KR100755125B1 - Equalizer for signal by both single carrier modulation and multi carrier modulation and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신시스템의 블록도,1 is a block diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 모드 판단을 위한 파일롯 신호가 포함된 전송 신호의 파워 스펙트럴 밀도를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a power spectral density of a transmission signal including a pilot signal for mode determination;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 등화기의 블록도,3 is a block diagram of an equalizer according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파모드판정부의 블록도,4 is a block diagram of a carrier mode determiner according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 파일롯검출부의 동작설명에 제공되는 도면, 그리고5 is a view provided to explain the operation of the pilot detection unit of the present invention, and
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파모드판정부의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다.6 is a flowchart provided to explain an operation of a carrier mode determiner according to an embodiment of the present invention.
본 발명은, 채널 등화기에 관한 것으로, 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송 파 전송방식 중 어느 것에 의한 데이터라도 모두 수신하여 등화할 수 있는, 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 겸용 등화기 및 그 등화방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
현재 지상파 디지털 TV 전송을 위한 여러 가지 규격이 제안되어있다.Currently, several standards for terrestrial digital TV transmission have been proposed.
북미 지역에서는 디지털 TV 방송을 위해 잔류측파대(VSB: Vestigial Side Band) 전송 방식을 사용한다. 이러한 전송방식은 하나의 반송파에 신호를 실어 보내는 단일 반송파 방식이다. 반면 유럽에서 제안된 DVB(Digital Video Broadcasting) 전송 방식은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용한 다중 반송파 방식이다. In North America, the Vestigial Side Band (VSB) transmission method is used for digital TV broadcasting. This transmission method is a single carrier method that carries a signal on one carrier. On the other hand, the DVB (Digital Video Broadcasting) transmission method proposed in Europe is a multi-carrier method using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method.
단일 반송파를 사용하는 경우, 수신단에서는 이 신호를 등화하기 위하여 시간영역에서 비선형 판정 궤환 등화기(Nonlinear Decision Feedback Equalizer)를 사용한다. 그러나 시간영역에서 심볼 주파수로 동작하는 등화기의 경우, 다중 경로에 의해 긴 시간차를 갖는 신호를 등화하기 위해서는 적응 등화기의 필터의 길이가 중앙 탭을 기준으로 전후 최소 수백탭 이상이 필요한 단점을 지닌다.In the case of using a single carrier, the receiver uses a nonlinear decision feedback equalizer in the time domain to equalize this signal. However, in the case of an equalizer operating at a symbol frequency in the time domain, in order to equalize a signal having a long time difference by multiple paths, the length of the filter of the adaptive equalizer requires at least several hundred taps before and after the center tap. .
다중 반송파 경우와 같이 신호가 주파수 영역에서 발생된 경우, IFFT(Inverse Fast Fouier Transform)를 통해 시간 영역으로 옮겨진 후 전송된 신호는 수신단에서 이 신호를 FFT(Fast Fouier Transform) 과정을 거쳐 다시 주파수 영역으로 전환한 후 주파수 영역에서 제로폴싱(Zero-Forcing) 등화기를 사용함으로써 시간 영역에서의 비선형 판정 궤환 등화기를 사용하는 경우보다 간단한 구현을 통해 등화를 할 수 있다.When the signal is generated in the frequency domain, as in the case of multi-carrier, the signal transmitted after being moved to the time domain through IFFT (Inverse Fast Fouier Transform) is transferred to the frequency domain by the FFT (Fast Fouier Transform) process at the receiving end. After the conversion, the zero-forcing equalizer in the frequency domain can be used to implement equalization using a simpler implementation than the nonlinear decision feedback equalizer in the time domain.
그러나 시간영역에서 구현된 제로폴싱 등화기는, 앞에서 언급한 비선형 판정 궤환 등화기와 같이, 지연 시간이 긴 신호의 등화를 위한 많은 탭 수의 필터가 필요한 단점을 극복할 수 없다.However, the zero-polling equalizer implemented in the time domain cannot overcome the disadvantage of requiring a large number of tap filters for equalizing a long delay signal, such as the nonlinear decision feedback equalizer described above.
본 발명의 목적은, 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식에 의한 데이터 중 어느 것에 의한 데이터라도 모두 수신하여 등화할 수 있는, 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 겸용 등화기 및 그 등화방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an equalizer and a method for equalizing a single carrier transmission method and a multicarrier transmission method capable of receiving and equalizing all data based on data of a single carrier transmission method and a multicarrier transmission method. Is in.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 등화기는 주파수영역등화부, IFFT(Inverse Fast Fouier Transform)부, MUX부 및 반송파모드판정부를 포함한다.In order to achieve the above object, the equalizer according to the present invention includes a frequency domain equalizer, an IFFT (Inverse Fast Fouier Transform) unit, a MUX unit and a carrier mode decision unit.
주파수영역등화부는 단일 반송파 전송방식 또는 다중 반송파 전송방식으로 수신된 수신 심볼을 주파수 영역에서 등화하여 주파수 영역의 데이터 X(K)를 출력하고, IFFT부는 상기 주파수 영역의 데이터 X(K)를 시간영역의 데이터 x(n)으로 변환한다. MUX부는 반송파모드판정부가 출력하는 제어신호에 따라, 상기 주파수 영역의 데이터 X(K) 및 상기 시간영역의 데이터 x(n) 중 하나를 최종 등화결과로 출력한다. The frequency domain equalizer outputs data X (K) of the frequency domain by equalizing received symbols received in a single carrier transmission scheme or a multicarrier transmission scheme in the frequency domain, and the IFFT unit outputs data X (K) of the frequency domain in a time domain. Convert to data x (n). The MUX unit outputs one of the data X (K) in the frequency domain and the data x (n) in the time domain as a final equalization result according to a control signal output by the carrier mode decision unit.
여기서, 반송파모드판정부는 상기 수신 심볼로부터 파일롯(Pilot) 신호를 검 출하고, 그 검출 여부를 기초로 판단한 전송방식에 따라 상기 제어신호를 출력하여 상기 MUX부를 제어하되, 단일 반송파 전송방식인 경우 상기 MUX부가 상기 시간영역의 데이터 x(n)를 출력하도록 제어한다. 반송파모드판정부는, 상기 수신 심볼로부터 상기 파일롯 신호를 검출한 경우 상기 수신 심볼이 단일 반송파 전송방식에 의한 것으로 판단한다.Here, the carrier mode determiner detects a pilot signal from the received symbol and controls the MUX unit by outputting the control signal according to a transmission method determined based on the detection or not, in the case of a single carrier transmission method. The MUX unit controls to output the data x (n) of the time domain. The carrier mode determiner determines that the received symbol is based on a single carrier transmission method when the pilot signal is detected from the received symbol.
다른 실시 예에 따라, 상기 수신 심볼은, 전송방식의 식별을 위한 모드 판단용 심볼을 포함하되, 단일 반송파 전송방식인 경우 시간영역에서 상기 모드 판단용 심볼을 포함하고, 다중 반송파 전송방식인 경우 주파수 영역에서 상기 모드 판단용 심볼을 포함한다. 이 경우 상기 반송파모드판정부는, 상기 수신 심볼로부터 파일롯 신호를 검출하지 못한 경우, 상기 주파수 영역의 데이터 X(K) 및 상기 시간영역의 데이터 x(n) 중 어느 것에서 상기 모드 판단용 심볼이 검출되는지를 판단함으로써 전송방식을 판단할 수 있다.According to another embodiment, the received symbol includes a mode determination symbol for identification of a transmission scheme, including the mode determination symbol in a time domain in the case of a single carrier transmission scheme, and a frequency in the case of a multicarrier transmission scheme. An area includes the symbol for mode determination. In this case, when the carrier mode determination unit fails to detect a pilot signal from the received symbol, which of the mode determination symbols is detected in data X (K) in the frequency domain and data x (n) in the time domain? By determining the transmission method can be determined.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 등화기는 상기 등화기와 동일하게 주파수영역등화부, IFFT(Inverse Fast Fouier Transform)부, MUX부 및 반송파모드판정부를 포함한다. The equalizer according to another embodiment of the present invention includes a frequency domain equalizer, an Inverse Fast Fouier Transform (IFFT) unit, a MUX unit, and a carrier mode decision unit in the same way as the equalizer.
다만, 주파수영역등화부는 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 중 어느 방식에 따른 것인지를 식별하기 위한 식별자를 포함한 심볼을 수신하여, 상기 수신 심볼을 주파수 영역에서 등화한 주파수 영역의 데이터 X(K)를 출력한다. 이에 따라, 반송파모드판정부는 상기 수신 심볼로부터 상기 식별자를 검출하고 그 검출결과를 기초로 판단한 전송방식에 따라 상기 제어신호를 출력하여 상기 MUX부 를 제어하되, 단일 반송파 전송방식인 경우 상기 MUX부가 상기 시간영역의 데이터 x(n)를 출력하도록 제어하게 된다.However, the frequency domain equalization unit receives a symbol including an identifier for identifying which of the single carrier transmission scheme and the multicarrier transmission scheme, and equalizes the received symbol in the frequency domain to obtain data X (K). Outputs Accordingly, the carrier mode determination unit detects the identifier from the received symbol and outputs the control signal according to the transmission method determined based on the detection result to control the MUX unit, but the MUX unit is the single carrier transmission method. It is controlled to output the data x (n) of the time domain.
여기서, 상기 식별자는 상기 수신 심볼에 포함된 모드 판단용 심볼이며, 상기 모드 판단용 심볼은, 단일 반송파 전송방식인 경우 시간영역에서 , 다중 반송파 전송방식인 경우 주파수 영역에서 각각 상기 수신 심볼에 포함될 수 있다. 상기 반송파모드판정부는, 상기 주파수 영역의 데이터 X(K) 및 상기 시간영역의 데이터 x(n) 중 어느 것에서 상기 모드 판단용 심볼이 검출되는지를 판단함으로써 전송방식을 판단할 수 있다.Here, the identifier is a mode determination symbol included in the received symbol, and the mode determination symbol may be included in the received symbol in the time domain in the case of a single carrier transmission scheme and in the frequency domain in the case of a multicarrier transmission scheme. have. The carrier mode determination unit may determine a transmission scheme by determining which of the mode determination symbols is detected in data X (K) in the frequency domain and data x (n) in the time domain.
상기 두 개의 등화기 실시 예에서, 상기 수신 심볼이 3780 개인 경우, 상기 모드 판단용 심볼은, 상기 3780개 심볼 중 4개의 심볼로 이루어질 수 있으며, 상기 주파수영역등화부는 주파수 영역에서 제로폴싱(Zero Forcing) 알고리즘에 따라 등화를 수행하는 것이 바람직하다.In the two equalizer embodiments, when the received symbol is 3780, the mode determination symbol may be composed of four symbols among the 3780 symbols, and the frequency domain equalizer zero-polling in the frequency domain. It is preferable to perform equalization according to the algorithm.
제로폴싱 알고리즘에 의할 경우 상기 주파수영역등화부는, 상기 수신 심볼에 대해 FFT(Fast Fouier Transform)를 수행하여 출력하는 제1 FFT부, 상기 수신 심볼을 기초로 채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response)을 추정하여 출력하는 채널임펄스응답추정부, 상기 추정된 채널 임펄스 응답에 대해 FFT를 수행하여 출력하는 제2 FFT부, 상기 제2 FFT부에서 출력된 채널 임펄스 응답을 기초로 제로폴싱 알고리즘에 의해 등화를 위한 계수를 계산하는 계수계산부 및 상기 제1 FFT부에서 출력된 심볼에 상기 계수계산부에서 계산된 계수를 곱하여 상기 주파수 영역의 등화결과를 출력하는 곱셈기를 포함할 수 있다.According to a zero-polling algorithm, the frequency domain equalizer performs a first FFT (Fast Fouier Transform) on the received symbol and outputs the first FFT unit and a channel impulse response based on the received symbol. A channel impulse response estimator for estimating and outputting a second FFT unit performing an FFT on the estimated channel impulse response and outputting the equalization by a zero-polling algorithm based on the channel impulse response output from the second FFT unit. And a multiplier outputting an equalization result of the frequency domain by multiplying a coefficient calculated by the coefficient calculator and a symbol output from the first FFT unit.
또한, 상기 수신 심볼은 지상파 디지털 방송 데이터일 수 있다.In addition, the received symbol may be terrestrial digital broadcast data.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 등화기의 등화방법은, 단일 반송파 전송방식 또는 다중 반송파 전송방식으로 수신된 수신 심볼을 주파수 영역에서 등화하여 주파수 영역의 데이터 X(K)를 출력하는 단계, 상기 주파수 영역의 데이터 X(K)를 시간영역의 데이터 x(n)로 변환하는 단계 및 상기 수신 심볼로부터 파일롯(Pilot) 신호를 검출하여 그 검출여부를 기초로 판단한 전송방식에 따라 상기 주파수 영역의 데이터 X(K) 및 상기 시간영역의 데이터 x(n) 중 하나를 최종 등화결과로 출력하면서, 단일 반송파 전송방식인 경우 상기 시간영역의 데이터 x(n)를 최종 등화결과로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The equalization method of the equalizer according to another embodiment of the present invention, the step of outputting the data X (K) of the frequency domain by equalizing the received symbols received in a single carrier transmission method or a multi-carrier transmission method in the frequency domain, Converting the data X (K) in the frequency domain into the data x (n) in the time domain and detecting the pilot signal from the received symbol and determining the data based on the detection method based on the detection method. Outputting X (K) and one of the data x (n) of the time domain as a final equalization result, and outputting the data x (n) of the time domain as a final equalization result in the case of a single carrier transmission method. Can be.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신시스템의 블록도이다. 1 is a block diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
통신시스템(100)은 송신장치(110) 및 수신장치(130)를 포함하며, VSB(Vestigial Side Bands)와 같은 단일 반송파 전송방식 및 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 다중 반송파 전송방식을 모두 사용할 수 있다. 다만, 송신장치(110)가 동시에 두 개의 전송방식을 사용하지는 않는다. 따라서 수신장치(130)는 수신된 신호가 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 중 어느 하나의 방식에 의해 전송된 것인지 판단하여, 그 결과를 기초로 송신장치(110)가 전송하는 전송 신호를 수신하여 처리하면 된다. The
수신장치(130)는 디지털 방송신호를 수신할 수 있는 지상파 디지털 방송 수 신기, 셋톱박스 등이 해당할 수 있다. 이 경우, 송신장치(110)는 VSB 및 OFDM 전송방식 중 적어도 하나의 방식을 사용하는 경우가 해당할 수 있다. The
수신장치(130)는 소정의 등화기를 포함하여, AWGN(Additive White Gaussian Noise) 및/또는 페이딩(fading)이 존재하는 채널을 통과하면서 왜곡된 전송 신호를 복원할 수 있다. 이 경우, 수신장치(130)는 송신장치(110)가 전송하는 전송 신호가 다중 반송파 전송방식에 의한 것인지 단일 반송파 전송방식에 의한 것인지에 대한 판단을 수행하여, 대응되는 방식의 등화를 수행하게 된다. The
이를 위하여, 송신장치(110)는 수신장치(130)가 전송 신호의 모드 판단을 위하여 소정의 식별자를 전송 신호에 삽입한다. 식별자에 대한 설명을 위하여, 송신장치(110)가 전송하는 데이터는 nQAM(Qadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 3780개의 심볼로 맵핑된다고 한다. 이와 같이 맵핑된 심볼은 3780개의 반송파를 사용하여 OFDM 방식으로 전송될 수 있고, 하나의 반송파를 사용하여 VSB 방식으로 전송될 수 있다. To this end, the
식별자를 삽입하는 방법 중 하나는 전송 신호에 포함된 데이터 심볼(예를 들어, 3780개 심볼) 중 일부(예를 들어, 4개의 데이터 심볼)를 모드 판단용 심볼로 정하여 전송하는 것이다. 모드 판단용 심볼이 4개일 경우, 0000에서 1111가지 중 임의의 값이 모드 판단용 심볼로 사용될 수 있다. 다만, 다중 반송파 전송모드의 경우와 단일 반송파 전송모드의 경우 모드 판단용 식별자는 서로 다르게 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단일 반송파 전송방식일 경우, 모드 판단용 심볼이 0000 이라면, 다중 반송파 전송방식의 모드 판단용 심볼이 1111이 바람직하다. One method of inserting an identifier is to select and transmit a portion (for example, four data symbols) of a data symbol (for example, 3780 symbols) included in a transmission signal as a mode determination symbol. When there are four mode determination symbols, any value from 0000 to 1111 may be used as the mode determination symbol. However, in the multi-carrier transmission mode and the single-carrier transmission mode, the mode determination identifier is preferably configured differently. For example, in the case of the single carrier transmission method, if the symbol for mode determination is 0000, the mode determination symbol of the multicarrier transmission method is preferably 1111.
다중 반송파 전송방식의 경우, 주파수 영역의 모드 판단용 심볼은 IFFT(Inverse Fast Fouier Transform)과정을 거침으로써 시간영역에서 스프레딩(spreading)되어 수신장치(130)로 전송되므로, 수신장치(130)는 주파수 영역의 신호로 변환하여 식별자를 검출해야 한다. 단일 반송파 전송방식의 경우 시간영역의 모드 판단용 심볼이 삽입된 것이므로, 수신장치(130)는 시간영역에서 수신된 신호로부터 식별자를 검출하게 된다.In the case of the multi-carrier transmission method, the symbol for mode determination in the frequency domain is spread in the time domain and transmitted to the receiving
식별자를 삽입하는 또 다른 방법은, 단일 반송파 전송방식 또는 다중 반송파 전송방식 중 하나를 표시하기 위해 단일 반송파 전송방식에 의한 전송 신호에 파일롯(Pilot) 신호를 삽입하는 것이다. Another method of inserting an identifier is to insert a pilot signal into a transmission signal of a single carrier transmission scheme to indicate either a single carrier transmission scheme or a multicarrier transmission scheme.
도 2는 모드 판단을 위한 파일롯 신호가 포함된 전송 신호의 파워 스펙트럴 밀도(PSD: Power Spectral Density)를 도시한 도면으로, 파일롯 신호(a1, a2)가 ±fC에 위치함을 보여준다. FIG. 2 is a diagram illustrating Power Spectral Density (PSD) of a transmission signal including a pilot signal for mode determination, and shows that the pilot signals a1 and a2 are located at ± f C.
수신장치(130)는 수신 신호로부터 파일롯 신호(a1, a2)를 검출하는 경우 단일 반송파 전송방식에 의한 것으로 판단할 수 있다. When the
다만, 실시 예에 따라 모드 판단용 심볼을 사용하는 방법과 파일롯 신호를 삽입하는 방법을 동시에 사용할 수 있다. 예를 들어, 파일롯 신호가 단일 반송파 전송방식을 표시하기 위해 삽입된 경우, 수신장치(130)는 파일롯 신호를 이용하여 1차로 전송방식을 판정한다. 만약 파일롯 신호가 검출되지 않은 경우라면, 다시 모드 판정용 심볼을 확인하여 전송방식을 판정한다. 그것은, 단일 반송파 전송방식에 의해 전송된 경우라도, 여러가지 이유에 의해 파일롯 신호가 검출되지 않을 수 있기 때문이다.However, according to an embodiment, a method of using a mode determination symbol and a method of inserting a pilot signal may be used at the same time. For example, when a pilot signal is inserted to indicate a single carrier transmission method, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 등화기의 블록도이다.3 is a block diagram of an equalizer according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 등화기(300)은 도 1의 수신장치(130)에 포함되어, 송신장치(110)로부터 전송되는 신호를 수신하여 등화함으로써 송신장치(110)가 전송한 전송신호를 복원한다. 송신장치(110)가 전송한 신호는 다중 경로 등에 의한 심볼간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 뿐만 아니라 AWGN이 존재하는 채널을 통과함으로써 왜곡될 수 있으며, 이렇게 왜곡된 신호를 복원하여 출력한다. The
등화기(300)는 다중 반송파 전송방식 및 단일 반송파 전송방식에 의한 전송신호를 모두 등화할 수 있다. 이를 위하여 등화기(300)는 수신되는 신호가 다중 반송파 전송방식에 의한 것인지 아니면 단일 반송파 전송방식에 의한 것인지를 판단하고, 판단결과에 따라 주파수 영역 및 시간영역의 등화 결과를 출력한다. 이에 따라, 등화기(300)는 전송방식에 대응되는 두 개의 등화기를 포함하지 않고도, 하나의 등화기 블록으로 두 개 전송방식에 의한 신호를 모두 등화할 수 있다. The
이를 위해, 등화기(300)로 주파수 영역의 제로폴싱(Zero Forcing, 이하 'ZF'라 함) 등화 기를 사용한다. ZF 등화기는 시간 영역, 주파수 영역 어느 영역에서든지 구현이 가능하다. To this end, the
주파수 영역에서 구현된 ZF 등화기는, 다중 반송파 경우 시간 영역에서의 비선형 판정 궤환 등화기를 사용하는 경우보다 간단한 구현을 통해 등화를 할 수 있 다. 또한, 주파수 영역에서 구현된 ZF 등화기는, 신호와 채널의 관계가 선형 길쌈연산(linear Convolution)관계에서 원형 길쌈연산(circular convolution)관계로 전환되는 형태가 되어, 시간 영역에서의 트랜스버셜(Transversal) 필터에 비해 그 구현이 간단하여 같은 하드웨어를 가지고, 긴 경로를 통하여 수신 신호에 삽입된 고스트 신호를 제거할 수 있는 장점이 있다.The ZF equalizer implemented in the frequency domain can be equalized through a simpler implementation than the case of using a nonlinear decision feedback equalizer in the time domain in the case of multi-carrier. In addition, the ZF equalizer implemented in the frequency domain is a form in which the relationship between a signal and a channel is converted from a linear convolutional relation to a circular convolutional relation, thereby transversal in the time domain. Compared to the filter, the implementation is simpler, has the same hardware, and can eliminate the ghost signal inserted into the received signal through a long path.
도 3의 일 실시 예에 따른 등화기(300)는 주파수 영역의 ZF 등화기를 기초로 도시되었다.
단일 반송파 전송방식에 대응하는 주파수 영역 ZF 등화는 주파수 영역에서 수신된 심볼을 채널 임펄스 응답 추정치로 나누고, 그 나눈 결과를 시간영역으로 역변환하는 방법이다. 단일 반송파 전송방식에 대응하는 ZF 등화는 다음의 수학식 1과 같이 표시될 수 있다.Frequency domain ZF equalization corresponding to a single carrier transmission method is a method of dividing a received symbol in a frequency domain by an estimate of a channel impulse response, and inversely converting the result of the division into a time domain. The ZF equalization corresponding to the single carrier transmission scheme may be expressed by
여기서, x(n)은 송신장치(110)가 전송한 심볼, U(K)는 수신장치(130)가 수신한 심볼의 주파수 영역의 데이터, 그리고 H(K)는 주파수 영역의 채널 임펄스 응답의 추정치이다. Z-1은 주파수 영역에서 시간영역으로의 역변환 알고리즘을 나타낸다. Where x (n) is the symbol transmitted by the
다중 반송파 전송방식에 대응하는 주파수 영역 ZF 등화는 수학식 1에서 시간 영역으로 역변환하는 과정이 생략되며, 다음의 수학식 2로 표시될 수 있다.In the frequency domain ZF equalization corresponding to the multicarrier transmission scheme, a process of inverse transforming into the time domain in
수학식 1과 수학식 2에 따른 ZF 등화는 주파수 영역에서 구해진 X(K)를 시간영역의 심볼로 역 변환하는 과정이 있느냐에 있어서만 차이가 있다.ZF equalization according to
도 3을 참조하면, 등화기(300)는 주파수영역등화부(310), IFFT(Inverse Fast Fouier Transform)부(331), MUX부(333) 및 반송파모드판정부(335)를 포함한다. 도 3의 실시 예는 파일롯 신호 및 모드 판단용 심볼을 모두 사용하여 반송파 전송방식을 판단하는 예를 보인다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이, 파일롯 및 모드 판단용 심볼 중 하나만을 사용하여 반송파 전송방식을 판단할 수 있다. Referring to FIG. 3, the
주파수영역등화부(310)는 제1 FFT(Fast Fouier Transform)부(311), 채널임펄스응답(CIR: Channel Impulse Response)추정부(313), 제2 FFT부(315), 계수계산부(317) 및 곱셈기(319)를 포함한다. The
제1 FFT부(311)는 입력되는 시간영역의 입력 심볼 u(n)을 FFT 알고리즘을 이용하여 주파수 영역의 심볼 U(K)로 변환하여 곱셈기(319)로 출력한다. 여기서, K는 N-point FFT를 사용하여 시간영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하였을 때의 1부터 N까지에 해당하는 주파수 인덱스이다.The
채널임펄스응답추정부(313)는 입력되는 심볼 u(n)을 기초로 통신 채널의 임 펄스 응답 h(n)을 추정하여 제2 FFT부(315)로 출력하면, 제2 FFT부(315)는 h(n)을 주파수 영역의 채널 임펄스 응답 H(K)로 변환하여 계수계산부(317)로 출력한다.The channel
계수계산부(317)는 제2 FFT부(315)로부터 수신한 H(K)의 역인 H(K)-1을 구하여 곱셈기(319)로 출력함으로써 제1 FFT부(311) 출력인 U(K)와 곱한다. The
곱셈기(319)의 곱셈결과는 주파수 영역의 등화출력 X(K)가 되며, MUX부(333) 및 반송파모드판정부(335)로 출력된다. 다중 반송파 전송방식에 의한 심볼의 경우, 주파수 영역의 등화출력 X(K)가 구하고자 하는 최종 등화출력이 된다. 그러나 단일 반송파 전송방식에 의한 전송심볼의 경우, 다시 시간영역으로 역 변환해주어야 한다.The multiplication result of the
IFFT부(331)는 곱셈기의 출력 X(K)에 대해 IFFT 알고리즘을 수행하여 시간영역의 데이터 x(n)을 구한 후, MUX부(333) 및 반송파모드판정부(335)로 출력한다. 단일 반송파 전송방식에 의해 전송된 심볼인 경우에만 IFFT부(331)의 수행결과가 유효한 값이 된다. The
MUX부(333)는 곱셈기(319)로부터 X(K)를 수신하고, IFFT부(331)로부터 x(n)을 수신한 후, 반송파모드판정부(335)의 제어에 따라 다중 반송파 전송방식의 경우 X(K)를, 단일 반송파 전송방식의 경우 x(n)을 출력한다. MUX부(333)의 출력은 수신장치(130)가 수신한 심볼이 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 중 어느 것에 의한 것인가에 따라 결정되어야 할 것이며, 이러한 결정은 반송파모드판정부(335)에 의해 이루어진다. MUX부(333)가 선택적으로 등화결과를 출력함으로써, 수신장치(130) 및 등화기(300)는 단일 반송파 전송방식 및 다중 반송파 전송방식 중 어느 것에 의한 전송신호라도 모두 수신하여 등화하여 원래의 전송 심볼을 복원할 수 있게 된다.The
반송파모드판정부(335)는 시간영역의 입력 심볼 u(n), 곱셈기(319)의 출력 X(K) 및 IFFT부(331)의 출력 x(n)을 수신하여 입력 심볼 u(n)의 전송방식을 판단한다. The carrier
반송파모드판정부(335)의 동작은 아래의 도 4 내지 6을 참조로 설명한다.The operation of the carrier
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파모드판정부의 블록도이다. 4 is a block diagram of a carrier mode determiner according to an embodiment of the present invention.
도 4의 반송파모드판정부(400)는 파일롯 신호 이용방식 및 모드 판단용 심볼 이용방식 모두를 사용하는 예이며, 파일롯 신호는 단일 반송파 전송방식에 따른 심볼에 포함된다. 도 4의 반송파모드판정부(400)는 도 3의 반송파모드판정부(335)의 일 예이다. The carrier
반송파모드판정부(400)는 파일롯검출부(410) 및 MUX제어부(430)를 포함한다. The
파일롯검출부(410)는 제1 기준시간동안 입력 심볼 u(n)로부터 파일롯 신호를 검출하고, 파일롯 신호가 검출될 경우 해당 정보를 MUX제어부(430)로 출력한다. 파일롯검출부(410)의 동작은 아래에서 다시 설명한다.The
MUX제어부(430)는 제1 기준시간 이내에 파일롯검출부(410)로부터 파일롯 신호가 검출되었다는 정보를 수신하면, 입력 심볼 u(n)이 단일 반송파전송방식에 의한 심볼로 판단하고 MUX부(333)로 하여금 IFFT부(331)의 등화결과 x(n)을 출력하도 록 제어한다. When the
MUX제어부(430)는 제1 기준시간 이내에, 파일롯검출부(410)로부터 파일롯 신호가 검출되었다는 정보를 수신하지 못하면, X(K) 또는 x(n) 중 어느 하나에 포함되 있을 모드 판단용 심볼을 이용하여 반송파 전송방식을 판단한다. 이 경우, MUX제어부(430)는 제2 기준시간동안 X(K)에 다중 반송파 모드 판단용 심볼(예를 들어, 1111)이 기준횟수 이상 포함되었는지, 또는 x(n)에 단일 반송파 모드 판단용 심볼(예를 들어, 0000)이 기준횟수 이상 포함되었는지를 판단한다. 이 과정을 통해, MUX제어부(430)는 X(K) 및 x(n) 중 하나에서만 기준 횟수 이상 모드 판단용 심볼을 검출할 수 있을 것이며, 반송파 전송모드를 판정할 수 있다. If the
이러한 판단은 동시에 이루어질 수도 있고, 순서를 정하여 순차적으로 이루어질 수 있다. 순차적으로 검출하는 경우, MUX제어부(430)는 단일 반송파 모드를 검출하기 위하여 x(n)에 모드 판단용 심볼(0000)이 기준횟수 이상 검출되는지를 제2 기준시간동안 판단한 후, 검출되지 않으면 다중 반송파 모드를 검출하기 위하여 X(K)에 모드 판단용 심볼(1111)이 기준횟수 이상 검출되는지를 제2 기준시간동안 판단할 수 있다. 물론 그 반대의 방법도 가능하다. These determinations may be made at the same time, or may be made in a sequential order. In the case of sequential detection, the
이러한 과정을 통해 MUX제어부(430)는 기준횟수 이상의 모드 판단용 심볼이 검출된 등화결과 X(K) 또는 x(n)을 출력하도록 MUX부(333)를 제어한다.Through this process, the
실시 예에 따라, 반송파모드판정부(400)는 X(K) 및 x(n)에 포함된 모드 판단용 심볼을 이용하여 반송파 전송방식을 판단하는 과정을 먼저 수행하고, 이를 통해 모드를 판정할 수 없는 경우 파일롯 신호를 이용하여 모드를 판정할 수 있다. 이럴 경우 반송파모드판정부(400)는 대응되는 방법으로 그 구성이 변경될 수 있다.According to an embodiment, the
또 다른 실시 예에 따라, 앞서 설명한 바와 같이, 반송파모드판정부(400)는 파일롯 신호 이용방식 및 모드 판단용 심볼 이용방식 중 하나만을 사용할 수 있으며, 이 경우 반송파모드판정부(400)는 파일롯검출부(410) 및 MUX제어부(430) 중 하나만을 포함할 수 있다.According to another embodiment, as described above, the carrier
도 5는 본 발명의 파일롯 검출부의 동작설명에 제공되는 도면이다. 5 is a view provided to explain the operation of the pilot detection unit of the present invention.
파이롯 신호를 검출하는 방법은 도 2의 파일롯 신호 a1, a2 중 하나만을 사용할 수도 있고, 2개 모두를 사용할 수도 있다. 어느 방법에 의하더라도, 해당 파일롯 신호를 주파수 0 (f=0)에 오도록 하여 구한 직류 신호를 적분한 후, 전력 측정을 위해 복소수 출력의 절대값을 구하여, 소정 기준값 이상인지를 판단함으로써 반송파 모드를 판정한다. 파일롯 신호가 존재한다면(즉, 단일 반송파 전송모드인 경우라면) 적분된 신호의 크기가 기준값 이상일 것이다. 도 5는 -fc에 위치한 파일롯 신호(a1)를 이용하여 반송파모드를 판정하는 방법에 관한 것이다. The method for detecting the pilot signal may use only one of the pilot signals a1 and a2 of FIG. 2, or both. In either method, the carrier mode is determined by integrating the DC signal obtained by bringing the pilot signal to frequency 0 (f = 0), and then determining the absolute value of the complex output for power measurement and determining whether or not it is above a predetermined reference value. Determine. If a pilot signal is present (ie, in the single carrier transmission mode), then the magnitude of the integrated signal will be greater than or equal to the reference value. 5 relates to a method of determining a carrier mode using a pilot signal a1 located at -fc.
도 5를 참조하면, 파일롯검출부(500)는 곱셈기(501), 적분부(503), 절대값계산부(505), 파일롯판단부(507)를 포함하며, 도 4의 파일롯검출부(410)의 일 예이다.Referring to FIG. 5, the
곱셈기(501)는 입력 심볼 u(n)에 ej2πf c t를 곱함으로써, -fc에 위치한 파일롯 신호(a1)기 주파수 0 (f=0)에 오도록 하고, 적분부(503)는 곱셈기(501)의 출력의 직류 성분을 적분하며, 절대값계산부(505)는 전력 측정을 위해 적분부(503)의 복소수 출력의 절대값을 구하여 파일롯판단부(507)로 출력한다. 파일롯판단부(507)는 제1 기준시간동안, 절대값계산부(505)의 출력이 상기 기준값 이상인지를 판단하여, 기준값 이상인 경우 파일롯 신호가 검출된 것으로, 즉 단일 반송파 모드인 것으로 판단한다.The
실시 예에 따라, 만약 +fc에 위치한 파일롯 신호(a2)를 이용하여 반송파모드를 판정하기 위해서는 ej2πf c t 대신에 e-j2πf c t를 u(n)에 곱하면 된다. According to an embodiment, in order to determine the carrier mode using the pilot signal a2 located at + fc, e -j2πf c t may be multiplied by u (n) instead of e j2πf c t .
또 다른 실시 예에 따라, 만약 +fc 및 -fc에 위치한 파일롯 신호(a1, a2) 모두를 이용하여 반송파모드를 판정하기 위해서는 ej2πf c t 대신에 , 즉 cos2πfct를 u(n)에 곱하면 된다. 다중경로 간섭이라든가 시변하는 모바일 채널에서는 어느 한쪽의 파일롯 신호가 채널에 의해 감소되어 검출이 어려울 경우도 있으므로 양쪽의 파일롯 신호를 이용한다면 모드 검출 효율이 높아질 수 있다.According to another embodiment, if the carrier mode is determined using both pilot signals a1 and a2 located at + fc and -fc, instead of e j2πf c t . In other words, multiply cos2πf c t by u (n). In a multi-channel interference or time-varying mobile channel, either pilot signal may be reduced by the channel and thus difficult to detect. Therefore, if both pilot signals are used, mode detection efficiency may be increased.
또한, 두 개의 파일롯 신호(a1, a2) 모두 이용하는 방법은 곱셈기가 도 5의 곱셈기(501)보다 단순해질 수 있으므로 더 적은 하드웨어가 소요된다.In addition, the method of using both pilot signals a1 and a2 requires less hardware since the multiplier can be simpler than the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파모드판정부의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다. 이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 반송파모드판정부(400)의 동작을 설명한다.6 is a flowchart provided to explain an operation of a carrier mode determiner according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the carrier
먼저, 파일롯검출부(410)는 도 5의 설명에 따른 파일롯 신호를 검출하기 위한 동작을 수행하며(S601), 제1 기준시간동안 파일롯 신호가 검출되는지 판단한다. 파일롯검출부(410)는 파일롯 신호의 검출여부에 대한 정보를 MUX제어부(430)로 출력한다(S603).First, the
MUX제어부(430)는 파일롯검출부(410)로부터 파일롯 신호가 검출되었다는 정보를 수신하면 단일 반송파 전송방식에 의한 것으로 판단하고(S605), MUX부(333)로 하여금 IFFT부(331)의 출력 x(n)을 출력하도록 제어한다(S607).When the
만약 S603 단계의 판단 후, MUX제어부(430)는 제1 기준시간동안 파일롯검출부(410)로부터 파일롯 신호가 검출되었다는 정보를 수신하지 못하면, 제2 기준시간동안 X(K) 및 x(n)으로부터 모드 판단용 심볼을 추출한다(S609,S611). If the
MUX제어부(430)는 제2기준시간동안 기준횟수 이상 검출된 모드 판단용 심볼이 어느 것인지를 판단하여(S613), 반송파 모드를 판단한다. 즉 기준횟수 이상 검출된 모드 판단용 심볼이 1111이면 다중 반송파 모드로 판단하고 0000이면 단일 반송파 모드로 판단한다(S615). 그리고 그 결과에 따라, MUX부(333)로 하여금 IFFT부(331)의 출력 x(n) 및 곱셈기(319)의 출력 X(K) 중 하나를 출력하도록 제어한다(S617). The
이상의 방법에 의해 본 발명에 따른 반송파모드판정부(400)의 동작이 이루어진다.By the above method, the operation of the carrier
본 발명은 방법, 디바이스 및 시스템으로 구현될 수 있다. 또한 본 발명이 컴퓨터 소프트웨어로 구현될 때는, 본 발명의 구성요소는 필요한 동작의 수행에 필요한 코드 세그먼트(code segment)로 대치될 수 있다. 프로그램이나 코드 세그먼트는 마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체에 저장될 수 있으며, 전송매체나 통신 네트워크를 통하여 반송파(carrier waves)와 결합된 컴퓨터 데이터로서 전송될 수 있다.The invention can be implemented in methods, devices and systems. In addition, when the present invention is implemented in computer software, the components of the present invention may be replaced with code segments necessary for performing necessary operations. The program or code segment may be stored in a medium that can be processed by a microprocessor and transmitted as computer data coupled with carrier waves via a transmission medium or communication network.
마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체는 전자회로, 반도체 메모리 소자, 롬(ROM), 플래시(Flash) 메모리, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플로피 디스크(Floppy Disk), 광학적 디스크, 하드(Hard) 디스크, 광섬유, 무선 네트워크 등과 같이 정보를 전달하고 저장할 수 있는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 데이터는 전기적 네트워크 채널, 광섬유, 전자기장, 무선 네트워크 등을 통해 전송될 수 있는 데이터를 포함한다. The media that can be processed by the microprocessor include electronic circuits, semiconductor memory devices, ROMs, flash memory, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), floppy disks, optical disks, and hard disks. (Hard) Includes the ability to transmit and store information such as disks, fiber optics, wireless networks, and the like. Computer data also includes data that can be transmitted over electrical network channels, optical fibers, electromagnetic fields, wireless networks, and the like.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 등화기는 VSB(Vestigial Side Band) 전송방식과 같이 시간 영역에서 생성된 신호가 단일 반송파에 실려 채널을 거쳐 수신되거나, OFDM() 전송방식과 같이 주파수 영역에서 생성된 신호가 다중 반송파에 실려 수신되더라도 모두 등화하여 출력할 수 있다.As described in detail above, the equalizer according to the present invention receives a signal generated in the time domain like a VSB (Vestigial Side Band) transmission method on a single carrier and is transmitted through a channel, or is generated in a frequency domain like an OFDM () transmission method. Even if the received signal is received on a multi-carrier, it can be equalized and output.
특히, 시간 영역에서 발생시킨 신호와 주파수 영역에서 발생시킨 신호를 모드 전환에 의해 송신하는 시스템의 경우, 본 발명의 등화기는 전송방식에 관계없이 신호를 주파수 영역에서 등화함으로써, 동일한 구조와 동일한 성능을 갖는 등화를 가능하게 한다.In particular, in the case of a system for transmitting a signal generated in the time domain and a signal generated in the frequency domain by mode switching, the equalizer of the present invention equalizes the same structure and performance by equalizing the signal in the frequency domain regardless of the transmission method. Enable equalization.
본 발명은 간단하면서도 효과적인 반송파 모드 판단 알고리즘을 제안함으로써, 단일 반송파 전송방식과 다중 반송파 전송방식 모두에 사용할 수 있는 등화기를 간단히 구현할 수 있게 되었다.The present invention proposes a simple and effective carrier mode determination algorithm, thereby making it possible to simply implement an equalizer that can be used for both a single carrier transmission scheme and a multicarrier transmission scheme.
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