본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 반송파 주파수 동기화부 구현을 위하여 Compact CORDIC 처리기를 제안한다. Compact CORDIC 처리기는 반송파 주파수 옵셋 추정 및 보상시에 요구되는 OFDM 시스템의 독특한 특성을 이용하여 제안되었으며, Compact CORDIC 전처리부와 Compact CORDIC 처리부로 구성된다. Compact CORDIC 전처리부에서는 신호의 정규화를 효율적으로 수행하며, Compact CORDIC 처리부에서는 Vector 모드 CORDIC 과 Rotation 모드 CORDIC 연산을 효율적으로 결합하여 동시에 처리하여 반송파 주파수 동기화를 수행한다. FPGA 구현을 통하여 제안된 Compact CORDIC 처리기가 기존 CORDIC 방법보다 성능이 우수하며 구현 복잡도가 크게 감소함을 확인한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권8호
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pp.1860-1875
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2013
In this paper, we present a comparative performance evaluation of the sampling frequency synchronization method that eliminates the initial sampling frequency offset (SFO) to reduce the overall synchronization time in Digital Radio Mondiale (DRM) receivers. To satisfy the advanced synchronization performance requirements of DRM receivers, we introduce the conventional DRM synchronization method (Method 1) and another method (Method 2), which does not perform the initial sampling frequency synchronization in the conventional synchronization method (both methods are mentioned later in this paper). To demonstrate the effectiveness of the performance evaluation, analytical expressions for frame detection are derived and simulations are provided. Based on the simulations and numerical analysis, our result shows that Method 2, with a negligible performance loss, is robust to the effects of the initial sampling frequency synchronization even if SFO is present in the DRM signal. In addition, we verify that the inter-cell differential correlation used between reference cells is robust to the effect of the initial SFO.
OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템에서 주파수 동기 오차는 시변 특성으로 인해 시스템 성능 저하를 유발하는 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 본 논문에서는 OFDM 기반의 이동 WiMAX 시스템에서 파일럿 심벌 기반의 미세 잔여 주파수 동기 오차 추정기의 성능을 분석한다. FFT 과정 후 수행되는 파일럿 기반의 미세 주파수 동기 오차 추정기의 MSE (mean square error) 성능을 시변 페이딩 채널에서 수식적으로 유도한다. 본 논문에서 유도된 MSE 성능 검증을 위하여 미세 주파수 동기화 기법을 IEEE802.16e 표준의 프레임 구조에 적용하여 모의실험을 수행한다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기의 동기화는 시간영역의 심벌타이밍옵셋 추정과 주파수영역의 반송주파수옵셋 추정으로 이루어진다. 이 논문은 소수배 반송주파수옵셋 추정이 이루어진 이후 잔여의 정수배 주파수옵셋 추정에 대한 새로운 방법을 제안한다. 정수배의 반송주파수 옵셋은 복조기의 BER 성능을 열화시키므로 반드시 교정되어야 한다. 여기에서 제안하는 방법은 길이가 N인 PN 시퀀스의 칩들을 OFDM 부반송파에 변조시켜서 송신하고, 수신기는 수신된 신호를 FFT 수행후 국부에서 발생된 알려진 PN 시퀀스와 비교하여 PN 시퀀스의 위상을 추적함으로 정수배의 반송주파수 옵셋을 찾는 것이다. 이것은 기존의 제안된 차동변조된 신호의 에너지를 측정하는 방법에 비해서 계산속도가 빠르며, 간단한 훈련심벌(training symbol)로 동기를 찾을 수 있는 장점이 있다.
본 논문에서는 OFDM 시스템의 시간 오차와 주파수 오차를 추정하는 방안을 제시하고 있다. 제안한 동기 알고리즘은 수신 신호의 순환상괸(cyclic correlation)을 이용하며, 이 순환상관에는 시간과 주파수 오차 정보가 모두 나타나게 된다. 따라서 제안하는 추정 알고리즘은 여분의 학습심볼(training symbol)를 필요로 하지 않으며, 채널의 정보를 사용하지 않는다. 제안한 추정 방법은 평균자승오차(mean square error) 성능에서 잡음이나 채널의 특성에 상관없이 거의 일정한 성능을 가지며, 실험 결과는 이러한 특징을 뒷받침 해주고 있다. 좀 더 정확한 추정을 위해서, 순환 상관을 평균을 취하는 방법이 적용되었다. 이 경우, 평균을 취하는 방법은 평균을 취하지 않는 방법보다 훨씬 더 정확한 추정을 가능하게 한다.
본 논문에서는 수중 음향통신에서 Binary Phase Shift Keying(BPSK) 변조방식에 대한 프레임 동기 구조를 제안하였다. 제안된 프레임 동기 구조는 크게 두 가지로 나뉜다. 우선, 비동기 방식 상관과 Sliding 고속 푸리에 변환 방식으로 프레임의 대략적인 위치와 주파수 옵셋을 획득한다. 두번째는 주파수 오차를 신호에 보상한 후, 동기 방식 상관으로 정확한 프레임의 위치를 확인한다. 프레임 동기 구조의 성능 확인을 위해 해상실험을 수행하였다. 수신신호는 채널 특성으로 인해 전력이 크게 감소함을 확인하였으며, 이를 통해 비동기 방식 상관과 Sliding 고속 푸리에 변환 방식의 한계를 확인하였다. 결과적으로, 주파수 오차를 보상한 후 동기 방식 상관방식을 사용함으로써 안정적인 프레임 동기를 획득할 수 있었다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제2권1호
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pp.1-4
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2004
In this paper, We analyzes how a synchronization error affects receiving system when using OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method in wireless LAN channel environment in which we can efficiently transmit wide-band information data. As a performance improvement method, performance distortion can be improved by applying convolution coding. As a result, in OFDM system, we could see that the higher a frequency offset is, the worse performance will be, and we could see that there was performance improvement by applying convolution coding in OFDM system in order to reach (BER=$10^{-3}$). However, when we use 64QAM (64Quadrature Amplitude Modulation), there was a huge influence between carriers by frequency offset at 0.05, 0.1.
본 논문에서는 ATSC 지상파 DTV 시스템에서 스펙트럼 상관관계를 이용한 주파수 동기 방법을 제안한다. 파일럿 신호를 이용하는 기존 알고리즘은 다중경로와 이동수신 환경에 의해 파일럿 주변의 스펙트럼 왜곡이 심하면 주파수 옵셋 추정 오류가 발생한다. 제안하는 알고리즘은 파일럿을 사용하지 않고 기준 스펙트럼과 수신된 스펙트럼 사이의 상관관계를 이용하여 주파수 동기를 획득하기 때문에 기존의 동기 방식에 비해 빠르고 정확하게 주파수 동기를 획득할 수 있다. 또한 파일럿을 사용하지 않는 새로운 ATSC 주파수 동기 방식을 제시한다.
본 논문에서는 정합필터 기반의 IEEE 802.15.4a chirp spread spectrum (CSS)을 위한 새로운 주파수 오프셋 추정 알고리즘을 제안한다. 기존의 주파수 오프셋 추정 알고리즘은 연속되는 동일한 심볼 간의 차등 위상을 계산함으로서 주파수 오프셋을 추정하였다. 하지만 CSS는 긴 십볼 구간과 가드 구간을 포함하고 있어 기존의 방법으로 주파수 오프셋을 추정하였을 경우 위상 모호성이 발생한다. 특히 정합필터 기반 수신기 구조에서 위상 모호성을 해결하지 않는다면 주파수 오프셋에 의한 정현파 간섭 현상으로 정합필터의 성능이 감소하게 된다. 따라서 본 논문에서는 위상 모호성을 해결하기 위해 정수부와 소수부 주파수 오프셋 추정을 분할화 하여 주파수 오프셋을 추정하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 sub-chirp 간 정합필터 결과의 차등 위상을 계산 한 결과와 기존의 심볼 간 차등 위상 정보를 이용하여 정수부 주파수 오프셋을 추정하여 위상 모호성을 제거 한 후, 심볼 간 차등위상 정보를 통하여 소수부 주파수 오프셋을 추정한다. 시뮬레이션 결과 제안하는 알고리즘은 정수부 주파수 오프셋 추정을 통해 위상 모호성 문제를 해결할 수 있음을 확인하였고 위상 모호성 이 발생하지 않는 경우에서도 기존의 알고리즘과 거의 통일한 성능을 보임을 확인하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제4권2호
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pp.72-78
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2004
In this paper, we evaluate the performance of the digital modulation schemes described in the APCO Project 25 FDMA specifications which can be used for applying the ultra-narrowband technology to the current domestic simple two-way radio systems, and discuss difficulties in the DSP implementation of the systems. We analyze the effect on the systems' BER performance of receiver non-matched filter and frequency-offset between the transmitter and receiver oscillators. And we present a frequency offset compensation method for improving the system performance. The results of performance analysis showed that the CQPSK of APCO Project 25 using non-matched filter degraded the BER by 0.5~1.0 ㏈ comparing with PI/4 DQPSK using matched filter. In the event of 2 % frequency offset, about 1 ㏈ performance loss was produced at the BER of $$10^{-3}TEX>. With the frequency-offset compensation method implemented in the systems using phase recovery scheme of PSK synchronization detection, the performance degradation of about 1.0 ㏈ was occurred at the BER of $$10^{-3}TEX> for 10 % of frequency offset. The proposed method can be used for the improvement of system performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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