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KR101233826B1 - Method for compensating of frequency offset - Google Patents

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KR101233826B1
KR101233826B1 KR1020100019151A KR20100019151A KR101233826B1 KR 101233826 B1 KR101233826 B1 KR 101233826B1 KR 1020100019151 A KR1020100019151 A KR 1020100019151A KR 20100019151 A KR20100019151 A KR 20100019151A KR 101233826 B1 KR101233826 B1 KR 101233826B1
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frequency offset
estimated
value
received signal
signal
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김상인
최현균
오현서
박종현
조한벽
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한국전자통신연구원
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    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
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Abstract

본 발명은 직교주파수분할다중화(OFDM) 기법의 데이터 통신 기술에 관한 것으로 특히 직교주파수분할다중화 기법의 데이터 통신 기술에서 주파수 옵셋 보상 방법에 관한 것으로, 수신 신호에 포함되는 프리엠블을 이용하여 대략적으로 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 대략적으로 추정된 주파수 옵셋값을 이용하여 상기 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 단계, 주파수 옵셋이 보상된 신호의 프리엠블을 이용하여 보다 세밀한 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 대략적으로 추정된 주파수 옵셋 값과 세밀하게 추정된 주파수 옵셋값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 및 추정된 최종 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호 주파수 옵셋을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법에 의해 위상 오차를 최소화할 수 있다. The present invention relates to a data communication technology of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique, and more particularly, to a frequency offset compensation method in a data communication technology of an orthogonal frequency division multiplexing technique. Estimating an offset, compensating for a frequency offset of the received signal using the estimated frequency offset value, estimating a finer frequency offset using a preamble of the signal whose frequency offset is compensated for, approximately Estimating a final frequency offset by adding the estimated frequency offset value and the finely estimated frequency offset value, and compensating for the received signal frequency offset using the estimated final frequency offset. The phase error can be minimized by the method.

Description

주파수 옵셋 보상 방법{Method for compensating of frequency offset}Frequency offset compensation method {Method for compensating of frequency offset}

본 발명은 직교주파수분할다중화(OFDM) 기법의 데이터 통신 기술에 관한 것으로 특히 직교주파수분할다중화 기법의 데이터 통신 기술에서 주파수 옵셋 보상 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a data communication technique of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique, and more particularly, to a frequency offset compensation method in a data communication technique of an orthogonal frequency division multiplexing technique.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제명 : VMC 기술개발]The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy. [Task name: VMC technology development]

직교주파수분할 다중화(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 는 서로 다른 정수의 사이클을 가지며 직교하는 부반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 기법이다. 직교주파수분할 다중화 기반 시스템에서 주파수 옵셋은 송신기와 수신기 사이의 발진기(oscillator)의 동작 주파수 불일치와 이동환경에서 움직임으로 인한 도플러(Doppler)천이 현상에 의해 발생된다. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a technique of transmitting data using orthogonal subcarriers with different integer cycles. In an orthogonal frequency division multiplexing-based system, the frequency offset is caused by the operating frequency mismatch of the oscillator between the transmitter and the receiver and the Doppler transition caused by the movement in the mobile environment.

주파수 옵셋은 수신신호의 위상(phase)을 변화시켜 부반송파 간의 직교성을 파괴한다. 이는 채널 사이에 채널간 간섭(ICI:Inter Channel Interference)을 일으키는 원인이 된다. 따라서 주파수 옵셋의 정확한 추정 및 보상이 이루어지지 않는다면, 시스템 성능을 저하시키는 원인이 된다. The frequency offset changes the phase of the received signal to destroy orthogonality between subcarriers. This causes inter-channel interference (ICI) between the channels. Therefore, if the accurate estimation and compensation of the frequency offset is not made, it may cause a decrease in system performance.

본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로 송수신기의 움직임으로 인한 도플러 천이 현상의 영향을 받지 않는 차량 간, 차량과 기지국 간 통신 환경에서 주파수 옵셋 추정 및 보상을 수행하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing frequency offset estimation and compensation in a communication environment between vehicles and between a vehicle and a base station, which are derived from such a background and are not affected by the Doppler transition due to the movement of a transceiver. do.

상기 기술적 과제는 수신 신호에 포함되는 프리엠블을 이용하여 대략적으로 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 대략적으로 추정된 주파수 옵셋값을 이용하여 상기 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 단계, 주파수 옵셋이 보상된 신호의 프리엠블을 이용하여 보다 세밀한 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 대략적으로 추정된 주파수 옵셋 값과 세밀하게 추정된 주파수 옵셋값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 및 추정된 최종 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호 주파수 옵셋을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법에 의해 달성된다.The technical problem includes estimating a frequency offset using a preamble included in a received signal, compensating a frequency offset of the received signal using an estimated frequency offset value, and a signal having a frequency offset compensated. Estimating a finer frequency offset using a preamble of N, estimating a final frequency offset by adding a roughly estimated frequency offset value and a finely estimated frequency offset value, and receiving using the estimated final frequency offset Compensating for the signal frequency offset is achieved by a frequency offset compensation method characterized in that it comprises.

본 발명에 따르면, 단계적으로 대략적으로, 그리고 세밀하게 주파수 옵셋을 추정하기 때문에 위상 오차를 최소화할 수 있다. 즉, 벡터 회전의 반복 횟수를 임의로 지정하여 주파수 옵셋을 추정하는 것과 달리, 위상 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. According to the present invention, the phase error can be minimized because the frequency offset is estimated approximately stepwise and finely. That is, unlike the estimation of the frequency offset by arbitrarily designating the number of repetitions of the vector rotation, the precision of the phase estimation can be improved.

도 1 은 일반적인 직교주파수분할 다중화(OFDM) 통신 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 2 는 일 실시예에 따른 전송 패킷의 예시도,
도 3 은 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 보상 방법을 설명하기 위한 참고도,
도 4 는 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 보상 장치의 블록도,
도 5 는 일반적인 주파수 보상 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 6 및 도 7 은 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a typical Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication system;
2 illustrates an example of a transport packet according to an embodiment;
3 is a reference diagram for explaining a frequency offset compensation method according to an embodiment;
4 is a block diagram of a frequency offset compensator according to an embodiment;
5 is an exemplary view for explaining a general frequency compensation method;
6 and 7 are reference diagrams for describing a frequency offset estimation method, according to an exemplary embodiment.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention through these embodiments.

도 1 은 일반적인 직교주파수분할 다중화(OFDM) 통신 시스템의 구성을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a typical Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication system.

도 1 에 도시된 바와 같이, 통신 장치는 데이터를 전송하기 위해, 전송하고자 하는 데이터를 채널 인코딩(channel encoding) 후 변조부(modulation)에서 위상 편이 변조(PSK:Phase Shift Keying) 또는 직교 진폭 변조(QAM:Quadrature Amplitude Modulation) 방식으로 변조한다. As shown in FIG. 1, in order to transmit data, a communication apparatus performs phase shift keying (PSK) or quadrature amplitude modulation (PSK) in a modulation unit after channel encoding data to be transmitted. Modulate using QAM: Quadrature Amplitude Modulation.

변조 후 S/P 변환부를 통해 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 그리고 퓨리에 역변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 다시 직렬 데이터로 변환한 후 RF 안테나를 통해 출력한다. After modulation, serial data is converted into parallel data through an S / P converter. Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) is performed to convert the data back into serial data and output it through the RF antenna.

데이터를 수신하는 경우에는, RF 안테나로 수신되는 신호를 송신측의 역순으로 처리한다. 즉, S/P 변환부를 통해 수신 신호를 병렬 데이터로 변환하여 퓨리에 변환(FFT)하고, P/S 변환부를 통해 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환한다. 그리고 복조부에서 복조한 후(demodulation) 채널 디코더(Cannel decoding)를 거쳐 원래의 신호 형태대로 출력한다. When receiving data, the signal received by the RF antenna is processed in the reverse order of the transmitting side. That is, Fourier transform (FFT) converts a received signal into parallel data through an S / P converter, and converts parallel data into serial data through a P / S converter. The demodulator demodulates the demodulator and outputs the original signal through channel decoding.

도 2 는 일 실시예에 따른 전송 패킷의 예시도이다.2 is an exemplary view of a transport packet according to an embodiment.

도 2 에 도시된 전송 패킷은 무선랜(IEEE 802.11a)과 WAVE(IEEE 802.11p) 표준에서 제시된 형태이다. 도시된 바와 같이, 하나의 패킷은 크게 프리엠블, 시그널 필드, 그리고 데이터 필드로 구성된다. 프리엠블은 패킷의 앞부분에 전송되며, 수신단에서 신호 검출, 자동 이득 제어(AGC: Auto gain control), 주파수 옵셋 추정을 위해 사용되는 신호들을 포함한다. The transport packet shown in FIG. 2 is a form suggested in WLAN (IEEE 802.11a) and WAVE (IEEE 802.11p) standards. As shown, one packet is largely composed of a preamble, a signal field, and a data field. The preamble is transmitted at the front of the packet and includes signals used for signal detection, auto gain control (AGC), and frequency offset estimation at the receiving end.

프리엠블은 10개의 짧은 훈련 심볼(Short training symbol)과, 2개의 긴 훈련 심볼(Long Training symbol)로 구성된다. 짧은 훈련 심볼을 이용하여 대략적인 초기 주파수 옵셋을 추정한다. 그리고 긴 훈련 심볼을 이용하여 미세하게 제 2 주파수 옵셋을 추정한다. The preamble consists of ten short training symbols and two long training symbols. A short training symbol is used to estimate the approximate initial frequency offset. The second frequency offset is finely estimated using the long training symbol.

이하, 프리엠블 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 알고리즘에 대해 간단히 설명한다. An algorithm for estimating the frequency offset using the preamble signal will be briefly described below.

반송파 주파수 옵셋은 수신된 훈련 신호의 상호상관 함수 결과값을 인수(argument)연산하여 추정한다. The carrier frequency offset is estimated by arranging the result of the cross-correlation function of the received training signal.

Figure 112010013729557-pat00001
Figure 112010013729557-pat00001

수학식 1에서 y(k)는 반송파 주파수 옵셋 영향을 받은 수신신호, x(k)는 송신 신호, 그리고 x(k)는 추가적인 백색 가우시안 잡음(AWGN:additive white gaussian noise)을 나타낸다. ε는 부반송파 간의 간격에 따라 정규화된 주파수 옵셋, N은 퓨리에 변환, 역퓨리에 변환의 포인트수이다. 주파수 옵셋은 수신된 훈련신호의 상호 상관 함수 결과값의 인수(argument) 연산을 통해 추정된다. In Equation 1, y (k) represents a received signal affected by carrier frequency offset, x (k) represents a transmitted signal, and x (k) represents additional white gaussian noise (AWGN). ε is the frequency offset normalized according to the interval between subcarriers, N is the number of points of the Fourier transform and the Inverse Fourier transform. The frequency offset is estimated through an argument calculation of the cross correlation function result of the received training signal.

Figure 112010013729557-pat00002
Figure 112010013729557-pat00002

여기서 ν는 상호상관에 사용된 샘플수이다. 이때 대략적인 주파수 옵셋 추정시에 ν는 16, 미세 주파수 옵셋 추정시에는 64이다.Where v is the number of samples used for cross-correlation. At this time, ν is 16 for the approximate frequency offset estimation and 64 for the fine frequency offset estimation.

Figure 112010013729557-pat00003
Figure 112010013729557-pat00003

이때

Figure 112010013729557-pat00004
는 추정된 주파수 옵셋, ∠(·)는 인수(argument)연산을 나타낸다. 추정된 주파수 옵셋에 의해 주파수 옵셋을 보상할 수 있다. At this time
Figure 112010013729557-pat00004
Denotes an estimated frequency offset, and ∠ (·) denotes an argument operation. The frequency offset may be compensated for by the estimated frequency offset.

도 3 은 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 보상 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 3 is a reference diagram for explaining a frequency offset compensation method according to an embodiment.

전술한 바와 같이 수신 신호에 포함되는 짧은 훈련 심볼(short training symbol)을 이용하여 대략적으로 제 1 주파수 옵셋을 추정하고, 긴 훈련 심볼(long training symbol)을 이용하여 미세한 제 2 주파수 옵셋을 추정한다. As described above, the first frequency offset is roughly estimated by using a short training symbol included in the received signal, and the fine second frequency offset is estimated by using a long training symbol.

먼저 짧은 훈련 심볼에 대해 대략적인 제 1 주파수 옵셋(

Figure 112010013729557-pat00005
)을 추정한다(300). 그리고 추정된 주파수 옵셋(
Figure 112010013729557-pat00006
)값을 이용하여 긴 훈련 심볼의 주파수 옵셋을 보상한다(320). 그리고 주파수 옵셋이 보상된 긴 훈련 심볼을 이용하여 보다 세밀한 제 2 주파수 옵셋(
Figure 112010013729557-pat00007
)을 추정한다(330). First, the approximate first frequency offset for the short training symbol (
Figure 112010013729557-pat00005
E) (300). And estimated frequency offset (
Figure 112010013729557-pat00006
Value is used to compensate for the frequency offset of the long training symbol (320). And using a longer training symbol with a compensated frequency offset,
Figure 112010013729557-pat00007
) Is estimated (330).

이 후에 짧은 훈련 심볼에 대해 대략적으로 추정한 제 1 주파수 옵셋(

Figure 112010013729557-pat00008
)값과 긴 훈련 심볼을 이용하여 보다 세밀하게 추정된 제 2 주파수 옵셋(
Figure 112010013729557-pat00009
)을 합하여 최종 주파수 옵셋(
Figure 112010013729557-pat00010
)을 추정한다(340). 그리고 최종 주파수 옵셋(
Figure 112010013729557-pat00011
)을 이용하여 수신 신호(Receive signal) 즉, 데이터 심볼의 주파수 옵셋을 보상한다(350). 이 후에 퓨리에 변환과 같은 수신 데이터 처리(360) 과정은 일반적인 사항으로 그 상세한 설명은 생략한다. After this, the first estimated frequency offset for the short training symbol (
Figure 112010013729557-pat00008
Value and the second frequency offset (
Figure 112010013729557-pat00009
) To sum the final frequency offset (
Figure 112010013729557-pat00010
) Is estimated (340). And the final frequency offset (
Figure 112010013729557-pat00011
In operation 350, the frequency offset of the received signal, that is, the data symbol is compensated for. Thereafter, the process of receiving data processing 360, such as Fourier transform, is a general matter and a detailed description thereof will be omitted.

도 4 는 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 보상 장치의 블록도이다. 4 is a block diagram of a frequency offset compensator according to an embodiment.

도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 보상 장치는 주파수 옵셋 추정부(400)와, 주파수 옵셋 보상부(410)를 포함한다. As shown, the frequency offset compensator includes a frequency offset estimator 400 and a frequency offset compensator 410.

주파수 옵셋 추정부(400)는 대략적인 주파수 옵셋 추정과 미세 주파수 옵셋 추정을 수행한다. 주파수 옵셋 추정부(400)는 신호 지연부(402), 적분기(404), 및 위상 파악부(406)를 포함한다.The frequency offset estimator 400 performs approximate frequency offset estimation and fine frequency offset estimation. The frequency offset estimator 400 includes a signal delay unit 402, an integrator 404, and a phase determining unit 406.

신호 지연부(402)는 입력값을 일정 샘플 수만큼 지연시킨다. 그리고 처음 입력값과, 신호 지연부(402)에서 입력에 대해 일정 샘플 수만큼 지연된 신호와의 곱을 통해 복소 전력 형태의 값을 얻는다. 그리고 적분기(sliding integrator,404)를 통해 적분한 후, 위상 파악부(406)는 적분 결과로부터 위상(phase)을 파악한다. 이때 단순히 하나의 값을 선택하여 주파수를 추정하는 것보다 프리엠블이 반복되는 것을 이용하여 여러 개의 위상(phase)들의 평균값을 이용함으로써 주파수 추정의 정확도를 높일 수 있다.The signal delay unit 402 delays the input value by a certain number of samples. A complex power form value is obtained by multiplying the first input value by a signal delayed by a certain number of samples with respect to the input by the signal delay unit 402. After integrating through the integrator 404, the phase grasping unit 406 grasps a phase from the integration result. In this case, the accuracy of frequency estimation can be improved by using an average value of a plurality of phases by using a preamble repeated rather than simply selecting one value to estimate a frequency.

그리고 주파수 옵셋 보상부(410)는 수치 제어 발진기(412,NCO:Numerically Controlled Oscillator)를 포함한다. 수치 제어 발진기(412)는 주파수 옵셋 추정부(400)로부터 제공되는 추정된 주파수 옵셋으로 코사인(cos)과 사인(sin)값을 생성한다. 그리고 생성된 코사인 값과 사인값을 수신 신호에 곱하여 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상한다.The frequency offset compensator 410 includes a numerically controlled oscillator 412 (NCO: Numerically Controlled Oscillator). The numerically controlled oscillator 412 generates a cosine and a sin value with the estimated frequency offset provided from the frequency offset estimator 400. The cosine and sine values are multiplied by the received signal to compensate for the frequency offset of the received signal.

도 5 는 일반적인 주파수 보상 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 5 is an exemplary diagram for describing a general frequency compensation method.

일반적으로 CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)을 이용한 주파수 옵셋 동기화 블록들은 위상 추정을 위하여 CORDIC 벡터(Vector) 모드를 사용하고, 보상을 위하여 CORDIC 로테이션(Rotation) 모드를 사용하고 있다. In general, frequency offset synchronization blocks using a Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) use a CORDIC vector mode for phase estimation and a CORDIC rotation mode for compensation.

tan- 1연산을 통해 θ값을 추정하고, 추정된 θ값에 따라 보상할 cosθ와 sinθ값을 계산한다. 그리고 계산된 cosθ와 sinθ값을 이용하여 입력 신호의 I/Q값과 차례로 곱하여 주파수 옵셋을 보상한다. CORDIC 알고리즘은 아래 식과 같이 벡터의 회전으로 이루어진다. The tan - 1 operation is used to estimate the value of θ, and the cosθ and sinθ values to be compensated for are calculated according to the estimated value of θ. The calculated cosθ and sinθ values are used to multiply the I / Q values of the input signal in order to compensate for the frequency offset. The CORDIC algorithm consists of the rotation of the vector as shown below.

Figure 112010013729557-pat00012
Figure 112010013729557-pat00012

Figure 112010013729557-pat00013
Figure 112010013729557-pat00013

여기서,

Figure 112010013729557-pat00014
,
Figure 112010013729557-pat00015
값은 i번째 반복에서의 복소수의 실수부 값, 허수부 값을 나타낸다.
Figure 112010013729557-pat00016
는 i번째 반복에서 선택되는 부호를 나타낸다.
Figure 112010013729557-pat00017
,
Figure 112010013729557-pat00018
의 초기값과 회전 방향에 따라 tan-1, cos/sin 연산이 수행된다. here,
Figure 112010013729557-pat00014
,
Figure 112010013729557-pat00015
The value represents a complex real value and an imaginary value in the i-th iteration.
Figure 112010013729557-pat00016
Denotes the symbol selected in the i-th iteration.
Figure 112010013729557-pat00017
,
Figure 112010013729557-pat00018
The tan -1 and cos / sin operations are performed according to the initial value and rotation direction of.

최종 위상각을 구하기 위해서는 벡터 회전(반복) 횟수를 결정해야 한다. 회전 횟수는 주파수 옵셋 값 추정의 정확도에 영향을 미친다. 따라서 기존 방식과 같이 임의로 회전 횟수를 정하여 주파수 옵셋을 추정할 경우, 정밀도를 보장할 수 없다는 한계가 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 본 특허에서는 이진 탐색기법을 이용한 방식을 제공하고자 한다. 따라서 본 발명에 따르면 해상도 즉, 정밀도를 향상시킬 수 있다. To determine the final phase angle, the number of vector rotations (repeats) must be determined. The number of rotations affects the accuracy of the frequency offset value estimation. Therefore, if the frequency offset is estimated by arbitrarily setting the number of rotations as in the conventional method, there is a limitation that precision cannot be guaranteed. In order to solve this problem, the present patent intends to provide a method using a binary search method. Therefore, according to the present invention, resolution, that is, precision can be improved.

도 6 및 도 7 은 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 6 and 7 are reference diagrams for describing a frequency offset estimation method, according to an exemplary embodiment.

복소 평면상의 한 점(I, Q)의 각도는 0~45°사이의 각으로 나타낼 수 있다. 도 6에서 점(x,y)은 90-α°로 나타낼 수 있다. 즉, Q축으로부터 α°의 각도를 이루고 있으면, 이는 0°~45°사이의 한점(x', y')의 각도 α°와 동일하다. 이 같이 평면상의 있는 임의의 한점의 각도를 0~45°로 대응시킨 후 사분면에서의 위치를 고려하면 그 지점의 각도를 구할 수 있다. 이에 의해 위상 메모리의 용량을 줄일 수 있다. The angle of one point (I, Q) on the complex plane can be represented by an angle between 0 and 45 °. In FIG. 6, the points (x, y) may be represented by 90-α °. That is, if an angle of α ° is formed from the Q axis, it is equal to the angle α ° of one point (x ', y') between 0 ° and 45 °. The angle of the point can be obtained by considering the position in the quadrant after matching the angle of any one point on the plane with 0 to 45 °. As a result, the capacity of the phase memory can be reduced.

도 6에서 각 영역에 입력이 위치할 경우에 위치 변환 관계식은 다음과 같다. In FIG. 6, when the input is located in each region, the position transformation relation is as follows.

위치 영역Location area 관계식Relation 위치 영역Location area 관계식Relation B(45°~ 90°)B (45 ° to 90 °) 90°- deg(A)90 ° -deg (A) F(-90°~ -45°)F (-90 ° to -45 °) -90°+ deg(A)-90 ° + deg (A) C(90°~ 135°)C (90 °-135 °) 90°+ deg(A)90 ° + deg (A) G(-135°~ -90°)G (-135 ° to -90 °) -90°- deg(A)-90 °-deg (A) D(135°~ 180°)D (135 ° to 180 °) 180°- deg(A)180 ° -deg (A) H(-180°~ -135°)H (-180 ° to -135 °) -180°+ deg(A)-180 ° + deg (A) E(-45°~ 0°)E (-45 ° to 0 °) -deg(A)-deg (A)

또한, 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 0°~45°사이 영역을 기울기 k/2N,k=1,2,...,2N-1을 갖는 직선으로 분할하여, 분할된 영역들을 입력(I,Q)값이 갖는 각도(θ)를 찾는데 이용할 수 있다. 이때 분할된 영역을 이용하여 각도를 찾는 방법은 이진 탐색기법을 이용한다. 먼저, 입력(I,Q)의 위상 정밀도를 보장하기 위해 회전 횟수 즉, 몇 등분으로 구분해야 할지를 결정한다. 즉, 2N의 값을 정한다. 그리고 근사적으로 구하고자 하는 각의 정밀도를 45°/2N으로 구할 수 있다. 그리고 N의 값은 0으로 초기화한다. 그리고 입력 (I,Q)에 대해 I > Q 인지 여부를 판단한다. I > Q인 경우에는 입력(I, Q)은 0°~45°사이에 존재하게 된다. 그리고 반대로 I < Q이면, 45°~90°사이에 존재하게 된다. 이 경우 I, Q값을 서로 바꾸면, 즉, Q에 I값을, I값에 Q 값을 적용하면 0°~45°영역으로 전환된다. In addition, according to one embodiment, as shown in Figure 7, by dividing the region between 0 ° ~ 45 ° by a straight line having a slope k / 2 N , k = 1, 2, ..., 2 N -1 The divided regions may be used to find an angle θ of the input I and Q values. In this case, the method of finding an angle using the divided region uses a binary search method. First, in order to ensure the phase accuracy of the inputs I and Q, the number of rotations, that is, how many parts to divide should be determined. In other words, a value of 2 N is determined. And the accuracy of the angle to be approximated can be found as 45 ° / 2 N. And the value of N is initialized to 0. Then, it is determined whether I> Q for the input (I, Q). In the case of I> Q, the inputs I and Q are present between 0 ° and 45 °. On the contrary, if I <Q, it exists between 45 degrees and 90 degrees. In this case, when I and Q values are interchanged, that is, when I value is applied to Q and Q value is applied to I value, it is switched to 0 ° to 45 ° region.

그리고 N의 값을 1로 설정한다. 이 단계에서 입력(I, Q)가 직선 y=(1/2)x보다 큰 영역에 있는지, 작은 영역에 있는지 여부를 판단한다. 이를 판단하기 위해 먼저 입력 I의 절반값을 구한 후 Q값과 비교한다. 이때 I값의 절반값은 I값을 1비트만큼 right-shift 시킨 값이다. 그리고 Q > 1/2이면, (I, Q)가 [tan-1(1/2), π/4]사이에 위치하고, 그렇지 않은 경우에는 [0, tan-1 (1/2)]에 존재한다. 그리고 N값을 1 씩 증가시킨다. 그리고 원하는 정밀도를 얻기 위해 이 같은 과정을 여러 번 반복한다. And set the value of N to 1. In this step, it is determined whether the inputs I and Q are in the area larger than the straight line y = (1/2) x or in the small area. To determine this, first find the half value of input I and compare it with the Q value. At this time, half of the value of I is a value in which the value of I is right-shifted by one bit. And if Q> 1/2, then (I, Q) is between [tan -1 (1/2), π / 4], otherwise it is at [0, tan -1 (1/2)] do. Then increase the value of N by 1. Then repeat this process several times to achieve the desired precision.

한편, 전술한 주파수 옵셋 보상 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다. On the other hand, the above-described frequency offset compensation method can be created by a computer program. The program may also be embodied by being stored in a computer readable media and being read and executed by a computer. The storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium and the like.

이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the preferred embodiments of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

400 : 주파수 옵셋 추정부
402 : 신호 지연부
404 : 적분기
406 : 위상 파악부
410 : 주파수 옵셋 보상부
400: frequency offset estimator
402: signal delay unit
404: integrator
406: phase grasping unit
410: frequency offset compensation unit

Claims (10)

이동 통신 수신 장치에서의 주파수 옵셋 보상 방법에 있어서,
수신 신호에 포함되는 프리엠블을 이용하여 2회 이상의 주파수 옵셋 추정값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정하는 단계와,
상기 주파수 옵셋 추정부에 의해 추정된 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호 주파수 옵셋을 보상하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법.
A frequency offset compensation method in a mobile communication receiver,
Estimating a final frequency offset by summing two or more frequency offset estimates using a preamble included in the received signal;
Compensating for the received signal frequency offset using the frequency offset estimated by the frequency offset estimator.
제 1항에 있어서, 상기 추정하는 단계는
수신 신호에 포함되는 프리엠블을 이용하여 제 1 주파수 옵셋을 추정하는 단계와;
상기 추정된 제 1 주파수 옵셋값을 이용하여 상기 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 단계와;
상기 주파수 옵셋이 보상된 신호의 프리엠블을 이용하여 제 2 주파수 옵셋을 추정하는 단계와;
상기 추정된 제 1 주파수 옵셋 값과 상기 추정된 제 2 주파수 옵셋값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법
The method of claim 1, wherein the estimating
Estimating a first frequency offset using a preamble included in the received signal;
Compensating for the frequency offset of the received signal using the estimated first frequency offset value;
Estimating a second frequency offset using the preamble of the signal whose frequency offset is compensated for;
Estimating a final frequency offset by adding the estimated first frequency offset value and the estimated second frequency offset value.
제 1항에 있어서, 상기 수신 신호는
직교주파수분할 다중화(OFDM) 통신 시스템의 신호임을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법.
The method of claim 1, wherein the received signal is
Frequency offset compensation method characterized in that the signal of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication system.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 주파수 옵셋은
상기 프리엠블의 짧은 훈련 심볼을 이용하여 추정됨을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법.
The method of claim 1, wherein the first frequency offset is
Frequency offset compensation method characterized in that estimated using the short training symbol of the preamble.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 주파수 옵셋은
상기 프리엠블의 긴 훈련 심볼을 이용하여 추정됨을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 방법.
The method of claim 1, wherein the second frequency offset is
Frequency offset compensation method, characterized in that estimated using the long training symbol of the preamble.
수신 신호에 포함되는 프리엠블을 이용하여 2회 이상의 주파수 옵셋 추정값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정하는 주파수 옵셋 추정부와,
상기 주파수 옵셋 추정부에 의해 추정된 최종 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호 주파수 옵셋을 보상하는 주파수 옵셋 보상부를 포함함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 장치.
A frequency offset estimator for estimating a final frequency offset by summing two or more frequency offset estimates using a preamble included in the received signal;
And a frequency offset compensator for compensating for the received signal frequency offset using the final frequency offset estimated by the frequency offset estimator.
제 6항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정부는
수신 신호에 포함되는 짧은 훈련 심볼을 이용하여 제 1 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 제 1 주파수 옵셋값을 이용하여 상기 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하고, 상기 주파수 옵셋이 보상된 신호의 프리엠블을 이용하여 제 2 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 제 1 주파수 옵셋 값과 상기 추정된 제 2 주파수 옵셋값을 합하여 최종 주파수 옵셋을 추정함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 장치
The method of claim 6, wherein the frequency offset estimator
A first frequency offset is estimated using a short training symbol included in a received signal, a frequency offset of the received signal is compensated using the estimated first frequency offset value, and a preamble of the signal whose frequency offset is compensated for. And estimate a second frequency offset using a sum, and estimate a final frequency offset by adding the estimated first frequency offset value and the estimated second frequency offset value.
제 6항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정부는
입력값을 일정 샘플 수만큼 지연시키는 신호 지연부와,
처음 입력값과 상기 신호 지연부에서 입력에 대해 일정 샘플 수만큼 지연된 신호를 곱하는 곱셈기와,
상기 곱셈기로부터 출력된 신호를 적분하여 출력하는 적분기와,
상기 적분기로부터 출력된 신호로부터 위상을 파악하여 출력하는 위상 파악하는 위상 파악부를 포함함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 장치.
The method of claim 6, wherein the frequency offset estimator
A signal delay unit for delaying the input value by a certain number of samples;
A multiplier for multiplying the first input value by a signal delayed by a predetermined number of samples from the signal delay unit;
An integrator for integrating and outputting a signal output from the multiplier;
And a phase grasp for grasping a phase from the signal output from the integrator and outputting the phase.
제 8항에 있어서, 상기 위상 파악부는
둘 이상의 위상(phase)들의 평균값으로 위상을 파악함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
The method of claim 8, wherein the phase grasping unit
Frequency offset estimation apparatus characterized in that the phase is identified by the average value of two or more phases.
제 8항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 보상부는
주파수 옵셋 추정부로부터 제공되는 추정된 주파수 옵셋으로 코사인(cos)과 사인(sin)값을 생성하는 주파수 옵셋 발진기와,
생성된 코사인 값과 사인값을 수신 신호에 곱하는 곱셈부를 포함함을 특징으로 하는 주파수 옵셋 보상 장치.
The method of claim 8, wherein the frequency offset compensation unit
A frequency offset oscillator for generating a cosine and a sin value with an estimated frequency offset provided from the frequency offset estimator,
And a multiplier that multiplies the generated cosine and sine by the received signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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