KR101325088B1 - 디맵퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디맵퍼에 관한 것으로, 채널 보상된 데이터의 크기를 판단하는 평균기와, 상기 평균기의 데이터를 이용하여 양자화하여 출력하는 양자화기와, 상기 양자화기로부터 양자화된 출력값의 최대값이나 최소값을 카운트하는 카운터, 및 상기 카운터로부터 출력되는 비트 수를 줄여주는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디맵퍼{DEMAPPER}

본 발명은 디맵퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 채널 상황 및 입력 데이터에 따라 스스로 판단하여 최적 출력을 결정하는 디맵퍼에 관한 것이다.

일반적으로 디맵퍼(Demapper)는 수신된 데이터를 채널 보상한 뒤에 변조(Modulation)에 따라 각각의 디맵핑 과정을 거친 후에 연판정 비트 수만큼의 적당한 크기를 갖는 채널 디코더 입력을 만들어주는 역할을 한다.

여기서 디맵핑 후에 디맵퍼의 출력을 경판정으로 하지 않고, 연판정을 사용하는 이유는 채널 디코더의 입력으로 연판정 입력을 넣어주는 것이 경판정 입력을 넣어주는 것보다 이론적으로 AWGN 채널에서 2.2dB의 성능 이득이 있기 때문이다.

하지만, 디맵퍼에서 연판정 비트 수를 아무리 늘리더라도 이득이 계속 커지는 것은 아니고, 디맵퍼의 출력 비트수가 일반적인 통신 시스템에서 디맵퍼의 뒤에 위치하는 디인터리버의 메모리 크기를 결정하게 된다. 따라서 디맵퍼를 설계할 때는 성능 저하를 최소화하면서 출력 비트를 적게 내보내는 것에 초점을 맞춘다.

잘 알려진 디맵퍼는 위의 목적을 달성하기 위해 디맵퍼보다 앞서 위치하는 자동이득 조절장치의 기준 이득값에 맞춰서 디맵퍼의 입력으로 들어오는 채널 보상된 데이터의 적정 위치를 미리 계산해 놓았다가 해당 위치로부터 연판정 비트 수만큼을 출력하는 구조를 가지고 있다.

이 방법은 자동이득 조절장치의 기준 이득값에 따라 채널 보상된 데이터의 평균 레벨이 결정된다는 점을 이용한 것으로 채널 조건이 평범한 수준인 경우에 좋은 성능을 기대할 수 있다.

하지만, 채널 조건이 예상치 못한 형태로 변화하거나, 인접 채널 간섭 혹은 동일 채널 간섭 등의 간섭신호가 존재하는 경우에는 디맵퍼의 입력 레벨이 크게 변화할 수 있기 때문에 이럴 경우에 자동이득 조절장치의 기준 레벨만을 가지고 미리 정해놓은 위치에서 디맵퍼 출력을 결정하는 방법을 사용하게 되면 디맵퍼의 출력이 비정상적으로 출력된다.

예를 들어 디맵퍼의 입력이 일반적인 경우보다 크게 들어올 때는 디맵퍼의 출력 대부분이 출력 최대값으로 나가게 될 것이고, 반대로 디맵퍼의 입력이 평소보다 작게 들어오는 경우에는 디맵퍼의 출력 대부분이 0으로 디맵핑되어 출력될 것이다. 이런 경우에는 전체 수신기의 성능 저하를 피할 수 없다.

위와 같은 상황에서 성능 저하폭을 줄이기 위해서는 디맵퍼의 출력 비트 수를 더 늘려서 예상치 못한 채널 상황에 대비한 여유의 비트를 확보해야 하는데, 앞서 언급했듯이 일반적인 통신 시스템에서는 디맵퍼 뒤에 디인터리버가 위치하기 때문에 디인터리버의 메모리가 그만큼 커지게 되므로 좋은 해결책이라고 볼 순 없다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 디인터리버의 메모리 크기를 줄이기 위해 디맵퍼 출력 비트 수를 줄이면서 성능 저하를 최소화하기 위한 채널 상황 및 입력 데이터에 따라 스스로 판단하여 최적 출력을 결정하는 디맵퍼를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디맵퍼는, 채널 보상된 데이터의 크기를 판단하는 평균기와; 상기 평균기의 데이터를 이용하여 양자화 레벨을 결정하고 출력하는 양자화기와; 상기 양자화기로부터 양자화된 출력값의 최대값이나 최소값을 카운트하는 카운터; 및 상기 카운터로부터 출력되는 비트 수를 줄여주는 압축기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 다양한 채널 환경, 인접 채널 간섭, 동일 채널 간섭 등의 간섭신호가 존재하는 환경에서도 디맵퍼가 스스로 적응하여 최적의 출력을 만들어 대부분의 통신시스템에서 응용하여 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 성능 저하를 최소한으로 하면서 디맵퍼의 출력 비트 수를 줄여 디인터리버의 메모리 크기를 줄이거나 동일한 메모리를 사용하더라도 더 우수한 성능을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디맵퍼의 전체 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 디맵퍼의 전체 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 디맵퍼는 일반적인 디맵퍼에서 사용하는 디맵핑 함수블록이외에도 수신되는 데이터의 크기를 판단하는 평균기(100), 디맵핑된 결과를 양자화하여 출력하는 양자화기(101), 양자화된 출력값의 출력 최대값 또는 최소값을 카운트하는 카운터(102), 최종 출력의 비트 수를 줄여주는 압축기(103)로 구성한다.

상기 평균기(100)는 채널 보상된 데이터의 크기가 어느 정도의 크기인지를 판단한다. 보통의 경우는 채널 보상된 데이터의 크기는 디맵퍼보다 앞에 위치하는 자동이득 조절장치의 기준 이득값에 따라 달라지는데, 채널 상황이 일정치 않거나 여러 간섭신호가 존재하는 경우에는 디맵퍼 입력인 채널 보상된 데이터의 크기가 달라질 수 있다.

이러한 경우에도 디맵퍼가 스스로 입력의 크기를 판단하여 출력을 합리적으로 내보내도록 동작하기 위해서 입력의 크기를 계산하여 뒤의 양자화기에 알려준다.

상기 양자화기(101)는 디맵퍼의 입력과 출력으로부터 계산된 정보를 이용하여 현재 채널 상황에 적합한 양자화 레벨을 계산해주면 그 값을 기준으로 출력 비트 수가 가질 수 있는 개수만큼을 구간별로 나누어 입력에 따른 출력 비트를 결정해주는 역할을 한다.

상기 카운터(102)는 양자화기의 출력에서 최대값과 최소값이 나오는 개수를 카운트하여 양자화기 최대값을 설정하도록 한다.

디맵퍼의 입력인 채널 보상된 데이터의 절대값 평균이 동일하더라도 분산값에 따라 디맵퍼의 출력이 과다하게 최대값이나 최소값으로 치우치는 경우가 생기는 경우가 있기 때문에, 양자화기의 출력에서 최대값이나 최소값을 각각 카운트하였다가 두 값의 비율이 미리 정해놓은 적정한 비율을 벗어나는 경우에 다시 적정 비율로 출력되도록 양자화기의 레벨을 조정하는 역할을 한다.

상기 압축기(103)는 성능을 적게 떨어뜨리면서 출력 비트 수를 줄임으로써 디인터리버 내부의 메모리 크기를 줄여주기 위한 역할을 한다.

양자화기의 출력으로 나오는 샘플의 가지수는 출력 비트 수에 따라 결정되는데 모든 샘플의 출력 빈도수는 동일하지 않다는 점을 이용한다.

여기서, 상기 압축기(103)는 양자화기(101)의 출력으로 나오는 샘플들 중에 출력 비중이 높은 샘플들과 그렇지 않은 샘플들로 나눈 뒤에 출력 비중이 낮은 샘플들을 근처의 비중이 높은 샘플들로 바꿔주는 동작을 한다.

비중이 높은 샘플의 개수를 몇 개로 정하느냐에 따라 최종 출력 비트 수를 변경할 수 있다. 우선 순위가 높은 샘플로 바꿔준 데이터는 더 적은 비트 수만으로도 표현이 가능하기 때문에 디맵퍼의 출력 비트 수가 줄어들게 되고, 줄어든 비트 수만큼 디인터리버의 메모리 크기가 줄어드는 이득을 얻을 수 있게 된다.

이러한 과정으로 최종 출력 비트 수를 줄인 다음에는 채널 디코더의 입력에서 다시 비트 수를 원복시켜주는 동작이 추가되어야 한다. 적은 비트수로 표현된 데이터는 채널 디코더의 입력에서 다시 우선순위가 높았던 원래의 디맵퍼 출력으로 복원시켜준다.

디맵퍼 출력과 채널 디코더 입력에서 복원된 데이터를 비교해보면, 우선 순위가 높은 값들은 모두 원래의 값으로 복원이 되고 우선 순위가 낮은 데이터들만 근처의 우선 순위가 높은 데이터로 대체되기 때문에 출력 비트 축소에 따른 성능저하를 최소로 줄일 수가 있게 된다.

본 발명의 디맵퍼의 동작을 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 평균기(100)는 현재 수신되는 데이터의 크기가 어느 정도인지를 판단하여 양자화기(101)에 알려주면 양자화기는 해당 정보를 이용하여 양자화 레벨을 결정하고 출력을 내보낸다.

그러면 카운터(102)가 출력되는 신호들이 적정한 값들을 가지고 있는지를 다시 한번 판단하여 결과를 양자화기(101)에게 피드백하여 알려준다.

양자화기(101)는 다시 카운터(102)로부터 받은 정보를 이용하여 다시 한번 양자화 레벨을 조정한다. 이 과정은 신호를 수신하는 동안에 연속적으로 이루어지며 채널이 변하더라도 계속해서 최적의 출력을 따라갈 수 있도록 한다.

상기 카운터(102)의 출력되는 신호를 압축기(103)를 통해 성능을 적게 떨어뜨리면서 출력 비트 수를 줄여 디인터리버 내부의 메모리 크기를 줄여준다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 평균기 101 : 양자회기
102 : 카운터 103 : 압축기

Claims (1)

1. 채널 보상된 데이터의 크기를 판단하는 평균기와;
   상기 평균기의 데이터를 이용하여 양자화 레벨을 결정하고 출력하는 양자화기와;
   상기 양자화기로부터 양자화된 출력값의 최대값이나 최소값을 카운트하는 카운터; 및
   상기 카운터로부터 출력되는 비트 수를 줄여주는 압축기;를 포함하되,
   상기 카운터는 출력되는 신호들이 적정한 값들을 가지고 있는지를 판단하여 결과를 상기 양자화기에게 피드백하여 알려주는 것을 특징으로 하는 디맵퍼.

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