KR100519918B1

KR100519918B1 - APPARATUS AND METHOD OF OFDM SYMBOL synchronization

Info

Publication number: KR100519918B1
Application number: KR10-2003-0097534A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 황대환
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-10-10
Also published as: KR20050066270A

Abstract

OFDM 신호의 프리앰블을 이용하여 OFDM 심벌 동기를 획득하기 위해 자기 상관 방식과 정합 필터 방식을 모두 사용한다. 먼저 OFDM 신호의 프리앰블의 자기 상관값을 구한 후 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 정합 필터를 적용한다. 그리고 정합 필터의 출력의 최고값으로부터 OFDM 심벌의 시작 위치를 판단한다. 이와 같이 하면, 자기 상관 방식의 단점이 정합 필터 방식에 의해 보완되므로 강건한 심벌 동기를 획득할 수 있다. In order to obtain OFDM symbol synchronization using a preamble of an OFDM signal, both an autocorrelation method and a matched filter method are used. First, the autocorrelation value of the preamble of the OFDM signal is obtained, and then a matched filter is applied when the autocorrelation value exceeds a threshold for a predetermined period. The start position of the OFDM symbol is determined from the highest value of the output of the matched filter. In this case, since the disadvantage of the autocorrelation method is compensated for by the matched filter method, robust symbol synchronization can be obtained.

Description

ＯＦＤＭ 심벌 동기 획득 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF OFDM SYMBOL synchronization}Apparatus and method for acquiring OFM symbol synchronization {APPARATUS AND METHOD OF OFDM SYMBOL synchronization}

본 발명은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 동기 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 랜 시스템에서 강건하게 OFDM 심벌 동기를 획득하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for acquiring orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol synchronization, and more particularly, to an apparatus for robustly acquiring OFDM symbol synchronization in a wireless LAN system.

OFDM을 사용하는 무선 랜 시스템에서 OFDM 심벌 동기를 어긋나게 획득했을 때는 OFDM 심벌 간 간섭이 발생하여 수신된 데이터를 정확하게 복구할 수 없다. 이러한 OFDM 심벌 동기를 획득하기 위한 방식으로 자기 상관(auto-correlation) 방식과 정합 필터(matched filter) 방식이 있다. 자기 상관 방식은 구현이 간단하다는 장점이 있으나 무선 채널 및 잡음에 민감하다는 단점이 있으며, 정합 필터 방식은 무선 채널 및 잡음에 덜 민감하다는 장점이 있으나 정합 필터에서 사용되는 계수 값과 이에 따른 곱셈기가 필요하므로 구현이 복잡하다는 단점이 있다.When OFDM symbol synchronization is acquired in a WLAN system using OFDM, interference between OFDM symbols occurs and the received data cannot be correctly recovered. There are two methods for obtaining the OFDM symbol synchronization, an auto-correlation method and a matched filter method. The autocorrelation method has the advantage of being simple to implement, but has the disadvantage of being sensitive to radio channel and noise. The matched filter method is less sensitive to radio channel and noise. However, the coefficient value used in the matched filter and the corresponding multiplier are required. This has the disadvantage of complicated implementation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기 상관 방식과 정합 필터 방식의 장점을 이용할 수 있는 OFDM 심벌 동기 획득 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an OFDM symbol synchronization acquisition apparatus and method that can utilize the advantages of an autocorrelation method and a matched filter method.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 자기 상관 방식과 정합 필터 방식을 모두 적용하여 심벌 동기를 획득한다. In order to solve this problem, the present invention obtains symbol synchronization by applying both an autocorrelation method and a matched filter method.

본 발명의 한 특징에 따르면, 수신되는 OFDM 신호의 프리앰블로부터 OFDM 심벌 동기를 획득하는 장치가 제공된다. 본 발명의 OFDM 심벌 동기 획득 장치는, OFDM 신호의 프리앰블의 자기 상관값을 계산하는 자기 상관기, 정합 필터 계수를 이용하여 OFDM 신호의 프리앰블을 필터링하는 정합 필터, OFDM 신호를 자기 상관기와 정합 필터 중 하나로 전달하는 스위치, 그리고 자기 상관기를 통하여 자기 상관값을 측정하고 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 OFDM 신호를 정합 필터로 전달하도록 스위치를 제어하는 OFDM 심벌 제어기를 포함한다. 이때 OFDM 심벌 제어기는 정합 필터의 출력의 최고값으로부터 심벌의 시작 위치를 판단한다. According to one aspect of the present invention, an apparatus for obtaining OFDM symbol synchronization from a preamble of a received OFDM signal is provided. The OFDM symbol synchronization acquisition apparatus of the present invention includes an autocorrelator for calculating an autocorrelation value of a preamble of an OFDM signal, a matched filter for filtering a preamble of an OFDM signal using matched filter coefficients, and an OFDM signal as one of an autocorrelator and a matched filter. And an OFDM symbol controller for measuring the autocorrelation value through the autocorrelator and for controlling the switch to deliver an OFDM signal to the matched filter when the autocorrelation value exceeds a threshold for a period of time. In this case, the OFDM symbol controller determines the start position of the symbol from the highest value of the output of the matched filter.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 자기 상관기는 프리앰블을 소정 개수만큼 지연시킨 신호의 이동 평균을 계산하는 제1 이동 평균기, 프리앰블의 이동 평균을 계산하는 제2 이동 평균기, 그리고 제1 이동 평균기의 출력과 제2 이동 평균기의 출력의 비의 절대값으로 자기 상관값을 연산하는 정규화기를 포함한다. 그리고 정합 필터는 프리앰블과 정합 필터 계수의 곱을 소정 개수만큼 합한 값의 절대값으로 프리앰블을 필터링한다. According to an embodiment of the present invention, the autocorrelator includes a first moving averager for calculating a moving average of a signal that has delayed the preamble by a predetermined number, a second moving averager for calculating a moving average of the preamble, and a first moving average. And a normalizer for calculating the autocorrelation value with an absolute value of the ratio of the output of the group to the output of the second moving averager. The matched filter filters the preamble by an absolute value of a sum of a product of the preamble and the matched filter coefficient by a predetermined number.

여기서, OFDM 신호는 상기 소정 개수의 프리앰블 값이 반복되는 구조를 가진다. Here, the OFDM signal has a structure in which the predetermined number of preamble values are repeated.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, OFDM 심벌 제어기는 OFDM 신호의 보호 구간 내에서 심벌 동기가 획득되도록 심벌의 시작 위치를 판단한다. According to another embodiment of the present invention, the OFDM symbol controller determines the start position of the symbol so that symbol synchronization is obtained within the guard interval of the OFDM signal.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 수신되는 OFDM 신호의 프리앰블로부터 OFDM 심벌 동기를 획득하는 방법이 제공된다. 본 발명의 OFDM 심벌 동기 획득 방법은 OFDM 신호의 프리앰블의 자기 상관값을 계산하는 단계, 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는지를 판단하는 단계, 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 정합 필터 계수를 이용하여 OFDM 신호의 프리앰블을 정합 필터링하는 단계, 정합 필터링된 값의 최고값을 판단하는 단계, 그리고 최고값으로부터 OFDM 심벌의 시작 위치를 판단하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a method of obtaining OFDM symbol synchronization from a preamble of a received OFDM signal is provided. In the OFDM symbol acquisition method of the present invention, the method includes: calculating an autocorrelation value of a preamble of an OFDM signal, determining whether the autocorrelation value exceeds a threshold for a predetermined period, and matching when the autocorrelation value exceeds a threshold for a predetermined period of time. Matching filtering the preamble of the OFDM signal using the filter coefficients, determining the highest value of the matched filtered value, and determining the start position of the OFDM symbol from the highest value.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

이제 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 심벌 동기 획득 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, an OFDM symbol synchronization acquisition apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 심벌 동기 획득 장치 및 방법에서 사용되는 OFDM 데이터의 구조에 대해서 설명한다. First, the structure of OFDM data used in the apparatus and method for obtaining OFDM symbol synchronization according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 OFDM 신호의 데이터 구조를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 OFDM 신호에서 하나의 OFDM 심벌의 구조를 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a data structure of an OFDM signal, and FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of one OFDM symbol in the OFDM signal of FIG. 1.

도 1을 보면, OFDM 신호는 프리앰블과 데이터 필드로 이루어진다. 이때 프리앰블은 OFDM 심벌 동기를 위해 사용되며 실제 데이터는 데이터 필드에 실려서 무선으로 송수신된다. 이러한 프리앰블은 일반적으로 16개의 값들이 10번 반복되는 구조를 가지므로 전체 160개의 값을 가진다. 그리고 데이터 필드는 수십 개의 OFDM 심벌로 이루어지며, 하나의 OFDM 심벌은 M개의 보호 구간과 N개의 데이터로 이루어진다. 여기서, N은 M보다 크다. Referring to FIG. 1, an OFDM signal consists of a preamble and a data field. At this time, the preamble is used for OFDM symbol synchronization, and actual data is transmitted and received over the air in a data field. Since the preamble generally has a structure in which 16 values are repeated 10 times, the preamble has a total of 160 values. The data field consists of several dozen OFDM symbols, and one OFDM symbol consists of M guard intervals and N data. Where N is greater than M.

다음, 도 1 및 도 2에서 설명한 구조를 가지는 OFDM 신호의 심벌 동기를 획득하는 장치에 대해서 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. Next, an apparatus for obtaining symbol synchronization of an OFDM signal having the structure described with reference to FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 심벌 동기 획득 장치를 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3의 OFDM 심벌 동기 획득 장치에서 자기 상관기의 상세 블록도이며, 도 5는 도 3의 OFDM 심벌 동기 획득 장치에서 정합 필터의 상세 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an apparatus for obtaining OFDM symbol synchronization according to an embodiment of the present invention. 4 is a detailed block diagram of an autocorrelator in the OFDM symbol synchronization acquisition apparatus of FIG. 3, and FIG. 5 is a detailed block diagram of a matched filter in the OFDM symbol synchronization acquisition apparatus of FIG. 3.

도 3을 보면, 본 발명이 실시예에 따른 OFDM 심벌 동기 획득 장치는 자기 상관기(100), 정합 필터(200), 정합 필터 계수 제공부(300), 스위치(400) 및 OFDM 심벌 제어기(500)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the apparatus for acquiring an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention includes an autocorrelator 100, a matched filter 200, a matched filter coefficient providing unit 300, a switch 400, and an OFDM symbol controller 500. It includes.

도 3 및 도 4를 보면, 자기 상관기(100)는 지연 신호 전력 계산기(110), 전력 계산기(120) 및 정규화기(130)를 포함하며, OFDM 신호의 프리앰블로부터 자기 상관을 연산한다. 지연 신호 전력 계산기(110)는 지연기(111), 상관기(112), 곱셈기(113) 및 이동 평균기(114)로 이루어지며, 전력 계산기(120)는 전력 검출기(121) 및 이동 평균기(122)로 이루어진다. 3 and 4, the autocorrelator 100 includes a delay signal power calculator 110, a power calculator 120, and a normalizer 130, and calculates autocorrelation from the preamble of the OFDM signal. The delay signal power calculator 110 is composed of a delay unit 111, a correlator 112, a multiplier 113, and a moving averager 114. The power calculator 120 includes a power detector 121 and a moving averager ( 122).

자기 상관기(100)의 자세한 동작을 살펴보면, 먼저 수신된 OFDM 신호의 프리앰블[y(i+k)]은 지연기(111)를 통하여 일정 길이만큼 지연된다. 앞에서 설명한 것처럼 프리앰블은 16개의 값이 반복되는 구조이므로 지연기(111)에서 16개만큼 지연된다. 지연기(111)에서 지연된 신호[y(i-16+k)]는 상관기(112)에서 상관되고, 상관된 신호[y^*(i-16+k)]는 수신된 신호[y(i+k)]는 곱셈기(113)에서 곱해진 후 이동 평균기(114)에서 지연된 신호의 평균[a(i)]이 계산된다. 이동 평균기(114)에서 계산된 이동 평균[a(i)], 즉 지연 신호 전력 계산기(110)에서 계산된 지연 신호의 전력은 수학식 1과 같다.Looking at the detailed operation of the autocorrelator 100, first, the preamble y (i + k) of the received OFDM signal is delayed by a predetermined length through the delay unit 111. As described above, since the preamble has 16 values, the delay is delayed by 16 in the delay unit 111. The delayed signal y (i-16 + k) at delay 111 is correlated at correlator 112, and the correlated signal y ^* (i-16 + k) is received signal y (i + k)] is multiplied in the multiplier 113, and then the average [a (i)] of the signals delayed in the moving averager 114 is calculated. The moving average [a (i)] calculated by the moving averager 114, that is, the power of the delayed signal calculated by the delay signal power calculator 110 is expressed by Equation 1 below.

그리고 전력 검출기(121)는 수신된 OFDM 신호[y(i+k)]의 절대값의 제곱으로 전력을 검출하고, 이동 평균기(122)는 검출된 전력의 이동 평균[b(i)]을 계산한다. 이동 평균기(122)에서 계산된 이동 평균[b(i)], 즉 전력 계산기(120)에서 계산된 수신 신호의 전력은 수학식 2와 같다. The power detector 121 detects power by the square of the absolute value of the received OFDM signal y (i + k), and the moving averager 122 determines the moving average of the detected power [b (i)]. Calculate The moving average [b (i)] calculated by the moving averager 122, that is, the power of the received signal calculated by the power calculator 120 is expressed by Equation 2 below.

다음, 정규화기(130)에서 지연 신호 전력 계산기(110)의 출력[a(i)]이 전력 계산기(120)의 출력[b(i)]으로 나누어진 후 그 절대값이 출력된다. 즉, 지연 신호 전력 계산기(110)의 출력[a(i)]이 전력 계산기(120)의 출력[b(i)]으로 정규화되어 수학식 3과 같이 자기 상관값[R_a(i)]이 계산된다.Next, in the normalizer 130, the output [a (i)] of the delay signal power calculator 110 is divided by the output [b (i)] of the power calculator 120, and the absolute value thereof is output. That is, the output [a (i)] of the delay signal power calculator 110 is normalized to the output [b (i)] of the power calculator 120 so that the autocorrelation value [R _a (i)] is expressed as in Equation 3 below. Is calculated.

OFDM 심벌 제어기(500)는 자기 상관값[R_a(i)]이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 스위치(400)를 제어하여 OFDM 신호의 프리앰블을 정합 필터(200)로 전달한다.The OFDM symbol controller 500 controls the switch 400 when the autocorrelation value Ra _a (i) exceeds a threshold for a predetermined period of time and transmits the preamble of the OFDM signal to the matching filter 200.

도 3 및 도 5를 보면, 정합 필터(200)는 (N-1)개의 지연기(210₁∼210_N-1), N개의 곱셈기(220₀∼220_N-1), 합산기(230) 및 절대값기(240)를 포함한다. 앞에서 설명한 것처럼 프리앰블은 16개의 값이 반복되는 구조이므로 N은 16으로 할 수 있다. 지연기(210₁∼210_N-1)에 의해 수신 신호는 순차적으로 지연된다. 다음, 곱셈기(220 ₀∼220_N-1)는 수신 신호[y(i)]와 지연기(210₁∼210_N-1)에 의해 각각 지연된 신호[y(i-1)∼y(i-N+1)]와 정합 필터 계수(s₀∼s_N-1)를 각각 곱하여 출력하고, 합산기(230)는 이들 값을 합산하여 절대값기(240)로 전달한다. 절대값기(240)는 합산기(230)에서 합산된 값의 절대값을 정합 필터(200)의 출력[R_c(i)]으로서 출력한다. 이러한 정합 필터(200)의 출력[R_c(i)]은 수학식 4와 같다.3 and 5, the matched filter 200 includes (N-1) delays 210 _{1 to} 210 _N-1 , N multipliers 220 _{0 to} 220 _N-1 , and a summer 230. And an absolute value 240. As described above, since the preamble is a structure in which 16 values are repeated, N may be 16. The received signal is delayed sequentially by the delay unit _{_{(210 1 ~210 N-1)}} . Next, the multipliers 220 _{0 to} 220 _{N-1 each} receive signals y (i _-1 ) to y (i−) delayed by the received signals y (i) and delayers 210 _{1 to} 210 _N-1 , respectively. N + 1)] and the matched filter coefficients s _{0 to} s _N-1 , respectively, and output. The summer 230 adds these values to the absolute value 240. The absolute value 240 outputs the absolute value of the value summed by the summer 230 as an output R _c (i) of the matching filter 200. The output R _c (i) of the matched filter 200 is expressed by Equation 4 below.

여기서 정합 필터(200)의 정합 필터 계수(s₀∼s_N-1)는 정합 필터 계수 제공부(300)에서 로딩되어 제공된다.Here, the matched filter coefficients s _{0 to} s _N-1 of the matched filter 200 are loaded and provided by the matched filter coefficient providing unit 300.

다음, OFDM 심벌 제어기(500)는 정합 필터(200)의 출력[R_c(i)]의 최고값이 발생되는 위치를 판단하고, 도 2의 보호 구간 내에서 OFDM 심벌의 시작 위치를 알려줌으로써 OFDM 심벌 동기가 획득된다. 그리고 앞서 설명한 것처럼 프리앰블은 16개의 값이 반복되는 구조이므로 정합 필터(200)의 출력[R_c(i)]의 최고값은 16개 값마다 한번 씩 발생한다.Next, the OFDM symbol controller 500 determines the position where the highest value of the output R _c (i) of the matched filter 200 is generated, and informs the start position of the OFDM symbol within the guard period of FIG. Symbol synchronization is obtained. As described above, since the preamble has a structure in which 16 values are repeated, the maximum value of the output R _c (i) of the matching filter 200 occurs once every 16 values.

다음, 도 6 및 도 7을 참조하여 OFDM 심벌 제어기(500)가 자기 상관기(100) 및 정합 필터의 출력을 판단하는 기준에 대해서 설명한다. Next, a criterion for determining the output of the autocorrelator 100 and the matched filter by the OFDM symbol controller 500 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 도 3의 자기 상관기의 출력의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 3의 정합 필터의 출력의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6과 도 7에서 가로축은 샘플 시간을 의미하는 샘플 횟수를 나타내며, 도 6과 도 7의 세로축은 각각 출력의 크기를 나타낸다. 6 is a diagram illustrating an example of the output of the autocorrelator of FIG. 3, and FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the output of the matched filter of FIG. 3. 6 and 7, the horizontal axis represents the number of samples representing the sample time, and the vertical axis of FIGS. 6 and 7 represents the magnitude of the output, respectively.

앞에서 설명한 것처럼 OFDM 심벌 제어기(500)는 자기 상관기(100)의 출력[R_a(i)]이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 스위치(400)를 제어하여 OFDM 신호의 프리앰블을 정합 필터(200)로 전달한다. 이때 OFDM 심벌의 동기를 획득할 수 없을 정도로 수신된 신호의 SNR(signal to noise ratio)이 낮거나 페이딩이 심한 경우를 확인할 수 있도록 일정 기간과 임계치가 설정되어야 한다. 예를 들어 도 6의 경우에는 OFDM 심벌 제어기(500)는 자기 상관기(100)의 출력이 88개의 샘플 시간 동안 대략 0.5 정도의 값을 유지하는지를 판단한다. 이를 벗어나는 경우에는 OFDM 심벌의 동기를 획득할 수 없는 것으로 판단된다. 도 6을 보면 샘플 시간 24개가 될 경우에 자기 상관기(100)의 출력이 0.5를 넘으며, 여기서 88개의 샘플 시간이 경과했을 때, 즉 전체 샘플 시간이 112개로 되었을 때 프리앰블이 정합 필터(200)로 전달된다.As described above, the OFDM symbol controller 500 controls the switch 400 when the output Ra _a (i) of the autocorrelator 100 exceeds a threshold for a predetermined period to match the preamble of the OFDM signal with the matching filter 200. To pass. In this case, a predetermined period and a threshold must be set to identify a case where the signal to noise ratio (SNR) of the received signal is low or the fading is severe enough that synchronization of the OFDM symbol cannot be obtained. For example, in the case of FIG. 6, the OFDM symbol controller 500 determines whether the output of the autocorrelator 100 maintains a value of about 0.5 for 88 sample times. In this case, it is determined that the synchronization of the OFDM symbol cannot be obtained. 6, the output of the autocorrelator 100 exceeds 0.5 when the sample time is 24, and when the 88 sample times have elapsed, that is, when the total sample time is 112, the preamble matches the filter 200. Is delivered to.

그리고 도 7을 보면 앞서 설명한 것처럼 16개 샘플 횟수 간격으로 정합 필터(200)의 출력[R_c(i)]의 최고값이 나타나는 것을 알 수 있다. OFDM 심벌 제어기(500)는 이러한 최고값이 발생하는 위치로부터 시작 위치를 판단하여 OFDM 심벌 동기를 획득한다. 예를 들어, 도 7을 보면 세 번째 최고값이 도 1의 프리앰블의 끝이다. OFDM 신호의 보호 구간 내에서 OFDM 심벌 동기가 획득하면 시스템의 성능의 저하는 없지만, 보호 구간 이후에 OFDM 심벌 동기가 획득되면 OFDM 심벌간 간섭이 발생하여 성능이 저하된다.7, it can be seen that the maximum value of the output R _c (i) of the matched filter 200 appears at intervals of 16 samples as described above. The OFDM symbol controller 500 determines the start position from the position where this highest value occurs and obtains the OFDM symbol synchronization. For example, referring to FIG. 7, the third highest value is the end of the preamble of FIG. If OFDM symbol synchronization is acquired within the guard interval of the OFDM signal, there is no degradation of the performance of the system. However, if OFDM symbol synchronization is acquired after the guard interval, interference between OFDM symbols occurs and performance is degraded.

또한 무선 채널의 페이딩으로 실제 OFDM 심벌 동기가 M번째 이후에 발생할 수 있으므로, OFDM 심벌 제어부(500)는 보호 구간 내에서 OFDM 심벌 동기를 획득하도록 OFDM 심벌의 시작 위치를 알려준다. 도 1에서 데이터 필드는 최고 수천 개의 OFDM 심벌로 이루어지며, 하나의 OFDM 심벌은 (M+N)개로 이루어진다. N개의 포인트를 사용하는 OFDM 변복조에서는 OFDM 심벌에서 보호 구간인 M개를 제외하고 N개에 대해서 변복조가 수행된다. 이때 무선 채널이 심한 페이딩을 가질수록 OFDM 심벌의 시작 위치가 뒤로 옮겨져서 다음 OFDM 심벌과 간섭이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 보호 구간 내에서 OFDM 심벌 시작 위치를 잡아야 하며, 특히 실험 결과 M/2의 위치에서 시작 위치를 잡으면 성능이 가장 좋아진다.In addition, since the actual OFDM symbol synchronization may occur after the Mth due to fading of the radio channel, the OFDM symbol controller 500 informs the start position of the OFDM symbol to obtain the OFDM symbol synchronization within the guard period. In FIG. 1, a data field consists of up to several thousand OFDM symbols, and one OFDM symbol consists of (M + N). In OFDM modulation and demodulation using N points, modulation and demodulation is performed on N except for M, which is a guard period in an OFDM symbol. In this case, as the radio channel has more severe fading, the start position of the OFDM symbol may be shifted backward, thereby causing interference with the next OFDM symbol. In order to prevent this, the OFDM symbol start position must be located within the guard interval. In particular, the experiment results in the best performance at the M / 2 position.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

이와 같이 본 발명에 의하면, OFDM 심벌 동기 획득에 자기 상관 방식에 정합 필터 방식이 부가되어 사용되므로, 자기 상관 방식의 단점을 정합 필터 방식으로 보완할 수 있다. 이에 따라 OFDM 심벌 동기를 강건하게 획득할 수 있다. 또한 정합 필터의 계수를 외부에서 입력하도록 하여, 정합 필터가 OFDM 심벌 동기에 사용되는 프리앰블 값에 따라 동작되도록 할 수 있다. As described above, according to the present invention, since the matching filter method is added to the autocorrelation method for OFDM symbol synchronization acquisition, the disadvantage of the autocorrelation method can be compensated by the matching filter method. Accordingly, OFDM symbol synchronization can be obtained robustly. In addition, the coefficients of the matched filter may be externally input so that the matched filter operates according to a preamble value used for OFDM symbol synchronization.

도 1은 OFDM 신호의 데이터 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a data structure of an OFDM signal.

도 2는 도 1의 OFDM 신호에서 하나의 OFDM 심벌의 구조를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of one OFDM symbol in the OFDM signal of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 심벌 동기 획득 장치를 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an apparatus for obtaining OFDM symbol synchronization according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 OFDM 심벌 동기 획득 장치에서 자기 상관기의 상세 블록도이다. 4 is a detailed block diagram of an autocorrelator in the OFDM symbol synchronization acquisition device of FIG. 3.

도 5는 도 3의 OFDM 심벌 동기 획득 장치에서 정합 필터의 상세 블록도이다. FIG. 5 is a detailed block diagram of a matched filter in the OFDM symbol synchronization acquisition device of FIG. 3.

도 6은 도 3의 자기 상관기의 출력의 일 예를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output of the autocorrelator of FIG. 3.

도 7은 도 3의 정합 필터의 출력의 일 예를 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating an example of an output of the matched filter of FIG. 3.

Claims

수신되는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 신호의 프리앰블로부터 OFDM 심벌 동기를 획득하는 장치에 있어서, An apparatus for acquiring OFDM symbol synchronization from a preamble of a received orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal,

상기 OFDM 신호의 프리앰블의 자기 상관값을 계산하는 자기 상관기, An autocorrelator for calculating an autocorrelation value of a preamble of the OFDM signal,

정합 필터 계수를 이용하여 상기 OFDM 신호의 프리앰블을 필터링하는 정합 필터, A matched filter for filtering the preamble of the OFDM signal using matched filter coefficients,

상기 OFDM 신호를 상기 자기 상관기와 상기 정합 필터 중 하나로 전달하는 스위치, 그리고 A switch for transferring the OFDM signal to one of the autocorrelator and the matched filter, and

상기 자기 상관기를 통하여 자기 상관값을 측정하고 상기 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는 경우에 상기 OFDM 신호를 상기 정합 필터로 전달하도록 상기 스위치를 제어하는 OFDM 심벌 제어기를 포함하며, An OFDM symbol controller measuring an autocorrelation value through the autocorrelator and controlling the switch to deliver the OFDM signal to the matched filter when the autocorrelation value exceeds a threshold for a period of time;

상기 OFDM 심벌 제어기는 상기 정합 필터의 출력의 최고값으로부터 심벌의 시작 위치를 판단하는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And the OFDM symbol controller determines a start position of a symbol from the highest value of the output of the matched filter.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 자기 상관기는, The autocorrelator is

상기 프리앰블을 소정 개수만큼 지연시킨 신호의 이동 평균을 계산하는 제1 이동 평균기, A first moving averager for calculating a moving average of a signal in which the preamble is delayed by a predetermined number;

상기 프리앰블의 이동 평균을 계산하는 제2 이동 평균기, 그리고 A second moving averager for calculating a moving average of the preambles, and

상기 제1 이동 평균기의 출력과 상기 제2 이동 평균기의 출력의 비의 절대값으로 상기 자기 상관값을 연산하는 정규화기를 포함하는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And a normalizer for calculating the autocorrelation value with an absolute value of the ratio of the output of the first moving averager and the output of the second moving averager.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 정합 필터는 상기 프리앰블과 상기 정합 필터 계수의 곱을 소정 개수만큼 합한 값의 절대값으로 상기 프리앰블을 필터링하는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And the matched filter filters the preamble by an absolute value of a sum of a product of the preamble and the matched filter coefficient by a predetermined number.

제2항 또는 제3항에 있어서, The method according to claim 2 or 3,

상기 OFDM 신호는 상기 소정 개수의 프리앰블 값이 반복되는 구조를 가지는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And the OFDM signal has a structure in which the predetermined number of preamble values are repeated.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3,

상기 OFDM 심벌 제어기는 상기 OFDM 신호의 보호 구간 내에서 심벌 동기가 획득되도록 상기 심벌의 시작 위치를 판단하는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And the OFDM symbol controller determines a start position of the symbol such that symbol synchronization is obtained within a guard interval of the OFDM signal.

제5항에 있어서, The method of claim 5,

상기 OFDM 심벌 제어기는 상기 OFDM 신호의 보호 구간의 실질적으로 중간 위치에서 심벌 동기가 획득되도록 상기 심벌의 시작 위치를 판단하는 OFDM 심벌 동기 획득 장치. And the OFDM symbol controller determines a start position of the symbol such that symbol synchronization is obtained at a substantially intermediate position of a guard interval of the OFDM signal.

수신되는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 신호의 프리앰블로부터 OFDM 심벌 동기를 획득하는 방법에 있어서, A method of acquiring OFDM symbol synchronization from a preamble of a received orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal, the method comprising:

상기 OFDM 신호의 프리앰블의 자기 상관값을 계산하는 단계, Calculating an autocorrelation value of a preamble of the OFDM signal,

상기 자기 상관값이 일정 기간 동안 임계치를 넘는지를 판단하는 단계, Determining whether the autocorrelation value exceeds a threshold for a period of time;

상기 자기 상관값이 상기 일정 기간 동안 상기 임계치를 넘는 경우에 정합 필터 계수를 이용하여 상기 OFDM 신호의 프리앰블을 정합 필터링하는 단계, Matching filtering the preamble of the OFDM signal using a matching filter coefficient when the autocorrelation value exceeds the threshold for the predetermined period of time;

상기 정합 필터링된 값의 최고값을 판단하는 단계, 그리고 Determining a maximum value of the matched filtered value, and

상기 최고값으로부터 OFDM 심벌의 시작 위치를 판단하는 단계를 포함하는 OFDM 심벌 동기 획득 방법.And determining a start position of an OFDM symbol from the highest value.

제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein

상기 자기 상관값은 상기 프리앰블의 이동 평균과 상기 프리앰블을 소정 개수만큼 지연시킨 신호의 이동 평균으로부터 계산되며, The autocorrelation value is calculated from a moving average of the preamble and a moving average of a signal delaying the preamble by a predetermined number.

상기 정합 필터링은 상기 소정 개수의 프리앰블과 상기 정합 필터 계수 각각의 곱으로부터 계산되는 OFDM 심벌 동기 획득 방법. And the matched filtering is calculated from a product of each of the predetermined number of preambles and the matched filter coefficients.

제8항에 있어서, The method of claim 8,

상기 소정 개수는 16개인 OFDM 심벌 동기 획득 방법. The predetermined number is 16 OFDM symbol synchronization acquisition method.