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

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

OFDM 송신단의 지연을 줄이기 위한 IFFT Processor의 설계

A Design of IFFT Processor for Reducing OFDM Transmitter Latency

  • 김준우 (한국전자통신연구원 이동단말모뎀연구팀) ;
  • 박윤옥 (한국전자통신연구원 이동단말모뎀연구팀) ;
  • 김환우 (충남대학교 전자전파정보통신공학과)
  • 발행 : 2009.12.31
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초록

본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송신단에서 IFFT 를 수행한 후 Cyclic Prefix를 첨부하여 OFDM 심볼을 생성하는데 필요한 지연을 감소시킬 수 있는 IFFT(Time shifted DIT IFFT)의 구조를 제안하고, IEEE 802.16e Mobile WiMax OFDMA/TDD규격에 적합한, 1024크기의 FFT에 1/8 cyclic prefix를 가지는 시스템의 송신단 IFFT를 VHDL로 설계한 결과를 제시한다. 본 논문에서 제안하는 IFFT는 OFDM송신단의 지연을 줄이기 위하여 IFFT에 역비트(Bit-Reversed) 순서로 데이터를 입력하고, FFT의 Frequency Translation 특징을 이용해 IFFT의 출력이 cyclic prefix의 길이만큼 시간영역 쉬프트(Time-shift) 되어 나오도록 구현되었다. 이 과정은 cyclic prefix의 길이 특성을 이용하여 부가적인 복소곱셈기(Complex Multiplier)없이 구현되었고, OFDM 송신단의 지연과 함께 IFFT 결과를 저장하는 메모리의 크기도 줄일 수 있다. 송신단의 최종 출력이 통상적인 OFDM 심볼과 완전히 동일하기 때문에 전체 시스템의 성능에도 영향을 미치지 않는다.

In This Paper, we introduce an efficient IFFT design technique named for transmitter of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system. In OFDM system, a cyclic prefix is inserted in forepart of OFDM symbol to prevent ICI(Inter-channel Interference) and ISI (Inter-symbol Interference). Attaching cyclic prefix causes delay in storing and copying IFFT result. The proposed IFFT removes this delay because its output is cyclic shifted by the length of cyclic prefix. So we can make a complete OFDM symbol by just copying the forepart of IFFT output to the end. In many cases, the length of cyclic prefix is 1/2n of FFT size, and this IFFT does not require additional hardware complexity and it does not cause any performance degradation.

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참고문헌

  1. Richard van Nee, Ramjee Prasad,'OFDM Wireless Multimedia Communications,' Artech House, PP.39-45, 2000
  2. 박경원, 박세현, 양원영, 조용수, 'Cyclic Suffix 를 사용한 OFDM기반의 25 Mbps 무선 ATM 모뎀의 ASIC Chip 설계,' 한국통신학회논문지 00-5 Vol.25 No.5B, pp.859-870
  3. Fredrik Kristensen, Peter Nilsson, Anders Olsson,'Reduced transceiver-delay for OFDM systems,' IEEE Vehicular Technology Conference, VTC, Spring 2004
  4. 위정욱, 양원영, 백종호, 유영환, 조진웅, 조용수, '효율적 Cyclic Extension을 갖는 Zipper 방식의 VDSL모뎀,'한국통신학회논문지 00-10 Vol.25 No.10B, pp.1793-1802
  5. Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, 'Discrete-Time Signal Processing, Second Edition,' PP.650-652, Prentice Hall, 1999
  6. Shouheng He, Mats Torkelson,'A New Approach to Pipeline FFT Processor,' The 10th Proceedings or IPPS, 1996, pp.766-770 https://doi.org/10.1109/IPPS.1996.508145
  7. IEEE Standard 802.16-2004, 'IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,' 2006.2
  8. 박형숙, 박윤옥, 김철성 'OFDMA/TDD 시스템의 하향링크 빔형성 송신기 설계,'한국통신학회논문지 06-5 Vol.31 No.5A, pp.493-500
  9. IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic. New Your, ANSI/IEEE 754-1985, 1985
  10. IEEE Standard 802.11a-1999: Wireless LAN MAC and PHY Specifications-High Speed Physical Layer in the 5 GHz Band, New York, IEEE, 2000
  11. ETSI, 'Digital video broadcasting (DVB): Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television,' EN 300 744, V1.4.1 Jan., 2001
  12. Seungbeom Lee, Sin-Chong Park,'Modified SDF Architecture for Mixed DIF/DIT FFT,' Circuits and Systems, 2007, pp.2590-2593 https://doi.org/10.1109/ISCAS.2007.377845