KR100413786B1

KR100413786B1 - 협대역 잡음 제거장치

Info

Publication number: KR100413786B1
Application number: KR1019970021531A
Authority: KR
Inventors: 김응선; 임수빈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2004-02-14
Also published as: KR19980085437A

Abstract

본 발명은 협대역 잡음제거장치에 관한 것으로, 전송채널에 아마추어 무선신호를 포함한 협대역잡음이 인가되어 수신되는 신호의 전력을 검출하는 전력검출부;전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이면 작동되어 수신신호를 전달하는 제1스위치; 및 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값보다 작으면, 수신신호를 그대로 출력하고, 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이여서 상기 제1스위치가 작동되면 수신신호의 잡음대역을 검출한 다음, 검출된 잡음대역을 참조하여 수신신호로부터 협대역 잡음을 제거하여 출력하는 협대역잡음제거부로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 협대역 잡음이 있는 신호의 수신시 특정대역에서의 협대역 잡음을 제거하므로, 협대역 잡음으로 인한 수신부의 등화기 수렴속도지연 및 아날로그 프론트 엔드의 포화를 방지할 수 있고, 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있다.

Description

협대역 잡음제거 장치

본 발명은 협대역 잡음제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아마추어 무선잡음과 같은 협대역 잡음이 있는 수신신호로부터 협대역 잡음을 제거하는 장치에 관한 것이다.

인터넷이나 브이오디(Video On Demand) 등에 사용되는 초고속가입자선(Very high speed Digital Subscriber Lines, 이하 VDSL이라 약함)은 기존에 설치되어있는 전화선로를 특별한 페어(pair)의 선택, 조건 또는 재설계 등이 필요없이 보통의 전화 신호와 혼합된 고속의 데이터를 가입자까지 전송하는 기술이다. VDSL은 데이터열 (data stream)의 형태가 정보원으로부터 가입자로의 방향은 압축된 비디오 등의 고속의 데이터이고, 가입자로부터 정보원으로의 방향은 제어신호 등의 고속 데이터로 구성되어 있으므로 초고속 DSL이라 한다.

종래의 VDSL 시스템은 도 1에 블록도로 도시된 바와 같이, 가입자 방향으로 데이터를 전송하고, 가입자로부터 데이터를 수신하는 VTU-O(VDSL Transmission Unit at the Optical Network Unit, 100), 정보원 방향으로 데이터를 전송하고, 정보원으로부터 데이터를 수신하는 VTU-R(VDSL Transmission Unit at the Remote location, 120) 및 전송채널(110)로 구성되어 있다.

종래 시스템의 문제점은 전송선에 아마추어 무선신호와 같은 일정 전력 수준 이상의 협대역 잡음(Narrowband Noise, 또는 유색잡음(Colored Noise))이 인가되면 수신부에 예상하지 못한 큰 전력이 인가되어, 수신부의 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End)가 포화(saturation)되거나 등화기의 동작이 불안정해지는 문제가 발생한다. 또한 원래의 송신 신호에 간섭으로 작용하는 특정대역에서의 협대역 잡음으로 인하여 수신부에서는 정확한 신호 검출이 어려워지고 따라서 시스템의 성능을 저하시키는 요인이 된다.

또한, 전력이 큰 협대역 잡음이 갑작스럽게 인가되었다가 사라지면 등화기 수렴에 상당한 시간을 소비하게되고 수렴되는 동안 시스템의 성능이 저하된다. 특히, 수신부에서 이전에 수신된 신호를 참조하여 등화기 계수를 조정하는 블라인드 타입 등화기(Blind type Equalizer)를 사용할 경우, 협대역 잡음이 인가되는 동안과 협대역 잡음 인가 후에 등화기의 수렴에 상당한 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 수신부앞에 전력검출부과 협대역잡음제거부를 부가하여 전력수준이 큰 협대역 잡음을 검출하여 제거하므로써 시스템 성능을 저하시키는 요인을 방지하는 협대역 잡음제거 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 초고속가입자선 시스템의 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 초고속가입자선 시스템의 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전력검출부와 협대역 잡음제거부의 구성도이다.

도 4는 QAM 송신기의 구성도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 협대역 잡음제거 장치는 전송채널에 아마추어 무선신호를 포함한 협대역잡음이 인가되어 수신되는 신호의 전력을 검출하는 전력검출부; 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이면 작동되어 수신신호를 전달하는 제1스위치; 및 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값보다 작으면, 수신신호를 그대로 출력하고, 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이여서 상기 제1스위치가 작동되면 수신신호의 잡음대역을 검출한 다음, 검출된 잡음대역을 참조하여 수신신호로부터 협대역 잡음을 제거하여 출력하는 협대역잡음제거부를 포함함이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로한다. 도 2는 본 발명에 따른 초고속가입자선 시스템을 블록도로 도시한 것으로, 도 2에 도시된 VTU-O(100), 전송채널(110) 및 VTU-R(120)은 각각 도 1에 도시한 바와 같다.

도 2에 도시된 다른 장치는 본 발명으로서, VTU-R(120)앞에 전력검출부(200), 제1스위치(210) 및 협대역잡음제거부(220)를 구비하는 협대역 제거장치이다.

전력검출부(200)는 전송채널(110)을 통해 수신된 신호의 전력을 검출하고, 제1스위치(210)는 전력검출부(200)에서 검출된 전력이 일정수준 이상이면 온(on)된다. 만일 협대역 잡음이 존재하지 않는다면 제1스위치는 작동되지않는다. 협대역잡음제거부(220)는 제1스위치를 통해 입력된 신호로부터 잡음이 있는 대역을 검출한 다음, 검출된 잡음대역을 참조하여 전송채널을 통해 수신되는 신호로부터 협대역잡음을 제거한다.

상술한 협대역 잡음제거장치의 동작은 다음과 같다. 정보원측 송신부 VTU-O(100)에서 송신된 신호가 채널(110)을 통해 전송되면, 가입자측 수신부에서는 먼저 전력검출부(200)를 통해 전력이 검출되고, 검출된 전력이 일정수준보다 크면 제1스위치(210)가 온되어 협대역잡음제거부(220)로 입력된다. 협대역잡음제거부(220)를 통해 잡음이 제거된 신호는 VTR-U(120)로 입력되어 복조된다.

도 3은 본 발명을 보다 상세히 나타낸 블록도로서, 도 3에 도시된 장치중에서 VTU-O(100), 전송채널(110), 및 VTU-R(120)은 각각 도 1에 도시된 장치와 같고, 전력검출부(200), 제1스위치(210) 및 협대역잡음제거부(220)는 각각 도 2에 도시된 장치와 같다.

협대역잡음제거부(220)는 다시 상관부(300), 저역필터부(310), 전력검출부(320), 최대전력검출부(330), 제2스위치(340), 스위치 제어부(350), 노치필터부(Notch Filter, 360), 제3스위치(370)로 이루어진다.

상술한 상관부(300)는 제1스위치(210)를 통해 들어온 신호에 n개의 톤(tone)에 해당하는 코사인(cosine)을 병렬적으로 곱하는 n개의 곱셈기로 이루어진다. 단, 코사인함수의 주파수는 이미 알고있는 협대역 잡음이 주로 발생하는 대역의 주파수에 해당하는 것이어야 한다. 저역필터부(310)는 상관부(300)의 각 출력을 저역통과시키는 n개의 필터로 이루어진다. 이 때, 필터의 통과 대역은 매우 작아서 협대역 잡음이 발생한 대역을 검출하기에 지장이 없어야 한다.

전력검출부(320)는 저역필터부(310)의 각 출력으로부터 전력을 검출하는 n개의 전력검출부로 이루어진다. 최대전력검출부(330)는 전력검출부(320)의 각 출력을 비교하여 최대전력을 갖는 k번째 전력검출부를 찾는다. 제2스위치(340)는 전송채널(110)을 통해 수신되는 수신신호를 k번째 노치필터부(360)에 연결한다. 만일, 수신신호에 협대역 잡음이 없다면, 제2스위치(340)는 수신신호를 바로 제3스위치(370)로 연결하여 VTU-R(120)에 전달한다. 최대전력검출부(330)에 연결된 스위치 동작제어부(350)는 제2스위치(340) 및 제3스위치(370)의 온상태를 결정한다.

노치필터부(360)는 상술한 상관부(300)의 각각의 톤에 해당하는 대역을 저지하는 n개의 노치필터로 이루어져서, 수신신호의 잡음대역을 저지한다. 제3스위치(370)는 최대전력이 검출된 톤에 해당하는 k번째 노치필터(360)의 출력을 가입자측 수신기 VTU-R(120)에 연결한다.

협대역잡음제거부(220)의 동작은 다음과 같다. 먼저, VTU-O(100)를 통하여 전송되는 신호가 직교진폭변조(Quadrature Amplitude and Phase Modulation, 이하 QAM이라 약함)신호일 때, 전송신호 s(t)는 도 4에 보인 바와 같이 생성되고, 수학식 1과 같이 표현된다.

[수학식 1]

여기서, a_n: n번째 심볼의 동상성분

b_n: n번째 심볼의 직교성분

g(t): 이중근 나이퀴스트 펄스(square-root Nyquist pulse)

T:심볼 주기

ω_c:반송파 주파수이다.

전송채널을 통하여 수신부에 들어오는 협대역 잡음신호가 아마추어 무선신호와 같이 상단측파대(Upper Single-Side Band,USSB) 또는 하단측파대(Lower Single-Side Band,LSSB)로 변조된 신호일 때, 변조된 신호 y(t)는 수학식 2와 같이 표현된다.

[수학식 2]

여기서, ω_s:반송파주파수

: m(t)의 힐버트 변환(Hilbert Transform)

수신부로 들어오는 신호 r(t)는 QAM 변조된 전송신호와 SSB 변조된 협대역잡음이 합쳐진 다음과 같은 신호가 된다.

r(t)=s(t)*h(t)+y(t), h(t)는 채널의 임펄스 응답이다.

예를 들어, ω_s=ω₂+Δω일 경우, 코사인을 병렬적으로 곱하므로써, 협대역 잡음이 주로 발생하는 대역신호들과의 상관관계(correlation)를 이용하여 협대역 잡음이 발생한 대역을 검출 할 수 있는 상관부(300)의 출력은 수학식 3과 같다.

[수학식3]

저역통과 필터부(310)를 통과한 출력 r₁(t), r₂(t),…r_n(t)는 각각 다음과 같다.

r₁(t)1~0

r₂(t)1~

r_n(t)1~0

여기서, QAM 변조된 신호는 협대역 잡음신호에 비하여 작은 신호이므로 무시될 수 있으며, 저역통과필터부(310)의 통과대역은 협대역 잡음이 발생한 대역이 검출될 수 있도록 매우 작아야 한다.

저역통과필터부(310)에서 출력된 신호는 전력검출부(320)를 통하여 각 주파수대별로 그 전력이 측정되고, 최대전력검출부(330)를 통해서 협대역 잡음이 있는 대역이 검출된다. 다시 상술한 예를 고려한다면

Hz 대역의 협대역 잡음이 인가된 것으로 판단되어, 스위치동작제어부(350)의 제어신호에 따라 제2스위치(340)는 노치필터부(360)의 두 번째 노치필터에 연결된다. 노치필터부(360)를 통과한 신호는 협대역 잡음이 제거되고, 상기 신호는 제3스위치(370)를 통하여 VTU-R(120)에 입력된다.

Claims

전송채널에 아마추어 무선신호를 포함한 협대역잡음이 인가되어 수신되는 신호의 전력을 검출하는 전력검출부;

상기 전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이면 작동되어 수신신호를 전달하는 제1스위치; 및

상기 전력검출부의 출력이 소정의 값보다 작으면, 수신신호를 그대로 출력하고, 상기 전력검출부의 출력이 소정의 값 이상이여서 상기 제1스위치가 작동되면 수신신호의 잡음대역을 검출한 다음, 검출된 잡음대역을 참조하여 수신신호로부터 협대역 잡음을 제거하여 출력하는 협대역잡음제거부를 포함하는 협대역 잡음제거장치.
제1항에 있어서, 상기 협대역잡음제거부는

상기 제1스위치를 통해 전달된 상기 수신신호로부터 협대역 잡음이 있는 대역을 검출하는 잡음대역 검출부;

상기 잡음대역 검출부에서 검출된 잡음대역을 상기 수신신호로부터 제거하는 잡음제거부;

상기 잡음대역 검출부와 상기 잡음제거부의 사이에 위치하며, 전송채널을 통해 수신되는 수신신호를 상기 잡음제거부에 전달하는 제2스위치; 및

상기 잡음제거부로부터 잡음이 제거된 수신신호를 전달하는 제3스위치를 포함함을 특징으로하는 협대역 잡음제거장치.
제2항에 있어서,

상기 잡음대역 검출부에 연결되며, 상기 잡음대역 검출부에서 검출되는 잡음대역에 따라 상기 제2스위치 및 제3스위치의 동작을 제어하는 스위치 동작제어부를 더 구비함을 특징으로하는 협대역 제거장치.
제2항에 있어서, 상기 잡음대역 검출부는

상기 제1스위치에 연결되어서 상기 제1스위치가 작동할 때, 상기 협대역 잡음이 있는 수신신호에 n개의 톤을 갖는 코사인함수를 곱하는 n개의 승산기로 이루어지는 상관부;

상기 상관부의 각 n개의 승산기에 연결되는 n개의 저역통과 필터로 이루어지며 각 승산기의 출력을 저역통과시키는 저역통과필터부;

상기 저역통과필터부의 각 n개의 저역통과필터에 연결되는 n개의 전력검출부로 이루어지고, 각 저역통과필터의 출력 전력을 검출하는 제2전력검출부; 및

상기 제2전력검출부로부터 n개의 검출된 전력을 비교하여 최대 전력을 갖는 k번째 전력검출부를 찾는 최대 전력검출부를 구비함을 특징으로하는 협대역 잡음제거장치.
제2항에 있어서, 상기 잡음제거부는

수신신호로부터 잡음을 제거하도록 중심대역이 각각 다른 n개의 노치필터로 이루어지는 것을 특징으로하는 협대역 잡음제거장치.