본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(Orhogonal Frequency Division Multiple Access) 상향 링크 시스템에서 best linear unbiased estimator (BLUE)의 원리에 기반한 시간 동기 추정 알고리즘을 소개하며, 이 알고리즘을 기반으로 하여, 추정범위 제한 문제를 해결하기 위한 개선된 시간추정 기법을 추가적으로 제안한다. 새로운 추정 알고리즘은 인접한 부반송파 간의 차등 상관관계를 이용하여 주파수 축에서 시간 오차를 추정한다. 차등 상관관계는 시간 오차를 포함한 위상 정보를 나타내고, 채널의 주파수 선택적 특성에 의한 신호 왜곡을 완화시킨다. 기존의 추정 방법과 비교하여 제안된 추정 알고리즘은 비교적 정확한 추정 성능을 보인다. 실험 결과는 제안된 추정기가 상대적으로 작은 오차의 평균과 분산을 가지는 것을 확인하여 준다. 또한 실험은 신호 대 잡음비의 크기가 0에서 20 dB 사이일 때, 시간 추정 오차에 의한 제안된 추정기의 신호 대 잡음비 열화 정도가 0.4 dB 이하인 것을 보여준다. 따라서 제안된 동기 알고리즘은 OFDMA 상향 링크 시스템에서 다중 사용자의 시간동기추정에 적합하다.
In this paper, the timing estimator based on the principle of the best linear unbiased estimator (BLUE) is proposed in OFDMA uplink systems. The proposed timing estimator exploits the phase information of the differential correlation between adjacent subcarriers. The differential correlation can extract the information about timing offset and mitigate the distortion of the signal caused by the frequency selectivity of channel. Compared with conventional methods, the proposed estimator shows more accurate capability in estimation. In addition, the estimator is hardly affected by the distortion caused by the frequency selectivity of channel. Simulation results confirm that the proposed estimator shows a small error mean and a relatively small error variance. In addition, the performance of the estimator is evaluated by means of SNR loss. It is shown by simulations that the SNR loss of the proposed estimator by estimation errors is less than 0.4 dB for the SNR values between 0 and 20 dB. This might indicate that the proposed estimator is suitable for the timing synchronization of multiple users in OFDMA uplink systems.
