KR100968372B1 - Ｉｃｆｏ 추정값 검증방법, ｉｃｆｏ 추정장치, 그추정장치 포함한 ｏｆｄｍ 수신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ICFO 추정을 항상 받아들이기보다는 검증을 통해 잘못 추정된 ICFO 추정값을 걸러내며, 또한 무의미한 S/W 리셋 실행을 감소시킬 수 있는 ICFO 추정값 검증방법, ICFO 추정장치, 그 추정장치 포함한 OFDM 수신장치를 제공한다. 그 ICFO 추정장치는 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(ICFO 상관값)을 반송파 위치별로 누적하는 ICFO(Integer Carrier Frequency Offset) 블록 평균부; 상기 ICFO 블록 평균부의 출력으로부터 최대값 인덱스를 검출하는 ICFO 최대값 검출부; 상기 ICFO 최대값 검출부 출력을 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)를 검출하는 ICFO 검증부; 및 채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행하기 위하여 상기 ICFO 최대값 검출부로부터 검출된 상기 최대값 인덱스에 따라 카운터 값을 증가시키는 확인(confidence) 카운터;를 포함한다.
Figure R1020080057011
T-DMB, ICFO, FCFO, S/W reset

Description

ＩＣＦＯ 추정값 검증방법, ＩＣＦＯ 추정장치, 그 추정장치 포함한 ＯＦＤＭ 수신장치{Integer carrier frequency offset(ICFO) estimation verification method, ICFO estimation apparatus and orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) receiver comprising the same apparatus}
본 발명은 OFDM 시스템에 관한 발명으로, 특히 OFDM 시스템에서 채널 획득을 위한 ICFO 추정장치 및 추정 방법에 관한 것이다.
OFDM 시스템에 있어서, 수신장치에서는 채널 획득을 위한 동작이 수행되는데, 이러한 채널 획득은 모드 검출, 소수부 주파수 추정, 정수부 주파수 추정, 심볼타이밍 동기획득 등으로 이루어진다. 보통 채널 획득 시간은 호스트가 수신부에 리셋을 걸어준 시점 이후, 호스트가 가용 데이터를 받을 수 있도록 수신부에서 신호처리를 수행하는 시간을 의미하며, 방식에 따라 다르기 하지만 T-DMB의 경우에는 이러한 채널 획득 시간으로 수신부의 알고리즘에 따라 약 2 ~ 5프레임 정도가 소요된다.
한편, 채널 획득 과정 중의 하나인 정수부 주파수 편이 추정은 ICFO(Integer Carrier Frequency Offset) 추정부를 통해 이루어지게 되는데, 이러한 ICFO 추정부 는 송수신 간에 발생하는 RF 주파수 편이를 제거하는 한편, 신호가 존재하는지를 판단하는 기능을 수행한다. 한편, ICFO 추정이 잘못된 경우, 즉 정수부 주파수 추정이 잘못되어 채널 상태를 복원할 수 없는 경우, OFDM 시스템 내의 컨트롤러는 S/W 리셋(reset) 신호를 호스트로 전달하고 그에 따라 OFDM 시스템 전체가 리셋 동작을 통한 채널 획득을 재시작하게 된다.
이러한 정수부 주파수 편이 추정은, 예컨대 T-DMB의 경우 EUREKA-147 전송 프레임 중 동기 채널로 할당된 심볼 중에 PRS(Phase Reference Symbol)을 이용하여 추정한다. 정수배 주파수 편이가 맞지 않은 경우에 수신된 심볼은 원래의 송신된 신호가 FFT 출력에서 정수배 주파수 편이만큼 밀려 있는 상태로 나타난다. 이와 같은 FFT(Fast Fourier Transform) 출력이 밀려있는 상태에서, ICFO 추정부는 수신한 FFT의 PRS(rcv-PRS)와 수신장치 내에서 생성된 PRS(Generated-PRS)의 상관값이 최대가 되는 지점을 정수부 주파수 편이로 추정한다. 최소 정수부 주파수 편이 보정 범위는 부반송파 2개에 해당하는 '1'이며, 설정에 따라 더 큰 범위를 정할 수도 있다.
채널 획득 후에는 ICFO 추정부는 보상을 하지 않으며, 신호검출과 채널상태를 검증하는 용도로만 사용되며, 지속적인 주파수 편이 제거는 소수배 주파수 편이(FCFO: Fractional Carrier Frequency Offset) 추정부가 수행한다.
한편, 채널 획득 후에, 채널의 변화로 인해서 신호처리상 오류가 발생하여, ICFO 추정부에서 ICFO를 잘못 추정할 경우, 전술한 바와 같이 OFDM 컨트롤러는 호스트로 S/W 리셋을 요청하는 인터럽트 신호를 전송하여 채널 획득을 처음부터 다시 시작한다.
이와 같은 종래의 ICFO 추정부는 채널 변화가 심한 환경에서, 부정확한 추정을 할 수 있는 경우가 많고, 이러한 ICFO 추정이 잘못됨에 따른 가용 데이터를 받는 중에서도 빈번하게 S/W 리셋을 수행하는 일이 발생한다. 불필요한 S/W 리셋이 반복되면, 채널획득을 처음부터 다시 진행해야 하므로, 화면이 자주 끊기는 현상이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 먼저 ICFO 추정을 항상 받아들이기보다는 검증을 통해 잘못 추정된 ICFO 추정값을 걸러내며, 또한 무의미한 S/W 리셋 실행을 감소시킬 수 있는 ICFO 추정값 검증방법, ICFO 추정장치, 그 추정장치 포함한 OFDM 수신장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 FFT가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(ICFO 상관값)을 반송파 위치별로 누적하는 ICFO(Integer Carrier Frequency Offset) 블록 평균부; 상기 ICFO 블록 평균부의 출력으로부터 최대값 인덱스를 검출하는 ICFO 최대값 검출부; 상기 ICFO 최대값 검출부 출력을 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)을 검출하는 ICFO 검증부; 및 채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행하기 위하여 상기 ICFO 최대값 검출부로부터 검출된 상기 최대값 인덱스에 따라 카운터 값을 증가시키는 확인(confidence) 카운터;를 포함하는 ICFO 추정장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 ICFO 검증부는 노말(Normal) 모드, 인-바운드(In-bound) 모드, 및 이전(previous)-ICFO 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작할 수 있는데, 상기 인-바운드 모드 및 이전-ICFO 모드에서는 주파수 추정값의 최대변화 검증범위를 정하는 ICFO 마스크 신호를 이용하여 상기 ICFO 추정값을 검출할 수 있다.
상기 ICFO 검증부가 상기 노말 모드에서 동작하는 경우, 상기 ICFO 추정값은 상기 최대값 인덱스와 동일하며, 상기 ICFO 검증부가 상기 인-바운드 모드에서 동작하는 경우, 상기 ICFO 마스크 내에 존재하는 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하며, 상기 ICFO 검증부가 상기 이전-모드에서 동작하는 경우, 상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 이전에 검출된 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하고, 상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 내에서 발생하면 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택할 수 있다.
상기 ICFO 검증부가 노말 모드인 경우, 상기 확인 카운터는 검출된 상기 최대값 인덱스가 0이 아닌 경우에 카운터 값을 증가시키며, 상기 ICFO 검증부가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드인 경우, 현재 최대값 인덱스가 이전 최대값 인덱스와 다를 경우에 카운터 값을 증가시킬 수 있다.
이러한 상기 확인 카운터는 프레임 단위로 증가하며, 상기 확인 카운터는 상기 ICFO 추정값이 정확히 검출된 경우 0으로 초기화되며, 상기 확인 카운터의 상기 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, OFDM 제어부(controller)가 상기 S/W 리셋을 수행하고 상기 확인 카운터는 0으로 초기화될 수 있다. 상기 확인 카운터를 이용하여 불필요한 S/W 리셋을 줄일 수 있으며, 불필요한 채널 획득 절차를 줄일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 수신된 OFDM 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF 튜너; 상기 RF 튜너로부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호 로 변환하는 ADC(Analog-Digital Converter); 상기 ADC 출력 신호에 대하여 FFT 및 채널 디코딩을 포함한 복조를 수행하는 복조부; 상기 채널 복조부에서 상기 FFT를 수행할 때, ICFO 추정장치를 이용하여 모드에 따라 채널 검증을 통해 채널 획득을 수행하는 채널 획득부; 상기 채널 복조부에서 출력된 신호를 영상신호로 디코딩하는 디코딩부; 및 상기 디코딩부를 출력을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 채널 획득부는 모드 검출을 위한 모드 검출부, 소수부 주파수를 추정하는 FCFO 추정부, 심볼타이밍 동기를 획득하는 심볼타이밍 동기부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 OFDM 수신장치는 상기 ICFO의 상기 확인 카운터를 이용하여 상기 S/W 리셋 후, 최소 2프레임 이하로 채널 재획득을 할 수 있다. 예컨대, 상기 OFDM 수신장치는 T-DMB 수신장치일 수 있다.
더 나아가 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(ICFO 상관값)을 생성하는 단계; 상기 ICFO 상관값을 반송파 위치별로 누적하는 단계; 누적된 상기 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 검출하는 단계; 상기 최대값 인덱스를 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)를 검출하는 단계; 및 검출된 상기 최대값 인덱스의 변화를 체크하여 채널 재획들을 위한 카운터 값을 카운팅하는 단계;를 포함하는 ICFO 추정값 검증방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 인덱스 변화 체크 단계에서, 상기 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, 채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 ICFO 추정값 검증방법, ICFO 추정장치, 그 추정장치 포함한 OFDM 수신장치는 ICFO 블록 평균부를 구비함으로써, 채널변화나 심볼 동기 옵셋에 의해서, ICFO 상관값(두 PRS 간 상관값)이 부정확하게 출력될 경우에도, 연속적인 ICFO 상관값들의 누적을 통해 좀더 정확한 ICFO 상관값을 구할 수 있다. 즉, 연속적인 ICFO 상관값들 중 부정확한 값이 존재하더라도 연속적인 ICFO 상관값들의 평균 누적값은 어느 정도 정확한 ICFO 상관값에 근접한다. 그에 따라, 본 발명의 ICFO 블록 평균부를 통해 연속적인 ICFO 상관값을 이용하는 방법이 1개의 ICFO 상관값만 사용하는 방법보다는 검출 오율을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 최대값 인덱스 검출할 때, 'ICFO 마스크'를 활용하여 주어진 ICFO 상관값 중 적절한 최대값 인덱스를 결정할 수 있는 ICFO 검증부를 구비함으로써, 검출 오율을 더욱 줄일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 확인 카운터를 구비함으로써, ICFO 검출 오류 때마다 바로 S/W 리셋을 걸어 채널획득을 처음부터 다시 수행하기보다는, ICFO 검출부 또는 ICFO 검증부에 기회를 주어, 채널 재획득 시간을 짧게 가져가는 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 종래 S/W 리셋 후 채널 획득시 걸리는 시간이 5프레임 정도인 반면, 본 발명의 확인 카운터를 사용하는 경우는 채널 재획득 시간을 짧게는 1프레임까지도 가져갈 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소와 바로 연결될 수도 있지만, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 구조나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICFO 추정장치에 대한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 ICFO 추정장치(100)는 ICFO 블록 평균부(120), ICFO 최대값 검출부(140), ICFO 검증부(160) 및 확인 카운터(Confidence conter, 180)를 포함한다.
ICFO 블록 평균부(120)는 FFT부(200)를 통해 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS와 OFDM 수신 장치 내에서 생성된 기준 PRS 간의 상관값(ICFO 상관값)을 반송파 위치, 즉 ICFO=0을 기준으로 +/- 64개 반송파 구간별로 누적한다. 좀더 상세히 설명하면, 종래의 ICFO 추정장치에는 1개의 ICFO 상관값을 생성하였으나, 본 실시예에서는 ICFO 블록 평균부(120)를 둠으로써, 연속하는 여러 개의 두 PRS 간의 상관값, 즉 연속하는 ICFO 상관값을 누적하여 평균적인 ICFO 상관값을 생성한다. 그에 따라, 연속적인 ICFO 상관값들 중 부정확한 값이 존재하더라도 다른 부분들의 ICFO 상관값과 함께 누적되기 때문에 부정확한 ICFO 상관값의 영향을 줄일 수 있 고, 결국 ICFO 상관값 검출의 오류를 대폭 감소시킬 수 있다.
여기서, 기준 PRS는 OFDM 수신 장치 내의 기준 PRS 생성장치(300)에서 생성되는데, 예컨대 T-DMB의 경우 EUREKA-147의 규칙이 적용되어 생성되게 된다. 한편, 두 PRS 간의 상관값, 즉 ICFO 상관값은 두 PRS을 켤레 복소수 곱하여 생성하게 된다.
ICFO 최대값 검출부(140)는 ICFO 블록 평균부(120)에서 누적을 통해 생성된 ICFO 상관값에 대한 최대값 인덱스를 검출한다.
ICFO 검증부(160)는 ICFO 최대값 검출부(140)에서 검출한 최대값 인덱스를 모드에 따라 검증하여 적절한 최대값 인덱스를 결정한다. 이하, ICFO 검증부에서 검증을 통해 선택한 최대값 인덱스를 'ICFO 추정값'이라고 한다. ICFO 검증부(160)는 노말(normal) 모드, 인-바운드(in-bound) 모드, 및 이전(previous)-ICFO 모드 중 어느 한 모드로 동작할 수 있는데, 이러한 모드 선택은 수신환경에 따라 사용자가 결정할 수 있다.
ICFO 검증부(160)가 노말 모드로 작동하는 경우, ICFO 추정값은 앞서 ICFO 최대값 검출부(140)에서 검출한 최대값 인덱스와 동일하다.
ICFO 검증부(160)가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드로 동작하는 경우에는 'ICFO 마스크' 신호를 이용하여 ICFO 추정값을 결정하는데, ICFO 마스크 신호는 주파수 추정값이 최대로 흔들릴 수 있는 유효범위를 정하는 목적으로 사용되는 신호이다.
ICFO 검증부(160)가 인-바운드 모드로 동작하는 경우, ICFO 상관값의 최대값 이 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 그 최대값은 무시하고, ICFO 마스크 내에서 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정한다. 즉, ICFO 마스크 내에 속하는 ICFO 상관값 중에서 최대값 갖는 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정한다.
ICFO 검증부(160)가 이전-ICFO 모드로 동작하는 경우, ICFO 상관값의 최대값이 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 이전 심볼에서 검출된 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정하고, ICFO 상관값의 최대값이 ICFO 마스크 내에서 발생하면 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정한다.
이와 같이 ICFO 마스크를 이용하여 ICFO 추정값을 검출함으로써, 좀더 정확한 ICFO 추정값을 얻을 수 있다. ICFO 마스크 신호를 이용하여 ICFO 추정값 검출 방법은 수신 환경에 따라 좀더 정확한 ICFO 추정값을 검출하기 위한 방법이다. 따라서, 각 수신환경에 따라 ICFO 검증부를 적절한 모드로 동작시켜 ICFO 추정값을 검출하는 것이 바람직하다.
확인 카운터(180)는 불필요한 S/W 리셋을 줄이기 위하여 도입된 장치로서, ICFO 검증부(160)의 각 모드에 따라 다음과 같이 동작한다.
ICFO 검증부(160)가 노말-모드인 경우, 확인 카운터(180)는 검출된 최대값 인덱스가 0이 아닌 경우, 즉 획득한 채널 상태가 정상이지 않은 경우에 카운터 값을 증가시킨다. 한편, ICFO 검증부(160)가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드인 경우, 현재 최대값 인덱스가 이전 최대값 인덱스와 다를 경우에 카운터 값을 증가시킨다.
이러한 확인 카운터(180)는 프레임 단위로 증가하며, 카운터 값이 임계값에 도달되기 전에, ICFO 추정값이 0이 되는 경우, 즉 ICFO가 정확히 추정된 경우(채널 상태가 정상임을 의미한다)에는 카운터 값은 0으로 초기화된다. 한편, 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, OFDM 제어부(controller)를 통해 채널 획득에 대한 S/W 리셋을 수행하며, 카운터 값은 다시 0으로 초기화되게 된다.
임계값은 사용자에 의해 임의로 설정할 수 있으나, 불필요한 S/W 리셋을 줄인다는 측면과 정확한 채널 획득이 필요하다는 측면을 모두 고려하여 적절한 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 임계값이 너무 적은 경우에는 종래와 마찬가지로 빈번하게 S/W 리셋이 실행되게 될 것이며, 임계값이 너무 큰 경우에는 부정확한 ICFO 추정값이 계속 유지되기 때문에 정확한 채널 획득을 할 수 없게 된다. 예컨대, 임계값은 3 ~ 5 정도가 바람직하다.
본 발명에 따른 ICFO 추정장치(100)는 ICFO 블록 평균부(120)를 포함하여, 연속적인 ICFO 상관값들을 누적하여 평균적인 ICFO 상관값의 최대값을 검출함으로써, ICFO 최대값 검출부가 좀더 정확한 최대값 인덱스, 즉 ICFO 추정값을 검출할 수 있도록 한다. 또한, ICFO 검증부(160)를 포함하여, 각 모드에 따라 ICFO 추정값을 검출함으로써, 수신환경에 따라 좀더 정확한 ICFO 추정값을 검출할 수 있도록 한다. 더 나아가, 확인 카운터를 채용함으로써, 불필요한 S/W 리셋을 방지하여 채널 획득에 걸리는 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 예컨대, 종래에 채널 재획득을 위해 약 5프레임 정도가 소요되었지만, 확인 카운터를 채용하는 경우 짧게는 1프레임 정도에서 채널 재획득이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 ICFO 추정장치(100)의 각 구성부분의 출력을 통해 어 떻게 ICFO 추정값이 검출되는지 좀더 설명한다. 이하 도 2 ~ 도 5에 대한 설명에서는 이해의 편의를 위해 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 ICFO 블럭 평균부의 출력 파형을 보여주는 파형도이다.
도 2를 참조하면, 최상부로부터 순차적으로 PRS를 포함한 심벌의 입력신호, 모드 검출 신호, 채널획득완료신호 및 ICFO 추정값 F가 도시되어 있다. ICFO 추정값이 F, 즉 15이므로 그 만큼에 대한 정수부의 주파수 편이가 보정되게 된다.
그 이하로 두 PRS 간 상관값(ICFO 상관값) 파형 및 ICFO 블록 평균부(120)의 출력 파형, 즉 ICFO 블록 평균값이 도시되고 있다. 본 도면상에서는 최대값 인덱스가 0이므로 ICFO 추정값은 0으로서 획득한 채널 상태가 정상적임을 알 수 있다. 한편, 도시된 바와 같이 ICFO 블록 평균값의 최대값이 하나의 ICFO 상관값의 최대값보다 더 높게 돌출되고 있음을 확인할 수 있다. 이는 연속적인 ICFO 상관값의 누적에 따른 필연적인 결과이다. 따라서, 최대값 인덱스 검출이 좀더 정확하고 용이해 질 것임은 자명하다.
도 3은 도 1의 ICFO 검증부가 노말 모드로 동작하는 경우의 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값) 검출을 보여주는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 채널획득 후에 ICFO 블록 평균값이 도시된 바와 같이 나타난 경우, ICFO 최대값 검출부(140)는 ICFO 상관값에 따라 최대값 인덱스를 검출한다. 즉, 현재 0, 0, -5, -1 등으로 검출되고 있다. 이러한 최대값 인덱스에 대하여 ICFO 검증부(160)는 모드에 따라 검증후 최대값 인덱스, 즉 ICFO 추정값을 결정하여 검출하는데, 본 도면과 같이 노말 모드의 경우에는 ICFO 추정값은 ICFO 최대값 검출부의 최대값 인덱스와 동일하다.
한편, 확인 카운터(180)는 최대값 인덱스의 변화에 따라 카운터 값을 증가시키는데, 앞부분의 0인 경우에는 증가시키지 않다가, 뒤의 -5 및 -1 부분에서는 플래그 신호를 통해 하나씩 증가시키고 있음을 확인할 수 있다. 만약 임계값이 2인 경우에는 ICFO 검증부(160)가 -1을 검출하게 되는 시점에서 S/W 리셋이 수행되어 채널 재획득이 진행될 것이다.
도 4는 도 1의 ICFO 검증부가 인-바운드 모드로 동작하는 경우의 ICFO 추정값 검출을 보여주는 파형도이다.
도 4를 참조하면, ICFO 검증부(160)가 인-바운드 모드로 동작하는 경우, 상관값의 최대값이 ICFO 마스크에 포함되어 있으면, 그 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정하지만, 만약 상관값의 최대값이 ICFO 마스크를 벗어나면, 마스크 내에 존재하는 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정한다. 도시된 바와 같이 -5의 최대값 인덱스가 ICFO 마스크 내에 포함되어 있지 않으므로 ICFO 추정값은 마스크 내의 최대값 인덱스인 2가 된다.
한편, 확인 카운터(180)는 현재의 최대값 인덱스가 이전의 최대값 인덱스와 다를 경우, 카운터 값을 증가시키므로 2, 및 -1에서 각각 카운터 값 증가를 위한 플래그 신호가 생성됨을 확인할 수 있다.
도 5는 도 1의 ICFO 검증부가 이전-ICFO 모드로 동작하는 경우의 ICFO 추정값 검출을 보여주는 파형도이다.
도 5를 참조하면, ICFO 검증부(160)가 이전-ICFO 모드로 동작하는 경우, 상 관값의 최대값이 ICFO 마스크 내에 포함되어 있으면, 그 최대값 인덱스를 ICFO 추정값으로 결정하지만, 만약 상관값의 최대값이 ICFO 마스크를 벗어나면, 이전의 ICFO 추정값을 현재의 ICFO 추정값으로 결정한다. 도시된 바와 같이, -5의 최대값 인덱스가 ICFO 마스크를 벗어났으므로 ICFO 추정값은 이전의 최대값 인덱스인 0이 된다.
한편, 확인 카운터(180)는 인-바운드 모드와 마찬가지로 현재의 최대값 인덱스가 이전의 최대값 인덱스와 다를 경우, 카운터 값 증가를 위한 플래그 신호를 생성한다.
도 6은 T-DMB에 대한 인-바운드-모드에서, 본 발명의 ICFO 추정장치를 적용한 경우의 수신성능을 종래와 비교하여 보여주는 그래프로서, x축은 수신 장치가 움직이는 속도를 나타내고, y축은 캐리어에 대한 노이즈(Carrier to Noise: C/N)로 dB 단위를 가진다.
도 6은 본 발명의 ICFO 추정장치와 종래 ICFO 추정장치에서, 즉 ICFO 추정장치에 ICFO 검증부를 도입하기 전과 후의 수신 성능을 보여주고 있다. 그래프 상 패킷에러율(Packet Error Rate: PER)이 0이 되는 부분, 즉 화면이 깨지지 않고 정상적인 수신 서비스를 받을 수 있는 영역은 그래프의 왼쪽 영역이 되는데, 도시된 바와 같이 본 발명의 ICFO 검증부를 포함한 ICFO 추정장치의 서비스 대역이 훨씬 넓음을 알 수 있다.
즉, 인-바운드 모드에서, 종래에는 150 km/hr 이상 영역에서는 도플러 효과로 인하여 정상적인 서비스를 받을 수 없었다. 그러나 본 발명의 ICFO 추정장치의 경우 200 km/hr 이상까지 정상적인 서비스를 받을 수 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 T-DMB에 대한 이전-ICFO 모드에서, 본 발명의 ICFO 추정장치를 적용한 경우의 수신성능을 종래와 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 이전-ICFO 모드에서, 종래에는 약 60 km/hr 이하 영역만이 정상적인 서비스 가능 영역이었으나, 본 발명의 ICFO 검증부를 채용한 ICFO 추정장치의 경우, 거의 140 km/hr 까지 정상적인 서비스를 받을 수 있음을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ICFO 추정장치 포함한 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 OFDM 수신장치는 RF 튜너(1000), ADC(Analog-Digital Converter, 2000), 복조부(3000), 디코딩부(4000), 디스플레이부(5000), 및 채널 획득을 위한 채널 획득부(6000)를 포함한다.
RF 튜너(1000)는 수신된 OFDM 신호를 기저대역 신호로 변환하며, ADC(2000) RF 튜너(1000)로부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환한다. 한편, 복조부(3000)는 ADC(2000) 출력 신호에 대하여 FFT, DQPSK 심볼 복조, 디인터리빙, 채널 디코딩 등의 복조를 수행함으로써, OFDM 방송신호를 복조한다.
디코딩부(4000)는 복조부에서 출력된 신호를 영상신호로 디코딩하며, 디스플레이부(5000)는 디코딩부(4000)의 출력을 화면으로 디스플레이한다.
한편, 채널 획득부(6000)는 채널 획득을 위한 모드 검출, 소수부 주파수 추정, 정수부 주파수 추정, 심볼타이밍 동기획득을 수행하는데, 본 실시예의 OFDM 수 신장치의 채널 획득부(6000)는 정수부 주파수 추정을 위하여, 앞서 도 1에서 설명한 ICFO 추정장치(100)를 포함한다. ICFO 추정장치(100)에 대한 설명은 도 1의 설명부분에서 자세히 기술하였으므로 여기에서는 생략한다.
따라서, 본 실시예의 OFDM 수신장치는 예컨대, T-DMB(Terrestrial Digital-Multimedia Broadcasting) 수신장치일 수 있는데, 전술한 바와 같이 ICFO 추정장치(100)를 이용하여 ICFO 검출 오율 현저히 줄일 수 있고, 또한, 불필요한 S/W 리셋을 감소시켜 채널 재획득에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 ICFO 추정값 검증방법을 보여주는 흐름도이다. 이하, 이해의 편의를 위해 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 9를 참조하면, 먼저, FFT가 수행된 심볼의 PRS 및 수신 장치 내에서 생성된 PRS 간의 상관값, 즉 ICFO 상관값이 생성되고(S110), 이러한 ICFO 상관값들이 ICFO 블록 평균부(120)를 통해 누적된다(S120). 이러한 누적을 통해 좀더 정확한 ICFO 추정값을 검출할 수 있음은 물론이다. 다음 ICFO 최대값 검출부(140)를 통해 최대값 인덱스를 검출한다(S130).
그 후, ICFO 검증부(160)를 통해 각 모드에 따라 적절한 검증된 최대값 인덱스, 즉 ICFO 추정값을 검출한다(S140). ICFO 검증부(160)가 노말 모드, 인-바운드 모드, 그리고 이전-ICFO 모드 중 어느 한 모드로 동작하고 각 모드 별 동작 내용은 앞서 상세하게 기술하였으므로 여기서는 생략한다.
ICFO 추정값이 검출되면, 확인 카운터(180)의 카운터 값을 증가시킨다(S150). 한편, 정확한 최대값 인덱스, 즉 ICFO 추정값이 0인 경우에는 확인 카운 터(180)는 0으로 초기화된다.
확인 카운터(180)의 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달되었는지 판단한다(S160). 도달되지 않은 경우에는 ICFO 상관값 생성단계(S110)로 돌아가고, 만약 임계값에 도달된 경우에는 OFDM 컨트롤러를 통해 채널 재획득을 위한 S/W 리셋을 수행한다.
지금까지, 본 발명을 도면에 표시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICFO 추정장치에 대한 블럭도이다.
도 2는 도 1의 ICFO 블럭 평균부의 출력 파형을 보여주는 파형도이다.
도 3은 도 1의 ICFO 검증부가 노말 모드로 동작하는 경우의 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값) 검출을 보여주는 파형도이다.
도 4는 도 1의 ICFO 검증부가 인-바운드 모드로 동작하는 경우의 ICFO 추정값 검출을 보여주는 파형도이다.
도 5는 도 1의 ICFO 검증부가 이전-ICFO 모드로 동작하는 경우의 ICFO 추정값 검출을 보여주는 파형도이다.
도 6은 T-DMB에 대한 인-바운드 모드에서, 본 발명의 ICFO 추정장치를 적용한 경우의 수신성능을 종래와 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 7은 T-DMB에 대한 이전-ICFO 모드에서, 본 발명의 ICFO 추정장치를 적용한 경우의 수신성능을 종래와 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ICFO 추정장치 포함한 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 ICFO 추정값 검증방법을 보여주는 흐름도이다.

Claims (23)

  1. FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(ICFO 상관값)을 반송파 위치별로 누적하는 정수부 캐리어 주파수 옵셋(ICFO: Integer Carrier Frequency Offset) 블록 평균부;
    상기 ICFO 블록 평균부의 출력으로부터 최대값 인덱스를 검출하는 ICFO 최대값 검출부;
    상기 ICFO 최대값 검출부 출력을 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)를 검출하는 ICFO 검증부; 및
    채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행하기 위하여 상기 ICFO 최대값 검출부로부터 검출된 상기 최대값 인덱스에 따라 카운터 값을 증가시키는 확인(confidence) 카운터;를 포함하는 ICFO 추정장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 ICFO 검증부는 노말(Normal) 모드, 인-바운드(In-bound) 모드, 및 이전(previous)-ICFO 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 인-바운드 모드 및 이전-ICFO 모드에서는 주파수 추정값의 최대변화 검 증범위를 정한 ICFO 마스크 신호를 이용하여 상기 ICFO 추정값을 검출하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 ICFO 검증부가 상기 노말 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 추정값은 상기 최대값 인덱스와 동일하며,
    상기 ICFO 검증부가 상기 인-바운드 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 마스크 내에 존재하는 상기 ICFO 상관값 중의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하며,
    상기 ICFO 검증부가 상기 이전-ICFO 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 이전에 검출된 ICFO 추정값을 상기 ICFO 추정값으로 선택하고, 상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 내에서 발생하면 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 ICFO 검증부가 노말 모드인 경우,
    상기 확인 카운터는 검출된 상기 최대값 인덱스가 0이 아닌 경우에 카운터 값을 증가시키며,
    상기 ICFO 검증부가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드인 경우, 현재 검출 된 최대값 인덱스가 이전 최대값 인덱스와 다를 경우에 카운터 값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 확인 카운터는 프레임 단위로 카운터 값이 증가하며,
    상기 확인 카운터는 상기 ICFO 추정값이 0 경우 카운터 값이 0으로 초기화되며,
    상기 확인 카운터의 상기 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, OFDM 제어부(controller)가 상기 S/W 리셋을 수행하고 상기 확인 카운터의 카운터 값이 0으로 초기화되는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 확인 카운터를 이용하여 상기 S/W 리셋 후, 2프레임 이하로 채널 재획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정장치.
  8. 수신된 OFDM 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF 튜너;
    상기 RF 튜너로부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 ADC(Analog-Digital Converter);
    상기 ADC로부터의 출력 신호에 대하여 FFT 및 채널 디코딩을 포함한 복조를 수행하는 복조부;
    상기 복조부에서 상기 FFT를 수행할 때, 정수부 캐리어 주파수 옵셋(ICFO: Integer Carrier Frequency Offset) 추정장치를 이용하여 모드에 따라 ICFO 추정값 검증을 통해 채널 획득을 수행하는 채널 획득부;
    상기 복조부에서 출력된 신호를 영상신호로 디코딩하는 디코딩부; 및
    상기 디코딩부의 출력을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 ICFO 추정장치는,
    FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(ICFO 상관값)을 반송파 위치별로 누적하는 정수부 캐리어 주파수 옵셋(ICFO: Integer Carrier Frequency Offset) 블록 평균부;
    상기 ICFO 블록 평균부의 출력으로부터 최대값 인덱스를 검출하는 ICFO 최대값 검출부;
    상기 ICFO 최대값 검출부 출력을 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)를 검출하는 ICFO 검증부; 및
    채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행하기 위하여 상기 ICFO 최대값 검출부로부터 검출된 상기 최대값 인덱스에 따라 카운터 값을 증가시키는 확인(confidence) 카운터;를 포함하고,
    상기 ICFO 검증부는 노말(Normal) 모드, 인-바운드(In-bound) 모드, 및 이전(previous)-ICFO 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 인-바운드 모드 및 이전-ICFO 모드에서는 주파수 추정값의 최대변화 검증범위를 정하는 ICFO 마스크 신호를 이용하여 상기 ICFO 추정값을 검출하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 ICFO 검증부가 상기 노말 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 추정값은 상기 최대값 인덱스와 동일하며,
    상기 ICFO 검증부가 상기 인-바운드 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 마스크 내에 존재하는 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하며,
    상기 ICFO 검증부가 상기 이전-ICFO 모드에서 동작하는 경우,
    상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 이전에 검출된 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하고, 상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 내에서 발생하면 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 ICFO 검증부가 노말 모드인 경우,
    상기 확인 카운터는 검출된 상기 최대값 인덱스가 0이 아닌 경우에 카운터 값을 증가시키며,
    상기 ICFO 검증부가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드인 경우, 현재 최대값 인덱스가 이전 최대값 인덱스와 다를 경우에 카운터 값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 확인 카운터는 프레임 단위로 카운터 값이 증가하며,
    상기 확인 카운터는 상기 ICFO 추정값이 0인 경우 카운터 값이 0으로 초기화되며,
    상기 확인 카운터의 상기 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, OFDM 제어부(controller)가 상기 S/W 리셋을 수행하고 상기 확인 카운터의 카운터 값이 0으로 초기화되는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 채널 획득부는 모드 검출을 위한 모드 검출부, 소수부 주파수를 추정하는 FCFO 추정부, 심볼타이밍 동기를 획득하는 심볼타이밍 동기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 OFDM 수신장치는 상기 ICFO 추정장치의 상기 확인 카운터를 이용하여 상기 S/W 리셋 후, 2프레임 이하로 채널 재획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  16. FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 PRS(Phase Reference Symbol)와 기준 PRS 사이의 상관값(정수부 캐리어 주파수 옵셋(ICFO: Integer Carrier Frequency Offset) 상관값)을 생성하는 단계;
    상기 ICFO 상관값을 반송파 위치별로 누적하는 단계;
    누적된 상기 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 검출하는 단계;
    상기 최대값 인덱스를 모드에 따라 검증하여 검증 최대값 인덱스(ICFO 추정값)를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 최대값 인덱스의 변화를 체크하여 채널 재획득을 위한 확인 카운터의 카운터 값을 카운팅하는 단계;를 포함하는 ICFO 추정값 검증방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 카운팅 단계에서,
    상기 확인 카운터의 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, 채널 재획득에 대한 S/W 리셋(reset)을 수행하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 모드는 노말(Normal) 모드, 인-바운드(In-bound) 모드, 및 이전(previous)-ICFO 모드 중 어느 하나의 모드인 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 인-바운드 모드 및 이전-ICFO 모드에서는 주파수 추정값의 최대변화 검증범위를 정한 ICFO 마스크 신호를 이용하여 상기 ICFO 추정값을 검출하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 모드가 상기 노말 모드인 경우,
    상기 ICFO 추정값은 상기 최대값 인덱스와 동일하며,
    상기 모드가 상기 인-바운드 모드인 경우,
    상기 ICFO 마스크 내에 존재하는 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하며,
    상기 모드가 상기 이전-ICFO 모드인 경우,
    상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 밖에서 발생하면 이전에 검출된 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하고, 상기 ICFO 상관값의 최대값이 상기 ICFO 마스크 내에서 발생하면 발생한 ICFO 상관값의 최대값 인덱스를 상기 ICFO 추정값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 카운팅 단계는
    상기 모드가 노말 모드인 경우, 검출된 상기 최대값 인덱스가 0이 아니면 카운터 값을 증가시키는 단계와
    상기 모드가 인-바운드 모드 또는 이전-ICFO 모드인 경우, 현재 최대값 인덱스가 이전 최대값 인덱스와 다르면 카운터 값을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 카운터 값은 프레임 단위로 증가하며,
    상기 ICFO 추정값이 0 경우 상기 카운터 값이 0으로 초기화되며,
    상기 카운터 값이 호스트에 의해 설정된 임계값에 도달된 경우, 상기 채널 채획득에 대한 S/W 리셋을 수행하고 상기 카운터 값이 0으로 초기화되는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
  23. 제17 항에 있어서,
    상기 확인 카운터를 이용하여 상기 S/W 리셋 후, 2프레임 이하로 채널 재획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 ICFO 추정값 검증방법.
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