KR100471538B1 - 오에프디엠 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍결정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 OFDM과 같이 프레임 구조의 주기적인 심볼구조를 가지는 신호에 채널추정용 PN코드를 부가하고, 이 PN코드의 자기상관성을 이용하여 멀티패스 채널계수의 추정을 위한 하드웨어의 구조를 단순화시켜 고속의 채널추정을 가능하게 할 뿐만 아니라 추정채널계수로부터 정확한 심볼동기 타이밍을 결정할 수 있으며, 추정채널계수를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 나오는 값을 1-탭등화용 가중계수로 사용하여 등화의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법에 관한 것으로, 송신단에서는 OFDM심볼의 샘플간격으로 발생시키는 채널추정용 PN코드발생기를 구비하고, 수신단에서는 PN코드주기의 상관기와, M개의 순회된 PN코드 메모리부와, 임계값비교 및 채널계수 출력부와, 임계값 설정부와, 피크계수값 위치 추출부와, 심볼 타이밍 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하며, OFDM심볼의 보호구간(GI : Gard Interval)을 초월하는 멀티패스환경에 대해서도 채널계수를 시간영역에서 고속으로 정확히 추정할 수 있게 되고, 또한 그 추정계수를 FFT하여 1-탭등화용 가중계수로 사용하므로 심볼간의 간섭을 일으키는 채널에서도 등화의 성능이 향상되게 되어 고속의 데이터 전송을 가능하게 해 주며, PN코드의 상관성을 이용하므로 상관기의 구성이 간단하고 PN코드의 특성상 상관기의 동작이 덧셈연산만으로 이루어지므로써 고속으로 채널계수를 정확히 추출해 낼 뿐만 아니라 피크 추정계수값의 위치점을 심볼타이밍으로 결정할 수 있게 되어 채널추정과 등화 및 심볼동기의 하드웨어 구성을 간단화시킬 수 있게 되는 효과가 있 다.

Description

오에프디엠 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법{CHANNEL ESTIMATION AND SYMBOL TIMING DECISION APPARATUS AND METHOD OF OFDM SYSTEM}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing ; 이하, 'OFDM'이라 칭함) 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDM과 같이 프레임 구조의 주기적인 심볼구조를 가지는 신호에 채널추정용 PN코드를 부가하고, 이 PN코드의 자기상관성을 이용하여 멀티패스 채널계수의 추정을 위한 하드웨어의 구조를 단순화시켜 고속의 채널추정을 가능하게 할 뿐만 아니라 추정채널계수로부터 정확한 심볼동기 타이밍을 결정할 수 있으며, 추정채널계수를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 나오는 값을 1-탭등화용 가중계수로 사용하여 등화의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, OFDM방식은 고속 푸리에 변환(FFT)과 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 이용하여 멀티캐리어화하고, 또 멀티패스(다중경로)지연에 의한 부호간간섭의 영향을 감소시키기 위하여 보호구간(GI)을 삽입하여 멀티패스에 강한 고속의 디지털신호전송을 실현하는 통신방식이다.

그러나, 전력선통신과 같은 선로의 접점과 접속된 전기장치들에 의한 반사의 영향으로 지연프로필이 보호구간을 초월할 수 있는 채널환경에서는 심볼간간섭이 발생되므로 선형 등화방법만으로는 채널등화가 불가능하게 된다.

즉, 심볼간의 간섭을 유발하는 채널의 등화(equalization)를 위해서는 채널의 지연프로필인 채널계수를 정확히 알 수 있는 채널추정방법이 구해져야 한다.

종래 OFDM 시스템에서의 채널추정과 등화방법은 채널의 지연프로필이 보호구 간보다 짧아 심볼간의 간섭은 발생하지 않는다고 하는 전제하에 프리엠블의 심볼구간에서 FFT 출력의 심볼샘플값을 프리엠블의 심볼샘플값 또는 파일롯신호의 샘플값으로 나누어진 값의 역수를 가중계수값으로 하여 가중계수 저장부에 저장시킨 다음 수신의 데이터 심볼에 대한 FFT 출력의 심볼샘플값에 곱하는 1-탭(one-tap) 등화방법을 사용하였다.

또한, 여러 가지 문헌에 따르면 신호처리 알고리즘을 사용하여 채널추정 연구가 행해지고는 있으나 신호처리특성상 실시간적으로, 고속으로 정확도가 높은 채널추정을 한다는 것은 어려운 문제로 남아있는게 현실이다.

즉, 신호처리 알고리즘에 의한 방법에서는 일반적으로 알고리즘의 수렴시까지 수많은 곱셈과 덧셈 또는 나눗셈 및 역행열 연산 등을 적어도 수회 내지는 수십회 또는 수백회를 반복연산해야 하므로 채널계수의 실시간, 고속의 추정방법으로 적용하기에는 곤란한 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 OFDM등과 같은 다중 부반송파(멀티서브캐리어) 시스템에서 보호구간을 초월하는 지연프로필이 긴 채널에 대해서도 시간영역에서 고속으로 채널계수를 추정하는 방법을 제공하여 채널 등화를 가능하게 하고 동시에 추정 채널계수로부터 심볼동기 타이밍을 결정할 수 있게 함으로써 채널추정과 등화 및 심볼동기의 하드웨어 구성을 간단화시킬 수 있도록 한 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 OFDM 수신 시스템에서의 채널추정을 함에 있어서, 보호구간을 초월하는 긴 지연프로필의 채널에 대해서도 PN코드의 상관특성을 이용하여 채널계수를 시간영역에서 고속으로 정확히 추정해 내고, 더욱이 상관기의 동작이 덧셈연산만으로 이루어지므로 채널계수 추정기를 간단한 구조의 하드웨어로 구현할 수 있도록 한 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법은, OFDM신호의 프레임 구성에 있어서 송신단의 경우 매 프레임의 전단에 (N_D`-1)개의 PN코드 심볼샘플 즉, 주기 (N_D`-1)의 채널추정용 PN코드를 데이터 샘플간격으로 3 5주기 정도로 발생시키고,(본 발명의 실시예는 도1과 같이 4주기 발생) 수신단에서는 프리엠블기간의 수신된 신호와 수신단의 메모리부에 저장되어 있는 한 비트씩 순회된 M개의 PN코드와의 상관연산에 의하여 M개의 채널계수를 추정하도록 함을 특징으로 한다.

이때, 채널계수를 추정하는데 있어 PN코드에 의한 상관을 적용하므로 상관기의 동작이 단지 (N_D`-1)*M회의 덧셈연산만으로 이루어지게 되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 OFDM시스템에서 심볼의 보호구간을 초월하는 지연프로필이 긴 전력선통신에서도 실시간으로 정확도가 높은 채널계수를 추정할 수 있는 특징이 있어 피크 채널계수값의 위치점을 심볼동기 타이밍으로 결정하는 심볼동기수 단에 의하여 정확한 심볼동기의 타이밍을 결정하게 해 줄 뿐만 아니라 추정채널계수를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 1-탭등화용 가중계수값으로 사용하게 되므로 채널등화성능을 향상시켜 고속의 데이터 전송이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 지연프로필이 보호구간을 초월하는 채널환경에서도 실시간에서 고속으로 채널특성을 정확히 알 수 있게 해주므로 비선형의 채널등화가 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 OFDM 프레임의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 채널추정과 심볼동기 타이밍 결정장치 및 방법에 관한 OFDM 시스템의 송,수신단 구성도이며, 도 3은 도 2의 채널계수 추정부와 심볼동기용 타이밍 발생부의 블록 구성도이다.

OFDM시스템은 데이터 블록을 병렬로 처리하여 서로 직교하는 다수의 서브캐리어에 실어 병렬로 전송하는 방식으로, 이러한 OFDM신호의 발생은 도 2에 도시된 송신단에서 직병렬 변환부(S/P)(1)를 통해 직렬의 데이터를 병렬변환후 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(3)처리에 의하여 얻어진다.

수신단에서는 송신의 기저대역신호에 대해 아날로그 디지털 변환부(ADC)(11)의 변환후에 고속 푸리에 변환부(FFT)(14) 처리를 사용하여 심볼복원후 신호디매핑(복조)부(15) 및 데이터 복호부(17)의 데이터복조 및 복호에 의해 송신의 데이터가 복원된다.

본 발명에서 OFDM신호의 프레임 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 채널추정용 PN코드심볼과 OFDM 데이터심볼로 구성되어진다.

OFDM 데이터의 1심볼은 N_G`개 샘플의 보호구간과 N_D`개 샘플의 데이터샘플구간에 의해 N_G`+`N_D`개의 샘플구간으로 구성되어지며, 심볼간의 간섭을 방지하기 위하여 설정하는 보호구간은 데이터샘플의 끝부분 N_G`개 샘플을 데이터샘플의 선두에 붙여 생성하며, 일반적으로 채널의 평균지연확산(delay spread) 시간보다 배 긴 값으로 하고 데이터샘플구간은 보호구간보다 배 길게 하고 있다.

본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 시간상에서의 채널계수 추정을 위해 송신단의 경우 채널계수추정용 PN코드 발생단(5)을 구비하여 OFDM신호의 매 프레임의 전단에 OFDM의 심볼샘플간격으로 채널추정용 PN코드를 발생시키고, 수신단은 송신의 PN코드를 수신하여 PN코드길이 단위로 메모리부의 M개의 순회된 PN코드와의 상관에 의해 추정 채널계수를 구하는 채널계수 추정부(20)와, 상기 채널계수 추정부(20)에서 구한 추정채널계수중 PN코드의 상관의 주기성에 의해 나타나는 주기적인 피크 채널계수값의 위치점을 심볼동기 타이밍으로 결정하는 심볼동기용 타이밍 발생부(30)와, 상기 채널계수 추정부(20)에서 구한 채널계수를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 1-탭등화용 가중계수값으로 사용하는 가중계수 저장부(18) 및 1-탭등화기(19)를 포함 구성한다.

즉, 송신단에서는 채널계수추정용 PN코드 발생단(5)을 통해 OFDM신호의 매 프레임의 전단에 (N_D`-1)개를 주기로 하는 채널추정용 PN코드를 데이터 샘플간격으로 3 5주기 정도로 발생시킨다.

그리고, 수신단에서는 채널계수 추정부(20)를 통해 수신된 PN코드에 대해 수신단의 메모리부에 저장되어 있는 M개의 PN코드(송신의 PN코드와, 이 PN코드를 지연프로필에 대응시켜 한 비트씩 순회시킨 (M-1)개의 PN코드이며, M은 추정하고자 하는 채널계수의 수 : M`=`N_D로 함)와 차례로 상관을 취하고, 이때 얻어진 M개의 상관값이 곧 추정된 채널계수가 된다.

즉, 송신의 PN코드는 채널의 지연프로필에 의하여 제1경로에 의한 수신, 1샘플시간만큼 지연된 제2경로에 의한 수신, 2샘플시간만큼 지연된 제3경로에 의한 수신 등과 같은 M개의 경로에 의한 (M-1)샘플시간만큼 지연된 수신신호들의 중첩으로 이루어진다. 또한 각 경로로 수신된 송신의 PN코드는 지연프로필에 대응되는 크기와 위상으로 수신되게 된다.

그러므로 채널계수 추정부(20)에서 수신의 중첩PN코드와 메모리부의 순회시키지 않은 PN 코드와의 상관값은 제1경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 상호상관값은 0으로 되므로 제1경로에 해당하는 자기상관값이 곧 수신지연프로필에서 직접파 경로에 해당하는 제1채널계수값이 된다.

마찬가지로 수신의 중첩PN코드와 메모리부의 1비트 순회된 PN 코드와의 상관은 제2경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 지연프로필에서 제2경로에 해당하는 제2채널계수값으로 된다.

같은 방법에 의하여 수신의 중첩PN코드와 메모리부의 2비트 순회된 PN 코드 와의 상관은 제3경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 지연프로필에서 제3경로에 해당하는 제3채널계수값으로 된다.

이와 같은 방법에 의하여 수신의 중첩PN코드와 메모리부의 M개의 순차로 순회된 PN코드와의 상관에 의하여 M개의 채널계수가 추정되어진다.

상기의 상관과정에서 채널을 통하여 부가 수신되어지는 잡음샘플과 메모리부의 순회된 PN코드와의 상관은 상호상관으로 되고 그 상호상관값은 채널계수값의 추정정확도에 관계하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 OFDM시스템에서 심볼의 보호구간을 초월하는 심볼간의 간섭을 일으키는 전송채널에 대해서도 채널등화가 가능하도록 하기 위해 필요한 채널계수의 추정 방법을 제공함에 있어서 도 1에 도시된 바와 같이 송신단에 데이터 샘플간격으로 OFDM신호의 매 프레임의 전단에 (N_D`-1)개를 주기로 하는 채널추정용 PN코드를 3 5주기 정도 발생시키는 채널계수추정용 PN코드 발생단(5)을 구비하고, 수신단에는 도 2에 도시된 바와 같이 송신의 PN코드를 1비트씩 차례로 순회시킨 M개의 순회된 PN코드가 내장된 채널계수 추정부(20)를 구비하여 추정채널계수를 심볼동기용 타이밍 발생부(30)와 고속 푸리에 변환부(FFT)(14)의 입력단으로 발생시킨다.

이때, 추정채널계수의 고속 푸리에 변환부(FFT)(14)의 출력은 가중계수 저장부(18)에 저장되어 1-탭등화기(19)에서 OFDM 데이터 심볼에 대한 채널등화용으로 사용한다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 채널계수 추정부(20)는 송신의 PN코드를 1비트씩 차례로 순회시킨 M개의 순회된 PN코드가 저장되어 있는 순회된 PN코드 메모리부(21)와, 수신단의 아날로그 디지털변환부(ADC)(11)에서 변환된 수신 OFDM신호의 프레임중 PN코드와 상기 순회된 PN코드 메모리부(21)에 저장되어 있는 한 비트씩 순회된 M개의 PN코드와의 상관연산을 수행하여 M개의 상관값을 구하는 상관기(22)와, 채널계수를 결정하기 위한 임계값이 설정 및 저장되어 있는 임계값 설정부(23)와, 상기 상관기(22)에서 구한 M개의 추정채널계수와 상기 임계값 설정부(23)에서 설정된 임계값을 비교하여 추정채널계수값을 최종 출력하는 임계값비교 및 채널계수 출력부(24)로 구성된다.

그리고, 상기 심볼동기용 타이밍 발생부(30)는 상기 채널계수 추정부(20)에서 구한 추정채널계수중 PN코드의 상관의 주기성에 의해 나타나는 주기적인 피크 채널계수값의 위치점을 추출하는 피크계수값 위치추출부(31)와, 상기 피크계수값 위치추출부(31)에서 추출된 피크 채널계수값의 위치점을 심볼동기 타이밍으로 결정하는 심볼타이밍 결정부(32)와, 상기 심볼동기 타이밍 결정부(32)에서 결정된 심볼타이밍에 의해 보호구간을 제거시키기 위해 보호구간 제거부(12)에 보호구간 제거 제어신호를 출력시키는 FFT윈도우 제어부(33)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에서의 PN코드의 상관 동작을 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

멀티패스의 전송채널을 통하여 수신되어지는 OFDM의 매 프레임의 전단에 위치해 있는 채널추정용 PN코드 심볼은 채널환경에 대응되는 지연프로필에 의하여 각 기 다른 감쇄와 시간지연된 M개의 신호들의 중첩형태로 수신되게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이 아날로그 디지털 변환부(ADC)(11)를 통하여 직렬로 상관기(22)내의 (N_D`-`1)개의 쉬프트레지스터(41)로 차례로 입력되는 수신의 PN코드와 M개의 병렬로 배치되어 있는 쉬프트레지스터 즉, 순회되지 않은 PN코드가 저장되어 있는 (N_D`-`1)개의 쉬프트레지스터(42), 1비트 순회된 PN코드가 저장되어 있는 (N_D`-`1)개의 쉬프트레지스터(43), ,M비트 순회된 PN코드가 저장되어 있는 (N_D`-`1)개의 쉬프트레지스터(44) 내에 저장되어 있는 한 비트씩 순회된 M개의 PN코드 사이의 상관은 동일 비트위치의 쉬프트레지스터내의 이진값의 EX-OR연산의 합에 의하여 M개의 상관값이 동시에 얻어지고 이것은 곧 M개의 추정된 채널계수가 된다.

이 추정값은 임계값비교 및 채널계수 출력부(24)에서 임계값 설정부(23)의 임계값과 비교되어 추정채널계수값으로 출력되게 된다.

상기의 동작과정을 보다 상세하게 설명하면 즉, 송신의 PN코드는 채널의 지연프로필에 의하여 제1경로에 의한 수신, 1샘플시간만큼 지연된 제2경로에 의한 수신, 2샘플시간만큼 지연된 제3경로에 의한 수신 등과 같은 (M-1)샘플시간만큼 지연된 M개의 경로에 의한 수신신호들의 중첩으로 이루어지고, 또한 각 경로로 수신된 송신의 PN코드는 지연프로필에 대응되는 크기와 위상으로 수신되게 된다.

그러므로 채널계수 추정부(20)에서 쉬프트레지스터(41)의 수신의 중첩PN코드와 메모리부(21) 쉬프트레지스터(42)의 순회시키지 않은 PN코드와의 상관값은 제1경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 상호상관값은 0으로 되므로 제1경로에 해당하는 자기상관값이 곧 수신지연프로필에서 직접파 경로에 해당하는 제1채널계수값이 된다.

마찬가지로 수신의 중첩PN코드와 메모리부(21) 쉬프트레지스터(43)의 1비트 순회된 PN코드와의 상관은 제2경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 지연프로필에서 제2경로에 해당하는 제2채널계수값으로 된다.

같은 방법에 의하여 수신의 중첩PN코드와 메모리부(21) 쉬프트레지스터(44)의 M비트 순회된 PN코드와의 상관은 제(M+1)경로 수신 PN코드와는 자기상관을, 다른 지연수신 PN코드와는 상호상관을 이루므로 PN코드의 상관성에 의하여 지연프로필에서 제(M+1)경로에 해당하는 제(M+1)채널계수값으로 된다.

이와 같은 방법에 의하여 수신의 중첩PN코드와 메모리부(21)의 M개의 순차로 순회된 PN코드와의 상관동작으로 M개의 채널계수가 동시에 추정되어진다.

상기의 상관과정에서 채널을 통하여 부가되어지는 잡음샘플은 메모리부(21)의 순회된 PN코드와의 확산작용에 의하여 상호상관값은 더욱 작아지게 되므로 채널계수값의 추정정확도를 높여주게 된다.

상기의 동작과정을 수식으로 표현해 보면 다음과 같이 된다.

송신의 샘플길이 L=N_D`-1 의 p번째 PN코드 심볼벡터 ;

멀티 채널계수벡터 ;

멀티패스에 잡음이 부가된 수신신호벡터 ;

여기서 a_0`는 심볼지연이 일어나지 않은 직접경로의 계수를 나타내며 a_i`는 i샘플지연된 경로의 계수를 나타낸다. 또 n`(p)`는 잡음샘플로 이며, s_i`(p)`는 멀티패스에 따라 i샘플만큼 지연된 신호 즉, i비트 순회된 PN코드신호로 다음과 같이 나타내진다.

채널계수 추정에 있어서 상기의 수신신호 r`(p)`와 메모리부의 i비트 순회된 s_i`(p)`코드를 차례로 상관을 취하면 와 같이 오차범위내에서 채널계수 a_i`가 구해진다. 즉, 상기의 상관동작에 있어서 PN코드의 상호상관은 0으로 되고 또한 잡음샘플과 PN코드와의 상호상관은 매우 작은 값 으로 되며 이 오차범위를 추정의 정확도로 볼 수 있다.

도 5는 수신의 입력단에서 신호 대 잡음전력의 비가 각각 13dB인 경우의 채널 추정의 예와 그 추정오차를 보여주는 것으로, 채널계수의 추정이 잘 이루어져 있음을 알 수 있으며, 추정의 오차도 ±0.005(가장 큰 채널계수값을 1로 정규화, 전력으로 -46dB이하의 감쇠계수에 해당)이내로 나타나고 있으므로 임계값을 0으로 설정하더라도 추정의 정확도가 높은 채널계수를 추정할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 심볼동기용 타이밍 발생부(30)내 피크계수값 위치추출부(31)를 통해 상기 임계값비교 및 채널계수 출력부(24)에서 출력되는 추정채널계수의 피크값의 위치점을 추출하고, 심볼타이밍 결정부(32)를 통해 상관기 출력의 주기성을 이용하여 상기 피크계수값 위치추출부(31)에서 추출된 피크 추정채널개수의 위치점을 OFDM 프리엠블 PN코드 다음에 오는 OFDM 데이터 심볼의 시작점인 심볼타이밍으로 결정하여 FFT윈도우 제어부(33)에 출력한다.

또한, 본 발명에서는 가중계수 저장부(18) 및 1-탭 등화기(19)가 상기 임계값비교 및 채널계수 출력부(24)에서 출력되어 고속 푸리에 변환(FFT)된 추정채널계수를 1-탭 등화용 가중계수값으로 사용하여 채널등화를 수행한다.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 OFDM 시스템에서 보호구간을 초월하는 지연프로필이 긴 전송로에 대해서도 시간영역에서 실시간으로 정도높은 전송채널계수를 추정함과 동시에 심볼타이밍을 결정할 수 있게 되며, 특히 PN코드 의 상관성을 이용하므로 상관기의 구성이 간단하고 PN코드의 특성상 상관기의 동작이 덧셈연산만으로 이루어지므로써 고속으로 채널계수를 정확히 추출해 내게 될 뿐만 아니라 피크 채널계수값의 위치점을 심볼의 동기타이밍으로 결정할 수 있게 되어 OFDM심볼 동기장치의 간단화를 기할 수 있다.

또한, 정도높게 추정되어지는 전송채널계수에 의하여 1-탭등화기의 탭 가중계수가 설정되므로 보호구간을 초월하는 지연프로필이 긴 전송로에 대해서도 심볼간의 간섭을 배제하는 채널등화를 행하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 지연스프레드가 긴 전력선통신 채널환경에서도 실시간으로 채널특성을 정확하게 알 수 있게 해주므로 고속의 패킷통신방법인 OFDM시스템 등과 같은 멀티서브캐리어 시스템에 적용할 때, 매우 뛰어나고 신뢰할 수 있는 채널등화를 가능하게 해 줄 뿐만 아니라 동시에 심볼동기 타이밍을 결정해 주는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 OFDM 프레임의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 PN코드의 상관특성을 이용한 OFDM 시스템의 송,수신단 구성도,

도 3은 도 2의 채널계수 추정부와 심볼동기용 타이밍 발생부의 블록 구성도,

도 4는 도 3의 상관기의 상관 동작을 설명하기 위한 도면,

도 5는 채널의 추정 예와 추정 오차를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 채널계수 추정부 21 : 순회된 PN코드 메모리부

22 : 상관기 23 : 임계값 설정부

24 : 임계값비교 및 채널계수 출력부

30 : 심볼동기용 타이밍 발생부

31 : 피크계수값 위치추출부 32 : 심볼타이밍 결정부

33 : FFT윈도우 제어부

Claims (6)

1. 데이터 블록을 병렬로 처리하여 서로 직교하는 다수의 서브캐리어에 실어 병렬로 전송하는 OFDM시스템에 있어서,

   직병렬 변환부를 통해 직렬의 데이터를 병렬변환후 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 처리에 의하여 기저대역의 OFDM신호를 송신하는 송신단에, 채널계수추정용 PN코드 발생단을 구비하여 OFDM신호의 매 프레임의 전단에 OFDM의 심볼샘플간격으로 채널추정용 PN코드를 발생시키고,

   송신의 기저대역신호에 대해 아날로그 디지털 변환후에 고속 푸리에 변환(FFT)처리를 사용하여 심볼복원후 데이터복조 및 복호에 의해 송신의 데이터를 복원하는 수신단에, 채널계수 추정부와, 심볼동기용 타이밍 발생부를 구비하여 송신의 PN코드를 수신하여 PN코드길이 단위로 메모리부의 M개의 순회된 PN코드와의 상관에 의해 추정 채널계수를 구하고, 이 구한 추정채널계수중 PN코드의 상관의 주기성에 의해 나타나는 주기적인 피크 채널계수값의 위치점을 심볼동기 타이밍으로 결정하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 채널계수추정용 PN코드 발생단에서의 PN코드 발생이 OFDM심볼 발생클럭에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 수신단에서 상기 채널계수 추정부에서 구한 추정채널계수를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 1-탭등화용 가중계수값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정방법.
4. 데이터 블록을 병렬로 처리하여 서로 직교하는 다수의 서브캐리어에 실어 병렬로 전송하는 OFDM시스템에 있어서,

   직병렬 변환부를 통해 직렬의 데이터를 병렬변환후 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 처리에 의하여 기저대역의 OFDM신호를 송신하는 송신단에, OFDM신호의 매 프레임의 전단에 OFDM의 심볼샘플간격으로 채널추정용 PN코드를 발생시키는 채널계수추정용 PN코드 발생단을 구비하고,

   송신의 기저대역신호에 대해 아날로그 디지털 변환후에 고속 푸리에 변환(FFT)처리를 사용하여 심볼복원후 데이터복조 및 복호에 의해 송신의 데이터를 복원하는 수신단에, 송신의 PN코드를 수신하여 PN코드길이 단위로 메모리부의 M개의 순회된 PN코드와의 상관에 의해 추정 채널계수를 구하는 채널계수 추정부와, 상기 채널계수 추정부에서 구한 추정채널계수중 PN코드의 상관의 주기성에 의해 나타나는 주기적인 피크 채널계수값의 위치점을 심볼동기 타이밍으로 결정하는 심볼동기용 타이밍 발생부를 더 포함 구비하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 채널계수 추정부가, 송신의 PN코드를 1비트씩 차례로 순회시킨 M개의 순회된 PN코드가 저장되어 있는 순회된 PN코드 메모리부와, 수신단의 아날로그 디지털 변환부에서 변환된 수신 OFDM신호의 프레임중 PN코드와 상기 순회된 PN코드 메모리부에 저장되어 있는 한 비트씩 순회된 M개의 PN코드와의 상관연산을 수행하여 M개의 상관값을 구하는 상관기와, 채널계수를 결정하기 위한 임계값이 설정 및 저장되어 있는 임계값 설정부와, 상기 상관기에서 구한 M개의 채널계수와 상기 임계값 설정부에서 설정된 임계값을 비교하여 추정채널계수값을 최종 출력하는 임계값비교 및 채널계수 출력부로 구성되는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 심볼동기용 타이밍 발생부가, 상기 채널계수 추정부에서 구한 추정채널계수중 PN코드의 상관의 주기성에 의해 나타나는 주기적인 피크 채널계수값의 위치점을 추출하는 피크계수값 위치추출부와, 상기 피크계수값 위치추출부에서 추출된 피크 채널계수값의 위치점을 OFDM 프리엠블 PN코드 다음에 오는 OFDM 데이터 심볼의 심볼동기 타이밍으로 결정하는 심볼타이밍 결정부와, 상기 심볼타이밍 결정부에서 결정된 심볼타이밍을 이용해 FFT윈도우 제어하는 FFT윈도우 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 시스템의 채널계수 추정과 심볼동기 타이밍 결정장치.