KR100774197B1 - 방송 신호 복조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방송 수신 복조 장치에 관한 것이다. 본 발명은 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 포함하는 전송 신호를 복조하는 장치에 있어서, 다중 경로로 수신된 신호들과, 생성한 훈련 신호를 상관하여 출력하는 상관기; 상기 상관기가 출력하는 상관값들 중 훈련 신호의 순환 구조로 인해 발생하는 제 2 상관값의 상기 수신된 신호 상 위치 정보를 출력하는 신호판단부; 및 상기 신호판단부가 출력하는 위치 정보를 이용하여 다중 경로로 수신된 신호의 채널 임펄스 응답들 중 상기 제 2 상관값을 제거하여 출력하는 신호선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치를 제공한다. 상기에서 설명한 방송 신호 복조 장치에 따르면 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 수신할 경우 정확한 채널을 추정이 가능하도록 수신 신호를 선택할 수 있고, 프레임간 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
채널, 추정, 순환, 훈련신호, PN, OFDM

Description

방송 신호 복조 장치{apparatus for demodulating broadcast signal}
도 1은 DMB-T의 송신장치에 대한 간략한 구성을 나타낸 구성도
도 2는 TDS-OFDM 신호의 프레임 중 보호구간이 1/9인 프레임의 구조를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치를 포함할 수 있는 방송 수신 장치의 일 예의 구조도
도 4는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 전송 신호의 전송 경로를 나타낸 개념도
도 5a는 전송 신호 중 프레임싱크의 구조를 나타낸 도면
도 5b 및 도 5c는 수신 신호의 채널 임펄스 응답을 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치의 일 실시예의 구조도
<도면 주요부분의 부호의 설명>
10 : 채널부호화부 15 : TPS 생성부
20 : 변조부 30 : 역DFT부
40 : PN 생성부 50 : 다중화부
60 : 필터부 70 : RF 전송부
110 : 튜너 120 : 자동이득제어부
130 : A/D 컨버터 140 : 위상분리기
145 : 곱셈기 150 : 리샘플러
160 : 필터부 170 : 프레임동기부
171 : PN 상관부 172 : 신호포착부
174 : 신호추적부 177 : 자동주파수제어부
179 : 곱셈기 180,182 : DFT부
190 : 등화기
210 : 상관기 220 : 신호판단부
230 : 신호선택부
본 발명은 방송 신호 복조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순환 구조의 훈련 신호를 포함하는 전송 신호를 수신할 경우 정확한 채널 추정이 가능한 방송 신호 복조 장치에 관한 것이다.
최근 청화 대학은 중국향 지상파 디지털 텔레비전(이하, 지상파 DTV) 방송을 위한 새로운 표준안을 제안하였다. 상기 제안서는 지상파 디지털 멀티미디어/텔레비전 방송(Terrestrial Digital Multimedia/Television Broadcasting; 이하, DMB-T)라고 불리는 방송 규격에 관한 것이다. DMB-T에서는 타임 도메인 신크로너스 OFDM (Time Domain Synchronous OFDM; 이하 TDS-OFDM)이라는 새로운 신호 변조 기 법(modulation scheme)이 사용된다.
TDS-OFDM의 송신단에서 변조된 후 전송되는 신호는 사이클릭 프리픽스 OFDM(cyclic prefix OFDM ; 이하 CP-OFDM)방식에서 사용되는 방식처럼 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform ; 이하 IDFT)가 적용된다.
하지만, 상기 전송신호는 보호구간(guard interval)에 CP 대신 의사잡음(pseudonoise;이하 PN)이 삽입되어 훈련신호로써 사용한다.
상기와 같은 방식은 방송신호 전송시 오버헤드를 줄일 수 있고, 채널의 사용 효율을 높이며, 방송신호 수신단의 동기부와 채널 추정부의 성능을 향샹시킬 수 있다.
도 1은 DMB-T의 송신장치에 대한 간략한 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1을 참조하여 DMB-T의 송신장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
채널부호화부(10)는 수신단에서 에러를 감지하도록 하기 위해 채널을 부호화한 비트스트림(bitstream)을 출력한다.
TPS 생성부(15)는 프레임 그룹의 번호, FEC(Forward Error Correction) 코드 에러비, 타임-디인터리버 모드 등의 정보를 포함하는 TPS 데이터를 생성하여 출력한다.
변조부(20)는 상기 부호화된 비트 스트림을 입력받고 그 비트 스트림을 4치 또는 16치 또는 64치 등의 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation; 이하 QAM)방식 등으로 변조한다.
상기 역DFT부(30)는 주파수영역에서 OFDM 방식으로 변조된 신호를 시간영역 의 OFDM 신호로 변조한다. 일반적으로 DMB-T 방식에서는 전송데이터 3780개 포인트에 대한 주파수영역 신호를 시간영역 신호로 변환시킨다.
PN 생성기(40)는 송신할 방송신호의 훈련신호로 사용할 PN 시퀀스(sequence)를 생성한다. 상기 다중화부(50)는 상기 생성된 PN 시퀀스와 상기 역DFT부(30)에서 변환된 OFDM 신호를 시간영역에서 분배하고, 이를 다중화하여 출력한다.
그리고, 필터부(60)는 상기 다중화된 DMB-T신호의 대역폭을 제한하여 출력한다. 그리고 RF 전송부(70)에서 상기 대역폭이 제한되어 출력된 신호를 주파수 fc의 RF(Radio Frequency) 전송 대역으로 업 컨버전(up conversion)하여 방송신호를 전송한다.
도 2는 도 1에 의한 DMB-T의 송신장치에 의해 전송되는 신호의 프레임 중 보호구간이 1/9인 프레임의 구조를 나타낸다. 도 2를 참조하여 보호구간이 1/9인 전송 프레임 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 프레임은 프레임 싱크(frame sync)와 프레임 바디(frame body)를 포함한다. 프레임 바디는 전송하려는 데이터가 실린 곳으로서, DFT(Discrete Fourier Transform)이 적용되는 DFT 블럭이고, 상기 DFT 블럭은 일반적으로 3780개의 스트림 데이터를 포함한다.
프레임 싱크는 PN 시퀀스로 구성되는데, 상기 프레임 싱크에 사용되는 PN 시퀀스는 오더(order) 가 8(m = 8)인 시퀀스를 사용할 수 있다. m = 8일 경우에는 255개의 서로 다른 시퀀스가 생성될 수 있는데, 상기 시퀀스는 보호구간(guard interval)에 사용되기 위해서, 프리엠블(preamble)과 포스트엠블(postamble)로 확 장된다.
상기 프리엠블(preamble)과 상기 포스트엠블(postamble)은 PN 시퀀스의 사이클릭 익스텐션(cyclic extension; 주기적 확장)을 위한 PN 시퀀스의 반복 구간이다.
프레임 싱크의 255개의 PN 시퀀스 중 상기 PN 시퀀스의 처음 115개의 PN들은 포스트엠블로서 상기 255개의 PN 시퀀스의 끝에 부가되고, 상기 PN 시퀀스의 마지막 50개의 PN들은 프리엠블로서 상기 255개의 PN 시퀀스의 앞에 부가되어 확장된다.
상기 PN 시퀀스의 폴리노미얼(polynomial)은 P(x) = x8 + x6 + x5 + x + 1이고, PN 시퀀스의 초기상태에 따라 생성되는 위상이 0에서 254로 변화할 수 있다.
보호구간이 1/9일 경우 255개의 PN 시퀀스들에 상기 프리엠블과 상기 포스트엠블이 전후에 추가되어 420개의 데이터로 이루어진 프레임 싱크가 구성될 수 있다. 환언하면, DFT 블럭의 데이터 3780개의 1/9인 420개의 데이터가 프레임 싱크에 사용된다. 하나의 OFDM 프레임은 420개의 데이터로 이루어진 프레임 싱크와 3780개의 데이터로 이루어진 프레임 바디를 포함한다.
상기 데이터 프레임의 구조는 보호구간에 따라 달라질 수도 있으며, 각 프레임내 분포하는 데이터의 개수도 다르게 분포하도록 할 수도 있다.
또한, 보호구간은 1/4 또는 1/9이 규정될 수 있으며, 그 이외에 1/6 보호구간이 사용될 수도 있고 따라서, 보호구간의 길이도 시스템을 형성하는 방법에 따라 다르게 형성될 수 있다.
상기와 같이 전송되는 신호를 수신하고, 그 수신한 신호의 채널을 보상하기 위해 정확한 채널 추정이 선행된다. 그런데, PN 시퀀스로 채널을 추정할 경우, 그 PN 시퀀스를 포함하는 훈련 신호는 순환 구조를 가지기 때문에, 그 순환 구조로 인한 원하지 않는 채널 임펄스 응답(channel impulse response)이 발생한다.
채널 임펄스 응답은 채널 추정에 사용될 수 있는데, 상기와 같이 잘못 발생한 채널 임펄스 응답을 사용하여 채널 추정을 수행할 경우 신호의 프레임간 간섭(inter-frame interference ; IFI)가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 그 이후의 채널 등화에서도 채널의 잘못 추정한 결과를 사용하기 때문에 채널 등화에 의해 수신 신호 처리에 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 순환 구조를 가진 훈련 신호로 전송하는 시스템에서 채널을 정확하게 추정할 수 있는 방송 신호 복조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 수신할 경우 정확한 채널을 추정하여 프레임간 간섭이 발생하지 않고, 보다 정확한 채널 보상이 가능한 방송 신호 복조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 포함하는 전송 신호를 복조하는 장치에 있어서, 다중 경로로 수신된 신호들과, 생성 한 훈련 신호를 상관하여 출력하는 상관기; 상기 상관기가 출력하는 상관값들 중 훈련 신호의 순환 구조로 인해 발생하는 제 2 상관값의 상기 수신된 신호 상 위치 정보를 출력하는 신호판단부; 및 상기 신호판단부가 출력하는 위치 정보를 이용하여 다중 경로로 수신된 신호의 채널 임펄스 응답들 중 상기 제 2 상관값을 제거하여 출력하는 신호선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치를 제공한다.
상기 신호판단부는 상관값들 중 일정 기준값 이하의 상관값을 제 2 상관값을 판단하고, 상기 판단 결과 제 2 상관값의 상기 수신된 신호 상 위치 정보를 출력하는 것이 바람직하다.
상기 훈련 신호는 제 1 구간부터 제 5구간까지 연속한 시퀀스를 가지며, 상기 제 1 구간은 제 4구간과 동일하고, 상기 제 5 구간은 제 2 구간과 동일할 수 있다.
상기 신호판단부는 다중 경로로 수신된 신호들 중 파워가 가장 큰 신호를 제 2 경로 신호로 하고, 상기 제 2 경로 신호보다 먼저 수신된 제 1 경로 신호에 대한 상관값 중 제 2 상관값의 위치 정보를, 생성한 훈련 신호와 상기 수신 신호 중 제 3구간부터 제 5구간의 시퀀스를 상관한 결과로부터 판단하여 출력할 수 있다.
상기 신호판단부는 다중 경로로 수신된 신호들 중 파워가 가장 큰 신호를 제 2 경로 신호로 하고, 상기 제 2 경로 신호보다 늦게 수신된 제 3 경로 신호에 대한 상관값 중 제 2 상관값의 위치 정보를, 생성한 훈련 신호와 상기 수신 신호 중 제 1구간부터 제 3구간의 시퀀스를 상관한 결과로부터 판단하여 출력할 수 있다.
상기 신호선택부는 선택할 채널 임펄스 응답의 위치 정보와, 0으로 패딩할 채널 임펄스 응답에 대한 위치 정보를 논리 정보로 출력할 수 있다.
상기 신호선택부가 각 다중 경로의 수신 신호에 대한 채널 임펄스 응답을 통과시킬 경우, 상기 채널 임펄스 응답의 위치로부터 전후에 각각 위치하며, 상기 훈련 신호 구간길이의 절반의 길이의 구간에 속하는 채널 임펄스 응답들을 통과시키는 것이 바람직하다.
이하 상기와 같은 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이하에서는 본 발명을 용이하게 설명하기 위해 순환 구조를 가진 훈련 신호를 전송하는 전송 방식으로서, TDS-OFDM 방식을 고려하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치를 포함할 수 있는 방송 수신 장치의 일 예의 구조도이다. 도 3을 참조하여 TDS-OFDM 방식의 방송 신호 수신 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
TDS-OFDM 방식의 방송 신호 수신 장치를 신호수신부와 프레임동기부로 나눈다면 신호수신부는 튜너(110), 자동이득제어기(AGC)(120), A/D 컨버터(Analog to digital converter)(130), 위상분리기(phase splitter)(140) 및 필터부(160)가 포함한다.
TDS-OFDM 방식의 방송신호 수신장치의 튜너(110)는 RF 전송 대역의 신호를 기저대역(base band) 신호로 전환하여 출력한다. 자동이득제어기(AGC)(120)는 상기 출력된 신호의 파워를 표준화(Power normalization)하여 출력한다.
A/D 컨버터(Analog to digital converter)(130)는 상기 자동이득제어기(AGC)(120)가 출력한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 위상분리기(phase splitter)(140)는 상기 A/D 컨버터(130)가 출력하는 신호로부터 동위(inphase)성분신호(이하, I 신호)와 직교(quadrature)성분신호(이하, Q 신호)를 분리하여 출력한다.
필터부(160)는 자동주파수제어부(automatic frequency control ; AFC)(177)에서 추정된 주파수 오차를 보상한 방송 신호의 대역폭을 제한하는 필터역할을 수행할 수 있어서 수신신호의 대역폭을 제한하여 출력한다.
상기 필터부(60)에는 SRRC(Square Root Rasied Cosine ; 이하 SRRC) 필터가 사용될 수 있고, 그럴 경우 일반적으로 대역폭 제한에 사용되는 롤-오프 팩터(roll-off factor; α)는 0.05이다.
반면에 프레임동기부는 자동주파수제어부(AFC)(177), 신호포착(acquisition)부(172) 및 신호추적(tracking)부(174)를 포함할 수 있다.
자동주파수제어부(AFC)(177)는 상기와 같이 수신신호의 주파수 오차를 산출하고, 상기 곱셈기(145)를 통해 수신신호와 주파수 오차가 산출된 신호의 곱을 산출하게 하여 수신신호의 주파수 오차를 보상할 수 있다.
신호포착(acquisition)부(172)는 송신장치에서 보낸 PN 시퀀스를 동기화한다. 신호추적(tracking)부(174)는 상기 포착된 PN 시퀀스를 사용하여 심볼 오차를 보상할 수 있다. 상기 수신신호의 프레임동기부는 모두 PN 상관기(171)의 결과를 사용할 수 있다.
프레임동기부의 결과 추정된 데이터는 DFT부(180,182)에서 FFT(Fast Fourier Transform) 과정을 통해 주파수영역으로 변환되고, 상기 등화기(190)를 거쳐 채널이 보상된 후 채널복호화부(미도시)로 출력된다.
채널 추정은 수신 신호의 주파수 영역으로 변환한 출력결과와 채널을 보상하는 등화기(190)의 입력 사이에 수행할 수 있다.
방송 수신 장치에서 채널 추정은 주파수 영역에서 수행될 수 있으며, 채널을 정확히 추정하면 프레임간 간섭이 발생하지 않도록 미세 프레임 동기를 맞출 수 있다.
반면 프레임간 동기를 잘못 추정하면 프레임간 간섭(inter-frame interfere ; IFI)이 발생할 수 있다. 프레임간 간섭을 제거하기 위해 다중 경로로 수신된 신호 중 가장 파워가 큰 수신 신호의 프레임바디부터 DFT 연산을 수행할 수 있다. 정확한 채널 추정이 선행하면 프레임의 동기를 정확하게 추정하여 프레임간 간섭을 제거할 수 있다.
본 발명은 상기에서 DFT부(182)로 입력되기 이전에 채널 추정을 위한 채널 임펄스 응답 신호를 선택하여 정확한 채널 추정이 가능하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 전송 신호의 전송 경로를 나타낸 것이다. 도 4와 다음의 수학식을 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치가 채널을 추정을 위해 수신 신호 중 불필요한 신호를 제거하기 위한 개념을 설명하면 다음과 같다.
전송 신호의 부반송파를 Xk라 하고, 송신단의 필터를 hT, 수신단의 필터를 hR, 전송 채널을 hC, 노이즈를 n, 수신단에서 푸리에 변환한 후의 값을 RK라고 하면 RK는 다음과 같다.
Figure 112006017837398-pat00001
전송 신호 Xk는 전송단에서 역 푸리에 변환(IFFF)과정과 필터과정(hR(t))을 거친다. 그리고, 전송 신호는 전송 채널(hC(t))을 겪고, 그 전송되는 동안 노이즈(n(t))가 섞일 수 있다. 그리고, 수신단에서 필터과정(hR(t))과 푸리에 변환(FFT)과정을 거친다.
만약 전송 신호에 PN 시퀀스가 포함된 경우, 상기 PN 시퀀스가 전송 채널과 필터를 통과한 후 수신단에서 생성한 PN 시퀀스와 상관(correlation)되면 그 결과는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112006017837398-pat00002
수학식 2에서 기호
Figure 112006017837398-pat00003
는 상관(correlation)을 나타낸다.
수학식 2에서 PN 시퀀스와 PN 시퀀스의 상관(PN
Figure 112006017837398-pat00004
PN＊) 결과는 델타(delta)함수가 된다. TDS-OFDM의 경우 훈련 신호인 프레임싱크구간은 순환 구조를 가지는데 정확한 채널 추정을 위해 상기와 같이 PN 시퀀스간의 상관결과를 사용할 수 있다.
도 5a는 전송 신호 중 프레임싱크의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치가 신호를 선택하는 개념을 설명하기 위한 채널 임펄스 응답의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 TDS-OFDM의 전송 신호 중 프레임 싱크의 구조를 나타낸 도면이다. 이하에서 ① 구간, ② 구간 및 ③구간을 합한 구간(① + ② + ③)을 p(n), ② 구간, ③ 구간 및 ④구간을 합한 구간(② + ③ + ④)은 255 디지트(digit)의 PN(n)(PN 시퀀스)이라고 하고, ③ 구간부터 ⑤ 구간을 c(n)이라고 표기한다.
전송 신호의 한 프레임은 PN 시퀀스(PN(n)) 구간(②, ③, ④)과 ②와 동일한 시퀀스인 포스트엠블 구간(⑤)과 ④와 동일한 시퀀스인 프리엠블 구간(①)을 포함한다.
수신단에서 생성한 보호구간의 프레임싱크와 수신 신호 중 ① 구간, ② 구간 및 ③구간을 합한 구간인 p(n)을 상관하면, 도 5b와 같이 ① + ② + ③ 구간에 의한 제 1 상관피크값(|p(n)|)과, 프레임싱크의 ④ 구간과 ⑤ 구간에 따른 제 2 상관피크값을 갖는 채널 임펄스 응답이 발생한다.
상기 p(n)에 대한 제 1 상관피크값은 제 2 상관피크값보다 크고, 두 상관피크값은 PN 시퀀스의 길이인 255 데이터만큼 떨어져 위치하며, 그 간격은 ① 구간, ② 구간 및 ③구간을 합한 구간의 길이에 해당한다.
그리고, 수신단에서 생성한 보호구간의 프레임싱크와, 수신 신호 중 ③ 구간, ④ 구간 및 ⑤ 구간인 c(n)을 상관하면, 도 5c와 같이 ③ + ④ + ⑤ 구간에 의한 제 1 상관피크값(|c(n)|)과, 프레임싱크의 ① 구간과 ② 구간에 따른 제 2 상관피크값을 갖는 채널 임펄스 응답이 발생한다.
상기 c(n)에 대한 제 1 상관피크값은 제 2 상관피크값보다 작고, 두 상관피크값은 PN 시퀀스의 길이인 255 데이터만큼 떨어져 위치하며, 그 간격은 ③ 구간, ④ 구간 및 ⑤구간을 합한 구간의 길이에 해당한다.
하지만, 수신 신호와 수신단에서 생성한 보호구간의 프레임싱크를 상관하면상기 도 5b와 도 5c와 같은 채널 임펄스 응답의 결과가 동시에 발생할 수 있다.
이 경우 상관피크값인 |c(n)|과 |p(n)|의 위치는 일치하고, 상기 일치하는 상관피크값의 255 데이터 전후에 각각 작은 상관피크값을 갖는 채널 임펄스 응답이 발생할 수 있다.
다중 경로에 의해 수신되는 신호의 채널 임펄스 응답은 다중 경로의 수만큼 다수 발생할 수 있다. 또한, 순환 구조의 훈련 신호도 상기와 같이 다수의 피크값을 발생시키기 때문에, 수신 신호의 채널 임펄스 응답이 다중 경로에 의한 채널 임펄스 응답인지 훈련신호의 순환 구조에 의해 발생되는 값인지 구분하는 것이 바람직하다.
훈련 신호의 순환 구조에 의해 발생하는 상관피크값은 그 크기가 작기 때문에 일정한 기준 피크값을 두고 제거할 수 있다. 이하에서 편의상 훈련 신호의 순환 구조에 의해 발생하는 작은 상관값을 제 2 상관값이라고 호칭한다.
다만, 본 발명에 따른 채널 추정 방법에서 다중 경로에 의한 상관피크값들 중 훈련신호의 순환 구조에 의해 발생하는 제 2 상관값은 도 5b의 p(n)과 도 5c의 c(n)의 상관값을 이용하여 구분하여 제거하는 것이 바람직하다.
다중 경로로 수신되는 신호들 중 가장 파워가 큰 신호(이하에서는 제 2 경로 신호라고 호칭한다)보다 먼저 수신되는 제 2 경로 신호의 다중 경로 신호(이하에서는 제 1 경로 신호라고 호칭한다)의 제 2 상관값인지 여부는, 그 신호의 c(n)과 수신단에서 생성한 프레임싱크간의 상관값을 이용하여 구별할 수 있다.
즉, 제 1 경로 신호의 프레임싱크는 제 2 경로 신호의 프레임 바디 구간에 의해 영향받을 수 있기 때문에, 제 1 경로 신호의 프레임싱크의 후반부(c(n))에 대한 상관값을 이용하여 제 1 경로 신호의 채널 임펄스 응답 중 크기가 작은 제 2 상 관값을 제거하는 것이 바람직하다.
방송 신호 복조 장치가 제 1 경로 신호의 채널 임펄스 응답으로 판단할 경우, c(n)에 대한 상관값 중 도 5c의 ① + ② 구간의 상관피크값을 감지하고 그 상관피크값의 255 디지트 뒤의 상관피크값을 제 1 경로 신호의 채널 임펄스 응답으로 판단할 수 있다.
다중 경로로 수신되는 신호들 중 가장 파워가 큰 제 2 경로 신호보다 나중에 수신되는 제 2 경로 신호의 다중 경로 신호(이하에서는 제 3 경로 신호라고 호칭한다)의 제 2 상관값인지 여부는, 그 신호의 p(n)과 수신단에서 생성한 프레임싱크의 상관값을 이용하여 구별할 수 있다.
즉, 제 3 경로 신호의 프레임싱크는 제 2 경로 신호의 프레임 바디 구간에 의해 영향받을 수 있기 때문에, 제 3 경로 신호의 프레임싱크의 전반부(p(n))에 대한 상관값을 이용하여 제 3 경로 신호의 채널 임펄스 응답 중 크기가 작은 제 2 상관값을 제거하는 것이 바람직하다.
방송 신호 복조 장치가 제 3 경로 신호의 채널 임펄스 응답으로 판단할 경우, p(n)에 대한 상관값 중 도 5c의 ① + ② + ③구간의 상관피크값의 255 디지트 뒤의 상관피크값을 제 3 경로 신호의 채널 임펄스 응답의 제 2 상관값으로 판단할 수 있다.
상기하였듯이 상관피크값이 작게 나타나는 것은 프레임싱크인 훈련 신호가 순환 구조를 가지기 때문이므로 그로 인해 발생하는 채널 임펄스 응답은 다중 경로에 따라 다르게 판단하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치의 일 실시예의 구조도를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 방송 신호 복조 장치는 수신신호를 상관하는 상관기(210), 상기 상관기(210)와 각각 연결된 신호판단부(220)와 신호선택부(230)를 포함한다.
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 채널 추정 장치의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
프레임 동기가 검출된 수신신호에 대해 상관기(210)는 수신단에서 생성한 PN 시퀀스로 수신신호를 상관한다.
상관기(210)는 수신단이 생성한 프레임싱크와, 수신신호의 p(n) 구간 및 c(n) 구간을 각각 상관하여 출력한다.
p(n)은 훈련신호의 순환 구조를 갖는 제 1 시퀀스를 나타내고, c(n)은 훈련 신호의 순환 구조를 갖는 제 2 시퀀스를 각각 나타낸다.
신호판단부(220)는 상기 수신신호와 제 1 시퀀스(p(n))의 상관 결과와, 상기 수신 신호와 제 2 시퀀스(c(n))의 상관 결과를 각각 수신한다. 그리고, 상기 상관결과들 중 프레임싱크의 순환 구조로 인해 발생하는 채널 임펄스 응답의 위치를 각각 감지할 수 있다.
바람직하게 신호판단부(220)는 상기 수신 신호와 제 2 시퀀스(c(n))의 상관 결과로부터 수신한 다중 경로 신호들 중 제 1 경로 신호에 의해 발생하는 채널 임펄스 응답의 신호 상 위치를 감지할 수 있다. 이때 신호판단부(220)는 수신한 상관 값들 중 제 1 경로 신호의 프레임싱크가 순환 구조를 가짐으로 인해 발생하는 제 2 상관값의 수신 신호 상의 위치를 출력할 수 있다.
바람직하게 신호판단부(220)는 상기 수신 신호와 제 1 시퀀스(p(n))의 상관 결과로부터 수신한 다중 경로 신호들 중 제 3 경로 신호에 의해 발생하는 채널 임펄스 응답의 신호 상 위치를 감지할 수 있다. 이때 신호판단부(220)는 수신한 상관값들 중 제 3 경로 신호의 프레임싱크가 순환 구조를 가짐으로 인해 발생하는 제 2 상관값의 수신 신호 상의 위치를 출력할 수 있다.
신호선택부(230)는 상기 신호판단부(220)가 출력하는 채널 임펄스 응답과, 그 채널 임펄스 응답에 대한 위치 정보를 이용하여 다중 경로의 신호의 임펄스 응답들 중 가장 큰 크기의 채널 임펄스 응답들은 출력하고, 제 2 상관값을 가지는 채널 임펄스 응답(CIR)들은 제거할 수 있다.
즉, 신호선택부(230)는 가장 큰 크기를 가지는 다중 경로에 의한 채널 임펄스 응답들과 그 주위의 데이터(채널 임펄스 응답)들은 통과시키고 나머지 데이터들은 제거하여 출력할 수 있다. 바람직하게 다중 경로 중 각 경로마다 가장 큰 크기를 가지는 채널 임펄스 응답들의 전후 165개의 데이터만 통과시키고 나머지 데이터들은 제거하여 출력할 수 있다. 여기에서 165개는 프레임싱크구간의 1/2길이에 속하는 데이터이다.
그리고, 신호선택부(230)는 통과시키는 데이터와 제거하는 데이터의 위치에 대한 정보를 논리정보로 출력할 수 있다. 예를 들면 통과시키는 데이터의 신호 상 위치는 1으로, 0으로 패딩(padding)하여 제거된 데이터의 신호 상 위치는 0으로 각 각 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 다수의 채널 임펄스 응답들 중 원하는 채널 임펄스 응답을 얻을 수 있고, 채널 추정시 정확한 채널 추정이 가능하다. 또한, 다중 경로로 수신되기 때문에 프레임바디가 프레임싱크에 주는 영향을 줄이고 정확한 채널 추정이 가능하도록 할 수 있다.
동일한 기술분야의 당업자가 본 특허명세서로부터 본 발명을 변경하거나 변형하는 것은 용이한 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예가 상기 명확하게 기재되었더라도, 그것을 여러 가지로 변경하는 것은 본 발명의 사상과 관점으로부터 이탈하는 것이 아니며 본 발명의 사상과 관점 내에 있다고 해야 할 것이다.
상기에서 설명한 방송 신호 복조 장치에 따르면 순환 구조를 가진 훈련 신호로 전송하는 시스템에서 채널을 정확하게 추정할 수 있다. 그리고, 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 수신할 경우 정확한 채널을 추정이 가능하도록 수신 신호를 선택할 수 있고, 프레임간 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 순환 구조를 가지는 훈련 신호를 포함하는 전송 신호를 복조하는 장치에 있어서,
    다중 경로로 수신된 신호들과, 생성한 훈련 신호를 상관하여 출력하는 상관기;
    상기 상관기가 출력하는 상관값들 중 훈련 신호의 순환 구조로 인해 발생하는 제 2 상관값의 상기 수신된 신호 상 위치 정보를 출력하는 신호판단부; 및
    상기 신호판단부가 출력하는 위치 정보를 이용하여 다중 경로로 수신된 신호의 채널 임펄스 응답들 중 상기 제 2 상관값을 제거하여 출력하는 신호선택부를 포함하고,
    상기 훈련 신호는 전체의 훈련 신호의 길이에 비례하는 상관피크값을 발생시키고, 상기 훈련 신호 내에 동일한 신호 구간이 반복됨에 따라 상기 훈련 신호를 상관할 경우 상기 반복된 신호 구간의 길이에 비례하는 상관피크값을 발생시키며, 상기 반복된 구간의 길이에 비례하는 상관피크값을 상기 제 2 상관값으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 신호판단부는 상관값들 중 일정 기준값 범위 이내의 상관피크값을 제 2 상관값으로 판단하고, 상기 판단 결과 제 2 상관값의 상기 수신된 신호 상 위치 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 훈련 신호는 제 1 구간부터 제 5구간까지 연속한 시퀀스를 가지며, 상기 제 1 구간은 제 4구간과 동일하고, 상기 제 5 구간은 제 2 구간과 동일한 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 신호판단부는 다중 경로로 수신된 신호들 중 파워가 가장 큰 신호를 제 2 경로 신호로 하고, 상기 제 2 경로 신호보다 먼저 수신된 제 1 경로 신호에 대한 상관값 중 제 2 상관값의 위치 정보를, 생성한 훈련 신호와 상기 수신 신호 중 제 3구간부터 제 5구간의 시퀀스를 상관한 결과로부터 판단하여 출력하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 신호판단부는 다중 경로로 수신된 신호들 중 파워가 가장 큰 신호를 제 2 경로 신호로 하고, 상기 제 2 경로 신호보다 늦게 수신된 제 3 경로 신호에 대한 상관값 중 제 2 상관값의 위치 정보를, 생성한 훈련 신호와 상기 수신 신호 중 제 1구간부터 제 3구간의 시퀀스를 상관한 결과로부터 판단하여 출력하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 신호선택부는 선택할 채널 임펄스 응답의 위치 정보와, 0으로 패딩할 채널 임펄스 응답에 대한 위치 정보를 논리 정보로 출력하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 신호선택부가 각 다중 경로의 수신 신호에 대한 채널 임펄스 응답을 통과시킬 경우, 상기 채널 임펄스 응답의 위치로부터 전후에 각각 위치하며, 상기 훈련 신호 구간길이의 절반의 길이의 구간에 속하는 채널 임펄스 응답들을 통과시키는 것을 특징으로 하는 방송 신호 복조 장치.
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