KR101613731B1 - Apparatus and method for extracting reference cancellation pulse in multi-carrier system and peak cancellation crest factor reduction system for the same - Google Patents
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Abstract
입력 신호로부터 상쇄펄스의 계수를 위한 기준 상쇄펄스를 실시간으로 추출하고, 이를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있도록 하는 기준 상쇄펄스 추출 장치 및 그 방법과 그를 위한 PC-CFR 시스템이 개시된다. 이 장치 및 방법에 의하면, 입력신호의 피크 위치와 크기, 위상정보를 바탕으로, 각 피크를 중심으로 샘플링하여 각 샘플링신호를 피크 지점의 크기와 위상이 기준이 되도록 정규화하고, 정규화된 신호들을 누적해서 평균값을 구함으로써 기준 상쇄펄스를 생성한다. 기준 상쇄펄스는, 피크의 크기가 1이며 입력신호와 같은 주파수 특성을 가진다. A reference cancellation pulse extracting apparatus and method for extracting a reference cancellation pulse for counting an offset signal from an input signal in real time based on the reference cancellation pulse, and a PC-CFR system therefor are disclosed. According to this apparatus and method, based on the peak position, size, and phase information of an input signal, sampling is performed with respect to each peak and each sampling signal is normalized so that the magnitude and phase of the peak point become the reference, and the normalized signals are accumulated And a reference offset pulse is generated by obtaining an average value. The reference offset pulse has a peak size of 1 and has the same frequency characteristics as the input signal.
CFR, PAPR, 상쇄펄스, 계수, PC-CFR, 피크 CFR, PAPR, offset pulse, coefficient, PC-CFR, peak
Description
본 발명은 멀티캐리어 시스템에서 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 낮추기 위한 PC-CFR(Peak Cancellation Crest Factor Reduction) 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 신호에 대한 상위 정보(신호의 대역폭, 캐리어의 개수와 주파수 위치 등)를 모르더라도, 입력 신호로부터 상쇄펄스의 계수를 위한 기준 상쇄펄스를 추출하고, 이를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있도록 하는 기준 상쇄펄스 추출 장치 및 그 방법과 그를 위한 PC-CFR 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a PC-CFR (Peak Cancellation Crest Factor Reduction) structure for lowering a Peak to Average Power Ratio (PAPR) in a multi-carrier system. More particularly, A reference offset pulse extracting device for extracting a reference offset pulse for counting the offset pulse from the input signal and generating an offset pulse based on the extracted reference offset pulse, and a PC- CFR system.
무선통신 시스템의 효율을 개선하기 위해서 신호의 PAPR을 줄여야 할 필요성이 생기는데, 이를 위해 보편적으로 사용되는 방법이 CFR(Crest Factor Reduction)이다. CFR은 기저대역 신호에서 순간적으로 크기가 큰 신호가 발생할 경우 주파수 대역에 영향을 주지 않는 범위 내에서 해당 신호의 크기를 줄여주는 역할을 한다. 여러 가지 CFR 구현 방법 중 성능이 뛰어나면서, 구현하기 쉬운 PC-CFR을 많이 사 용한다. PC-CFR은 CPG가 생성한 상쇄펄스(Cancellation Pulse)를 이용하여 신호의 피크(Peak)를 제거하는 방식이다. In order to improve the efficiency of the wireless communication system, there is a need to reduce the PAPR of the signal. To this end, a commonly used method is the Crest Factor Reduction (CFR). The CFR reduces the size of the signal within a range that does not affect the frequency band when a large-sized signal occurs instantaneously in the baseband signal. Among the various CFR implementation methods, PC-CFR is used which is excellent in performance and easy to implement. PC-CFR is a method of removing a peak of a signal using a cancellation pulse generated by CPG.
종래 PC-CFR의 구동 과정을 살펴보면 다음과 같다. The driving process of the conventional PC-CFR will be described as follows.
종래에는 정해진 임계값(Threshold)을 넘어선 신호의 위치에 상쇄펄스를 더해서 임계값을 넘지 않도록 만든다. 상쇄펄스는 상쇄펄스 생성기(CPG: Cancellation Pulse Generator)에서 생성되는데, CPG는 입력 신호로부터 임계값 보다 큰 신호(PAPR이 큰 입력신호) 중에서 피크를 선택하여 피크의 위치와 크기, 위상 정보를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어낸다. CPG는 상쇄펄스를 생성함에 있어서, 상쇄펄스의 계수(예컨대 상쇄필터의 길이가 255인 경우, 255개(0~254)의 필터 계수)를 이용한다. Conventionally, a cancel pulse is added to a position of a signal exceeding a predetermined threshold to prevent the threshold from being exceeded. The offset pulses are generated from a cancellation pulse generator (CPG). The CPG selects a peak from an input signal (a signal having a larger PAPR) than a threshold value, and calculates a peak based on the position, And produces an offset pulse. The CPG uses the coefficients of the offset pulses (for example, 255 (0 to 254) filter coefficients when the length of the offset filter is 255) in generating the offset pulses.
1개의 CPG는 피크 신호1에 대해 1개의 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있다. 또한 동작중인 1개의 CPG는 1개의 상쇄펄스를 만들어 내는 동안에 또 다른 피크 신호2에 대해 상쇄펄스를 만들어 낼 수 없기 때문에, 피크 신호2에 대해서는 다음 CPG가 할당된다. 즉 CPG1이 피크 신호1에 대해 상쇄펄스를 만들어내는 동안에 나타날 수 있는 또 다른 피크 신호2를 제거하기 위해서는 다른 CPG(CPG2)가 필요하고, CPG의 개수는 시스템에 맞게 정할 수 있지만, CPG가 많아질수록 기능 구현을 위한 용량이 많이 필요하므로 CPG의 개수를 무작정 늘릴 수는 없다. 예컨대 상쇄펄스를 만드는 CPG가 4개인 경우를 예를 들어 설명하면, CPG가 4개인 경우, 한 번에 최대 4개의 CPG가 동작할 수 있으며 연속으로 동작할 수 있는 상쇄펄스가 4개이다. 이처럼 GPG가 여러 개인 이유는, 전술한 바와 같이 여러 위치에서 피크가 감지되었을 때 이를 동시에 처리하기 위함이다. 4개의 CPG에서 만들어진 상쇄펄스는 모두 더해져서(각 상쇄펄스는 시간영역이 다르기 때문에 겹치지 않음) 원래의 신호에서 피크가 제거(상쇄)될 수 있도록 반대되는 크기로 더해진다. 즉 입력신호에서 발생한 피크를 제거하기 위해서 해당 위치에서 상쇄펄스를 빼줌으로써 피크를 제거한다. One CPG can produce one offset pulse for
CPG에서 상쇄펄스를 만들기 위해서는 상쇄펄스의 계수(Cancellation Pulse Coefficient)를 알아야 하고, 이를 위해서는 입력 신호에 대한 상위 정보를 알아야 한다. 즉 입력 신호의 상위 정보로서, 신호의 대역폭(Bandwidth)과, 현재 사용중인 캐리어의 개수와 주파수 위치 등을 알아야만, 이를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있다. 상쇄펄스의 계수는 프로세서에서 계산되거나 저장되어 있다가 입력신호의 조건에 맞게 CPG로 제공된다. In order to generate the offset pulse in the CPG, it is necessary to know the cancellation pulse coefficient and to know the upper information about the input signal. That is, as the upper information of the input signal, it is necessary to know the bandwidth of the signal, the number of the currently used carriers, the frequency position, and so on. The coefficients of the offset pulses are calculated or stored in the processor and are provided to the CPG according to the conditions of the input signal.
상쇄펄스의 계수를 계산하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다. The process of calculating the coefficients of the offset pulses will be described as follows.
상쇄펄스는 피크의 위치와 크기, 위상 정보를 가지고 CPG에서 만들어진다. 상쇄펄스는 입력신호와 같은 주파수 특성을 갖고, 중심에 피크를 가진 신호로서, 피크 신호에 반대로 더해져서 피크 신호를 감쇄시킨다. The offset pulse is generated in the CPG with the position, size, and phase information of the peak. The offset pulse has the same frequency characteristic as the input signal and has a center peak, which is added to the peak signal in reverse to attenuate the peak signal.
먼저 1개 캐리어일 때의 상쇄펄스를 구한다. 상쇄펄스의 스펙트럼이 주파수가 0인 캐리어가 되도록 Low-Pass Filter 형태로 구한다. 이는 상쇄펄스를 더하더라도 스펙트럼에는 영향을 주지 않기 위함이다. 이렇게 구해진 1개 캐리어의 상쇄펄스의 계수를 CP(n)(n: 0~20)라고 하면(이 신호는 가운데 지점인 n이 10에서 피크가 1이 되도록 한다) 샘플링 주파수가 fs이고 신호의 주파수가 f1과 f2인 2 캐리어인 상쇄펄스의 계수는 다음과 같이 구한다. First, the offset pulse for one carrier is obtained. The spectrum of the offset pulses is obtained in the form of a low-pass filter so as to be a carrier having a frequency of zero. This is so that adding the offset pulses does not affect the spectrum. Assuming that the coefficient of the offset pulses of one carrier is CP (n) (n: 0 to 20) (this signal is such that the center point n is 10 and the peak is 1) The coefficients of the canceling pulses of two carriers of f1 and f2 are obtained as follows.
주파수가 f1인 Tone 신호 C1를 "exp(i*f1*(n-10)*2*pi/fs)"이라 하고 주파수가 f2인 Tone 신호 C2를 "exp(i*f2*(n-10)*2*pi/fs)"이라 하면, C1과 C2는 n이 10일 때 값이 1이고 각각 f1과 f2의 주파수를 가진 Tone 신호가 된다. Exp (i * f2 * (n-10) ") of the tone signal C2 having the frequency f2 and the tone signal C1 having the frequency f1 as "exp (i * f1 * * 2 * pi / fs) ", C1 and C2 are Tone signals having frequencies of f1 and f2, respectively, when n is 10.
"C3(n) = C1(n) + C2(n)"라고 하면 C3는 주파수가 f1과 f2인 Two-tone 신호가 되고 n=10일 때 크기가 2가 된다. 여기에 위에서 구한 CP(n)을 곱해주면 "CP2(n) = C3(n)*CP(n)"에서 CP2(n)는 주파수가 f1과 f2인 2-Carrier 신호가 되고 n=10일 때 크기가 2가 된다. 이 신호를 시간 영역에서 보면 n=10일 때 최대치가 되며, 그 값은 2이다. 이 신호를 최대치인 2로 나누어주어 최대치가 1인 신호가 되도록 하면 원하는 상쇄펄스가 된다. 이 상쇄펄스에 대해 255개의 샘플을 취하면 255개(0~254)의 필터 계수(즉 상쇄펄스의 계수)를 얻게 된다. If we say "C3 (n) = C1 (n) + C2 (n)", C3 becomes a two-tone signal with frequency f1 and f2. (N) = CP (n) = C3 (n) * CP (n), CP2 (n) is a 2-carrier signal with frequencies f1 and f2, The size is 2. In the time domain, this signal has the maximum value when n = 10, and its value is 2. By dividing this signal by the maximum value of 2 and making it the signal with the maximum value of 1, it becomes the desired offset pulse. When 255 samples are taken for this offset pulse, 255 (0 to 254) filter coefficients (i.e., the coefficients of the offset pulses) are obtained.
그러나 종래에는 입력 신호의 상태가 바뀔 때마다(상위 정보가 변경될 때마다) 프로세서에서 상기의 과정을 통해 상쇄펄스의 계수를 매번 다시 만들어서 CPG에 제공해야 하는 문제점이 있다. 이와 같이 프로세서에서 입력 신호의 상태가 변경될 때마다 상쇄펄스의 계수를 계산하게 되면 프로세서의 CFR 제어를 위한 부담이 가중될 뿐만 아니라, 입력 신호의 상태 변경시 상쇄펄스의 계수를 계산하기 위한 별도의 프로세서를 두는 것 역시 비효율적이다. However, conventionally, every time the state of the input signal is changed (whenever the upper information is changed), the processor has to recreate the coefficients of the offset pulses through the above process and provide them to the CPG every time. If the processor calculates the coefficients of the offset pulses each time the state of the input signal is changed, not only the burden on the CFR control of the processor is increased, but also an additional Putting a processor is also inefficient.
본 발명의 목적은 입력 신호에 대한 상위 정보(신호의 대역폭, 캐리어의 개수와 주파수 위치 등)를 모르더라도, 입력 신호로부터 상쇄펄스의 계수를 위한 기준 상쇄펄스를 실시간으로 추출하고, 이를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있도록 하는 기준 상쇄펄스 추출 장치 및 그 방법과 그를 위한 PC-CFR 시스템을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to extract a reference offset pulse for the counting of the offset pulse from the input signal in real time without knowing the upper information about the input signal (the bandwidth of the signal, the number of carriers and the frequency position, etc.) And to provide a PC-CFR system for the reference cancellation pulse extracting apparatus and method therefor.
본 발명의 일 특징에 따르면, 입력 신호로부터 상쇄펄스의 계수를 위한 기준 상쇄펄스를 실시간으로 추출하고, 이를 바탕으로 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있도록 하는 기준 상쇄펄스 추출 장치 및 그 방법과 그를 위한 PC-CFR 시스템이 개시된다. 이 장치 및 방법에 의하면, 입력신호의 피크 위치와 크기, 위상정보를 바탕으로, 각 피크를 중심으로 샘플링하여 각 샘플링신호를 피크 지점의 크기와 위상이 기준이 되도록 정규화하고, 정규화된 신호들을 누적해서 평균값을 구함으로써 기준 상쇄펄스를 생성한다. 상기 시스템은, 기저대역 신호에서 순간적으로 크기가 큰 신호가 발생할 경우 주파수 대역에 영향을 주지 않는 범위 내에서 해당 신호의 크기를 줄여주는 PC-CFR 시스템으로서, 입력신호의 피크 위치와 크기, 위상정보를 바탕으로, 각 피크를 중심으로 샘플링하여 각 샘플링신호를 피크 지점의 크기와 위상이 기준이 되도록 정규화하고, 정규화된 신호들을 누적해서 평균값을 구함으로써 기준 상쇄펄스를 생성하여, 기준 상쇄펄스에 의거하여 상쇄펄스의 계수를 추출하는 상쇄 펄스 계수 추출부; 임계치를 초과하는 입력신호의 피크를 감지하는 피크 검출부; 상기 상쇄펄스의 계수에 의거하여, 상기 피크 검출부에 의해 감지된 피크에 대해 상쇄펄스를 각각 생성하는 적어도 하나의 상쇄펄스 생성기; 상기 적어도 하나의 상쇄펄스 생성기에 의해 생성된 적어도 하나의 상쇄펄스를 합산하는 합산부; 및 원 입력신호를 지연시킨 신호에서 상기 합산부에 의해 합산된 상쇄펄스를 감산하여, 상기 펄스를 해당 상쇄펄스로 감쇄시키는 가산기를 포함한다. According to one aspect of the present invention, there is provided a reference cancellation pulse extracting apparatus and method for extracting a reference cancellation pulse for counting cancellation pulses from an input signal in real time, A CFR system is disclosed. According to this apparatus and method, based on the peak position, size, and phase information of an input signal, sampling is performed with respect to each peak and each sampling signal is normalized so that the magnitude and phase of the peak point become the reference, and the normalized signals are accumulated And a reference offset pulse is generated by obtaining an average value. The system is a PC-CFR system that reduces the size of a corresponding signal within a range that does not affect a frequency band when a signal having a large magnitude instantly occurs in a baseband signal. The system includes a peak position and size of an input signal, , Sampling each of the peaks and normalizing each sampling signal so that the magnitude and phase of the peak point are the reference, accumulating the normalized signals to obtain a mean value, and generating a reference offset pulse, An offset pulse coefficient extracting unit for extracting a coefficient of the offset pulse; A peak detector for detecting a peak of an input signal exceeding a threshold value; At least one offset pulse generator for generating offset pulses for the peaks detected by the peak detector, respectively, based on the coefficients of the offset pulses; A summation unit for summing at least one offset pulse generated by the at least one offset pulse generator; And an adder for subtracting the summation pulse summed by the summation unit from the signal delayed by the original input signal to attenuate the pulse with the corresponding offset pulse.
본 발명에 의하면, 입력신호의 주파수 특성이 바뀔 때마다 상쇄펄스의 계수를 계산할 필요없이, 입력신호에 대한 상위정보(신호의 대역폭, 현재 사용중인 캐리어의 개수와 주파수 위치 등) 없이도 입력신호로부터 상쇄펄스의 계수를 만들어 낼 수 있어, CFR의 구성이 간단해지는 장점이 있다. According to the present invention, there is no need to calculate the coefficients of the offset pulses every time the frequency characteristics of the input signal are changed, and it is possible to cancel out the input signal without upper information (bandwidth of the signal, It is possible to generate a pulse coefficient, and there is an advantage that the configuration of the CFR is simplified.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions will not be described in detail if they obscure the subject matter of the present invention.
도1은 본 발명이 실시될 수 있는 PC-CFR 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of a PC-CFR system in which the present invention can be implemented.
피크 검출부(12)는 PAPR이 큰 입력신호(간격을 가진 멀티 캐리어 신호임)가 들어오면(|Sin| 〉|Vth|) 임계치 보다 큰 피크값(Peak)을 감지하고 각 피크를 상쇄펄스 생성기(CPG)(13)에 할당하여, CPG(13)에서 각 피크에 대한 상쇄펄스를 생성토록 한다.The peak detector 12 detects a peak value Peak larger than a threshold value (| Sin | > | Vth |) when an input signal having a large PAPR (which is a multicarrier signal with intervals) is received and outputs each peak to the offset pulse generator CPG) 13 to generate a cancel pulse for each peak in the CPG 13. [
1개의 CPG(13)가 임계치 보다 큰 첫 번째 피크1에 대해 동작하여 1개의 상쇄펄스를 만들어내는 동안(CPG Busy)은 피크1로부터 예컨대 254 샘플(상쇄펄스의 길이가 255인 경우, 0~254개의 샘플 중 피크1이 0번째 샘플이라 가정함) 이내에서 발생한 피크2,3에 대해서는 또 다른 상쇄펄스를 만들어 낼 수 없기 때문에, 피크1을 CPG1로 할당한 경우 다음 254 샘플 이내에서 발생한 피크2와 피크3을 CPG2, CPG3에 각각 할당한다. 만약 상쇄펄스를 만드는 CPG가 4개인 경우, 255 샘플 이내에서 한 번에 최대 4개의 CPG가 동작하여 연속으로 4개의 상쇄펄스를 만들어 낼 수 있다. 즉 255 샘플 이내에서 임계치 보다 큰 피크가 하나 발생하면 CPG1에 할당하고, 255 샘플 이내에서 임계치 보다 큰 여러 개의 피크가 발생하면 각 피크를 CPG1,2,3,4에 순차적으로 할당한다. 비록 도면에서는 4개의 CPG 구성을 예로 들었으나, 8개의 CPG, 4개의 CPG(1단) + 4개의 CPG(2단), 16개의 CPG, 4개의 CPG(1단) + 4개의 CPG(2단) + .... + 4개의 CPG(4단) 등의 구성이 가능하다. While one CPG 13 operates on the
피크 검출부(12)는 255 샘플 이내에서 발생한 피크1(예컨대 0번째 샘플), 피크2(예컨대 50번째 샘플), 피크3(예컨대 150번째 샘플)에 대해 피크 정보를 각각 해당 CPG(13), 즉 피크1은 CPG1로, 피크2는 CPG2로, 피크3은 CPG3으로 알려준다. The peak detector 12 outputs peak information for the peak 1 (e.g., the 0th sample), the peak 2 (e.g., the 50th sample), and the peak 3 (e.g., the 150th sample) generated within 255 samples to the corresponding CPG 13 Peak 1 indicates CPG1,
각 CPG(13)에서는 상쇄펄스의 계수(0~254의 필터 계수)를 이용하여 255 샘플 이내에서 발생한 피크1~3에 대한 상쇄펄스1~3을 생성한다. 이때 상쇄펄스의 계수(예컨대 255개(0~254)의 필터 계수)는 상쇄펄스계수 추출부(20)에서 제공된다. 상쇄펄스를 생성하여 원신호에서 피크를 감쇄시키는 과정에 대해서는 후술하기로 한다. In each CPG 13,
본 발명에서는 우선적으로 상쇄펄스계수 추출부(본 발명의 기준 상쇄펄스 추출 장치)(20)가 입력신호로부터 상쇄펄스(이는 CPG1~3에서 생성되는 상쇄펄스1~3과는 다른 것으로, 상쇄필터계수를 구하기 위한 것으로, 이하에서는 이를 '기준 상쇄펄스'라 칭하기로 한다)를 만들어내어, 이 기준 상쇄펄스에 예컨대 255개의 샘플을 취하여 255개(0~254)의 필터 계수(즉 상쇄펄스의 계수)를 얻는다. 이때 상쇄펄스계수 추출부(20)에서 생성되는 기준 상쇄펄스는 입력신호의 특성에 맞게 변경되어 생성되며, 기준 상쇄펄스의 계수는 CPG(13)가 상쇄펄스1~3을 생성하는데 이용된다. 기준 상쇄펄스는 피크의 크기가 1이며, 입력신호와 같은 스펙트럼 특성을 갖고 있다. In the present invention, a canceling pulse coefficient extracting unit (a reference cancellation pulse extracting apparatus of the present invention) 20 first extracts an offset pulse from an input signal (which is different from
기준 상쇄펄스를 구하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. The process of obtaining the reference offset pulses is as follows.
상쇄펄스계수 추출부(20)의 정규화부(21)는 피크 검출부(12)로부터 피크의 위치와 크기, 위상정보를 입력받아 피크를 중심으로 일정 길이 만큼의 신호를 잘라내어 피크 지점의 크기와 위상이 기준이 되도록 정규화(Normalize)한다(도2 참조). 예컨대 피크1을 중심으로 하는 255 샘플 크기의 신호를 생성한다. 마찬가지로 피크2,3,...N(N은 피크의 번호)에 대해서도 피크2,3,...N이 각각 중심이 되는 255 샘플 크기의 신호를 생성한다. 예컨대, 피크1(예컨대 크기가 '10', 위상이 6+8j(I=6,Q=8))은 0번째 샘플, 피크2(예컨대 크기가 '9')는 50번째 샘플, 피크3(예컨대 크기가 '8')은 150번째 샘플, 피크4(예컨대 크기가 '7.5')는 350번째 샘플,..., 피크N은 M(M은 샘플 번호로서 피크의 위치임)번째 샘플이 임계치(예컨대 크기가 '7')를 초과한다고 가정했을 때, 0번째, 50번째, 150번째, 350번째, ...M번째 샘플을 중심으로 하고 좌우 127 샘플을 취하여 각각 255 샘플 크기의 신호(이를 샘플링신호1,2,3...N이라 칭함)를 생성한다. 그리고, 각 샘플링신호의 피크가 1이 되도록 샘플링신호를 피크치로 나눈다. 예컨대 샘플링신호1(피크1에 대해 좌우 127 샘플을 취한 255 샘플 신호)을 크기 10으로 나누고, 샘플링신호2를 크기 9로 나누며, 샘플링신호3을 크기 8로 나누고, 샘플링신호4를 크기 7.5로 나눈다. 이와 같이 샘플링신호를 피크의 크기로 나누면 피크 지점의 크기가 1이고 입력신호와 위상이 같은 신호로 정규화된다. The normalization unit 21 of the offset pulse coefficient extraction unit 20 receives the position, size, and phase information of the peak from the peak detection unit 12, and cuts out a signal of a predetermined length centered on the peak, And normalized to be a reference (see Fig. 2). For example, a signal having a size of 255 samples centered on the
평균부(22)는 정규화된 신호(피크 지점의 크기가 1이고 입력신호와 위상이 같은 신호)를 충분히 누적하여(더하여) 평균값을 구한다(도2 참조). 이 평균값이 기준 상쇄펄스이다. The averaging unit 22 sufficiently accumulates (adds) the normalized signal (the signal having the peak point size of 1 and the phase of the input signal) to obtain an average value (see Fig. 2). This average value is a reference offset pulse.
구체적으로, 연속적으로 입력되는 신호에서 피크 지점이라고 판단되는 부분을 잘라내어(피크를 중심으로 하여 좌우 127 샘플을 취한 255 샘플 신호) 이 샘플링신호의 피크를 1로 일치시켜서 더해나가면 원하는 상쇄펄스를 구할 수 있다. 즉 입력 신호를 s(n)이라고 하고 선택된 피크의 위치를 n1,n2,n3,n4,...라 하고 기준 상쇄펄스의 길이를 255라고 가정했을 때, s(n)의 절대 크기를 시간 영역에서 도시하면 도3과 같다. s(n1)은 s(n1-127)부터 s(n1+127) 까지가 길이가 255인 피크 신호이다. s(n1)의 피크를 1로 만들기 위해서는 s(n1)으로 나누어 주면 된다[{(s(n1-127) … s(n1+127)}/s(n1)]. 이런 식으로 신호를 n2, n3,...에 대해서도 구한뒤 모두 더해 나가면 피크 지점에서는 계속해서 1씩 증가하고 그 외 구간에서는 결국 수렴하는 상쇄펄스의 모양을 갖게 된다. 이처럼 피크치로 나누어 크기가 1로 정규화 된 신호를 누적해서 더한 뒤 평균값을 구하면 다음의 수학식1과 같은 기준 상쇄펄스를 구할 수 있다. Specifically, a desired offset pulse can be obtained by cutting out a portion determined to be a peak point in a continuously input signal (255 sample signals obtained by taking 127 samples on the left and right sides of the peak) and matching the peak of the sampling signal by 1 have. Assuming that the input signal is s (n) and the position of the selected peak is n1, n2, n3, n4, ... and the length of the reference offset pulse is 255, the absolute magnitude of s (n) 3 is the same as FIG. s (n1) is a peak signal having a length of 255 from s (n1-127) to s (n1 + 127). s (n1-127) ... s (n1 + 127)} / s (n1) to divide the peak of s (n1) n3, ..., and if all of them are added, they are incremented by 1 at the peak point and finally canceled out at the other intervals. The signal normalized with the size of 1 divided by the peak value is accumulated A reference cancellation pulse as shown in the following
수학식1은 피크가 발생한 s(n1)부터 s(n10)까지 10개의 구간을 더해서 평균을 내어 cp(m)이라는 길이 255의 기준 상쇄펄스를 만든 것이다. 여기에서는 피크를 10으로 가정했지만 많은 수의 평균을 만들수록 수렴할 것이다. 이는 도2에 도시된 바와 같다.
이와 같은 과정을 통해 구한 기준 상쇄펄스는 피크의 크기가 1이며 입력신호와 같은 스펙트럼 특성을 갖게 된다. 기준 상쇄펄스는 양끝이 0으로 수렴해야만 이 기준 상쇄펄스를 이용하여 신호의 상쇄가 이루어졌을 때 불연속점이 생기지 않는데, 이를 위해 필터(예컨대, 카이저 필터(Kaiser Filter)(23)를 기준 상쇄펄스에 곱하여 보정하는 과정이 필요하다. 이렇게 여러 개의 피크 구간을 평균을 내어 만들어진 신호에 카이저 필터와 같은 신호(카이저 필터의 계수)를 곱하면 피크 지점은 그대로 두면서 양 사이드 로브(Side-robe) 부분의 크기를 줄여 주어 상쇄펄스의 특성이 좋아진다. 기준 상쇄펄스에 예컨대 255개의 샘플을 취하면 255개(0~254)의 필터 계수(즉 상쇄펄스의 계수)를 얻을 수 있고, 상쇄펄스의 계수는 각 CPG(13)로 제공된다.The reference offset pulses obtained through this process have a peak size of 1 and have the same spectral characteristics as the input signal. The reference cancellation pulse must be converged to zero at both ends so that no discontinuity occurs when the reference cancellation pulse is used to cancel the signal. To this end, a filter (e.g., Kaiser Filter 23) If the signals generated by averaging these multiple peak intervals are multiplied by a signal (Kaiser filter coefficient) such as a Kaiser filter, the peak point remains unchanged and the size of the side-robe portion (0 to 254) filter coefficients (i.e., the coefficients of the offset pulses) can be obtained by taking 255 samples as reference offset pulses, and the coefficients of the offset pulses can be obtained for each CPG (13).
다시 도1을 참조하면, 상쇄펄스 생성기(13)는 피크 검출부(12)에서 감지된 피크에 대해서 상쇄펄스를 생성한다. 255 샘플 이내에서 피크1~3이 발생하면 피크1(0번째 샘플)은 CPG1을, 피크2(50번째 샘플)는 CPG2를, 피크3(150번째 샘플)은 CPG3을 할당한다. 각 CPG는 상쇄펄스의 계수를 바탕으로 상쇄펄스1~3을 생성한다. Referring back to FIG. 1, the offset pulse generator 13 generates offset pulses for the peaks detected by the peak detector 12. Peak 1 (0th sample) assigns CPG1, Peak 2 (50th sample) assigns CPG2, and Peak 3 (150th sample) assigns CPG3 when
합산부(14)는 각 CPG(13)에서 생성된 상쇄펄스1~3을 모두 더한다. 이때 각 상쇄펄스1~3은 시간영역이 다르기 때문에 서로 겹치지 않는다. 즉 0번째 샘플에 대한 상쇄펄스1, 50번째 샘플에 대한 상쇄펄스2, 150번째 샘플에 대한 상쇄펄스3이 존재하게 된다. The summing unit 14 adds all of the offset
지연부(11)는 CFR 처리를 위한 시간을 감안하여 원신호를 지연시킨다. The delay unit 11 delays the original signal in consideration of the time for CFR processing.
가산기(15)는 지연된 원신호와 상쇄펄스1~3를 반대되는 크기로 더한다(즉 감산한다). 즉 피크1(0번째 샘플)에 대해서는 상쇄펄스1을 빼주고, 피크2(50번째 샘플)에 대해서는 상쇄펄스2를 빼주며, 피크3(150번째 샘플)에 대해서는 상쇄펄스3을 빼준다. The adder 15 adds (or subtracts) the delayed original signal and the offset
예를 들어 피크1의 상쇄 과정을 살펴보면, CFR의 임계치를 7로 정의한 경우, 도4와 같은 신호(41)가 CFR 입력으로 들어오면(입력신호의 크기가 10인 6+8j(I = 6, Q = 8)) 피크 지점에서 크기가 10인 신호이므로 3만큼을 줄여주도록 상쇄펄스를 빼주어야 한다. 피크에서 크기가 1인 기준 상쇄펄스를 이미 알고 있으므로(기준 상쇄펄스는 상쇄펄스 계수 추출부(20)에서 입력신호로부터 실시간으로 구한 값으로, 피크에서 크기가 1임) 이 신호에 3을 곱한 후(42) 피크 지점이 일치하도록 빼주면 된다(43). 실제로는 입력신호와 상쇄펄스 모두 복소(Complex) 신호이므로 위상까지도 피크에서 같아지도록 한다.For example, if the threshold value of the CFR is defined as 7 and the
여기서 상쇄펄스는 CPG(13)에서 생성되는 것으로, 위상은 입력신호 6+8j와 같고 크기가 3이다. (6+8j)*(3/10) = 1.8+2.4j를 이미 가지고 있는 (피크의 크기가 1인) 기준 상쇄펄스에 곱해주면 원하는 상쇄펄스(1.8+2.4j)(42)를 얻을 수 있다. Here, the offset pulse is generated in the CPG 13, and the phase is the same as the input signal 6 + 8j and the size is 3. (1.8 + 2.4j) (42) can be obtained by multiplying the reference offset pulse having (6 + 8j) * (3/10) = 1.8 + 2.4j .
따라서, 상쇄펄스계수 추출부(20)에서 기준 상쇄펄스를 추출하여, 이로부터 상쇄펄스의 계수를 얻어 각 CPG(13)로 알려 줄 수도 있지만, 각 CPG(13)로 기준 상쇄펄스 자체를 알려주고, 각 CPG(13)에서는 기준 상쇄펄스를 N배(N은 양의 정수임)하여 상쇄펄스를 생성할 수도 있다. Therefore, it is possible to extract the reference offset pulses from the offset pulse coefficient extracting unit 20, obtain the coefficients of the offset pulses from the reference offset pulses, and inform the respective CPGs 13 of the offset canceling pulses. However, In each CPG 13, a reference offset pulse may be N times (N is a positive integer) to generate a canceling pulse.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다. Although the present invention has been described in connection with certain embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains. something to do. It is also contemplated that such variations and modifications are within the scope of the claims appended hereto.
도1은 본 발명이 실시될 수 있는 PC-CFR 시스템의 구조를 도시한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating the structure of a PC-CFR system in which the present invention may be implemented.
도2는 본 발명의 일실시예에 따라 기준 상쇄펄스를 생성하는 과정을 설명하는 도면. FIG. 2 illustrates a process of generating a reference offset pulse according to an embodiment of the present invention; FIG.
도3은 본 발명의 일실시예에 따라 정규화 신호를 시간 영역에서 설명하는 도면.3 illustrates a normalized signal in a time domain in accordance with an embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 일실시예에 따라 CFR 과정을 설명하는 도면. 4 is a view for explaining a CFR process according to an embodiment of the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
11: 지연부 12: 피크 검출부11: Delay unit 12: Peak detection unit
13: 상쇄펄스 생성기 14: 합산부13: offset pulse generator 14: summing unit
15: 가산기 20: 상쇄펄스계수 추출부15: adder 20: offset pulse coefficient extracting unit
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