KR101540359B1 - 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 ｏｆｄｍ 수신기 및 그 데이터 처리 방법 - Google Patents

상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 ｏｆｄｍ 수신기 및 그 데이터 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 일실시예의 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법에 따르면, 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위해 요구되는 메모리를 공유하는 것에 의해 하나의 메모리만을 이용하여 처리할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 OFDM 수신기는, 직렬로 입력되는 데이터를 저장하여 병렬로 출력하는 저장부; 보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 상관기; 및 상기 저장부의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환부;를 포함하되, 상기 상관기는, 상기 저장부로 입력되는 보호 구간 데이터와 상기 저장부로부터 버려지는 보호 구간 데이터를 이용하여 상관값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

Description

상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 ＯＦＤＭ 수신기 및 그 데이터 처리 방법{OFDM RECEIVER THAT CAN SHARE MEMERY FOR CALCULATION OF CORRELATION VALUE AND FAST FOURIER TRANSFORM AND DATA PROCESSING METHOD THEREFOR}
본 발명은 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 하나의 메모리의 공유에 의해 수행할 수 있는 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보호 구간 데이터를 판별하기 위한 상관값을 연산하는 상관기와 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환부가 동일한 메모리를 이용하는 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법에 관한 것이다.
일반적인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 직교 주파수 분할 다중) 시스템에서는, 채널 부분의 노이즈(Gaussian Noise)와 반사파(Multi-path echo)의 영향을 감소시키기 위해 송신기의 역고속 푸리에 변환부에서 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) 후, 출력 뒷부분을 복사하여 앞 부분에 붙이는 것에 의해 보호 구간(Guard Interval, GI)을 형성하게 된다. 대부분의 모든 OFDM 방식은 이 보호 구간을 이용하여 버퍼 구간을 만들며 이 버퍼의 크기는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)의 전체 길이를 1로 정의할 때 이에 대한 분수로 표현하게 된다. 예로 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 등과 같이 버퍼 구간을 정의하게 된다.
OFDM 수신기에서는 OFDM 심볼의 보호 구간 데이터의 상관성을 이용하여, 심볼(Symbol) 동기를 획득한다. 보호 구간 데이터의 상관성을 얻기 위하여, 고속 푸리에 변환을 수행하는 길이 만큼의 메모리를 필요로 하고, 이를 통해 획득한 심볼 동기를 바탕으로 고속 푸리에 변환 구간만큼을 직렬 데이터를 병렬화(serial to parallel)하여 고속 푸리에 변환을 수행한다. 이때 병렬화를 위한 고속 푸리에 변환 구간만큼의 메모리가 추가적으로 필요하게 된다.
OFDM 수신기에서 메모리의 추가는, 하나의 반도체 칩으로 구현시 칩 사이즈의 증가 및 비용의 증가를 수반하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위해 요구되는 메모리를 공유하는 것에 의해 하나의 메모리만을 이용하는 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기는, 직렬로 입력되는 데이터를 저장하여 병렬로 출력하는 저장부; 보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 상관기; 및 상기 저장부의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환부;를 포함한다. 상기 상관기는, 상기 저장부로 입력되는 데이터와 상기 저장부로부터 버려지는 데이터를 이용하여 상관값을 산출하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 저장부는, 상기 고속 푸리에 변환부에서 고속 푸리에 변환을 수행하는 크기 만큼의 데이터를 저장하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 고속 푸리에 변환부는, 상기 상관값이 일정값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행한다.
또한, 본 발명의 OFDM 수신기는, 유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터를 수신하되, 상기 유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터 모두가 상기 저장부로 입력되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기의 데이터 처리 방법은, (a) 직렬로 입력되는 데이터를 저장부에 저장하고 병렬로 출력하는 단계; (b) 보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 단계; 및 (c) 상기 저장부의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계;를 포함한다. 상기 (b) 단계는, 상기 저장부로 입력되는 데이터와 상기 저장부로부터 버려지는 데이터를 이용하여 상관값을 산출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (c) 단계는, 상기 (b) 단계에서 산출된 상기 상관값이 일정값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법에 따르면, 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위해 요구되는 메모리를 공유하는 것에 의해 하나의 메모리만을 이용하여 처리할 수 있다.
도 1은 종래의 OFDM 수신기의 구성도.
도 2는 일반적인 상관기의 구성도.
도 3은 종래의 상관기 및 고속 푸리에 변환부의 동작 설명도.
도 4는 저장부의 기능 설명도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기의 구성도.
도 6은 본 발명의 OFDM 수신기의 동작 설명도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기의 데이터 처리 방법의 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 OFDM 수신기 및 그 데이터 처리 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
도 1은 종래의 OFDM 수신기(100)의 구성도를 나타낸다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 OFDM 수신기(100)는 보호 구간 데이터(A, A')의 판별을 위한 상관값을 산출하는 상관기(Correlator, 110), 상관기용 메모리(140), 직렬로 입력되는 데이터를 저장하여 병렬로 출력하는 저장부(120) 및 저장부(120)의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환부(130)를 포함한다. 즉, 고속 푸리에 변환부(130)는 저장부(120)로부터 병렬로 출력되는 블록(Block) 단위의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행한다. 이때, 상관기(110)와 고속 푸리에 변환부(130)가 별도의 메모리인 상관기용 메모리(140) 및 저장부(120)를 각각 이용하게 된다.
도 2는 일반적인 상관기(110)의 구성도이다. 일반적으로 상관기(110)는, 입력되는 데이터를 지연 모듈(111)에서 일정 구간 지연시킨 데이터와 지연이 없는 원 입력 데이터를 컨벌루션 모듈(112)에서 컨벌루션(Convolution)을 실시한 후, 이동 평균 산출 모듈(113)에서 이동 평균값을 산출하는 것에 의해 상관값을 산출하게 된다.
도 3은 종래의 상관기(110) 및 고속 푸리에 변환부(130)의 동작 설명도이다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 OFDM 수신기(100)는 실제 방송 또는 통신 정보를 포함하고 있는 데이터, 즉 OFDM 유효 심볼 구간 데이터인 유효 데이터(B)와 유효 데이터(B)의 전후에 배치된 보호 구간(Guard Interval) 데이터(A, A')를 함께 수신한다. 상관기(110)는 지연 모듈(111)에서 고속 푸리에 변환을 위한 크기 만큼의 메모리를 필요로 하며, 고속 푸리에 변환부(130)에서 또한 고속 푸리에 변환을 위한 크기 만큼의 메모리를 필요로 한다. 상관기(110)는 심볼(Symbol)의 시작 위치(도 3에서는 A와 B의 사이)를 찾고, 유효 데이터(B)와 보호 구간 데이터(A, A') 중 하나의 데이터만큼(A+B 또는 B+A')을 저장부(120)로 순차적으로 입력하게 된다. 즉, 저장부(120)로 입력 시, 보호 구간 데이터(A, A') 중 하나(A)는 버린다.
도 4는 저장부(120)의 기능 설명도이다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 저장부(120)는 입력 데이터가 순차적(serial)으로 입력되며, 고속 푸리에 변환을 위한 크기(Size) 만큼의 데이터가 쌓일 경우, 고속 푸리에 변환을 수행하는 단순한 버퍼(buffer) 역할을 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상관값 연산 및 고속 푸리에 변환을 위한 메모리 공유가 가능한 OFDM 수신기(200)의 구성도이다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기(200)는, 상관기(210), 저장부(220) 및 고속 푸리에 변환부(230)를 포함한다.
본 발명의 OFDM 수신기(200)는 실제 방송 또는 통신 정보를 포함하고 있는 데이터, 즉 OFDM 유효 심볼 구간 데이터인 유효 데이터(B)와 보호 구간 데이터(Guard Interval, GI, A, A')를 함께 수신한다. 즉, 본 발명의 OFDM 수신기(200)는, 유효 데이터(B)와 유효 데이터(B)의 전후에 배치된 보호 구간 데이터(A, A')를 함께 수신하고, 유효 데이터(B)와 유효 데이터(B)의 전후에 배치된 보호 구간 데이터(A, A') 모두가 저장부(220)로 입력되게 된다.
본 발명의 저장부(220)는, OFDM 수신기(200)로 직렬로 입력되는 데이터를 저장하여 일정 구간의 데이터를 병렬로 한꺼번에 출력하는 시리얼 투 패러럴 컨버터(Serial-to-Pararell Converter) 역할을 한다. 바람직하게는 저장부(220)는 고속 푸리에 변환부(230)에서 고속 푸리에 변환을 수행하는 크기 만큼의 데이터를 저장한다.
또한, 상관기(210)는 저장부(220)의 데이터를 이용하여 보호 구간 데이터(A, A')의 판별을 위한 상관값을 산출한다. 구체적으로 상관기(210)는, 저장부(220)의 저장 크기를 초과하는 까닭에 먼저 저장부(200)에 입력된 순서대로, 저장부(220)로부터 버려지는 데이터와 저장부(220)로 입력되는 데이터를 이용하여 상관값을 산출한다.
고속 푸리에 변환부(230)는 저장부(220)의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행한다. 즉, 고속 푸리에 변환부(230)는 병렬로 출력되는 블록 단위의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행한다. 구체적으로, 고속 푸리에 변환부(230)는, 상관기(210)에서 산출된 상관값이 일정값 이상인 경우, 저장부(220)의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하게 된다.
도 6은 본 발명의 OFDM 수신기(200)의 동작 설명도이다. 도 6에 의해 본 발명의 OFDM 수신기(200)의 동작을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 저장부(220)에서는 동기화된 OFDM 데이터가 순차적(serial)으로 입력되며, 고속 푸리에 변환을 수행할 만큼의 데이터가 쌓일 경우, 고속 푸리에 변환을 수행한다. 이때, 본 발명의 저장부(220)는 단순히 버퍼(buffer) 역할을 하는데 그치지 않고, 상관값을 산출할 수 있도록 한다. 또한, 저장부(220)로 입력되는 데이터 및 저장부(220)에 저장되는 데이터는 블록 단위로 처리된다.
본 발명의 OFDM 수신기(200)는 상관값을 미리 산출하지 않았으므로, 저장부(220)에는 버려지는 데이터 없이 (A+B+A') 데이터가 입력된다. 이때, 저장부(220)의 고속 푸리에 변환 크기 이상의 데이터는 저장부(220)의 방금 입력된 데이터와 함께 상관값을 산출하는 데 사용되고, 상관성을 찾을 수 있다. 이때, 상관값 산출에 사용되는 데이터는 블록 단위로 이루어지며, 블록 단위의 데이터는 (1/n×보호 구간 데이터 길이) 내지 (1×보호 구간 데이터 길이)로 정의한다.
도 6과 같이 처음에는 유효 데이터(B) 이전의 보호 구간 데이터(A)가 입력되며, 다음으로 유효 데이터(B)가 입력된다. 저장부(200)의 메모리 크기는 A+B의 크기이므로, 유효 데이터(B) 이후의 보호 구간 데이터(A')가 순차적으로 입력될 때에는 맨 처음 입력된 A의 데이터가 순차적으로 밀리게 되어 버려지게 되며, 버려지는 A의 데이터는 입력되는 A' 데이터와 상관값 산출에 사용되게 된다. 도 6의 마지막 결과는 상관값 연산 결과이며, 최대값의 위치에서 저장부에는 B+A' 데이터가 남게 되며, 이는 종래의 OFDM 수신기(200)의 결과와 같다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기(200)의 데이터 처리 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기의 데이터 처리 방법은, 직렬로 입력되는 데이터를 저장부(220)에 저장하고 병렬로 출력하는 단계(S10), 보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 단계(S20) 및 S10 단계에서 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계(S30)를 포함한다.
구체적으로 S20 단계는, 저장부(220)로 입력되는 데이터와 저장부(220)로부터 버려지는 데이터를 이용하여 상관값을 산출한다. 또한, S30 단계는, S20 단계에서 산출된 상관값이 일정값 이상인 경우, 저장부(220)에 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 순차적으로 직렬로 입력되는 데이터를 병렬화하기 위한 하나의 메모리인 저장부(220)만을 이용하여 상관값 산출 및 고속 푸리에 변환을 동시에 처리할 수 있어, 상관값 산출을 위해 별도로 메모리를 구비할 필요가 없어, 메모리 크기가 줄어 결과적으로 반도체 칩의 사이를 최소화한다. 또한, 이에 따라 비용도 감소되게 된다.
100 : 종래의 OFDM 수신기
200 : 본 발명의 OFDM 수신기
110, 210 : 상관기
120, 220 : 저장부
130, 230 : 고속 푸리에 변환부
140 : 상관기용 메모리
111 : 지연 모듈
112 : 컨벌루션 모듈
113 : 이동 평균 산출 모듈

Claims (8)

  1. OFDM 수신기에 있어서,
    직렬로 입력되는 데이터를 저장하여 병렬로 출력하는 저장부;
    보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 상관기; 및
    상기 저장부의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환부;를 포함하되,
    상기 상관기는,
    상기 저장부로 입력되는 보호 구간 데이터와 상기 저장부로부터 버려지는 보호 구간 데이터를 이용하여 상관값을 산출하는 것을 특징으로 하고,
    상기 OFDM 수신기는,
    유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터를 수신하되, 상기 유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터 모두가 상기 저장부로 입력되는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 고속 푸리에 변환부에서 고속 푸리에 변환을 수행하는 크기 만큼의 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환부는,
    상기 상관값이 일정값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
  5. 삭제
  6. OFDM 수신기의 데이터 처리 방법에 있어서,
    (a) 직렬로 입력되는 데이터를 저장부에 저장하고 병렬로 출력하는 단계;
    (b) 보호 구간 데이터의 판별을 위한 상관값을 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 저장부의 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 (b) 단계는,
    상기 저장부로 입력되는 보호 구간 데이터와 상기 저장부로부터 버려지는 보호 구간 데이터를 이용하여 상관값을 산출하되,
    상기 OFDM 수신기는,
    유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터를 수신하되, 상기 유효 데이터와 상기 유효 데이터의 전후에 배치된 보호 구간 데이터 모두가 상기 저장부로 입력되는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기의 데이터 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 (b) 단계에서 산출된 상기 상관값이 일정값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기의 데이터 처리 방법.
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