KR100513968B1 - 소프트 판정용 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기 - Google Patents

소프트 판정용 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 오디오 방송(DAB, digital audio broadcasting) 등에 활용될 수 있는 무선 수신기(radio receiver)에 관한 것이다. 특히 소프트 판정(soft decision)용 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기에 관한 발명이다.
본 발명에 의한 무선 수신기는 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 입력 데이터를 제 2 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터로 변환시키는 비트 변화기로써, 상기 입력 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 상기 입력 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 상기 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최고값과 최저값 사이의 비트 변환 데이터로 매핑되는 비트 변환기 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기는 비터비 복호기의 소프트 판정 신뢰도를 높이고, 디인터리버의 메모리 사이즈를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Description

소프트 판정용 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기{THE BIT CONVERSION METHOD FOR SOFT DECISION AND RADIO RECEIVER USING THE SAME}
본 발명은 디지털 오디오 방송(DAB, digital audio broadcasting) 등에 활용될 수 있는 무선 수신기에 관한 것이다. 특히 소프트 판정(soft decision)용 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기에 관한 발명이다.
무선 수신기의 일례로 디지털 오디오 방송(DAB) 수신기가 있다. 디지털 오디오 방송 송신기는 송신하고자 하는 정보를 길쌈 부호화, 인터리빙, π/4-DQPSK(differential quadrature phase shift keying) 변조, 및 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 OFDM이라 함) 변조 등을 수행하여 전송한다. 디지털 오디오 방송 수신기는 OFDM 복조, π/4-DQPSK 복조, 디인터리빙, 비터비 복호 등을 수행하여 송신기에서 보낸 정보를 추출한다. 이 중, 비터비 복호기는 4 비트의 데이터를 받아 소프트 판정(soft decision)을 수행하며 최종적으로 '1'과 '0'을 판정한다. π/4-DQPSK 복조된 데이터의 길이는 전송모드-I 일때(디지털 오디오 방송의 전송모드는 모두 4가지 이며, 모드-I, 모드-II, 모드-III 및 모드-IV 일때의 한 심벌의 캐리어수는 각각 1536, 384, 192 및 768이다.) I/Q 채널 당 16 비트이고 비터비 복호기의 입력 값은 4 비트이기 때문에 비터비의 입력 형식으로 차분 위상 복조된 데이터의 값을 16 비트에서 4 비트 형식으로 변형 시켜야 한다. 만일 16 비트 중 최상위 4 비트만을 추출하여 비터비 디코더의 입력인 4 비트를 구성하는 경우 비터비 디코더의 소프트 디시젼의 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 비터비 디코더의 성능을 저하시키지 아니하는 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 비터비 디코더의 성능을 저하시키지 아니하면서 디인터리버의 메모리 사이즈를 줄일 수 있는 비트 변환 방법 및 이를 이용한 무선 수신기를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 I 채널과 Q 채널의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식으로 변조된 데이터를 복조하여 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터로 변환하는 FFT, 상기 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터를 제 2 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터로 변환시키는 비트 변화기로써, 복조 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 복조 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 복조 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최고값과 최저값 사이의 비트 변환 데이터로 매핑되는 비트 변환기, 상기 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터를 입력받아 QPSK 복조 또는 QAM 복조된 데이터를 출력하는 디맵퍼, 및 상기 디맵퍼의 출력을 입력받아 비터비 복호된 신호를 출력하는 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기를 제공한다.
본 발명의 제 2 측면은 I 채널과 Q 채널의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식으로 변조된 데이터를 복조하여 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터로 변환하는 FFT, 상기 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터를 입력받아 차분 복조를 수행하여 출력하는 차분 복조기, 상기 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 차분 복조기 출력 데이터를 제 2 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터로 변환시키는 비트 변화기로써, 차분 복조기 출력 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 차분 복조기 출력 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 차분 복조기 출력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최저값 및 최고값 사이의 비트 변환 데이터로 매핑되는 비트 변환기, 상기 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터를 입력받아 데이터의 순서를 바꾸어 출력하는 디인터리버, 상기 I 채널과 Q 채널 디인터리버의 출력을 입력받아 QPSK 복조 또는 QAM 복조된 데이터를 출력하는 디맵퍼, 및 상기 디맵퍼의 출력을 입력받아 비터비 복호된 신호를 출력하는 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기를 제공한다.
본 발명의 제 3 측면은 FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기에 있어서, 제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터의 평균값을 구하는 심볼 평균값 계산기, 상기 제 1 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 입력 데이터를 제 2 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 I 채널 소프트 판정 장치, 및 상기 제 1 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터를 제 2 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 Q채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 Q채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 Q 채널 소프트 판정 장치를 포함하되, 상기 제 1 임계값 및 상기 제 2 임계값은 상기 평균값을 이용하여 결정되는 비트 변환기를 추가적으로 포함하는 무선 수신기를 제공한다.
본 발명의 제 4 측면은 FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기에 있어서, 제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터의 평균값을 구하는 심볼 평균값 계산기, 제 1 비트 길이의 I 채널의 비트 변환기 입력 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중에서 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 I 채널의 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 평균값에 의하여 결정되는 I 채널 가변 윈도우 쉬프터, 제 1 비트 길이의 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중에서 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 Q 채널의 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 평균값에 의하여 결정되는 Q 채널 가변 윈도우 쉬프터, 상기 제 2 비트 길이의 I 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 I 채널 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 I 채널 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 I 채널 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 I 채널 소프트 판정 장치, 및 상기 제 2 비트 길이의 Q 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 Q 채널 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 Q 채널 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 Q 채널 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 Q 채널 소프트 판정 장치를 포함하는 비트 변환기를 추가적으로 포함하는 무선 수신기를 제공한다.
본 발명의 제 5 측면은 FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기의 비트 변환 방법에 있어서, 제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 데이터를 입력받아 평균값을 구하는 단계, 상기 제 1 비트 길이의 I 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 I 채널 데이터를 만들고, 상기 제 1 비트 길이의 Q 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 Q 채널 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 입력 신호의 평균에 의하여 결정되는 단계, 및 상기 제 2 비트 길이의 I 및 Q 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 I 및 Q 채널 데이터로 각각 변환하되, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 제 3 비트 길이의 데이터 중 최고값에 매핑되고, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 제 3 비트 길이의 데이터 중 최저값에 매핑되고, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 제 3 비트 길이의 데이터 중 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 단계를 포함한 비트 변환 방법을 제공한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어 져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에서 무선 수신기는 고속 푸리에 변환기(fast Fourier transformer, 이하 FFT라 함, 100), 차분 복조기(differential demodulator, 200), 소프트 판정용 비트 변환기(bit converter for soft decision, 300), 디인터리버(deinterleaver, 400), 디맵퍼(500) 및 비터비 복호기(Viterbi decoder, 600)를 구비한다.
FFT(100)는 송신기의 IFFT(inverse fast Fourier transformer, 미도시)에 상응하는 부분으로써, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식으로 변조된 심벌을 복조하는 기능을 수행한다.
차분 복조기(200)는 송신기의 차분 변조기(미도시)에 상응하는 부분으로써, 차분 복조를 수행한다. 만일 무선 송수신기가 DQPSK 방식, π/4-DQPSK를 사용하지 아니하고, QPSK(quadrature phase-shift keying demapper) 또는 QAM(quadrature amplitude modulation)을 사용하는 경우에는 이 블록은 사용되지 아니할 수 있다. 즉 FFT(100)의 출력이 그대로 소프트 판정용 비트 변환기(300)의 입력이 될 수 있다.
소프트 판정용 비트 변환기(300)는 FFT(100)의 I 채널 또는 Q 채널 출력 데이터 또는 차분 복조기(200)의 I 채널 또는 Q 채널 출력 데이터의 비트 길이를 비터비 디코더(600)에 적합한 비트 길이로 줄여주는 기능을 수행한다. 즉 비트 변환기의 입력 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환기의 출력 데이터로 매핑시키고, 비트 변환기의 입력 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환기의 출력 데이터로 매핑시키고, 비트 변환기의 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최고값과 최저값 사이의 비트 변환기의 출력 데이터로 매핑시킨다. 이때, 제 1 임계값은 제 2 임계값보다 큰 값이다. 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 I 채널과 Q 채널의 비트 변화기 입력 데이터의 평균에 의하여 결정될 수 있다. 여기에서 평균이라 함은, I 채널과 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치의 평균, I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 등을 포함하는 넓은 의미의 평균이다.
디인터리버(400)는 송신기의 인터리버(미도시)에 상응하는 부분으로써, 데이터의 순서를 바꾸어주는 기능을 수행한다. 만일 송신기가 인터리버를 포함하지 아니하는 경우에는 수신기도 디인터리버를 포함하지 아니할 수 있다.
디맵퍼(500)는 송신기의 맵퍼(미도시)에 상응하는 부분으로써, QPSK 변조 또는 QAM 변조된 신호를 복조하는 기능을 수행한다.
비터비 복호기(600)은 길쌈 부호화된 신호를 복호하는 기능을 수행한다. 비터비 복호기는 소프트 판정을 수행하며, 일례로 심볼당 4비트를 입력 받을 수 있다.
이와같이, 수신기에 수신된 신호는 푸리에 변환, 비트 변화, 복조, 복호화가 수행되어 원하는 전송 데이터를 얻을 수 있다.
이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 수신기에 사용되는 소프트 판정용 비트 변환기의 일 실시예를 설명하겠다.
도 2에서 소프트 판정용 비트 변환기는 심볼 평균값 계산기(310), 2개의 가변 윈도우 쉬프터(320) 및 2개의 소프트 판정 장치(330)를 포함한다.
심볼 평균값 계산기(310)는 16 비트의 I 채널 및 Q 채널의 차분 복조 데이터를 입력받아 입력 데이터의 평균을 구한다. 여기에서 평균이라 함은 I 채널과 Q 채널의 입력 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치(신뢰성 비트의 최상위 비트의 위치란 가령 2의 보수(2's complement) 0000000000111000의 경우 최상위 '1'의 위치인 5가 되고, 2의 보수 1111110100001111의 경우 최상위 '0'의 위치인 9가 된다.)의 평균, I 채널 입력 데이터의 제곱과 Q 채널 입력 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 입력 데이터의 제곱과 Q 채널 입력 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 등을 포함하는 넓은 의미의 평균을 의미한다. 또한 I 채널 및 Q 채널의 차분 복조 데이터를 16 비트로 한 것은 설명의 편의를 위한 것으로 수신기의 구성에 따라서 그 비트 수를 달리 할 수도 있다.
가변 윈도우 쉬프터(320)는 상기 평균에 따라서 상기 16 비트의 I 채널 또는 Q 채널의 차분 복조 데이터를 8비트의 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. 8비트의 출력 데이터는 설명의 편의를 위하여 사용된 것으로써, 수신기의 구성에 따라 그 비트의 길이를 달리할 수도 있다. 도 3을 참조하여, 가변 윈도우 쉬프터(320)의 동작을 설명하겠다. 도 3에서, 가변 윈도우 쉬프터(320)는 16비트의 I 채널 또는 Q 채널의 차분 복조 데이터(710)를 입력 받아, 최상위비트(MSB, most significant bit)인 부호 비트(720)와 신뢰성 비트(16비트 중 부호비트를 제외한 나머지 비트들) 중 연속된 7 비트의 데이터(730)로 이루어진 8 비트의 데이터(740)를 출력한다. 이때 신뢰성 비트 중 연속된 7 비트(730)의 선택은 상기 평균에 의하여 결정된다.
소프트 판정 장치(330)는 가변 윈도우 쉬프터(320)에서 출력되는 8비트 데이터를 4비트의 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. 4비트의 출력 데이터는 설명의 편의를 위하여 사용된 것으로써, 수신기의 구성에 따라 그 비트의 길이를 달리할 수도 있다. 도 4를 참조하여, 소프트 판정 장치(330)의 동작을 설명하겠다. 도 4에서 제 1 축(810)에 위치하는 8비트 데이터 중에서 제 1 임계값(860) 이상인 영역(830)에 해당하는 입력 데이터는 모두 4비트 '0111'에 매핑되고, 제 2 임계값(870) 이하인 영역(840)에 해당하는 입력 데이터는 모두 4비트 '1000'에 매핑되고, 제 1 임계값(860)과 제 2 임계값(870) 사이인 영역(850)에 해당하는 입력데이터는 4비트 '0111'과 '1000' 사이로 매핑된다. 제 1 임계값(860)과 제 2 임계값(870)은 고정적이거나, MPU(미도시) 등으로부터 입력받을 수 있다.
이하 도 5를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 수신기에 사용되는 소프트 판정용 비트 변환기의 다른 실시예를 설명하겠다.
도 5에서 소프트 판정용 비트 변환기는 심볼 평균값 계산기(310) 및 2개의 소프트 판정 장치(330)를 포함한다.
심볼 평균값 계산기(310)는 도 2의 심볼 평균값 계산기와 동일하다.
소프트 판정 장치(330)는 16 비트의 입력 데이터를 4 비트의 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 16 비트 데이터 중에서 제 1 임계값 이상인 영역에 해당하는 입력 데이터는 모두 4 비트 '0111'에 매핑되고, 제 2 임계값 이하인 영역에 해당하는 입력 데이터는 모두 4 비트 '1000'에 매핑되고, 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 영역에 해당하는 입력 데이터는 4 비트 '0111'과 '1000' 사이로 매핑된다. 이때, 제 1 임계값과 제 2 임계값은 상기 심볼 평균값 계산기(310)에서 계산된 평균값을 이용하여 결정된다.
이하 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 1 실시예에 따른 소프트 판정용 비트 변환기의 작용을 설명하겠다.
도 6은 소프트 판정용 비트 변환기의 입력 데이터를 성상도에 나타낸 도면이다. 도 6에서, X 축은 16비트의 I 채널 차분 복조 데이터에 해당하고, Y 축은 16비트의 Q 채널 차분 복조 데이터에 해당한다.
도 7은 소프트 판정용 비트 변환기를 사용하지 아니하고 상기 16 비트의 I 채널 및 Q 채널 차분 복조 데이터의 상위 4비트를 그대로 출력한 경우를 나타내는 도면이다. 이 경우에는 대부분의 데이터가 0점 근처에 위치할 것이다. 이 4비트 데이터를 이용하여 비터비 복호를 수행할 경우 비터비 복호의 성능이 저하된다.
도 8은 소프트 판정용 비트 변환기를 사용하여 상기 16 비트의 I 채널 및 Q 채널 차분 복조 데이터를 입력받아 4비트를 출력한 경우를 나타내는 도면이다. 이 경우에는 데이터가 성상도 상에 고르게 나타나며, 신뢰도가 작은 데이터는 0점 근처에 위치하고, 신뢰도가 큰 데이터는 0점에서 먼 곳에 위치할 것이다. 이 4비트 데이터를 이용하여 비터비 복호를 수행할 경우 비터비 복호의 성능이 개선되는 장점이 있다.
이하 도 9를 참조하여 소프트 판정용 비트 변환 방법을 설명하겠다.
도 9에서, 비트 변환 방법은 16 비트의 I 채널 및 Q 채널의 입력 데이터의 평균을 구하는 제 1 단계(910), 상기 16 비트의 I 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 15 비트 중 연속된 7 비트를 추출하여 8비트의 I 채널 데이터를 만들고, 상기 16비트의 Q 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 15 비트 중 연속된 7 비트를 추출하여 8비트의 Q 채널 데이터를 만들되, 상기 하위 15 비트 중 추출하는 연속된 7 비트의 위치는 상기 입력 신호의 평균에 의하여 결정되는 제 2 단계(920), 상기 8 비트를 4 비트로 변환하는 단계로써, 상기 8 비트가 제 1 임계값 이상인 경우에는 4 비트의 최고값에 매핑되고, 상기 8 비트가 제 2 임계값 이하인 경우에는 4 비트의 최저값에 매핑되고, 상기 8 비트가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 4 비트의 최고값 및 최저값 사이에 매핑되는 제 3 단계(930)를 포함한다.
제 1 단계(910)에서 평균이라 함은 I 채널과 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치의 평균, I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 등을 포함하는 넓은 의미의 평균이다.
제 2 단계(920)에서 하위 15 비트 중 추출하는 연속된 7 비트의 위치는 평균 및 MCU에서 오는 기준값을 비교한 결과에 의하여 결정될 수도 있다.
제 3 단계(930)에서 상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 상수일 수도 있으며, MCU에서 레지스터를 통하여 변경할 수 있는 값일 수도 있다.
이와 같은 방식으로 16 비트의 I 채널 또는 Q 채널의 차분 복조 데이터를 4 비트의 비터비 복호에 적합한 데이터로 변환할 수 있다.
본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상의 변화 없이 디지털 오디오 방송 수신기뿐만 아니라, FFT, 디맵퍼 및 비터비 디코더를 포함하는 어떠한 수신기 일례로 802.11a 규격에 의한 무선랜(wireless LAN)에도 적용가능함을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 적용분야를 디지털 오디오 방송 수신기에 한정하지 아니한다. 또한, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 무선 수신기에서 소프트 판정용 비트 변환기의 위치가 상기한 FFT의 뒷단 또는 차분 복조기의 뒷단에 한정되지 않으며, 소프트 판정용 비트 변환기가 디맵퍼 이전이면 비터비 디코더의 소프트 디시젼의 성능을 향상시킬 수 있음을 용이하게 알 것이다.
본 발명에 의한 비트 변환 방법 및 장치는 비터비 복호기의 소프트 판정 신뢰도를 높임으로써, 무선 수신기의 수신 오류율을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 의한 비트 변환 방법 및 장치는 비터비 디코더의 소프트 판정 신뢰도를 높이기 위하여 최상위 비트를 제외한 차분 복조 출력의 잔여 비트 판정 범위를 자동 조정 함으로서 채널 잡음에 의한 전송된 비트 오류를 교정할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 의한 비트 변환 방법 및 장치는 비터비 디코더의 성능을 저하시키지 아니하면서 디인터리버의 메모리 사이즈를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기에 사용되어지는 소프트 판정용 비트 변환기의 일례의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기에 사용되어지는 소프트 판정용 비트 변환기의 일례에서 비트의 변화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기에 사용되어지는 소프트 판정용 비트 변환기의 다른 일례의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무선 수신기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 1 실시예에 의한 비트 변환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (10)

  1. I 채널과 Q 채널의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식으로 변조된 데이터를 복조하여 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터로 변환하는 FFT;
    상기 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터를 제 2 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터로 변환시키는 비트 변화기로써, 상기 복조 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 상기 복조 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 상기 복조 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최고값과 최저값 사이의 비트 변환 데이터로 매핑되는 비트 변환기;
    상기 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터를 입력받아 QPSK 복조 또는 QAM 복조된 데이터를 출력하는 디맵퍼; 및
    상기 디맵퍼의 출력을 입력받아 비터비 복호된 신호를 출력하는 비터비 복호기를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은
    상기 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터의 평균에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터의 평균은 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치의 평균, I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  4. I 채널과 Q 채널의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식으로 변조된 데이터를 복조하여 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터로 변환하는 FFT;
    상기 I 채널과 Q 채널의 복조 데이터를 입력받아 차분 복조를 수행하여 출력하는 차분 복조기;
    상기 제 1 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널의 차분 복조기 출력 데이터를 제 2 비트 길이를 가지는 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터로 변환시키는 비트 변화기로써, 차분 복조기 출력 데이터가 제 1 임계값 이상일 경우에는 최고값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 차분 복조기 출력 데이터가 제 2 임계값 이하일 경우에는 최저값의 비트 변환 데이터로 매핑되고, 차분 복조기 출력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이일 경우에는 최고값 및 최저값 사이의 비트 변환 데이터로 매핑되는 비트 변환기;
    상기 I 채널과 Q 채널 비트 변환 데이터를 입력받아 데이터의 순서를 바꾸어 출력하는 디인터리버;
    상기 I 채널과 Q 채널 디인터리버의 출력을 입력받아 QPSK 복조 또는 QAM 복조된 데이터를 출력하는 디맵퍼; 및
    상기 디맵퍼의 출력을 입력받아 비터비 복호된 신호를 출력하는 비터비 복호기를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은
    I 채널과 Q 채널의 차분 복조기 출력 데이터의 평균에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  6. FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기에 있어서,
    제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터의 평균값을 구하는 심볼 평균값 계산기;
    상기 제 1 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 입력 데이터를 제 2 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 I 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 I 채널 소프트 판정 장치; 및
    상기 제 1 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터를 제 2 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 Q채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 Q채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 Q 채널 소프트 판정 장치를 포함하되, 상기 제 1 임계값 및 상기 제 2 임계값은 상기 평균값을 이용하여 결정되는 비트 변환기를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 I 채널 및 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터의 평균은 I 채널과 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치의 평균, I 채널 비트 변환기 입력 데이터의 제곱과 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 비트 변환기 입력 데이터의 제곱과 Q 채널 비트 변환기 입력 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  8. FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기에 있어서,
    제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터의 평균값을 구하는 심볼 평균값 계산기;
    제 1 비트 길이의 I 채널의 비트 변환기 입력 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중에서 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 I 채널의 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 평균값에 의하여 결정되는 I 채널 가변 윈도우 쉬프터;
    제 1 비트 길이의 Q 채널의 비트 변환기 입력 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중에서 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 Q 채널의 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트들 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 평균값에 의하여 결정되는 Q 채널 가변 윈도우 쉬프터;
    상기 제 2 비트 길이의 I 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 I 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 I 채널 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 I 채널 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 I 채널 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 I 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 I 채널 소프트 판정 장치; 및
    상기 제 2 비트 길이의 Q 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터로 변환하되, 상기 Q 채널 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값에 매핑되고, 상기 Q 채널 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최저값에 매핑되고, 상기 Q 채널 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 Q 채널 비트 변환기 출력 데이터의 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 Q 채널 소프트 판정 장치를 포함하는 비트 변환기를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신기.
  9. FFT, 디맵퍼, 비터비 복호기를 포함하는 무선 수신기의 비트 변환 방법에 있어서,
    제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널 데이터의 평균값을 구하는 단계;
    상기 제 1 비트 길이의 I 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 I 채널 데이터를 만들고, 상기 제 1 비트 길이의 Q 채널 데이터에서 최상위 1 비트를 추출하고, 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트를 추출하여 제 2 비트 길이의 Q 채널 데이터를 만들되, 상기 하위 (제 1 비트 길이 - 1) 비트 중 추출하는 연속된 (제 2 비트 길이 - 1) 비트의 위치는 상기 입력 신호의 평균에 의하여 결정되는 단계; 및
    상기 제 2 비트 길이의 I 및 Q 채널 데이터를 제 3 비트 길이의 I 및 Q 채널 데이터로 각각 변환하되, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 1 임계값 이상인 경우에는 상기 제 3 비트 길이의 데이터 중 최고값에 매핑되고, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 2 임계값 이하인 경우에는 상기 제 3 비트 길이의 데이터 중 최저값에 매핑되고, 상기 제 2 비트 길이의 데이터가 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우에는 상기 제 3 비트 길이의 데이터 중 최고값과 최저값 사이에 매핑되는 단계를 포함한 비트 변환 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 비트 길이의 I 채널 및 Q 채널의 데이터의 평균은 I 채널과 Q 채널의 데이터 중 어느 하나 또는 모두의 절대값의 평균, 제곱의 평균, 양수평균과 음수평균, 신뢰성 비트 중 최상위 비트의 위치의 평균, I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 평균 및 I 채널 데이터의 제곱과 Q 채널 데이터의 제곱의 합의 근의 평균 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비트 변환 방법.
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