values as a function of time delay between the observed values. ACF is a mathematical tool for finding repeating patterns, such as identifying the presence of periodic signals obscured by noise or missing fundamental frequencies in harmonic frequency signals. ACF is being used in signal processing to analyze a set of values or functions, such as time domain signals.

XNsub(k)를 임의의 단위밴드 위치 인덱스 b에 포함하는 와이드밴드 신호는 하기의 [수학식 4], [수학식 5] 및 [수학식 6]과 같이 정의되며, 상기 와이드밴드 신호에 대한 CCF 결과인

Figure pat00004
은 하기의 [수학식 7]과 같이 표현될 수 있다.A wideband signal including X Nsub (k) in an arbitrary unit band position index b is defined as follows [Equation 4], [Equation 5] and [Equation 6], CCF result
Figure pat00004
can be expressed as in [Equation 7] below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00005
Figure pat00005

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00006
Figure pat00006

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00007
Figure pat00007

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00008
Figure pat00008

신호 처리에서 CCF는 서로에 대한 상대적인 변위의 함수로서 두 시리즈의 유사성을 측정한 것을 나타낸다. 슬라이딩 내적(sliding dot product 또는 sliding inner-product)이라고도 하며, 일반적으로 긴 신호에서 짧고 알려진 기능을 검색하는데 사용되고, 예를 들어 패턴 인식, 단일 입자 분석, 전자 단층 촬영, 평균화, 암호화 분석 등에 적용된다. CCF는 두 함수의 컨볼루션(convolution)과 유사할 수 있다.In signal processing, CCF represents a measure of the similarity of two series as a function of displacement relative to each other. Also called sliding dot product or sliding inner-product, it is commonly used to search for short, known features in long signals, for example in pattern recognition, single particle analysis, electron tomography, averaging, encryption analysis, etc. CCF can be similar to the convolution of two functions.

또한, 시간 영역과 주파수 영역 간의 Parseval's 정리에 의해

Figure pat00009
은 하기의 [수학식 8]을 만족할 수 있다.Also, by Parseval's theorem between the time domain and the frequency domain,
Figure pat00009
may satisfy the following [Equation 8].

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00010
Figure pat00010

상술한 내용들에 기초하여, 와이드밴드를 사용하는 훈련열은 하기의 [수학식 9]와 같이 xN,b(n)의 합으로 정의될 수 있다.Based on the above-mentioned contents, the training sequence using the wide band may be defined as the sum of x N,b (n) as shown in [Equation 9] below.

[수학식 9][Equation 9]

Figure pat00011
Figure pat00011

xN,{B}(n)을 포함하는 임의의 수신 신호(또는 입력 신호)는 참조 신호 xN,b(n)에 대해 하기의 [수학식 10]과 같은 관계가 성립되며, 이러한 특성을 이용하여 동기화 타이밍 및 단위밴드 검출 등과 같은 다양한 활용이 가능할 수 있다.For any received signal (or input signal) including x N, {B} (n), a relationship such as the following [Equation 10] is established with respect to the reference signal x N, b (n), and this characteristic is Various applications, such as synchronization timing and unit band detection, may be possible.

[수학식 10][Equation 10]

Figure pat00012
Figure pat00012

특히 CCF 값인 a(0)은 지연 시간 없이 복소 켤레(conjugate) 곱셈 연산으로 구성되어 여러 기준 신호들에 대한 정합 필터링과 동일한 계산을 수행할 수 있다.In particular, a(0), which is the CCF value, is composed of a complex conjugate multiplication operation without a delay time, so that the same calculation as the matched filtering for several reference signals can be performed.

한편, 대부분의 통신 표준은 주파수 오프셋을 추정하기 위해 시간 영역에서 반복되는 훈련열을 제공할 수 있다. N개의 샘플 간격으로 반복되는 길이 N의 임의의 훈련열을 xN(n)이라 정의하면, xN(n)은 하기의 [수학식 11]을 만족할 수 있다.On the other hand, most communication standards can provide a training sequence that is repeated in the time domain to estimate the frequency offset. If an arbitrary training sequence of length N repeated at intervals of N samples is defined as x N (n), x N (n) may satisfy [Equation 11] below.

[수학식 11][Equation 11]

Figure pat00013
Figure pat00013

송수신 시스템 간의 주파수 오프셋이 fo라면 시간 영역에서의 위상 변화 φ(n)은 하기의 [수학식 12]와 같이 표현될 수 있다.If the frequency offset between the transmission and reception systems is f o , the phase change φ(n) in the time domain may be expressed as in [Equation 12] below.

[수학식 12][Equation 12]

Figure pat00014
Figure pat00014

다른 채널 왜곡을 무시하면, 수신 신호 yN(n) 및 yN(n-N)은 하기의 [수학식 13] 및 [수학식 14]와 같이 표현되며, 이에 대한 ACF 값인

Figure pat00015
은 하기의 [수학식 15]와 같이 획득될 수 있다.Ignoring other channel distortion, the received signals y N (n) and y N (nN) are expressed as in [Equation 13] and [Equation 14] below, and the ACF value for this is
Figure pat00015
can be obtained as in [Equation 15] below.

[수학식 13][Equation 13]

Figure pat00016
Figure pat00016

[수학식 14][Equation 14]

Figure pat00017
Figure pat00017

[수학식 15][Equation 15]

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서 γ는 임의의 양수를 갖는 스케일 값이며, 하기의 [수학식 16]과 같이 복소값

Figure pat00019
의 각도 측정을 통해 해당 샘플의 주파수 오프셋에 의한 위상 변화를 계산할 수 있다.Here, γ is a scale value having an arbitrary positive number, and is a complex value as shown in [Equation 16] below.
Figure pat00019
By measuring the angle of , the phase change due to the frequency offset of the corresponding sample can be calculated.

[수학식 16][Equation 16]

Figure pat00020
Figure pat00020

훈련열에 해당하는 수신 신호 yN(n)과 해당 참조 신호 xN(n)의 정합 필터링 결과는 하기의 [수학식 17]과 같이 표현될 수 있다.The matched filtering result of the received signal y N (n) corresponding to the training sequence and the corresponding reference signal x N (n) may be expressed as [Equation 17] below.

[수학식 17][Equation 17]

Figure pat00021
Figure pat00021

위상 정보를 반영한 참조 신호 xP(n)을 하기의 [수학식 18]과 같이 정의하면, 새로운 정합 필터링 결과는 하기의 [수학식 19]와 같이 표현될 수 있다.If the reference signal x P (n) reflecting the phase information is defined as in Equation 18 below, a new matched filtering result can be expressed as in Equation 19 below.

[수학식 18][Equation 18]

Figure pat00022
Figure pat00022

[수학식 19][Equation 19]

Figure pat00023
Figure pat00023

해당 정합 필터링 결과는 지연 인덱스 n=0일 때 최대 값을 가지며, 일반적으로 하기의 [수학식 20]과 같이

Figure pat00024
이며 w(n)=0인 경우에 최대 값을 가질 수 있다.The matched filtering result has a maximum value when the delay index n = 0, and is generally as shown in [Equation 20] below
Figure pat00024
and can have a maximum value when w(n) = 0.

[수학식 20][Equation 20]

Figure pat00025
Figure pat00025

본 발명의 실시예들은 상술한 신호 모델링 방식 및 위상 정보를 반영한 정합 필터링 방식에 기초하여 구현될 수 있다.Embodiments of the present invention may be implemented based on the above-described signal modeling method and matched filtering method reflecting phase information.

도 4 및 5는 도 1의 위상 정보 및 위상 인덱스를 생성하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.4 and 5 are flowcharts illustrating an example of generating the phase information and the phase index of FIG. 1 .

도 1, 3 및 4를 참조하면, 상기 위상 정보 및 상기 위상 인덱스를 생성하는데 있어서(단계 S200), 제1 샘플 인덱스("0")에 대응하고 상기 제1 시점에서 획득된 상기 제1 샘플링 값에 기초하여 상기 위상 정보(예를 들어, delta phase)를 측정할 수 있다(단계 S201). 단계 S201에서 측정된 상기 위상 정보에 기초하여 상기 제1 샘플링 값 및 제1 샘플 인덱스("0")에 대응하는 제1 위상 인덱스를 생성할 수 있다(단계 S202).1, 3 and 4, in generating the phase information and the phase index (step S200), the first sampling value corresponding to a first sample index (“0”) and obtained at the first time point Based on the phase information (eg, delta phase) may be measured (step S201). A first phase index corresponding to the first sampling value and a first sample index (“0”) may be generated based on the phase information measured in step S201 (step S202).

이후에, 제2 샘플 인덱스("1")에 대응하고 상기 제2 시점에서 획득된 상기 제2 샘플링 값에 기초하여 상기 위상 정보를 측정 및 업데이트할 수 있다(단계 S204). 단계 S204에서 측정된 상기 위상 정보에 기초하여 상기 제2 샘플링 값 및 제2 샘플 인덱스("1")에 대응하는 제2 위상 인덱스를 생성할 수 있다(단계 S205).Thereafter, the phase information may be measured and updated based on the second sampling value corresponding to the second sample index (“1”) and obtained at the second time point (step S204). A second phase index corresponding to the second sampling value and the second sample index (“1”) may be generated based on the phase information measured in step S204 (step S205).

이후에, 제NM 샘플 인덱스("NM-1")에 대응하고 상기 제NM 시점에서 획득된 상기 제NM 샘플링 값에 기초하여 상기 위상 정보를 측정 및 업데이트할 수 있다(단계 S207). 단계 S207에서 측정된 상기 위상 정보에 기초하여 상기 제NM 샘플링 값 및 제NM 샘플 인덱스("NM-1")에 대응하는 제NM 위상 인덱스를 생성할 수 있다(단계 S208).Thereafter, the phase information may be measured and updated based on the N M th sampling value corresponding to the N M th sample index (“N M −1”) and obtained at the N M th time (step S207). . An N M th phase index corresponding to the N M th sampling value and the N M th sample index (“N M −1”) may be generated based on the phase information measured in step S207 (step S208).

도 1, 4 및 5를 참조하면, 도 5는 하나의 위상 정보 및 하나의 위상 인덱스를 생성하는 구체적인 예를 나타내고 있다. 편의상, 도 4의 단계 S201 및 S202를 수행하는 경우에 기초하여 도 5의 동작을 설명하도록 한다.1, 4, and 5, FIG. 5 shows a specific example of generating one phase information and one phase index. For convenience, the operation of FIG. 5 will be described based on the case in which steps S201 and S202 of FIG. 4 are performed.

상기 위상 정보 및 상기 위상 인덱스를 생성하는데 있어서(단계 S200), 입력 신호(도 2 및 3의 ISIG)에 대한 양자화(quantization)를 수행할 수 있다(단계 S210). 예를 들어, 연산 복잡도를 줄이기 위해 일정 수준으로의 양자화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 입력 신호(ISIG)에서 획득된 상기 제1 샘플링 값에 대한 양자화를 수행할 수 있다.In generating the phase information and the phase index (step S200), quantization may be performed on the input signal (ISIG of FIGS. 2 and 3) (step S210). For example, quantization to a certain level may be performed to reduce computational complexity. For example, quantization may be performed on the first sampling value obtained from the input signal ISIG.

양자화된 상기 입력 신호에 대한 상기 ACF를 수행할 수 있다(단계 S220). 예를 들어, 훈련열의 구조에 적합한 지연 시간에 기초하여 ACF 연산이 수행될 수 있다.The ACF may be performed on the quantized input signal (step S220). For example, the ACF operation may be performed based on a delay time suitable for the structure of the training sequence.

상기 ACF가 수행된 상기 입력 신호에 대한 ATAN(arctangent) 함수를 수행할 수 있다(단계 S230). 상기 ATAN 함수가 수행된 상기 입력 신호에 기초하여 상기 위상 정보를 측정 및 추적(tracking)할 수 있다(단계 S240). 예를 들어, 복소 형태를 갖는 상기 ACF 연산의 결과로부터 상기 위상 정보를 측정하고, IIR(infinite impulse response) 필터링을 수행하여 상기 위상 정보를 측정, 추적 및 업데이트할 수 있다.An arctangent (ATAN) function may be performed on the input signal on which the ACF has been performed (step S230). The phase information may be measured and tracked based on the input signal on which the ATAN function is performed (step S240). For example, the phase information may be measured from the result of the ACF operation having a complex form, and infinite impulse response (IIR) filtering may be performed to measure, track, and update the phase information.

상기 위상 정보에 기초하여 템플릿 신호(도 2의 TEM) 생성을 위한 위상 인덱스(도 2의 PIDX)를 생성할 수 있다(단계 S250). 예를 들어, 상기 제1 샘플링 값 및 제1 샘플 인덱스("0")에 대응하는 상기 제1 위상 인덱스를 생성할 수 있다A phase index (PIDX of FIG. 2 ) for generating a template signal (TEM of FIG. 2 ) may be generated based on the phase information (step S250 ). For example, the first phase index corresponding to the first sampling value and the first sample index (“0”) may be generated.

위상 인덱스(PIDX)는 상기 위상 정보에 대응하는 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 위상 정보는 -π 이상 π 이하의(또는 0 이상 2π 이하의) 임의의 실수 값을 가질 수 있고, 이에 대응하는 위상 인덱스(PIDX)는 0 이상 (K-1)(K는 2 이상의 자연수) 이하의 임의의 정수 값을 가질 수 있다. K는 위상 정보의 범위를 나타낼 수 있다.The phase index PIDX may be a value corresponding to the phase information. For example, the phase information may have any real value of -π or more and π or less (or 0 or more and 2π or less), and the corresponding phase index (PIDX) is 0 or more (K-1) (K is 2 or more natural number) and may have any integer value of or less. K may indicate a range of phase information.

상술한 것처럼, 도 5의 단계 S210, S220, S230, S240 및 S250을 수행하여 도 4의 단계 S201 및 S202가 수행될 수 있고, 도 4의 단계 S204 및 S205와, 도 4의 단계 S207 및 S208도 이와 유사하게 수행될 수 있다.As described above, by performing steps S210, S220, S230, S240 and S250 of FIG. 5, steps S201 and S202 of FIG. 4 may be performed, steps S204 and S205 of FIG. 4, and steps S207 and S208 of FIG. This can be done similarly.

도 6 및 7은 도 1의 템플릿 신호를 생성하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.6 and 7 are flowcharts illustrating an example of a step of generating a template signal of FIG. 1 .

도 1, 3, 4 및 6을 참조하면, 상기 샘플 인덱스에 대한 상기 템플릿 신호를 생성하는데 있어서(단계 S300), 상기 적어도 하나의 룩업 테이블, 제1 샘플 인덱스("0"), 상기 제1 위상 인덱스 및 입력 신호(ISIG)에 대한 상기 주파수 대역폭에 기초하여, 제1 샘플 인덱스("0") 및 상기 제1 위상 인덱스에 대한 제1 템플릿 신호를 생성할 수 있다(단계 S301).1, 3, 4 and 6, in generating the template signal for the sample index (step S300), the at least one lookup table, a first sample index (“0”), and the first phase Based on the index and the frequency bandwidth for the input signal ISIG, a first sample index (“0”) and a first template signal for the first phase index may be generated (step S301 ).

이후에, 상기 룩업 테이블, 제2 샘플 인덱스("1"), 상기 제2 위상 인덱스 및 상기 주파수 대역폭에 기초하여, 제2 샘플 인덱스("1") 및 상기 제2 위상 인덱스에 대한 제2 템플릿 신호를 생성할 수 있다(단계 S304).Then, based on the lookup table, a second sample index (“1”), the second phase index and the frequency bandwidth, a second sample index (“1”) and a second template for the second phase index A signal can be generated (step S304).

이후에, 상기 룩업 테이블, 제NM 샘플 인덱스("NM-1"), 상기 제NM 위상 인덱스 및 상기 주파수 대역폭에 기초하여, 제NM 샘플 인덱스("NM-1") 및 상기 제NM 위상 인덱스에 대한 제NM 템플릿 신호를 생성할 수 있다(단계 S307).Then, based on the lookup table, the N Mth sample index (“N M −1”), the N M th phase index and the frequency bandwidth, the N M th sample index (“N M −1”) and the An N M th template signal for the N M th phase index may be generated (step S307).

도 1, 6 및 7을 참조하면, 도 7은 하나의 템플릿 신호를 생성하는 구체적인 예를 나타내고 있다. 편의상, 도 6의 단계 S301을 수행하는 경우에 기초하여 도 7의 동작을 설명하도록 한다.1, 6, and 7, FIG. 7 shows a specific example of generating one template signal. For convenience, the operation of FIG. 7 will be described based on the case in which step S301 of FIG. 6 is performed.

상기 템플릿 신호를 생성하는데 있어서(단계 S300), 상기 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스(도 3의 SIDX)에 기초하여, 제1 룩업 테이블로부터 기준(reference) 템플릿 신호를 획득할 수 있다(단계 S310). 예를 들어, 상기 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스(SIDX)는 별도의 연산 없이 입력 신호(도 2 및 3의 ISIG)로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 상기 기준 템플릿 신호는 위상 반영이 되지 않은 초기 또는 기본 템플릿 신호일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 룩업 테이블은 위상 반영이 되지 않은 상기 기준 템플릿 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.In generating the template signal (step S300), a reference template signal may be obtained from a first lookup table based on the frequency bandwidth and the sample index (SIDX of FIG. 3) (step S310). For example, the frequency bandwidth and sample index SIDX may be obtained from the input signal (ISIG of FIGS. 2 and 3 ) without a separate operation. For example, the reference template signal may be an initial or basic template signal without phase reflection. For example, the first lookup table may include information on the reference template signal to which the phase is not reflected.

상기 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여, 상기 제1 룩업 테이블과 다른 제2 룩업 테이블로부터 복수의 기준 값들을 획득할 수 있다(단계 S320). 예를 들어, 상기 제2 룩업 테이블은 위상 정보에 해당하는 위상 변화에 따른 스텝 크기(step size) 정보를 포함할 수 있다. 상기 복수의 기준 값들은 상기 기준 템플릿 신호를 템플릿 신호(도 2의 TEM)로 변환하기 위한 쉬프트 인덱스를 생성하는데 이용될 수 있다.Based on the frequency bandwidth and the sample index SIDX, a plurality of reference values may be obtained from a second lookup table different from the first lookup table (step S320). For example, the second lookup table may include step size information according to a phase change corresponding to the phase information. The plurality of reference values may be used to generate a shift index for converting the reference template signal into a template signal (TEM of FIG. 2 ).

샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여 제1 방향 결정 신호를 생성할 수 있다(단계 S330). 샘플 인덱스(SIDX), 위상 인덱스(도 2의 PIDX) 및 상기 복수의 기준 값들에 기초하여 제2 방향 결정 신호를 생성할 수 있다(단계 S340). 상기 기준 템플릿 신호, 상기 제1 방향 결정 신호 및 상기 제2 방향 결정 신호에 기초하여 템플릿 신호(TEM)를 획득할 수 있다(단계 S350).A first direction determination signal may be generated based on the sample index SIDX (step S330). A second direction determination signal may be generated based on the sample index (SIDX), the phase index (PIDX of FIG. 2 ), and the plurality of reference values (step S340 ). A template signal TEM may be obtained based on the reference template signal, the first direction determination signal, and the second direction determination signal (step S350).

도 9 등을 참조하여 후술하는 것처럼, 상기 위상 정보를 기초로 상기 기준 템플릿 신호를 위상 이동(phase rotate 또는 phase shift)하여 템플릿 신호(TEM)를 생성하며, 이를 위해 위상의 방향성을 결정할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 단계 S330 및 S340의 2단계의 동작을 수행하여 위상의 방향성을 결정할 수 있다. 단계 S330의 동작을 1차 방향 결정 동작(또는 1차 부호 방향 결정 동작)이라 부를 수 있고, 단계 S340의 동작을 2차 방향 결정 동작(또는 2차 부호 방향 결정 동작)이라 부를 수 있다.As will be described later with reference to FIG. 9 , a template signal TEM is generated by phase rotating or phase shifting the reference template signal based on the phase information, and for this purpose, the directionality of the phase may be determined. According to embodiments of the present invention, the directionality of the phase may be determined by performing the two operations of steps S330 and S340. The operation of step S330 may be referred to as a primary direction determination operation (or a primary sign direction determination operation), and the operation of step S340 may be referred to as a secondary direction determination operation (or a secondary code direction determination operation).

도 8a 및 8b는 도 7의 동작을 수행하는데 이용되는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도면들이다.8A and 8B are diagrams illustrating an example of a lookup table used to perform the operation of FIG. 7 .

도 8a를 참조하면, 도 7의 단계 S310에서 이용되는 상기 제1 룩업 테이블의 일 예를 나타내고 있다.Referring to FIG. 8A , an example of the first lookup table used in step S310 of FIG. 7 is shown.

상기 기준 템플릿 신호는 복소수 값에 대응하며, 기준 실수(real number)부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수(imaginary number)부(TEM_REF_IM)를 포함할 수 있다. 상기 제1 룩업 테이블은 샘플 인덱스(SIDX)와 이에 대응하는 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)에 대한 정보를 포함할 수 있다.The reference template signal corresponds to a complex value and may include a reference real number part TEM_REF_RE and a reference imaginary number part TEM_REF_IM. The first lookup table may include information on the sample index SIDX and corresponding reference real part TEM_REF_RE and reference imaginary part TEM_REF_IM.

예를 들어, 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "0"인 경우에, 상기 제1 룩업 테이블에 기초하여 TRE(0) 및 TIM(0)이 각각 상기 기준 템플릿 신호에 포함되는 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)로 획득될 수 있다. 이와 유사하게, 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "1"인 경우에, TRE(1) 및 TIM(1)이 각각 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)로 획득될 수 있다. 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "n"인 경우에, TRE(n) 및 TIM(n)이 각각 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)로 획득될 수 있다. 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "NM-1"인 경우에, TRE(NM-1) 및 TIM(NM-1)이 각각 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)로 획득될 수 있다.For example, when the value of the sample index SIDX is “0”, based on the first lookup table, T RE (0) and T IM (0) are reference real parts included in the reference template signal, respectively. (TEM_REF_RE) and the reference imaginary part (TEM_REF_IM). Similarly, when the value of the sample index SIDX is “1”, T RE ( 1 ) and T IM ( 1 ) may be obtained as a reference real part (TEM_REF_RE) and a reference imaginary part (TEM_REF_IM), respectively. . When the value of the sample index SIDX is “n”, T RE (n) and T IM (n) may be obtained as a reference real part TEM_REF_RE and a reference imaginary part TEM_REF_IM, respectively. When the value of the sample index SIDX is "N M -1", T RE (N M -1) and T IM (N M -1) are the reference real part (TEM_REF_RE) and the reference imaginary part (TEM_REF_IM), respectively. can be obtained with

기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)는 각각 +1, 0 및 -1 중 하나에 대응하는 값을 가질 수 있다. 또한, 위상 인덱스(PIDX)가 정해지면 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)를 포함하는 상기 기준 템플릿 신호는 위상 인덱스(PIDX)에 맞게 회전하여 템플릿 신호(TEM)로 변환될 수 있다.The reference real part TEM_REF_RE and the reference imaginary part TEM_REF_IM may each have a value corresponding to one of +1, 0, and -1. In addition, when the phase index PIDX is determined, the reference template signal including the reference real part TEM_REF_RE and the reference imaginary part TEM_REF_IM is rotated according to the phase index PIDX to be converted into a template signal TEM. .

한편, 상기 기준 템플릿 신호와 유사하게, 템플릿 신호(TEM) 또한 복소수 값에 대응하고, 출력 실수부 및 출력 허수부를 포함하며, 상기 출력 실수부 및 상기 출력 허수부는 각각 +1, 0 및 -1 중 하나에 대응하는 값을 가질 수 있다.Meanwhile, similarly to the reference template signal, the template signal TEM also corresponds to a complex value, and includes an output real part and an output imaginary part, wherein the output real part and the output imaginary part are +1, 0, and -1, respectively. It can have a value corresponding to one.

도 8b를 참조하면, 도 7의 단계 S320에서 이용되는 상기 제2 룩업 테이블의 일 예를 나타내고 있다.Referring to FIG. 8B , an example of the second lookup table used in step S320 of FIG. 7 is shown.

상기 제2 룩업 테이블은 샘플 인덱스(SIDX)와 이에 대응하는 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)에 대한 정보를 포함할 수 있다.The second lookup table may include information on the sample index SIDX and corresponding reference values P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, and P_STEP_IM2.

예를 들어, 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "0"인 경우에, 상기 제2 룩업 테이블에 기초하여 SRE(0,0), SRE(0,1), SIM(0,0) 및 SIM(0,1)이 각각 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)로 획득될 수 있다. 이와 유사하게, 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "1"인 경우에, SRE(1,0), SRE(1,1), SIM(1,0) 및 SIM(1,1)이 각각 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)로 획득될 수 있다. 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "n"인 경우에, SRE(n,0), SRE(n,1), SIM(n,0) 및 SIM(n,1)이 각각 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)로 획득될 수 있다. 샘플 인덱스(SIDX)의 값이 "NM-1"인 경우에, SRE(NM-1,0), SRE(NM-1,1), SIM(NM-1,0) 및 SIM(NM-1n,1)이 각각 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)로 획득될 수 있다.For example, when the value of the sample index SIDX is “0”, S RE (0,0), S RE (0,1), S IM (0,0) based on the second lookup table and S IM (0,1) may be obtained as reference values P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, and P_STEP_IM2, respectively. Similarly, when the value of the sample index (SIDX) is "1", S RE (1,0), S RE (1,1), S IM (1,0), and S IM (1,1) These may be obtained as reference values P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, and P_STEP_IM2, respectively. When the value of the sample index (SIDX) is “n”, S RE (n,0), S RE (n,1), S IM (n,0), and S IM (n,1) are the reference values, respectively. (P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2). When the value of the sample index (SIDX) is "N M -1", S RE (N M -1,0), S RE (N M -1,1), S IM (N M -1,0) and S IM (N M −1n,1) may be obtained as reference values P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2, respectively.

템플릿 신호(TEM)를 실시간으로 연산하는 것은 매우 복잡한 과정일 수 있다. 룩업 테이블을 이용하여 템플릿 신호(TEM)를 획득하더라도 가능한 모든 경우를 룩업 테이블로 구현하는 것은 어려울 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상대적으로 간단한 구조의 상기 제1 및 제2 룩업 테이블들을 이용하여, 최소의 참조 신호 셋으로부터 간단한 인덱싱 과정을 통해 위상이 반영된 최종 템플릿 신호인 템플릿 신호(TEM)를 재구성함으로써, 연산 복잡도 및 룩업 테이블의 크기를 줄일 수 있다.Calculating the template signal (TEM) in real time can be a very complex process. Even if the template signal TEM is obtained using the lookup table, it may be difficult to implement all possible cases as the lookup table. According to embodiments of the present invention, using the first and second lookup tables having a relatively simple structure, the template signal (TEM), which is the final template signal in which the phase is reflected, is obtained through a simple indexing process from a minimum reference signal set. By reorganizing, it is possible to reduce computational complexity and the size of the lookup table.

도 9, 10, 11a 및 11b는 도 7의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.9, 10, 11A, and 11B are diagrams for explaining the operation of FIG. 7 .

도 9 및 10을 참조하면, 기준 템플릿 신호(TEM_REF) 및 위상이 반영된 최종 템플릿 신호, 즉 템플릿 신호(TEM)를 나타내고 있다.9 and 10 , the reference template signal TEM_REF and the final template signal to which the phase is reflected, that is, the template signal TEM are shown.

기준 템플릿 신호(TEM_REF) 및 템플릿 신호(TEM)는 각각 복소 평면(complex number plane) 상에 배치될 수 있다. 도 9의 좌측에 도시된 것처럼, 위상 정보를 기초로 기준 템플릿 신호(TEM_REF)를 위상 이동하여 템플릿 신호(TEM)를 생성할 수 있다. 이 때, 도 9의 우측에 도시된 것처럼, 연산 복잡도 감소를 위해 기준 템플릿 신호(TEM_REF) 및 템플릿 신호(TEM)를 각각 복소 평면 상에서 형성되는 3진(ternary) 격자 좌표 상에 맵핑(mapping)시킬 수 있다. 위상 인덱스(PIDX)를 기초로 기준 템플릿 신호(TEM_REF)를 상기 3진 격자 좌표 상에서 이동시켜 템플릿 신호(TEM)가 획득될 수 있다.The reference template signal TEM_REF and the template signal TEM may be respectively disposed on a complex number plane. As shown in the left side of FIG. 9 , the template signal TEM may be generated by phase-shifting the reference template signal TEM_REF based on the phase information. At this time, as shown on the right side of FIG. 9 , the reference template signal TEM_REF and the template signal TEM are mapped on ternary lattice coordinates formed on a complex plane, respectively, to reduce computational complexity. can The template signal TEM may be obtained by moving the reference template signal TEM_REF on the ternary grid coordinates based on the phase index PIDX.

도 8a를 참조하여 상술한 것처럼, 기준 템플릿 신호(TEM_REF)는 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)를 포함하며, 기준 템플릿 신호(TEM_REF)가 상기 3진 격자 좌표 상에 맵핑됨에 따라 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)는 각각 +1, 0 및 -1 중 하나에 대응하는 값을 가질 수 있다. 다시 말하면, 기준 템플릿 신호(TEM_REF)는 도 10에 도시된 9개의 복소수 값들 중 하나로 결정될 수 있다.As described above with reference to FIG. 8A , the reference template signal TEM_REF includes a reference real part TEM_REF_RE and a reference imaginary part TEM_REF_IM, and the reference template signal TEM_REF is mapped onto the ternary grid coordinates. The reference real part TEM_REF_RE and the reference imaginary part TEM_REF_IM may each have a value corresponding to one of +1, 0, and -1. In other words, the reference template signal TEM_REF may be determined as one of nine complex values shown in FIG. 10 .

기준 템플릿 신호(TEM_REF)는 위상 인덱스(PIDX)에 기초하여 회전을 하게 되며, 이 때 ternary 특성에 따라 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM) 각각은 "1"->"0"->"-1"->"0"->"1"->"0"->...과 같이 일정한 변환 순서를 가질 수 있다. 이 경우, 기준 실수부(TEM_REF_RE) 또는 기준 허수부(TEM_REF_IM)의 값이 "1" 또는 "-1"인 경우에는, 쉬프트 인덱스가 결정되면 템플릿 신호(TEM)에 포함되는 상기 출력 실수부 또는 상기 출력 허수부는 상기 변환 순서에 따라 결정될 수 있다. 기준 실수부(TEM_REF_RE) 또는 기준 허수부(TEM_REF_IM)의 값이 "0"인 경우에는, 상기 출력 실수부 또는 상기 출력 허수부는 상기 변환 순서에 따라, 그리고 기준 실수부(TEM_REF_RE) 및 기준 허수부(TEM_REF_IM)의 교차 확인에 따라 결정될 수 있다.The reference template signal TEM_REF is rotated based on the phase index PIDX. At this time, according to the ternary characteristic, the reference real part (TEM_REF_RE) and the reference imaginary part (TEM_REF_IM) are "1" -> "0" - It can have a certain conversion order, such as >"-1"->"0"->"1"->"0"->... In this case, when the value of the reference real part TEM_REF_RE or the reference imaginary part TEM_REF_IM is "1" or "-1", when the shift index is determined, the output real part or the The output imaginary part may be determined according to the conversion order. When the value of the reference real part TEM_REF_RE or the reference imaginary part TEM_REF_IM is "0", the output real part or the output imaginary part part according to the conversion order, and the reference real part TEM_REF_RE and the reference imaginary part (TEM_REF_RE) and the reference imaginary part ( TEM_REF_IM) may be determined according to cross-check.

예를 들어, 기준 실수부(TEM_REF_RE)의 값이 "1"이고 기준 실수부(TEM_REF_RE)에 대한 실수부 쉬프트 인덱스가 "1"인 경우에, 상기 출력 실수부는 상기 변환 순서에 따라 "1"에서 1만큼 쉬프트된 "0"으로 결정될 수 있다. 기준 허수부(TEM_REF_IM)의 값이 "-1"이고 기준 허수부(TEM_REF_IM)에 대한 허수부 쉬프트 인덱스가 "2"인 경우에, 상기 출력 허수부는 상기 변환 순서에 따라 "-1"에서 2만큼 쉬프트된 "1"로 결정될 수 있다. 기준 실수부(TEM_REF_RE)의 값이 "0"이고 상기 실수부 쉬프트 인덱스가 "1"인 경우에, 상기 출력 실수부는 상기 변환 순서에 따라 "1" 또는 "-1"로 결정될 수 있으며, 이를 구분하기 위해 교차 확인이 필요할 수 있다.For example, when the value of the reference real part TEM_REF_RE is "1" and the real part shift index for the reference real part TEM_REF_RE is "1", the output real part is from "1" to "1" according to the conversion order. It may be determined as “0” shifted by one. When the value of the reference imaginary part TEM_REF_IM is "-1" and the imaginary part shift index for the reference imaginary part TEM_REF_IM is "2", the output imaginary part is from "-1" to 2 according to the conversion order. It may be determined as shifted “1”. When the value of the reference real part TEM_REF_RE is "0" and the real part shift index is "1", the output real part may be determined to be "1" or "-1" according to the conversion order, and the This may require cross-checking.

상술한 것처럼 템플릿 신호(TEM)에 포함되는 상기 출력 실수부 및 상기 출력 허수부를 결정하기 위해, 도 7을 참조하여 상술한 것처럼 상기 1차 방향 결정 동작 및 상기 2차 방향 결정 동작을 포함하는 2단계의 동작이 수행될 수 있다.As described above, in order to determine the output real part and the output imaginary part included in the template signal TEM, as described above with reference to FIG. 7 , a second step including the primary direction determining operation and the secondary direction determining operation operation may be performed.

구체적으로, 도 7의 단계 S330에서 생성되는 상기 제1 방향 결정 신호는 하기의 [수학식 21]에 기초하여 획득될 수 있다.Specifically, the first direction determination signal generated in step S330 of FIG. 7 may be obtained based on the following [Equation 21].

[수학식 21][Equation 21]

Figure pat00026
Figure pat00026

상기의 [수학식 21]에서, D(n)은 상기 제1 방향 결정 신호, n은 샘플 인덱스(SIDX)를 나타낼 수 있다. 연산의 편의를 위해 D(n)은 허수 값으로 표현하였다. 샘플 인덱스(SIDX)는 0보다 크거나 같고 N(N은 2 이상의 자연수)보다 작은 범위를 가지며, N은 템플릿 신호(TEM)의 길이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, N=NM-1일 수 있다.In Equation 21, D(n) may represent the first direction determination signal, and n may represent a sample index SIDX. For convenience of operation, D(n) is expressed as an imaginary value. The sample index SIDX has a range greater than or equal to 0 and less than N (N is a natural number equal to or greater than 2), and N may indicate the length of the template signal TEM. For example, it may be N=N M -1.

또한, 도 7의 단계 S340에서 생성되는 상기 제2 방향 결정 신호는 상기 실수부 쉬프트 인덱스 및 상기 허수부 쉬프트 인덱스를 포함하고, 상기 실수부 쉬프트 인덱스 및 상기 허수부 쉬프트 인덱스는 하기의 [수학식 22] 및 [수학식 23]에 기초하여 획득될 수 있다.In addition, the second direction determining signal generated in step S340 of FIG. 7 includes the real part shift index and the imaginary part shift index, and the real part shift index and the imaginary part shift index are the following [Equation 22] ] and [Equation 23].

[수학식 22][Equation 22]

Figure pat00027
Figure pat00027

[수학식 23][Equation 23]

Figure pat00028
Figure pat00028

상기의 [수학식 22] 및 [수학식 23]에서, SHIFTRE(k,n)은 상기 실수부 쉬프트 인덱스, SHIFTIM(k,n)은 상기 허수부 쉬프트 인덱스, k는 위상 인덱스(PIDX), SRE(n,0), SRE(n,1), SIM(n,0), SIM(n,1)은 복수의 기준 값들(P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2)을 나타낼 수 있다.In [Equation 22] and [Equation 23], SHIFT RE (k, n) is the real part shift index, SHIFT IM (k, n) is the imaginary part shift index, and k is the phase index (PIDX) , S RE (n,0), S RE (n,1), S IM (n,0), and S IM (n,1) may represent a plurality of reference values (P_STEP_RE1, P_STEP_RE2, P_STEP_IM1, P_STEP_IM2). .

최종적으로, 도 7의 단계 S350에서 생성되는 템플릿 신호(TEM)에 포함되는 상기 출력 실수부 및 상기 출력 허수부는 하기의 [수학식 24], [수학식 25] 및 [수학식 26]에 기초하여 획득될 수 있다.Finally, the output real part and the output imaginary part included in the template signal TEM generated in step S350 of FIG. 7 are based on the following [Equation 24], [Equation 25] and [Equation 26] can be obtained.

[수학식 24][Equation 24]

Figure pat00029
Figure pat00029

[수학식 25][Equation 25]

Figure pat00030
Figure pat00030

[수학식 26][Equation 26]

Figure pat00031
Figure pat00031

상기의 [수학식 24], [수학식 25] 및 [수학식 26]에서, TP,RE(k,n)은 상기 출력 실수부, TP,IM(k,n)은 상기 출력 허수부, TRE(n)은 기준 실수부(TEM_REF_RE), TIM(n)은 기준 허수부(TEM_REF_IM), RE{.}는 실수부 획득 함수, IM{.}는 허수부 획득 함수를 나타낼 수 있다.In the above [Equation 24], [Equation 25] and [Equation 26], T P,RE (k,n) is the output real part, T P,IM (k,n) is the output imaginary part , T RE (n) is a reference real part (TEM_REF_RE), T IM (n) is a reference imaginary part (TEM_REF_IM), RE{.} is a real part acquisition function, and IM{.} is an imaginary part acquisition function. .

도 11a 및 11b를 참조하면, 도 8a 및 8b의 상기 제1 및 제2 룩업 테이블들, 도 9 및 10을 참조하여 상술한 상기 3진 격자 좌표 맵핑 방식 및 상기의 [수학식 21] 내지 [수학식 26]에 기초하여 기준 템플릿 신호를 템플릿 신호로 변환하는 과정을 예시하고 있다. 도 11a 및 11b의 예에서, n<2/N이고, k=150이며, K=256일 수 있다.11A and 11B, the first and second lookup tables of FIGS. 8A and 8B, the ternary grid coordinate mapping method described above with reference to FIGS. 9 and 10, and [Equation 21] to [Mathematics A process of converting a reference template signal into a template signal is exemplified based on Equation 26]. In the example of FIGS. 11A and 11B , n<2/N, k=150, and K=256.

도 11a의 예에서, TRE(n)=1이고 및 TIM(n)=-1인 경우에, 기준 템플릿 신호(TEM_REF1)는 도시된 것처럼 복소 평면 상의 상기 3진 격자 좌표 상에 맵핑될 수 있다. n<2/N인 경우에, D(n)=j일 수 있다. SRE(n,0)=120이고 SRE(n,1)=180인 경우에, SRE(n,0)<k<SRE(n,1)이며, 따라서 SHIFTRE(k,n)=1일 수 있다. SIM(n,0)=70이고 SIM(n,1)=120인 경우에, SIM(n,1)<k이며, 따라서 SHIFTIM(k,n)=2일 수 있다. 최종적으로, TP,RE(k,n)=0이고 TP,IM(k,n)=1로 획득되며, 따라서 템플릿 신호(TEM1)는 도시된 것처럼 복소 평면 상의 상기 3진 격자 좌표 상에 맵핑될 수 있다.In the example of FIG. 11A , when T RE (n) = 1 and T IM (n) = -1, the reference template signal TEM_REF1 can be mapped onto the ternary lattice coordinates on the complex plane as shown. have. When n<2/N, D(n)=j may be. If S RE (n,0)=120 and S RE (n,1)=180, then S RE (n,0)<k<S RE (n,1), so SHIFT RE (k,n) =1. In the case where S IM (n,0)=70 and S IM (n,1)=120, S IM (n,1)<k, thus SHIFT IM (k,n)=2 may be. Finally, T P,RE (k,n)=0 and T P,IM (k,n)=1 is obtained, so that the template signal TEM1 is on the ternary lattice coordinates on the complex plane as shown can be mapped.

도 11b의 예에서, TRE(n)=0이고 및 TIM(n)=1인 경우에, 기준 템플릿 신호(TEM_REF2)는 도시된 것처럼 복소 평면 상의 상기 3진 격자 좌표 상에 맵핑될 수 있다. 도 11a를 참조하여 상술한 것과 유사하게, D(n)=j이고 SHIFTRE(k,n)=1이고 SHIFTIM(k,n)=2이며, 최종적으로 TP,RE(k,n)=-1이고 TP,IM(k,n)=-1로 획득되며, 따라서 템플릿 신호(TEM2)는 도시된 것처럼 복소 평면 상의 상기 3진 격자 좌표 상에 맵핑될 수 있다.In the example of FIG. 11B , when T RE (n)=0 and T IM (n)=1, the reference template signal TEM_REF2 may be mapped onto the ternary grid coordinates on the complex plane as shown. . Similar to that described above with reference to FIG. 11A , D(n)=j, SHIFT RE (k,n)=1, SHIFT IM (k,n)=2, and finally T P,RE (k,n) =-1 and obtained as T P,IM (k,n)=-1, thus the template signal TEM2 can be mapped onto the ternary lattice coordinates on the complex plane as shown.

다시 말하면, 도 11a 및 11b의 예에서, 위상 인덱스 k를 기초로 기준 템플릿 신호들(TEM_REF1, TEM_REF2)을 각각 위상 이동시켜 템플릿 신호들(TEM1, TEM2)을 생성할 수 있다. 템플릿 신호들(TEM1, TEM2)은 상기의 [수학식 18] 내지 [수학식 20]을 참조하여 상술한 위상 정보를 반영한 참조 신호 xP(n)에 대응할 수 있다.In other words, in the example of FIGS. 11A and 11B , the template signals TEM1 and TEM2 may be generated by phase-shifting the reference template signals TEM_REF1 and TEM_REF2, respectively, based on the phase index k. The template signals TEM1 and TEM2 may correspond to the reference signal x P (n) reflecting the phase information described above with reference to Equations 18 to 20 above.

도 12, 13 및 14는 도 1의 파워를 연산하는 단계 및 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도들이다.12, 13 and 14 are flowcharts illustrating an example of calculating the power of FIG. 1 and simultaneously determining a synchronization timing and a frequency offset.

도 1, 3 및 12를 참조하면, 상기 샘플 인덱스에 대한 상기 파워를 연산하는데 있어서(단계 S400), 제1 샘플 인덱스("0")에 대한 제1 파워를 연산할 수 있다(단계 S401). 이후에, 제2 샘플 인덱스("1")에 대한 제2 파워를 연산할 수 있다(단계 S404). 이후에, 제NM 샘플 인덱스("NM-1")에 대한 제NM 파워를 연산할 수 있다(단계 S407).1, 3, and 12, in calculating the power for the sample index (step S400), the first power for the first sample index (“0”) may be calculated (step S401). Thereafter, the second power for the second sample index (“1”) may be calculated (step S404). Thereafter, the N M th power for the N M th sample index (“N M −1”) may be calculated (step S407).

도 1, 3, 12 및 13을 참조하면, 상기 입력 신호에 대한 상기 동기화 타이밍 및 상기 주파수 오프셋을 동시에 결정하는데 있어서(단계 S500), 상기 제1 내지 제NM 파워들에 기초하여 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들("0", "1", ..., "NM-1") 중 하나를 선택할 수 있다(단계 S501). 상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 타이밍을 상기 동기화 타이밍으로 결정할 수 있다(단계 S504). 상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 오프셋을 상기 주파수 오프셋으로 결정할 수 있다(단계 S507).1, 3, 12 and 13, in simultaneously determining the synchronization timing and the frequency offset for the input signal (step S500), first to Nth powers based on the first to N M powers One of the N M sample indices ("0", "1", ..., "N M -1") may be selected (step S501). A timing corresponding to the selected sample index may be determined as the synchronization timing (step S504). An offset corresponding to the selected sample index may be determined as the frequency offset (step S507).

일 실시예에서, 상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 파워는 상기 제1 내지 제NM 파워들 중 가장 큰 값을 가질 수 있다.In an embodiment, the power corresponding to the selected sample index may have the largest value among the first to N -th powers.

도 1 및 14를 참조하면, 최대 파워를 가지는 샘플 인덱스를 선택하고 이에 기초하여 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 결정하는 구체적인 예를 나타내고 있다.1 and 14 , a specific example of selecting a sample index having the maximum power and determining a synchronization timing and a frequency offset based thereon is shown.

상기 파워를 연산하는데 있어서(단계 S400), 그리고 상기 동기화 타이밍 및 상기 주파수 오프셋을 동시에 결정하는데 있어서(단계 S500), 제i 샘플 인덱스에 대한 파워 연산 및 선택 동작을 수행할 수 있다.In calculating the power (step S400) and simultaneously determining the synchronization timing and the frequency offset (step S500), a power calculation and selection operation for the i-th sample index may be performed.

구체적으로, 동작 초기에 i=0으로 설정하고(단계 S410), 상기 제i 샘플 인덱스에 대한 제i 파워(PWR(i))를 연산할 수 있다(단계 S420). 예를 들어, 위상 반영 템플릿 신호(TEM)를 이용한 와이드밴드 정합 필터링을 수행하여 상기 파워 연산을 수행하며, 이 때 CCF가 수행될 수 있다.Specifically, i=0 may be set at the beginning of the operation (step S410), and the i-th power PWR(i) for the i-th sample index may be calculated (step S420). For example, the power calculation is performed by performing wideband matched filtering using the phase reflection template signal TEM, and CCF may be performed at this time.

단계 S420에서 연산된 제i 파워(PWR(i))가 최대 파워(PWR_PEAK)보다 큰 경우에(단계 S430: 예), 최대 파워(PWR_PEAK)를 제i 파워(PWR(i))로 업데이트하고, 최대 파워(PWR_PEAK)에 대응하는 최대 파워 인덱스(PEAK_IDX)를 i값으로 업데이트할 수 있다(단계 S510). 제i 파워(PWR(i))가 최대 파워(PWR_PEAK)보다 작거나 같은 경우에(단계 S430: 아니오), 단계 S510은 생략될 수 있다.When the i-th power (PWR(i)) calculated in step S420 is greater than the maximum power (PWR_PEAK) (step S430: Yes), the maximum power (PWR_PEAK) is updated to the i-th power (PWR(i)), The maximum power index PEAK_IDX corresponding to the maximum power PWR_PEAK may be updated to the value i (step S510). When the ith power PWR(i) is less than or equal to the maximum power PWR_PEAK (step S430: NO), step S510 may be omitted.

i값이 NM-1보다 작은 경우에(단계 S440: 아니오), i값을 1만큼 증가시키고(단계 S450), 단계 S420, S430 및 S510을 반복할 수 있다.When the value of i is smaller than N M −1 (step S440: No), the value of i is increased by 1 (step S450), and steps S420, S430, and S510 may be repeated.

i값이 NM-1과 같은 경우에(단계 S440: 예), 즉 상기 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들에 대한 상기 제1 내지 제NM 파워들을 모두 연산한 경우에, 최대 파워(PWR_PEAK)에 대응하는 최대 파워 인덱스(PEAK_IDX)를 동기화 타이밍(SYNC)에 대응하는 동기화 타이밍 인덱스(SYNC_IDX)로 결정할 수 있다(단계 S520). 또한, 최대 파워 인덱스(PEAK_IDX)에 대응하는 오프셋(FO(PEAK_IDX))을 최종 주파수 오프셋(FO_FINE)으로 결정할 수 있다(단계 S530).When the value of i is equal to N M −1 (step S440: Yes), that is, when all of the first to N M powers for the first to N M sample indices are calculated, the maximum power (PWR_PEAK) ) may be determined as the synchronization timing index SYNC_IDX corresponding to the synchronization timing SYNC (step S520). Also, an offset FO (PEAK_IDX) corresponding to the maximum power index PEAK_IDX may be determined as the final frequency offset FO_FINE (step S530).

도 15는 도 2의 수신기에 포함되는 제1 연산부의 일 예를 나타내는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating an example of a first operation unit included in the receiver of FIG. 2 .

도 15를 참조하면, 제1 연산부(210)는 양자화부(211), ACF부(213), ATAN부(215), 위상 업데이트부(217) 및 위상 인덱스 생성부(219)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the first operation unit 210 may include a quantization unit 211 , an ACF unit 213 , an ATAN unit 215 , a phase update unit 217 , and a phase index generation unit 219 . .

양자화부(211)는 입력 신호(ISIG)에 대한 양자화를 수행할 수 있다. 다시 말하면, 양자화부(211)는 도 5의 단계 S210을 수행할 수 있다.The quantization unit 211 may quantize the input signal ISIG. In other words, the quantization unit 211 may perform step S210 of FIG. 5 .

ACF부(213)는 양자화된 입력 신호(ISIG_Q)에 대한 상기 ACF를 수행할 수 있다. 다시 말하면, ACF부(213)는 도 5의 단계 S220을 수행할 수 있다.The ACF unit 213 may perform the ACF on the quantized input signal ISIG_Q. In other words, the ACF unit 213 may perform step S220 of FIG. 5 .

ATAN부(215)는 ACF가 수행된 입력 신호(ISIG_ACF)에 대한 ATAN 함수를 수행할 수 있다. 다시 말하면, ATAN부(215)는 도 5의 단계 S230을 수행할 수 있다.The ATAN unit 215 may perform an ATAN function on the input signal ISIG_ACF on which the ACF has been performed. In other words, the ATAN unit 215 may perform step S230 of FIG. 5 .

위상 업데이트부(217)는 ATAN 함수가 수행된 입력 신호(ISIG_ATAN)에 기초하여 위상 정보(PI)를 측정 및 추적할 수 있다. 다시 말하면, 위상 업데이트부(217)는 도 5의 단계 S240을 수행할 수 있다.The phase updater 217 may measure and track the phase information PI based on the input signal ISIG_ATAN on which the ATAN function is performed. In other words, the phase updater 217 may perform step S240 of FIG. 5 .

위상 인덱스 생성부(219)는 위상 정보에 기초하여 위상 인덱스(PIDX)를 생성할 수 있다. 다시 말하면, 위상 인덱스 생성부(219)는 도 5의 단계 S250을 수행할 수 있다.The phase index generator 219 may generate a phase index PIDX based on the phase information. In other words, the phase index generator 219 may perform step S250 of FIG. 5 .

도 16은 도 2의 수신기에 포함되는 템플릿 생성부의 일 예를 나타내는 블록도이다.16 is a block diagram illustrating an example of a template generator included in the receiver of FIG. 2 .

도 16을 참조하면, 템플릿 생성부(220)는 제1 룩업 테이블(221), 제2 룩업 테이블(223), 제1 결정부(225), 제2 결정부(227) 및 제3 결정부(229)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16 , the template generator 220 includes a first lookup table 221 , a second lookup table 223 , a first determiner 225 , a second determiner 227 , and a third determiner ( 229) may be included.

제1 룩업 테이블(221)은 기준 템플릿 신호(TEM_REF)를 저장하고, 주파수 대역폭(BW) 및 샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여 기준 템플릿 신호(TEM_REF)를 출력할 수 있다. 다시 말하면, 제1 룩업 테이블(221)에 기초하여 도 7의 단계 S310이 수행될 수 있다.The first lookup table 221 may store the reference template signal TEM_REF and output the reference template signal TEM_REF based on the frequency bandwidth BW and the sample index SIDX. In other words, step S310 of FIG. 7 may be performed based on the first lookup table 221 .

제2 룩업 테이블(223)은 제1 룩업 테이블(221)과 다르고, 복수의 기준 값들(RV)을 저장하며, 주파수 대역폭(BW) 및 샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여 복수의 기준 값들(RV)을 출력할 수 있다. 다시 말하면, 제2 룩업 테이블(223)에 기초하여 도 7의 단계 S320이 수행될 수 있다.The second lookup table 223 is different from the first lookup table 221 , and stores a plurality of reference values RV, and a plurality of reference values RV based on the frequency bandwidth BW and the sample index SIDX. can be printed out. In other words, step S320 of FIG. 7 may be performed based on the second lookup table 223 .

일 실시예에서, 제1 룩업 테이블(221) 및 제2 룩업 테이블(223)의 크기는 주파수 대역폭(BW)에 비례할 수 있다.In an embodiment, the sizes of the first lookup table 221 and the second lookup table 223 may be proportional to the frequency bandwidth (BW).

제1 결정부(225)는 샘플 인덱스(SIDX)에 기초하여 제1 방향 결정 신호(DDS1)를 생성할 수 있다. 다시 말하면, 제1 결정부(225)는 도 7의 단계 S330을 수행할 수 있다.The first determiner 225 may generate the first direction determination signal DDS1 based on the sample index SIDX. In other words, the first determiner 225 may perform step S330 of FIG. 7 .

제2 결정부(227)는 샘플 인덱스(SIDX), 위상 인덱스(PIDX) 및 복수의 기준 값들(RV)에 기초하여 제2 방향 결정 신호(DDS2)를 생성할 수 있다. 다시 말하면, 제2 결정부(227)는 도 7의 단계 S340을 수행할 수 있다.The second determiner 227 may generate the second direction determination signal DDS2 based on the sample index SIDX, the phase index PIDX, and the plurality of reference values RV. In other words, the second determiner 227 may perform step S340 of FIG. 7 .

제3 결정부(229)는 기준 템플릿 신호(TEM_REF), 제1 방향 결정 신호(DDS1) 및 제2 방향 결정 신호(DDS2)에 기초하여 템플릿 신호(TEM)를 출력할 수 있다. 다시 말하면, 제3 결정부(229)는 도 7의 단계 S350을 수행할 수 있다.The third determiner 229 may output the template signal TEM based on the reference template signal TEM_REF, the first direction determination signal DDS1 , and the second direction determination signal DDS2 . In other words, the third determiner 229 may perform step S350 of FIG. 7 .

도 17은 도 2의 수신기에 포함되는 제2 연산부의 일 예를 나타내는 블록도이다.17 is a block diagram illustrating an example of a second operation unit included in the receiver of FIG. 2 .

도 17을 참조하면, 제2 연산부(230)는 정합 필터링부(231) 및 검출부(233)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the second operation unit 230 may include a matched filtering unit 231 and a detection unit 233 .

정합 필터링부(231)는 입력 신호(ISIG) 및 템플릿 신호(TEM)에 기초하여 입력 신호(ISIG)에 대한 파워(PWR)를 연산할 수 있다. 예를 들어, 정합 필터링부(231)는 입력 신호(ISIG)에 포함되는 상기 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들에 대한 상기 제1 내지 제NM 파워들을 연산할 수 있다. 다시 말하면, 정합 필터링부(231)는 도 12의 단계 S401, S404 및 S407과 도 14의 단계 S420 등을 수행할 수 있다.The matched filtering unit 231 may calculate the power PWR of the input signal ISIG based on the input signal ISIG and the template signal TEM. For example, the matched filtering unit 231 may calculate the first to N M th powers with respect to the first to N M th sample indices included in the input signal ISIG. In other words, the matched filtering unit 231 may perform steps S401, S404, and S407 of FIG. 12 and steps S420 of FIG. 14 .

실시예에 따라서, 입력 신호(ISIG) 대신에 양자화된 입력 신호(ISIG_Q)가 정합 필터링부(231)에 제공될 수도 있다.According to an embodiment, the quantized input signal ISIG_Q may be provided to the matched filtering unit 231 instead of the input signal ISIG.

검출부(233)는 상기 제1 내지 제NM 파워들에 기초하여 상기 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 타이밍을 동기화 타이밍(SYNC)으로 결정하며, 상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 오프셋을 주파수 오프셋(FO)으로 결정할 수 있다. 다시 말하면, 검출부(233)는 도 13의 단계 S501, S504 및 S507과 도 14의 단계 S520, S530 등을 수행할 수 있다.The detection unit 233 selects one of the first to N M th sample indexes based on the first to N M th powers, and determines a timing corresponding to the selected sample index as a synchronization timing (SYNC), , an offset corresponding to the selected sample index may be determined as a frequency offset (FO). In other words, the detector 233 may perform steps S501, S504, and S507 of FIG. 13 and steps S520 and S530 of FIG. 14 .

도 18, 19a, 19b, 20, 21a, 21b, 22a 및 22b는 본 발명의 실시예들에 따른 수신기 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.18, 19a, 19b, 20, 21a, 21b, 22a, and 22b are diagrams for explaining the operation of a receiver and a wireless communication system including the same according to embodiments of the present invention.

도 18을 참조하면, AWGN(additive white Gaussian noise) 채널 및 페이딩(fading) 채널에 대해 본 발명의 실시예들을 적용한 경우에 동기화 타이밍 검출 정확도를 나타내고 있다. 일반적인 동작 영역에서 양호한 결과를 보여줌을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 18 , synchronization timing detection accuracy is shown when embodiments of the present invention are applied to an additive white Gaussian noise (AWGN) channel and a fading channel. It can be seen that good results are shown in the general operating area.

도 19a 및 19b를 참조하면, 약 5GHz의 전송 주파수 대역에서 약 20ppm(=100kHz)의 주파수 오프셋 왜곡을 갖는 수신 신호로부터 추정된 결과를 SNR(signal-to-noise ratio)에 따라 AWGN 채널 및 페이딩 채널(예를 들어, CH D)에서 비교한 결과를 나타내고 있다. OFDM 기반 통신 시스템의 특성에 따라 추정된 주파수 오프셋 값의 정확도는 동기화 타이밍 검출 정확도에 영향을 받을 수 있다.19A and 19B, the AWGN channel and the fading channel according to the signal-to-noise ratio (SNR) of the result estimated from the received signal having the frequency offset distortion of about 20ppm (=100kHz) in the transmission frequency band of about 5GHz (For example, CH D) shows the comparison results. According to the characteristics of the OFDM-based communication system, the accuracy of the estimated frequency offset value may be affected by the synchronization timing detection accuracy.

도 20을 참조하면, 추정 주파수 오프셋의 정확도 분포를 오차 범위(error range)에 따라 나타낸 결과이다. 낮은 SRN 영역에서 주파수 오프셋 정확도의 저하가 나타나지만 이는 목표 SNR 이내의 크기로 실제 수신 성능에 영향은 크지 않을 수 있다. 약 10dB 이상의 SNR 영역에서는 약 90% 기준 허용 오차율 이내의 정확도를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 20 , the accuracy distribution of the estimated frequency offset is shown according to an error range. Although the frequency offset accuracy is degraded in the low SRN region, it is within the target SNR and may not significantly affect the actual reception performance. In the SNR region of about 10dB or more, it can provide accuracy within about 90% reference tolerance.

도 21a 및 21b를 참조하면, 본 발명의 실시예들을 적용한 경우에 세부 동작을 나타내고 있다. 수신 신호의 샘플 인덱스에 따라 주파수 오프셋(FO)이 가는 실선과 같이 추적되며, 해당 주파수 오프셋의 위상 정보가 반영된 정합 필터링의 결과(즉, 파워)가 굵은 실선과 같이 함께 추정될 수 있다. 도 21a는 약 5GHz 대역에서 약 0ppm(즉, AWGN 채널)의 주파수 오프셋에 대한 측정 과정 및 결과를 나타내고, 도 21b는 약 5GHz 대역에서 약 20ppm(즉, 페이딩 채널)의 주파수 오프셋에 대한 측정 과정 및 결과를 나타내며, 정합 필터의 최대값에서 실제 적용된 주파수 오프셋 값을 검출하는 것을 나타내고 있다.Referring to FIGS. 21A and 21B , detailed operations are shown when embodiments of the present invention are applied. A frequency offset (FO) is tracked like a thin solid line according to a sample index of the received signal, and a result (ie, power) of matched filtering in which phase information of the corresponding frequency offset is reflected may be estimated together with a thick solid line. 21A shows the measurement process and results for a frequency offset of about 0 ppm (ie, AWGN channel) in the about 5 GHz band, and FIG. 21B shows the measurement process and results for a frequency offset of about 20 ppm (ie, fading channel) in about 5 GHz band The result is shown, and the detection of the actually applied frequency offset value from the maximum value of the matched filter is shown.

도 22a 및 22b를 참조하면, 정합 필터링으로부터의 최대값 측정에 따른 동기화 타이밍 정확도를 나타내고 있다. AWGN 채널과 페이딩 채널 각각의 상황을 가정하였으며, SNR에 따른 성능 차이가 크지 않음을 확인할 수 있다.22A and 22B, synchronization timing accuracy according to the measurement of the maximum value from matched filtering is shown. Each situation of the AWGN channel and the fading channel is assumed, and it can be seen that the performance difference according to the SNR is not large.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 디바이스를 나타내는 블록도이다.23 is a block diagram illustrating an electronic device in a network environment according to embodiments of the present invention.

도 23을 참조하면, 네트워크 환경(300)에서 전자 디바이스(301)는 제1 네트워크(398)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 디바이스(302)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(399)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 디바이스(304) 또는 서버(308)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)는 서버(308)를 통하여 전자 디바이스(304)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)는 프로세서(320), 메모리(330), 입력 디바이스(350), 음향 출력 디바이스(355), 디스플레이 디바이스(360), 오디오 모듈(370), 센서 모듈(376), 인터페이스(377), 햅틱 모듈(379), 카메라 모듈(380), 전력 관리 모듈(388), 배터리(389), 통신 모듈(390), 가입자 식별 모듈(396), 및 안테나 모듈(397)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 전자 디바이스(301)에는, 상기 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 디스플레이 디바이스(360) 또는 카메라 모듈(380))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 실시예에 따라서, 예를 들면, 디스플레이 디바이스(360)(예: 디스플레이)에 임베디드(embedded)된 센서 모듈(376)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.Referring to FIG. 23 , in the network environment 300 , the electronic device 301 communicates with the electronic device 302 through a first network 398 (eg, short-range wireless communication), or a second network 399 ( It may communicate with the electronic device 304 or the server 308 via (eg, remote wireless communication). In one embodiment, electronic device 301 may communicate with electronic device 304 via server 308 . In one embodiment, electronic device 301 includes processor 320 , memory 330 , input device 350 , sound output device 355 , display device 360 , audio module 370 , and sensor module 376 . ), interface 377 , haptic module 379 , camera module 380 , power management module 388 , battery 389 , communication module 390 , subscriber identification module 396 , and antenna module 397 . may include According to an embodiment, at least one of the components (eg, the display device 360 or the camera module 380 ) may be omitted or another component may be added to the electronic device 301 . Depending on the embodiment, for example, as in the case of a sensor module 376 (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illumination sensor) embedded in a display device 360 (eg, a display), some Components may be integrated and implemented.

프로세서(320)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(340))를 구동하여 프로세서(320)에 연결된 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 다른 구성 요소(예: 센서 모듈(376) 또는 통신 모듈(390))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(volatile memory)(332)에 로드(load)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(non-volatile memory)(334)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 메인 프로세서(321)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(321)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(323)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(ISP, image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(323)는 메인 프로세서(321)와 별개로 또는 내재되어 운영될 수 있다.The processor 320 may, for example, run software (eg, a program 340 ) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 301 connected to the processor 320 . It can control and perform various data processing and operations. The processor 320 loads and processes a command or data received from another component (eg, the sensor module 376 or the communication module 390 ) into a volatile memory 332 , and results data may be stored in a non-volatile memory 334 . In one embodiment, the processor 320 operates independently of the main processor 321 (eg, a central processing unit (CPU) or application processor (AP)), and additionally or alternatively , using a lower power than the main processor 321, or the auxiliary processor 323 specialized for a specified function (eg, a graphic processing unit (GPU), an image signal processor (ISP), a sensor hub processor) (sensor hub processor), or a communication processor (CP, communication processor). Here, the auxiliary processor 323 may be operated separately from or embedded in the main processor 321 .

이런 경우, 보조 프로세서(323)는, 예를 들면, 메인 프로세서(321)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(321)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(321)가 액티브(active)(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(321)와 함께, 전자 디바이스(301)의 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이 디바이스(360), 센서 모듈(376), 또는 통신 모듈(390))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 보조 프로세서(323)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(380) 또는 통신 모듈(390))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다.In this case, the auxiliary processor 323, for example, while the main processor 321 is in an inactive (eg, sleep (sleep)) state on behalf of the main processor 321, or the main processor ( While the 321 is in an active (eg, application execution) state, at least one of the components of the electronic device 301 (eg, the display device 360 , a sensor together with the main processor 321 ) It may control at least some of the functions or states associated with module 376 , or communication module 390 . In one embodiment, coprocessor 323 (eg, image signal processor or communication processor) may be implemented as some component of another functionally related component (eg, camera module 380 or communication module 390). can

메모리(330)는, 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 프로세서(320) 또는 센서 모듈(376))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(340)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(330)는, 휘발성 메모리(332) 또는 비휘발성 메모리(334)를 포함할 수 있다.The memory 330 may include various data used by at least one component (eg, the processor 320 or the sensor module 376 ) of the electronic device 301 , for example, software (eg, a program 340 ). ) and input data or output data for commands related thereto. The memory 330 may include a volatile memory 332 or a non-volatile memory 334 .

프로그램(340)은 메모리(330)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(OS, operating system)(342), 미들 웨어(middleware)(344) 또는 어플리케이션(346)을 포함할 수 있다.The program 340 is software stored in the memory 330 , and may include, for example, an operating system (OS) 342 , middleware 344 , or an application 346 .

입력 디바이스(350)는, 전자 디바이스(301)의 구성 요소(예: 프로세서(320))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 디바이스(301)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 입력 디바이스(350)는 마이크, 마우스, 키보드 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)등을 포함할 수 있다.The input device 350 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 320 ) of the electronic device 301 from the outside (eg, a user) of the electronic device 301 . For example, the input device 350 may include a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).

음향 출력 디바이스(355)는 음향 신호를 전자 디바이스(301)의 외부로 출력할 수 있다. 예를 들면, 음향 출력 디바이스(355)는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 수신기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.The sound output device 355 may output a sound signal to the outside of the electronic device 301 . For example, the sound output device 355 may include a speaker used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and a receiver used exclusively for receiving calls. In one embodiment, the receiver may be formed integrally or separately from the speaker.

디스플레이 디바이스(360)는 전자 디바이스(301)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 디바이스(360)는 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 디바이스(360)는 터치를 검출하도록 구성되는 터치 회로(touch circuitry), 또는 터치에 의한 힘의 세기를 측정하도록 구성되는 센서 회로(예: 압력 센서(pressure sensor))를 포함할 수 있다.The display device 360 may visually provide information to a user of the electronic device 301 . For example, the display device 360 may include a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device. In one embodiment, the display device 360 includes touch circuitry configured to detect a touch, or sensor circuitry configured to measure the intensity of a force caused by the touch (eg, a pressure sensor). can do.

오디오 모듈(370)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에서, 오디오 모듈(370)은, 입력 디바이스(350)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 디바이스(355), 또는 전자 디바이스(301)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 370 may interactively convert a sound and an electrical signal. In an embodiment, the audio module 370 obtains a sound through the input device 350 , or an external electronic device (eg, an electronic device) connected to the sound output device 355 , or the electronic device 301 by wire or wirelessly. A sound may be output through the device 302 (eg, a speaker or headphones).

센서 모듈(376)은 전자 디바이스(301)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(376)은, 예를 들면, 제스처 센서(gesture sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 기압 센서(barometer sensor), 마그네틱 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 그립 센서(grip sensor), 근접 센서(proximity sensor), 컬러 센서(color sensor)(예: RGB(red, green, blue) 센서), IR(infrared) 센서, 생체 센서(medical sensor, biometric sensor), 온도 센서(temperature sensor), 습도 센서(humidity sensor), 또는 조도 센서(illuminance sensor) 등을 포함할 수 있다.The sensor module 376 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 301 or an external environmental state. The sensor module 376 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometer sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, and a grip sensor. sensor), proximity sensor, color sensor (eg, RGB (red, green, blue) sensor), IR (infrared) sensor, medical sensor, biometric sensor, temperature sensor sensor), a humidity sensor, or an illuminance sensor.

인터페이스(377)는 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜(protocol)을 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스(377)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스 등을 포함할 수 있다.The interface 377 may support a designated protocol that may be connected to an external electronic device (eg, the electronic device 302 ) in a wired or wireless manner. In an embodiment, the interface 377 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, a secure digital (SD) card interface, or an audio interface.

연결 단자(connection terminal)(378)는 전자 디바이스(301)와 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터) 등을 포함할 수 있다.The connection terminal 378 is a connector capable of physically connecting the electronic device 301 and an external electronic device (eg, the electronic device 302 ), for example, an HDMI connector, a USB connector, or an SD card connector. , or an audio connector (eg, a headphone connector).

햅틱 모듈(haptic module)(379)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 햅틱 모듈(379)은 모터(motor), 압전 소자(piezoelectric element), 또는 전기 자극 장치(electrical stimulation device) 등을 포함할 수 있다.The haptic module 379 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense. For example, the haptic module 379 may include a motor, a piezoelectric element, an electrical stimulation device, or the like.

카메라 모듈(380)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 모듈(380)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.The camera module 380 may capture still images and moving images. In one embodiment, the camera module 380 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.

전력 관리 모듈(388)은 전자 디바이스(301)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.The power management module 388 is a module for managing power supplied to the electronic device 301 , and may be configured as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).

배터리(389)는 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지(fuel cell)를 포함할 수 있다.The battery 389 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 301 and may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell. can

통신 모듈(390)은 전자 디바이스(301)와 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302), 전자 디바이스(304), 또는 서버(308)) 간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(390)은 프로세서(320)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 모듈(390)은 무선 통신 모듈(392)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(394)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제1 네트워크(398)(예: 블루투스, Wi-Fi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(399)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(390)은 하나의 구성(예: 하나의 칩)으로 구현되거나 또는 서로 분리되는 다중 구성들(예: 다중 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(392)은 가입자 식별 모듈(396)에 저장된 사용자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 이용하여 제1 네트워크(398) 또는 제2 네트워크(399)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 디바이스(301)를 구별 및 인증할 수 있다.The communication module 390 establishes a wired or wireless communication channel between the electronic device 301 and an external electronic device (eg, the electronic device 302 , the electronic device 304 , or the server 308 ), and establishes the established communication channel. It can support performing communication through The communication module 390 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication, operated independently of the processor 320 (eg, an application processor). In one embodiment, the communication module 390 may include a wireless communication module 392 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 394 (eg: including a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module, and among them, the first network 398 (eg, Bluetooth, Wi-Fi direct, or infrared data association (IrDA)) using a corresponding communication module. may communicate with the external electronic device through a local area communication network) or the second network 399 (eg, a cellular network, the Internet, or a telecommunication network such as a computer network (eg, a LAN or wide area network (WAN)). . The above-described various types of communication modules 390 may be implemented as one component (eg, one chip) or as multiple components (eg, multiple chips) separated from each other. The wireless communication module 392 uses user information (eg, international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module 396 within a communication network such as the first network 398 or the second network 399 . It is possible to distinguish and authenticate the electronic device 301 .

일 실시예에서, 통신 모듈(390)에 포함되는 무선 통신 모듈(392)은 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에 포함되는 송신기 및 수신기를 포함하며, 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 수행하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(301)에 포함되는 무선 통신 모듈(392) 및 전자 디바이스(304)에 포함되는 무선 통신 모듈(미도시)은 각각 도 2의 송신기(100) 및 수신기(200)를 포함하고, 전자 디바이스들(301, 304) 사이에 형성되는 제2 네트워크(399)는 송신기(100)와 수신기(200) 사이의 채널에 대응할 수 있다. 전자 디바이스(301)에 포함되는 수신기(200)는 전자 디바이스(304)에 포함되는 송신기(100)와 통신할 수 있고, 이 때 동작 초기에 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 수행할 수 있다. 이와 유사하게, 전자 디바이스(304)에 포함되는 수신기(200)는 전자 디바이스(301)에 포함되는 송신기(100)와 통신할 수 있고, 이 때 동작 초기에 본 발명의 실시예들에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법을 수행할 수 있다.In one embodiment, the wireless communication module 392 included in the communication module 390 includes a transmitter and a receiver included in a wireless communication system according to embodiments of the present invention, and to perform a synchronization and frequency offset estimation method can be implemented. For example, a wireless communication module 392 included in the electronic device 301 and a wireless communication module (not shown) included in the electronic device 304 include the transmitter 100 and the receiver 200 of FIG. 2 , respectively. and the second network 399 formed between the electronic devices 301 and 304 may correspond to a channel between the transmitter 100 and the receiver 200 . The receiver 200 included in the electronic device 301 may communicate with the transmitter 100 included in the electronic device 304 , in which case synchronization and frequency offset estimation method according to embodiments of the present invention at the beginning of operation can be performed. Similarly, the receiver 200 included in the electronic device 304 may communicate with the transmitter 100 included in the electronic device 301 , wherein, at the beginning of operation, synchronization and A frequency offset estimation method may be performed.

안테나 모듈(397)은 전자 디바이스(301)의 외부(예: 외부 전자 디바이스)로부터 신호 또는 전력을 수신하거나, 외부(예: 외부 전자 디바이스)로 신호 또는 전력을 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)은 전도성 물질로 구성된 방사 소자 또는 기판(예: PCB) 내에 또는 위에 형성된 전도성 패턴을 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)은 복수의 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 네트워크(398) 또는 제2 네트워크(399)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나는, 예를 들어, 복수의 안테나로부터 통신 모듈(390)(예: 무선 통신 모듈(392)에 의해 선택될 수 있다. 그때, 신호 또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통해 통신 모듈(390)과 외부 전자 디바이스 사이에서 송신 또는 수신될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)의 일부로서 방사 부품 이외의 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가적으로 형성될 수 있다.The antenna module 397 may receive a signal or power from the outside of the electronic device 301 (eg, an external electronic device), or may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device). In one embodiment, the antenna module 397 may include a radiating element made of a conductive material or an antenna including a conductive pattern formed in or on a substrate (eg, a PCB). In one embodiment, the antenna module 397 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network 398 or the second network 399 , is, for example, from a plurality of antennas to the communication module 390 (eg, wireless may be selected by the communication module 392. The signal or power may then be transmitted or received between the communication module 390 and the external electronic device via the selected at least one antenna. In one embodiment, the antenna module As a part of the 397 , components other than the radiating component (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)) may be additionally formed.

본 발명의 실시예들은 WLAN 기반의 다양한 통신 장치 및 시스템과 이를 포함하는 임의의 전자 장치 및 시스템에 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 PC(Personal Computer), 노트북(laptop), 핸드폰(cellular), 스마트 폰(smart phone), MP3 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 TV, 디지털 카메라, 포터블 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(navigation) 기기, 웨어러블(wearable) 기기, IoT(Internet of Things) 기기, IoE(Internet of Everything) 기기, e-북(e-book), VR(Virtual Reality) 기기, AR(Augmented Reality) 기기, 드론(drone) 등과 같은 전자 시스템에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention may be usefully used in various WLAN-based communication devices and systems and any electronic devices and systems including the same. For example, embodiments of the present invention are PC (Personal Computer), notebook (laptop), cell phone (cellular), smart phone (smart phone), MP3 player, PDA (Personal Digital Assistant), PMP (Portable Multimedia Player), Digital TV, digital camera, portable game console, navigation device, wearable device, Internet of Things (IoT) device, Internet of Everything (IoE) device, e-book ), virtual reality (VR) devices, augmented reality (AR) devices, and electronic systems such as drones.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. you will understand that you can

Claims (10)

단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여, 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성하는 단계;
미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 상기 위상 인덱스, 및 상기 입력 신호에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성하는 단계;
상기 템플릿 신호를 기초로 상기 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산하는 단계; 및
상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 상기 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정하는 단계를 포함하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
receiving an input signal corresponding to a single training sequence;
generating phase information and a phase index by performing an auto-correlation function (ACF) on the input signal;
generating a template signal for the sample index based on at least one prestored look-up table (LUT), the phase index, and a frequency bandwidth and a sample index for the input signal;
calculating power for the sample index by performing matched filtering on the input signal based on the template signal; and
and simultaneously determining a synchronization timing and a frequency offset for the input signal based on a result of the matched filtering.
제 1 항에 있어서, 상기 샘플 인덱스에 대한 상기 템플릿 신호를 생성하는 단계는,
상기 주파수 대역폭 및 상기 샘플 인덱스에 기초하여, 제1 룩업 테이블로부터 기준(reference) 템플릿 신호를 획득하는 단계;
상기 주파수 대역폭 및 상기 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 제1 룩업 테이블과 다른 제2 룩업 테이블로부터 복수의 기준 값들을 획득하는 단계;
상기 샘플 인덱스에 기초하여 제1 방향 결정 신호를 생성하는 단계;
상기 샘플 인덱스, 상기 위상 인덱스 및 상기 복수의 기준 값들에 기초하여 제2 방향 결정 신호를 생성하는 단계; 및
상기 기준 템플릿 신호, 상기 제1 방향 결정 신호 및 상기 제2 방향 결정 신호에 기초하여 상기 템플릿 신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
The method of claim 1, wherein generating the template signal for the sample index comprises:
obtaining a reference template signal from a first lookup table based on the frequency bandwidth and the sample index;
obtaining a plurality of reference values from a second lookup table different from the first lookup table based on the frequency bandwidth and the sample index;
generating a first direction determination signal based on the sample index;
generating a second direction determination signal based on the sample index, the phase index, and the plurality of reference values; and
and obtaining the template signal based on the reference template signal, the first direction determination signal, and the second direction determination signal.
제 2 항에 있어서,
상기 기준 템플릿 신호 및 상기 템플릿 신호는 각각 복소 평면(complex number plane) 상에서 형성되는 3진(ternary) 격자 좌표 상에 맵핑(mapping)되는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
3. The method of claim 2,
The method for estimating synchronization and frequency offset, characterized in that the reference template signal and the template signal are each mapped on a ternary lattice coordinate formed on a complex number plane.
제 3 항에 있어서,
상기 위상 인덱스를 기초로 상기 기준 템플릿 신호를 상기 3진 격자 좌표 상에서 이동시켜 상기 템플릿 신호가 획득되는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
4. The method of claim 3,
The method for estimating synchronization and frequency offset, characterized in that the template signal is obtained by moving the reference template signal on the ternary grid coordinates based on the phase index.
제 3 항에 있어서,
상기 기준 템플릿 신호는 기준 실수(real number)부 및 기준 허수(imaginary number)부를 포함하고, 상기 템플릿 신호는 출력 실수부 및 출력 허수부를 포함하며,
상기 기준 실수부, 상기 기준 허수부, 상기 출력 실수부 및 상기 출력 허수부는 각각 +1, 0 및 -1 중 하나에 대응하는 값을 가지는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
4. The method of claim 3,
The reference template signal includes a reference real number part and an imaginary number part, and the template signal includes an output real part and an output imaginary part,
The reference real part, the reference imaginary part, the output real part, and the output imaginary part each have a value corresponding to one of +1, 0, and -1.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 신호는 제1 내지 제NM(NM은 2 이상의 자연수) 샘플 인덱스들을 포함하고,
상기 샘플 인덱스에 대한 상기 파워를 연산하는 단계는,
상기 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들에 대한 제1 내지 제NM 파워들을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
The method of claim 1,
The input signal includes first to N M th sample indices (N M is a natural number greater than or equal to 2),
Calculating the power for the sample index comprises:
and calculating first to N M th powers for the first to N M th sample indices.
제 6 항에 있어서, 상기 입력 신호에 대한 상기 동기화 타이밍 및 상기 주파수 오프셋을 동시에 결정하는 단계는,
상기 제1 내지 제NM 파워들에 기초하여 상기 제1 내지 제NM 샘플 인덱스들 중 하나를 선택하는 단계;
상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 타이밍을 상기 동기화 타이밍으로 결정하는 단계; 및
상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 오프셋을 상기 주파수 오프셋으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
7. The method of claim 6, wherein simultaneously determining the synchronization timing and the frequency offset for the input signal comprises:
selecting one of the first to N Mth sample indices based on the first to N Mth powers;
determining a timing corresponding to the selected sample index as the synchronization timing; and
and determining an offset corresponding to the selected sample index as the frequency offset.
제 7 항에 있어서,
상기 선택된 샘플 인덱스에 대응하는 파워는 상기 제1 내지 제NM 파워들 중 가장 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
8. The method of claim 7,
The method of claim 1, wherein the power corresponding to the selected sample index has the largest value among the first to N- th powers.
제 1 항에 있어서, 상기 위상 정보 및 상기 위상 인덱스를 생성하는 단계는,
상기 입력 신호에 대한 양자화(quantization)를 수행하는 단계;
양자화된 상기 입력 신호에 대한 상기 ACF를 수행하는 단계;
상기 ACF가 수행된 상기 입력 신호에 대한 ATAN(arctangent) 함수를 수행하는 단계;
상기 ATAN 함수가 수행된 상기 입력 신호에 기초하여 상기 위상 정보를 측정 및 추적(tracking)하는 단계; 및
상기 위상 정보에 기초하여 상기 위상 인덱스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 및 주파수 오프셋 추정 방법.
The method of claim 1, wherein the generating of the phase information and the phase index comprises:
performing quantization on the input signal;
performing the ACF on the quantized input signal;
performing an arctangent (ATAN) function on the input signal on which the ACF has been performed;
measuring and tracking the phase information based on the input signal on which the ATAN function is performed; and
and generating the phase index based on the phase information.
단일 훈련열(single training sequence)에 대응하는 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호에 대한 ACF(auto-correlation function)를 수행하여 위상 정보 및 위상 인덱스(index)를 생성하는 제1 연산부;
미리 저장된 적어도 하나의 룩업 테이블(look-up table; LUT), 상기 위상 인덱스, 및 상기 입력 신호에 대한 주파수 대역폭 및 샘플 인덱스에 기초하여, 상기 샘플 인덱스에 대한 템플릿(templet) 신호를 생성하는 템플릿 생성부; 및
상기 템플릿 신호를 기초로 상기 입력 신호에 대한 정합 필터링(matched filtering)을 수행하여 상기 샘플 인덱스에 대한 파워를 연산하고, 상기 정합 필터링의 결과에 기초하여 상기 입력 신호에 대한 동기화 타이밍 및 주파수 오프셋을 동시에 결정하는 제2 연산부를 포함하는 수신기.
a first operation unit for receiving an input signal corresponding to a single training sequence, and performing an auto-correlation function (ACF) on the input signal to generate phase information and a phase index;
Template generation for generating a template signal for the sample index based on at least one pre-stored look-up table (LUT), the phase index, and a frequency bandwidth and sample index for the input signal wealth; and
The power for the sample index is calculated by performing matched filtering on the input signal based on the template signal, and the synchronization timing and frequency offset for the input signal are simultaneously determined based on the result of the matched filtering. A receiver including a second calculating unit for determining.
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