KR100830888B1 - 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 입력되는 디지털 신호를 분리하여 제 1 저장부와 제 2 저장부에 순차적으로 저장하고, 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들과 각각 대응되어 제 2 저장부에 저장되어 있는 샘플들과의 차를 산출하여 최대값을 추출한 후, 상기 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들 중 최대값으로 나눈 결과에 따라 프레임 프리엠블을 검출함으로써, 적은 곱셈량으로 신속하게 프레임 동기를 획득하기 위한, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치에 있어서, 입력되는 디지털 신호(샘플)를 분리하기 위한 분리 수단; 상기 분리 수단에서 분리된 일 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하고 샘플(값)들 중 최대값의 역수를 산출하기 위한 제 1 저장 및 연산 수단; 상기 분리 수단에서 분리된 타 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하기 위한 제 2 저장 수단; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 저장 수단에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최대값을 검출하기 위한 최대값 검출 수단; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출 수단에서 검출한 최대값을 승산하기 위한 승산 수단; 상기 승산 수단에서 승산한 결과를 이용하여 피크값을 검출하기 위한 피크 검출 수단; 및 상기 피크 검출 수단에서 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블을 검출하기 위한 제어 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 휴대 인터넷 시스템 등에 이용됨.

휴대 인터넷, 프리엠블 검출, 적은 곱셈량, 동기 획득

Description

휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법{Apparatus and method for detecting frame preamble in wireless broadband system}

도 1 은 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 시스템의 수신단에 대한 일실시예 구성도,

도 2 는 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치의 일실시예 구성도,

도 3 은 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치의 동기 검출부에 대한 일실시예 상세 구성도,

도 4 는 본 발명에 따른 프레임 프리엠블 검출 장치의 일실시예 구성도,

도 5 는 본 발명에 따른 프레임 프리엠블 검출 장치의 프레임 프리엠블 검출 결과를 나타내는 일예시도,

도 6 은 본 발명에 따른 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

41 : 쉬프트 레지스터 42 : 제 1 윈도우 저장 및 연산부

43 : 제 2 윈도우 저장부 44 : 피크 검출기

45 : 복조기 46 : 최대값 검출기

47 : 곱셈기 48 : 제어부

본 발명은 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 디지털 신호를 분리하여 제 1 저장부와 제 2 저장부에 순차적으로 저장하고, 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들과 각각 대응되어 제 2 저장부에 저장되어 있는 샘플들과의 차를 산출하여 최대값을 추출한 후, 상기 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들 중 최대값으로 나눈 결과에 따라 프레임 프리엠블을 검출하기 위한, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

휴대 인터넷의 기본 개념은 "정지 및 이동 중에도 언제 어디서나 고속으로 무선 인터넷에 접속이 가능한 휴대형 인터넷 서비스"를 말한다. 여기서, "정지 및 이동 중에도"라는 말은 기본적으로 가정 및 사무실의 실내는 물론, 공원 및 길거리 등과 같은 실외에서도 유연하게 인터넷에 접속이 가능해야 한다는 것을 의미하고, "고속으로"라는 말은 기본적으로 초고속유선인터넷 수준의 전송속도(가입자당 1 ~ 2Mbps)를 지원해야 한다는 것을 의미한다.

현재 2.3GHz 대역에서 고속 무선인터넷 접속을 가능하게 하는 기술방식으로, 국내 개발 예정 기술인 HPi(High-speed Portable internet)와 WDSL(Wireless Digital Subscriber Line) 계열의 외국기술(i-burst, flash-OFDM 등), 무선 LAN(Local Area Network) 개량 기술 등이 있다.

이러한 2.3GHz 대역의 휴대 인터넷 서비스는 휴대용 무선 단말기를 이용해 정지 및 보행 상태에서 고속의 전송속도로 인터넷에 접속, 다양한 정보와 컨텐츠를 제공할 수 있는 서비스를 말한다.

현재 통신 전문가들의 구상대로라면 휴대용 단말기로는 노트북 PC(Personal Computer)나 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 다양한 형태의 단말기가 사용될 것으로 예상된다. 하지만, 이러한 초기 전용 단말기들은 장기적으로 통신 기술의 발전에 따라 통합형 멀티모드 단말기로 진화할 가능성이 높다. 이동성의 경우 기술 방식에 따라 각각 다르지만, 현재 2.4GHz 대역의 무선 LAN보다는 다소 높은 보행 수준의 준 이동성(Nomadic Mobility)을 보장하며, 전송속도 면에서도 기술 방식에 따라 다르지만 평균 1 Mbps급 이상의 안정적인 속도를 제공함으로써, 원활한 무선 인터넷이 가능할 것으로 보고 있다.

휴대 인터넷은 2.3GHz 대역을 활용해 사용 영역과 요금 측면에서 기존 시스템이 갖는 한계를 극복하고, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 수준의 품질과 비용으로 정지 상태는 물론, 이동중에도 고속 인터넷 접속이 가능한 무선인터넷 서비스를 의미한다.

이러한 휴대 인터넷은 기존 IMT-2000(International Mobile Telecommunication - 2000)에서 추구하는 이동중 전송속도보다 빠르며, WLAN(Wireless LAN)과는 달리 실내뿐만 아니라, 실외 이동 환경에서도 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.

또한, 휴대 인터넷은 기존 이동통신 서비스와 마찬가지로 셀간의 핸드오프를 지원하며, 이동중에도 끊김없는 서비스 제공이 가능하다. 또한, 유선 인터넷과 마찬가지로 정액제 과금 기반의 상시 연결이 가능토록 하기 위해 대역 효율성의 극대화를 추구하고 있다. 즉, 경제성 확보를 통해 기존 이동통신 서비스가 가지고 있는 시장 한계를 극복하고, 나아가 노트북 PC를 포함한 다양한 휴대형 컴퓨터 단말을 이용해 유선과 동일한 인터넷 접속 환경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 주파수 확보가 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 무선통신 시장에 있어, 단일 주파수로 통신을 가능케 하는 TDD(Time division duplex) 방식이 최근들어 더욱 각광을 받고 있다. 이는 과거와는 달리, 정확한 시간에 동기를 맞출 수 있는 부품과 장비들의 발전이 이를 가능케 한 것으로 여겨진다.

TDD 방식은 이론적으로 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식보다 작은 시간슬롯(Timeslot)을 이용하여 동일한 서비스 지원이 가능할 뿐만 아니라, 상/하향 시간슬롯의 비대칭적인 배치를 이용하여 현재 인터넷과 비슷한 구조를 가져 많은 어플리케이션의 전송에 적합한 기술적 특성을 갖는다. 결국, 주파수는 FDD 방식에 비하여 반밖에 사용하지 않으면서도 고속의 전송속도를 가능케 하여 상대적으로 저렴한 비용으로 서비스를 가능케 한다.

이러한 특성으로 인하여 무선 통신사업자로 하여금 매우 매력적인 기술로 자리 매김 해왔으나, 그 동안 시간슬롯의 동적할당에 대한 동기 검출이 매우 어렵고 전송 거리에 따른 시간 지연에 대한 문제를 해결하지 못하여 통신 업계에서 외면을 당했었다. 그러나 최근 다양한 기술로 이를 극복하여 시장을 넓혀 가고 있으며, 전술한 바와 같이 하향링크가 월등히 많은 현재의 유선 인터넷 통신 시스템과도 쉽게 접목될 수 있기 때문에 다시 각광을 받고 있다.

여기서, OFDMA(Othogonal Frequency Division Mdulation/Multiplexing Acess)/TDD 방식의 휴대 인터넷 시스템에 이용되는 프레임에 대해 살펴보기로 한다.

OFDMA/TDD 방식의 휴대 인터넷 프레임은 총 42개의 OFDMA 심벌로 구성되며, 이 때 첫번째와 두번째 심벌은 프리엠블을 의미하고, 세번째 심벌은 상/하향 링크의 비율이 기록되어 있는 정보블럭(SICH)을 의미한다.

일반적으로 휴대 인터넷 시스템은 상/하향 링크의 비율을 환경에 따라 다르게 설계할 수 있어, 수신기나 중계기 등에서 상/하향을 구분하는 TDD 시간동기를 맞추지 못하면 통신이 불가능해지는 심각한 문제를 발생시키게 된다. 따라서, 정보블럭(SICH)신호를 정확히 분석하기 위하여 프레임의 동기를 맞추는 것이 매우 중요한 문제라 할 수 있다.

한편, 종래의 프레임 동기 검출 방법은 입력 신호의 에너지 비율을 이용하여 동기를 검출하는 방법과 프리엠블을 이용하여 동기를 검출하는 방법이 있다.

먼저, 디지털 신호의 에너지 비율을 이용하여 동기를 검출하는 방법은, 디지털 신호(프레임)의 에너지 값을 측정한 후 이전 입력 신호의 에너지 값과 비교하는 방법이다.

이를 하기의 [수학식 1]을 참조하여 좀 더 상세히 살펴보면, 먼저 하나의 심벌 크기(1024 샘플)를 갖는 윈도우를 이용하여 각각의 샘플값에 절대값을 취한 후 모두 합산한다.

여기서,

는 에너지 비율을,

는 디지털 신호를, N은 FFT(Fast Fourier Transform) 크기를 각각 의미한다. 이 때, 상기 N은 휴대 인터넷 시스템의 경우에 1024의 값을 갖는다.

이후, 상기 합산한 값과 이전에 합산한 값을 비교(나눗셈 과정)하여 에너지 비율을 측정한다. 이 때, 상기 각각의 샘플값에 절대값을 취하지 않고 각 샘플값의 허수값과 실수값을 합함으로써, 곱셈기를 사용하지 않고 에너지 비율을 산출할 수도 있다.

이렇게 측정한 에너지 비율을 이용하여 피크를 검출한다. 즉, 피크 검출기는 값의 차이가 적은 에너지 비율을 입력받다가 어느 순간 값의 차이가 큰 에너지 비율이 입력되면 피크를 검출하고, 제어기는 이 순간을 프레임의 시작점으로 판단하여 복조기로 활성화 신호를 전송한다. 이러한 과정을 통해 동기를 획득한다.

하지만, 이러한 종래의 에너지 비율을 이용하여 동기를 검출하는 방법은 전 송환경으로 인한 시간 지연이나 채널 효과로 인하여 이전 프레임과 현 프레임의 시간 차이가 OFDMA 하나의 심벌 이하로 떨어질 경우에 에너지 비율을 이용한 피크 검출이 불가능하여 결국, 동기 획득이 어려운 문제점이 있었다.

두번째로, 프리엠블을 이용하여 동기를 검출하는 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있는데, 하나는 1024개의 샘플(계수값)을 갖는 프리엠블을 학습신호로 설정하여 입력 신호에 대입시키는 방법과 다른 하나는 프리엠블의 반복성질을 이용하는 방법이다.

먼저, 학습신호를 이용하는 방법은 사전에 알고 있는 학습신호와 입력 신호와의 상관계산을 통해 피크를 검출하고, 피크값이 검출될 경우 그 시점을 프레임의 시작 시점으로 판단한다. 이러한 과정은 하기의 [수학식 2]를 통해 표현할 수 있다.

여기서,

는 학습신호의 j-k번째 값을, P는 프리엠블 신호를 각각 의미한다.

다음으로, 프리엠블의 반복 성질을 이용하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

휴대 인터넷 규격에서 프리엠블은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 과 정 전 짝수번째 샘플값에 0을 삽입함으로써 IFFT 후 반복 성질을 띠도록 정의되어 있다.

따라서, 휴대 인터넷 시스템(수신기 또는 중계기 등)의 동기부에 입력되는 신호 중 프리엠블 심벌은 512개의 샘플을 주기로 1번 반복되는 신호가 두개의 심벌에 걸쳐 존재한다. 즉, 하나의 프레임은 42개의 심벌로 이루어지는데, 첫번째와 두번째 심벌은 프리엠블을 나타낸다. 하나의 프리엠블 심벌은 CP(Cyclic Prefix)를 제외하면 1024개의 샘플로 이루어지며, 이 때 최초 512개의 샘플이 반복되어 1024개의 샘플을 이룬다.

따라서, 512개의 샘플을 저장할 수 있는 2개의 윈도우(버퍼)를 이용하여 각 윈도우간의 상관을 계산함으로써, 피크를 검출하고 피크가 검출될 경우에 그 시점을 프레임의 시작 시점으로 판단한다. 이 때, 일반적인 통신 시스템의 신호는 피크점이 어느 한 시점에 검출되는 반면, OFDMA 신호는 신호의 직교성을 유지하기 위한 CP의 추가로 인하여 피크점이 CP의 크기만큼 지속된다. 따라서, 피크점이 시작되는 시점을 프레임의 시작점으로 판단한다.

이러한 과정은 하기의 [수학식 3]을 통해 표현할 수 있다.

여기서, M은 512이다.

이러한, 종래의 프리엠블을 학습신호로 이용하여 동기를 검출하는 방법(프리엠블을 이용한 상관기법)은 상/하향 링크의 혼선이나 다중경로 잡음에 관계없이 프레임의 동기를 검출할 수 있지만, 곱셈량의 증가(1024개의 곱셈기가 필요함)로 인하여 비용 증가와 신호의 수신 지연을 야기시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 프리엠블의 반복 성질을 이용하여 동기를 획득하는 방법, 즉 입력된 1024개의 샘플에 대하여 앞의 512개와 뒤의 512개의 샘플을 서로 상관 연산함으로써 동기를 검출하는 방법은, 학습 신호를 이용하는 방법에 비하여 적은 메모리를 사용하는 장점이 있지만, 프리엠블을 이용한 상관 연산시 입력 신호의 계수값과 학습신호의 계수값을 서로 곱하는 연산이 각 계수값의 수만큼 반복되기 때문에 많은 곱셈기(512개의 곱셈기가 필요함)를 필요로 하게 된다. 이러한 곱셈기의 증가는 신호의 지연을 발생시키며, 또한 디지털 신호처리용 칩의 부피를 크게 증가시킴으로써 실제 구현을 어렵게 만드는 문제점이 있었다.

결국, 종래의 동기 검출 방법 중 에너지 비율을 사용하여 동기를 검출하는 방법은 채널 환경에 따라 정확한 동기 검출이 불가능하고, 프리엠블 상관기를 이용한 동기 검출 방법은 곱셈량의 증가로 인하여 비용의 증가와 신호의 수신지연을 야기시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 입력되는 디지털 신호를 분리하여 제 1 저장부와 제 2 저장부에 순차적으로 저장하고, 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들과 각각 대응되어 제 2 저장부에 저장되어 있는 샘플들과의 차를 산출하여 최대값을 추출한 후, 상기 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들 중 최대값으로 나눈 결과에 따라 프레임 프리엠블을 검출함으로써, 적은 곱셈량으로 신속하게 프레임 동기를 획득하기 위한, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치에 있어서, 입력되는 디지털 신호(샘플)를 분리하기 위한 분리 수단; 상기 분리 수단에서 분리된 일 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하고 샘플(값)들 중 최대값의 역수를 산출하기 위한 제 1 저장 및 연산 수단; 상기 분리 수단에서 분리된 타 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하기 위한 제 2 저장 수단; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 저장 수단에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최대값을 검출하기 위한 최대값 검출 수단; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출 수단에서 검출한 최대값을 승산하기 위한 승산 수단; 상기 승산 수단에서 승산한 결과를 이용하여 피크값을 검출하기 위한 피크 검출 수단; 및 상기 피크 검출 수단에서 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블을 검출하기 위한 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 방법은, 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법에 있어서, 입력되는 디지털 신호(샘플)를 분리하여 제 1 저장 및 연산 수단과 제 2 저장 수단에 순차적으로 저장하는 샘플 저장 단계; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 저장 수단에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최대값을 검출하기 위한 최대값 검출 단계; 상기 제 1 저장 및 연산 수단에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출 수단에서 검출한 최대값을 승산하기 위한 승산 단계; 상기 승산결과를 이용하여 피크값을 검출하기 위한 피크값 검출 단계; 및 상기 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블을 검출하는 프레임 프리엠블 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실 시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 시스템의 수신단에 대한 일실시예 구성도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 시스템의 수신단은, 채널을 통해 입력받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부(11), 상기 아날로그/디지털 변환부(11)로부터 입력되는 디지털 신호(샘플)를 이용하여 프레임 동기를 검출하기 위한 동기 검출부(13) 및 상기 동기 검출부(13)로부터의 제어신호에 따라 활성화되어 디지털 신호를 복조하기 위한 복조기(19)를 포함한다.

여기서, 상기 동기 검출부(13)는 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프레임 프리엠블의 시작점을 검출하여 동기를 획득한다. 이 때, 임계치 구간은 도 5 를 참조할 때 약 -10dB ~ -15dB가 될 수 있다.

또한, 상기 복조기(19)는 디지털 신호에서 CP와 파일럿 심벌을 제거하기 위한 CP 및 파일럿 심벌 제거부(12), 상기 CP 및 파일럿 심벌 제거부(12)로부터 직렬로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하기 위한 직렬/병렬 변환부(17), 상기 직렬/병렬 변환부(17)에서 병렬로 변환된 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하기 위한 FFT 처리부(14), 상기 FFT 처리부(14)에서 처리한 신호(데이터)의 증폭이나 전송 과정에서 생기는 변형을 보정하여 특성을 균일화하기 위한 등화기(15), 상기 등화기(15)에서 등화되어 병렬로 입력되는 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병렬/직렬 변환부(18), 및 상기 병렬/직렬 변환부(18)에서 변환된 직렬 데이터를 디코딩하기 위한 디코딩부(16)를 포함한다.

도 2 는 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치의 일실시예 구성도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치는, 수신 신호를 필터링하기 위한 대역 통과 필터(21), 상기 대역 통과 필터(21)를 통과한 신호를 커플링하기 위한 커플러(23), 상기 커플러(23)에서 커플링된 디지털 신호(샘플)를 이용하여 프레임 동기를 검출하기 위한 동기 검출부(24), 상기 동기 검출부(24)에서 검출한 동기신호에 따라 상기 대역 통과 필터(21)를 통과한 신호가 TX 중계기(22)로 전달되도록 스위치(26)를 제어하기 위한 제어부(25), 상기 제어부(25)의 제어에 따라 상기 대역 통과 필터(21)를 통과한 신호가 TX 중계기(22)로 전달되어 목적지로 전송되도록 스위칭하기 위한 스위치(26), 송신 신호를 중계하기 위한 TX 중계기(22) 및 수신 신호를 중계하기 위한 RX 중계기(27)를 포함한다. 이 때, 수신 과정은 상기 송신 과정과 가역적임으로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

여기서, 상기 동기 검출부(24)는 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프레임 프리엠블의 시작점을 검출하여 동기를 획득한다. 이 때, 임계치 구간은 도 5 를 참조할 때 약 -10dB ~ -15dB가 될 수 있다.

또한, 상기 동기 검출부(24)는 중계장치의 정상동작 여부를 검사할 수도 있다.

도 3 은 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치의 동기 검출부에 대한 일실시예 상세 구성도이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 휴대 인터넷 중계 장치의 동기 검출부는, 입력받은 IF(Intermediate Frequency) 신호를 복조하기 위한 IQ 복조부(31), 상기 IQ 복조부(31)에서 복조된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부(32), 입력되는 디지털 신호를 분리하여 제 1 저장부와 제 2 저장부에 순차적으로 저장하고, 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들과 각각 대응되어 제 2 저장부에 저장되어 있는 샘플들과의 차를 산출하여 최대값을 추출한 후, 상기 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들 중 최대값으로 나눈 결과에 따라 프레임 프리엠블을 검출하기 위한 프레임 프리엠블 검출부(33) 및 상기 프레임 프리엠블 검출부(33)에서 프레임 프리엠블을 검출함에 따라 상/하향 링크 스위치의 동작 시간(타이밍)을 제어하기 위한 시간 제어기(34)를 포함한다.

도 4 는 본 발명에 따른 프레임 프리엠블 검출 장치의 일실시예 구성도이다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프레임 프리엠블 검출 장치는, 입력되는 디지털 신호(샘플)를 쉬프트시켜 분리하여 소정의 용량(일예로 512개의 샘플 저장 용량)을 가지는 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 제 2 윈도우 저장부(43)에 순차적으로 저장하기 위한 쉬프트 레지스터(41), 상기 쉬프트 레지스터(41)를 통해 입력받은 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하고 샘플(값)들 중 최대값의 역수를 산출하기 위한 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42), 상기 쉬프트 레지스터(41)를 통해 입력받은 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하기 위한 제 2 윈도우 저장부(43), 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 윈도우 저장부(43)에 저장되어 있는 샘플( 값)을 각각 합산하여 최대값을 검출하기 위한 최대값 검출기(46), 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출기(46)에서 검출한 최대값을 승산하기 위한 곱셈기(47), 상기 곱셈기(47)에서 승산한 결과를 이용하여 피크값을 검출하기 위한 피크 검출기(44), 상기 피크 검출기(44)에서 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블의 시작점으로 판단하여 프리엠블을 검출하고, 상기 검출한 프리엠블에 따라 복조기(45)를 활성화시키기 위한 제어부(48), 및 상기 제어부(48)의 제어에 따라 디지털 신호를 복조하기 위한 복조기(45)를 포함한다.

여기서, 상기 복조기(45)는 본 발명의 부가적인 요소이다.

한편, 상기 최대값 검출기(46)와 상기 곱셈기(47)의 기능은 하기의 [수학식 4]를 통해 표현할 수 있다.

한편, 상기 쉬프트 레지스터(41)는 휴대 인터넷 시스템에서 1024개의 샘플을 소정의 클럭당 한개의 샘플씩 순차적으로 천이시킨다. 이 때, 상기 1024개의 샘플은 프리엠블의 반복성질로 인하여 512개의 샘플이 2번 반복된다. 따라서, 상기 쉬프트 레지스터(41)에 프리엠블이 입력되기 시작하면서 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)의 최대값보다 상기 최대값 검출기(46)로부터의 최대값이 커지면서 순간적으로 상기 곱셈기(47)에서의 승산 결과값이 커지게 된다. 그러다가, 상기 쉬프트 레지스터(41)에 1024개의 프리엠블 샘플이 입력되면 상기 최대값 검출기(46)로부터의 최대값이 0에 가까워지기 때문에 상기 곱셈기(47)에서의 승산 결과값이 작아진다.

이후, 최초 피크값을 형성한 상기 곱셈기(47)의 결과값은 CP로 인하여 128샘플만큼 피크값을 유지한 후 다시 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 상기 제 2 저장부(43)에 저장되는 샘플들의 성분이 서로 달라지면서 피크값은 0 ~ 2dB값을 갖는다.

또한, 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 상기 제 2 윈도우 저장부(43)는 각각 512개의 샘플을 저장할 수 있는 용량을 갖는다.

이를 좀 더 상세히 살펴보면, 쉬프트 레지스터(41)는 한번에 1024개의 샘플을 천이시킬 수 있다. 즉, 1024개의 샘플을 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 제 2 윈도우 저장부(43)에 저장한 후 소정의 클럭당 한개의 샘플을 추가하여 천이시킨다.

예를 들어, 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)에 1번부터 512번까지 총 512개의 샘플이 저장되어 있고, 제 2 윈도우 저장부(43)에 513번부터 1024번까지 총 512 개의 샘플이 저장되어 있다. 소정의 시간이 지난 후 쉬프트 레지스터(41)는 새로운 샘플 한개를 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)의 1번에 저장한다. 이 때, 기존 1번에 저장되어 있던 샘플은 2번에 저장하고 2번에 저장되어 있던 샘플은 3번에 저장한다. 이런식으로 하나씩 천이시켜 저장한다.

한편, 상기 임계치 구간을 설정하는 이유는, 상기 피크 검출기(44)가 노이즈(잡음)로 인한 피크값을 검출할 수 있는데, 이 때 검출되는 피크값은 실제 프레임 프리엠블을 검출할 때의 피크값보다 상당히 크다. 따라서, 노이즈로 인해 검출한 피크값을 무시하기 위해 임계치 구간을 설정한다.

도 5 는 본 발명에 따른 프레임 프리엠블 검출 장치의 프레임 프리엠블 검출 결과를 나타내는 일예시도이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 최초로 입력된 신호(잡음)는 상기 [수학식 4]의 결과값이 0 ~ 2dB 사이의 값을 갖는 것을 알 수 있다.

그러다가 쉬프트 레지스터(41)에 프리엠블이 입력되기 시작하면 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)의 최대값에 비해 최대값 검출기(46)에서 검출한 값이 갑자기 크게 변하는 것을 알 수 있다(0dB이하로 갑자기 떨어지는 부분).

이후, 쉬프트 레지스터(41)에 프리엠블이 완전히 입력되어 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 제 2 윈도우 저장부(43)에 저장되면, 그 결과값은 다시 작아지는 것을 볼 수 있다. 이 때, 상기 결과값이 형성한 피크값은 CP로 인하여 128샘플 처리 시간만큼 유지되다가 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 제 2 윈도우 저장부(43)에 서로 상이한 샘플이 저장되기 시작하면서 원래의 0 ~ 2dB 사이의 값으로 되 돌아온다.

일반적으로 휴대 인터넷 시스템에서 프리엠블이 두개의 OFDMA 심벌로 이루어져 있기 때문에 상기와 같은 현상이 두번 반복된다. 따라서, 제어부(48)는 최초 피크값이 발생된 시점에 OFDMA 복조기(45)를 활성화시킨다. 이는 시간적 지연을 방지하기 위함이다.

도 6 은 본 발명에 따른 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 디지털 신호를 입력받음에 따라 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)와 제 2 윈도우 저장부(43)에 순차적으로 저장한다(601, 602).

이후, 최대값 검출기(46)가 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 윈도우 저장부(43)에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최대값을 검출한다(603).

이후, 상기 제 1 윈도우 저장 및 연산부(42)에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출기(46)에서 검출한 최대값을 승산한다(604).

이후, 상기 승산결과를 이용하여 피크값을 검출한다(605).

이후, 상기 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 상기 디지털 신호(프레임)에서 프리엠블을 검출한다(606).

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 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.

상기와 같은 본 발명은, 입력되는 디지털 신호를 분리하여 제 1 저장부와 제 2 저장부에 순차적으로 저장하고, 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들과 각각 대응되어 제 2 저장부에 저장되어 있는 샘플들과의 차를 산출하여 최대값을 추출한 후, 상기 제 1 저장부에 저장되어 있는 샘플들 중 최대값으로 나눈 결과에 따라 프레임 프리엠블을 검출함으로써, 적은 곱셈량으로 신속하게 프레임 동기를 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 소수의 곱셈기를 사용함으로써 칩 크기를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치에 있어서,

   입력되는 디지털 신호(샘플)를 분리하기 위한 분리 수단;

   상기 분리 수단에서 분리한 일 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하고 샘플(값)들 중 최대값의 역수를 산출하기 위한 제 1 저장 및 연산 수단;

   상기 분리 수단에서 분리한 타 디지털 신호(샘플)를 순차적으로 저장하기 위한 제 2 저장 수단;

   상기 제 1 저장 및 연산 수단에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 저장 수단에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최대값을 검출하기 위한 최대값 검출 수단;

   상기 제 1 저장 및 연산 수단에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출 수단에서 검출한 최대값을 승산하기 위한 승산 수단;

   상기 승산 수단에서 승산한 결과를 이용하여 피크값을 검출하기 위한 피크 검출 수단; 및

   상기 피크 검출 수단에서 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블을 검출하기 위한 제어 수단

   을 포함하는 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   하나의 프리엠블 심벌에서 검출하는 상기 임계치 구간내에 있는 피크값 중에서 최초로 검출되는 피크값을 프레임 프리엠블의 시작점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 저장 및 연산 수단은,

   상기 분리 수단에서 분리한 최초 512개의 샘플을 저장하고,

   상기 제 2 저장 수단은,

   상기 분리 수단에서 분리한 나머지 512개의 샘플을 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템의 프레임 프리엠블 검출 장치.
4. 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법에 있어서,

   입력되는 디지털 신호(샘플)를 분리하여 제 1 저장 및 연산 수단과 제 2 저장 수단에 순차적으로 저장하는 샘플 저장 단계;

   상기 제 1 저장 및 연산 수단에 저장되어 있는 샘플(값)과 상기 샘플(값)에 각각 대응되어 상기 제 2 저장 수단에 저장되어 있는 샘플(값)을 각각 합산하여 최 대값을 검출하는 최대값 검출 단계;

   상기 제 1 저장 및 연산 수단에서 산출한 최대값의 역수와 상기 최대값 검출 단계에서 검출한 최대값을 승산하는 승산 단계;

   상기 승산결과를 이용하여 피크값을 검출하는 피크값 검출 단계; 및

   상기 검출한 피크값이 임계치 구간내에 있음에 따라 프리엠블을 검출하는 프리엠블 검출 단계

   를 포함하는 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 프리엠블 검출 단계는,

   하나의 프리엠블 심벌에서 검출하는 상기 임계치 구간내에 있는 피크값 중에서 최초로 검출되는 피크값을 프레임 프리엠블의 시작점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 저장 및 연산 수단은,

   상기 분리한 최초 512개의 샘플을 저장하고,

   상기 제 2 저장 수단은,

   상기 분리한 나머지 512개의 샘플을 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서의 프레임 프리엠블 검출 방법.

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