KR100710295B1

KR100710295B1 - Apparatus and method for block coding control in digital broadcasting for orthogonal frequency division multiplexing

Info

Publication number: KR100710295B1
Application number: KR1020050103825A
Authority: KR
Inventors: 임병천
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2005-11-01
Publication date: 2007-04-23

Abstract

본 발명은 디지털방송신호의 2진수 비트열을 소정 크기의 서브블록들로 나누어 저장하는 저장부와; 상기 저장부에 저장된 서브블록들 중 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출하는 비트열 판별부와; 상기 검출된 서브블록내의 비트열을 병렬 변환하는 직병렬 변환부와; 상기 병렬 변환된 비트열에 대해 블록코딩을 수행하는 블록코딩부를 포함하여 이루어지는 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치 및 블록코딩 제어 방법에 관한 것으로, 모든 서브블록을 블록코딩하는 기존 방식과는 달리, PAPR이 정상적인 서브블록만 블록코딩함으로써, 상기 PAPR이 감소되고, 디지털 방송신호 수신시 비트에러율(Bit Error Rate)이 좋아지는 효과가 있고, 또한, 기존의 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치를 이용하여 상기 PAPR을 감소시킬 수 있기 때문에 비용절감의 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a memory device comprising: a storage unit dividing a binary bit string of a digital broadcast signal into subblocks having a predetermined size; A bit string discrimination unit for detecting a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s among the subblocks stored in the storage unit; A serial-to-parallel converter for parallel converting the detected bit streams; The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing transmission apparatus and a block coding control method including a block coding unit for performing block coding on the parallel-converted bit string. Unlike conventional methods of block coding all subblocks, a PAPR By block coding only the normal subblocks, the PAPR is reduced, and the bit error rate is improved when the digital broadcast signal is received. Also, the PAPR is transmitted using a conventional orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmitter. Because it can reduce the cost, it is effective.

디지털방송, 직교주파수분할다중, 블록코딩 Digital Broadcasting, Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Block Coding

Description

Apparatus and Method for Block Coding Control in Digital Broadcasting for Orthogonal Frequency Division Multiplexing}

도 1은 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치를 나타낸 일 실시예 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an apparatus for transmitting orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치의 블록코딩 제어 방법을 나타낸 일 실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a block coding control method of an apparatus for transmitting orthogonal frequency division multiplexing according to the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

110 : 맵퍼 120 : 저장부110: mapper 120: storage unit

130 : 비트열 판별부 140 : 직병렬 변환부130: bit string discrimination unit 140: serial-to-parallel conversion unit

150 : 블록코딩부150: block coding unit

본 발명은 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치에 관한 것으로, 특히 다중 부 반송파의 신호 중첩으로 인해 발생되는 최대전력 대 평균전력 비를 감소시키는 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치 및 블록코딩 제어 방법에 관한 것이 다.The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmission apparatus, and more particularly, to an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmission apparatus and a block coding control method for reducing the maximum power to average power ratio caused by signal overlap of multiple subcarriers. will be.

직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM') 방식은 시간분할접속(Time Division Access)과 주파수분할접속(Frequency Division Access) 기술을 결합하는 2차원 접속 방식으로 정의 할 수 있다. 상기 OFDM 방식의 OFDM 심볼들은 각각 부 반송파(Sub-Carrier)에 나뉘어 실려 소정의 부채널로 묶어서 전송된다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) may be defined as a two-dimensional access method combining time division access and frequency division access technology. The OFDM symbols of the OFDM scheme are each divided on a sub-carrier and are grouped into a predetermined subchannel and transmitted.

상기 OFDM 방식은 부채널의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋고, OFDM 변복조가 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 함)과 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 함)에 의해 구현되기 때문에 변/복조부의 효율적인 디지털 구현이 가능하다.The OFDM scheme has good spectral efficiency because the subchannel spectra overlap each other while maintaining mutual orthogonality. Transform, which is referred to as 'FFT', enables efficient digital implementation of the modulator / demodulator.

또한, 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대해 강건해 현재 유럽 디지털 방송의 전송과 IEEE 802.11a, IEEE 802.16a 및 IEEE 802.16b 등 대용량 무선 통신 시스템의 규격으로 채택되어 있는 고속의 데이터 전송에 효과적인 기술이다.In addition, it is robust against frequency selective fading and narrowband interference, and is an effective technology for high speed data transmission that is currently adopted as a standard for high capacity wireless communication systems such as IEEE 802.11a, IEEE 802.16a, and IEEE 802.16b. .

그러나, 상기 OFDM 방식을 채택하는 통신시스템은 여러 반송파들을 이용하여 데이터를 전송하므로 최종 OFDM 신호의 진폭 크기가 각 반송파들의 진폭 크기의 합으로 나타날 수 있다. 이로 인해, 각 반송파들의 위상이 일치한다면, 매우 높은 최대전력 대 평균전력(Peak to Average Power Ratio, 이하 'PAPR'이라 칭함)을 갖게 된다.However, since the communication system employing the OFDM scheme transmits data using various carriers, the amplitude of the final OFDM signal may appear as the sum of the amplitudes of the respective carriers. As a result, if the phases of the respective carriers coincide with each other, they have a very high peak to average power ratio (hereinafter referred to as PAPR).

통상적으로 통신시스템에서는 매우 높은 PAPR을 갖는 경우, 증폭기의 선형 동작 범위를 벗어나게 되고 증폭기를 통과한 신호는 왜곡이 생기게 되는 문제점이 발생한다. 따라서, 상기 OFDM 방식을 사용하는 통신시스템에서 전송되는 OFDM 신호는 각 반송파들의 위상차에 따라 진폭의 변화량이 일정치 않게 된다. 또한, 동작점이 증폭기의 최대 출력으로부터 점점 떨어지는 백-오프(Back-off)가 발생되어 상기 증폭기의 효율 저하 및 높은 전력소모가 발생하게 된다.In general, in a communication system, when the PAPR has a very high PAPR, the signal goes out of the linear operating range of the amplifier, and the signal passing through the amplifier causes distortion. Therefore, the amount of change in amplitude is not constant in the OFDM signal transmitted in the communication system using the OFDM scheme according to the phase difference of each carrier. In addition, a back-off is generated in which the operating point gradually falls from the maximum output of the amplifier, resulting in a decrease in efficiency and high power consumption of the amplifier.

이와 같이, 상기 PAPR이 높은 신호는 선형증폭기의 효율을 나쁘게 할 뿐만 아니라 비선형 증폭기에서는 동작점을 비선형 영역에 들어서게 하여 반송파들간의 상호 변조와 인접 주파수 대역으로의 스펙트럼 방사를 일으키게 된다.As such, the high PAPR signal not only degrades the efficiency of the linear amplifier but also causes the operating point to enter the nonlinear region in the nonlinear amplifier, thereby causing intermodulation between the carriers and spectral radiation into adjacent frequency bands.

한편, 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 높은 PAPR을 낮추기 위한 여러 가지 기술들이 제안되고 있다. On the other hand, in order to solve the above problems, various techniques for lowering the high PAPR have been proposed.

신호의 왜곡을 피하기 위하여 전력 증폭기의 비선형 특성과 역(inverse) 함수 특성을 갖는 전치 왜곡기(pre-distorter)를 부가하여 전체적으로 선형 특성이 되도록 하는 방법이 있다. 또한, 비선형 증폭기에서 동작점을 백-오프(back-off)를 하여 선형 영역에서 동작하게 하는 방법이 있다. 하지만, 이들 방법들은 높은 주파수대역에서 회로구성이 복잡해지거나, 전력 효율의 저하를 유발할 뿐만 아니라, 가격이 상승하게 되는 문제점을 가진다.In order to avoid distortion of the signal, a pre-distorter having a nonlinear characteristic and an inverse function characteristic of the power amplifier may be added to make the overall linear characteristic. In addition, there is a method of operating in the linear region by back-off the operating point in the nonlinear amplifier. However, these methods have a problem in that the circuit configuration becomes complicated in the high frequency band or causes a decrease in power efficiency, and the price increases.

본 발명의 목적은, 블록코딩을 이용하여 다중 부 반송파의 신호 중첩으로 인해 발생되는 최대전력 대 평균전력 비를 감소시키는 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치 및 블록코딩 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmitter and a block coding control method for reducing the maximum power to average power ratio caused by signal superposition of multiple subcarriers using block coding. .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치는, 디지털방송신호의 2진수 비트열을 소정 크기의 서브블록들로 나누어 저장하는 저장부와; 상기 저장부에 저장된 서브블록들 중 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출하는 비트열 판별부와; 상기 검출된 서브블록내의 비트열을 병렬 변환하는 직병렬 변환부와; 상기 병렬 변환된 비트열에 대해 블록코딩을 수행하는 블록코딩부를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmission apparatus includes: a storage unit for dividing and storing a binary bit string of a digital broadcasting signal into subblocks of a predetermined size; A bit string discrimination unit for detecting a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s among the subblocks stored in the storage unit; A serial-to-parallel converter for parallel converting the detected bit streams; And a block coder for performing block coding on the parallel-converted bit string.

또한, 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치의 블록코딩 제어 방법은, 디지털방송신호의 2진수 비트열을 소정 크기의 서브블록들로 나누어 저장하는 단계와; 상기 저장된 서브블록들 중 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출하는 단계와; 상기 검출된 서브블록내의 비트열을 병렬 변환하는 단계와; 상기 병렬 변환된 비트열을 블록코딩하는 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the block coding control method of the orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmission apparatus according to the present invention comprises the steps of: storing the binary bit string of the digital broadcast signal divided into subblocks of a predetermined size; Detecting a subblock having a bit string having an odd number of ones or zeros among the stored subblocks; Parallel converting the bit strings in the detected subblocks; Block coding the parallel-converted bit string.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 맵퍼(110)는, 송신할 디지털방송신호를 소정 변조방식으로 변조하고, 상기 변조된 입력데이터를 출력한다.Referring to FIG. 1, the mapper 110 modulates a digital broadcast signal to be transmitted by a predetermined modulation method, and outputs the modulated input data.

저장부(120)는, 상기 맵퍼(110)에 의해 변조된 디지털방송신호의 2진수 비트열을 4비트 단위의 서브블록으로 나누어 저장한다.The storage unit 120 divides and stores the binary bit string of the digital broadcast signal modulated by the mapper 110 into subblocks of 4 bit units.

비트열 판별부(130)는, 저장부에(120)에 저장된 서브블록들 중 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출한다.The bit string determiner 130 detects a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s among the subblocks stored in the storage 120.

바람직하게 상기 서브블록들의 크기는 4비트이므로, 상기 서브블록 내에 존재하는 2진수 비트열 중 1이 홀수개이면 0도 마찬가지로 홀수개가 된다.Preferably, since the size of the subblocks is 4 bits, if the number of binary bit strings existing in the subblock is an odd number, 0 is an odd number as well.

예를 들어 설명하면, 상기 서브블록들 중 '0 0 0 1'의 비트열을 가진 서브블록은 상기 1 또는 0이 홀수개이므로 비트열 판별부(130)에 의해 검출된다.For example, a sub-block having a bit string of '0 0 0 1' among the sub blocks is detected by the bit string determination unit 130 since the number of 1s or 0s is odd.

바람직하게 상기 비트열 판별부(130)가 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출하는 이유는, 상기 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 블록코딩하고, 상기 블록코딩된 서브블록내의 비트열을 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하면, 상기 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열의 PAPR은 변함이 없기 때문이다.Preferably, the bit string determination unit 130 detects a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s, and blockcodes a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s. This is because when the bit strings in the block coded subblocks are inverse fast Fourier transform, the PAPR of the bit strings having an odd number of 1s or 0s does not change.

하지만, 상기 1 또는 0의 갯수가 짝수개인 비트열을 가지는 서브블록을 블록코딩하고, 상기 블록코딩된 서브블록내의 비트열을 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하면 신호의 중첩으로 인해 PAPR이 매우 높아지는 문제점이 발생되므로, 사전에 이를 방지하고자 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출하는 것이다.However, when block coding a subblock having an even number of bit streams of 1 or 0, and performing inverse fast Fourier transform on the bit streams in the block coded subblocks, the PAPR is generated due to signal overlap. Since the problem is very high, in order to prevent this in advance, it is to detect a subblock having an odd number of bit strings.

직병렬 변환부(140)는, 상기 비트열 판별부(130)에 의해 검출된 서브블록내의 비트열을 병렬 변환한다.The serial / parallel conversion unit 140 performs parallel conversion on the bit strings in the subblock detected by the bit string determination unit 130.

블록코딩부(150)는, 복수개의 인코더로 구성되고, 상기 직병렬 변환부(140)에 의해 병렬 변환된 비트열에 대해 블록코딩을 수행한다.The block coder 150 is composed of a plurality of encoders and performs block coding on the bit strings converted in parallel by the serial-to-parallel converter 140.

도 2를 참조하면, 상기 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치의 맵퍼(110)는, 송신할 디지털방송신호를 소정 변조방식으로 변조하고, 상기 변조된 입력데이터를 출력한다(S201).Referring to FIG. 2, the mapper 110 of the orthogonal frequency division multiplexed digital broadcasting transmitter modulates a digital broadcast signal to be transmitted by a predetermined modulation method and outputs the modulated input data (S201).

저장부(120)는, 상기 변조된 디지털방송신호의 2진수 비트열을 4비트 단위의 서브블록으로 나누어 저장한다(S202).The storage unit 120 divides and stores the binary bit string of the modulated digital broadcast signal into sub-blocks in units of 4 bits (S202).

비트열 판별부(130)는, 저장부에(120)에 저장된 서브블록들 중 1 또는 0의 갯수가 홀수개인 비트열을 가지는 서브블록을 검출한다(S203).The bit string determination unit 130 detects a subblock having a bit string having an odd number of 1s or 0s among the subblocks stored in the storage 120 (S203).

예를 들어 설명하면, 상기 서브블록들 중 '0 0 0 1'의 비트열을 가진 서브블록은 상기 1 또는 0이 홀수개이므로 비트열 판별부(130)에 의해 검출된다.For example, a substring having a bit string of '0 0 0 1' among the subblocks is detected by the bit string determination unit 130 since the number of 1s or 0s is odd.

직병렬 변환부(140)는, 상기 비트열 판별부(130)에 의해 검출된 서브블록내의 비트열을 병렬 변환한다(S204).The serial-to-parallel conversion unit 140 performs parallel conversion on the bit strings in the subblock detected by the bit string determination unit 130 (S204).

블록코딩부(150)는, 복수개의 인코더로 구성되고, 상기 직병렬 변환부(140)에 의해 병렬 변환된 비트열에 대해 블록코딩을 수행한다(S205).The block coder 150 is composed of a plurality of encoders and performs block coding on the bit strings which are parallel-converted by the serial-to-parallel converter 140 (S205).

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

본 발명에 따른 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치 및 블록코딩 제어 방법은, 모든 서브블록을 블록코딩하는 기존 방식과는 달리, PAPR이 정상적인 서브블록만 블록코딩함으로써, 상기 PAPR이 감소되고, 디지털방송신호 수신시 비트에러율(Bit Error Rate)이 좋아지는 효과가 있다.In the orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmission apparatus and block coding control method according to the present invention, unlike the conventional method of block coding all subblocks, the PAPR is reduced by block coding only the normal subblocks, and digital broadcasting is performed. When receiving a signal, the bit error rate is improved.

또한, 기존의 직교주파수분할다중 디지털방송 송신장치를 이용하여 상기 PAPR을 감소시킬 수 있기 때문에 비용절감의 효과가 있다.In addition, since the PAPR can be reduced by using a conventional orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmitter, there is an effect of cost reduction.

Claims

Dividing and storing the binary bit string of the digital broadcast signal into subblocks having a predetermined size;

Detecting a subblock having a bit string having an odd number of ones or zeros among the stored subblocks;

Parallel converting the bit strings in the detected subblocks; And

Block coding control method of an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmitter comprising the step of block coding the parallel-converted bit stream.

The method of claim 1,

The subblock has a 4-bit bit string, and a block coding control method of an orthogonal frequency division multiplexing digital broadcasting transmitter.

The method of claim 1,

And a binary bit string of the digital broadcast signal is a bit string modulated by a predetermined modulation method.

A storage unit for dividing the binary bit string of the digital broadcast signal into subblocks having a predetermined size;

A bit string determination unit for detecting a subblock having a bit string having an odd number of ones or zeros among the subblocks stored in the storage unit;

A serial-to-parallel converter for converting the bit streams in the detected subblocks in parallel; And

Orthogonal frequency division multiple digital broadcasting transmitter comprising a block coder for performing block coding on the parallel-converted bit string.

The method of claim 4, wherein

And the subblock has a 4-bit bit string.

The method of claim 4, wherein

And a mapper for modulating the binary bit string of the digital broadcast signal by a predetermined modulation method.

The method of claim 4, wherein

And a block coding unit comprising a plurality of encoders.