The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Integer Frequency Offset Estimation Scheme Robust to Timing Offset for OFDM-Based CR Systems

OFDM 기반 CR 시스템에서 시간 옵셋에 강인한 정수 주파수 옵셋 추정 기법

  • 이영윤 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 송정한 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 윤석호 (성균관대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2010.01.21
  • Accepted : 2010.03.02
  • Published : 2010.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper proposes an integer frequency offset estimation scheme robust to timing offset for the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-based cognitive radio (CR) systems. The proposed scheme exploits a feature that a sample distance between a continual pilot and a scattered pilot nearest to it in an OFDM symbol belongs to one of predetermined distances. First after calculating a correlation value of every continual pilot and its nearest scattered pilot. Then, it is divided into several groups according to the sample distances. Since correlation values with the same sample distance undergo the same effect of the timing offset, the effect of the timing offset can be removed by re-correlating these correlation values. From the simulation results we can confirm that the proposed algorithm estimates the integer frequency offset with the robustness to the timing offset when compared to a conventional scheme.

본 논문은 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) 기반 cognitive radio (CR) 시스템에서 시간 옵셋에 강인한 정수 주파수 옵셋 추정 기법을 제안한다. 제안한 기법은 하나의 OFDM 심볼 내에 위치하는 연속 파일럿과 각 연속 파일럿에 가장 인접한 분산 파일럿 간의 샘플 거리가 미리 결정된 거리 중 한 값이라는 특징을 이용한다. 우선, 연속 파일럿과 가장 인접한 분산 파일럿 간의 상관값을 구한 후, 이 값들을 샘플 거리 별로 분류한다. 같은 샘플 거리를 갖는 상관값들은 동일한 시간 옵셋의 영향을 가지므로, 이 값들끼리의 재상관 과정을 통해 시간 옵셋의 영향을 제거할 수 있다. 모의실험 결과를 통해 제안한 기법은 기존 기법과 비교하였을 때 시간 옵셋에 강인하게 정수 주파수 옵셋을 추정함을 확인할 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단, 정보통신산업진흥원

References

  1. R. V. Nee and R. Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications. London, England: Artech House, 2000.
  2. S. Chang and E. J. Powers, "Efficient frequency- offset estimation in OFDM-based WLAN systems," Electron. Lett., Vol.39, pp. 1554-1555, Oct. 2003. https://doi.org/10.1049/el:20030920
  3. 신재욱, 박애순, "차세대 이동통신 단말 기술," 한국통신학회지 (정보와 통신), 25권, 3호, 53-59쪽, 2008년 3월.
  4. 김창주, 임창식, "Cognitive Radio 기술 및 표준화 동향," 한국전자파학회지, 19권, 2호, 23-29쪽, 2008년 3월.
  5. T. Yucek and H. Arslan, "A survey of spectrum sensing algorithms for cognitive radio applications," IEEE Commun. Surveys & Tutorials, Vol.11, No.1, pp.116-130, 1st quarter 2009.
  6. J. Lunden, S. A. Kassam, and V. Koivunen, "Robust nonparametric cyclic correlation-based spectrum sensing for cognitive radio," IEEE Trans. Signal Process., Vol.58, No.1, pp.38-52, Jan. 2010.
  7. H.-S. Chen, W. Gao, and D. G. Daut, "Spectrum sensing for OFDM systems employing pilot tones," IEEE Trans. Wireless Commun., Vol.8, No.12, pp.5862-5870, Dec. 2009. https://doi.org/10.1109/TWC.2009.12.080777
  8. M. Morelli, A. N. D'Andrea, and U. Mengali, "Frequency ambiguity resolution in OFDM systems," IEEE Commun. Lett., Vol.4, No.4, pp.134-136, Apr. 2000. https://doi.org/10.1109/4234.841321
  9. P. Liu, B.-B. Li, Z.-Y. Lu, and F.-K. Gong, "A new frequency synchronization scheme for OFDM," IEEE Trans. Consumer Electron., Vol.50, No.3, pp.823-828, Aug. 2004. https://doi.org/10.1109/TCE.2004.1341686
  10. K.-T. Lee and J.-S. Seo, "Pilot-aided frequency offset estimation for digital video broadcasting systems," IEICE Trans. Commun., Vol.E90-B, No.11, pp.3327-3329, Nov. 2007. https://doi.org/10.1093/ietcom/e90-b.11.3327
  11. K.-W. Kwon and Y. Cho, "A simple joint estimation method of residual frequency offset and sampling frequency offset for DVB systems," IEICE Trans. Commun., Vol.E91- B, No.5, pp.1673-1676, May 2008. https://doi.org/10.1093/ietcom/e91-b.5.1673
  12. M. Speth, S. Fechtel, G. Fock, and H. Meyr, "Optimum receiver design for OFDM-based broadband transmission - part II: a case study," IEEE Trans. Commun., Vol.49, No.4, pp.571-578, Apr. 2001. https://doi.org/10.1109/26.917759
  13. ETSI EN 300 744, "Digital video broadcasting (DVB); framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television," ETSI, Tech. Rep., Jan. 2001.
  14. T. M. Schmidl and D. C. Cox, "Robust frequency and timing synchronization for OFDM," IEEE Trans. Commun., Vol.45, No.12, pp.1613-1621, Dec. 1997. https://doi.org/10.1109/26.650240
  15. H. Minn, M. Zeng, and V. K. Bhargava, "On timing offset estimation for OFDM systems," IEEE Commun. Lett., Vol.4, No.7, pp.242- 244, July 2000. https://doi.org/10.1109/4234.852929