KR101303420B1 - Ａｔｓｃ 디지털 방송 시스템에서 다중 채널을 추정하는 장치 및 추정 방법 - Google Patents

Ａｔｓｃ 디지털 방송 시스템에서 다중 채널을 추정하는 장치 및 추정 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 무선 채널을 정확히 추정할 수 있는 DTV 방송 시스템이 개시된다. 디지털 방송 수신 장치는 디지털 TV 방송국으로부터 수신한 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 PN 시퀀스 중의 일부 성분만을 이용하여 채널을 추정함으로써, 계산량이 감소한다. 디지털 방송 수신 장치는 무선 채널의 실수 성분뿐만 아니라, 허수 성분도 추정할 수 있어 채널 추정의 정확성이 향상된다.

Description

ＡＴＳＣ 디지털 방송 시스템에서 다중 채널을 추정하는 장치 및 추정 방법{APPARATUS FOR ESTIMATING MULTIPATH CHANNEL IMPULSE RESPONSE IN DIGITAL BROADCASTING SYSTEM}
본 발명은 ATSC 디지털 방송 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 ATSC 디지털 방송 시스템에서는 디지털 TV 방송국이 DTV 방송 신호에 특정한 패턴의 학습신호열을 삽입하고 디지털 방송 수신 장치는 학습 신호열을 수신, 분석하여 디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널을 추정하였다.
예를 들어, 디지털 TV 방송국은 ATSC A/111 표준에 따른 송신기 식별부호를 2-level로 생성하여, 기존 8-level의 DTV 신호에 저 전력으로 부가하고 VSB 변조과정을 거쳐 전송한다. 여기서, 길이가 64896인 카사미 시퀀스가 송신기 식별부호로 이용될 수 있다.
디지털 방송 수신 장치는 수신한 송신기 식별부호에 상응하는 카사미 시퀀스를 생성하고, 생성된 카사미 시퀀스와 수신한 카사미 시퀀스의 상호 상관 계수를 산출하여 채널을 추정할 수 있다.
그러나 기존의 DTV 방송 신호의 경우 실수 성분의 데이터만이 존재한다. 따라서, DTV 방송 신호를 수신한 기저대역 신호 역시 실수 성분만 존재하며, 획득한 다중 채널 임펄스 응답 역시 실수 성분만으로 구성된다.
예시적 실시예들의 일측은 DTV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널을 정확히 추정할 수 있는 채널 추정 방법을 제공한다.
예시적 실시예들의 일측은 PN 코드간의 상관계수를 주파수 영역에서 곱셈을 이용해 산출함으로써, 계산량이 감소된 채널 추정 방법을 제공한다.
예시적 실시예들의 일측은, 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신하는 수신부, 상기 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 푸리에 변환부, 상기 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출하는 신호 추출부, 제2 PN 시퀀스를 생성하고, 상기 추출된 제1 PN 시퀀스와 상기 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성하는 상관부 및 상기 생성된 상관 계수에 기반하여 상기 디지털 TV 방송국으로부터의 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하는 디지털 방송 수신 장치를 제공한다.
예시적 실시예들의 또 다른 일측은, 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신하는 단계, 상기 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 단계, 상기 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출하는 단계, 제2 PN 시퀀스를 생성하고, 상기 추출된 제1 PN 시퀀스와 상기 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성하는 단계 및 상기 생성된 상관 계수에 기반하여 상기 디지털 TV 방송국으로부터의 채널을 추정하는 단계를 포함하는 디지털 방송 수신 방법을 제공한다.
예시적 실시예들의 일측에 따르면, DTV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널을 정확히 추정할 수 있다.
예시적 실시예들의 일측에 따르면, PN 코드간의 상관계수를 주파수 영역에서 곱셈을 이용해 산출함으로써, 계산량이 감소된다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 시스템의 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 상환 계수 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 푸리에 변환 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 PN 시퀀스 추출 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 주파수 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 9는 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 시스템을 도시한 도면이다.
디지털 TV 방송국(110)는 DTV 방송 신호를 전송한다. DTV 방송 신호는 디지털 TV 방송국(110)으로부터 디지털 방송 수신 장치(130)로 직접 전송(111)될 수도 있고, 건물(120)등에 반사되어 간접 전송(121)될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 경로(111, 121)를 이용하여 디지털 방송 수신 장치(130)가 DTV 방송 신호를 수신하는 경우를 다중 경로라고 한다.
각 경로(111, 121)를 이용하여 전송되는 DTV 방송 신호는 서로 다른 시간 지연을 가진다. 또한, 각 경로(111, 121)의 특성에 따라 서로 다른 감쇄량을 가진다. 이 경우에, 각 디지털 TV 방송국(110)으로부터 디지털 방송 수신 장치(130)까지의 채널은 채널 임펄스 응답(140)으로 나타낼 수 있다.
채널 임펄스 응답(140)의 가로축은 시간 지연을 나타내고, 세로축은 채널의 각 경로를 이용하여 수신된 신호의 크기를 나타낸다. 도 1에 도시된 채널 임펄스 응답(140)은 DTV 방송 신호가 두 개의 경로(111, 121)를 이용하여 수신되었음을 나타내고, 먼저 수신된 신호의 크기(141)가 나중에 수신된 신호의 크기(142)보다 더 크다는 점을 나타낸다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 시스템의 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다. 도 2의 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 주파수를 나타낸다.
데이터 프레임은 4 심볼(210)의 세그먼트 싱크와 828 심볼(220)의 데이터 영역으로 구분도리 수 있따. 또한, 데이터 프레임은 313개의 세그먼트들을 하나의 그룹으로 할 때 2개 그룹(230, 240)의 세그먼트들을 포함하고 있으며, 각 세그먼트 그룹들(230, 240)은 필드 싱크(250, 260)를 포함하고 있다.
일측에 따르면 필드 싱크(250, 270)는 길이가 511인 PN 시퀀스가 포함된다. 길이가 511인 PN 시퀀스는 채널 등화 및 DTV 심볼 동기를 수행하기 위하여 사용된다.
또한, 데이터 부분(260, 280)에는 길이가 64896으로 일부가 생략된(truncated) 카사미 시퀀스가 4번 반복하여 포함된다. 카사미 시퀀스는 PN 코드의 일종으로서, 일반적으로 데이터 부분(260, 280)에 포함된 카사미 시퀀스는 송신기 식별 부호로 사용되며, 다중 채널을 추정하기 위하여 사용될 수 있다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 디지털 방송 수신 장치는 주파수 다운 변환기(310), VSB 복조기(311), S/P 변환기(312), 푸리에 변환부(320), 신호 추출부(330), 제2 PN 생성부(340), 상관부(341), 평균 계산부(350), 역푸리에 변환부(360) 및 채널 추정부(370)를 포함한다.
주파수 다운 변환기(310)는 디지털 TV 방송국으로부터 수신한 RF 형태의 DTV 방송 신호를 기저대역으로 주파수 다운 변환한다. 일측에 따르면 DTV 방송 신호는 도 2에서 설명한 바와 같이, 길이가 64896인 카사미 시퀀스 및 길이가 511인 PN 시퀀스를 포함할 수 있다. 이하 DTV 방송 신호에 포함된 길이가 64896인 카사미 시퀀스 및 길이가 511인 PN 시퀀스를 간단히 제1 PN 시퀀스라고 정의한다.
VSB 복조기(311)는 디지털 TV 방송국에서 VBS 변조된 제1 PN 시퀀스를 VSB 복조한다.
S/P 변환기(312)는 푸리에 변환이 용이하도록 직렬(Serial)형태로 배열된 제1 PN 시퀀스를 병렬(Parallel)로 변환한다.
푸리에 변환부(320)는 병렬로 배열된 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환한다. 일측에 따르면 푸리에 변환부(320)는 입력의 개수가 2의 거듭제곱(power)인 경우에 최적의 효율을 낼 수 있다.
일측에 따르면 카사미 시퀀스가 제1 PN 시퀀스로 사용되는 경우에, 카사미의 길이는 시퀀스의 길이는 64896로서, 2의 거듭제곱이 아니다. 이 경우에, 푸리에 변환부(320)는 입력으로 사용되는 카사미 시퀀스의 길이가 2의 거듭 제곱이 되도록 '0'을 추가할 수 있다.
일측에 따르면, PN 시퀀스가 제1 PN 시퀀스로 사용되는 경우에, PN 시퀀스의 길이는511로서, 2의 거듭제곱이 아니다. 이 경우에, 푸리에 변환부(320)는 입력으로 사용되는 PN 시퀀스의 길이가 2의 거듭제곱이 되도록 PN 시퀀스에 '0'을 추가할 수 있다.
카사미 시퀀스 및 PN 시퀀스에 '0'을 추가하는 구성에 대해서는 이하 도 5에서 상세히 설명한다.
주파수 변환된 제1 PN 시퀀스는 복소형태로 표현된다. 제1 PN 시퀀스는 시간영역에서 실수 성분만을 가지고 있으므로, 주파수 영역에서 '-'주파수 성분은 잉여 데이터에 해당한다. 따라서, 신호 추출부(330)는 주파수 영역의 제1 PN 시퀀스에서 일부만을 추출하여 잉여 데이터를 제거할 수 있다.
신호 추출부(330)에서 제1 PN 시퀀스의 잉여 데이터가 제거되면 이후 계산 과정에서 잉여 데이터에 대한 연산을 수행할 필요가 없으므로 계산량이 감소한다.
신호 추출부(330)는 주파수 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출한다. 일측에 따르면, 신호 추출부(330)는 주파수 대역에 따라 결정되는 이득을 주파수 변환된 제1 PN 시퀀스에 곱하여 일부를 추출할 수 있다. 도 3에서는 디멀티플렉서(331)가 주파수 변환된 제1 PN 시퀀스를 주파수 대역에 따라 복수의 그룹으로 구분한다. 디멀티플렉서는 '+'주파수 성분을 제1 그룹으로, '0' 주파수 성분을 제2 그룹으로, '-'주파수 성분을 제3 그룹으로 구분할 수 있다. 각 그룹들은 주파수 성분에 따라 결정된 이득(332, 333, 334)과 곱해진다.
예를 들어, 신호 추출부(330)는 '+' 주파수 성분의 크기를 제1 이득을 곱해 제어하고, '0' 주파수 성분(DC 성분)의 크기를 제2 이득을 곱해 제어하고,'-' 주파수 성분의 크기에 제3 이득을 곱해 제어할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 이득은 '0'일 수 있다.
예를 들어, 신호 추출부(330)는 '-' 주파수 성분의 크기에 곱해지는 제3 이득을 '0'으로 결정할 수 있다. 이 경우에, 신호 추출부(330)는 '+' 주파수 성분과 '0' 주파수 성분만을 추출할 수 있다.
멀티플렉서(335)는 이득이 제어된 제1 PN 시퀀스들을 수신한다.
신호 추출부(330)는 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에 이득
Figure 112011080849612-pat00001
를 곱하여 잉여 데이터를 삭제하고, 정보를 가진 일부 데이터만을 추출하는 것으로 생각할 수 있다. 이를 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112011080849612-pat00002

여기서,
Figure 112011080849612-pat00003
는 신호 추출부(330)가 이득을 제어한 제1 PN 시퀀스이고,
Figure 112011080849612-pat00004
은 이득을 제어하기 전의 제1 PN 시퀀스이다.
Figure 112011080849612-pat00005
는 이득이다.
다른 측면에 따르면, 이득
Figure 112011080849612-pat00006
는 주파수에 따른 함수로 정의될 수 있다. 일측에 따르면, 이득
Figure 112011080849612-pat00007
는 하기 수학식 2 또는 수학식 3과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112011080849612-pat00008

[수학식 3]
Figure 112011080849612-pat00009
다른 측면에 따르면, 이득
Figure 112011080849612-pat00010
는 주파수에 따른 함수로 정의될 수 있다. 이득
Figure 112011080849612-pat00011
가 주파수에 따른 함수로 정의되는 구성에 대해서는 이하 도 6에서 설명하기로 한다.
제2 PN 생성부(340)는 제2 PN 시퀀스를 생성한다.
상관부(341)는 신호 추출부(330)에서 추출된 일부의 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스의 상관 계수를 산출한다. 종래의 실시예에 따르면, 상관부(341)는 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스의 선형 상관(Linear Correlation) 방식을 이용하여 상관 계수를 산출하였다. 그러나, 본 발명의 일측에 따르면, 상관부(341)는 순환 상관(Circular Correlation) 방식을 이용하여 상관 계수를 산출할 수 있다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 상환 계수 생성 방법을 도시한 도면이다.
제1 PN 시퀀스(430)는 제2 PN 시퀀스와 순환 상관 방식을 이용하여 상관된다. 순환 상관 방식에서 제1 PN 시퀀스(430)의 각 원소들은 제2 PN 시퀀스의 각 원소들과 곱셈기(431, 432, 433, 434, 435)에서 곱해지고, 덧셈기(440)에서 더해져 상관 계수 c[1]이 생성된다. 제2 PN 시퀀스는 위치가 변동되지 않은 제1 PN 시퀀스와 동일한 시퀀스로서, c[1]은 자기 상관 계수이다.
다음 차례에서 제1 PN 시퀀스(430)의 각 원소들의 위치가 변동된다. 제1 PN시퀀스(430)의 각 원소는 왼쪽으로 한 칸씩 이동하고, 제일 왼쪽에 위치하던 d[1]은 가장 오른쪽으로 이동한다. 위치가 변동된 제1 PN 시퀀스(420)의 각 원소들은 제2 PN 시퀀스의 각 원소들과 곱셈기(431, 432, 433, 434, 435)에서 곱해지고, 덧셈기(440)에서 더해져 상관 계수 c[2]이 생성된다. 제2 PN 시퀀스는 위치가 변동되지 않은 제1 PN 시퀀스와 동일한 시퀀스로서, c[2]은 상호 상관 계수이다.
차례가 지남에 따라서 제1 PN 시퀀스(410)의 각 원소들의 위치가 순차적으로 변동된다. 순차적으로 위치가 변동된 제1 PN 시퀀스(410)의 각 원소들은 제2 PN 시퀀스의 각 원소들과 곱셈기(431, 432, 433, 434, 435)에서 곱해지고, 덧셈기(440)에서 더해져 상관 계수 c[N]이 생성된다. 제2 PN 시퀀스는 위치가 변동되지 않은 제1 PN 시퀀스와 동일한 시퀀스로서, c[N]은 상호 상관 계수이다.
도 4에서는 시간 영역의 순환 상관 방식이 설명되었으나, 실제로는 제1 PN 시퀀스는 주파수 영역이다. 따라서, 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스간의 순환 상관은 주파수 영역에서 수행되며, 이 경우 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스간의 곱셈으로 간단히 수행될 수 있다.
종래의 선형 상관 방식에 따르면, 각 상관 계수를 생성할때마다 N 번의 곱셈이 필요하다. 따라서, N개의 상관 계수를 생성하기 위해서는 N x N 번의 곱셈 연산이 필요하다.
도 2를 참고하면, 디지털 방송 시스템의 데이터 프레임에는 PN 시퀀스의 일종인 카사미 시퀀스가 반복하여 포함된다. 따라서, 도 4에서 설명한 바와 같이 순환 상관 방식으로 상관 계수를 생성해도 선형 상관 방식과는 큰 차이가 없다. 순환 상관 방식을 이용한다면, 시간 영역에서 복잡한 계산을 수행할 필요가 없고, 주파수 영역에서 순환 상관 방식을 이용하여 상관 계수를 생성할 수 있다. 즉, N x N 번의 곱셈 계산이 아니라 N 번만의 계산으로 상관 계수를 생성할 수 있다.
PN 시퀀스는 자기 상관 특성은 매우 크고, 상호 상관 특성은 매우 낮다. 따라서, 자기 상관 계수 c[1]의 크기는 상호 상관 계수 c[2], c[N]에 비하여 상대적으로 크다.
따라서, 상관부(341)는 상관 계수 c[1], c[2], ... c[N] 들을 산출하고, 상관 계수들끼리의 크기를 비교하여 자기 상관 계수 c[1]을 산출할 수 있다.
평균 계산부(350)는 산출된 자기 상관 계수 c[1]을 소정의 횟수 P번만큼 평균할 수 있다. 비교부(351)는 평균을 취한 횟수가 P번인지 비교한다. 만약 평균을 취한 횟수가 P번보다 적다면, 상관 계수의 평균값은 지연부(352)에서 지연되고, 덧셈부(353)에서 다음번 상관 계수와 더해진다.
역푸리에 변환부(360)는 주파수 영역의 상관 계수를 역푸리에 변환하여 시간 영역으로 변환한다. 주파수 영역에서 일부만을 추출한 제1 PN 시퀀스를 이용하여 생성된 상관 계수를 역푸리에 변환하면, 시간 영역에서 실수 성분과 허수 성분을 모두 가진다. 따라서, 실수 성분과 허수 성분을 모두 가진 상관 계수를 이용한다면, 디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널 임펄스 응답을 실수 성분은 물론 허수 성분까지 추정할 수 있다.
종래의 방식에 따르면, 주파수 영역에서 잉여 데이터를 제거하지 않고, 시간영역에서 선형 상관 방식으로 산출된 상관 계수를 힐버트 변환(Hilbert Transform)을 수행하여 실수 성분 및 허수 성분을 생성하고, 생성된 허수 성분을 이용하여 채널의 허수 성분을 추정하였다. 만약 힐버트 변환을 이용하지 않는다면 채널의 허수 성분을 추정할 수 없어, 정확한 추정이 어려웠다.
그러나, 본 발명의 일측에 따라서 주파수 영역에서 잉여 데이터를 제거한다면, 시간 영역으로 변환된 상관계수는 실수 성분 및 허수 성분을 모두 가진다. 따라서, 상관 계수에 대한 힐버트 변환을 수행할 필요없이, 상관 계수의 허수 성분을 이용하여 채널의 허수 성분을 추정할 수 있다.
채널 추정부(370)는 시간 영역으로 변환된 상관 계수의 크기를 산출하여 디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 채널의 임펄스 응답을 추정할 수 있다. 채널의 임펄스 응답을 실수 성분은 물론 허수 성분까지 정확히 추정할 수 있으므로, 종래의 방법에 비하여 계산량이 감소하면서도 정확도가 향상된다.
일측에 따르면, 주파수 영역에서의 일부가 추출된 제1 PN 시퀀스를 이용하여 RF 계측을 수행할 수 있다. 역푸리에 변환부(380)은 주파수 영역에서 일부가 추출된 제1 PN 시퀀스를 시간 영역으로 변환한다. 시간 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스는 SNR, IQ 심볼 데이터, 스펙트럼, 채널 파워 등의 RF 계측을 위하여 사용될 수 있다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 푸리에 변환 방법을 도시한 도면이다.
S/P 변환기(510)는 직렬로 입력된 제1 PN 시퀀스를 병렬로 변환한다. 도 5에서는 제1 PN 시퀀스의 길이가 pN인 실시예가 도시되었다. pN이 2의 거듭제곱이 아닌 경우에, 푸리에 변환부(520)의 변환 효율이 감소할 수 있다. 이 경우에, 푸리에 변환부(520)는 푸리에 변환부(520)의 입력의 개수가 2의 거듭 제곱이 되도록 제1 PN 시퀀스에 '0'을 추가할 수 있다.
도 5에서는 길이가 pN인 제1 PN 시퀀스가 N x P 사이즈의 병렬 시퀀스로 변환 되었다. N x P 사이즈의 병렬 시퀀스 중에서 N개의 시퀀스들(520, 530)이 순차적으로 푸리에 변환된다. N이 2의 거듭제곱이 아닌 경우에, 푸리에 변환부(520)는 입력의 개수가 2의 거듭 제곱이 되도록 '0(521, 531)'을 추가할 수 있다.
추가된 '0(521, 531)'의 개수는 N개의 시퀀스들(520, 530)과 추가된 '0(521, 531)'의 개수의 합이 2의 거듭제곱이 되도록 결정된다.
도 5에서는 병렬로 변환된 PN 시퀀스(520)가 추가된 '0(521)'와 함께 푸리에 변환되고, 병렬로 변환된 PN 시퀀스(530)이 추가된 '0(531)'과 함께 푸리에 변환된다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 PN 시퀀스 추출 방법을 도시한 도면이다.
도 6의 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 각 주파수에 따른 이득
Figure 112011080849612-pat00012
의 크기을 나타낸다. 수학식 1내지 수학식 3에서는 각 주파수에 따라 이득
Figure 112011080849612-pat00013
의 값이 불연속적으로 결정되었으나, 다른 측면에 따르면 주파수에 따른 이득
Figure 112011080849612-pat00014
의 값은 도 6과 같이 연속적으로 결정될 수 있다. 일측에 따르면, 주파수에 따른 이득
Figure 112011080849612-pat00015
의 값은 펄스 쉐이핑 필터(Pulse Shaping Filter)이 이득 곡선을 이용하여 산출될 수 있다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 주파수 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 7의 가로축은 주파수 대역을 나타내고, 세로축은 각 주파수 대역에서 스펙트럼의 세기를 나타낸다. DTV 방송 신호는 ATSC 파일럿 신호(740)를 포함한다.
DTV 방송 신호(710)는 6MHz 대역(730)에 걸쳐 존재하나 종래의 채널 임펄스 추정 방식에 따르면, 일부 주파수 대역(720)만을 추정할 수 있었다. 따라서, 정확한 채널 임펄스를 추정할 수 없다.
그러나, 예시적 실시예에 따르면, 복소 DTV 심볼을 획득할 수 있으므로, 디지털 TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치까지의 복소 채널을 정확히 추정할 수 있다. 따라서, DTV 방송 신호(710)가 존재하는 6MHz 대역(730) 전체에 대하여 채널 임펄스를 정확히 추정할 수 있는 장점이 있다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 디지털 방송 수신 장치(800)는 수신부(810), 푸리에 변환부(820), 신호 추출부(830), 상관부(860), 채널 추정부(870)를 포함한다.
수신부(810)는 디지털 TV 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신한다. 일측에 따르면, 카사미(Kasami) 시퀀스, 베이커(Baker) 코드, 골드(Gold) 시퀀스, 카작(CAZAC) 시퀀스 등이 제1 PN 시퀀스로 사용될 수 있다.
푸리에 변환부(820)는 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환한다. 일측에 따르면, 푸리에 변환부(820)는 고속 푸리에 변환 기법(FFT : Fast Fourier Transform)을 이용하여 푸리에 변환을 수행할 수 있으며, 이 경우 푸리에 변환부(820)의 입력이 2의 거듭제곱이 되어야 효율이 향상된다.
푸리에 변환부(820)는 입력되는 제1 PN 시퀀스의 길이가 2의 거듭제곱이 되도록 '0'를 추가하고, '0'가 추가된 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환할 수 있다.
신호 추출부(830)는 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출한다. 일측에 따르면, 신호 추출부(830)는 '0'과 같거나 크고, '1'보다는 같거나 작도록 결정된 이득
Figure 112011080849612-pat00016
를 상기 제1 PN 시퀀스의 각 원소에 곱하여 제1 PN 시퀀스의 일부를 추출할 수 있다.
일측에 따르면 이득
Figure 112011080849612-pat00017
는 '0'보다 같거나 크고, '1'보다 같거나 작도록 결정될 수 있다. 일측에 따르면, 이득
Figure 112011080849612-pat00018
는 제1 PN 시퀀스의 특정 원소에 대해서는 '0'일 수있다. 이 경우, 대응되는 이득
Figure 112011080849612-pat00019
가 '0'인 제1 PN 시퀀스는 신호 추출부(830)에 의하여 추출되지 못하고, 대응되는 이득
Figure 112011080849612-pat00020
가 '0'보다 큰 값인 제1 PN 시퀀스만이 신호 추출부(830)에 의하여 추출될 수 있다.
일측에 따르면 그룹핑부(840)는 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스의 각 원소들을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다. PN 추출부(850)는 특정 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스의 원소들에 대해서는 '0'인 이득
Figure 112011080849612-pat00021
를 곱하고, 다른 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스의 원소들에 대해서는 '0'이 아닌 이득
Figure 112011080849612-pat00022
를 곱해 제1 PN 시퀀스의 일부를 추출할 수 있다.
일측에 따르면 이득
Figure 112011080849612-pat00023
는 펄스 쉐이핑 필터의 이득을 이용하여 정의될 수 도 있다.
상관부(860)는 제2 PN 시퀀스를 생성하고, 추출된 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성한다. 일측에 따르면 상관부(860)는 순환 상관 방식을 이용하여 상관 계수를 생성할 수 있다.
채널 추정부(870)는 생성된 상관 계수에 기반하여 디지털TV 방송국으로부터 디지털 방송 수신 장치(800)까지의 채널 임펄스 응답을 추정한다. 일측에 따르면, 채널 추정부(870)는 상관 계수를 시간에 대하여 평균하고, 상관 계수의 시간에 대한 평균값을 시간 영역으로 변환할 수 있다. 채널 추정부(870)는 시간 영역으로 변환된 상관 계수의 시간에 대한 평균값에 기반하여 채널을 추정할 수 있다.
도 9는 예시적 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(910)에서 디지털 방송 수신 장치는 디지털 TV 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신한다. 일측에 따르면, 카사미(Kasami) 시퀀스, 베이커(Baker) 코드, 골드(Gold) 시퀀스, 카작(CAZAC) 시퀀스 등이 제1 PN 시퀀스로 사용될 수 있다.
단계(920)에서 디지털 방송 수신 장치는 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환한다. 일측에 따르면, 디지털 방송 수신 장치는 고속 푸리에 변환 기법(FFT : Fast Fourier Transform)을 이용하여 푸리에 변환을 수행할 수 있으며, 이 경우 디지털 방송 수신 장치는 푸리에 변환되는 제1 PN 시퀀스의 길이가 2의 거듭제곱이 되도록 '0'를 추가하고, '0'가 추가된 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환할 수 있다.
단계(930)에서 디지털 방송 수신 장치는 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스의 각 원소들을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.
또한, 단계(940)에서 디지털 방송 수신 장치는 특정 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스의 원소들에 대해서는 '0'인 이득
Figure 112011080849612-pat00024
를 곱하고, 다른 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스의 원소들에 대해서는 '0'이 아닌 이득
Figure 112011080849612-pat00025
를 곱해 제1 PN 시퀀스의 일부를 추출할 수 있다. 일측에 따르면 이득
Figure 112011080849612-pat00026
는 펄스 쉐이핑 필터의 이득을 이용하여 정의될 수 도 있다.
단계(950)에서, 디지털 방송 수신 장치는 제2 PN 시퀀스를 생성하고, 추출된 제1 PN 시퀀스와 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성한다. 일측에 따르면 상관부(860)는 순환 상관 방식을 이용하여 상관 계수를 생성할 수 있다.
단계(960)에서, 디지털 방송 수신 장치는 상관 계수를 시간에 대하여 평균하고, 단계(970)에서 상관 계수의 시간에 대한 평균값을 시간 영역으로 변환할 수 있다. 디지털 방송 수신 장치는 단계(980)에서 시간 영역으로 변환된 상관 계수의 시간에 대한 평균값에 기반하여 채널을 추정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 디지털 TV 방송국
120: 건물
130: 디지털 방송 수신 장치

Claims (15)

  1. 디지털 TV 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신하는 수신부;
    상기 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 푸리에 변환부;
    상기 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출하는 신호 추출부;
    제2 PN 시퀀스를 생성하고, 상기 추출된 제1 PN 시퀀스와 상기 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성하는 상관부; 및
    상기 생성된 상관 계수에 기반하여 상기 디지털 TV 방송국으로부터의 채널을 추정하는 채널 추정부
    를 포함하는 디지털 방송 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PN 시퀀스는 카사미(Kasami) 시퀀스, 베이커(Baker) 코드, 골드(Gold) 시퀀스, 카작(CAZAC) 시퀀스 중에서 적어도 하나를 포함하는 디지털 방송 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상관부는 순환 상관(Circular Correlation) 방식을 이용하여 상기 상관 계수를 생성하는 디지털 방송 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호 추출부는
    '0'과 같거나 크고, '1'보다는 같거나 작도록 결정된 이득을 상기 제1 PN 시퀀스의 각 원소에 곱하여 상기 일부를 추출하는 디지털 방송 수신 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호 추출부는
    상기 제1 PN 시퀀스들을 적어도 복수의 그룹으로 그룹핑하는 그룹핑부; 및
    상기 복수의 그룹들 중의 제1 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스에는 '0'을 곱하여, 상기 복수의 그룹들 중의 제2 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스를 상기 적어도 일부로 추출하는 PN 추출부
    를 포함하는 디지털 방송 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널 추정부는 상기 상관 계수를 시간에 대하여 평균하고, 상기 상관 계수의 시간에 대한 평균값을 시간 영역으로 변환하고, 상기 시간 영역으로 변환된 상관 계수에 기반하여 상기 채널을 추정하는 디지털 방송 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 푸리에 변환부는 상기 제1 PN 시퀀스의 길이가 2의 거듭제곱이 되도록 '0'을 추가하고, 상기 '0'가 추가된 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 디지털 방송 수신 장치.
  8. 디지털 TV 방송국으로부터 제1 PN 시퀀스를 수신하는 단계;
    상기 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 단계;
    상기 주파수 영역으로 변환된 제1 PN 시퀀스에서 적어도 일부를 추출하는 단계;
    제2 PN 시퀀스를 생성하고, 상기 추출된 제1 PN 시퀀스와 상기 제2 PN 시퀀스를 주파수 영역에서 곱하여 상관 계수를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 상관 계수에 기반하여 상기 디지털 TV 방송국으로부터의 채널을 추정하는 단계
    를 포함하는 디지털 방송 수신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 PN 시퀀스는 카사미(Kasami) 시퀀스, 베이커(Baker) 코드, 골드(Gold) 시퀀스, 카작(CAZAC) 시퀀스 중에서 적어도 하나를 포함하는 디지털 방송 수신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상관 계수를 생성하는 단계는 순환 상관(Circular Correlation) 방식을 이용하여 상기 상관 계수를 생성하는 디지털 방송 수신 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 추출하는 단계는
    '0'과 같거나 크고, '1'보다는 같거나 작도록 결정된 상수를 상기 제1 PN 시퀀스의 각 원소에 곱하여 상기 일부를 추출하는 디지털 방송 수신 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 추출하는 단계는
    상기 제1 PN 시퀀스들을 적어도 복수의 그룹으로 그룹핑하고,
    상기 복수의 그룹들 중의 제1 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스에는 '0'을 곱하여 상기 복수의 그룹들 중의 제2 그룹에 포함된 제1 PN 시퀀스를 상기 적어도 일부로 추출하는 디지털 방송 수신 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 채널을 추정하는 단계는 상기 상관 계수를 시간에 대하여 평균하고, 상기 상관 계수의 시간에 대한 평균값을 시간 영역으로 변환하고, 상기 시간 영역으로 변환된 상관 계수에 기반하여 상기 채널을 추정하는 디지털 방송 수신 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 주파수 영역으로 변환하는 단계는 상기 제1 PN 시퀀스의 길이가 2의 거듭 제곱이 되도록 배수가 되도록 '0'을 추가하고, 상기 '0'가 추가된 제1 PN 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 디지털 방송 수신 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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