KR100199001B1

KR100199001B1 - Ofdm-dpsk 복조기

Info

Publication number: KR100199001B1
Application number: KR1019960068953A
Authority: KR
Inventors: 신동관; 박재홍
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980050174A

Abstract

본 발명은 디지털 방송에 쓰이는 OFDM-DPSK 시스템에서 DFR(Decision Feedback Receiver) 기법을 이용하여 위상 차분 디코더(differential-phase decoder)의 구성을 변경함으로써 복조 성능을 개선한 OFDM-DPSK 수신기에 관한 것으로서, 본 발명의 OFDM-DPSK 복조기는 현재 입륵된 표본값과 이전의 표본값 사이의 시간차를 위한 제1딜데이 수단과, 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값들을 궤환선형합으로 표현된 값을 내적하는 내적 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤한선형합으로 표현된 값과 상기 내적 수단의 출력값의 시간차를 구하는 제2딜레이 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형합으로 표현된 값의 시간차를 구하는 제3딜레이 수단과, 상기 제2 및 제3딜레이 수단의 결과를 혼합하는 믹서수단과, 상기 제1딜레이 수단의 결과와 상기 믹서 수단의 값을 합하는 가산 수단으로 구성되는 위상차분 디코더를 갖는다.

Description

OFDM-DPSK 복조기

본 발명은 디지털 방송에 쓰이는 OFDM-DPSK 시스템에서 DFR(Decision Feedback Receiver) 기법을 이용하여 위상 차분 디코더(differential-phase decoder)의 구성을 변경함으로써 복조 성능을 개선한 OFDM-DPSK 수신기에 관한 것이다.

현재의 방송 시스템은, 아날로그 FM(frequency modulation) 방송의 품질을 향상시키고, 효율적인 주파수 관리를 하기 위해 점차 디지털로 변해가는 추세이며, 실제 유럽에서는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 이용하며 디지털 오디오 방송시스템을 구현하고 있다.

이하, 도면을 참조하여 종래의 OFDM-DPSK 시스템을 설명한다.

제1도는 OFDM-DPSK 전송기 구성도이고, 제2도는 OFDM-DPSK 수신기 구성도이고, 제3도는 종래의 위상 차분 디코더 구성도이다.

제1도를 참초하면, OFDM-DPSK전송기는 T초 동안 mN 비트의 정보를 전송할 수 있는 다수의 병렬 데이터의 매핑 기능을 수행하는 다수의 복소맵퍼(complex mapper)(11)와, 상기 맵퍼(11)에서 매핑된 데이터를 상호 직교 조건을 만족시키는 부반송파로 견조하는 다수의 위상 차분 엔코더(differential phase encoding)(12)와, 상기 다수의 위상 차분 엔코어(12)들의 내용을 병렬신호에서 직렬신호로 변환하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 병/직렬(P/S:Parallel/Serial)변환기(13)와, 상기 IFFT P/S 변환기(13)의 내용을 정합하는 필터(14)와, 상기 필터(14)와, 상기 필터(14)의 내용을 캐리어 변조하는 캐리어 변조부(15)와, 상기 캐리어 변조부를 증폭하여 외부로 전송하는 고주파 증폭기(16) 및 안테나(17)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 OFDM-DPSK전송단의 동작은 다음과 같다.

먼저, T초 동안 2N 비트의 정보를 전송하기 위해, 전송 경로를 먼저1:N의 직병렬 변환을 통해 각각 T초동안 2N비트의 정보를 전사용할 수 있는 N개의 병렬 레이타 전송 경로로 나눈다.

상기 병렬 데이터 전송 경로를 거친 데이터는, 각 경로의 데이타에 적절한 상기 다수의 복소 맵퍼(11)를 거쳐 복소 형태의 데이타를 만든 후, 상기 위상차분 엔코더(12)에서 차분 엔코딩(differential encoding) 처리한다. 상기와 같이 차분 엔코딩 처리된 N개의 병렬 데이터는 상기 IFFT P/S 변환기(13) 및 상기 필터(14)를 거친 후, 상기 캐리어 변조기(15)에서 캐리어 변조된 후 전송한다.

상기와 같이 전송된 내용을 수신하여 복조하는 OFDM-DPSK 수신기는 제2도에 나타나 있으며, 다음에 그 구성 및 동작을 설명한다.

OFDM-DPSK 수신기는 안테나(21)와, 상기 안테나(21)에서 수신된 노이즈를 합성시키는 노이즈 합성기(22)와, 상기 노이즈 합성기(22)를 거친 신호를 전치 증폭하는 전치 증폭기(23)와, 상기 전치 증폭기(23)에서 증폭된 신호를 캐리어 복조하는 캐리어 복조기(24)와, 상기 캐리어 복조기(24)에서 캐리어 복조된 신호를 정합하는 필터(25)와, 상기 필터(25)에서 정합된 신호를 가지고, 일정 시간 단위로 표본값을 구하는 표본값 결정기(T/N)(26)와, 상기 표본값 결정기(26)의 결정 신호에 따라 직/병렬 변환하는 직/병렬(S/P:Serial Parallel)(27) 변환기와, 상기 S/P 변환기(27)에서 변환된 각 병렬 신호를 디코딩하는 다수의 위상 차분 디코더(differential phase decoding)(28)와, 상기 위상 차분 디코더(28) 각각의 내용을 복소 디맵핑하는 복소 디맵퍼(complex demapper)(29)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 수신기는 전송단의 역처리과정을 거쳐 각 병렬 경로의 데이타를 복원하게 되는데, 먼저 상기 안테나(21)와, 노이즈 합성기(22)를 통해 신호가 입력되면, 상기 전치증폭기(23)에서 입력 신호를 증폭하고, 상기 캐리어 복조기(24)에서 캐리어 복조한 후 상기 정합 필터(25)를 거쳐 T/N 시각마다 표본값을 얻으며, 상기 S/P 변환기 FFT(27)에서 표본값을 직병렬 변환을하여 FFT(fast fourier transform)를 거친 N개의 병렬수열들을 각각 상기 다수의 위상 차분 디코더(28) 및 상기 복소 디맵퍼(29)를 거쳐 원래의 데이타를 복조하게 된다.

상기 위상 차분 디코더(28)의 구성이 제3도에 나타나 있으며, 제3도를 참조하여 상기 위상 차분 디코더(28)를 설명한다.

종래의 위상 차분 디코더를 상기 표본값 결정기(26)에서 결정된 일정시간에서의 표본값을 입력으로 받아 시간차 처리를 하는 딜레이(31)와, 상기 딜레이(31)를 통과한 이전 표본값과, 입력된 현재의 표본값의 내적을 구하는 내적수단(32, 33, 34)으로 구성되며, 현재의 표본값 r_k및 바로 이전의 표본값 r_k-1사이의 내적을 구하여 내적값에 가장 유사한 형태의 수학식 1을 찾는 것이다.

이때, 복조값은 m에 해당된다.

위상 차분 디코더의 실제구현은 소프트웨어적으로 처리할 수도 있다.

상기와 같은 종래 디코더의 복조 성능은 페이딩(fading) 채널을 통한 데이터 전송시 수학식 2와 같이 표현된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 OFDM-DPSK 복조기의 성능을 향상시키기 위해 위상 차분 디코더의 구성을 변경함으로써, 똑같은값에 대해 더욱 작은 P_b값을 얻을 수 있는 OFDM-DPSK 복조기를 제공하고자 한다.

제1도는 OFDM-DPSK 전송기 구성도이고,

제2도는 OFDM-DPSK 수신기 구성도이고,

제3도는 종래의 위상 차분 디코더 구성도이고,

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 위상 차분 디코더 구성도이고,

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 복조 신호의 성능 곡선이다.

본 발명은 널리 쓰이는 복조 성능 개선을 위해 DFR(decision feedback receiver) 기법을 이용하여 OFDM-DPSK 복조기의 구성을 변경한 것으로서, 본 발명의 복조기에 포함되는 위상 차분 디코더는 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값 사이의 시간차를 위한 제1딜레이 수단과, 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값들의 궤환선형합으로 표현된 값을 내적하는 내적 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형을 표현된 값과 상기 내적 수단의 출력값의 시간차를 구하는 제2딜레이 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤한선형합으로 표현된 값의 시간차를 구하는 제3딜레이 수단과, 상기 제2 및 제3딜레이 수단의 결과를 혼합하는 믹서 수단과, 상기 제1딜레이 수단의 결과와 상기 믹스 수단의 값을 합하는 가산 수단으로 구성된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 위상 차분 디코더 구성도이다.

제4도는 참조하면, 본 발명의 위상 차분 디코더는 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값 사이의 시간차를 위한 제1딜레이(41)와, 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값들의 궤환선형으로 표현된 값을 내적하는 내전 수단(42, 44, 47)과, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형으로 표현된 값과 상기 내적 수단(42, 44, 47)의 출력값의 시간차를 구하는 제2딜레이(48)와, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형으로 표현된 값의 시간차를 구하는 제3딜레이(45)와, 상기 제2및 제3딜레이(48, 45)의 결과를 혼합하는 믹서(46)와, 상기 제1딜레이(41)의 결과와 상기 믹서(46)의 값을 합하는 가산기(43)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 위상 차분 디코더의 동작은 현재의 표본값 r_k및 바로 이전의 표본값 r_k-1사이의 내적값을 구하는 대신에, r_k-1값이 아닌 이전의 표본값들 r_k-1(i = 1, 2,…, K)의 적절한 궤환선형합으로 표현된 y_k-i값을 이용하는 것이다.

선형합의 구현은 제4도에 도시된 바와 같이 순환적인 형태로 구현할 수 있으며, 실제로는 소프트웨어적으로 처리할 수도 있다.

상기의 구성을 갖는 페이딩 채널을 통한 데이터 전송시의 OFDM-QDPSK 복조 성능은 수학식 3과 같다.

상기 수학식 3을 참조하면, 본 발명의 위상 차분 디코더를 사용하면 같은값에 대해 종래의 위상 차분 디코더 보다 작은 P_b값을 얻을 수 있고, 역으로 주어진 대역내에 더 많은 데이터를 전송할 수 있으므로 효과적인 시스템을 구현할 수 있다.

제5도의 점선은 종래의 위상 차분 디코더를 이용하였을 경우의 성능 곡선이고, 실선은 본 발명의 위상 차분 디코더를 사용하였을 경우의 성논의 곡선이며, 'A'는 다이버서티가 1인 경우 'B'는 다이버서티가 4인 경우를 도시한다. 제5도를 참조하면, 본 발명의 위상 차분 디코더를 이용한 OFDM-DPSK 복조기를 사용하였을 때, 다이버서티가 4인 경우 P_b=10^-3에서 약 2.2dB의 성능 개선을 달성할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 OFDM-DPSK복조기를 사용하면, 다이버서티가 4인 경우 P_b=10^-3에서 약 2.2dB의 성능 개선을 달성할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은, 디지털 방송에 쓰이는 OFDM-DPSK 시스템에서 DFR(Decision Feedback Receiver) 기법을 이용하여 위상 차분 디코더(differential-phase decoder)의 구성을 변경함으로써 복조 성능을 개선한 OFDM-DPSK 수신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Claims

안테나와, 노이즈 합성기와, 캐리어 복조기와, 필터와, 표본값 결정기와, 직/병렬 변환기와, 위상차분 디코더와, 복합 맵퍼로 구성된 OFDM-DPSK 복조기에 있어서, 상기 위상차분 디코더는 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값 사이의 시안차를 위한 제1딜레이 수단과, 현재 입력된 표본값과 이전의 표본값들의 궤환선형합으로 표현된 값을 내적 하는 내적 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형합으로 표현된 값과 상기 내적 수단의 출력값의 시간차를 구하는 제2딜레이 수단과, 상기 이전의 표본값들의 궤환선형합으로 표현된 값의 시간차를 구하는 제3딜레이 수단과, 상기 제2 및 제3 딜레 수단의 결과를 혼합하는 믹서 수단과, 상기 저1딜레이 수단의 결과와 상기 믹서 수단의 값을 합하는 가산 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM-DPSK 복조기.