KR101525052B1 - 오에프디엠 시스템에서 주파수 검색 속도 향상을 위한 장치및 방법 - Google Patents

오에프디엠 시스템에서 주파수 검색 속도 향상을 위한 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

OFDM 시스템의 수신기에서 주파수 검색 방법에 있어서, 상기 방법은 전체 주파수 대역 중 소정 주파수 대역의 신호에 대해 제 1 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과 상기 제 1 로우 패스 필터링을 수행한 신호에서 모드가 검출되는 경우, 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하는 과정과 상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역 각각에 대해 제 2 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행한 신호의 세기를 측정하는 과정과 상기 측정한 신호의 세기가 임계 값 이상인 주파수 대역에 대해 동기화를 수행하는 과정을 포함한다.
OFDM, 주파수 검색 속도, 인접 채널, LPF.

Description

오에프디엠 시스템에서 주파수 검색 속도 향상을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FREQUENCY SCAN SPEED IN OFDM SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템, 특히 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 통신시스템에서 주파수 검색 속도를 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 사용하는 시스템에서 원하는 신호를 검색하기 위해서는 전체 주파수 대역에 대한 검색이 필요하다. 원하는 신호를 검색하기 위해서는 매번 전체 주파수 대역에 대한 신호 검색을 수행해야 하고 이는 오랜 시간을 필요로 한다.
DVB-H(Digital Video Broadcasting - Handheld)의 경우, UHF(Ultra High Frequency) 대역에 51개의 채널(주파수)이 할당되어 있으며 검색을 위해서는 51번의 주파수 검색이 필요하다. 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 경우에는 VHF(Very High Frequency)대역에 41개 및 L-대역에서 16개의 채널이 할당 되 어있고 이 또한 모든 채널에 대해 주파수 검색을 수행해야 한다.
원하는 신호 검색을 위해서는 해당 주파수로 RF 튠(Radio Frequency Tune)을 수행하고 동기화 과정을 수행해야 한다. 하지만, 전체 주파수 대역에 대해 RF 튠 및 동기화 과정을 수행하는 것은 긴 시간을 필요로 하는 문제점이 있다.
따라서, 전체 주파수 대역에 대한 RF 튜닝 없이 고속으로 검색한 가능한 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 주파수 검색 속도 향상을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 OFDM 시스템에서 전 채널에 대한 해당 주파수 대역 검색 시에 검색 횟수를 줄임으로써 보다 빠른 서비스가 가능한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, OFDM 시스템의 수신기에서 주파수 검색 방법에 있어서, 상기 방법은 전체 주파수 대역 중 소정 주파수 대역의 신호에 대해 제 1 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과 상기 제 1 로우 패스 필터링을 수행한 신호에서 모드가 검출되는 경우 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하는 과정과 상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역 각각에 대해 제 2 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행한 신호의 세기를 측정하는 과정과 상기 측정한 신호의 세기가 임계 값 이상인 주파수 대역에 대해 동기화를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, OFDM 시스템에서 주파수 검색을 수행하는 수신기의 장치에 있어서, 상기 장치는 제 1 로우 패스 필터링 및 제 2 로우 패스 필터링을 수행하는 로우 패스 필터와, 상기 로우 패스 필터를 이용하여, 전체 주파수 대역 중 소정 주파수 대역의 신호에 대해 제 1 로우 패스 필터링을 수행하고, 상기 제 1 로우 패스 필터링을 수행한 신호에서 모드가 검출되는 경우, 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하고, 상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역 각각에 대해 제 2 로우 패스 필터링을 수행하고, 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행한 신호의 세기를 측정하고, 상기 측정한 신호의 세기가 임계 값 이상인 주파수 대역에 대해 동기화를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 OFDM 방식의 시스템에서 전 주파수 대역에 대한 주파수 검색 시에 검색 횟수를 줄임으로써 보다 빠른 서비스가 가능한 이점이 있다
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 OFDM 시스템에서 주파수 검색 속도 향상을 위한 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
OFDM 시스템에서 동기화를 위해서는 FFT 크기 획득 및 가드 인터벌 검사(Guard interval check) 과정이 필수적이고 이러한 과정을 모드 검출 과정이라 한다. 상기 모드 검출 과정은 동기화를 위한 기본 파라미터 획득이 목적이며, 이외에도 대략적인 심볼 타이밍을 획득하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
DVB의 경우 모드 검출 시에 FFT 크기와 GI길이 종류에 따라 12가지의 조합 중 현재 모드의 파라미터를 획득하기 위해 블라인드 검출(blind detection)을 수행 한다.
주파수 검색을 위해서 하나의 주파수 대역에서 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 먼저 검사하는 방식만을 도입할 경우 옆 주파수 대역에 신호가 포함되어 있는지에 대해서는 알 수 있는 방법이 없으므로, 동시에 3개의 주파수 대역의 신호 유무에 대한 확인이 불가능하다. 하지만, 심볼의 자기 상관(auto correlation) 특성을 이용하면, 인접 주파수 대역의 신호유무 확인이 가능하므로 로우 패스 필터(LPF:Low Pass Filter)의 조정만으로 동시에 3개의 주파수 대역의 신호 검색이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 검색 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 이전의 모든 주파수 대역에 대한 검색 대신에, 본 발명은 GI 구간과 데이터 샘플 사이에 존재하는 코릴레이션(correlation) 특성을 이용한다. 그리고, 본 발명은 RF의 로우 패스 필터의 대역폭을 넓혀서 옆 주파수 대역의 신호가 일부 들어오게 하고, 이를 이용하여 옆 주파수 대역에 신호가 존재하는지를 검사하고, 존재하는 경우 옆 주파수 대역의 일부 신호를 이용하여 주파수 검색을 수행한다.
일반적으로 로우 패스 필터의 대역폭을 넓힐 경우, 인접 채널(주파수) 잡음(ACI:adjacent channel interference)이 원 신호에 영향을 줄 수 있다. 하지만 본 발명은 인접 주파수 대역의 신호를 동시에 이용하여 주파수 대역 검색 횟수를 줄인다. 본 발명에서 로우 패스 필터는 대역 폭의 제어가 가능한 필터이다.
다시 설명하면, 본 발명은 RF의 로우 패스 필터의 대역폭을 조정함으로써 한번에 3개의 주파수 대역에 대한 동시 검색을 가능하게 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모드 검출 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 최초 검색의 경우에 3개 주파수(3N)에 대한 검색을 동시에 가능하게 하기 위하여 상기 도 1에서와 같이 로우 패스필터의 대역폭을 넓힌다(210 단계). 이후의 과정은 모드 검출 유무에 따라 하기와 같이 진행된다.
상기 로우 패스 필터의 대역폭을 넓힌 후 중심 주파수 대역(3N의 대역)에서 모드 검출이 되지 않는 경우(215 단계), 모드 검출을 종료하고 다음 중심 주파수 대역(N 값을 1 증가함. N=N+1)으로 RF를 튜닝하고(220 단계). 상기 다음 중심 주파수 대역에서 모드 검출 과정을 수행한다(210 단계).
상기 중심 주파수 대역에서 모드 검출이 된 경우(215 단계), 상기 로우 패스 필터의 대역폭을 정상상태로 줄인 다음 해당 주파수 대역(3N의 중심 주파수 대역)에서 RSSI가 임계 값(신호를 수신하기 위한 최소 신호 값)이상이면(225 단계) 동기화 과정을 수행한다(230 단계). 동기화 과정에서 로우 패스 필터를 정상상태로 줄이지 않은 경우라면 로우 패스 필터를 정상상태로 줄인다. 이후, 다음 주파수 대역(3N+1)대역으로 RF 튜닝을 수행한다(235 단계).
만약, 상기 RSSI가 임계값보다 작은 경우(225 단계), 다음 주파수 대역(3N+1)으로 RF를 튜닝하고 로우 패스 필터를 정상상태로 줄인 다음(로우 패스 필 터를 정상상태로 줄이지 않은 경우)(235 단계), 해당 주파수 대역에서 RSSI를 측정한다.
만약, RSSI가 상기 임계 값 이상이면(240 단계) 해당 주파수 대역(3N+1)에서 동기화 과정을 수행한다(245 단계). 동기화 과정에서 로우 패스 필터를 정상상태로 줄이지 않은 경우라면 로우 패스 필터를 정상상태로 줄인다. 이후, 상기 중심 주파수 대역의 이전 주파수 대역(3N-1)대역으로 RF 튜닝을 수행한다(250 단계).
만약, RSSI가 상기 임계 값보다 작은 경우(240 단계), 상기 중심 주파수 대역의 이전 주파수 대역(3N-1)으로 RF를 튜닝하고 로우 패스 필터를 정상상태로 줄인 다음(로우 패스 필터를 정상상태로 줄이지 않은 경우)(250 단계), 해당 대역에서 RSSI를 측정한다.
만약, RSSI가 상기 임계 값 이상이면(255 단계) 해당 주파수 대역(3N-1)에서 동기화 과정을 수행한다(260 단계). 동기화 과정에서 로우 패스 필터를 정상상태로 줄이지 않은 경우라면 로우 패스 필터를 정상상태로 줄인다. 이후, 다음 중심 주파수 대역(N 값을 1 증가함. N=N+1)으로 RF를 튜닝하는 과정 수행하여(220 단계), 전체 주파수 대역에 대한 검색을 마칠 때 까지 반복한다.
만약, RSSI가 상기 임계 값 보다 작은 경우(255 단계), 다음 중심 주파수 대역(N 값을 1 증가함. N=N+1)으로 RF를 튜닝하는 과정 수행하여(220 단계), 전체 주파수 대역에 대한 검색을 마칠 때 까지 반복한다.
상기 도 2의 과정을 다시 설명하면 모드 검출이 된 경우, 도 3에서와 같이 F2, F3, F1 순서로 RSSI 검출 과정이 수행된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 수신기는 통신모뎀(410), 제어부(420), 저장부(430), 검색제어부(440)로 구성된다.
상기 통신 모뎀(410)는 신호를 수신하기 위한 모듈로서, 무선처리부 및 기저대역처리부 등을 포함하여 구성된다. 상기 무선처리부는 안테나를 통해 수신되는 신호를 기저대역신호로 변경하여 상기 기저대역처리부로 제공한다. 상기 통신 모뎀에(410)는 본 발명의 로우 패스 필터가 포함된다. 상기 기저대역처리부는 처리한 데이터를 상기 제어부(420)로 제공한다.
상기 제어부(420)는 상기 수신기의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 검색제어부(440)를 제어신호를 이용하여 제어한다.
상기 저장부(430)는 상기 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 프로그램 수행 중 발생하는 일시적인 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.
상기 검색제어부(440)는 전술한 모드 검출 과정을 수행한다. 상기 제어부(420)은 상기 제어 신호를 이용하여 상기 로우 패스 필터의 대역폭을 조절하고, 상기 대역폭을 대역폭을 넓힌 상태에서 모드 검출을 수행하고, 상기 모드가 검출된 경우 상기 대역폭을 정상으로 줄인 다음 해당 주파수 대역에서 RSSI를 검사하고,상기 RSSI가 임계 값보다 큰 경우 동기화 과정을 수행한다.
상술한 블록 구성에서, 상기 제어부(420)는 상기 검색제어부(440)의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 실제로 제품을 구현하는 경우에 상기 검색제어부(440)의 기능 모두를 상기 제어부(420)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 상기 기능 중 일부만을 상기 제어부(420)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 성능을 도시한 그래프이다.
상기 도 5를 참조하면, DVB-H 서비스에 할당된 UHF 대역 (470 ~ 878 MHz) 51개 채널에서의 모의 실험 결과이다. 상기 모의 실험 결과에서와 같이 채널 할당수가 작을 경우, 50%이상의 스캐닝 횟수 감소 효과가 있으며 동일 망 내에서 대략 절반 이상의 채널이 사용될 경우에 오히려 횟수가 늘어남을 확인 할 수 있다. 오리진(origin)의 기존의 검색 방법을 사용하는 경우이다.
하지만 SFN(Single Frequency Network)의 특성상 하나의 망에 한 개의 주파수로 서비스를 제공 하는 경우가 대부분이며, 여러 사업자가 주파수를 나누어 이용할 경우 (이탈리아 H3G, TIM, Voda) 에도 한 지역에 2개 이상은 사용되지 않는다.
하지만, UHF 대역이 기존 DVB (유럽향 DTV 표준)가 사용하는 영역이므로, DVB 신호가 검출되는 경우를 고려한다 하더라도 7개 채널을 넘지 않는다. 예를 든 이탈리아의 경우가 가장 최악의 경우이며 이 경우에도 최대 7개 채널이 검색되며 이때라 하더라도 36% 이상의 주파수 검색횟수를 줄일 수 있다. OFDM 방식을 사용하고 있는 한국의 지상파 DMB의 경우에도, 수도권의 경우 35%, 지방의 경우 53%의 주파수 검색 횟수 감소 효과가 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 검색 방식을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모드 검출 과정을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모드 검출 시의 검색 순서를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록 구성을 도시한 도면, 및,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 성능을 도시한 그래프.

Claims (10)

  1. OFDM 시스템의 수신기에서 주파수 검색 방법에 있어서,
    전체 주파수 대역 중 소정 주파수 대역의 신호에 대해 제 1 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과,
    상기 제 1 로우 패스 필터링을 수행한 신호에서 모드가 검출되는 경우, 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하는 과정과,
    상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역 각각에 대해 제 2 로우 패스 필터링을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행한 신호의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 측정한 신호의 세기가 임계 값 이상인 주파수 대역에 대해 동기화를 수행하는 과정을 포함하고,
    상기 소정 주파수 대역은,
    상기 제 2 로우 패스 필터링을 위해 정해진 주파수 대역을 3배로 확장한 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 신호의 세기는 RSSI(Received Signal Strength Indication)인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하는 과정은,
    상기 제 1 로우 패스 필터링을 위한 주파수 대역의 1/3을 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 하나의 주파수 대역으로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역은 연속적인 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. OFDM 시스템에서 주파수 검색을 수행하는 수신기의 장치에 있어서,
    제 1 로우 패스 필터링 및 제 2 로우 패스 필터링을 수행하는 로우 패스 필터와,
    상기 로우 패스 필터를 이용하여, 전체 주파수 대역 중 소정 주파수 대역의 신호에 대해 제 1 로우 패스 필터링을 수행하고, 상기 제 1 로우 패스 필터링을 수행한 신호에서 모드가 검출되는 경우, 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정하고, 상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역 각각에 대해 제 2 로우 패스 필터링을 수행하고, 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행한 신호의 세기를 측정하고, 상기 측정한 신호의 세기가 임계 값 이상인 주파수 대역에 대해 동기화를 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 소정 주파수 대역은, 상기 제 2 로우 패스 필터링을 위해 정해진 주파수 대역을 3배로 확장한 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 신호의 세기는 RSSI(Received Signal Strength Indication)인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 적어도 하나의 주파수 대역을 결정할 시,
    상기 제 1 로우 패스 필터링을 위한 주파수 대역의 1/3을 상기 제 2 로우 패스 필터링을 수행할 하나의 주파수 대역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 결정한 적어도 하나의 주파수 대역은 연속적인 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10322307A (ja) * 1997-05-21 1998-12-04 Sanyo Electric Co Ltd Ofdm信号受信機
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