KR20040107561A - Frequency offset estimator of multi carrier receiver and a method frequency offset estimating thereof - Google Patents
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Abstract
다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 주파수 옵셋 추정방법이 개시된다. 주파수 옵셋 추정장치는 동기신호의 I성분 및 Q성분을 이용하여 복소신호를 생성하는 제1신호생성부와, 생성된 복소신호를 소정시간만큼 지연시켜 출력하는 지연부와, 지연된 복소신호에 대응하는 공액복소신호를 생성하는 제2신호생성부와, 복소신호와 공액복소신호를 이용하여 복소신호의 위상성분을 상수화하는 곱셈부, 및 상수화된 복소신호의 위상성분에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 옵셋검출부를 갖는다. 따라서, 동기신호의 정확한 검출에 여부에 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.Disclosed are a frequency offset estimator for a multicarrier reception system and a frequency offset estimating method thereof. The frequency offset estimating apparatus includes a first signal generator for generating a complex signal using the I and Q components of a synchronization signal, a delay unit for delaying and outputting the generated complex signal by a predetermined time, and a delayed complex signal. A second signal generator for generating a conjugated complex signal, a multiplier for constantizing a phase component of the complex signal using the complex signal and a conjugated complex signal, and detecting a frequency offset based on the phase component of the complexed complex signal It has an offset detection unit. Therefore, the frequency offset can be estimated regardless of whether the synchronization signal is accurately detected.
Description
본 발명은 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋을 추정하는 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 시간영역의 동기신호를 이용하여 동기화를 수행하는 다중 반송파 수신 시스템에서 주파수 옵셋을 추정하는 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for estimating a frequency offset of a multi-carrier reception system. More particularly, the present invention relates to a frequency offset estimator for estimating a frequency offset in a multi-carrier reception system that performs synchronization using a synchronization signal in a time domain, and an estimation thereof. It is about a method.
기존의 OFDM 시스템은 주파수 영역에 보내고자 하는 데이터를 각각의 부반송파의 위치에 배열한 후, IFFT를 통하여 주파수영역의 OFDM 신호를 시간영역의 OFDM 신호로 변조하고, 변조된 시간영역의 OFDM 신호의 앞부분에 심볼간의 간섭을 막기 위해 보호구간(Guard Interval:GI)을 삽입한 구조를 갖는다.Existing OFDM system arranges data to be sent in the frequency domain at the position of each subcarrier, modulates the OFDM signal in the frequency domain into the OFDM signal in the time domain through IFFT, and the front part of the modulated time domain OFDM signal. In order to prevent inter-symbol interference, Guard Interval (GI) is inserted.
한편, OFDM 신호 중 TDS-OFDM 신호의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 변조된 시간영역의 OFDM 신호의 앞부분에 보호구간(GI)을 삽입하고, 보호구간(GI) 앞부분에 동기신호(Sync)인 의사잡음열(이하에서는 'PN 시퀀스'라 함)을 삽입한 구조를 갖는다.Meanwhile, in the structure of the TDS-OFDM signal of the OFDM signal, as shown in FIG. ), A pseudo noise string (hereinafter referred to as a 'PN sequence') is inserted.
즉, TDS-OFDM 송신 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 TDS-OFDM 신호를 전송하며, TDS-OFDM 수신 시스템에서는 시간영역의 TDS-OFDM 신호에 삽입된 동기신호인 PN 시퀀스를 이용하여 송수신 신호간의 동기화를 수행한다.That is, the TDS-OFDM transmission system transmits a TDS-OFDM signal having a structure as shown in FIG. Perform synchronization between signals.
이와 같은 TDS-OFDM 신호에 포함된 동기신호인 PN 시퀀스는, 매 OFDM 심벌마다 바뀌는 특성을 가지고 있다. 이에 의해 매 OFDM 심벌 마다 바뀌는 PN 시퀀스를 정확하게 획득하여야만 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.The PN sequence, which is a synchronization signal included in such a TDS-OFDM signal, has a characteristic of changing every OFDM symbol. Accordingly, the frequency offset can be estimated only when the PN sequence changed every OFDM symbol is accurately obtained.
따라서, 종래의 TDS-OFDM 수신 시스템에서는 주파수 옵셋을 정확하게 추정하기 위해서는 먼저, 매 OFDM 심벌 마다 바뀌는 PN 시퀀스를 정확하게 획득해야하는 문제점을 가지고 있다.Therefore, in the conventional TDS-OFDM reception system, in order to accurately estimate the frequency offset, there is a problem in that a PN sequence that is changed every OFDM symbol must be correctly obtained.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정확한 동기신호의 획득과 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 주파수 옵셋 추정방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a frequency offset estimating apparatus and a frequency offset estimating method capable of estimating a frequency offset irrespective of obtaining an accurate synchronization signal.
도 1은 일반적인 TDS-OFDM 신호의 구조도,1 is a structural diagram of a general TDS-OFDM signal,
도 2는 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 장치에 대한 개략적인 블록도,2 is a schematic block diagram of a frequency offset estimation apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a frequency offset estimation method according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
511 : 제1신호생성부 513 : 지연부511: first signal generator 513: delay unit
515 : 제2신호생성부 517 : 곱셈부515: second signal generator 517: multiplier
519 : 옵셋검출부519: offset detection unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치는, 동기신호의 I성분 및 Q성분을 이용하여 복소신호를 생성하는 제1신호생성부; 생성된 상기 복소신호를 소정시간만큼 지연시켜 출력하는 지연부; 및 지연된 상기 복소신호에 대응하는 공액복소신호를 생성하는 제2신호생성부; 상기 복소신호와 상기 공액복소신호를 이용하여 상기 복소신호의 위상성분을 상수화하는 곱셈부; 및 상수화된 상기 복소신호의 위상성분에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 옵셋검출부;를 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency offset estimating apparatus comprising: a first signal generation unit generating a complex signal using I and Q components of a synchronization signal; A delay unit delaying the generated complex signal by a predetermined time and outputting the delayed signal; And a second signal generator configured to generate a conjugated complex signal corresponding to the delayed complex signal. A multiplier for constantizing a phase component of the complex signal using the complex signal and the conjugated complex signal; And an offset detector that detects a frequency offset based on the phase component of the complexed signal.
상기 제1신호생성부에서 생성된 상기 복소신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:The complex signal generated by the first signal generator Is a frequency offset estimator for a multi-carrier reception system, characterized by the following equation:
여기서,이며,는 동기신호,는 펄스성형필터에 의해 성형된 펄스신호이다.here, Is, Is a synchronization signal, Is a pulse signal formed by the pulse shaping filter.
상기 지연부에 의해 소정시간(D)만큼 지연된 상기 복소신호는 다음의식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:The complex signal delayed by the delay unit by a predetermined time (D). Is a frequency offset estimator for a multi-carrier reception system, characterized in that:
상기 제2신호생성부에서 생성된 상기 공액복소신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:The conjugated complex signal generated by the second signal generator Is a frequency offset estimator for a multi-carrier reception system, characterized by the following equation:
상기 곱셈부에서 출력되는 상기 복소신호의 위상성분이 상수화된 신호는 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 옵셋검출부는 상수화된 위상성분중를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:A signal whose phase component of the complex signal output from the multiplier is constant Is expressed by the following equation, and the offset detection unit has a constant phase component medium An apparatus for estimating frequency offset of a multi-carrier receiving system, characterized in that:
한편, 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정방법은, 동기신호의 I성분 및 Q성분을 이용하여 복소신호를 생성하는 제1신호생성단계; 생성된 상기 복소신호를 소정시간만큼 지연시켜 출력하는 지연단계; 지연된 상기 복소신호에 대응하는 공액복소신호를 생성하는 제2신호생성단계; 상기 복소신호와 상기 공액복소신호를 이용하여 상기 복소신호의 위상성분을 상수화하는 단계; 및 상수화된 상기 복소신호의 위상성분에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the frequency offset estimation method according to the invention, the first signal generation step of generating a complex signal using the I component and the Q component of the synchronization signal; A delay step of delaying and outputting the generated complex signal by a predetermined time; A second signal generation step of generating a conjugated complex signal corresponding to the delayed complex signal; Constantizing a phase component of the complex signal using the complex signal and the conjugated complex signal; And a detecting step of detecting a frequency offset based on the phase component of the complexed signal.
상기 제1신호생성단계에서 생성된 상기 복소신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:The complex signal generated in the first signal generation step Is a frequency offset estimation method of a multi-carrier receiving system, characterized by the following equation:
여기서,이며,는 동기신호,는 펄스성형필터에 의해 성형된 펄스신호이다.here, Is, Is a synchronization signal, Is a pulse signal formed by the pulse shaping filter.
상기 지연단계에 의해 소정시간(D)만큼 지연된 상기 복소신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:The complex signal delayed by a predetermined time (D) by the delay step Is a frequency offset estimation method of a multi-carrier receiving system, characterized by the following equation:
상기 제2신호생성단계에서 생성된 상기 공액복소신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:The conjugated complex signal generated in the second signal generating step Is a frequency offset estimation method of a multi-carrier receiving system, characterized by the following equation:
상기 복소신호의 위상성분이 상수화된 신호는 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 검출단계는 상수화된 위상성분중를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:A signal whose phase component of the complex signal is constant Is expressed as the following equation, and the detecting step is a constant phase component medium A frequency offset estimation method of a multi-carrier receiving system, characterized in that for detecting:
따라서, 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정장치에 의해 정확한 PN 시퀀스를 찾지 않아도, 주파수 옵셋을 추정할 수 있으며, 이에 의해 주파수 옵셋을 보상할 수 있다.Therefore, the frequency offset estimation apparatus can estimate the frequency offset without finding the correct PN sequence, thereby compensating for the frequency offset.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 장치에 대한 개략적인 블록도이며, 이를 참조하여 본 발명에 따른 주파수 옵셋이 추정 알고리듬을 상세하게 설명한다.2 is a schematic block diagram of an apparatus for estimating a frequency offset according to the present invention, with reference to this, a frequency offset estimation algorithm according to the present invention will be described in detail.
주파수 옵셋 추정장치(510)는 제1신호생성부(511), 지연부(513), 제2신호생성부(515), 곱셈부(517), 및 옵셋검출부(519)를 가지고 있다.The frequency offset estimator 510 includes a first signal generator 511, a delay unit 513, a second signal generator 515, a multiplier 517, and an offset detector 519.
제1신호생성부(511)는 입력되는 동기신호인 PN 시퀀스의 I성분 및 Q성분을 이용하여 복소신호를 생성한다. 즉, I성분의 제곱과 Q성분의 제곱의 차를 실수성분으로 하고, I성분과 Q성분의 차를 허수성분으로 하는 복소 신호를 생성한다.The first signal generator 511 generates a complex signal using the I component and the Q component of the PN sequence, which is an input synchronization signal. That is, a complex signal is generated in which the difference between the square of the I component and the square of the Q component is a real component and the imaginary component is used as the difference between the I component and the Q component.
지연부(513)는 제1신호생성부(511)에서 생성된 복소 신호를 소정의 시간(D)만큼 지연시켜 출력한다. 즉, 제1신호생성부(511)에서 생성된 신호는 시간에 대한 삼각함수이므로, 시간에 무관한 옵셋에 관한 상수항을 만들기 위해서 소정시간 지연시킨다.The delay unit 513 delays and outputs the complex signal generated by the first signal generator 511 by a predetermined time D. That is, since the signal generated by the first signal generator 511 is a trigonometric function with respect to time, the signal is delayed for a predetermined time in order to make a constant term regarding an offset regardless of time.
제2신호생성부(515)는 지연부(513)에서 출력되는 지연신호에 대해 공액 복소 신호를 생성한다.The second signal generator 515 generates a conjugate complex signal with respect to the delay signal output from the delay unit 513.
곱셈부(517)는 제1신호생성부(511)에서 생성된 복소신호와, 제2신호생성부(515)에서 공액복소신호를 곱한다. 즉, 복소신호와, 상수항을 가지는 복소신호의 공액복소신호를 곱함으로써, 결과적으로 주파수 옵셋에 관한 상수항을 가지는 신호가 출력된다.The multiplier 517 multiplies the complex signal generated by the first signal generator 511 and the conjugated complex signal by the second signal generator 515. That is, by multiplying the complex signal by the conjugate complex signal of the complex signal having the constant term, a signal having a constant term relating to the frequency offset is output as a result.
옵셋검출부(519)는 곱셈부(517)에서 산출된 주파수 옵셋에 관한 상수항에 기초하여 주파수 옵셋을 검출한다.The offset detector 519 detects the frequency offset based on the constant term relating to the frequency offset calculated by the multiplier 517.
따라서, 추정된 주파수 옵셋을 이용하여 주파수 옵셋을 보상한다.Therefore, the frequency offset is compensated for using the estimated frequency offset.
도 3는 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이며, 이하의 수학식을 참조하여 주파수 옵셋이 추정되는 과정을 설명한다.3 is a flowchart illustrating a frequency offset estimation method according to the present invention, and a process of estimating frequency offset will be described with reference to the following equation.
제1신호생성부(511)는 동기신호인 PN 시퀀스의 I성분 및 Q성분을 이용하여 복소신호를 생성한다. 즉, I성분의 제곱과 Q성분의 제곱의 차를 실수성분으로 하고, I성분과 Q성분의 차를 허수성분으로 하는 복소신호를 생성한다(S310).The first signal generator 511 generates a complex signal using the I component and the Q component of the PN sequence as the synchronization signal. That is, a complex signal whose difference between the square of the I component and the square of the Q component is a real component, and the imaginary component is the difference between the I component and the Q component. To generate (S310).
예컨데, PN 시퀀스에 주파수 옵셋이 존재할 경우의 PN 시퀀스의 I성분(1) 및 Q성분(2)은 수학식 1과 같이 주어진다.For example, frequency offset into a PN sequence I component (1) and Q component (2) of the PN sequence when is present, are given by Equation (1).
여기서,는 동기신호,는 펄스성형필터에 의해 성형된 펄스신호이다.here, Is a synchronization signal, Is a pulse signal formed by the pulse shaping filter.
제1신호생성부(511)에서 생성된 복소신호의 실수성분은, I성분의 제곱과 Q성분의 제곱의 차에 의해 얻으며, 이는 수학식 2 내지 수학식 4와 같은 연산과정에 의해 얻는다.The complex signal generated by the first signal generator 511 The real component of is obtained by the difference between the square of the I component and the square of the Q component, which is obtained by a calculation process as in Equations 2 to 4.
한편, 제1신호생성부(511)에서 생성한 복소 신호의 허수성분은 다음의 수학식 5와 같이 주어진다.Meanwhile, the imaginary component of the complex signal generated by the first signal generator 511 is given by Equation 5 below.
수학식 4 및 수학식 5를 참조할 때, 생성된 복소신호는 다음의 수학식 6과 같이 간략화할 수 있다.Referring to Equations 4 and 5, the generated complex signal can be simplified as shown in Equation 6 below.
then, then,
즉, 제1신호생성부(511)에서 생성된 복소신호는 수학식 6과 같이 주어지며, 이는 지연부(513)에 입력된다.That is, the complex signal generated by the first signal generator 511 Is given by Equation 6, which is input to the delay unit 513.
지연부(513)는 소정시간(D)만큼 지연된 복소신호를 출력한다(S330). 지연된 신호는 수학식 7과 같이 주어진다.Delay unit 513 is a complex signal delayed by a predetermined time (D) Outputs (S330). The delayed signal is given by Equation 7.
제2신호생성부(515)는 지연부(513)에서 출력되는 지연된 복소신호에 대응하는 공액복소신호를 생성한다(S350).The second signal generator 515 is a conjugate complex signal corresponding to the delayed complex signal output from the delay unit 513 To generate (S350).
곱셈부(517)는 제1신호생성부(511)에서 생성된 복소신호와, 제2신호생성부(515)에서 생성된 공액복소신호를 곱하여 복소신호의 위상성분이 시간에 무관한 상수항이 되도록 한다(S370). 곱셈부(517)의 출력신호는 수학식 8과 같이 주어진다.The multiplier 517 generates a complex signal generated by the first signal generator 511. And a conjugate complex signal generated by the second signal generator 515. Multiply by Let the phase component of be a constant term independent of time (S370). Output signal of multiplier 517 Is given by Equation 8.
옵셋검출부(519)는 수학식 8과 같이 주어진 신호에서 위상성분인을 이용하여, 입력되는 PN 시퀀스의 주파수 옵셋를 검출한다(S390).The offset detector 519 receives a signal given by Equation 8 Phase component in Frequency offset of the input PN sequence It is detected (S390).
이상과 같은, 주파수 옵셋 추정 알고리듬에 의하면 정확한 PN 시퀀스를 찾지 않아도, 정확하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있으며, 이에 의해 주파수 옵셋을 보상할 수 있다.According to the frequency offset estimation algorithm as described above, the frequency offset can be accurately estimated without finding the correct PN sequence, thereby compensating the frequency offset.
본 발명에 따르면, 동기신호인 PN 시퀀스의 정확한 검출에 여부에 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있음으로 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the frequency offset can be estimated regardless of whether the PN sequence, which is a synchronization signal, is accurately detected.
첫째, 정확한 PN 시퀀스를 찾을 필요가 없고, 둘째, 매 심볼 마다 변하는 PN 시퀀스에 무관하며, 세째, 부정확한 PN 시퀀스 검출에 의한 주파수 옵셋 추정의 에러를 막을 수 있으며, 네째, 매 심볼 마다 변하는 PN 시퀀스를 보다 정확하게 찾기 위한 별도의 회로구현이 필요없다.First, there is no need to find the correct PN sequence, second, it is irrelevant to the PN sequence that changes every symbol, and third, it can prevent the error of frequency offset estimation by incorrect PN sequence detection, and fourth, the PN sequence that changes every symbol There is no need for a separate circuit implementation to find more precisely.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.In the above described and illustrated with respect to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the specific preferred embodiment described above, without departing from the gist of the invention claimed in the claims in the art Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
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- 2003-06-05 KR KR1020030036294A patent/KR20040107561A/en not_active Application Discontinuation
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2004
- 2004-05-08 CN CNA2004100421524A patent/CN1574805A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100689361B1 (en) * | 2004-10-29 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | Frequency offset estimation apparatus and method in communication system |
| KR100973013B1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-30 | 삼성전기주식회사 | Sampling Frequency Offset Estimation System |
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Legal Events
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20030605 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |