KR100266601B1 - Channel interference cancellation method and apparatus for digital television system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 티브이 시스템에 관한 것으로 특히, 유럽형 지상파 디지털 티브이 시스템에 있어서 채널 간섭 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital TV system, and more particularly, to a method and apparatus for canceling channel interference in a European terrestrial digital TV system.
현재 유럽에서는 OFDM(; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 지상파 디지털 티브이 방송의 표준으로 채택하였다.Currently, in Europe, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) transmission is adopted as a standard for terrestrial digital TV broadcasting.
OFDM 전송 방식은 한 블럭의 정보 비트를 다수의 직교 부반송파에 실어서 낮은 심벌 전송 속도로 중첩하여 병렬 전송하는 방식으로 이용 가능한 주파수 대역을 모두 사용할 수 있고 다중 경로 왜곡의 영향과 임펄스성 잡음을 줄일 수 있다.The OFDM transmission method uses one block of information bits on multiple orthogonal subcarriers and superimposes them at a low symbol transmission rate so that all available frequency bands can be used and the effects of multipath distortion and impulsive noise can be reduced. have.
이러한 OFDM 전송 방식을 시스템에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이동 수신시의 다중 경로 환경에 의한 성능 저하에 대처하기 위하여 OFDM 전송 방식에 보호 구간(Guard Interval) 개념을 도입함과 아울러 에러 정정 부호화(Error Correction Coding)를 결합시킨 COFDM 전송 방식이 제시되었다.In order to cope with the performance degradation caused by the multipath environment in mobile reception, the research on applying the OFDM transmission scheme to the system is actively conducted. In addition, the concept of guard interval is introduced in the OFDM transmission scheme and error correction coding is performed. A COFDM transmission scheme combining the (Error Correction Coding) has been proposed.
상기 COFDM 전송 방식은 특성상 송신 전력이 기존 아나로그 방식의 송신 전력보다 10% 정도로 매우 작고 부가성 잡음(Added Gaussian White Noise : AWGN)의 성격을 가짐으로 상대적으로 아나로그 방송에 영향을 줄 가능성은 희박하다.The COFDM transmission method has a very small transmission power of about 10% than the conventional analog transmission power, and has a characteristic of added Gaussian White Noise (AWGN), which is relatively unlikely to affect analog broadcasting. Do.
그러나, 지상파 디지털 티브이 방송은 한정된 채널을 기존의 아나로그 방식(예로, NTSC)의 방송 채널과 공유하여야 함으로 기존 아나로그 티브이 방송 채널에 의한 간섭은 피할 수 없는 문제로 대두된다.However, since terrestrial digital TV broadcasting has to share a limited channel with a conventional analog broadcasting channel (for example, NTSC), interference by the existing analog broadcasting channel is inevitably a problem.
즉, 도1 의 예시도에 도시된 바와 같이, 지상파 디지털 티브이 방송은 현재의 아나로그 방송의 주파수대에 채널이 할당되기 때문에 완전히 디지털화되기까지 양립하여야 하며 이로 인하여 현재 NTSC 방송의 경우 금지 대역에서 채널을 할당받음으로 인접 채널(Adjacent-Channel)이나 동일 채널(Co-Channel)에 의해 영향을 받게 됨을 의미한다.That is, as shown in the exemplary diagram of FIG. 1, the terrestrial digital TV broadcast must be compatible until fully digitalized because the channel is allocated to the frequency band of the current analog broadcast. This means that it is affected by the adjacent channel (Adjacent-Channel) or the same channel (Co-Channel).
따라서, 기존의 티브이 방송 채널과 지상파 디지털 티브이 방송 채널을 공유하기 위해서는 기존 아나로그 방송의 반송파에 의한 간섭을 최소화하여야 한다.Accordingly, in order to share the existing TV broadcasting channel and the terrestrial digital TV broadcasting channel, interference by the carrier of the existing analog broadcasting should be minimized.
먼저, NTSC 신호의 스펙트럼을 살펴보면 도3 의 파형도에 도시된 바와 같이, 영상 반송파의 위치는 1.25MHz 에 있고 색 부반송파은 영상 반송파로부터 3.58MHz 떨어진 위치에 있으며 음성 반송파는 영상 반송파로부터 4.5MHz 떨어진 위치 존재한다.First, looking at the spectrum of the NTSC signal, as shown in the waveform diagram of FIG. 3, the position of the image carrier is at 1.25 MHz, the color subcarrier is at 3.58 MHz from the image carrier, and the voice carrier is 4.5 MHz away from the image carrier. do.
또한, 영상과 색 신호들은 각각 15.734KHz 의 절반에 오프셋되어 있다.Also, the image and color signals are offset at half of 15.734KHz respectively.
따라서, NTSC 시스템의 특성에서 OFDM 시스템의 반송파 간격을 선택할 수 있고 15.734KHz 의 절반인 '7.867
또 다른 방법으로 NTSC 특성상 나타나는 각 반송파의 위치의 강한 에너지대에서 FFT 데이터들의 배열내에 대응되는 값을 '0'으로 하여 그런 부분들의 OFDM 반송파들을 사용하지 않음(Null)으로써 간섭을 줄일 수 있다.Alternatively, interference can be reduced by not using the OFDM carriers of such portions by setting a value corresponding to '0' in the array of FFT data at the strong energy band of each carrier position appearing in the NTSC characteristic.
본 발명에서는 널(Null) 데이터를 사용하여 기존의 NTSC 방식과의 채널 간섭을 줄이는 방법에 대해서 설명하기로 한다.In the present invention, a method of reducing channel interference with an existing NTSC scheme using null data will be described.
OFDM 시스템에서 NSC 신호의 간섭은 NTSC 신호 성분중 강한 전력을 갖는 각 반송파들의 성분에 의해 발생한다.In an OFDM system, interference of an NSC signal is caused by a component of each carrier having strong power among NTSC signal components.
일반적으로 OFDM 신호의 수신 파형은 도2 에 도시된 바와 같이 부가성 잡음의 형태로 나타난다.In general, the reception waveform of the OFDM signal is shown in the form of additional noise as shown in FIG.
그리고, NTSC 신호의 파형은 OFDM 신호와 동일한 주파수 대역에서 도3 과 같은 형태이다.In addition, the waveform of the NTSC signal has the form as shown in FIG. 3 in the same frequency band as the OFDM signal.
예를 들어, OFDM 신호의 반송파가 2K 모드인 경우 '6MHz/1705'에 의해 '3.52KHz' 정도의 주파수 간격을 갖고 존재한다.For example, when the carrier of the OFDM signal is in the 2K mode, it exists at a frequency interval of about 3.52KHz by '6MHz / 1705'.
이때, NTSC 의 각 반송파들에서 OFDM 한 심벌이 나타나는 위치는 영상 반송파의 경우 '1705*(1.25MHz/6MHz)'로 약 355번째에 위치하게 되고 이는 OFDM 부반송파들중 355번째 반송파를 중심으로 NTSC 신호의 영상 반송파의 간섭이 일어나게 됨을 의미한다.In this case, the position where an OFDM symbol appears in each of the carriers of NTSC is located at about 355th in the case of the video carrier '1705 * (1.25MHz / 6MHz)', which is the NTSC signal centered on the 355th carrier of the OFDM subcarriers This means that the interference of the image carrier will occur.
마찬가지 방법으로 색 부반송파, 음성 반송파의 위치를 구하면 1372, 1634 번째 위치에 나타나게 된다.Similarly, when the color subcarrier and the voice carrier are located, they appear at the 1372 and 1634 th positions.
따라서, 동일 채널의 NTSC 신호에 의해 간섭이 발생된 경우 수신된 OFDM 신호의 형태는 도4 와 같이 NTSC 의 캐리어 부분에 큰 에너지가 중첩된다.Therefore, when interference is generated by the NTSC signal of the same channel, the received OFDM signal has a large energy overlapping the carrier portion of the NTSC as shown in FIG.
종래에는 도4 와 같이 발생한 간섭을 제거하기 위하여 도5 와 같이 NTSC 에서 강한 에너지대를 갖는 영상 반송파, 색 부반송파, 음성 반송파 부분에 OFDM 신호를 전송하지 않고 '0'으로 전송하는데 이를 널(NULL) 혹은 스펙트럴 홀(Spectral Hole)이라고 한다.Conventionally, in order to remove the interference generated as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, the image carrier, color subcarrier, and voice carrier having a strong energy band are transmitted as '0' without transmitting an OFDM signal. Alternatively, it is called a spectral hole.
그러나, 종래에는 OFDM FFT 모드가 2k인 경우 널의 수가 OFDM 부반송파수의 8∼10% 정도로 많은 량을 필요로 하여 데이터 전송량을 감소시킴으로 화질의 열화를 초래하는 문제점이 있다.However, conventionally, when the OFDM FFT mode is 2k, the number of nulls requires a large amount of about 8 to 10% of the OFDM subcarriers, thereby reducing the data transmission amount, resulting in deterioration of image quality.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 NTSC 신호로부터 OFDM 신호에 야기되는 간섭 신호의 통계적 특성을 예측하여 이를 근거로 수신되는 신호를 보정함으로써 동일 채널의 간섭을 제거하기 위해 OFDM 신호에 주어지는 널(Null)의 수를 최소화하여 화질의 열화를 방지하도록 창안한 디지털 티브이 시스템의 채널 간섭 제거 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.Therefore, in order to solve the conventional problem, the present invention predicts the statistical characteristics of the interference signal caused by the OFDM signal from the NTSC signal and corrects the received signal based on the null signal given to the OFDM signal to remove the interference of the same channel. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for canceling channel interference in a digital TV system, which is designed to minimize the number of nulls to prevent degradation of image quality.
도 1은 디지털 티브이 방송에서 간섭을 보인 예시도.1 is an exemplary diagram showing interference in digital TV broadcasting.
도 2는 OFDM 신호의 형태를 보인 예시도.2 is an exemplary view showing a form of an OFDM signal.
도 3은 NTSC 신호의 스펙트럼을 보인 예시도.3 is an exemplary view showing a spectrum of an NTSC signal.
도 4는 간섭이 발생한 OFDM 신호의 형태를 보인 예시도.4 is an exemplary diagram showing a form of an interference OFDM signal.
도 5는 NTSC 간섭의 제거를 위한 널 신호의 삽입을 보인 예시도.5 illustrates insertion of a null signal for removal of NTSC interference.
도 6은 OFDM 시스템의 채널 모델을 보인 블럭도.6 is a block diagram illustrating a channel model of an OFDM system.
도 7은 OFDM 신호의 1 프레임을 보인 예시도.7 is an exemplary view showing one frame of an OFDM signal.
도 8은 예측 신호의 삽입을 보인 예시도.8 is an exemplary view showing insertion of a prediction signal.
도 9는 본 발명의 실시예를 보인 블럭도.9 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에서 예측 범위 설정을 보인 예시도.FIG. 10 is an exemplary view illustrating a prediction range setting in FIG. 9. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
201 : QAM 맵퍼 202 : 역푸리에 변환기201: QAM Mapper 202: Inverse Fourier Converter
203 : 전송 필터 205 : 정합 필터203: transmission filter 205: matching filter
206 : 푸리에 변환기 210 : 간섭신호 예측기206: Fourier transformer 210: Interference signal predictor
220 : 덧셈기220: adder
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 OFDM 시스템에서 아나로그 티브이 방송의 간섭을 제거하기 위해 '0' 데이터가 삽입되어 전송되는 신호를 수신하여 간섭을 제거하는 방법에 있어서, 널의 수를 설정하는 단계와, 수신 신호를 일정 시간동안 저장하여 시간축 평균값을 구하는 단계와, 상기 평균값에 따라 간섭의 크기와 모양을 예측하는 단계와, 상기에서 구한 간섭의 크기에 따라 보정 범위를 구하는 단계와, 상기에서 구한 보정 범위를 이용하여 간섭 신호를 예측하는 단계와, 상기에서 예측한 간섭 신호를 이용하여 수신되는 신호를 보정함에 의해 널의 수를 줄이는 단계와, 상기에서 보정된 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for eliminating interference by receiving a signal in which '0' data is inserted and transmitted in order to remove interference of an analog broadcast in an OFDM system. Storing the received signal for a predetermined time to obtain a time axis average value, predicting the magnitude and shape of the interference according to the average value, obtaining a correction range according to the magnitude of the interference obtained above, Predicting the interference signal using the obtained correction range, reducing the number of nulls by correcting the received signal using the predicted interference signal, and removing the interference signal from the corrected received signal. Characterized by performing the steps.
상기에서 수신 신호를 1 프레임동안 저장하여 시간축 평균값을 구하는 것을 특징으로 한다.In this case, the received signal is stored for one frame to obtain a time axis average value.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 아나로그 티브이 방송의 간섭을 제거하기 위해 '0' 데이터가 삽입된 신호를 수신하여 부호화함에 의해 간섭을 제거하는 OFDM 시스템에 있어서, 전송 채널에 송출된 OFDM 샘플을 수신하여 정합하는 정합 필터와, 이 정합 필터의 출력 신호를 푸리에 변환하는 푸리에 변환기와, 이 푸리에 변환기의 출력 신호를 1 프레임동안 저장하여 시간축 평균을 구한 후 간섭의 정도에 전체적인 간섭 신호의 크기와 형태를 예측하여 예측된 간섭 신호를 생성하는 간섭신호 예측기와, 상기 푸리에 변환기의 출력 신호를 상기 간섭신호 예측기의 출력 신호로 감산하여 원래의 OFDM 송신 신호를 출력하는 덧셈기로 수신 장치를 구성함을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in order to achieve the above object in the OFDM system for removing interference by receiving and encoding a signal inserted with '0' data in order to remove the interference of the analog broadcast, transmitted to the transmission channel A matched filter for receiving and matching OFDM samples, a Fourier transformer for Fourier transforming the output signal of the matched filter, and an output signal of the Fourier transformer for one frame to obtain a time-base average, The receiver comprises an interference signal predictor for predicting magnitude and shape and generating an estimated interference signal, and an adder for subtracting an output signal of the Fourier transformer to an output signal of the interference signal predictor and outputting an original OFDM transmission signal. It is characterized by.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도9 는 본 발명의 실시예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, OFDM 신호를 QAM 맵핑하여 QAM 샘플을 출력하는 QAM 맵퍼(201)와, 이 QAM 맵퍼(201)의 출력 신호를 역푸리에 변환하여 OFDM 샘플을 추출하는 역푸리에 변환기(202)와, 이 역푸리에 변환기(202)에서 추출된 OFDM 샘플을 전송 채널(204)로 송출하는 전송 필터(203)로 송신 장치를 구성하고; 상기 전송 채널(204)에 송출되어 간섭이 발생된 신호(r(t))를 정합하는 정합 필터(205)와, 이 정합 필터(205)에서 수신한 신호(r(t))를 푸리에 변환하는 푸리에 변환기(206)와, 이 푸리에 변환기(206)의 출력 신호를 1 프레임동안 저장하여 시간축 평균을 구한 후 간섭의 크기와 형태에 따라 예측 신호의 크기와 형태를 설정하여 예측 신호를 생성하는 간섭신호 예측기(210)와, 상기 푸리에 변환기(206)의 출력 신호를 상기 간섭신호 예측기(210)의 출력 신호로 감산하여 보정된 OFDM 신호(
이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
일반적인 OFDM 시스템의 채널 모델은 도6 의 블럭도에 도시한 바와 같이, OFDM 송신기는 역푸리에 변환기(202)가 QAM 심벌(B(k))을 역푸리에 변환(IFFT)하여 OFDM 샘플(b(k))을 추출하면 전송 필터(203)가 상기에서 추출된 OFDM 샘플(b(k))을 전송 특성(g(k)으로 콘볼루션 매칭하고 그 매칭된 신호(s(k))를 전송 채널(204)로 송출하고, OFDM 수신기는 정합 필터(205)가 상기 전송 채널(204)에 송출된 OFDM 신호(s(k))에 NTSC 간섭 신호(i(k))가 더해진 신호(r(t))를 수신하여 정합하면 푸리에 변환기(206)가 상기 정합 필터(205)의 출력 신호(y(k))를 푸리에 변환하여 신호(Y[k])를 출력하도록 구성된다.The channel model of a typical OFDM system is shown in the block diagram of Figure 6, OFDM transmitter, the inverse Fourier transformer 202 inverse Fourier transform (IFFT) the QAM symbol (B (k)) is an OFDM sample (b (k) ), The transmission filter 203 convolutionally matches the extracted OFDM sample b (k) with the transmission characteristic g (k) and transmits the matched signal s (k) to the transmission channel ( 204, and the OFDM receiver transmits a signal r (t) to which an NTSC interference signal i (k) is added to the OFDM signal s (k) transmitted by the matching filter 205 to the transmission channel 204. Is received and matched, the Fourier transformer 206 is configured to Fourier transform the output signal y (k) of the matched filter 205 to output the signal Y [k].
이러한 구성에서 각 신호들의 특성을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the characteristics of each signal in this configuration is as follows.
역푸리에 변환기(202)에서 전송 필터(203)로 입력되는 OFDM 심벌(b(k))은 아래의 식(1)과 같이 표시된다.The OFDM symbol b (k) input from the inverse Fourier transformer 202 to the transmission filter 203 is expressed as shown in Equation (1) below.
여기서, n은 OFDM 샘플의 수로서 n=0,1,2,...,(N-1)의 값은 갖는다.Where n is the number of OFDM samples and n = 0,1,2, ..., (N-1) has a value.
상기에서 역푸리에 변환기(202)에 입력되는 신호(B(k))는 QAM 맵핑된 복소수 심벌로서 k번째 부반송파에 실린 데이터이다.The signal B (k) input to the inverse Fourier transformer 202 is data carried on the k-th subcarrier as a QAM mapped complex symbol.
상기에서 역푸리에 변환(IDFT)를 거친 데이터(b(k))는 특성(g(k))을 갖는 전송 필터(203)를 지나 전송 채널(204)로 송출되어 NTSC 간섭신호(i(t))가 부가된다.The data b (k), which has undergone the inverse Fourier transform (IDFT), is transmitted to the transmission channel 204 through the transmission filter 203 having the characteristic g (k) and is transmitted to the NTSC interference signal i (t). ) Is added.
따라서, OFDM 수신기에 수신되는 신호(
여기서, '*'는 콘볼루션을 나타낸다.Here, "*" represents convolution.
상기에서 수신된 신호(
따라서, 푸리에 변환기(206)에서 최종적으로 푸리에 변환(FFT)된 신호(Y(k))는 다음과 같은 식(4)로 표시된다.Therefore, the signal Y (k) finally Fourier transformed (FFT) by the Fourier transformer 206 is represented by the following equation (4).
여기서,
그리고, 푸리에 변환(FFT)된 신호(S[k])는 QAM 신호(B(k))의 디맵핑(de-mapping)된 신호로 동등 확률을 가짐으로 평균값은 '0'이 된다.The Fourier transformed signal S [k] is a de-mapping signal of the QAM signal B (k) and has an equal probability, so that the average value is '0'.
이때, NTSC 에 의한 간섭 신호(I(k))는 간섭 신호(i(t))의 주파수 영역 신호로서 OFDM 신호에서 보면 주파수 영역의 신호가 더해지는 결과가 된다.At this time, the interference signal I (k) by NTSC is a frequency domain signal of the interference signal i (t), which results in the addition of the signal in the frequency domain when viewed in the OFDM signal.
즉, 상기 식(4)에서
따라서, 상기 식(4)는 부가된 간섭 신호 부분에서 '0'이 되지 않는다.Therefore, Equation (4) does not become '0' in the added interference signal portion.
이때, NTSC 신호의 간섭을 최소화하기 위해서는 간섭 신호(I(k))에 대응하는 추정값(
여기서,
따라서, Y(k)
즉, 예측된 간섭 신호(
따라서, 채널(204)에서 간섭이 일어난 NTSC 신호(I(k))를 감쇄시키기 위한 예측된 간섭 신호(
먼저, 간섭신호 예측기(210)는 푸리에 변환기(206)에서 출력되는 신호(Y(k))를 1프레임씩 저장하여 시간축으로의 평균값(
상기에서 수신된 신호(Y(k))는 간섭 신호(I(k))가 더해진 신호이므로 보호 구간이 없는 2K 모드의 경우 1 OFDM 심벌은 1705개의 데이터로 이루어지며 이러한 1 OFDM 심벌의 68개 집합을 1 프레임이라 하는데, 1 프레임 즉, 68 OFDM 심벌동안의 값은 도7 과 같다.Since the received signal Y (k) is a signal to which the interference signal I (k) is added, in the 2K mode without a guard interval, 1 OFDM symbol is composed of 1705 data, and 68 sets of such 1 OFDM symbols are obtained. It is referred to as one frame, and the value during one frame, that is, 68 OFDM symbols is shown in FIG.
만일, QAM 맵핑된 신호가 입력 신호와 동등한 확률을 가진다고 가정하면 채널 전송때 OFDM 신호가 2K 모드인 경우 1 프레임의 OFDM 신호를 수신하여 저장한 후 시간축으로 평균을 구하면 아래의 식(6)과 같다.If it is assumed that the QAM mapped signal has the same probability as the input signal, if the OFDM signal is 2K mode during channel transmission, the OFDM signal of one frame is received and stored, and then the average is calculated on the time axis. .
예를 들어, 상기에서 평균값을 구하는 구간을 68개의 심벌(= 1프레임)로 할 때 2K 모드의 경우 보호 구간이 1/4라면 전체 심벌의 구간은 1705
한편, OFDM 신호의 특성은 동등 확률을 가지는 신호이므로 평균값이 '0'이지만, 간섭 신호(i(t))가 있는 부분 즉, NTSC 의 영상, 색, 음성 반송파 부분에 큰 값이 나타나며 또한, 상기 간섭 신호(i(t))는 부가성 잡음임으로 간섭이 발생하는 부분에서 '0'이 되지 않는다.On the other hand, the characteristic of the OFDM signal is a signal having an equal probability, so the average value is '0', but a large value appears in the portion where the interference signal i (t) exists, that is, in the image, color, and voice carrier portion of the NTSC. Since the interference signal i (t) is additional noise, the interference signal i (t) does not become '0' at the portion where interference occurs.
따라서, 구해진 1-프레임동안의 평균값에서 추가한 널(Null)을 추출하면 순수하게 간섭 신호만이 나타남으로 간섭 신호의 크기와 형태를 예측하여 도8 과 같이 전체적인 예측 신호(
그리고, 간섭 신호 역시 NTSC 의 특성상 각 반송파를 중심으로 가우시안 분포(Gaussian Distribution)를 가짐으로 시간 평균을 구하는 경우 시간에 따라 변화하는 영상의 값들은 거의 '0'에 가까워짐으로 순수 반송파의 전력에 영상의 분포 특성만 남게 된다.In addition, the interference signal also has a Gaussian distribution around each carrier due to the characteristics of NTSC. When the time average is obtained, the values of the image that change with time become nearly '0', so Only the distribution characteristic remains.
따라서, 전송된 적은 수의 '0' 데이터에서 간섭의 형태와 크기를 추출한 후 이 값으로 새로 입력되는 OFDM 심벌을 보정하여 간섭의 영향을 최소화할 수 있다.Therefore, after extracting the shape and size of the interference from the small number of transmitted '0' data, it is possible to minimize the influence of the interference by correcting the newly input OFDM symbol with this value.
즉, 수신되는 OFDM 신호에서 간섭이 발생하는 위치는 NTSC 신호에서 강한 에너지를 가지는 부분이므로 OFDM 심벌에서 위치를 알 수 있고 또한, NTSC 간섭 신호가 나타나는 중심 주파수를 알 수 있으므로 간섭의 중심 주파수로부터 간섭의 양만큼 저장하여 평균을 취함으로써 계산량을 줄일 수 있다.That is, since the position where interference occurs in the received OFDM signal is a portion having strong energy in the NTSC signal, the position can be known in the OFDM symbol, and the center frequency at which the NTSC interference signal appears can be known. The amount of calculation can be reduced by storing the amount and taking the average.
이 방법을 적용하면 초기 1프레임동안만 전체 프레임에 대해 저장한 후 시간축 평균값을 얻고 그 이 후의 신호에 대해서는 간섭 신호의 크기에 따라 계산량을 줄일 수 있으며 또한, 간섭 신호가 느리게 변하는 경우에도 어느 정도 추적을 할 수 있다.By applying this method, we can save the entire frame only for the first 1 frame, get the average of the time base, and reduce the calculation amount according to the size of the interfering signal for the subsequent signal. can do.
예를 들어, 수신된 OFDM 신호의 m 프레임 l번째 심벌의 샘플(
여기서, p는 OFDM 부반송파들에서 간섭이 일어나는 중심주파수이다.Here, p is a center frequency at which interference occurs in OFDM subcarriers.
그리고, N은 NTSC 신호에 의한 OFDM 에 나타나는 간섭의 부반송파의 수로서 간섭 신호의 크기에 의존하고 N이 클수록 간섭의 양이 많아 널의 수 또한 증가하게 된다.N is the number of subcarriers of interference appearing in the OFDM by NTSC signal, depending on the size of the interference signal. The larger N is, the greater the amount of interference, and the number of nulls also increases.
그런데, 간섭 신호는 시간에 따라 특성이 급변하지 않으므로 간섭 신호에 의한 신호의 주파수 영역에서의 크기와 모양은 거의 일정한 형태를 유지하게 된다.However, since the interference signal does not change rapidly with time, the size and shape in the frequency domain of the signal due to the interference signal remain almost constant.
그러므로, 간섭의 양을 예측하기 위해서는 초기에 1 프레임의 신호로부터 간섭의 모양과 크기를 얻어 널의 수(N)를 알고 있다면 그 이후부터 수신되는 OFDM 심벌에 대해서는 1주기(=1심벌)만 더하고 가장 과거값을 버리는 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 형태로 계산할 수 있다.Therefore, in order to predict the amount of interference, initially, the shape and size of the interference are obtained from a signal of one frame, and if the number of nulls is known, only one period (= 1 symbol) is added to the OFDM symbols received thereafter. It can be calculated in the form of a sliding window that discards the oldest value.
----- 식(8) ----- Formula (8)
여기서,
상기에서 예측 신호를 만드는 이유는 널 신호의 수를 'N'개 이하로 하기 위함이다.The reason for making the prediction signal is to reduce the number of null signals to 'N' or less.
이를 위한 방법으로 'N-
만일, 'N-
이는 NTSC 신호의 영상, 색, 음성의 각 반송파 신호에 대해 OFDM 수신단에서 나타나는 간섭의 분포를 주파수 영역에서 간섭 신호의 구간(N')을 예측한 것이다.This is a prediction of the interval (N ') of the interference signal in the frequency domain with respect to the distribution of interference appearing at the OFDM receiver for each carrier signal of the image, color, and voice of the NTSC signal.
여기서, 영상 반송파의 위치(p)는 간섭의 중심이다.Here, the position p of the image carrier is the center of the interference.
같은 방법으로 색 부반송파, 음성 반송파의 위치도 구할 수 있고 간섭의 중심 위치로부터 각 반송파들의 추정된 간섭 신호를 구할 수 있다.In the same manner, the positions of the color subcarriers and the voice carriers can be obtained, and the estimated interference signals of the respective carriers can be obtained from the center positions of the interferences.
상기 식(9)에서 구한 값은 1 프레임동안의 간섭 신호의 평균값이다.The value obtained by the above expression (9) is an average value of the interference signals during one frame.
따라서, 예측한 신호로 간섭 신호를 보정하기 위해 예측범위 설정부(213)는 1 프레임동안의 간섭 신호의 평균값으로부터 보정하여야 할 구간을 예측하여 아래 식(10)과 같이 OFDM 수신기에 입력되는 NTSC 신호의 간섭 성분을 구할 수 있다.Therefore, in order to correct the interference signal with the predicted signal, the prediction range setting unit 213 predicts a section to be corrected from the average value of the interference signal for one frame, and then inputs an NTSC signal to the OFDM receiver as shown in Equation (10) below. The interference component of can be obtained.
여기서,
따라서, 상기 식(10)에서 구한 간섭 성분을 상기 식(5)에 대입하여 간섭을 제거할 수 있다.Therefore, the interference component obtained in Equation (10) can be substituted into Equation (5) to eliminate the interference.
즉, 간섭신호 예측기(210)가 1프레임동안의 간섭 신호의 평균값(
이상에서와 같이 N개의 널 신호가 필요한 NTSC 의 간섭이 있는 환경에서 (N-
상기에서 널의 삽입 위치와 갯수를 미리 설정한다면 널 신호에 대해서만 평균 연산을 수행함으로 빠른 예측 신호의 생성이 가능하여 빠른게 변하는 이동체의 경우에도 빠른 응답 특성을 가질 수 있다.If the insertion position and the number of nulls are set in advance, a fast predictive signal can be generated by performing an average operation only on a null signal, so that a fast-changing moving object can have a fast response characteristic.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 수신되는 OFDM 신호를 소정 주기에 대해 시간축 평균값을 구하여 간섭 신호의 통계적 특성을 파악한 후 이를 근거로 간섭 신호를 예측하여 수신되는 신호를 보정함으로써 널의 수를 기존의 1/2정도로 줄이고도 기존과 비슷한 성능으로 간섭 신호를 제거할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention obtains a statistical value of the interference signal by obtaining a time-base average value for a predetermined period of the received OFDM signal, and then predicts the interference signal based on this to correct the received signal. Even reducing it to about 1/2 has the effect of eliminating interference signals with similar performance.
또한, 본 발명은 수신 신호를 관찰하여 간섭 신호의 통계적 특성을 파악함으로 송신측에서 널 데이터의 크기만 정해진다면 어떤 아나로그 시스템에도 적용이 가능하여 NTSC 나 PAL 등의 모든 시스템에 적용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be applied to any analog system, such as NTSC or PAL as long as the size of the null data is determined at the transmitting side by observing the received signal to identify the statistical characteristics of the interference signal. There is.
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