Phase Tracking for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Systems

This paper proposes the algorithm for tracking of the residual phase errors incurred by carrier frequency offset and sampling frequency offset in the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems which are suitable for high data rate wireless communications. In the OFDM systems the subcarriers which are orthogonal to each other are modulated by digital data and transmitted simultaneously. The carrier frequency offset causes degradation of signal to noise ratio(SNR) performance and interference between the adjacent subcarriers. The errors in the sampling timing caused by the sampling frequency difference between the transmitter and the receiver sides also cause a major performance degradation in the OFDM systems. The residual error tracking and compensation mechanism is essential in the OFDM system since the carrier and the sampling frequency offset cause the loss of orthogonality resulting in the system performance loss. This paper proposes the scheme where the channel gain and the payload data information are reflected in the residual error tracking process which results in the reduction of the estimation error and the tracking performance improvements under the frequency selective fading wireless channels.

직교 주파수 분할 다중화 시스템을 위한 위상 오차 추적

본 논문에서는 고속무선통신에 널리 사용되고 있는 직교 주파수 분할 다중화 데이터 전송시스템에서 반송파주파수 옵셋(Offset)에 의한 잔류 위상 오차와 샘플링 주파수 옵셋에 의한 잔류 오차를 추적하고 보상하는 알고리즘을 제안한다. 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서는 서로 직교성을 가지는 부반송파들이 디지털 데이터에 의해 변조되어 동시에 전송된다 반송파 주파수 옵셋이 존재하는 경우에는 신호 대 잡음비의 감소 그리고 인접 부반송파의 간섭 등이 발생한다. 또한 송신단과 수신단에서의 샘플링 주파수의 차이로 인한 샘플링 시점의 오차도 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 성능저하의 주요한 요인으로 작용한다. 반송파 주파수의 오차와 샘플링 주파수의 오차는 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 중요한 성질중의 하나인 직교성 상실을 초래하며 이는 성능저하의 원인으로 작용하므로 수신단에서는 지속적으로 잔류 오차를 추적하여 보상해 주는 방식의 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 주파수 선택적 페이딩 무선 채널 환경에서 파일롯 데이터뿐만 아니라 채널이득 정보 및 페이로드 데이터를 주파수 오차 추정에 반영하여 추정오차를 줄이고 이 추정 값을 주파수 오차 보상에 반영하여 성능 향상을 달성할 수 있는 방식을 제안한다.