(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットシンボルを利用して微細周波数同期を遂行する受信器を備える直交周波数分割多重／符号分割多元接続システムの送信器において、
拡散したデータシンボル列を受信し、１つのフレーム内またはフレームの区分なく一定のデータシンボルの間隔でパイロットシンボルを挿入するパイロットシンボル挿入部と、
前記パイロットシンボルが挿入されたデータシンボル列を受信し、シンボル単位のＮサンプルデータを並列に出力する直／並列変換部と、
前記Ｎサンプルデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、
前記逆高速フーリエ変換したＮサンプルデータを直列に変換してＯＦＤＭシンボルを出力する 並／直列変換部と、
前記直交周波数分割シンボルのＮサンプルデータのうちの一部をコピーして前記直交周波数分割シンボルの前に前記コピーされたサンプルデータを挿入する保護区間挿入部と
からなることを特徴とする直交周波数分割/符号分割多元接続システムにおける送信器のパイロットシンボルを利用した周波数オフセットの補償装置。
【請求項２】
伝送の前、一定のパターンでフレーム単位のデータシンボルにパイロットシンボルを挿入する送信器を備える直交周波数分割多重／符号分割多元接続システムの受信器において、
高速フーリエ変換されたデータシンボル列のうち、一定のパターンで挿入された前記パイロットシンボルを利用して微細周波数オフセットを補償する搬送波同期部をさらに含み、
前記搬送波同期部が、
直交周波数分割多重復調されたデータシンボル列からパイロットシンボルを検出するパイロットシンボル検出器と、
前記検出されたパイロットシンボルを一定の時間遅延する遅延器と、
前記パイロットシンボル検出器から出力されるパイロットシンボルの位相と前記遅延器から出力される前記遅延したパイロットシンボルの位相とを検出し、前記２つのパイロットシンボルの位相差を計算する位相差検出器と、
前記位相差値をフレーム単位で平均して微細周波数オフセットを計算し、前記微細周波数オフセットに従って第２周波数オフセット補償信号を出力する平均器と、
前記第２周波数オフセット補償信号に従って前記復調されたデータシンボルの微細周波数オフセットを補償する第２周波数オフセット補償部と
からなることを特徴とする直交周波数分割/符号分割多元接続システムにおける受信器のパイロットシンボルを利用した周波数オフセットの補償装置。
【請求項３】
伝送の前、１つのフレーム内またはフレームの区分なく一定のパターンでデータシンボル列にパイロットシンボルを挿入する送信器を備える直交周波数分割多重／符号分割多元接続システムの受信器において、
受信される保護区間をそれぞれ含む直交周波数分割シンボル列を受信し、前記保護区間を利用して概略周波数同期を遂行する第１搬送波同期部と、
前記周波数同期を遂行した後、前記直交周波数分割シンボル列から保護区間を除去する保護区間除去器と、
前記保護区間が除去された直交周波数分割シンボルに高速フーリエ変換動作を遂行して前記データシンボルを出力する高速フーリエ変換器と、
前記データシンボル列に一定のパターンで挿入されたパイロットシンボルを利用して微細周波数オフセットを補償する第２搬送波同期部と
からなることを特徴とする直交周波数分割/符号分割多元接続システムにおける受信器のパイロットシンボルを利用した周波数オフセットの補償装置。
【請求項４】
前記第１搬送波同期部が、
前記直交周波数分割多重 シンボル列から保護区間を検出する保護区間検出器と、
前記直交周波数分割多重シンボル列から前記検出された保護区間を生成するためにコピーされたサンプルデータを検出するコピーサンプル検出器と、
前記検出された保護区間のサンプルデータの位相と前記コピーサンプルデータの位相とを求め、前記２つのサンプルデータ間の位相差を求める位相差検出器と、
前記位相差検出器から出力される位相差値をフレーム単位で平均して周波数オフセットを求め、前記周波数オフセットに従って第１周波数オフセット補償信号を出力する平均器と、
前記第１周波数エラー補償信号によって前記直交周波数分割多重シンボルの周波数オフセットを補償する第１周波数オフセット補償部とからなる請求項３記載の前記装置。
【請求項５】
前記第２搬送波同期部が、
前記データシンボル列から前記パイロットシンボルを検出するパイロットシンボル検出器と、
前記パイロットシンボルをパイロットシンボルの挿入周期だけ遅延する遅延器と、
前記パイロットシンボル検出器から出力されるパイロットシンボルの位相と前記遅延器から出力される前記遅延したパイロットシンボルの位相とを検出し、前記２つのパイロットシンボル間の位相差を計算する位相差検出器と、
フレーム単位で受信された前記位相差値を平均して微細周波数オフセットを計算し、前記微細周波数オフセットに従って第２周波数オフセット補償信号を出力する平均器と、
前記第２周波数オフセット補償信号に従って前記復調されたデータシンボルの微細周波数エラーを補償する第２周波数オフセット補償部とからなる請求項３記載の前記装置。
【請求項６】
前記微細周波数オフセットは、
【数１】
0003652309.tif 000017
によって計算される請求項５記載の前記装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)／符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)システムの周波数オフセット補償装置に関し、特に、保護区間及びパイロットシンボルを利用して周波数オフセット(または周波数エラー)を補償する周波数オフセット補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、マルチメディアサービス形態が多様になるに従って、高速のデータ伝送が必要であり、同時に無線網の構築に従う消費者の要求が増加するに従って無線非同期伝送モード(Wireless Asynchronous Transmission Mode:以下、“ＷＡＴＭ”と略称する。)の市場が拡大している。従って、各国では、ＷＡＴＭ標準化のための多様な形態の組織を作ってＷＡＴＭ技術の迅速な実現に接近している。このような高速データの伝送技術を実現するために、直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiple:以下、“ＯＦＤＭ”と略称する。)技術を利用した方法に対する研究が活発に進行している。ＯＦＤＭ技術において、データは、逆高速フーリエ変換を遂行した後多数の副搬送波に乗せて送信され、前記送信された多数の副搬送波は、ＯＦＤＭ受信器で高速フーリエ変換を通じて元来のデータへ変換される。
【０００３】
図１は、一般的なＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムの構成を示す。図１を参照して、前記ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムでの送受信器の構成及び動作を説明する。
【０００４】
まず、送信器の構成を説明すると、拡散器１０１は、送信すべきデータシンボル列にデータシンボル単位でＮ倍のレートを有するコードを乗じて拡散する。ここで、前記データシンボルをＮ倍のレートを有するコードに乗じて得られるＮ個のデータビットを“サンプルデータ”と称する。データシンボルから拡散したＮ個のサンプルデータは、直／並列変換部１０３によって並列変換されてパイロットサンプル挿入部１０５へ入力する。パイロットサンプル挿入部１０５は、並列にＮ個のサンプルデータを受信し、一定の間隔で受信されたサンプルデータを穿孔した後、図２に示すように、パイロットサンプルデータを挿入して逆高速フーリエ変換部(Inverse Fast Fourier Transform:ＩＦＦＴ部１０７)へ出力する。前記ＩＦＦＴ部１０７は、パイロットサンプルが挿入されたサンプルデータをデータシンボル単位で並列に受信し、受信されたサンプルデータの逆高速フーリエ変換を遂行する。以下、ＩＦＦＴ部１０７から出力されたＩＦＦＴ変換されたデータを“ＯＦＤＭシンボル”と称する。前記ＯＦＤＭシンボルもＮ個のサンプルデータで構成される。前記ＩＦＦＴ部１０７から出力されるＯＦＤＭシンボルは、保護区間挿入部１０９へ入力される。保護区間挿入部１０９は、前記ＯＦＤＭシンボルの後部の一部分をコピーしてＯＦＤＭシンボルの前端に挿入する。保護区間が挿入されたＯＦＤＭシンボルは、ディジタル／アナログ変換器(ＤＡＣ)１１１を通じてアナログＯＦＤＭシンボルに変換され、前記変換されたアナログＯＦＤＭシンボルは上向変換された後送信される。
【０００５】
受信器は、前記送信器から送信されたアナログ信号を下向変換する。前記下向変換のときに使用される発振器(Oscillator)の不正確度によって基底帯域信号に周波数オフセットが含まれる。前記アナログ信号は、アナログ／ディジタル変換器(ＡＤＣ)１２１によってディジタルＯＦＤＭシンボルに変換された後保護区間除去部１２３に印加される。保護区間除去部１２３は、前記アナログ／ディジタル変換器１２１から出力されるＯＦＤＭシンボルをフレーム同期化させ、前記フレーム同期化の後、前記ＯＦＤＭシンボルに含まれている保護区間を除去し、保護区間の除去されたＯＦＤＭシンボルをＦＦＴ１２５へ出力する。ＦＦＴ１２５は、前記保護区間除去部１２３から出力されるＯＦＤＭシンボルを高速フーリエ変換してデータシンボルを出力する。このとき、前記下向変換が行われる間含まれる周波数オフセットによってシフトされた信号を得るので元来のデータの復旧が難しくなる。特に、各周波数帯域に所望の信号が乗せているＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムでは、周波数オフセットを正確に推定して補償しなければ元来の信号が復旧できない。このような周波数オフセットを補償するために、搬送波同期部１２７は、前記ＦＦＴ１２５から出力されるデータシンボルからパイロットサンプルを検出し、前記検出されたパイロットサンプルを利用して搬送波同期を遂行する。逆拡散器１２９は、前記ＦＦＴ１２５から出力されるＮ個のサンプルデータで拡散したデータシンボルを逆拡散して元来のデータシンボルを出力する。
【０００６】
前記ＦＦＴ１２５は、一般的に、以下<数式１>に示すようなＦＦＴ特性を利用して周波数オフセットを復旧する。
【数２】
0003652309.tif 000002
【０００７】
前記Ｘ[ｎ]は、ＦＦＴへ入力されるタイムドメイン(time domain)での入力信号、
【数３】
0003652309.tif 000003
はオフセットターム(offset term)であり、Ｘ[ｋ-ｋ0]は、下向変換のとき前記送信信号からｋ0だけシフトされた周波数オフセットを有する受信信号を示す。
【０００８】
図２は、一般的なＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムで使用するデータ構造を示す。パイロットサンプルデータは、各データシンボルのＮ個のサンプルデータを一定のパターンで穿孔した後挿入されることを示す。パイロットサンプルデータが一定のパターンで挿入されるので、前記パイロットサンプルデータを利用して<数式１>を計算し、前記<数式１>によって計算されたデータの移動量ｋ0を計算して周波数オフセットを補償する。
【０００９】
理想的なシステムでは、前記<数式１>のように受信されたパイロットサンプルが元来の基準サンプル位置からｋ0サンプルだけ移動された位置で受信されるので、相関器を使用してシフトされた値を推定して周波数オフセットｋ0が求めることができる。しかし、ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムでは、前記のようなパイロットサンプルを使用するようになると、データ伝送率が２倍以上増加するか、周波数オフセットを補償するための受信段が複雑になるか、雑音レベルが増加するなどのような性能低下が発生するので、パイロットサンプルを利用し難い。
【００１０】
理想的ではないシステムでは、さらに深刻な問題が発生するが、ＩＦＦＴ変換された信号に影響する要素は、大別してタイミングエラー、共通位相エラー(Common Phase Error:ＣＰＥ)、及び雑音などがある。受信器において、時間領域でのタイミングエラーｎeは、ＦＦＴ段を通過すると、周波数領域での元来の信号と指数関数タームとの積の形態で示されるようになるが、これは、結局、パイロットサンプル値にも影響するので、前記値が大きくなると相関器の性能を大きく低下させる原因になることがありうる。従って、ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおいて、従来の周波数オフセット補償方法では、正確の周波数オフセット値を検出することが難しい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、受信器で正確の周波数エラー訂正のためにデータシンボル列の送信のとき、一定の間隔でシンボル単位のパイロット(または、パイロットシンボル)を挿入する送信器を提供することにある。
本発明の他の目的は、一定の間隔でパイロットシンボルが挿入されたフレームデータを受信し、前記受信されたフレームデータに含まれた保護区間及びパイロットシンボルを利用して周波数オフセット補償を二度遂補償する周波数オフセットの補償装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するために、ＯＦＤＭシステムの送信器において、受信されたデータシンボルをＯＦＤＭ変調する変調部と、ＯＦＤＭ変調されたデータシンボルに保護区間を挿入する保護区間挿入部と、前記保護区間挿入部から出力されるフレーム単位のデータに一定の間隔でパイロットシンボルを挿入するパイロットシンボル挿入部と、前記パイロットシンボル挿入部から出力されるデータをアナログ形態の信号へ変換するアナログ／ディジタル変換部とからなることを特徴とする。
【００１３】
前記のような他の目的を達成するために、フレーム単位のデータに一定の間隔でパイロットシンボルが挿入され、データシンボルに保護区間が挿入されたＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭシステムの受信器において、前記ＯＦＤＭ信号がディジタル形態のデータへ変換されたデータシンボル列を受信し、各データシンボルの前記保護区間を検出して概略周波数オフセットを補償する第１搬送波同期部と、前記第１搬送波同期部から出力される信号をＯＦＤＭ復調する高速フーリエ変換部と、前記復調されたデータシンボル列から前記パイロットシンボルを検出して微細周波数オフセットを補償する第２搬送波同期部とからなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１５】
本発明では、タイミングエラー、共通位相エラー、及び雑音などのような実際状態で、周波数オフセットを推定するために、保護区間及びパイロットシンボルを利用する。前記保護区間及びパイロットシンボルを挿入する送信器の構成を図３を参照して説明する。
【００１６】
直／並列変換部２０１は、Ｎ長さのコードで拡散してＮ個のサンプルデータで構成されるデータシンボルを直列に受信し、前記Ｎ個のサンプルデータを並列へ出力する。パイロットシンボル挿入部２０３は、前記直／並列変換部２０１からＮ個のサンプルデータを並列に受信し、フレーム内で一定のパターンでパイロットシンボルを挿入する。前記パイロットシンボル挿入部２０３は、パイロットシンボルを生成する手段(図示せず)と一定のパターンに従って前記データシンボル及びパイロットシンボルをスイッチングするスイッチング手段(図示せず)とから構成されられる。前記スイッチング手段はマルチプレキサーで構成されられる。前記パイロットシンボル挿入部２０３は、前記直／並列変換部２０１の前端に位置することもできる。ＩＦＦＴ部２０５は、前記パイロットシンボル挿入部２０３から出力される前記Ｎ個のサンプルデータを並列に受信して逆高速フーリエ変換してＩＦＦＴ変換されたＯＦＤＭシンボルを並／直列変換部２０７へ出力する。前記ＩＦＦＴ変換されたＯＦＤＭシンボルは、Ｎ個のサンプルデータで構成される。前記ＯＦＤＭシンボルのＮ個のサンプルデータは、データシンボル単位でＯＦＤＭ変調されるのでＩＦＦＴ動作の前のＮ個のサンプルデータとは異なるデータである。並／直列変換部２０７は、前記逆高速フーリエ変換されたＮ個のサンプルデータを直列に変換して保護区間挿入部２０９へ出力する。保護区間挿入部２０９は、前記並／直列変換部２０７から出力されるＯＦＤＭシンボルのうちの後端の一部分をコピーして前記データシンボルの前に挿入する。本発明では、保護区間でのサンプルデータ数はＮ(サンプルデータ数)×１／２個である場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
ディジタル／アナログ変換器(ＤＡＣ)２１３は、前記保護区間挿入部２０９から出力されるＯＦＤＭシンボルを変換した後、伝送の前、前記変換されたＯＦＤＭシンボルを上向変換する。
【００１８】
図４Ａは、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムでパイロットシンボルが挿入されたフレーム構造を示すもので、斜線のシンボル＃０及び＃５はパイロットシンボルであり、４個のデータシンボルの間隔でパイロットシンボルが挿入されることを示す。１つのフレーム内で一定の間隔で挿入されることもでき、フレームの区分なく一定の間隔で挿入されることもできる。
【００１９】
図４Ｂは、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムで、図３の保護区間挿入部２０９から出力される保護区間の挿入構造を示す。
【００２０】
図４Ｂにおいて、各ＯＦＤＭシンボルに対する保護区間は、該当ＯＦＤＭシンボルの後端の一部分をコピーして前記ＯＦＤＭシンボルの前端に挿入されることを示す。本発明の実施形態では、保護区間の長さをサンプルデータ数のＮの１／２で決定した場合を示す。
【００２１】
図５は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおける受信器の構成を示す。
【００２２】
実際の状況の下で、ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムの受信器は、周波数オフセット、共通位相エラー、雑音、及びタイミングエラーなどが存在するようになる。このような実際の状況の下で受信される信号がモデリングされなければならない。図３に示したように、ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムの送信器でＩＦＦＴ部２０５の入力端の信号をＸm(ｋ)とし、ＩＦＦＴ部２０５を通じた後保護区間を挿入する前の信号をＸm[ｎ]とすれば、受信器でアナログ／ディジタル変換された信号をＹ’m[ｎ]、保護区間を除去して高速フーリエ変換された信号をＹ’m[ｋ]と定義して説明する。
【００２３】
シンボル当たり周波数オフセットをｋe[Hz/symbol]とすれば、サンプル当たり周波数オフセットはｋe／Ｎ[Hz/sample]、ｍ番目シンボルのｎ番目サンプルの周波数エラーｋm[ｎ]は<数式２>のように示される。
【数４】
0003652309.tif 000004
【００２４】
前記Ｇは、保護区間のサンプル数である。
【００２５】
受信器において、このような周波数オフセット、共通位相エラー、及び雑音などを含んでいる信号ｙm[ｎ]は、<数式３>のように示される。便宜上、サンプル数を-Ｇ〜Ｎ-１で表示する。
【数５】
0003652309.tif 000005
【００２６】
前記Ｐeは共通位相エラー、Ｗm[ｎ]は、ｍ番目シンボルのＡＷＧＮ(Additive White Gaussian Noise)を示す。
【００２７】
以下、図５を参照して受信器の構成及び動作を説明すると、アナログ／ディジタル変換器(ＡＤＣ)２２１は、前記送信器から送信されたアナログ形態の信号を下向変換し、前記下向変換されたアナログ信号をディジタル形態のＯＦＤＭシンボルへ変換する。下記説明において、前記アナログ／ディジタル変換器２２１から出力される信号をＹ’m[ｎ]と定義する。第１搬送波同期部２２３は、保護区間を利用した搬送波同期部として、前記アナログ／ディジタル変換器２２１から出力されるＯＦＤＭシンボルを受信し、前記ＯＦＤＭシンボルの保護区間Ｇ及び前記保護区間を挿入するために使用されたデータシンボルの後端のＧ個のサンプルデータ(以下、“コピーサンプルデータ”と称する。)を検出し、前記保護区間及び前記保護区間を生成するためにコピーされたサンプルデータを利用し、前記ＡＤＣ２２１から出力されるＯＦＤＭシンボルの周波数オフセットを補償して周波数同期を遂行する。本発明の実施形態では、前記保護区間のサンプルデータ数Ｇは、データシンボルのサンプルデータ数Ｎの１／２である。保護区間の信号、すなわち、ｍ番目ＯＦＤＭシンボルの前に挿入されたＧ個のサンプルデータからなる保護区間をＧm[ｎ]、ＯＦＤＭシンボルの最後のＧ個のサンプルデータ、すなわち、前記保護区間を生成するためにコピーされるサンプルデータをＲm[ｎ]と定義すれば、前記Ｇm[ｎ]及びＲm[ｎ]は、以下、<数式４>に示されることができる。
【数６】
0003652309.tif 000006
【００２８】
前記数式２乃至数式４を利用して、前記第１搬送波同期部２２３の保護区間を利用した搬送波同期動作を具体的に説明すれば、前記第１搬送波同期部２２３は、Ｇm[ｎ]及びＲm[ｎ]のそれぞれの位相を検出し、前記検出された位相Ｇm[ｎ]及びＲm[ｎ]の位相差を計算する。前記Ｇm[ｎ]とＲm[ｎ]との位相差は、<数式５>のように示される。
【数７】
0003652309.tif 000007
【００２９】
前記<数式５>において、Ｘm[ｎ+Ｎ+Ｇ]及びＸm[ｎ-Ｇ]は、同一の信号であるので、位相差が‘０’である。
【００３０】
前記<数式５>からＧm[ｎ]とＲm[ｎ]との位相差が求められると、第１搬送波同期部２２３は、以下<数式６>によって前記位相差の平均値を求める。前記第１搬送波同期部２２３は、前記計算された平均値によってＡＤＣ２２１から入力されるデータの概略周波数オフセットを補償して搬送波同期を遂行する。
【数８】
0003652309.tif 000008
【００３１】
このとき、タイミングエラーが存在すると、前記数式２〜６が正確ではない場合が発生する。ＦＦＴ開始点検出エラー、タイミング周波数オフセットなどのようなタイミングエラーをｎeとすれば、タイミングエラーを含む信号Ｙ’m[ｎ]は、<数式７>に示されることができる。
【数９】
0003652309.tif 000009
【００３２】
このとき、Ｙ’m[ｎ]は、ｎeの値に従ってｍ-１番目ＯＦＤＭシンボルまたはｍ＋１番目ＯＦＤＭシンボルのサンプルデータを含む。前記のような仮定の下で、各サンプルの位相差は、下記<数式８>によって計算される。
【数１０】
0003652309.tif 000010
【００３３】
前記<数式８>において、Ｇm[ｎ]及びＲm[ｎ]は、元来の値からｎeだけ移動された値を有するので、Ｘm[ｎ＋Ｎ＋Ｇ-ｎe]及びＸm[ｎ-Ｇ-ｎe]の範囲は、ｎ=ｎe、ｎe+１、…、Ｇ-１、負数であるとき、ｎ=０、１、２、…、Ｇ-ｎe-１になる。そこで、システムのタイミングエラーの概略的な範囲を知っていると、その範囲を除外した区間で周波数オフセットを計算できる。例えば、最大タイミングエラーが‘ａ’を超過しないと、ｎ=ａ、ａ+１、…、Ｇ-ａ-２、Ｇ-ａ-１の区間で位相差を求め、そして平均値を求めて、以下<数式９>を利用して周波数オフセットが推定できる。
【数１１】
0003652309.tif 000011
【００３４】
前記数式２乃至数式９は、第１搬送波同期部２２３が概略周波数オフセットを推定して搬送波同期を遂行するとき利用される。前記第１搬送波同期部２２３は、利用される保護区間の長さが長いほど、そして、システムのタイミングエラーの範囲が狭いほどよい性能を有する。そうではない場合は、周波数オフセットを測定する区間が短くなるほど、第１搬送波同期部は雑音の影響を多く受け、周波数オフセットを正確に推定し難い。概略搬送波同期が遂行された後、保護区間除去器２２５は、前記第１搬送波同期部２２３から出力される受信データから保護区間を除去して高速フーリエ変換(ＦＦＴ)部２２７へ出力する。前記ＦＦＴ部２２７は、前記保護区間が除去された受信ＯＦＤＭシンボルを受信してＦＦＴ動作を遂行して元来のデータシンボルを出力する。
【００３５】
第２搬送波同期部２２９は、前記ＦＦＴ部２２７でＦＦＴ変換されたデータシンボルを受信して微細搬送波同期を遂行する。具体的に、前記第２搬送波同期部２２９は、前記データシンボル列からシンボル単位のパイロットシンボルを検出し、前記検出されたパイロットシンボルの位相を求める。前記第２搬送波同期部２２９は、前記求められたパイロットシンボルの位相と自分の知っているパイロットシンボルの位相との位相差を求めて微細周波数オフセットを推定する。微細周波数オフセットが推定されると、前記第２搬送波同期部２２９は、前記推定された微細周波数オフセットを補償して微細搬送波同期を遂行する。
【００３６】
以下、前記第２搬送波同期部２２９の動作を数学的に説明すると、前記ＦＦＴ部２２７から出力されるデータシンボルの場合、ＦＦＴの特性による周波数オフセットは、信号の移動タイミングエラーであり、位相の変化量へ変換される。これは、下記<数式１０>に示されることができる。
【数１２】
0003652309.tif 000012
【００３７】
前記ｋiは、微細周波数オフセットを示す。前記受信データからパイロットシンボルのみを検出すれば、ｍの範囲は、０、ｌ-１、２ｌ-１、３ｌ-１、…、である。ここで、ｌは、シンボル単位のパイロットシンボルを挿入する周期を示す。
【００３８】
前記受信されたパイロットシンボルの位相差は下記<数式１１>によって計算される。
【数１３】
0003652309.tif 000013
【００３９】
前記<数式１１>において、第２項は、インデックスｋに従う位相の一定の変動値で示され、次の３つの項は常数位相オフセットで示され、及び最後の項は、位相の変動値で示される。もしも、送信器が同一のパイロットシンボルを継続して使用し、パイロットシンボルの挿入間隔の間タイムエラー、共通位相エラー、及び周波数オフセットが同一であれば、連続した２つのパイロットシンボルＹ’mpi(ｋ)及びＹmpi+1の位相差は、次のように計算される。
【数１４】
0003652309.tif 000014
【００４０】
前述したように、送信器が同一のパイロットシンボルを使用すれば、第１項及び第２項は同一の値を有するので、<数式１２>は、下記<数式１３>に示されることができる。
【数１５】
0003652309.tif 000015
【００４１】
前記<数式１３>において、第１項は、１つのパイロットシンボルのＮ個のサンプルに対して常数で示され、残りの項は、雑音による変動値で示される。そこで、Ｎ個のサンプルに対して位相差の平均値を求めると、雑音による影響がほとんど除去された第１項の常数値が得ることができる。前記値から下記<数式１４>によって微細周波数オフセットｋiを求めることができる。
【数１６】
0003652309.tif 000016
【００４２】
前記<数式１４>を利用して微細周波数オフセットを計算した後、第２搬送波同期部２２９は、前記計算された周波数オフセットによってＯＦＤＭシンボルの周波数オフセットを補償して搬送波同期を遂行してから逆拡散器２３１へ出力する。前記逆拡散器２３１は、前記微細周波数同期した受信データを逆拡散する。
【００４３】
前記第１搬送波同期部２２３及び第２搬送波同期部２２９の具体的な構成を図６及び図７を参照して説明する。図６は、図５の第１搬送波同期部の詳細な構成を示し、図７は、図５の第２搬送波同期部の詳細な構成を示す。
【００４４】
図６において、保護区間検出器３０１は、図５のＡＤＣ２２１から出力されるそれぞれの保護区間を含むＯＦＤＭシンボル列を受信し、前記ＯＦＤＭシンボル列に含まれているそれぞれの保護区間Ｇm[ｎ]を検出し、前記各保護区間Ｇm[ｎ]の位相を計算する。コピーされたサンプル検出器３０３は、前記ＯＦＤＭシンボル列を受信し、前記検出中の保護区間Ｇm[ｎ]を生成するためにコピーされたＯＦＤＭシンボルのサンプルデータ(以下、“コピーサンプルデータ”と称する。)を検出し、前記コピーサンプルデータの位相を計算する。前記<数式２>乃至<数式９>では、前記コピーサンプルデータをＲm[ｎ]で示す。位相差検出器３０５は、前記保護区間検出器３０１から出力される保護区間Ｇm[ｎ]の各サンプルデータ及び前記コピーサンプル検出器３０３から出力されるＲm[ｎ]の該当コピーサンプルデータのそれぞれの位相差を求めて平均器３０７へ出力する。平均器３０７は、前記位相差検出器３０５から出力される位相差をＧ(=Ｒ)個の単位で平均値を求めて概略周波数オフセットを計算して概略周波数オフセット補償信号を第１周波数オフセット補償部３０９へ出力する。第１周波数オフセット補償部３０９は、前記ＡＤＣ２２１から出力される保護区間をそれぞれ含むＯＦＤＭシンボル列を受信し、前記平均器３０７から出力される概略周波数オフセット補償信号によって前記ＯＦＤＭシンボル列の概略周波数オフセットを補償する。
【００４５】
図７において、パイロットシンボル検出器３１１は、ＦＦＴ部２２７から出力されるＩＦＦＴ変換された受信データを受信し、前記受信データに含まれているパイロットシンボルを検出する。前記パイロットシンボル検出器３１１から出力されるパイロットシンボルは、遅延器３１２及び位相差検出器３１３へ入力される。遅延器３１２は、前記検出されたパイロットシンボルをバッファリングし、バッファリングされたパイロットシンボルをパイロットシンボルの挿入周期だけ遅延させた後位相差検出器３１３へ出力する。位相差検出器３１３は、前記パイロットシンボル検出器３１１から検出されたパイロットシンボルを受信し、前記検出されたパイロットシンボルよりシンボル挿入周期だけ遅延したパイロットシンボルを前記遅延器３１２から受信し、前記２つのパイロットシンボルの対応サンプル間の位相差を求めて平均器３１４へ出力する。平均器３１４は、パイロットシンボル周期で前記位相差の平均値を求めて微細周波数オフセットを推定する。微細周波数オフセットが推定されると、前記平均器３１４は、前記微細周波数オフセットに対する微細周波数オフセット補償信号を第２周波数オフセット補償部３１５へ出力する。第２周波数オフセット補償部３１５は、ＦＦＴ部３２７からＦＦＴ変換された受信データを受信し、前記平均器３１４から出力される微細周波数オフセット補償信号によって前記受信データの微細周波数オフセットを補償する。
【００４６】
前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００４７】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明は、タイミングエラーを補償しない状態でも周波数オフセットが補償でき、雑音による変動の影響を除去して周波数オフセット推定の正確度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般的なＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムの構造を示す図である。
【図２】  一般的なＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおけるパイロットサンプルを利用するデータ構造を示す図である。
【図３】  本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおける送信器の構造を示す図である。
【図４Ａ】  本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおけるパイロットシンボルの挿入されたフレーム構造を示す図である。
【図４Ｂ】  本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおける保護区間の挿入されたフレーム構造を示す図である。
【図５】  本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおける受信器の構造を示す図である。
【図６】  図５の第１搬送波同期部の詳細な構造を示す図である。
【図７】  図５の第２搬送波同期部の詳細な構造を示す図である。
【符号の説明】
２０１  直／並列変換部
２０３  パイロットシンボル挿入部
２０５  ＩＦＦＴ部
２０７  並／直列変換部
２０９  保護区間挿入部
２１３  ディジタル／アナログ変換器
２２１  アナログ／ディジタル変換器
２２３  第１搬送波同期部
２２５  保護区間除去器
２２７  ＦＦＴ部
２２９  第２搬送波同期部
２３１  逆拡散器
３０１  保護区間検出器
３０３  サンプル検出器
３０５，３１３  位相差検出器
３０７，３１４  平均器
３０９  第１周波数オフセット補償部
３１１  パイロットシンボル検出器
３１２  遅延器
３１５  第２周波数オフセット補償部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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