KR100674918B1

KR100674918B1 - Ｍｃｍ 신호 수신 시스템에서의 임펄스 잡음 제거 회로

Info

Publication number: KR100674918B1
Application number: KR1020040089693A
Authority: KR
Inventors: 세르게이지드코프
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2007-01-26
Also published as: KR20060040852A; CN1798125A; US20060098750A1; JP2006135989A; FR2879872A1

Abstract

MCM 신호 수신 시스템에서의 임펄스 잡음 제거 회로가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로는 수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 관한 것이다. 잡음 제거 회로는 잡음 측정부, 임계값 비교부 및 선택부를 구비한다. 잡음 측정부는 입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시킨 샘플들 각각의 절대 값과 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값을 발생한다. 임계값 비교부는 상기 랭크 값과 임계 값을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 선택부는 상기 선택 신호에 응답하여 상기 현재 MCM 신호 샘플 및 영(0) 중 하나를 출력한다. 상기 MCM 신호는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)신호 또는 코드 분할 다중(Code Division Multiplexing : CDM) 신호이다. 본 발명에 따른 잡음 제거 회로는 입력 신호나 임펄스 잡음의 통계적인 레벨 및 자동 이득 제어(AGC) 장치의 잘못된 특성에 무관하게 임펄스 잡음을 제거할 수 있는 장점이 있다.

Description

ＭＣＭ 신호 수신 시스템에서의 임펄스 잡음 제거 회로{Circuit for impulsive noise suppression in multiple carrier modulation receiving system}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 EP1011235에 개시된 클리핑 방법을 설명하는 블록도이다.

도 2는 유럽 특허 EP1043874에 개시된 "클리핑 및 제로잉(clipping and zerioing)" 방법을 설명하는 도면이다.

도 3은 도 2의 "클리핑 및 제로잉(clipping and zerioing)" 방법을 구현하는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로를 나타내는 회로도이다.

도 5는 도 4의 잡음 제거 회로에서 랭크 계산에서 배제되는 샘플들을 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잡음 제거 회로를 나타내는 회로도이다.

도 7은 도 4 및 도 6의 잡음 제거 회로가 일반적인 OFDM 송신 및 수신 시스템에 장착되는 경우를 설명하는 블록도이다.

본 발명은 본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 OFDM 이라함) 수신 시스템에 관한 것으로서, 특히, OFDM 신호 중 임펄스 잡음(Impulse Noise)을 제거하는 회로에 관한 것이다.

다중 반송 변조(Multiple carrier modulation : MCM) 기술의 일종인 OFDM 기술은 잘 알려져 있다. 이하에서는 OFDM 기술을 포함하는 의미로서 MCM이라는 용어를 사용한다.

일반적으로, OFDM 기술은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting :DAB), 디지털 텔레비전, 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network : WLAN) 및 무선 비동기 전송모드(Wireless Asynchronous Transfer Mode :WATM) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되고 있다.

OFDM 방식은 전송하려는 데이터를 복수 개로 나누어 변조한 후 병렬로 전송하는 다중 반송파 기술이다. 그러나 구조의 복잡성으로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT)과 역 고속 퓨리에 변환(Inverse FFT: IFFT)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함에 따라 점차 널리 사용되고 있다.

OFDM 방식은 종래의 FDM 방식과 유사하나 부반송파 간의 직교성을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징이 있다. 최근 이러한 장점으로 인하여 WATM과 같은 고속 데이터 전송 시 OFDM 방식을 이용 한 OFDM/TDMA 및 OFDM/CDMA 등의 다양한 구현 기술이 제안되고 있다.

다른 전송기술과 마찬가지로, 수신된 MCM 신호는 전송부와 수신부 사이에 잡음이 발생된다. 일반적으로, OFDM 시스템들은 싱글-캐리어 시스템들 보다 임펄스 잡음 간섭에 덜 민감하다. OFDM 심볼이 싱글-캐리어 시스템들의 심볼보다 더 긴 지속기간을 가지며, 그 결과 임펄스 잡음 에너지는 하나의 심볼 기간 내의 모든 OFDM 서브-캐리어들 전체에 분산되기 때문이다.

그러나, 몇몇 상황들에서 임펄스 잡음 간섭은 OFDM 시스템의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 64-QAM(quadrature amplitude modulation)을 사용하는 DVB-T 시스템은 임펄스 간섭에 의해 심각한 영향을 받을 수 있다. 이는 유럽 특허 번호 EP 1043874에 개시된다.

OFDM 시스템들에서 임펄스 잡음 소거를 위한 종래의 방법들 중 하나로서 시간 영역 클리핑 방법이 있다. 이것의 한 예가 EP1043874와 EP1011235가 개시된다.

도 1을 참조하면, 클리핑 시스템(100)은 가변 이득 증폭부(110), 클리핑부(120), 아날로그 디지털 컨버터(130), 파워 측정부(140) 및 임계값 계산부(150)를 구비한다.

도 1의 클리핑 시스템(100)은 고정된 임계 클리핑 값을 사용하여 신호가 디지털로 전환되기 전의 아날로그 영역에서 클리핑을 수행한다. 클리핑 되는 양은 아날로그 디지털 컨버터(130)의 출력 신호의 파워를 측정하고 증폭 이득을 조정함에 의하여 결정된다.

즉, 파워 측정부(140)는 아날로그 디지털 컨버터(130)에서 출력된 신호의 파워(power)를 측정하여 임계 값 계산부(150)로 인가한다. 임계 값 계산부(150)는 가변 이득 증폭부(110)를 제어하여 증폭 이득을 제어한다. 제어된 증폭 이득은 클리핑 부(120)로 인가되어 클리핑 된다. 이때 클리핑 레벨은 OFDM 신호의 피크와 거의 동일한 레벨이 된다.

만일 OFDM 신호의 평균 파워보다 임펄스 잡음의 크기가 매우 크다면 도 1의 이러한 클리핑 방법은 임펄스 잡음 억제에 매우 효과적이다. 이 경우, 큰 크기의 임펄스 잡음 피크(peak)는 OFDM 신호의 피크와 거의 동일한 레벨을 가지는 샘플들로 대체된다. 그러나, 이러한 도 1의 클리핑 방식은 서브 캐리어들의 직교성(orthogonality)을 왜곡시키고 그 결과 비트 에러 율(Bit-Error Rate :BER)이 증가될 수 있다.

도 2는 유럽 특허 EP1043874에 개시된 "클리핑 및 제로잉(clipping and zeroing)" 방법을 설명하는 도면이다.

도 3은 도 2의 "클리핑 및 제로잉(clipping and zeroing)" 방법을 구현하는 블록도이다.

EP1043874에 개시된 방법도 또한 시간 영역에서 수행되지만 클리핑 레벨을 초과하는 임펄스 잡음의 피크들은 영(zero)으로 대체된다. 도 2(a)에서 클리핑 레벨을 초과하는 임펄스 잡음들이 도 2(b)에서 영(zero)의 레벨로 되는 것을 알 수 있다. 그리고 EP1043874에 개시된 방법은 아날로그 디지털 컨버터 다음에 클리핑 동작을 수행한다.

임펄스 잡음과 정상적인 신호가 혼합된 OFDM 신호(Sk))가 도 3의 클리핑 시스템(300)으로 입력되면 절대값 측정부(301)는 OFDM 신호(Sk))의 절대값을 측정하고 비교부(302)는 측정된 절대값과 클리핑 레벨을 결정하는 임계값(C)을 비교한다.

비교부(302)는 OFDM 신호(Sk))의 절대값이 임계값(C)보다 크면 "1'을 출력하고 작으면 "0"을 출력한다. 선택부(303)는 비교부(302)에서 "1"이 출력되면 "0"을 출력하고 "0"이 출력되면 수신되는 OFDM 신호((Sk))를 그대로 출력하여 OFDM 복조기(304)로 인가한다.

즉, 도 3의 클리핑 시스템(300)은 OFDM 신호((Sk))의 절대값이 클리핑 레벨보다 크면 OFDM 신호((Sk))를 "0"으로 만들어 OFDM 복조기(304)로 인가하고 OFDM 신호((Sk))의 절대값이 클리핑 레벨보다 작으면 OFDM 신호((Sk))를 그대로 OFDM 복조기(304)로 인가한다.

OFDM 신호((Sk))의 절대값이 클리핑 레벨보다 크다는 것은 이 때의 OFDM 신호((Sk))가 임펄스 잡음일 가능성이 크다는 것을 의미하고 따라서 임펄스 잡음을 클리핑 하여 제거하는 것이다.

도 2 및 도 3에 개시된 방법은 도 1에서 개시된 방법에 비하여 좀 더 우수한 성능을 가진다. 왜냐하면, 임펄스 잡음 간섭에 의해서 영향 받는 샘플들은 평균 신호 값인 영(zero)으로 대체되기 때문이다.

도 2 및 도 3에 개시된 클립핑 및 제로잉 방법이 임펄스 잡음 제거에 좋은 성능을 제공하는 반면에 상기 방법은 몇 가지 단점들을 갖는다. 즉, 클리핑 및 제로잉 방법을 사용하는 수신 장치의 성능은 상기 임계 값의 선택에 강하게 의존한 다.

가장 바람직한 임계 값은 임펄스 잡음의 통계상의 특성들에 따라야 한다. 예를 들어, 임펄스 잡음의 크기가 크면, 임계 값이 커야 하고, 반대로, 임펄스 잡음의 크기가 작으면 임계 값도 작아야 한다.

게다가, 클리핑 및 제로잉 장치를 가지는 수신 장치의 동작은 자동 이득 제어(AGC) 장치의 특성에 의존한다. 그런데, 자동 이득 제어(AGC) 장치가 임계 값을 정확하지 않게(특히, 가장 바람직한 레벨 보다 더 작게) 설정하면, 임펄스 잡음뿐만 아니라 정상적인 OFDM 신호의 상당 부분이 클리핑 되어 "0"으로 재배치되고 수신 장치의 출력의 정확성을 신뢰하기 어렵게 된다.

수신 장치의 이러한 성능 저하를 막기 위해, 클리핑 및 제로잉 방법에서 임계 값은 일반적으로 가장 바람직한 레벨들(일반적으로 평균 신호 레벨 보다 약 15dB 이상 크다) 보다 더 크게 설정된다.

그러나, 이렇게 높은 임계 값이 사용되면, 클리핑 및 제로잉 방법은 이론적으로 인정된 성능도 낼 수 없으며 또한 중간 크기를 갖는 임펄스 잡음을 제거할 수 없는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 입력 신호나 임펄스 잡음의 통계적인 레벨 및 자동 이득 제어(AGC) 장치의 잘못된 특성에 무관하게 임펄스 잡음을 제거할 수 있는 잡음 제거 회로를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로는 수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 관한 것이다.

잡음 제거 회로는 잡음 측정부, 임계값 비교부 및 선택부를 구비한다.

잡음 측정부는 입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시킨 샘플들 각각의 절대 값과 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값을 발생한다.

임계값 비교부는 상기 랭크 값과 임계 값을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 선택부는 상기 선택 신호에 응답하여 상기 현재 MCM 신호 샘플 및 영(0) 중 하나를 출력한다. 상기 MCM 신호는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)신호 또는 코드 분할 다중(Code Division Multiplexing : CDM) 신호 이다.

상기 현재 MCM 신호 샘플은 입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시켜 발생시킨 샘플들 중 중간에 발생된 샘플이다. 상기 비교 결과는 상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값이 상기 지연된 샘플들의 절대 값보다 크면 "1"을 출력하고 작으면 "0"을 출력한다.

상기 임계값은 상기 잡음을 클리핑(clipping)하는 기준이 되는 값이다. 상기 선택 신호는 상기 랭크 값이 상기 임계 값보다 크면 제 1 레벨을 가지고 작으면 제 2 레벨을 가진다. 상기 선택부는 상기 선택 신호가 제 1 레벨이면 영(0)을 출력하고, 상기 선택 신호가 제 2 레벨이면 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력한다.

상기 입력되는 MCM 신호 샘플은 아날로그-디지털 컨버터에서 출력되는 실수 값이거나 또는 복소수 값의 베이스 밴드(baseband) 신호이다.

상기 잡음 측정부는 지연 라인, 절대값 계산부, 비교부 및 합산부를 구비한다.

지연 라인은 입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 지연시켜 출력하며 직렬 연결되는 복수개의 지연 소자들을 구비하고, 상기 지연 소자들 중 중간 위치의 지연 소자의 출력을 상기 현재 MCM 신호 샘플로 출력한다.

절대값 계산부는 처음 입력되는 상기 MCM 신호 샘플, 상기 지연 소자들의 일부 출력들 및 상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값(absolute value)을 출력한다. 비교부는 상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대값과 상기 절대값 계산부의 출력들의 크기를 각각 비교한다. 합산부는 상기 비교부의 출력을 합산하여 상기 랭크 값을 출력한다.

상기 절대값 계산부는 상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생되기 이전 K(자연수) 개의 지연 소자들의 출력과 상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생된 이후 K 개의 지연 소자들의 출력의 절대값을 계산하지 아니한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 잡음 제거 회로는 수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 관한 것이다.

잡음 제거 회로는 잡음 측정부, 클리핑 제어부 및 서브 클리핑 제어부들을 구비한다.

잡음 측정부는 입력되는 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시킨 샘플들의 절대 값들 각각과 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값의 크기를 비교하고, 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값을 발생한다.

클리핑 제어부는 상기 랭크 값과 임계 값을 비교하여 상기 랭크 값이 상기 임계값보다 작으면 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력하고 크면 영(0)을 출력한다.

서브 클리핑 제어부들은 상기 클리핑 제어부에 직렬 연결되는 복수개의 서브 클리핑 제어부들로서, 앞단에서 출력되는 상기 랭크 값과 상기 랭크 값을 지연시킨 값의 합이 대응되는 임계값보다 작으면 앞단에서 출력되는 MCM 신호 샘플을 출력하고 크면 영(0)을 출력한다.

상기 클리핑 제어부는 임계값 비교부, 논리합 수단 및 선택부를 구비한다.

임계값 비교부는 상기 랭크 값과 대응되는 상기 임계 값을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 논리합 수단은 상기 선택 신호 및 복수의 서브 선택 신호들을 논리합 한다. 선택부는 상기 논리합 수단의 출력에 응답하여 상기 현재 MCM 신호 샘플 및 영(0) 중 하나를 출력한다.

상기 랭크 값이 상기 임계 값보다 크면 상기 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생되며, 상기 선택 신호가 제 1 레벨이면 상기 선택부는 영(0)을 출력하고, 상기 선택 신호가 제 2 레벨이면 선택부는 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력한다.

상기 복수개의 서브 클리핑 제어부들은 각각 제 1 서브 지연 소자, 서브 합산기, 서브 임계값 비교부, 서브 논리합 수단, 제 2 서브 지연 소자 및 서브 선택 부를 구비한다.

제 1 서브 지연 소자는 앞단의 랭크 값을 지연시킨다. 서브 합산기는 앞단의 클리핑 제어부 또는 서브 클리핑 제어부에서 출력되는 랭크 값과 상기 지연 소자의 출력을 합산한다.

서브 임계값 비교부는 상기 서브 합산기의 출력과 대응되는 임계값을 비교하여 대응되는 서브 선택 신호를 발생한다. 서브 논리합 수단은 상기 서브 선택 신호 및 다음 서브 클리핑 제어부들로부터 출력되는 서브 선택 신호들을 논리합 한다.

제 2 서브 지연 소자는 앞단의 상기 클리핑 제어부 또는 서브 클리핑 제어부의 선택부 또는 서브 선택부의 출력을 지연시켜 출력한다. 서브 선택부는 상기 서브 논리합 수단의 출력에 응답하여 상기 제 2 서브 지연 소자의 출력 및 영(0)중 하나를 출력한다.

상기 서브 합산기 출력이 상기 대응되는 임계값보다 크면 상기 서브 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생되며, 상기 서브 선택 신호가 제 1 레벨이면 상기 서브 선택부 및 앞단의 선택부 및 서브 선택부들은 영(0)을 출력하고, 상기 서브 선택 신호가 제 2 레벨이면 상기 서브 선택부는 상기 제 2 서브 지연 소자의 출력을 출력한다.

상기 복수개의 서브 클리핑 제어부는 3개일 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(400)는 수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 관한 것이다.

잡음 제거 회로는 잡음 측정부(430), 임계값 비교부(420) 및 선택부(421)를 구비한다. 도 4에는 설명의 편의를 위하여 잡음 제거 회로(400) 이외에 복조기(422)가 더 개시된다.

잡음 측정부(430)는 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)을 계속하여 지연시킨 샘플들의 절대 값들 각각과 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 절대 값의 크기를 비교하고, 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값(R(Sk))을 발생한다. 여기서, MCM 신호는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)신호 또는 코드 분할 다중(Code Division Multiplexing : CDM) 신호를 포함하는 의미이다.

임계값 비교부(420)는 랭크 값(R(Sk))과 임계 값(T)을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 선택부(421)는 선택 신호에 응답하여 현재 MCM 신호 샘플(Sk) 및 영(0) 중 하나를 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(400)는 기본적으로 OFDM 신호들을 위하여 구현되지만, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 기술이나 코드분할 다중(Code Division Multiplexing :CDM) 기술을 사용하는 다른 타입의 통신 신호들을 위하여도 적용될 수 있다. 특히, 상기 잡음 제거 회로(400)는 코드 분할 다중(CDM) 신호들에 어떠한 변경 없이 적용될 수 있다.

임펄스 잡음 제거를 위한 대부분의 종래 기술들은 임펄스 잡음 에너지를 감소시키는(즉, 임펄스 잡음의 영향을 받는 샘플들의 크기를 제로(0)로 설정하는) 블랭킹(blanking) 구조를 사용한다. 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(400)도 임펄스 잡음 에너지를 감소시키는 블랭킹 구조를 사용한다.

그러나 종래 기술들의 문제점들 즉, 자동 이득 제어(AGC) 장치와 임계 값의 잘못된 조절에 대한 잡음 제거 회로의 민감성을 극복하기 위해, 본 발명의 잡음 제거 회로(400)는 임펄스 잡음에 의해 영향 받는 샘플들을 검출하는 방법을 이용한다.

본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(400)는 실제로 임펄스 잡음이 드물게 발생한다는 것을 이용한다. 그러므로, 임펄스 잡음에 의해 영향 받은 샘플들의 크기와 임펄스 잡음에 의해 영향 받지 않은 이웃하는 샘플들의 크기들을 비교하면, 대부분의 경우 임펄스 잡음에 의해 영향 받은 샘플의 크기가 영향 받지 않은 샘플들의 크기보다 훨씬 큰 크기를 가진다.

본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(400)가 이용하는 또 다른 동작 원 리는 다음과 같다. 즉, 소정의 신호 샘플이 임펄스 잡음에 의해 영향을 받을 가능성은 상기 샘플의 크기 보다 더 작은 크기를 가지는 이웃하는 샘플들의 수에 비례한다는 것이다.

본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 "상기 샘플의 크기 보다 더 작은 크기를 가지는 이웃하는 샘플들의 수"란 상기 샘플의 "랭크(rank)"를 의미한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 상기 "랭크"에 기반 한 검출 장치의 특성은 신호 레벨이나 신호 분포에 의존하지 않는다는 것이 잘 알려져 있다.

본 발명의 잡음 제거 회로(400)는 임펄스 잡음에 의해 영향을 받는 샘플들을 검출하기 위해 "랭크"에 기반된 법칙을 이용한다.

첫째로, 잡음 제거 회로(400)는 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))을 계산한다. 이 계산은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.

R(Sk) =

여기서,

h(x) = 1.... x

0

= 0....x

0

상기 수학식 1에 의한 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))은 잡음 제거 회로(400)의 잡음 측정부(430)에 의해서 수행된다.

잡음 측정부(430)는 지연 라인(440), 절대값 계산부(450), 비교부(460) 및 합산부(419)를 구비한다.

지연 라인(440)은 직렬 연결되는 복수개의 지연 소자들(401~403, 410~412)을 구비한다. 각각의 지연 소자들(401~403, 410~412)은 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)을 지연시켜 출력한다. 현재 MCM 신호 샘플(Sk)은 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)을 계속하여 지연시켜 발생시킨 샘플들 중 중간에 발생된 샘플이다.

즉, 지연 소자들(401~403, 410~412) 중 중간 위치의 지연 소자(403)의 출력이 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 된다. 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)은 아날로그-디지털 컨버터(미도시)에서 출력되는 실수 값이거나 또는 복소수 값의 베이스 밴드(baseband) 신호이다.

절대값 계산부(450)는 복수개의 절대값 계산 장치들(404~406, 423, 413~415)을 이용하여 상기 지연 라인(440)에서 출력되는 샘플들의 크기(절대 값)를 계산한다. 즉, 절대값 계산부(450)는 처음 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin), 지연 소자들의 일부 출력들 및 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 절대 값(absolute value)을 출력한다.

비교부(460)는 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 절대값과 절대값 계산부(450)의 출력들의 크기를 복수개의 비교 장치들(407~409, 416~418)을 이용하여 각각 비교한다. 각각의 비교 장치들(407~409, 416~418)은 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 절대값이 절대값 계산부(450)의 출력들의 크기보다 크면 "1"을 출력하고 작으면 "0"을 출력한다.

합산부(419)는 비교부(460)의 출력을 합산하여 랭크 값(R(Sk))을 출력한다.

잡음 측정부(430)의 절대값 계산부(450)는 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 발생되기 이전 K(자연수) 개의 지연 소자들(403)의 출력과 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 발생된 이후 K 개의 지연 소자들(410)의 출력의 절대값을 계산하지 아니한다.

임펄스 잡음은 하나의 샘플보다는 오히려 일반적으로 복수개의 연속되는 샘플들에 영향을 미치는 특성을 가지기 때문이다. 만일, 현재 MCM 신호 샘플(Sk)과 이웃한 복수개의 연속되는 샘플들 모두 임펄스 잡음에 의해서 영향 받는 경우, 이웃하는 연속되는 샘플들의 크기가 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 크기보다 더 클 수 있다.

따라서, 임펄스 잡음에 의해 영향을 받은 샘플들이 영(0)으로 설정되지 않을 가능성이 있다. 이것을 막기 위해, 도 5에 도시된 것과 같이, 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 발생되기 이전 K(자연수) 개의 샘플들과 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 발생된 이후 K 개의 샘플들이 랭크 계산에서 배제된다

두 번째로, 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))이 미리 정해진 임계 값(T)과 비교된다. 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))이 미리 정해진 임계 값(T)보다 크면 현재 MCM 신호 샘플(Sk)은 영(0)으로 대체되고, 작으면 현재 MCM 신호 샘플(Sk)이 그대로 출력된다.

이러한 동작은 임계값 비교부(420) 및 선택부(421)에서 수행된다. 임계값 비교부(420)는 랭크 값(R(Sk))과 임계 값(T)을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 임계 값(T)은 잡음을 클리핑(clipping)하는 기준이 되는 값이다. 임계 값(T)은 임펄스 잡음이 제거되면서도 신호 샘플들의 성능 저하를 피하기에 충분하도록 크게 선택될 수 있다.

임계값 비교부(420)에서 출력되는 선택 신호는 랭크 값(R(Sk))이 임계 값(T)보다 크면 제 1 레벨을 가지고 작으면 제 2 레벨을 가진다. 선택부(421)는 선택 신호에 응답하여 현재 MCM 신호 샘플(Sk) 및 영(0) 중 하나를 출력한다. 선택부(421)는 선택 신호가 제 1 레벨이면, 즉 랭크 값(R(Sk))이 임계 값(T)보다 크면 영(0)을 출력하고, 상기 선택 신호가 제 2 레벨이면, 즉 랭크 값(R(Sk))이 임계 값(T)보다 작으면 현재 MCM 신호 샘플(Sk)을 출력한다.

선택부(421)의 출력은 복조기(422)로 인가된다. 복조기(422)는 선택부(421)의 출력을 디코딩 하여 비트 스트림을 발생한다. 복조기(422)는 OFDM 또는 CDM 복조기일 수 있다.

도 4의 잡음 제거 회로(400)는 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)의 크기나 분포에 상관없이 임계 값(T) 즉, 임펄스 잡음을 제거할 수 있는 클리핑 레벨을 선택할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 잡음 제거 회로(600)는 수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 관한 것이다. 잡음 제거 회로(600)는 잡음 측정부(650), 클리핑 제어부(670) 및 서브 클리핑 제어부들(675,680,685)을 구비한다.

도 6의 잡음 제거 회로(60)는 임펄스 잡음에 의해 영향을 받는 독립된 샘플 의 검출뿐만 아니라 임펄스 잡음에 영향 받는 샘플들의 그룹을 검출하는 데 이용될 수 있다.

동작 원리를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))이 미리 정해진 첫 번째 임계값(

)보다 더 크면, 즉 R(Sk) >

이면, 현재 MCM 신호 샘플(Sk)은 영(0)으로 설정된다.

현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크값(R(Sk))을 구하는 과정은 잡음 측정부(650)에 의해서 수행된다. 도 6의 잡음 측정 장치(600)의 잡음 측정부(650)의 구조 및 동작은 도 4의 잡음 측정 장치(400)의 잡음 측정부(430)의 구조 및 동작과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크 값(R(Sk))과 첫 번째 임계값(

)의 비교는 클리핑 제어부(670)에서 수행된다. 클리핑 제어부(670)는 랭크 값(R(Sk))과 임계 값(

)을 비교하여 랭크 값(R(Sk))이 임계값(

)보다 작으면 현재 MCM 신호 샘플(Sk)을 출력하고 크면 영(0)을 출력한다. 클리핑 제어부(670)는 임계값 비교부(628), 논리합 수단(639) 및 선택부(621)를 구비한다.

임계값 비교부(628)는 랭크 값(R(Sk))과 대응되는 임계 값(

)을 비교하여 선택 신호를 발생한다. 논리합 수단(639)은 선택 신호 및 복수의 서브 선택 신호들을 논리합 한다. 선택부(621)는 논리합 수단(639)의 출력에 응답하여 현재 MCM 신호 샘플(Sk) 및 영(0) 중 하나를 출력한다.

랭크 값(R(Sk))이 임계 값(

)보다 크면 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생된다. 선택 신호가 제 1 레벨이면 선택부(621)는 영(0)을 출력하고, 선택 신호가 제 2 레벨이면 선택부(621)는 현재 MCM 신호 샘플(Sk)을 출력한다. 또한, 복수개의 서브 선택 신호들 중 하나라도 제 1 레벨이면 선택부(621)는 영(0)을 출력한다.

잡음 측정부(650)와 클리핑 제어부(670)의 동작은 도 4의 잡음 제거 회로(400)의 동작과 유사하다. 그러나, 도 6의 잡음 제거 회로(600)는 현재 MCM 신호 샘플(Sk)의 랭크값(R(Sk))과 이전의 샘플의 랭크값의 합이 두 번째 미리 정해진 임계 값(

)보다 더 크면 즉, R(Sk)+R(Sk-1)>

이면, 현재와 이전의 MCM 신호 샘플들 모두 영(0)으로 설정하는 동작을 더 수행한다.

이러한 동작은 서브 클리핑 제어부들(675,680,685)에 의해서 수행된다. 서브 클리핑 제어부들(675,680,685)은 클리핑 제어부(670)에 직렬 연결되는 복수개의 서브 클리핑 제어부들(675,680,685)로서, 앞단에서 출력되는 랭크 값과 랭크 값을 지연시킨 값의 합이 대응되는 임계값보다 작으면 앞단에서 출력되는 MCM 신호 샘플을 출력하고 크면 영(0)을 출력한다.

복수개의 서브 클리핑 제어부들(675,680,685)은 각각 제 1 서브 지연 소자(635, 636, 637), 서브 합산기(629, 631, 633), 서브 임계값 비교부(630, 632, 634), 서브 논리합 수단(640, 641), 제 2 서브 지연 소자(622, 624, 626) 및 서브 선택부(623, 625, 627)를 구비한다.

제 1 서브 지연 소자(635, 636, 637)는 앞단의 랭크 값을 지연시킨다. 서브 합산기(629, 631, 633)는 앞단의 클리핑 제어부(670) 또는 서브 클리핑 제어부(675, 680)에서 출력되는 랭크 값과 제 1 지연 소자(635, 636, 637)의 출력을 합산한다.

서브 임계값 비교부(630, 632, 634)는 서브 합산기(629, 631, 633)의 출력과 대응되는 임계값(

,

)을 비교하여 대응되는 서브 선택 신호를 발생한다. 서브 논리합 수단(640, 641)은 서브 선택 신호 및 다음 서브 클리핑 제어부들로부터 출력되는 서브 선택 신호들을 논리합 한다.

제 2 서브 지연 소자(622, 624, 626)는 앞단의 클리핑 제어부(670) 또는 서브 클리핑 제어부(675, 680)의 선택부(621) 또는 서브 선택부(623, 625)의 출력을 지연시켜 출력한다. 서브 선택부(623, 625, 627)는 서브 논리합 수단(640, 641)의 출력에 응답하여 제 2 서브 지연 소자(622, 624,626)의 출력 및 영(0)중 하나를 출력한다.

서브 합산기(629, 631, 633) 출력이 대응되는 임계값(

,

)보다 크면 서브 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생되며, 상기 서브 선택 신호가 제 1 레벨이면 대응되는 서브 선택부(623,625,627) 및 앞단의 선택부(621)는 영(0)을 출력하고, 서브 선택 신호가 제 2 레벨이면 상기 서브 선택부(623,625,627)는 제 2 서브 지연 소자(622,624,626)의 출력을 출력한다.

도 6의 잡음 제거 회로(600)는 1개의 클리핑 제어부(670)와 3개의 서브 클리핑 제어부(675,680,685)를 개시한다. 즉, 잡음 제거 회로(600)는 임펄스 잡음에 영향 받은 네 개의 연속적인 샘플들로 구성되는 임펄스 잡음 버스트(impulsive noise burst)를 검출하고 수정할 수 있다.

그러나 본 발명의 실시예에 따른 잡음 제거 회로(600)의 서브 클리핑 제어부(675,680,685)의 수가 반드시 3개에 한정되는 것이 아님은 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 자들에게 명백한 것이다. 바람직하게는, 상기 임계값들(

,

)은

의 관계를 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, OFDM 송신 및 수신 시스템(700)은 송신 시스템(710)과 수신 시스템(720)을 구비한다. 도 4 및 도 6의 잡음 제거 회로(400, 600)는 수신 시스템(720)의 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 다음에 장착될 수 있다. 즉, 도 4 및 도 6의 잡음 제거 회로(400, 600)로 입력되는 MCM 신호 샘플(Skin)은 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로부터 출력되는 신호일 수 있다.

이상에서, 본 발명의 기술적 사상이 주로 하드웨어 구성에 의해 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상은 디지털 신호 프로세서들을 사용하여 소프트웨어로 실 행될 수도 있음은 당업자에게 명백하다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 잡음 제거 회로는 입력 신호나 임펄스 잡음의 통계적인 레벨 및 자동 이득 제어(AGC) 장치의 잘못된 특성에 무관하게 임펄스 잡음을 제거할 수 있는 장점이 있다.

Claims

수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 있어서,

입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시킨 샘플들 각각의 절대 값과 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값을 발생하는 잡음 측정부 ;

상기 랭크 값과 임계 값을 비교하여 선택 신호를 발생하는 임계값 비교부 ; 및

상기 선택 신호에 응답하여 상기 현재 MCM 신호 샘플 및 영(0) 중 하나를 출력하는 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 MCM 신호는,

직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)신호 또는 코드 분할 다중(Code Division Multiplexing : CDM) 신호인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 현재 MCM 신호 샘플은,

입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시켜 발생시킨 샘플들 중 중간에 발생된 샘플인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 비교 결과는,

상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값이 상기 지연된 샘플들의 절대 값보다 크면 "1"을 출력하고 작으면 0을 출력하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 임계값은,

상기 잡음을 클리핑(clipping)하는 기준이 되는 값인 것을 특징으로 하는 잡 음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 선택 신호는,

상기 랭크 값이 상기 임계 값보다 크면 제 1 레벨을 가지고 작으면 제 2 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 선택부는,

상기 선택 신호가 제 1 레벨이면 영(0)을 출력하고, 상기 선택 신호가 제 2 레벨이면 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 입력되는 MCM 신호 샘플은,

아날로그-디지털 컨버터에서 출력되는 실수 값이거나 또는 복소수 값의 베이스 밴드(baseband) 신호인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 1항에 있어서, 상기 잡음 측정부는,

입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 지연시켜 출력하며 직렬 연결되는 복수개의 지연 소자들을 구비하고, 상기 지연 소자들 중 중간 위치의 지연 소자의 출력을 상기 현재 MCM 신호 샘플로 출력하는 지연 라인 ;

처음 입력되는 상기 MCM 신호 샘플, 상기 지연 소자들의 일부 출력들 및 상 기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값(absolute value)을 출력하는 절대값 계산부 ;

상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대값과 상기 절대값 계산부의 출력들의 크기를 각각 비교하는 비교부 ;

상기 비교부의 출력을 합산하여 상기 랭크 값을 출력하는 합산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 9항에 있어서, 상기 절대값 계산부는,

상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생되기 이전 K(자연수) 개의 지연 소자들의 출력과 상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생된 이후 K 개의 지연 소자들의 출력의 절대값을 계산하지 아니하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
수신된 다중 반송파 변조(multiple carrier modulation : 이하, MCM) 신호의 잡음 제거 회로에 있어서,

입력되는 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시킨 샘플들의 절대 값들 각각과 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값의 크기를 비교하고, 비교 결과를 합산하여 정수(integer)로 표현되는 랭크 값을 발생하는 잡음 측정부 ;

상기 랭크 값과 임계 값을 비교하여 상기 랭크 값이 상기 임계값보다 작으면 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력하고 크면 영(0)을 출력하는 클리핑 제어부 ;

상기 클리핑 제어부에 직렬 연결되는 복수개의 서브 클리핑 제어부들로서, 앞단에서 출력되는 상기 랭크 값과 상기 랭크 값을 지연시킨 값의 합이 대응되는 임계값보다 작으면 앞단에서 출력되는 MCM 신호 샘플을 출력하고 크면 영(0)을 출력하는 상기 서브 클리핑 제어부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 MCM 신호는,

직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)신호 또는 코드 분할 다중(Code Division Multiplexing : CDM) 신호인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 현재 MCM 신호 샘플은,

입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 계속하여 지연시켜 발생시킨 샘플들 중 중간에 발생된 샘플인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 비교 결과는,

상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값이 상기 지연된 샘플들의 절대 값보다 크면 "1"을 출력하고 작으면 0을 출력하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 클리핑 제어부는,

상기 랭크 값과 대응되는 상기 임계 값을 비교하여 선택 신호를 발생하는 임계값 비교부 ;

상기 선택 신호 및 복수의 서브 선택 신호들을 논리합하는 논리합 수단 ; 및

상기 논리합 수단의 출력에 응답하여 상기 현재 MCM 신호 샘플 및 영(0) 중 하나를 출력하는 선택부를 구비하고,

상기 랭크 값이 상기 임계 값보다 크면 상기 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생되며,

상기 선택 신호가 제 1 레벨이면 상기 선택부는 영(0)을 출력하고, 상기 선택 신호가 제 2 레벨이면 선택부는 상기 현재 MCM 신호 샘플을 출력하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 15항에 있어서, 상기 임계값은,

상기 잡음을 클리핑(clipping)하는 기준이 되는 값인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 복수개의 서브 클리핑 제어부들은 각각,

앞단의 랭크 값을 지연시키는 제 1 서브 지연 소자 ;

앞단의 클리핑 제어부 또는 서브 클리핑 제어부에서 출력되는 랭크 값과 상기 제 1 서브 지연 소자의 출력을 합산하는 서브 합산기 ;

상기 서브 합산기의 출력과 대응되는 임계값을 비교하여 대응되는 서브 선택 신호를 발생하는 서브 임계값 비교부 ;

상기 서브 선택 신호 및 다음 서브 클리핑 제어부들로부터 출력되는 서브 선 택 신호들을 논리합 하는 서브 논리합 수단 ; 및

앞단의 상기 클리핑 제어부 또는 서브 클리핑 제어부의 선택부 또는 서브 선택부의 출력을 지연시켜 출력하는 제 2 서브 지연 소자 ; 및

상기 서브 논리합 수단의 출력에 응답하여 상기 제 2 서브 지연 소자의 출력 및 영(0)중 하나를 출력하는 상기 서브 선택부를 구비하고,

상기 서브 합산기 출력이 상기 대응되는 임계값보다 크면 상기 서브 선택 신호는 제 1 레벨로 발생되고 작으면 제 2 레벨로 발생되며,

상기 서브 선택 신호가 제 1 레벨이면 상기 서브 선택부 및 앞단의 선택부 및 서브 선택부들은 영(0)을 출력하고, 상기 서브 선택 신호가 제 2 레벨이면 상기 서브 선택부는 상기 제 2 서브 지연 소자의 출력을 출력하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 입력되는 MCM 신호 샘플은,

아날로그-디지털 컨버터에서 출력되는 실수 값이거나 또는 복소수 값의 베이스 밴드(baseband) 신호인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 잡음 측정부는,

입력되는 상기 MCM 신호 샘플을 지연시켜 출력하며 직렬 연결되는 복수개의 지연 소자들을 구비하고, 상기 지연 소자들 중 중간 위치의 지연 소자의 출력을 상기 현재 MCM 신호 샘플로 출력하는 지연 라인 ;

처음 입력되는 상기 MCM 신호 샘플, 상기 지연 소자들의 일부 출력들 및 상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대 값(absolute value)을 출력하는 절대값 계산부 ;

상기 현재 MCM 신호 샘플의 절대값과 상기 절대값 계산부의 출력들의 크기를 각각 비교하는 비교부 ;

상기 비교부의 출력을 합산하여 상기 랭크 값을 출력하는 합산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 19항에 있어서, 상기 절대값 계산부는,

상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생되기 이전 K 개의 지연 소자들의 출력과 상기 현재 MCM 신호 샘플이 발생된 이후 K 개의 지연 소자들의 출력의 절대값을 계산하지 아니하는 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.
제 11항에 있어서, 상기 복수개의 서브 클리핑 제어부는,

3개인 것을 특징으로 하는 잡음 제거 회로.