Abstract
This paper proposes an efficient frequency offset estimation algorithm for MB-OFDM based UWB systems. The time-frequency interleaving in MB-OFDM extends the time-interval between two transmitted OFDM symbols in the same sub-band. The extended time-interval causes not only the degradation of the system performance by reducing frequency offset estimation range, but also the increase of the hardware complexity by requiring the larger number of storing samples. The proposed estimation algorithm expands the estimation range by applying the proposed sign detection scheme. Simulation results show that the estimation range is increased above 30 ppm compared with a conventional auto-correlation based scheme. The estimation is performed on only one sub-band, and the frequency offsets of the others are calculated by relation to center frequency. This way reduced the number of the storing samples by about l/3. The frequency offset estimator with the proposed algorithm was designed into the architecture which minimizes hardware overhead by time-sharing operators and memory units, and which was synthesized to gate-level circuits using $0.13{\mu}m$ CMOS technology, and the total gates were about 47K.
본 논문에서는 MB-OFDM 기반 UWB 시스템을 위한 효율적인 주파수 옵셋 추정 기법을 제안한다. MB-OFDM 시스템에서 사용되는 시간-주파수 인터리빙 기법은 동일 서브 밴드 내에서 전송되는 두 OFDM 심볼간의 시간 간격을 늘어나게 한다. 이로 인해 주파수 옵셋의 추정 범위가 감소되어 시스템 성능이 열화될 뿐 아니라 저장해야 할 샘플 수가 증가하여 하드웨어 복잡도가 높아질 수 있다. 제안된 주파수 옵셋 추정 기법은 제안된 부호 검출 기법의 적용을 통하여 추정 범위를 확장시킨다. 모의실험 결과, 최대 추정 값이 기존 방식에 비해 약 30ppm 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 세 개의 서브 밴드 중 하나에서만 주파수 옵셋을 추정하고 나머지는 관계식을 이용해 계산하는 방식으로 저장해야 할 샘플 수를 기존 방식의 약 1/3 정도로 감소시켰다. 제안된 기법이 적용된 주파수 옵셋 추정기는 하드웨어 오버 헤드를 최소화하기 위해 연산기와 메모리 유닛을 공유하는 구조로 설계되었으며 $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 약 47K 개의 논리 게이트로 합성되었다.
