TDM 수신 방식의 멀티 대역 OFDM 통신 시스템에서 STO 특성 분석 및 보상

Abstract

4세대 이동통신에서 LTE-Advanced 시스템은 최대 1Gbps의 전송 속도를 구현하기 위해 최대 l00MHz의 넓은 주파수 대역을 필요로 한다. 그러나 현재의 상태에서는 이러한 넓은 대역의 주파수를 얻기가 힘들어 대안으로 여러개의 조각난 대역을 합쳐서 사용하는 Carrier Aggregation기법이 제안되었다. 기본적으로 Carrier Aggregation과 같이 다중 대역을 통해 수신되는 신호는 대역별 여러 개의 수신기를 이용해 각각의 대역별로 병렬 수신 처리하는 Multi-Chain방식이 사용되는데 이는 효과적인 방법이 아니다. 그러므로 본 논문에서는, Time division Multiplexing(TDM)방법을 이용하여 단일 수신기로 수신할 수 있는 방법을 연구한다. TDM 방식은 수신된 여러 대역의 신호를 시간적으로 나누어 수신하고 하나의 DSP를 통해 처리할 수 있는 방식이다. 그런데, 이러한 TDM 방식 기반에서는 Sampling Timing Offset (STO)에 의하여 심각하게 성능 왜곡이 발생하게 된다. 그러므로 본 연구에서는 TDM 방식 기반에서 발생하는 샘플링 타이밍 오프셋의 영향을 분석한다. 그리고 그 분석을 통해 구한 STO 추정 값을 이용하여 보상하는 방법을 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 BER 성능을 확인하고 제안된 시스템이 OFDM 기반의 시스템에서 다중 대역을 단일 수신기로 수신하는 방법에 적합함을 보인다. For the 4th generation mobile communication, LTE-advanced system needs the broad frequency band up to 100MHz for providing the data rate of maximum 1Gpbs. However, it is very difficult to secure the broad frequency band in the current frequency allocation situation. So, carrier aggregation was proposed as the solution, in which several fragmented frequency bands are used at the same time. Basically, multiple parallel receivers are required to get the information data from the different frequency bands but this conventional multi-chain receiver system is very inefficient. Therefore, in this paper, we like to study the single chain system that is able to receive the multi-band signals in a single receiver based on the time division multiplexing (TDM) reception method. This proposed TDM receiver efficiently manage to receive the multi-band signals in time domain and handle the baseband signals with one DSP board. However, the serious distortion could be generated by the sampling timing offset (STO) in the TDM-based system. Therefore, we like to analyze STO effects in the TDM-based system and propose a compensation method using estimated STO. Finally, it is shown by simulation that the proposed method is appropriate for the single chain receiver and show good compensation performance.