KR101073817B1

KR101073817B1 - 대역폭 검출기 및 대역폭 검출방법, 및 그 검출기를 포함한ｏｆｄｍ 수신장치

Info

Publication number: KR101073817B1
Application number: KR1020080137198A
Authority: KR
Inventors: 지미옥; 정기철
Original assignee: 주식회사 코아로직
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-10-14
Also published as: KR20100078833A

Abstract

본 발명은 동기화 과정 초기에 정확하게 대역폭을 검출하고, 또한, 대역폭 검출 과정에서 메모리 사용을 최소한으로 줄일 수 있는 대역폭 검출기 및 대역폭 검출방법, 및 그 검출기를 포함한 OFDM 수신장치를 제공한다. 그 대역폭 검출기는 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하는 신호 누적부; 상기 신호 누적부의 출력 신호의 최대값을 검출하여 대역폭 판별을 위한 문턱값(threshold) 계산하는 문턱값 계산부; 및 상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 상기 복소 신호의 대역폭을 판별하는 대역폭 판별부;를 포함한다.

OFDM: Orthogonal Frequency Division Modulation, DVB-H: Digital Video Broadcasting-Handheld, FFT: Fast Fourier Transform

Description

대역폭 검출기 및 대역폭 검출방법, 및 그 검출기를 포함한 ＯＦＤＭ 수신장치{Bandwidth detecting device and method, and OFDM receiving apparatus comprising the same device}

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서의 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 OFDM 시스템에서의 동기화 과정 중 최초로 수행되는 대역폭을 검출하는 대역폭 검출기 및 그 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 가능해졌다.

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.

이와 같이 OFDM 방식을 이용한 통신 시스템 분야가 현재 다양하게 발전하고 있다. 그러나 각각 그 특성에 맞는 검출기 또는 수신기를 채용하여 서비스를 제공하고 있기 때문에, OFDM 방식의 다양한 신호 서비스를 받기 위해서는 해당 검출기를 모두 내장하고 있어야 하는 불편이 있었다. 그에 따라, 현재 OFDM 방식을 채용한 모든 신호 서비스에 대한 통합적으로 수신할 수 있는 통합 모드 검출기가 연구되고 있다.

특히, OFDM 전송 방식은 전송 채널을 위한 다양한 대역폭을 이용하고 있는 데, 예컨대, 5MHz, 6MHz, 7MHz 및 8MHz 등의 대역폭이 사용되고 있고 있다. 그러나 현재 일반적으로 사용하고 있는 OFDM 송수신 장치는 설정된 하나의 대역폭만을 고정하여 송수신할 수 있는 구조로 설계되어 있다.

따라서, 앞서 통합 모드 검출기와 같이 다양한 대역의 대역폭을 동시에 사용할 수 있는 시스템을 구현하기 위해서는 우선 무엇보다도 수신된 신호가 어떠한 대역폭을 갖는 신호인지를 검출하는 것이 선행된다. 대역폭이 다르게 되면 FFT 및 가드 모드의 검출 수행 과정 및 시간과 주파수 동기 수행 과정이 달라지게 된다. 또한 결과적으로 채널 추정이나 복호 수행 과정도 달라지게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동기화 과정 초기에 정확하게 대역폭을 검출하고, 또한, 대역폭 검출 과정에서 메모리 사용을 최소한으로 줄일 수 있는 대역폭 검출기 및 대역폭 검출방법, 및 그 검출기를 포함한 OFDM 수신장치를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여, FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하는 신호 누적부; 상기 신호 누적부의 출력 신호의 최대값을 검출하여 대역폭 판별을 위한 문턱값(threshold) 계산하는 문턱값 계산부; 및 상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 상기 복소 신호의 대역폭을 판별하는 대역폭 판별부;를 포함하는 대역폭 검출기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 문턱값 계산부는, 상기 최대값을 검출하는 최대값 검출기, 및 상기 문턱값을 계산하는 문턱값 계산기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 대역폭 판별부는, 상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는 비교기; 및 상기 2개의 주파수 인덱스 값에 의해 상기 복소 신호의 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부;를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 대역폭 검출기는 로우 패스 필터(LPF: Low Pass Filter) 및 메모리 컨트롤러를 더 포함을 포함할 수 있다. 상기 로우 패스 필터는 상기 신호 누적부 전단으로 배치되어 임펄스 노이즈(Impulse Noise) 신호를 제거하게 되며, 상기 메모리 컨트롤러는 상기 저장부를 이용하여 상기 복소 신호의 절대값의 누적할 때, 상기 복소 신호의 대역폭 중 소정부분이 누적되지 않도록 하여 저장부의 메모리의 사용을 최적화하게 한다.

본 발명의 또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover); 상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부; 상기 FFT부의 출력 신호의 절대값을 누적하는 신호 누적부, 신호 누적부의 출력 신호를 이용하여 문턱값을 계산하는 문턱값 계산부, 및 상기 문턱값을 이용하여 상기 FFT부의 출력신호의 대역폭을 판별하는 대역폭 판별부;를 구비한 대역폭 검출기; 상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 분산 파일럿을 추출하여 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 포함하는 OFDM 수신장치를 제공한다.

더 나아가 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, FFT가 수행된 복소 신호에 대하여 절대값을 취하여 순차적으로 누적하는 단계; 누적된 신호에 대하여 최대값을 검출하고, 상기 최대값에 기초하여 대역폭 판별을 위한 문턱값을 계산하는 단계; 및 상기 문턱값을 상기 누적된 신호와 비교하여 상기 복소 신호에 대한 대역폭을 판별하는 단계;를 포함하는 대역폭 검출방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 대역폭을 판별하는 단계는, 상기 문턱값을 상기 누적된 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는 단계; 및 상기 2개의 주파수 인덱스 값에 의해 상기 복소 신호의 대역폭을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다. 또한, 상기 대역폭 검출방법은 상기 누적하는 단계 전에 임펄스 노이즈(Impulse Noise) 신호를 제거하기 위한 로우 패스 필터(LPF: Low Pass Filter)를 통해 상기 절대값을 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 누적하는 단계에서, 상기 저장부를 이용하여 상기 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하되, 상기 메모리 컨트롤러의 제어를 통해 상기 복소 신호의 대역폭 중 소정부분은 누적하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 대역폭 검출기 및 대역폭 검출방법, 및 그 검출기를 포함한 OFDM 수신장치는 복소 신호의 절대값을 저장부를 통해 누적하여 문턱값을 계산하고, 계산된 문턱값을 이용하여 대역폭을 검출함으로써, 대역폭을 정확하게 검출할 수 있다.

또한, 상기 복소 신호의 절대값을 누적하기 전에 상기 복소 신호를 로우 패스 필터를 통해 필터링함으로써, 임펄스 노이즈에 발생할 수 있는 에러를 사전에 예방할 수 있다.

더 나아가, 복소 신호의 절대값 저장부에 누적시에 메모리 컨트롤러를 통해 필요한 부분만 누적하게 함으로써, 메모리의 사용을 최적화할 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 OFDM 수신장치를 보여주는 블럭 구조도이다.

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), 대역폭 검출기(600, Bandwidth Detector), 채널 추정기(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 신호로 변환한다. CP 제거부(300)는 수신신호에 붙어 있는 CP를 제거하고, 프리-FFT부(400)는 심볼에 대한 동기를 획득한다. 즉, 프리-FFT부(400)는 FFT 모드 검출, 가드 검출, STO(Symbol Timing Offset)/FCFO(Fractional Carrier Frequency Offset) 추정 및 SFO(Subcarrier Frequency Offset)를 추정한다. 그러나 이와 같은 프리-FFT부(400)은 대역폭이 결정되어야 정확한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 일단 처음에는 프리-FFT(400)에 의한 동기화 과정을 생략하고 입력된 신호를 특정 FFT 모드 및 특정 가드 모드로 가정하여 대역폭 검출을 진행하게 된다. 예컨대, 8k FFT 모드 및 1/4 가드 모드를 가정하여 대역폭 검출을 진행할 수 있다.

FFT부(500)는 CP가 제거된 신호들에 대하여 FFT를 수행하며, FFT가 수행된 신호에 대하여 대역폭 검출기(600)가 대역폭을 검출하게 된다. 대역폭 검출기(600)에 대해서는 도 2 이하에서 좀더 상세히 설명한다. 한편, 도시하지는 않았으나, 대역폭 검출기 부분으로 파일럿 추출부가 배치될 수 있고, 이러한 파일럿 추출부(600)가 FFT가 수행된 신호에서 분산 파일럿(Scattered Pilot)을 추출한다. 채널 추정장치(700)는 추출된 분산 파일럿을 이용하여 보간 방법 등을 통해 채널을 추정한다. 다시 설명하면, 처음에 대역폭 검출기(600)가 FFT가 수행된 신호에 대하여 대역폭을 검출하게 되면, 그 후 검출된 대역폭에 기반하여 동기화 과정이 수행되며, 또한 파일럿 추출을 통한 채널 추정 과정이 진행되게 된다.

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 BPSK 복조로, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 매핑된 경우는 QPSK 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 대역폭 검출기를 포함함으로써, 여러 가지 대역폭을 갖는 OFDM 신호에 대하여 먼저 대역폭을 검출하고, 그 후 검출된 대역폭에 대하여 동기화 및 채널 추정을 진행하게 된다. 따라서, 본 실시예의 OFDM 수신장치는 다양한 대역폭을 갖는 OFDM 신호를 수신하여, 해당 대역폭에 맞게 동기화, 채널 추정 및 복호화 과정을 효율적으로 수행할 수 있도록 한다. 또한, 본 실시예의 OFDM 수신장치는 대역폭 검출기에 로우 패스 필터 및 메모리 컨트롤러를 포함하여, 대역폭 검출에서 임펄스 노이즈에 의한 에러를 방지하고, 메모리 사용을 최적화할 수 있다. 이러한 임펄스 노이즈에 의한 에러 방지나 메모리 사용의 최적화에 대해서는 도 6에 대한 설명부분에서 기술한다.

도 2는 도 1의 대역폭 검출기의 기본 구조를 보여주는 블럭 구조도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 대역폭 검출기(600)는 신호 누적부(610), 문턱값 계산부(630), 및 대역폭 판별부(650)를 포함한다. 신호 누적부(610)는 FFT부(500)으로부터 FFT가 수행된 복소신호에 대하여 절대값을 취하여 순차적으로 누적한다. 문턱값 계산부(630)는 신호 누적부(610)의 출력 신호의 최대값을 검출하여 대역폭 판별을 위한 문턱값(threshold) 계산한다. 한편, 대역폭 판별부(650)는 문턱값 계산부(630)에서 계산된 문턱값을 신호 누적부(610)의 출력 신호와 비교하여 복소 신호의 대역폭을 판별하게 된다. 이러한 대역폭 검출기는 좀더 상세한 구조는 도 3 및 도 5부분에서 기술한다.

도 3은 도 2의 대역폭 검출기의 각 구성부분을 좀더 상세하게 보여주는 블럭 구조도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 대역폭 검출기는 도 2에서 전술한 바와 같이 신호 누적부(610), 문턱값 계산부(630), 및 대역폭 판별부(650)를 포함한다.

신호 누적부(610)는 FFT가 수행된 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하기 위하여, 2개의 절대값 계산기(612a, 612b), 2개의 덧셈기(614, 616), 및 저장부(618)를 포함한다. 2개의 절대값 계산기(612a, 612b)는 복소 신호의 실수부 및 허수부 신호의 절대값을 계산하며, 2개의 덧셈기 중 제1 덧셈기(614)는 2개의 절대값 계산기(612a, 612b)의 출력을 합하며, 제2 덧셈기(616)는 저장부(618)를 이용하여 제1 덧셈기(614)로부터의 출력 신호를 순차적으로 누적한다.

신호 누적을 좀더 상세 설명하면, 일단 처음 제1 덧셈기(614)로부터의 출력신호는 저장부(618)로 저장되고, 다음 제1 덧셈기(614)로부터의 출력신호는 저장부(618) 저장된 신호와 제2 덧셈기(616)에서 합쳐져 다시 저장부(618)에 저장된다. 계속해서 동일한 방법으로 제1 덧셈기(614)로부터의 출력신호들이 저장부(618)의 누적신호와 합쳐져 저장부(618)에 저장되게 된다. 그에 따라, 일련의 복소 신호의 절대값이 순차적으로 저장부(618)에 계속 누적되게 된다. 누적 횟수는 대역폭 검출기 설계자에 의해 소정횟수로 설계될 수 있고, 예컨대 10번 정도로 설정할 수 있다. 한편, 신호들이 FFT 길이 단위로 들어오게 되므로 저장부(618)를 통해 딜레이되는 시간은 FFT 길이 정도가 된다.

문턱값 계산부(630)는 최대값 검출기(632) 및 문턱값 계산기(634)를 포함하는데, 최대값 검출기(632)는 누적된 신호의 최대값을 검출하며, 문턱값 계산기(634)는 최대값에 기초하여 소정 문턱값을 계산하게 된다. 일반적으로 문턱값은 최대값에 대한 소정 비율로 산정되게 되는데, 예컨대 최대값의 50%을 문턱값으로 설정할 수 있다. 이러한 문턱값의 산정비율은 고정된 값이 아니다. 즉, 좀더 정확 한 대역폭 검출을 위해 실험적인 데이터를 근거로 설계자에 의해 적정 비율이 설정될 수 있음은 물론이다.

대역폭 판별부(650)는 비교기(652), 덧셈기(654), 및 대역폭 결정부(656)를 포함한다. 비교기(652)는 앞서 계산된 문턱값을 신호 누적부(610)의 출력 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는다. 덧셈기(654)는 2개의 주파수 인덱스 값을 더하게 되는데, 여기서 적은 값의 주파수 인덱스 값에는 마이너스(-)를 붙여서 큰 값의 주파수 인덱스 값에 더하게 된다. 즉, 여기서 덧셈기(654)는 뺄셈기에 해당한다고 볼 수 있다. 한편, 대역폭 결정부(656)는 덧셈기(654)의 출력신호에 근거하여 대역폭을 결정하게 된다.

도 4는 본 발명의 대역폭 검출기를 통해 대역폭을 검출하는 원리를 보여주는 신호 파형도로서, 이해의 편의를 위해 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 신호 누적부(610)의 출력신호, 즉 최대값 검출기(632)로 입력되기 전의 신호 파형을 보여주고 있는데, SNR(Signal to Noise Ratio)이 좋고 임펄스 노이즈가 없는 경우의 정형적인 신호 누적부(610)의 출력신호이다.

최대값 검출기(632)는 이와 같은 신호 파형에서 최대값을 찾아낸다. 최대값이 검출되면, 문턱값 계산부(634)에서 설정된 비율에 따라 최대값의 소정 비율을 문턱값으로 설정한다. 도면상 최대값의 60% 정도로 문턱값이 설정되어 있지만, 비율이 고정된 값이 아님은 전술한 바와 같다.

문턱값이 설정되면, 비교기(652)에서 신호 누적부(610)의 출력신호에 문턱값을 적용하여, 출력신호에서 문턱값을 최초로 넘어가는 지점의 인덱스 값인 저 인덱 스 값, 그리고 문턱값 이하로 최후로 내려가는 지점의 인덱스 값인 고 인덱스 값을 검출하게 된다. 이와 같이 저 인덱스 값 및 고 인덱스 값이 검출되면, 덧셈기(654)를 거쳐 대역폭 결정부(656)에서 복소 신호에 대한 대역폭을 최종적으로 결정하게 된다.

도 5는 임펄스 노이즈에 의해 대역폭 검출에 있어서의 에러 가능성을 보여주는 신호 파형도이다.

도 5를 참조하면, 임펄스 노이즈가 없는 경우에는 도 4에서 설명한 원리에 의해 정확한 대역폭을 결정할 수 있으나, 도시된 바와 같이 임펄스 노이즈가 대역폭의 전단이나 후단으로 존재하는 경우에는 임펄스 노이즈 부분이 저 인덱스 값이나 고 인덱스 값으로 검출되게 되고, 그에 따라 대역폭이 틀리게 검출되는 에러가 발생하게 된다. 한편, 대역폭 양쪽 끝에 페이딩(fading)에 의한 영향으로 인덱스 값이 부정확하게 검출되는 문제도 발생할 수 있다.

그러나 페이딩에 의한 영향은 여러 심볼에 걸쳐 대역폭 검출을 수행하면, 즉 신호의 누적횟수를 증가시키면, 어느 정도 배제할 수 있다. 그러나 임펄스 노이즈에 의한 에러는 신호 누적횟수 증가에 의해 해결할 수 없는 문제이다. 이러한 임펄스 노이즈에 의한 에러를 방지하기 위하여, 도 6과 같은 변형된 대역폭 검출기가 제안될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3의 대역폭 검출기의 변형예를 보여주는 블럭 구조도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 대역폭 검출기는 도 3에서의 대역폭 검출기와 유사하나, 다음과 같은 차이점을 갖는다. 즉 신호 누적부(610)에 로우 패스 필터(615, Low Pass Filter)를 포함하고, 또한, 문턱값 계산부(630)에 문턱값을 선택할 수 있는 문턱값 선택기(636)를 포함한다. 또한, 본 실시예의 대역폭 검출기는 저장부(618)의 사용을 최적화하기 위한 메모리 컨트롤러(620)를 더 포함한다. 다른 부분들은 이미 설명하였으므로 여기에서는 로우 패스 필터(615), 문턱값 선택기(636) 및 메모리 컨트롤러(620)만을 설명한다.

로우 패스 필터(615)는 제2 덧셈기(616) 전단으로 배치되어, 임펄스 노이즈를 제거하는 기능을 한다. 즉 임펄스 노이즈는 일반적으로 고주파수이고 그에 따라, 로우 패스 필터(615)를 통과할 수 없다. 따라서, 최대값 검출기(632)로 입력되는 신호에서 임펄스 노이즈가 제거될 수 있고, 결과적으로 정확한 저 인덱스 값 및 고 인덱스 값을 검출되어 정확한 대역폭을 검출할 수 있게 된다.

문턱값 선택기(636)는 문턱값 계산기(634) 후단으로 배치되는데, 이러한 문턱값 선택기는 문턱값 계산기(634)에서 계산된 문턱값 또는 호스트로부터 바로 입력된 문턱값 둘 중 어느 하나를 선택하여 대역폭 판별부(650)로 입력하는 기능을 한다. 여기서 호스트는 많은 양의 데이터가 생성, 처리되거나 저장되는 부분으로서, 일반적으로 모바일 디바이스 상에서는 베이스 밴드나 기타 응용 프로세서들과 데이터 및 정보를 주고 받으면서 요구되는 다양한 데이터들을 전반적으로 처리하고 제어하는 메인 시스템을 의미한다.

이러한 문턱값 선택기(636)를 두는 이유는 문턱값 계산기(634)를 통해 계산된 문턱값을 기초로 검출된 대역폭에 에러가 발생한 경우를 예상하여, 문턱값 계산 기의 문턱값을 새로운 문턱값 산정 비율을 통해 수정하기보다는 바로 호스트를 통해 적절한 문턱값을 입력시킴으로써 대역폭 검출을 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 본 실시예에서는 저장부(618)의 메모리 사용 용량을 제어하기 위하여 메모리 컨트롤러(620)를 포함하게 되는데, 이러한 메모리 컨트롤러(620)를 이용하여 저장부(618)의 메모리 사용을 최적화할 수 있다. 즉, 메모리 컨트롤러(620)는 제2 덧셈기를 통해 더해진 전 구간의 신호를 누적하는 것이 아니라, 대역폭 검출에 필요한 부분 즉, 저 인덱스 값 및 고 인덱스 값이 위치하는 부분의 소정 부분의 신호만 저장하고, 대역폭 검출에 불필요한 부분, 즉 여러 대역폭들이 중복되는 부분의 신호는 저장하지 않도록 제어한다.

도 7은 도 6의 대역폭 검출기에서 메모리 컨트롤러를 통해 메모리의 사용을 최적화할 수 있는 원리를 보여주는 신호 파형도이다.

도 7을 참조하면, 현재 OFDM 신호는 5, 6, 7, 및 8 MHz의 대역폭을 사용하고 있다. 따라서, 저 인덱스 값 및 고 인덱스 값의 부분의 차이는 필연적으로 5 MHz 이상이 된다. 따라서, 메모리에 저 인덱스 값 및 고 인덱스 값이 검출될 부분의 소정 부분, 예컨대 도면상 점선으로 분리된 3파트 중 중심 부분을 제외하고 양쪽 부분만을 메모리에 저장하여도 대역폭 검출에 있어서는 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 메모리 컨트롤러(620)는 대역폭 검출을 위한 필요한 부분만을 저장부(818)에 저장되게 함으로써, 저장부(618)의 메모리 사용을 현저하게 줄일 수 있다. 한편, OFDM 신호가 위에 언급한 것과 다른 대역폭을 가지는 경우에도 최소 대역폭을 기준 으로 저장부(618)로 저장할 부분을 적절히 제어함으로써, 메모리 사용을 줄일 수 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 검출 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 대역폭 검출 방법은 먼저, FFT가 수행된 복소 신호에 대하여 절대값을 계산한다(S100). 전술한 바와 같이 절대값 계산은 복소 신호의 실수부 및 허수부에 대하여 각각 절대값을 취한 후 더함으로써 이루어진다. 이후, 계산된 절대값을 저장부에 순차적으로 누적한다(S120). 누적하는 방법은 도 3의 설명부분에서 기술했듯이 순차적으로 입력되는 복소 신호의 절대값을 FFT 길이 단위로 저장부에 소정 회수 누적함으로써 이루어진다.

설정된 소정 누적횟수만큼 누적되게 되면, 최대값 검출기를 이용하여 누적 신호에 대한 최대값을 검출한다(S140). 이후, 검출된 최대값에 기초하여 소정 비율로 문턱값을 계산한다(S160). 마지막으로 계산된 문턱값에 기초하여 복소 신호에 대한 대역폭을 판별한다(S180). 대역폭 판별 방법은 도 4부분에서 설명한 바와 같이 문턱값을 누적된 신호에 적용하여 최초로 문턱값을 넘어가는 인덱스 값 및 최후로 문턱값 아래로 내려가는 인덱스 값을 찾고, 고 인덱스 값으로부터 저 인덱스 값을 감산함으로써 이루어진다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대역폭 검출방법을 보여주는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 대역폭 검출방법은 도 8의 대역폭 검출방법과 유사하나, 임펄스 노이즈에 의한 에러를 방지하게 위하여, 절대값을 저장부에 누적하기 전에 복소 신호의 절대값을 로우 패스 필터를 이용하여 필터링하는 단계(S210)를 더 포함한다. 또한, 저장부에 누적하는 단계에서(S210)는, 메모리 컨트롤러를 이용하여 대역폭 검출을 위해 필요한 부분만을 누적하게 하여 저장부의 메모리 사용을 최적화한다. 다른 부분들의 단계에 대한 설명은 앞서 도 8의 설명부분에서 기술하였으므로 생략한다.

본 실시예의 대역폭 검출방법은 로우 패스 필터를 이용하여 복소 신호에 포함될 수 있는 임펄스 노이즈를 차단하여 대역폭 검출에서 발생할 수 있는 에러를 방지하고, 또한 메모리 컨트롤러를 이용하여 복소 신호 누적 시에 메모리 사용을 최적화하여 메모리 사용 용량을 현저하게 줄일 수 있다.

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 4는 본 발명의 대역폭 검출기를 통해 대역폭을 검출하는 원리를 보여주는 신호 파형도이다.

Claims

FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하는 신호 누적부;

상기 신호 누적부의 출력 신호의 최대값을 검출하여 대역폭 판별을 위한 문턱값(threshold) 계산하는 문턱값 계산부; 및

상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 상기 복소 신호의 대역폭을 판별하는 대역폭 판별부;를 포함하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 복소 신호의 절대값은 상기 복소 신호의 I 및 Q 신호의 절대값이 합쳐진 값이며,

상기 신호 누적부는 저장부에 상기 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 문턱값 계산부는,

상기 최대값을 검출하는 최대값 검출기, 및 상기 문턱값을 계산하는 문턱값 계산기를 포함하고,

상기 문턱값 계산기는 상기 최대값에 일정 비율을 곱하여 상기 문턱값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 대역폭 판별부는,

상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는 비교기; 및

상기 2개의 주파수 인덱스 값에 의해 상기 복소 신호의 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제4 항에 있어서,

상기 2개의 주파수 인덱스 값은 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이상이 되는 최초의 지점인 저 인덱스 값, 및 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이하가 되는 최후의 지점인 고 인덱스 값이고,

상기 대역폭 결정부는 상기 고 인덱스 값과 상기 저 인덱스 값의 차에 의해 상기 대역폭을 결정하는 것을 특징을 하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 신호 누적부 전단으로 임펄스 노이즈(Impulse Noise) 신호를 제거하기 위한 로우 패스 필터(LPF: Low Pass Filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 대역폭 검출기는 저장부의 메모리 사용을 제어하는 메모리 컨트롤러를 더 포함하고,

상기 신호 누적부는 상기 저장부를 이용하여 상기 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하되, 상기 메모리 컨트롤러의 제어를 통해 상기 복소 신호의 대역폭 중 소정부분은 누적하지 않는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제7 항에 있어서,

상기 복소 신호의 소정부분은 상기 복소 신호의 다수의 대역폭들이 중복되는 부분으로서 대역폭 검출에 사용되지 않는 부분인 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
제1 항에 있어서,

상기 대역폭 판별부는 호스트로부터 입력된 고정 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 상기 복소 신호의 대역폭을 판별하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출기.
수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover);

상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부;

상기 FFT부로부터 출력된 신호인 복소 신호의 절대값을 누적하는 신호 누적부, 신호 누적부의 출력 신호를 이용하여 문턱값을 계산하는 문턱값 계산부, 및 상기 문턱값을 이용하여 상기 FFT부의 출력신호의 대역폭을 판별하는 대역폭 판별부;를 구비한 대역폭 검출기;

상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 분산 파일럿을 추출하여 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 포함하는 OFDM 수신장치.
제10 항에 있어서,

상기 문턱값은 상기 문턱값 계산부를 통해 계산된 값이거나 호스트로부터 입력된 고정 값인 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
제10 항에 있어서,

상기 대역폭 판별부는,

상기 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는 비교기, 및 상기 2개의 주파수 인덱스 값에 의해 상기 복소 신호의 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부를 포함하고,

상기 2개의 주파수 인덱스 값은 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이상이 되는 최초의 지점인 저 인덱스 값, 및 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이하가 되는 최후의 지점인 고 인덱스 값이고,

상기 대역폭 결정부는 상기 고 인덱스 값과 상기 저 인덱스 값의 차에 의해 상기 대역폭을 결정하는 것을 특징을 하는 OFDM 수신장치.
제12 항에 있어서,

상기 대역폭 검출기는,

신호 누적부 전단으로 임펄스 노이즈(Impulse Noise) 신호를 제거하기 위한 로우 패스 필터(LPF: Low Pass Filter), 및 저장부의 메모리의 사용을 제어하는 메모리 컨트롤러를 더 포함하고,

상기 신호 누적부는 상기 저장부를 이용하여 상기 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하되, 상기 메모리 컨트롤러의 제어를 통해 상기 복소 신호의 대역폭 중 소정부분은 누적하지 않는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
FFT가 수행된 복소 신호에 대하여 절대값을 취하여 순차적으로 누적하는 단계;

누적된 신호에 대하여 최대값을 검출하고, 상기 최대값에 기초하여 대역폭 판별을 위한 문턱값을 계산하는 단계; 및

상기 문턱값을 상기 누적된 신호와 비교하여 상기 복소 신호에 대한 대역폭을 판별하는 단계;를 포함하는 대역폭 검출방법.
제14 항에 있어서,

상기 문턱값은 상기 최대값에 일정 비율을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출방법.
제14 항에 있어서,

상기 대역폭을 판별하는 단계는,

상기 문턱값을 상기 누적된 신호와 비교하여 2개의 주파수 인덱스 값을 찾는 단계; 및

상기 2개의 주파수 인덱스 값에 의해 상기 복소 신호의 대역폭을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출방법.
제16 항에 있어서,

상기 2개의 주파수 인덱스 값은 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이상이 되는 최초의 지점인 저 인덱스 값, 및 상기 신호 누적부의 출력신호가 상기 문턱값 이하가 되는 최후의 지점인 고 인덱스 값이고,

상기 대역폭을 결정하는 단계에서, 상기 고 인덱스 값에서 상기 저 인덱스 값의 감산하여 상기 대역폭을 결정하는 것을 특징을 하는 대역폭 검출방법.
제14 항에 있어서,

상기 누적하는 단계 전에 임펄스 노이즈(Impulse Noise) 신호를 제거하기 위한 로우 패스 필터(LPF: Low Pass Filter)를 통해 상기 절대값을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출방법.
제14 항에 있어서,

상기 누적하는 단계에서, 저장부를 이용하여 상기 복소 신호의 절대값을 순차적으로 누적하되, 상기 저장부의 메모리 사용을 제어하는 메모리 컨트롤러의 제어를 통해 상기 복소 신호의 대역폭 중 소정부분은 누적하지 않는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출방법.
제14 항에 있어서,

상기 대역폭 판별 단계에서, 호스트로부터 입력된 고정 문턱값을 상기 신호 누적부의 출력 신호와 비교하여 상기 복소 신호의 대역폭을 판별하는 것을 특징으로 하는 대역폭 검출방법.