IF subsampling을 적용한 OFDM시스템에서 샘플링 옵셋 추정에 관한 연구

Abstract

현재 전 세계적으로 통용되는 이동통신 기술과 서비스 표준에는 다양한 형태가 존재하고 개개의 서비스들은 독자적인 방식의 변조방식과 다중 접속 기술을 사용하며, 사용 주파수 대역도 다르다. SDR 기술은 하드웨어의 변경 없이도 여러 가지 미래 기술과 표준의 통합과 호환이 가능하므로, 미래 이동통신 시스템의 구현에 있어 필수적인 기술로 예측되고 있다. IF subsampling은 SDR(Software Defined Radio)의 핵심적인 기술로 통과대역 신호의 대역폭을 고려할 뿐만 아니라 샘플링 후에 엘리어싱이 발생하지 않는 샘플링 주파수를 찾는 것이 중요하다. 또한 기저대역에 비하여 높은 주파수 대역인 IF대역에서 샘플링하므로 기저대역의 샘플링 특성과는 달리 빠른 값의 변화를 샘플링 함에 따라 기존에 크게 성능의 영향을 미치지 않던 요소들의 영향이 커질 가능성이 있다. 본 논문에서는 후자에 초점을 맞추어 IF subsampling 에서의 jitter와 샘플링 옵셋의 영향을 기저대역 샘플링과 비교하여 분석하고 이 때의 시스템은 동기 및 주파수 옵셋에 민감한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 적용하였다. jitter와 샘플링 주파수 옵셋의 영향이 IF subsampling에 미치는 영향을 수식적으로 분석하였으며 모의 실험을 통하여 기저대역의 샘플링 옵셋의 영향과 비교하여 훨씬 큰 영향을 미침을 증명하였다. 이에 샘플링 옵셋으로 인한 영향을 줄이기 위하여 OFDM 훈련심볼을 이용한 IF subsampling을 위한 샘플링 옵셋 추정방법을 제안하고 소수배 옵셋의 범위 안에서 정확한 추정이 가능함을 MSE를 통하여 증명하였다. 또한 옵셋 보상 이후에 결과를 재분석하고 계속적인 연구방향을 제시하였다. ; At present, all over the world, Mobile communication technologies and service standards are variable and services use each unique modulation scheme and frequency band. Software defined radio (SDR) is one of the solutions for realizing a multi-mode terminal and also has the potential to reduce the cost of introducing new technology over legacy systems. Therefore SDR is expected essential technology in future. IF subsampling, the core technology of SDR, is important to consider passband signal bandwidth and to find sampling frequency without aliasing. And because receiver digitizes the received signal in IF stage, the effect of jitter and sampling offset is large. This paper analysis the effect of jitter and sampling offset in OFDM system using IF subsampling and in comparison with baseband sampling, proves those effects are large. So this paper proposes sampling offset estimation method for IF subsampling using OFDM characters to reduce the effect sampling offset and proves performance improvement with MSE in the range of fine offset. After that, We analysis the result of offset compensation and set continuous future works.