KR100593569B1 - 데이터 심볼로 이루어진 신호의 처리 방법 - Google Patents

데이터 심볼로 이루어진 신호의 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보호 인터벌에 의해 서로 분리된 데이터 심볼로 이루어진 신호의 처리 방법에 관한 것이다. 이러한 신호는 예컨대 디지털 텔레비전 방송에 사용된다. 보호 인터벌로 인해 수신측에서 복구된 데이터의 플로우에 갭이 생긴다. 본 발명에 따라 상기 갭은 심볼의 평가가 보호 인터벌의 지속시간까지 연장됨으로써 피해진다. 따라서, 부가의 버퍼 메모리가 더 이상 필요없다.

Description

데이터 심볼로 이루어진 신호의 처리 방법 {METHOD FOR PROCESSING A SIGNAL CONSISTING OF DATA SYMBOLS}
본 발명은 개별 보호 인터벌에 의해 서로 분리되며 각각 일정수의 캐리어로 이루어진 데이터 심볼로 주파수 영역에서 데이터를 전송하는데 사용되는 신호의 처리 방법에 관한 것이다. 이러한 신호는 특히 디지털 지상 텔레비전 방송(Digital Video Broadcasting)에 공지되어 있다.
이러한 멀티캐리어 방법에 의해 데이터가 다수의 캐리어로 분할되어 전송될 수 있다. 병렬 전송의 경우, 전송 채널의 전체 주파수 대역이 해당 작은 주파수 대역을 가진 다수의 서브채널로 나뉜다. 각각의 서브채널은 전용 데이터 시퀀스로 변조된다.
하나의 서브채널은 종래의 전송 방법에서와 같이 실제 정보가 변조되는 캐리어로 이루어진다. 즉, 병렬 전송시에는 다수의 서브캐리어가 존재한다. 직교 신호의 경우, 상관 방법에 의해 서브채널의 분리가 이루어질 수 있다. 이로 인해, 개별 채널 사이의 간섭이 제거될 수 있다.
병렬 데이터 및 주파수 멀티플렉싱을 이용하는 표준화된 전송 방법은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM)이다. 상기 OFDM에서 각각의 캐리어는 다른 캐리어에 대해 직교한다. 디지털 데이터 전송의 경우, 즉 OFDM의 경우, 데이터는 균일한 데이터 스트림으로 전송되지 않고 프레임이라 불리는 특정한 배치로 전송된다. 예컨대, 각각의 프레임은 68개의 소위 데이터 심볼로 이루어진다. 각각의 데이터 심볼은 병렬로 전송되는 다수의 캐리어 세트로 이루어진다. 개별 데이터 심볼은 보호 인터벌에 의해 서로 분리된다. 보호 인터벌은 데이터 심볼들의 오버랩에 의한 장애를 최소화하기 위해 사용된다. 이것은 푸리에 변환에 의해 서브캐리어의 양호한 분리가 이루어지도록 하기 위해 필요하다. 여기서, 보호 인터벌은 시간 영역에서 각각의 서브캐리어의 신호의 주기 연장에 의해 얻어진다. 이에 관련하여, 보호 인터벌은 데이터 심볼 지속시간의 일부, 예컨대 1/4을 구성한다. 보호 인터벌에 의한 데이터 심볼의 주기 연장은 수신기에서 캐리어 동기화의 유지를 가능하게 한다. 데이터 심볼 내의 정해진 지점에 배치된 특별한 기준 캐리어도 동기화를 위해 사용된다. 상기 기준 캐리어의 수는 실제 정보를 포함하는 데이터 캐리어의 수보다 작다.
파일럿 캐리어 외에, 파라미터 캐리어도 기준 캐리어에 속한다. 파일럿 캐리어는, 수신 측에 공지된 값을 가진 특정한 데이터 시퀀스를 전송하는데 사용된다. 프레임 내에 정해진 위치를 가진 파일럿 캐리어는, 수신된 신호와 수신기를 동기화하는데 사용될 수 있다.
파라미터 캐리어는 전송시 이용되는 파라미터, 예컨대 변조 방식 및 보호 인터벌의 길이를 수신기에 전송한다.
OFDM에서 데이터 항목 및 기준 캐리어의 수 및 부가 세부사항은 유럽 통신 표준 연구소의 유럽 통신 표준 ETS 300 744(1997년 3월)에 따라 정해진다.
보호 인터벌에 의해 서로 분리되는 데이터 심볼로 이루어진 신호의 전송시, 데이터 캐리어가 수신되지 않는 보호 인터벌의 지속시간을 가진 시간 주기가 발생한다. 즉, 보호 인터벌의 길이에 따른 크기를 가진 갭이 데이터 플로우에 생긴다. 수신기 출력에서는 통상적으로 연속하는 데이터 플로우가 요구되기 때문에, 데이터가 버퍼 저장소에 저장된다. 이러한 방식으로 버퍼-저장된 데이터는 일정한 간격으로 연속적으로 다시 판독된다. 버퍼 저장소로는 예컨대 FIFO(first in/first out) 메모리가 사용된다. 이러한 버퍼 저장소는 수신 모듈이 더 커지게 하고 고가가 되게 한다.
본 발명의 목적은 수신 측에서 버퍼-저장 없이 연속적인 데이터 플로우가 이루어지는, 개별 보호 인터벌에 의해 서로 분리되는 데이터 심볼로 데이터를 전송하는데 사용되는 신호의 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항의 특징을 가진 방법에 의해 달성된다.
본 발명은 분리단에 의해 복구되는 캐리어가 버퍼-저장되지 않아도 된다는 장점을 갖는다. 따라서, 버퍼 저장소가 필요 없다. 또한, 처리될 캐리어가 연속적인 시퀀스로 주어지기 때문에, 후속 신호 처리가 용이해진다.
하나의 데이터 심볼의 전송 지속시간 동안 전송되는 캐리어는 처리시, 데이터 심볼의 전송 지속시간과 보호 인터벌을 가지기 때문에, 평가는 저속으로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 후속 신호 처리 방법과 관련해서 바람직하게 사용된다.
신호 처리는 특히 기준 캐리어의 검출, 간섭의 검출, 및 채널의 전송 기능의 산술적 보정에 사용되는 채널 평가가 있다. 이에 관련하여, 실제 전송 채널과 전송 특성 면에서 정해진 표준 채널과의 편차가 검출된다. 전송 기능의 평가는 다수의 기준 캐리어를 이용한 보간에 의해 이루어진다.
특정한 시점에서 평가를 수행할 수 있도록, 나중 시점에 수신될, 즉 상기 특정 시점에는 존재하지 않는 기준 캐리어가 필요하다. 이러한 문제점은 이른 시점에 대한 평가가 나중 시점으로 옮겨짐으로써 해결된다. 이로 인해, 특정 시점에 대한 채널 평가가 지연된다. 이른 시점에 이미 존재하는 기준 캐리어 정보가 지연된 평가를 위해 저장되어야 한다.
채널의 평가된 전송 기능은 데이터 캐리어를 보정하기 위해 사용된다. 데이터 캐리어의 위상 및 진폭이 표준 전송 채널을 통해 전송된 해당 데이터 캐리어의 위상 및 진폭과 일치하도록 변경된다.
신호 처리에는 예컨대 동일한 채널을 통한 아날로그 신호의 전송시 발생할 수 있는 간섭의 검출도 속한다.
바람직하게는 하나의 데이터 심볼의 캐리어 중에서 신호 처리에 사용되어야 하는 것만이 저장된다.
본 발명의 실시예는 종속항에 제시된다.
도 1은 데이터 심볼의 캐리어의 전송 및 평가를 위한 지속시간의 비교를 나타내고,
도 2는 제어 가능한 카운팅 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.
이하, 본 발명을 도면에 도시된 다이어그램을 참고로 구체적으로 설명한다.
보호 인터벌에 의해 서로 분리된 데이터 심볼로 이루어진, 전송될 신호는 예컨대 수신기로 전송된다. 이와 관련하여, 본 설명에서 데이터 심볼 지속시간은 TU 이고, 인터벌 지속시간, 즉 보호 인터벌(SI)의 지속시간은 TD이다. 따라서, 데이터 심볼 지속시간과 관련 보호 인터벌(SI) 전송의 전체 지속시간(SI)은 TS = TU + TD이다.
신호는 수신기에 의해 수신되어 주파수 영역으로 변환됨으로써, 데이터 심볼의 개별 캐리어가 복구된다. 변환을 위해, 하나의 신호 프로세서에 의해 간단히 수행될 수 있는 (이산 평가를 위한) 알고리즘이 공지되어 있는 푸리에 변환이 특히 적합하다. 이러한 알고리즘의 예로는 고속 푸리에 변환(FFT)이 있다.
수신 측에서 복구된 데이터 심볼은 보호 인터벌에 의해 미리 정해진 인터벌 지속시간(TD)의 간격을 갖는다. 데이터 심볼의 캐리어로 변조된 개별 데이터는 개별 캐리어의 복조에 의해 캐리어로부터 분리될 수 있다. 그 경우, 개별 데이터는 보호 인터벌에 의해 제어되는 간격을 갖는 패킷으로 주어진다.
따라서 본 발명은 신호가 주파수 영역으로 변환되면, 개별 캐리어의 부가 평가가 전체 지속시간(Ts)에 걸쳐 대략 균일하게 분산되어 수행되도록 제어되어야 할 것을 제안한다. 초기 데이터 심볼(ADS)의 캐리어를 평가하기 위해, 초기 데이터 심볼과 후속 데이터 심볼(NDS) 사이의 보호 인터벌(SI)이 이용된다. 초기 데이터 심볼(ADS)의 캐리어의 평가는 후속 데이터 심볼(NDS)의 평가가 시작될 때야 비로소 종료되어야 한다.
도 1의 상부에는 초기 데이터 심볼(ADS) 및 후속 데이터 심볼(NDS)에 대한 인터벌 지속시간 및 데이터 심볼 지속시간이 도시된다. 초기 데이터 심볼(ADS)에서 수직 화살표는 초기 데이터 심볼(ADS)의 캐리어를 나타낸다. 특히, 캐리어는 개략적으로만 도시된다. OFDM에 대한 ETS 표준에 의해, 이들의 수는 선택된 모드에 따라 6817 또는 1705이다.
예컨대, 변환이 수행되거나 또는 데이터 심볼의 캐리어가 다른 방식으로, 예컨대 필터링에 의해 복구되는 분리단의 출력에는, 인터벌 지속시간(TD)의 시간 간격을 가진 데이터 심볼이 생성된다. 데이터 심볼의 캐리어의 부가 평가는 조정가능한 카운팅 장치(ZV)에 의해 제어된다. 조정가능한 카운팅 장치로는 DTO(Digital Timing Oscillator)가 사용될 수 있다. 인터벌 지속시간(TD)보다 짧은 동기화 단계 동안, 조정가능한 카운팅 장치(ZV)는 신호의 전송시 이용되었던 파라미터를 얻는다. 상기 파라미터로는 데이터 심볼로 전송되는 캐리어의 수 및 인터벌 지속시간(TD)이 있다. 데이터 심볼의 캐리어의 수로부터 데이터 심볼 지속시간(TU)이 추론될 수 있다. 평가되어야 하는 데이터 심볼의 캐리어 수로 공지된 전체 지속시간(TS)을 나눈 몫은 개별 캐리어의 평가가 이루어져야 하는 시간을 나타낸다. 어떤 경우에도 데이터 심볼의 모든 캐리어가 평가될 필요는 없다.
도 1의 하부에는 초기 데이터 심볼의 캐리어의 평가에 대한 타이밍 패턴이 개략적으로 도시된다. 후속 데이터 심볼(NDS)의 상응하는 캐리어를 가진 도 1의 하부에 도시된 캐리어의 연장시에도 개별 캐리어 사이에 거의 일정한 간격이 유지된다. 캐리어는 바람직하게는 상기 타이밍 패턴으로 캐리어 복조 유닛에 공급된다. 캐리어로 변조된 개별 데이터가 상기 복조 유닛에서의 복조에 의해 복구된다. 캐리어는 먼저 후속 신호 처리단에 공급된 다음, 캐리어 복조 유닛에 공급될 수 있다.
도 2의 타이밍 다이어그램을 참고로, 평가 과정이 조정가능한 카운팅 장치(ZV)에 의해 어떻게 제어되는지가 설명된다. 통상적으로 분리단은 프로세서에 의해 규정된 시스템 클록 속도(r)로 동작한다. 분리단에 공급된 입력 신호의 처리는 시스템 클록 속도(r)에 따른다. 캐리어의 평가에 이용될 수 있는 시간은 항상 왕복 시스템 클록 속도(r), 즉 하나의 클록 펄스가 소요되는 시간의 정수배인 것은 아니다. 하나의 캐리어를 평가하기 위해 필요한 클록 펄스의 수(N)가 먼저 계산된다:
N =
Figure 112000015139643-pct00001
·r
실제 클록 펄스의 수(NI)는 다음 최대 정수로 N을 반올림함으로써 주어진다. 카운팅 장치는 유리수일 수 있는 클록 펄스의 수(N)를 계산한다. 0에서부터 시작해서, 매 시스템 클록 펄스마다 값 1/N이 가산된다. 합이 값 1을 초과하면, 카운팅 장치는 0에서 시작하여 카운팅 과정을 시작한다. 동시에, 다음 캐리어의 평가가 이루어진다. 이러한 조치에 의해, 계산된 클록 펄스의 수(N)가 실제 클록 펄스 수(N1)로 반올림된다.
도 2는 2개의 연속하는 캐리어의 평가시 상이한 수의 실제 클록 펄스(N1)가 나타날 수 있다는 것을 도시한다. 도 2에 도시된 점은 시스템 클록(r)을 나타낸다. S로 표시된 시점에서 각각 하나의 캐리어 평가가 이루어진다.
나머지 신호 처리, 예컨대 채널 평가를 위해, 현재 데이터 심볼의 캐리어 및 이전 데이터 심볼의 캐리어가 액세스 되어야 한다. 평가 후에 나중 처리를 위해 필요한 캐리어는 특정한 메모리 용량을 가진 하나의 공통 메모리 블록에 저장된다.
캐리어는 그 기능별로 상이한 그룹으로 메모리 블록에 버퍼-저장된다. 각각의 그룹의 캐리어의 판독시, 캐리어는 각각의 그룹의 가장 오래된 값으로 겹쳐 쓰기(overwrite) 된다. 이로 인해, 요구된 캐리어가 적은 메모리 용량으로 버퍼-저장될 수 있다. 분리단은 현재 데이터 심볼의 캐리어를 공급한다. 캐리어 형태에 따라, 현재 캐리어에 부가해서 후속 처리를 위해 필요한 값이 메모리 블록으로부터 판독되어 적절한 신호 처리 유닛에 공급된다. 다음으로, 현재 캐리어는 메모리 블록에 쓰인다. 프로세스에서 가장 오래된 값을 가진 적절한 캐리어 형태의 캐리어가 겹쳐 쓰기 된다.
동기화 단계 동안 메모리 블록이 동기화를 위해 버퍼-저장되어야 하는 중간 결과를 저장하기 위해 사용된다.

Claims (6)

  1. 인터벌 지속시간(TD)의 개별 보호 인터벌(SI)에 의해 서로 분리되며 각각 일정수의 캐리어로 이루어진, 심볼 지속시간(TU)의 데이터 심볼(ADS, NDS)로 주파수 영역에서 데이터를 전송하는데 사용되는 신호를 처리하는 방법으로서,
    상기 신호에 대한 상기 데이터 심볼(ADS, NDS) 중 하나의 캐리어가 수신기의 분리단에서 주파수 영역으로 복구되고, 상기 캐리어들의 적어도 일부는 상기 데이터 심볼(ADS, NDS)로 전송되는 데이터가 상기 심볼 지속시간(TU) 및 상기 인터벌 지속시간(TD)으로 이루어진 전체 지속시간(TS)에 걸쳐 동일한 시간 간격을 갖도록 상기 데이터를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어들의 일부는 버퍼-저장된 캐리어를 사용하여 신호 처리단에 공급되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 처리단에서 채널 평가를 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어들의 기능은 상이한 그룹들로 버퍼-저장되고, 이전의 저장 과정에서 각각의 그룹으로 판독된 캐리어들이 겹쳐 쓰기(overwrite) 되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수신기와 상기 신호와의 동기화 동안, 동기화에 필요한 캐리어만이 저장되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터는 DTO(digital timing oscillator)를 사용하여 검출되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
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