KR100513340B1 - An adaptive bit rate allocation method using the estimation signal to noise ratio - Google Patents

An adaptive bit rate allocation method using the estimation signal to noise ratio Download PDF

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KR100513340B1 KR10-2003-0075560A KR20030075560A KR100513340B1 KR 100513340 B1 KR100513340 B1 KR 100513340B1 KR 20030075560 A KR20030075560 A KR 20030075560A KR 100513340 B1 KR100513340 B1 KR 100513340B1
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Abstract

본 발명은 DMT(Discrete Multi-Tone)방식의 통신 시스템에서, 채널의 전송상태에 따라 DMT채널의 부반송파(채널)에 할당하는 비트수를 실시간으로 조절하는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.According to the present invention, adaptive bit allocation for each channel through signal-to-noise ratio estimation that adjusts the number of bits allocated to subcarriers (channels) of a DMT channel in real time according to a transmission state of a channel in a DMT (Discrete Multi-Tone) communication system The purpose is to provide a method.

본 발명은, 복수의 부반송파를 이용하여 복수의 채널로 데이터를 송수신하는 DMT방식의 통신 시스템에서, 각 채널의 수신상태에 따라 비트수를 할당하는 방법에 있어서, 각 채널의 수신 신호에 대한 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM) 및 분산값(PD)을 구하는 단계; 상기 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM)을 분산값(PD)으로 나누어 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구하는 단계; 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구한 후, 이 측정값(SNRme)의 평균값(SNRav)을 구하는 단계; 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)과 신호대 잡음비 평균값(SNRav)과의 오차(Err)를 구하는 단계; 상기 오차(Err)를 이용하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신하는 단계; 상기 오차(Err)를 이용하여 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신하는 단계; 상기 갱신된 분산값(Dev) 및 신호대 잡음비의 평균값(SNRav)을 이용하여, 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정하는 단계; 및 상기 추정된 신호대 잡음비(SNRout)에 따라 해당 채널에 대한 비트수를 할당하는 단계를 구비함을 특징으로 한다.The present invention provides a method for allocating the number of bits according to a reception state of each channel in a DMT communication system for transmitting and receiving data through a plurality of channels using a plurality of subcarriers, the power spectrum of the received signal of each channel. Obtaining an average value PM and a dispersion value PD of the density; Iteratively obtaining a signal-to-noise ratio measurement value (SNRme) by dividing the average value (PM) of the power spectrum density by a variance value (PD); Recursively obtaining the signal-to-noise ratio measurement value SNRme, and then obtaining an average value SNRav of the measurement value SNRme; Obtaining an error Err between the signal-to-noise ratio measurement value SNRme and the signal-to-noise ratio average value SNRav; Updating the signal-to-noise ratio average value SNRav using the error Err; Updating a preset signal-to-noise ratio variance value Dev using the error Err; Estimating a signal-to-noise ratio (SNRout) for a next received signal using the updated dispersion value Dev and the average value of the signal-to-noise ratio SNRav; And allocating the number of bits for the corresponding channel according to the estimated signal-to-noise ratio (SNRout).

이러한 본 발명에 의하면, 송수신단간에 처음 링크형성 후, 채널 환경의 변화로 각 DMT 채널에서 제공 가능한 데이터속도가 변화하는 경우에도 신속하게 적응할 수 있는 효과가 있다According to the present invention, after the first link is formed between the transmitting and receiving end, even if the data rate that can be provided in each DMT channel changes due to a change in channel environment, it is possible to quickly adapt.

Description

신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법{AN ADAPTIVE BIT RATE ALLOCATION METHOD USING THE ESTIMATION SIGNAL TO NOISE RATIO}Adaptive Bit Allocation Method for Each Channel by Estimating Signal-to-Noise Ratio {AN ADAPTIVE BIT RATE ALLOCATION METHOD USING THE ESTIMATION SIGNAL TO NOISE RATIO}

본 발명은 DMT방식의 통신 시스템에서 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법에 관한 것으로, 특히 DMT(Discrete Multi-Tone)방식의 통신 시스템에서, 채널의 전송상태에 따라 DMT채널의 부반송파(채널)에 할당하는 비트수를 실시간으로 조절하도록 함으로써, 송수신단간에 처음 링크형성 후, 채널 환경의 변화로 각 DMT 채널에서 제공 가능한 데이터속도가 변화하는 경우에도 신속하게 적응할 수 있는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adaptive bit allocation method for each channel through signal-to-noise ratio estimation in a DMT communication system. In particular, in a DMT (Discrete Multi-Tone) communication system, a subcarrier of a DMT channel according to a transmission state of a channel By adjusting the number of bits allocated to the channel in real time, the signal-to-noise ratio estimation can be quickly adapted even if the data rate provided by each DMT channel changes due to the change of channel environment after the first link formation between the transmitting and receiving ends. It relates to an adaptive bit allocation method for each channel.

일반적으로, 통신시스템은 외부환경 및 송수신단 간의 링크 상태에 따라 제공 가능한 데이터 속도의 차이가 발생하게 되는데, 예를 들어 채널환경이 좋을수록 더 빠른 속도의 데이터 통신이 가능하다. In general, a communication system generates a difference in data rates that can be provided according to a link state between an external environment and a transmitting / receiving end. For example, a better channel environment enables faster data communication.

종래의 채널별 비트 할당 방법중의 하나는 전력스펙트럼 밀도를 측정하여 SNR을 구하고, 이를 기존의 SNR과 비교하여 송신 및 수신단의 비트 및 전력할당 테이블을 수정한다.One of the conventional channel-specific bit allocation methods measures the power spectrum density to obtain an SNR, and compares it with the existing SNR to modify the bit and power allocation tables of the transmitting and receiving ends.

종래의 비트 교환 방법중 하는 도 1에 도시된 바와 같다. A conventional bit exchange method is shown in FIG.

도 1은 종래 비트교환을 처리 흐름도로서, 도 1을 참조하면, 종래 비트교환을 처리 흐름을 살펴보면, 수신과정에서 FEC 디코더로부터 에러가 발생한 프레임의 코드워드 개수 및 에러를 정정한 코드워드의 개수, 정정할 수 없는 코드워드의 개수 등의 수신된 에러정보를 판단하여 기준치보다 크거나 같으면 비트교환을 처리하고 작을 경우 기존의 비트 테이블을 유지한다.1 is a flow chart of a conventional bit exchange process. Referring to FIG. 1, a process flow of a conventional bit exchange process is described. Referring to FIG. 1, a codeword number of a frame in which an error occurs from an FEC decoder during reception, a number of codewords for correcting an error, Received error information such as the number of codewords that cannot be corrected is judged, and if it is greater than or equal to the reference value, the bit exchange is processed, and if it is smaller, the existing bit table is maintained.

이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 단계 S1에서는 DMT수신부의 FEC 디코더에서 수신된 슈퍼 프레임의 에러를 체크하여 매 슈퍼 프레임마다 에러가 발생한 FEC코드워드의 개수와, 매 슈퍼 프레임마다 에러를 정정한 FEC코드워드의 개수, 매 슈퍼 프레임마다 에러를 정정할 수 없는 FEC코드워드의 갯수를 DMT제어부에 제공한다. 단계 S2에서 수신측 DMT제어부는 FEC디코더로부터 수신한 에러정보의 값들(이를 간단히 에러값이라 함)을 미리 설정한 기준치와 비교하여 에러값이 기준치보다 크거나 같으면 본 발명에 따라 비트교환을 처리하고, 기준치보다 작으면 단계 S7에서 현재의 비트 테이블을 그대로 유지한다. More specifically, in step S1, the error of the super frame received by the FEC decoder of the DMT receiving unit is checked, and the number of FEC code words in which an error occurs every super frame, and an FEC code correcting the error every super frame. The number of words and the number of FEC code words whose errors cannot be corrected every super frame are provided to the DMT control unit. In step S2, the receiving side DMT control unit compares the values of the error information received from the FEC decoder (this is simply called an error value) with a preset reference value, and if the error value is greater than or equal to the reference value, processes the bit exchange according to the present invention. If it is smaller than the reference value, the current bit table is kept as it is in step S7.

여기서, FEC디코더에 의해 검출된 에러정보는 전송채널의 상태를 나타낸다. 에러값이 기준치보다 같거나 크면, 단계 S3에서 상대측으로 비트 교환 요구(bit swap request) 메시지를 송신한다. 비트교환 요구 메시지는 AOC 메시지 인코딩 절차에 따라 1바이트 헤더와 n바이트 메시지 필드로 이루어진다. 그리고 AOC 메시지는 도 5에서 설명한 슈퍼 프레임의 동기 바이트(Sync Byte)에 실려 전송된다. 이어 수신부의 DMT제어부는 대기하면서 상대방으로부터 비트교환 응답 메시지가 수신되는지를 검사하면서 비트교환 응답 메시지가 수신되면, 단계 S5에서 비트 테이블을 교환한다. Here, the error information detected by the FEC decoder indicates the state of the transport channel. If the error value is equal to or larger than the reference value, a bit swap request message is sent to the counterpart in step S3. The bit exchange request message consists of a 1 byte header and an n byte message field according to the AOC message encoding procedure. The AOC message is transmitted in a sync byte of the super frame described with reference to FIG. 5. Subsequently, when the DMT control unit receives the bit exchange response message while checking whether the bit exchange response message is received from the counterpart while waiting, the DMT control unit exchanges the bit table in step S5.

종래의 신호대 잡음비(SNR) 추정 방법중 하나는 도 2에 도시되어 있다.One conventional signal-to-noise ratio (SNR) estimation method is shown in FIG.

도 2는 종래 신호대 잡음비(SNR) 추정 방법을 보이는 블록도로서, 도 2를 참조하면, 종래 가상실험회로(220)에서의 신호대 잡음비(SNR) 추정을 설명하면, 블록(204,206,208,210)에서는 각각의 반송파로부터 등화기 출력을 기호 결정값에서 감산한 결과나 수신된 트레이닝 정보의 기존 트레이닝 정보로부터 감산된 결과를 제곱하여 노이즈의 멱급수 추정치를 구한다. 반송파가 일정한 멱급수로 송신되는 경우에, SNR은 노이즈 멱급수 추정치의 평균값에 의해 결정될 수 있다. 이 때 저역통과필터(LPF)(212,214,216,218)는 SNR 추정치를 평탄화 하는데 사용될 수 있다. 이때, 데이터 정보로부터 얻어낸 SNR 정보와 트레이닝 시퀀스를 기초로 한 SNR 정보 중 신뢰할 수 있는 추정치를 선택하여 트렐리스 디코더 및 수렴인자 결정에 사용한다. FIG. 2 is a block diagram showing a conventional signal-to-noise ratio (SNR) estimation method. Referring to FIG. 2, the signal-to-noise ratio (SNR) estimation in the conventional virtual experiment circuit 220 will be described. In blocks 204, 206, 208, and 210, each carrier is used. Equation output is subtracted from the symbol decision value or subtracted from the existing training information of the received training information. If the carrier is transmitted with a constant power series, the SNR can be determined by the average value of the noise power series estimate. The low pass filter (LPF) 212,214, 216,218 can then be used to smooth the SNR estimate. At this time, a reliable estimate is selected from the SNR information obtained from the data information and the SNR information based on the training sequence, and used to determine the trellis decoder and convergence factor.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 신호대 잡음비(SNR) 추정 및 비트교환 방법에서는, 처음 링크가 설정된 후에도 연결된 장치들의 변화로 인하여 채널 환경이 달라지는 경우에는, 각 DMT 채널에 할당된 비트들이 제공할 수 있는 전송 속도 또한 달라지는데, 이러한 경우, 특정 순간에 제공 가능한 데이터 속도보다 더 많은 양의 데이터가 전송된다면, 전송 오류가 발생하게 되어 결국 전체적인 시스템의 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional signal-to-noise ratio (SNR) estimation and bit-switching method as described above, if the channel environment is changed due to the change of connected devices even after the first link is established, the bits allocated to each DMT channel can be provided. The transmission rate is also different. In this case, if a larger amount of data is transmitted than a data rate that can be provided at a particular moment, a transmission error occurs and eventually degrades the overall system performance.

이러한 이유 때문에 채널환경의 변화에 따라 전송 속도 및 DMT 채널에 할당되는 비트 수를 효과적으로 신속하게 변화시킬 수 있는 방법이 요구된다.For this reason, there is a need for a method capable of effectively and rapidly changing the transmission rate and the number of bits allocated to the DMT channel according to the change of the channel environment.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 DMT(Discrete Multi-Tone)방식의 통신 시스템에서, 채널의 전송상태에 따라 DMT채널의 부반송파(채널)에 할당하는 비트수를 실시간으로 조절하도록 함으로써, 송수신단간에 처음 링크형성 후, 채널 환경의 변화로 각 DMT 채널에서 제공 가능한 데이터속도가 변화하는 경우에도 신속하게 적응할 수 있는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법을 제공하는데 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a real-time number of bits allocated to subcarriers (channels) of a DMT channel according to a transmission state of a channel in a DMT (Discrete Multi-Tone) communication system. After the first link is formed between the transmitting and receiving end, it provides an adaptive bit allocation method for each channel by estimating the signal-to-noise ratio that can be quickly adapted even if the data rate available in each DMT channel changes due to the change of channel environment. It is.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법은 In order to achieve the above object of the present invention, the channel-specific adaptive bit allocation method through the signal-to-noise ratio estimation of the present invention

복수의 부반송파를 이용하여 복수의 채널로 데이터를 송수신하는 DMT방식의 통신 시스템에서, 각 채널의 수신상태에 따라 비트수를 할당하는 방법에 있어서,In the DMT communication system for transmitting and receiving data in a plurality of channels using a plurality of subcarriers, in the method of allocating the number of bits according to the reception state of each channel,

각 채널의 수신 신호에 대한 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM) 및 분산값(PD)을 구하는 단계;Obtaining an average value (PM) and a dispersion value (PD) of the power spectrum density for the received signal of each channel;

상기 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM)을 분산값(PD)으로 나누어 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구하는 단계;Iteratively obtaining a signal-to-noise ratio measurement value (SNRme) by dividing the average value (PM) of the power spectrum density by a variance value (PD);

상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구한 후, 이 측정값(SNRme)의 평균값(SNRav)을 구하는 단계;Recursively obtaining the signal-to-noise ratio measurement value SNRme, and then obtaining an average value SNRav of the measurement value SNRme;

상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)과 신호대 잡음비 평균값(SNRav)과의 오차(Err)를 구하는 단계;Obtaining an error Err between the signal-to-noise ratio measurement value SNRme and the signal-to-noise ratio average value SNRav;

상기 오차(Err)를 이용하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신하는 단계;Updating the signal-to-noise ratio average value SNRav using the error Err;

상기 오차(Err)를 이용하여 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신하는 단계;Updating a preset signal-to-noise ratio variance value Dev using the error Err;

상기 갱신된 분산값(Dev) 및 신호대 잡음비의 평균값(SNRav)을 이용하여, 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정하는 단계; 및Estimating a signal-to-noise ratio (SNRout) for a next received signal using the updated dispersion value Dev and the average value of the signal-to-noise ratio SNRav; And

상기 추정된 신호대 잡음비(SNRout)에 따라 해당 채널에 대한 비트수를 할당하는 단계 Allocating the number of bits for the corresponding channel according to the estimated signal-to-noise ratio (SNRout)

를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명을 수행하기 위한 DMT 통신시스템의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a DMT communication system for carrying out the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명을 수행하기 위한 DMT 통신시스템은 각 채널의 수신 신호에 대한 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM) 및 분산값(PD)을 구하고, 상기 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM)을 분산값(PD)으로 나누어 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구하며, 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구한 후, 이 측정값(SNRme)의 평균값(SNRav)을 구하는 신호대 잡음비 추정기(310)와, 상기 신호대 잡음비 추정기(310)에서 구한 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)과 신호대 잡음비 평균값(SNRav)과의 오차(Err)를 구하는 신호대 잡음비 오차 산출기(320)와, 상기 신호대 잡음비 오차 산출기(320)에 의해 산출된 오차(Err)를 이용하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav) 및 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신하고, 상기 갱신된 분산값(Dev) 및 신호대 잡음비의 평균값(SNRav)을 이용하여, 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정하며, 상기 추정된 신호대 잡음비(SNRout)에 따라 해당 채널에 대한 비트수를 할당하는 채널 매핑기(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the DMT communication system for implementing the present invention obtains an average value PM and a dispersion value PD of power spectrum density for a received signal of each channel, and calculates an average value PM of the power spectrum density. The signal-to-noise ratio measurement value (SNRme) is repeatedly obtained by dividing by the variance value (PD), and the signal-to-noise ratio measurement value (SNRme) is repeatedly obtained, and then the signal-to-noise ratio estimator (SNRav) is obtained. 310, a signal-to-noise ratio error calculator 320 for obtaining an error Err between the signal-to-noise ratio measurement value SNRme obtained from the signal-to-noise ratio estimator 310 and the signal-to-noise ratio average value SNRav, and the signal-to-noise ratio error The signal-to-noise ratio average value SNRav and the signal-to-noise ratio variance value Dev are updated using the error Err calculated by the calculator 320, and the updated dispersion value Dev and the average value of the signal-to-noise ratio SNRav are updated. )of And a channel mapper 330 for estimating a signal-to-noise ratio (SNRout) for the next received signal and allocating the number of bits for the corresponding channel according to the estimated signal-to-noise ratio (SNRout).

도 4는 본 발명에 따른 채널별 적용적 비트 할당 방법을 보이는 플로우챠트이고, 도 5는 본 발명에 따른 신호대 잡음비 추정방법 설명도이다.4 is a flowchart showing a method for allocating bits according to the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method for estimating a signal-to-noise ratio according to the present invention.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법은 복수의 부반송파를 이용하여 복수의 채널로 데이터를 송수신하는 DMT방식의 통신 시스템에서, 각 채널의 수신상태에 따라 비트수를 할당하는데 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.2 to 5, the adaptive bit allocation method for each channel through the signal-to-noise ratio estimation according to the present invention, in the DMT communication system for transmitting and receiving data in a plurality of channels using a plurality of subcarriers, The number of bits is allocated according to the reception state.

도 5를 참조하면, 먼저, 각 채널의 수신 신호에 대한 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM) 및 분산값(PD)을 구하고(S51), 이후 상기 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM)을 분산값(PD)으로 나누어 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구하는데(S52), 즉, 채널을 통해 수신된 신호 중 동기화(Synchronization)에 사용한 시퀀스와 기존에 정해진 시퀀스와의 교차상관함수를 통하여 그 순간의 전력스펙트럼밀도를 얻어낸 후 시퀀스가 다수의 주기동안 반복된다는 점을 이용하여 전력스펙트럼밀도의 평균값과 분산을 구한다. 이에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.Referring to FIG. 5, first, an average value PM and a variance value PD of power spectrum densities of received signals of respective channels are obtained (S51), and then the average value PM of the power spectrum density is calculated as a dispersion value PD. The signal-to-noise ratio measurement (SNRme) is repeatedly obtained (S52), that is, the cross correlation function between the sequence used for synchronization and the previously determined sequence among the signals received through the channel. After the power spectrum density is obtained, the average value and the variance of the power spectrum density are obtained using the fact that the sequence is repeated for a plurality of periods. This will be described with reference to FIG. 5.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티캐리어별 신호대 잡음비(SNR) 측정방법은 각 채널의 프리엠블 심블(preamble symbol)을 통해 모든 부반송파의 전력스펙트럼밀도(power spectrum density:PSD)를 얻어낸 후, 이를 이용하여 짧은 시간동안 특정 멀티캐리어의 전력변화를 관찰함으로써 신호대 잡음비를 추정하는데, 이때, 전력밀도의 평균을 신호의 세기로, 분산을 잡음의 세기로 각각 추정한 후에, 상기 평균 및 분산의 비(신호의 세기와 잡음의 세기와의 비)를 통해 신호대 잡음비(SNR)를 얻어낸다. 한편, 짧은 시간동안의 적은 샘플로 신호와 잡음의 세기를 추정해야 하기 때문에, 그 추정값이 도 5에 도시한 바와 같이 시간에 따라 불규칙적으로 움직이게 된다.Referring to FIG. 5, in the multicarrier signal-to-noise ratio (SNR) measuring method according to the present invention, after obtaining power spectrum density (PSD) of all subcarriers through a preamble symbol of each channel, Using this, the signal-to-noise ratio is estimated by observing the power change of a specific multicarrier for a short time, wherein the average of the power density is estimated as the signal strength and the variance as the noise strength, respectively. The signal-to-noise ratio (SNR) is obtained from the ratio of signal strength to noise strength. On the other hand, since it is necessary to estimate the strength of the signal and the noise with a small sample for a short time, the estimated value moves irregularly with time as shown in FIG.

한편, 상기와 같이 결정된 SNR은 특정시간에서의 채널정보를 추정한 것으로, 채널변화의 경향을 포함하기가 어려우므로 이를 이용하여 비트 테이블을 수정할 경우 바로 이후 수신된 패킷에서 오류가 발생할 가능성이 높다. 따라서 하기 설명되는 과정을 통해서 과거 채널특성의 변화를 고려하여 새로 갱신(Update)된 신호대 잡음비(SNR)정보를 사용한다.On the other hand, the SNR determined as described above is an estimate of the channel information at a specific time, it is difficult to include the trend of the channel change, it is likely that an error occurs in the packet immediately received when modifying the bit table using this. Therefore, the updated signal-to-noise ratio (SNR) information is used in consideration of the change in the past channel characteristics through the process described below.

그 다음, 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구한 후, 이 측정값(SNRme)의 평균값(SNRav)을 구하고(S53), 이후 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)과 신호대 잡음비 평균값(SNRav)과의 오차(Err)를 하기 수학식 1과 같이 구한다(S54).Then, the signal-to-noise ratio measurement value SNRme is repeatedly obtained, and then the average value SNRav of the measurement value SNRme is obtained (S53), and then the signal-to-noise ratio measurement value SNRme and the signal-to-noise ratio average value SNRav are obtained. The error Err is obtained as shown in Equation 1 below (S54).

[수학식 1][Equation 1]

Err = SNRme - SNRavErr = SNRme-SNRav

여기서, SNRme는 SNR 측정값이고, SNRav는 SNR의 평균 평가값으로써, 상기 Err는 "실제 측정 값 - 현재 SNR 측정값을 의미한다.Here, SNRme is an SNR measurement value, SNRav is an average evaluation value of SNR, and Err means "actual measurement value-current SNR measurement value.

그 다음, 상기 오차(Err)를 이용하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신하는데(S55), 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav) 갱신에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 하기 수학식 2에 보인 바와 같이, 상기 오차(Err)에 사전에 설정된 평균계수(g)를 곱한 값을, 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)에 더하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신한다.Next, the signal-to-noise ratio average value SNRav is updated using the error Err (S55), and the signal-to-noise ratio average value SNRav update is described in more detail as shown in Equation 2 below. The signal-to-noise ratio average value SNRav is updated by adding the value obtained by multiplying the error Err by a predetermined average coefficient g to the signal-to-noise ratio average value SNRav.

[수학식 2][Equation 2]

SNRav = SNRav + g × ErrSNRav = SNRav + g × Err

여기서, g는 평균의 계수이다.Where g is the coefficient of the mean.

그 다음, 상기 오차(Err)를 이용하여 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 하기 수학식 3과 같이 갱신하는데(S56), 즉 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev) 갱신은 상기 오차(Err)의 절대값에서 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 뺀값에 사전에 설정된 편차계수(h)를 곱하고, 이 곱한 값을 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev)에 더하여 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신한다.Then, the signal-to-noise ratio variance value Dev, which is previously set using the error Err, is updated as shown in Equation 3 (S56), that is, the signal-to-noise ratio variance value Dev is updated to the error Err. The signal-to-noise ratio variance value Dev is obtained by subtracting the predetermined signal-to-noise ratio variance value Dev from the absolute value of the multiplier and multiplying the predetermined deviation coefficient h by adding the multiplied value to the signal-to-noise variance value Dev. Update the.

[수학식 3][Equation 3]

Dev = Dev + h(|Err|-Dev)Dev = Dev + h (| Err | -Dev)

여기서, Dev는 평균의 편차를 의미하는 분산값이고, h는 편차의 계수이다.Here, Dev is a variance value indicating a deviation of the mean, and h is a coefficient of deviation.

그 다음, 상기 갱신된 분산값(Dev) 및 신호대 잡음비의 평균값(SNRav)을 이용하여, 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 하기 수학식 4와 같이 추정하는데(S57), 즉 상기 신호대 잡음비(SNRout) 추정은 상기 갱신된 분산값(Dev)에 사전에 설정된 평가값(β)을 곱한 값을, 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)에서 빼어서, 해당 채널의 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정한다.Then, using the updated dispersion value Dev and the average value SNRav of the signal-to-noise ratio, the signal-to-noise ratio SNRout for the next received signal is estimated as shown in Equation 4 below, i.e., the signal-to-noise ratio (SNRout) Estimation is obtained by subtracting the updated dispersion value Dev multiplied by a predetermined evaluation value β from the signal-to-noise ratio average value SNRav to obtain a signal-to-noise ratio SNRout for the next received signal of the channel. Estimate).

[수학식 4][Equation 4]

SNRout = SNRav - β × DevSNRout = SNRav-β × Dev

여기서, SNRout는 비트로딩(Bit loading)에 사용될 SNR값이고, β는 평가값의 계수이다.Here, SNRout is an SNR value to be used for bit loading, and β is a coefficient of an evaluation value.

그리고, 마지막으로, 상기 추정된 신호대 잡음비(SNRout)에 따라 해당 채널에 대한 비트수를 할당하는데(S58), 상기 신호대 잡음비(SNRout)가 큰 값을 경우에는 많은 비트수를 할당하고, 반면에 신호대 잡음비(SNRout)가 작은 값일 경우에는 작은 비트수를 할당하게 되며, 구체적으로 할당되는 비트수는 적용되는 시스템의 특성에 따라 서로 다를 수 있고, 특정 시스템에 적용된 경우에는 신호대 잡음비(SNRout)의 값에 따라 할당되는 비트수가 사전에 설정될 수 있다.Finally, the number of bits for the channel is allocated according to the estimated signal-to-noise ratio (SNRout) (S58). If the signal-to-noise ratio (SNRout) is a large value, a large number of bits is allocated, whereas When the noise ratio (SNRout) is a small value, a small number of bits is allocated. Specifically, the allocated number of bits may be different depending on the characteristics of the system to be applied, and when applied to a specific system, the value of the signal-to-noise ratio (SNRout) may be different. Accordingly, the number of bits allocated can be set in advance.

전술한 바와 같이, 신호대 잡음비(SNR)의 변화가 큰 부반송파의 경우에는 편차가 크게 설정되므로, 최종 신호대 잡음비(SNR)값을 결정할 때 그 특성이 고려되어 현재 추정치보다 낮은 값으로 결정됨으로써 채널추정 이후에 갑자기 낮은 신호대 잡음비(SNR)를 갖더라도 안정적인 통신이 가능하게 된다.As described above, in the case of a subcarrier having a large change in the signal-to-noise ratio (SNR), since the deviation is large, the characteristic is considered when determining the final signal-to-noise ratio (SNR) value and is determined to be lower than the current estimate. Even if it suddenly has a low signal-to-noise ratio (SNR), stable communication is possible.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, DMT(Discrete Multi-Tone)방식의 통신 시스템에서, 채널의 전송상태에 따라 DMT채널의 부반송파(채널)에 할당하는 비트수를 실시간으로 조절하도록 함으로써, 송수신단간에 처음 링크형성 후, 채널 환경의 변화로 각 DMT 채널에서 제공 가능한 데이터속도가 변화하는 경우에도 신속하게 적응할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, in the communication system of the DMT (Discrete Multi-Tone) system, by adjusting the number of bits allocated to the sub-carrier (channel) of the DMT channel according to the transmission state of the channel in real time, After the first link formation, even if the data rate that can be provided in each DMT channel changes due to a change in the channel environment, it is possible to quickly adapt.

또한, 채널의 변화를 누적하여 반영할 수 있고, SNR 추정시 채널 특성의 변화율을 적용하므로 특성의 변화가 많은 부반송파를 이용할 때도 상대적으로 안정적인 고속 데이터 전송이 가능하다. In addition, the channel change can be accumulated and reflected, and the change rate of the channel characteristic is applied when estimating the SNR, thereby enabling relatively stable high-speed data transmission even when using a subcarrier having a large change in the characteristic.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하므로, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.Since the above description is only a description of specific embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and modifications of the configuration are possible from the above-described specific embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

도 1은 종래 비트교환을 처리 흐름도이다.1 is a flowchart of processing a conventional bit exchange.

도 2는 종래 신호대 잡음비(SNR) 추정 방법을 보이는 블록도이다.2 is a block diagram showing a conventional signal-to-noise ratio (SNR) estimation method.

도 3은 본 발명을 수행하기 위한 DMT 통신시스템의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a DMT communication system for carrying out the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 채널별 적용적 비트 할당 방법을 보이는 플로우챠트이다.4 is a flowchart showing a method for allocating an adaptive bit for each channel according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 신호대 잡음비 추정방법 설명도이다.5 is an explanatory diagram illustrating a signal-to-noise ratio estimation method according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing

310 : 신호대 잡음비 추정기310: signal to noise ratio estimator

320 : 신호대 잡음비 오차 산출기320: Signal to noise ratio error calculator

330 : 채널 매핑기330: Channel Mapper

Claims (4)

복수의 부반송파를 이용하여 복수의 채널로 데이터를 송수신하는 DMT방식의 통신 시스템에서, 각 채널의 수신상태에 따라 비트수를 할당하는 방법에 있어서,In the DMT communication system for transmitting and receiving data in a plurality of channels using a plurality of subcarriers, in the method of allocating the number of bits according to the reception state of each channel, 각 채널의 수신 신호에 대한 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM) 및 분산값(PD)을 구하는 단계(S51);Obtaining an average value PM and a variance value PD of power spectrum densities of the received signals of each channel (S51); 상기 전력스펙트럼밀도의 평균값(PM)을 분산값(PD)으로 나누어 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구하는 단계(S52);Obtaining a signal-to-noise ratio measurement value SNRme by dividing the average value PM of the power spectrum density by the variance value PD (S52); 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)을 반복적으로 구한 후, 이 측정값(SNRme)의 평균값(SNRav)을 구하는 단계(S53);Resolving the signal-to-noise ratio measurement value SNRme repeatedly and then obtaining an average value SNRav of the measurement value SNRme (S53); 상기 신호대 잡음비 측정값(SNRme)과 신호대 잡음비 평균값(SNRav)과의 오차(Err)를 구하는 단계(S54);Obtaining an error Err between the signal-to-noise ratio measurement value SNRme and the signal-to-noise ratio average value SNRav (S54); 상기 오차(Err)를 이용하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신하는 단계(S55);Updating the signal-to-noise ratio average value SNRav using the error Err (S55); 상기 오차(Err)를 이용하여 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신하는 단계(S56);Updating the preset signal-to-noise ratio variance value Dev using the error Err (S56); 상기 갱신된 분산값(Dev) 및 신호대 잡음비의 평균값(SNRav)을 이용하여, 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정하는 단계(S57); 및Estimating a signal-to-noise ratio (SNRout) for a next received signal using the updated dispersion value Dev and the average value of the signal-to-noise ratio SNRav (S57); And 상기 추정된 신호대 잡음비(SNRout)에 따라 해당 채널에 대한 비트수를 할당하는 단계(S58) Allocating the number of bits for the corresponding channel according to the estimated signal-to-noise ratio (SNRout) (S58) 를 구비함을 특징으로 하는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법.Adaptive bit allocation method for each channel through signal-to-noise ratio estimation characterized in that it comprises. 제1항에 있어서, 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav) 갱신 단계(S55)는The method of claim 1, wherein the signal-to-noise ratio average value SNRav updating step S55 is performed. 상기 오차(Err)에 사전에 설정된 평균계수(g)를 곱한 값을, 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)에 더하여 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)을 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법.The signal-to-noise ratio average value (SNRav) is updated by adding the value obtained by multiplying the error (Err) by a predetermined average coefficient (g) to the signal-to-noise ratio average value (SNRav). Bit allocation method. 제1항에 있어서, 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev) 갱신 단계(S56)는The method of claim 1, wherein the signal-to-noise ratio variance value Dev update step S56 is performed. 상기 오차(Err)의 절대값에서 사전에 설정된 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 뺀값에 사전에 설정된 편차계수(h)를 곱하고, 이 곱한 값을 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev)에 더하여 상기 신호대 잡음비 분산값(Dev)을 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법.The signal-to-noise ratio variance value Dev is multiplied by a value obtained by subtracting a predetermined signal-to-noise ratio variance value Dev from the absolute value of the error Err, and added to the signal-to-noise ratio variance value Dev. Adaptive bit allocation method for each channel through signal-to-noise ratio estimation, characterized by updating the variance value Dev. 제1항에 있어서, 상기 신호대 잡음비(SNRout) 추정 단계(S57)는The method of claim 1, wherein the signal-to-noise ratio (SNRout) estimating step (S57) 상기 갱신된 분산값(Dev)에 사전에 설정된 평가값(β)을 곱한 값을, 상기 신호대 잡음비 평균값(SNRav)에서 빼어서, 해당 채널의 다음 수신신호에 대한 신호대 잡음비(SNRout)를 추정하는 것을 특징으로 하는 신호대 잡음비 추정을 통한 채널별 적응적 비트 할당 방법.Estimating the signal-to-noise ratio (SNRout) for the next received signal of the corresponding channel by subtracting the value of the updated dispersion value Dev multiplied by a predetermined evaluation value β from the signal-to-noise ratio average value (SNRav). Adaptive bit allocation method for each channel through signal-to-noise ratio estimation.
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