KR101073814B1 - Ｎｍｃ 방법을 이용하는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 ｏｆｄｍ 수신 장치 및 ｎｍｃ 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 모드 검출 방법의 문제점을 해결하여, 모드 검출시간을 최소화하고 또한 메모리 사용을 최소화할 수 있는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 OFDM 수신 장치 및 가드 모드 검출 방법을 제공한다. 그 모드 검출기는 직렬로 연결된 적어도 2개의 기억장치를 이용하여 FFT 모드를 검출하는 FFT 모드 검출기; 및 NMC(normalized maximum correlation) 방법을 이용하여 가드(Guard) 모드를 검출하는 가드 모드 검출기를 포함한다.
Figure R1020080107073
OFDM: Orthogonal Frequency Division Modulation, DVB-H: Digital Video Broadcasting-Handheld, FFT: Fast Fourier Transform, GI: Guard Interval, NMC: Normalized Maximum Correlation

Description

ＮＭＣ 방법을 이용하는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 ＯＦＤＭ 수신 장치 및 ＮＭＣ 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법{Mode detector using NMC(normalized maximum correlation) method, OFDM receiving apparatus comprising the same detector, and method of detecting guard mode using the NMC method}
본 발명은 OFDM 수신 장치에 관한 것으로, 특히 OFDM 신호에 대한 모드를 검출하는 모드 검출기 및 그 모드 검출 방법에 관한 것이다.
최근 유/무선 채널에서 고속의 데이터 전송에 유용한 방식으로 사용되고 있는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM) 방식은 복수의 반송파를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하고, 이들 각각에 대해 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파(Sub-Carrier) 즉, 서브채널(Sub Channel)로 변조하여 전송하는 방식을 말한다.
이러한 OFDM 방식은 디지털/오디오 방송, 디지털 TV, 무선 근거리 통신망(WLAN: Wireless Local Area Network), 무선 비동기 전송 모드(WATM: Wireless Asynchronous Transfer Mode), 광대역 무선 접속망(BWA: Broadband Wireless Access) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되고 있다. 그런데 하드웨어적인 복잡도로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)과 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다.
이러한 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중 방식(FDM:Frequency Division Multiplexing)과 유사하나 무엇보다도 다수 개의 부반송파 간 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송함으로써, 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가지며, 또한 주파수 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(Multi-path fading)에 강한 특성이 있다. 또한, OFDM 방식은 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용함으로써 주파수 선택적 페이딩에 강하고 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭 영향을 줄일 수 있으며, 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며 그리고 임펄스성 잡음에 강하다는 장점이 있다.
이러한 OFDM 방식에서는 송신측에서 전송하고자 하는 정보를 FFT 역변환에 의해 주파수 상으로 전송하므로, 수신측에서 수신된 신호를 FFT 변환함으로써 일반 전송 방식에서와 같은 복조가 가능해 진다. 그런데, 수신측에서 FFT 변환하기 위해서는 수신된 신호의 샘플 중 어디에서부터 어디까지 FFT 변환해야 하는지를 알아야 FFT 변환을 수행할 수 있다. 즉 FFT 변환할 데이터 샘플의 시작지점과, FFT 변환할 데이터의 샘플 구간을 알아야 한다.
그러나 OFDM 심볼은 전송 모드에 따라 샘플 개수, 즉 FFT 길이가 상이하다. 또한, OFDM 심볼은 심볼 간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference)을 방지하기 위해 보호 구간(GI; Guard Interval)을 포함한다. 그에 따라, FFT 길이를 검출하는 FFT 모드 검출과 보호 구간을 검출하는 가드 모드 검출이 수행된다.
현재, OFDM 방식을 사용하는 시스템은 여러 가지 FFT 모드를 가지고 있으며, 또한 각 FFT 모드 당 다시 여러 가지 가드 모드를 가진다. 예컨대, DVB-H 시스템의 경우, 2k, 4k, 및 8k의 3가지 FFT 모드를 가지며, 각각의 FFT 모드마다 1/4, 1/8, 1/16 및 1/32 비율의 길이를 갖는 4가지의 가드 모드를 갖는다. 따라서, 총 12가지 경우의 모드가 존재하게 된다. 한편, DVB-T 시스템의 경우는 2k, 및 8k의 2가지 FFT 모드만을 가지므로 총 8가지 경우의 모드가 존재한다.
종래, 이러한 모드들의 검출을 위해 각각의 모드에 따라 상관값(correlation)을 구하고, 그 최대값을 찾는 방식을 이용하였다. 그러나 종래와 같이 각 FFT 모드 별, 각 가드 모드 별 상관값을 구해 최대값을 찾는 방식을 수행하는 경우, 8번 또는 12번에 걸쳐 상관값을 구하는 작업을 수행하여야 하기 때문에 검출 시간이 늘어나고, 그에 따라 채널 특성이 변하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이러한 채널 특성 변화로 인해 최대값이 변화되어 결국 모드 검출을 할 수 없는 심각한 문제가 발생한다. 더 나아가, 이러한 종래의 모드 검출 방법은 많은 양의 메모리를 사용하기 때문에 하드웨어 사이즈가 커져 수신 장치의 사이즈 축소에 커다란 장애가 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 모드 검출 방법의 문제점을 해결하여, 모드 검출시간을 최소화하고 또한 메모리 사용을 최소화할 수 있는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 OFDM 수신 장치 및 가드 모드 검출 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 직렬로 연결된 적어도 2개의 기억장치를 이용하여 FFT 모드를 검출하는 FFT 모드 검출기; 및 NMC(normalized maximum correlation) 방법을 이용하여 가드(Guard) 모드를 검출하는 가드 모드 검출기를 포함하는 모드 검출기를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 NMC 방법은, 상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 이동합(moving sum)한 값의 절대값을 분자로 하고, 상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합한 값의 절대값을 분모로 하여, 상기 분수 값이 소정의 문턱값 이상이 되는 샘플의 개수를 카운트하여 가드 모드를 검출할 수 있다. 이러한 상기 NMC 방법을 구현하기 위하여, 상기 가드 모드 검출기는 상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 입력받아 다중화하여 출력하는 MUX; 상기 MUX 출력을 이동합(moving sum)하는 제1 이동합부; 상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합하는 제2 이동합부; 상기 제1 및 제2 이동합부의 출력값의 절대값을 각각 계산하는 제1 및 제2 절대치 계산부; 상기 제2 절대치 계 산부의 출력값에 소정 값을 곱하는 곱셈기; 상기 제1 절대치 계산부의 출력값에 상기 곱셈기의 출력값을 더하거나 빼는 가감산기; 및 상기 가감산기의 결과값에 따라 가드 모드를 판단하는 가드 모드 검출부;를 포함할 수 있다.
또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여, FFT 모드 검출, 가드 모드 검출, STO(Symbol Time Offset), FCFO(Fractional Carrier Frequency Offset) 추정 및 SFO(Symbol Frequency Offset) 추정을 수행하는 프리-FFT(pre-FFT)부; 상기 OFDM 심벌에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover); 상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부; 상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 분산 파일럿을 추출하는 분산 파일럿 추출부(Detector); 상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 상기 분산 파일럿을 이용하여, 채널을 추정하는 채널 추정장치; 상기 채널 추정장치의 출력 신호에 대하여 디매핑을 수행하는 디맵퍼(Demapper); 및 상기 디맵퍼의 출력 신호에 대하여 채널 복호화를 수행하는 채널 복호부(Channel Decoder);를 포함하고, 상기 가드 모드 검출은 NMC 방법을 이용하는 가드 모드 검출기를 통해 검출하는 OFDM 수신장치를 제공한다.
더 나아가 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 FFT 모드 검출이 종료 여부를 판단하는 단계; 가드 모드 검출을 위한 초기값을 설정하는 단계; 검출 횟수를 판단하는 단계; NMC 방법을 통해 샘플을 카운트하는 단계; 카운트된 상기 샘플의 개수를 기초로 가드 모드를 판단하여 각 가드 모드를 카운트하는 단계;를 포함하는 NMC 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 FFT 모드 검출 종료 여부 판단 단계에서 FFT 모드 검출이 종료되지 않은 경우에는 FFT 모드 검출을 수행하며, 종료된 경우에 상기 초기값 설정 단계로 진행하며, 상기 초기값 설정 단계에서, 검출 횟수를 소정 횟수로, 각 모드 별 개수를 0으로 설정할 수 있다. 또한, 상기 검출 횟수 판단 단계에서, 상기 초기값 설정단계에서 설정된 검출 횟수보다 큰가를 판단하여, 큰 경우, 그때까지 카운트된 가드 모드의 수들 중 최대값을 갖는 가드 모드를 수신된 OFDM 심벌의 가드 모드로서 추정할 수 있다.
한편, 상기 가드 모드를 카운트하는 단계는 상기 샘플의 개수가 0보다 큰가를 판단하는 단계; 상기 샘플의 개수를 제1 문턱값과 비교하는 단계; 상기 샘플의 개수를 제2 또는 제3 문턱값과 비교하는 단계; 및 상기 제2 또는 3 문턱값 비교 결과에 기초하여 해당 가드 모드의 개수를 증가시키는 단계;를 포함할 수 있는데, 제1 문턱값은 1/8 모드 및 1/16 모드의 평균 샘플 개수가 되고, 상기 제2 문턱값은 1/32 모드 및 1/16 모드의 평균 샘플 개수가 되며, 상기 제3 문턱값은 1/8 모드 및 1/4 모드의 평균 샘플 개수가 될 수 있다.
본 발명에 따른 NMC 방법을 이용하는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 OFDM 수신 장치 및 NMC 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법은 동일한 신호를 이용하여 FFT 모드 및 가드 모드를 검출할 수 있으며, 특히 가드 모드의 경우 NMC 방법을 이용함으로써, 신속하고 정확한 가드 모드의 검출이 가능하다.
한편, NMC 방법을 이용하여 가드 모드를 검출함으로써, 종래 가드 모드 검출 을 위해 이용하던 메모리가 불필요하고, 그에 따라 하드웨어 사이즈를 대폭적으로 축소할 수 있는 이점을 제공한다.
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 NMC 방법을 이용하는 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 OFDM 수신장치는 RF 튜너(100, RF Rx), 아날로그디지탈변환기(200, ADC), CP(Cyclic Prefix) 제거부(300, CP Remover), 프리-FFT부(400, Pre-FFT Unit), FFT부(500), 파일럿 추출부(600, Pilot Detector), 채널 추정장치(700, Channel Estimator), 디맵퍼(800, Demapper) 및 채널 복호부(900, Channel Decoder)를 포함한다.
RF 튜너(100)는 수신된 신호를 기저대역 신호로 변환하고, ADC(200)는 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환한다. CP 제거부(300)는 수신신호에 붙어 있는 CP 를 제거하고, 프리-FFT부(400)는 심볼에 대한 동기를 획득한다. 즉, 프리-FFT부(400)는 FFT 모드 검출, 가드 모드 검출, STO(Symbol Timing Offset)/FCFO(Fractional Carrier Frequency Offset) 추정 및 SFO(Symbol Frequency Offset)를 추정한다.
본 실시예에서는 FFT 모드 검출 및 가드 모드 검출을 종래와 달리 동일한 신호를 이용하여 통합적으로 수행하며, 특히 가드 모드 검출의 경우 NMC(Normalized Maximum Correlation) 방법을 통해 검출한다. 이러한 모드 검출을 위한 FFT 모드 검출기 및 가드 모드 검출기에 대한 설명은 도 3에서 좀더 상세히 설명한다.
FFT부(500)는 CP가 제거된 신호들에 대하여 FFT를 수행하며, 파일럿 추출부(600)는 FFT가 수행된 신호들에 대하여 분산 파일럿(Scattered Pilot)을 추출한다. 이와 같이 추출된 분산 파일럿을 이용하여 채널 추정장치(700)는 채널을 추정한다.
채널 추정 후에 디맵퍼(800)는 맵핑된 변조 방식에 대응하여 복조를 통해 데이터에 대한 디맵핑을 수행한다. 예컨대, 전송신호가 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식으로 맵핑된 경우는 DBPSK 복조로, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 매핑된 경우는 DQPSK 복조 방식으로 디맵핑하게 된다.
디매핑 후에, 채널 복호부(900)가 앞서 채널 추정장치(700)에서 추정한 채널에 기초하여 최종적인 채널 복호를 수행한다.
본 실시예의 OFDM 수신장치는 모드 검출에 있어서, 동일한 하나의 신호를 이용하여 FFT 모드 및 가드 모드 검출을 할 수 있으며, 또한 가드 모드의 검출의 경 우 NMC 방법을 이용함으로써, 신속하고 정확하게 가드 모드를 검출할 수 있다. 더 나아가, NMC 방법을 이용함으로써, 종래 가드 모드 검출 시 이용하였던 메모리를 사용하지 않게 되어 하드웨어 설계시 메모리 사이즈를 줄일 수 있다.
도 2는 pre-FFT 구간의 OFDM 심볼 구조를 보여주는 구조도이다.
도 2를 참조하면, OFDM 심볼, 예컨대 DVB-T, 또는 DVB-H 심볼은 심볼 데이터 구간의 끝 부분을 복사하여 보호 구간, 즉 가드 구간(GI)을 형성한다. 따라서, 심볼의 앞 부분과 뒤 부분은 서로 상관 관계를 갖는다.
즉, 각 OFDM 심볼은 FFT 모드(Tu) 및 GI 모드 구간(Tg)으로 나누어지는데, GI 모드 구간의 데이터는 FFT 모드 구간의 마지막 부분의 데이터를 그대로 복사해 놓은 것이다. 이러한 OFDM 심볼의 구조에 기인하여, OFDM 심볼을 FFT 모드 구간만큼 지연시킨 후, OFDM 심볼의 끝 부분과 상관값을 산출하게 되면 이 부분에서 상관값의 최고점이 구해지고, 이러한 최고점이 형성되는 주기가 OFDM 심볼의 길이에 해당하게 되므로, 최고점이 형성되는 주기를 측정함으로써 FFT 모드를 검출할 수 있다.
한편, 종래의 경우 각각의 모드에 대해서 FFT 모드 검출을 하였으나 본 실시예에서는 직렬로 연결된 기억장치를 이용하여 하나의 동일 OFDM 신호에 대하여 바로 FFT 모드를 검출하게 된다. 그에 대한 설명은 도 3부분에서 좀더 상세히 설명한다. 따라서, FFT 모드 검출을 신속하게 수행할 수 있는 장점을 갖는다.
도 3은 도 1의 FFT 모드 검출기 및 가드 모드 검출기를 보여주는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 FFT 모드 검출기(100)는 4개의 기억장치(110a ~ 110d), 켤레 복소수부(120), 켤레 복소수 곱셈부(130a ~ 130c), 최대값 검출부(140)를 포함한다.
4개의 기억장치(110a ~ 110d)는 서로 직렬로 연결되고 각각 2048비트(2k)의 메모리 크기를 갖는다. 따라서, 4개의 기억장치(110a ~ 110d)는 심벌크기가 0 ~ 8192비트까지인 FFT 출력 신호를 저장할 수 있다. 즉, 4개의 기억장치(110a ~ 110d)가 직렬 연결되어 있기 때문에, 1개에 2048비트씩 저장되어 최대 4개의 기억장치가 모두 이용되는 경우 8192비트까지 저장될 수 있다.
예컨대, 만약 FFT 출력신호가 2048비트 이하가 인가되는 경우, 첫 번째 기억장치(110a)만 이용되고, 2048보다 크고 4096비트 이하인 경우에는 첫 번째와 두 번째가 함께 이용되는 식으로 저장된다.
이렇게 저장된 FFT 출력 신호들은 대응되는 각각의 켤레 복소수 곱셈부(130a ~ 130c)에서 기억 장치로 입력되기 전의 신호와 켤레 복소수 곱셈 되어 상관값이 구해지고, 이렇게 구한 상관값이 최대값 검출부(140)로 입력되어 최대값이 검출됨으로써, FFT 모드가 검출되게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만 검출의 정확도를 증가시키기 위해 최대값 검출부(140) 전에 누산부를 두어 상관값들을 누적시키고, 그러한 누적된 상관값들의 최대값을 최대값 검출부(140)에서 구하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 수신된 신호가 4096비트의 심벌 사이즈를 갖는 경우, 2번째 켤레 복소수 곱셈부(130b)를 통해 상관값이 구해지고 그 상관값이 최대값으로서 최대값 검출부(140)에서 검출되게 된다. 본 실시예에 의한 FFT 모드 검출기는 동일한 신호에 대하여 직렬연결된 기억장치를 이용하여 모든 모드에 대하여 한번에 FFT 모드를 검출할 수 있게 함으로써, 신속하게 FFT 모드를 검출할 수 있도록 한다.
본 실시예에서는 4개의 기억장치를 이용하였지만, 기억장치의 메모리 크기, 및 수신되어 서비스될 수 있는 신호의 심벌의 크기에 따라 다른 개수의 기억장치가 이용될 수 있음은 물론이다. 또한, 2k, 4k, 8k 모드 검출을 위해 3개의 켤레 복소수 곱셈부(130a ~ 130c)가 채용되었지만, 모드의 종류에 따라 다른 개수의 켤레 복소수 곱셈부가 이용될 수 있음은 물론이다. 한편, 켤레 복소수 곱셈부(130a ~ 130c)의 출력들은 가드 모드 검출기(200)로 입력된다.
본 실시예에 따른 가드 모드 검출기(200)는 켤레 복소수 곱셈기(210), MUX(220), 제1 및 제2 이동합부, 제1 및 제2 절대치 계산부(260a, 260b), 곱셈기(270), 가감산기(280), 및 가드 모드 검출부(290)를 포함한다.
켤레 복소수 곱셈기(210)는 기억장치들(110a ~ 110d)로 입력되기의 신호들을 켤레 복소수 곱셈하여 상관값을 구하는 기능을 하며, MUX(220)은 앞서 FFT 모드 검출기의 켤레 복소수 곱셈부(130a ~ 130c)의 출력들을 입력받아 다중화하여 출력한다.
제1 및 제2 이동합부는 MUX(220)의 출력값 및 켤레 복소수 곱셈부(210)의 출력을 이동합(moving sum) 한다. 이러한 이동합을 위해, 제1 및 제2 이동합부는 각각 딜레이 유닛(230a, 230b), 뺄셈기(240a, 240b), 및 덧셈기(250a, 250b)를 포함한다. 이러한 이동합부는 결국 신호 내에 포함된 샘플들의 상관값들을 순차적으로 더하게 된다. 여기서, 딜레이 유닛(230a, 230b)의 1/32는 가드 모드의 최소 모드 길이만큼 딜레이함을 의미한다. 그에 따라, 1/32 가드 모드 내의 샘플 개수만큼의 이동합들이 구해진다.
제1 및 제2 절대치 계산부(260a, 260b)는 제1 및 제2 이동합부의 출력 결과값에 대한 절대값을 구한다. 곱셈기(270)는 제2 절대치 계산부(260b)에 (1/2)1/ 2곱하며, 가감산기(280)는 제1 절대치 계산부(260a)의 출력값과 곱셈기(270)의 출력값을 더하거나 뺀다. 여기서는 제1 절대치 계산부(260a)의 출력값에서 곱셈기(270)의 출력값을 빼게 된다.
가드 모드 검출부(290)는 가감산기(280)의 출력값에 따라 해당하는 가드 모드를 검출한다.
이와 같은 구성의 가드 모드 검출기(200)는 소위 NMC(normalized maximum correlation) 방법을 통해 가드 모드를 검출하게 된다. NMC 방법을 좀더 상세히 설명하면, 다음과 같다.
Figure 112008075515735-pat00001
.........식(1)
식(1)의 분모는 자신의 신호의 가드 구간에 대한 상관값들의 이동합을 의미하며, 분자는 FFT길이를 뺀 후의 부분과 가드 구간과의 상관값들의 이동합을 의미 한다. 즉, 도 2를 참조하여 설명하면, 앞 부분 가드 구간 자체의 상관값들의 이동합이 분모가 되고, 앞 부분의 가드 구간과 FFT 구간의 끝 부분과의 상관값들의 이동합이 분모가 됨을 의미하다.
이러한 분자 및 분모 값을 구하는 부분이 도 3의 이동합부로서, MUX(220) 후단부의 제1 이동합부가 분자 부분을, 켤레 복소수 곱셈부(210) 후단부의 제2 이동합부가 분모부분을 계산한다.
또한, 절대값 계산부(260a, 260b)가 계산된 분자 및 분모 값에 대하여 절대값을 취하여 분자 절대값 및 분모 절대값을 구하고, 곱셈부(270)에서 분모 절대값에 (1/2)1/2 값을 곱하여 (1/2)1/2× 분모 절대값을 얻게 되며, 가감산부(280)에서 분자 절대값에서 (1/2)1/2× 분모 절대값을 빼게 된다. 그리고 최종적으로 가드 모드 검출부(290)에서 결과값이 0보다 크거나 같은가를 비교한다. 이러한 가드 모드 검출기(200)에서의 계산은 결국, 식(1)의 x(n) ≥(1/2)1/2 을 만족하는가를 판단하는 것과 동일하다.
이와 같이 식(1)의 값이 소정값 예컨대, (1/2)1/2보다 큰가를 판단하고, 큰 경우에 해당하는 샘플의 개수를 세고 그 개수가 어떠한 가드 모드에 해당하는지 판단하여 가드 모드를 검출하게 된다. 한 번의 횟수로 그러한 가드 모드를 검출하는 것은 불확실한 면이 있으므로 소정 횟수, 예컨대, 10번 정도를 반복하여 가장 많은 횟수가 나오는 모드를 가드 모드로서 검출한다.
한편, 어떠한 가드 모드에 해당하는지에 대한 판단에 있어서, 얻어진 샘플의 개수가 해당 가드 모드 내의 샘플의 개수와 정확히 일치하지는 않으므로, 모드 판단을 위한 기준이 필요하다. 예컨대, 세 개의 문턱값, 즉, 제1 문턱값을 1/8 모드 및 1/16 모드의 평균 샘플 개수로, 제2 문턱값을 1/32 모드 및 1/16 모드의 평균 샘플 개수로, 그리고 제3 문턱값을 1/8 모드 및 1/4 모드의 평균 샘플 개수로 설정하고, 먼저, 제1 문턱값과 비교한 후, 제2 또는 제3 문턱값과 비교하는 단계로 진행하여, 제2 문턱값보다 작은 경우 1/32 모드로, 큰 경우는 1/16 모드로, 그리고 제3 문턱값보다 작은 경우는 1/8 모드로, 그리고 큰 경우는 1/4 모드로 나누는 식으로 가드 모드를 구분한다.
본 실시예에 따른 가드 모드 검출기는 NMC 방법을 이용하여 가드 모드를 신속하게 검출할 수 있다. 즉, 종래 각각의 모드에 대해서 가드 모드를 검출하였지만, 본 실시예의 가드 모드 검출기는 앞서 직렬로 연결된 FFT 모드 검출기로부터의 상관값들과 기억장치로 입력되기 전의 상관값들을 이용하여 NMC 방법을 통해 한번에 가드 모드를 검출할 수 있다. 다만 검출의 정확도를 높이기 위해 NMC 방법의 횟수를 여러 번 수행할 수도 있다. 한편, 본 실시예에 따른 가드 모드 검출기는 NMC 방법을 이용하기 때문에 종래에 가드 모드 검출을 위해 사용하던 기억장치가 불필요하다. 따라서, 모드 검출기 구현에 있어서, 메모리의 사이즈, 즉 하드웨어 사이즈를 현저하게 줄일 수 있고, 결과적으로 수신 장치의 사이즈를 축소시킬 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NMC 방법을 이용하여 가드 모드를 검출 하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 FFT 모드 검출이 완료됐는지 판단한다(S100). 가드 모드는 FFT 모드의 사이즈에 따라 달라지기 때문에 먼저, FFT 모드 검출이 선행되어야 함은 당연하다. 다음, 각 변수들에 대한 초기값을 설정한다(S200).
여기서, iter_n은 NMC 방법을 수행할 횟수로, 소정 횟수 N으로 설정된다. 소정 횟수 N은 10 정도가 바람직하다. iteration은 NMC 방법을 수행하는 횟수를 카운트하기 위한 변수이고, 32mode, 16mode, 8mode, 4mode는 각각 NMC 방법을 통해 검출된 모드의 개수를 카운트하기 위한 변수이다.
초기화 작업이 완료되면, 먼저, 수행된 횟수(iteration)가 설정된 소정 횟수(iter_n)보다 큰가를 비교한다(S300). 큰 경우는 설정된 만큼의 횟수를 모두 수행한 경우이므로, 최종적인 가드 모드 추정 단계로 진행되고(S900), 적은 경우는 NMC 계산단계로 진행된다(S400).
여기서, 가드 모드 추정단계(S900)에서는 32mode, 16mode, 8mode, 및 4mode 중 최대값을 선택하여, 최종적인 가드 모드로서 추정하게 된다. 만약, 최대값이 2개 나오거나, 첫 번째 최대값과 다음 최대값이 거의 차이가 없는 경우에는 검출의 불확정성이 높기 때문에, 가드 모드 검출과정을 다시 수행하는 것이 바람직하다.
앞서 설명한 바와 같이 NMC 계산 단계(S400)에서는 앞서 식(1)이 소정값, 예컨대 (1/2)1/2 커지는 샘플의 개수를 세게 된다. 다음 그 세어진 샘플의 개수(Count_N)가 0보다 큰가를 비교한다(S500). 0보다 작거나 같은 경우는 검출이 안 된 경우로서, 모드에 대한 판단 없이 수행 횟수(iteration)를 증가시키게 된다(S800).
샘플의 개수가 0보다 큰 경우에는 그 샘플의 개수를 제1 문턱값(DecisionBoundary2)와 비교한다(S600). 여기서, 제1 문턱값은 1/8 모드와 1/16 모드의 샘플 개수의 평균값으로 설정하는 것이 바람직하다.
제1 문턱값보다 작은 경우에는, 제2 문턱값(DecisionBoundary1)과 비교하는 단계(S620)로 진행하고, 큰 경우에는 제3 문턱값(DecisionBoundary3)과 비교하는 단계(S630)로 진행한다. 여기서, 제2 문턱값은 1/16 모드와 1/32 모드의 샘플 개수의 평균값으로 설정하는 것이 바람직하고, 제3 문턱값은 1/4 모드와 1/8 모드의 샘플 개수의 평균값으로 설정하는 것이 바람직하다.
제2 문턱값과 비교하는 단계(S620)에서, 제2 문턱값보다 크지 않은 경우에는 1/32 모드로서 판단하고 32mode의 개수를 증가시킨다(S700). 만약, 제2 문턱값보다 큰 경우에는 1/16 모드로서 판단하고 16mode의 개수를 증가시킨다(S720). 한편, 제3 문턱값과 비교하는 단계에서는, 제3 문턱값보다 크지 않은 경우에는 1/8 모드로서 판단하고 8mode의 개수를 증가시킨다(S760). 만약, 제3 문턱값보다 큰 경우에는 1/4 모드로서 판단하고 4mode의 개수를 증가시킨다(S740).
이와 같이 가드 모드 증가단계를 거친 후에는 수행 횟수(iteration)를 증가시키는 단계(S800)로 가고, 다시 수행된 횟수(iteration)가 설정된 소정 횟수(iter_n)보다 큰가를 비교하는 단계(S300)로 진행하여, 설정된 소정 횟수에 도달할 때까지 계속해서 모드 검출 과정을 수행한다.
수행 횟수가 소정 횟수 N에 도달한 경우에는 가드 모드 추정단계(S900)로 진행하여 그때까지의 카운트된 32mode, 16mode, 8mode, 4mode 변수들을 비교하여 최대값을 찾아 해당 모드를 최종적인 가드 모드로서 추정한다.
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 NMC 방법을 이용하는 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 2는 pre-FFT 구간의 OFDM 심볼 구조를 보여주는 구조도이다.
도 3은 도 1의 FFT 모드 검출기 및 가드 모드 검출기를 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NMC 방법을 이용하여 가드 모드를 검출하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

Claims (17)

  1. 직렬로 연결된 적어도 2개의 기억장치를 이용하여 FFT 모드를 검출하는 FFT 모드 검출기; 및
    NMC(normalized maximum correlation) 방법을 이용하여 가드(Guard) 모드를 검출하는 가드 모드 검출기를 포함하는 모드 검출기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 FFT 모드 검출기는 직렬로 연결된 4개의 기억장치; 및
    상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼과 첫 번째 기억장치의 출력과의 상관값, 두 번째 기억장치의 출력과의 상관값, 및 네 번째 기억장치 출력과의 상관값을 입력받아 최대값을 검출하는 최대값 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모드 검출기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 NMC 방법은,
    상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 이동합(moving sum)한 값의 절대값을 분자로 하고, 상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합한 값의 절대값을 분모로 하여, 상기 분수 값이 소정의 문턱값 이상이 되는 샘플의 개수를 카운트하여 가드 모드를 검출하는 방법인 것을 특징으로 하는 모드 검 출기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 NMC 방법을 구현하기 위하여,
    상기 가드 모드 검출기는 상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 입력받아 다중화하여 출력하는 MUX;
    상기 MUX 출력을 이동합(moving sum)하는 제1 이동합부;
    상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합하는 제2 이동합부;
    상기 제1 및 제2 이동합부의 출력값에 대한 절대값을 각각 계산하는 제1 및 제2 절대치 계산부;
    상기 제2 절대치 계산부 출력값에 소정 값을 곱하는 곱셈기;
    상기 제1 절대치 계산부 출력값에 상기 곱셈기의 출력값을 더하거나 빼는 가감산기; 및
    상기 가감산기의 결과값에 따라 가드 모드를 판단하는 가드 모드 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모드 검출기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 가드 모드 검출기는 소정 횟수의 NMC 방법을 반복 적용하여 상기 가드 모드를 검출하는 것을 특징으로 하는 모드 검출기.
  6. 수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여, FFT 모드 검출, 가드 모드 검출, STO(Symbol Time Offset), FCFO(Fractional Carrier Frequency Offset) 추정 및 SFO(Symbol Frequency Offset) 추정을 수행하는 프리-FFT(pre-FFT)부;
    상기 OFDM 심벌에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover);
    상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부;
    상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 분산 파일럿을 추출하는 분산 파일럿 추출부(Detector);
    상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 상기 분산 파일럿을 이용하여, 채널을 추정하는 채널 추정장치;
    상기 채널 추정장치의 출력 신호에 대하여 디매핑을 수행하는 디맵퍼(Demapper); 및
    상기 디맵퍼의 출력 신호에 대하여 채널 복호화를 수행하는 채널 복호부(Channel Decoder);를 포함하고,
    상기 FFT 모드 검출은 직렬로 연결된 적어도 2개의 기억장치를 이용하여 검출하며,
    상기 가드 모드 검출은 NMC 방법을 이용하는 가드 모드 검출기를 통해 검출하는 OFDM 수신장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 NMC 방법은,
    상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 이동합(moving sum)한 값의 절대값을 분자로 하고, 상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합한 값의 절대값을 분모로 하여, 상기 분수 값이 소정의 문턱값 이상이 되는 샘플의 개수를 카운트하여 가드 모드를 검출하는 방법인 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 NMC 방법을 구현하기 위하여,
    상기 가드 모드 검출기는 상기 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 입력받아 다중화하여 출력하는 MUX;
    상기 MUX 출력을 이동합(moving sum)하는 제1 이동합부;
    상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합하는 제2 이동합부;
    상기 제1 및 제2 이동합부의 출력값의 절대값을 각각 계산하는 제1 및 제2 절대치 계산부;
    상기 제2 절대치 계산부의 출력값에 소정 값을 곱하는 곱셈기;
    상기 제1 절대치 계산부의 출력값에 상기 곱셈기의 출력값을 더하거나 빼는 가감산기; 및
    상기 가감산기의 결과값에 따라 가드 모드를 판단하는 가드 모드 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  9. FFT 모드 검출의 종료 여부를 판단하는 단계;
    가드 모드 검출을 위한 초기값을 설정하는 단계;
    검출 횟수를 판단하는 단계;
    NMC 방법을 통해 샘플을 카운트하는 단계;
    카운트된 상기 샘플의 개수를 기초로 가드 모드를 판단하여 각 가드 모드를 카운트하는 단계;를 포함하는 NMC 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 NMC 방법은 FFT 모드 검출기의 기억장치를 이용하여 구한 상관값들을 이동합(moving sum)한 값의 절대값을 분자로 하고, 상기 기억장치로 입력되기 전의 OFDM 심볼 자체의 상관값을 이동합한 값의 절대값을 분모로 하여, 상기 분수 값이 소정의 문턱값 이상이 되는 샘플의 개수를 카운트하여 가드 모드를 검출하는 방법인 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 FFT 모드 검출 종료 여부 판단 단계에서 FFT 모드 검출이 종료되지 않은 경우에는 FFT 모드 검출을 수행하며, 종료된 경우에 상기 초기값 설정 단계로 진행하며,
    상기 초기값 설정 단계에서, 검출 횟수를 소정 횟수, 각 모드 별 개수를 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 검출 횟수 판단 단계에서,
    상기 초기값 설정단계에서 설정된 검출 횟수보다 큰가를 판단하여, 큰 경우, 그때까지 카운트된 가드 모드의 수들 중 최대값을 갖는 가드 모드를 수신된 OFDM 심벌의 가드 모드로서 추정하는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 초기값 설정 단계에서, 검출 횟수는 2회 이상이며,
    상기 가드 모드들의 카운트 값 중 최대값과 두 번째 최대값의 차이가 없거나, 소정 개수만큼만 차이를 갖는 경우에 상기 가드 모드 검출 방법을 처음부터 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 가드 모드를 카운트하는 단계는
    상기 샘플의 개수가 0보다 큰가를 판단하는 단계;
    상기 샘플의 개수를 제1 문턱값과 비교하는 단계;
    상기 샘플의 개수를 제2 또는 제3 문턱값과 비교하는 단계; 및
    상기 제2 또는 3 문턱값 비교 결과에 기초하여 해당 가드 모드의 개수를 증가시키는 단계;를 포함하는 가드 모드 검출 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 검출 횟수 판단 단계에서,
    상기 초기값 설정단계에서 설정된 검출 횟수보다 큰가를 판단하여, 작거나 같은 경우,
    상기 NMC 방법을 통해 샘플을 카운트하는 단계로 진행하며,
    상기 샘플의 개수가 0보다 큰가를 판단하는 단계에서 샘플의 개수가 0보다 크지 않으면 수행 횟수를 증가시키고, 검출 횟수를 판단하는 단계로 돌아가며,
    상기 샘플의 개수를 제1 문턱값과 비교하는 단계에서, 크지 않은 경에는 제2 문턱값과 비교하는 단계로, 큰 경우에는 제3 문턱값과 비교하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 문턱값은 제1 모드 및 제2 모드의 평균 샘플 개수가 되고,
    상기 제2 문턱값은 제3 모드 및 제2 모드의 평균 샘플 개수가 되며,
    상기 제3 문턱값은 제1 모드 및 제4 모드의 평균 샘플 개수가 되는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 문턱값과 비교하는 단계에서, 제2 문턱값보다 크지 않은 경우에는 상기 제3 모드로 판단하여 제3 모드의 개수를 증가시키고, 제2 문턱값보다 큰 경우에는 상기 제2 모드로 판단하여 제2 모드의 개수를 증가시키며,
    상기 제3 문턱값과 비교하는 단계에서, 제3 문턱값보다 크지 않은 경우에는 상기 제1 모드로 판단하여 제1 모드의 개수를 증가시키고, 제3 문턱값보다 큰 경우에는 상기 제4 모드로 판단하여 제4 모드의 개수를 증가시키며,
    상기 모드 증가 단계 후에 수행 횟수를 증가시키고, 상기 검출 횟수를 판단하는 단계로 돌아가는 것을 특징으로 하는 가드 모드 검출 방법.
KR1020080107073A 2008-10-30 2008-10-30 Ｎｍｃ 방법을 이용하는 모드 검출기, 그 모드 검출기를 포함한 ｏｆｄｍ 수신 장치 및 ｎｍｃ 방법을 이용한 가드 모드 검출 방법 KR101073814B1 (ko)

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