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다단 추적 모드를 적용한 WCDMA 역방향 링크 수신기용 Normalized CP-AFC
Normalized CP-AFC with multistage tracking mode for WCDMA reverse link receiver

도주현   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학과UU0000759  ); 이영용   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학과UU0000759  ); 김용석   (삼성전자 통신연구소CC0101996  ); 최형진   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학과UU0000759  );
  • 초록

    본 논문에서는 제 3 세대 이동 통신인 WCDMA 기지국 모뎀의 실제 구현에 적합하도록 변형된 AFC(Automatic Frequency Control) 루프를 제안한다. 제안된 AFC 루프에는 구현상의 복잡도 감소를 위하여 기존의 CP-FDD(Cross Product Frequency Difference Detector) 알고리즘을 변형한 Normalized CP-FDD 알고리즘을 적용하였다. 제안된 Normalized CP-FDD는 입력 신호 진폭 변화에 민감한 기존 CP-FDD 출력 특성을 보완하며, FDD의 출력(S-curve)의 선형화 구간을 증가시킴으로써 안정적인 주파수 오차에 대한 추정을 가능하게 한다. WCDMA에서는 IS-95 시스템과 다르게 파일롯 심볼이 연속적으로 전송되지 않으므로, FDD 입력단에 이동 평균 필터(Moving Average Filter)를 도입하여 교차곱(Cross-product)의 수를 증가시킴으로써 잡음의 영향을 감소시키고 주파수 오차에 대한 추적 시간 성능과 안정성을 향상시켰다. 또한 다단 추적 모드를 적용함으로써 수신 신호의 주파수 오차의 크기에 대한 능동적인 보상이 가능하도록 하였으며, 루프 필터의 출력을 이용한 ROM table 도약 구조의 NCO(Numerical Controled Oscillator)를 적용하여 주파수 오차를 보상하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 WCDMA 기지국 모뎀 구현에서 성공적으로 적용되었다.


    In this paper, we propose a modified AFC algorithm which is suitable for the implementation of WCDMA reverse link receiver modem. To reduce the complexity, the modified CP-FDD algorithm named 'Normalized CP-FDD' is applied to the AFC loop. The proposed FDD algorithm overcomes the conventional CP-FDD's sensitivity to the variance of input signal amplitude and increases the linear range of S -curve. Therefore, offset frequency estimation using the proposed scheme can be more stable than the conventional method. Unlike IS-95, since pilot symbol in WCDMA is not transmitted continuously, we introduce a moving average filter at the FDD input to increase the number of cross-product. So, tracking speed and stability are improved. For more rapid frequency acquisition and tracking, we adopt a multi-stage tracking mode. Using NCO having ROM table structure, the frequency offset is compensated. We applied the proposed algorithm in the implementation of WCDMA base station modem successfully.


  • 주제어

    normalized CP-AFC .   multistage tracking .   WCDMA .   Frequency synchronization.  

  • 참고문헌 (12)

    1. 3GPP Technical Specification Group Radio Access Network TS. 25-Series, Physical Layer Procedures, Release 1999 
    2. F.M. Gardner, 'Characteristics of Frequency Tracking Loops,' IEEE Trans. Comm, vol. COM-33, no. 2, pp. 226-240, Feb. 1985 
    3. A. Leon-Garcia, Probability and random processes for electrical engineering, New York: Addison-Wesley, 1994 
    4. John G. Proakis, Digital communications. New York: McGraw-Hill, 1995 
    5. C. Travis, 'Automatic frequency control,' Proc. IRE, vol. 23, pp. 1125, Oct. 1995 
    6. Walter R. Braun, 'Performance analysis for the expending search PN acquisition algorithm,' IEEE Trans. Comm., vol. COM-30, no. 3, pp. 424-435, Mar. 1982 
    7. N. Mochizuki, and T. Sugiyama, 'A new AFC circuit employing double-product discriminator in vary low CNR environment,' IEICE Trans. Commun., vol. E80-B, no. 1, pp.25-32, Jan. 1997 
    8. A.N. D'Andrea and U. Mengali, 'Design of Quadri-correlators for Automatic Frequency Control system,' IEEE Trans. Comm, June 1993 
    9. F.D. Natali, 'AFC tracking Algorithms,' IEEE Trans. Comm, vol. COM-32, pp. 935-947, Aug. 1984 
    10. F.M. Gardner, 'Properties of Frequency Difference Detectors,' IEEE Trans. Comm, vol. COM-33, no.2, Feb. 1985 
    11. Harish Viswanathan and Rajeev Krishnamoorthy, 'A fequency offset estimation technique for frequency-selective fading channels,' IEEE Communication letters, vol. 5, no. 4, pp. 166-168, April 2001 
    12. 최형진, 동기방식 디지털 통신, 교학사, pp. 138-160, 1995 

 저자의 다른 논문

  • 도주현 (7)

    1. 2004 "RACH 프리앰블 구조에 적합한 WCDMA 역방향 링크 수신기용 고속 프리앰블 탐색기의 설계" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 29 (a8): 898~908    
    2. 2005 "Burst OFDM 시스템을 위한 차동 상관 기반의 프레임 동기 알고리즘" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 30 (c10): 1017~1026    
    3. 2005 "WCDMA 단말 모뎀을 위한 개선된 SIR 측정 알고리즘 설계" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 30 (a2): 51~60    
    4. 2005 "DVB-H 수신기 모뎀을 위한 고속 분산 파일럿 동기 알고리즘" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 30 (a11): 1081~1091    
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    7. 2006 "2.45GHz LR-WPAN 수신기를 위한 Timing Estimator 알고리즘의 설계" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 31 (a3): 282~290    
  • 김용석 (14)

  • 최형진 (103)

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