KR101657103B1 - 16apsk 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101657103B1 KR1020150125120A KR20150125120A KR101657103B1 KR 101657103 B1 KR101657103 B1 KR 101657103B1 KR 1020150125120 A KR1020150125120 A KR 1020150125120A KR 20150125120 A KR20150125120 A KR 20150125120A KR 101657103 B1 KR101657103 B1 KR 101657103B1
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Abstract

본 발명은 입력된 데이터를 디맵핑하는 디맵퍼; 상기 디맵퍼에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩하는 터보 디코더; 및 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼 중 어느 하나로 맵핑하여 상기 디맵퍼에 입력하는 심볼 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법{CHANNEL ESTIMATION APPARATUS OF 16APSK AND METHOD THEREOF}
본 발명은 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일럿을 이용한 선형 보간, 텐터티브 채널 추정 및 LLR을 이용한 채널 추정을 단계적으로 수행하여 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키고 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시킨, 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 통신 채널을 통해 신호가 전달되는 경우, 2개 이상의 전파가 간섭되어 원 신호의 위상과 진폭이 불규칙하게 변하는 현상을 페이딩 현상이라 하는데, 위성 통신의 경우 라인 오브 사이트(line of sight : LOS)가 보장되고, LOS와 원신호가 스캐터링(scattering)되어 합산되는 라이시안 페이딩(rician fading) 현상이 발생한다. 페이딩 현상을 겪은 신호는 크기와 위상의 왜곡이 있게 되며 수신기에서는 크기와 위상을 보상해야 송신기에서 보낸 신호를 복구하게 된다. 보통의 경우 버스트 내에 파일롯을 일정한 간격으로 삽입하여 수신기에서 채널을 추정할 수 있게 한다. 또한 채널 추정 후 터보 디코더와 연동하여 성능을 개선하는 방식을 많이 사용한다.
종래 위성통신의 경우 주로 고정형 통신방식에 관한 연구가 진행되어 AWGN(Additive White Gaussian noise) 환경에서 QPSK, 8PSK, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식에 대해 터보 디코더와 연동하여 성능을 개선하는 방식에 대해서는 개시되어 있으나, 페이딩 환경에서16APSK(Amplitude and Phase Shift Keying)변조 방식에 대해 터보 디코더와 연동하여 채널을 추정하는 방식에 대해서는 개시되지 못하는 실정이다.
더욱이, 종래에는 페이딩 변화를 고려하여 버스트 내에 파일럿을 일정한 간격으로 삽입하고 수신단에서 파일럿을 사용하여 채널을 추정하였으나, 이러한 방식은 GMR-1 3G 규격의 16APSK 경우에는 파일럿 간격이 멀어 페이딩 환경에서 채널을 추정하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0070804호(2006.06.26)의 '이동형 방송 수신기의 주파수 옵셋 추정 장치 및 방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 파일럿을 이용한 선형 보간, 텐터티브 채널 추정 및 LLR을 이용한 채널 추정을 단계적으로 수행하여 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키고 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시킨, 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치는 입력된 데이터를 디맵핑하는 디맵퍼; 상기 디맵퍼에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩하는 터보 디코더; 및 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼 중 어느 하나로 맵핑하여 상기 디맵퍼에 입력하는 심볼 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심볼 추정부는 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 추정하여 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 신호의 크기와 위상을 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심볼 추정부는 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 수학식
Figure 112015085989177-pat00001
를 통해 추정하고,
Figure 112015085989177-pat00002
는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치는 페이딩 환경에서 위성 채널을 통해 전송된 신호의 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하는 제1 채널 추정기; 및 상기 제1 채널 추정기에서 출력된 데이터를 LLR 계산으로 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼로 맵핑시키는 제2 채널 추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 채널 추정기는 상기 파일럿 신호를 검출하고 검출된 상기 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정하는 제1 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 채널 추정기는 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호와 가장 가까운 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산하고 계산된 에러의 평균을 이용하여 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호를 추가적으로 보상하는 제2 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 채널 추정기는 신호를 디맵핑하는 디맵퍼; 상기 디맵퍼에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩하는 터보 디코더; 및 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼 중 어느 하나로 추정하여 상기 디맵퍼에 입력하는 심볼 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심볼 추정부는 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터 중 상기 터보 디코더의 세 번 째, 네 번 째 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑하여 신호의 크기와 위상을 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심볼 추정부는 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 심볼을 수학식
Figure 112015085989177-pat00003
를 통해 추정하고,
Figure 112015085989177-pat00004
는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법은 제1 채널 추정기가 페이딩 환경에서 위성 채널을 통해 전송된 신호의 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정하는 단계; 및 제2 채널 추정기가 상기 제1 채널 추정기에서 출력된 심볼을 LLR 계산으로 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼로 맵핑시키는 단계를 포함하는 특징으로 한다.
본 발명의 상기 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정하는 단계는 제1 보상부가 상기 파일럿 신호를 검출하고 검출된 상기 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정한 후, 제2 보상부가 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호와 가장 가까운 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산하고 계산된 에러의 평균을 이용하여 상기 제1 보상부 의해 보상된 신호를 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 LLR 계산으로 기준 심볼로 맵핑시키는 단계는 심볼 추정부가 터보 디코더에서 출력된 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑하여 신호의 위상을 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 LLR 계산으로 기준 심볼로 맵핑시키는 단계에서, 상기 심볼 추정부는 터보 디코더에 의해 디코딩된 심볼을 수학식
Figure 112015085989177-pat00005
를 통해 추정하고,
Figure 112015085989177-pat00006
는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 16APSK 변조 방식에서도 터보 디코더와 연동하여 채널을 추정할 수 있도록 하고, 특히 파일럿을 이용한 선형 보간, 텐터티브 채널 추정 및 LLR을 이용한 채널 추정을 단계적으로 수행함으로써, 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키며 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시킨다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 블록 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제1 보상부의 블록 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 GMR-1 3G 규격의 16APSK 버스트 구조를 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제2 보상부의 블록 구성도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제2 채널 추정기의 블록 구성도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 심볼 맵핑 예를 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 LLR 계산 적용을 위한 성상도 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법의 순서도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법의 성능 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 블록 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제1 보상부의 블록 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 GMR-1 3G 규격의 16APSK 버스트 구조를 도시한 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제2 보상부의 블록 구성도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 제2 채널 추정기의 블록 구성도이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 심볼 맵핑 예를 도시한 도면이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치의 LLR 계산 적용을 위한 성상도 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치는 제1 채널 추정기(50) 및 제2 채널 추정기(60)를 포함한다.
여기서, 터보 인코더(10)는 통신 채널 상에서 발생할 수 있는 에러에 대비하여 정보 비트 이외에 부가적으로 패리티 비티를 첨가하는 것으로서, 일 예로 1/3 코드 레이트(code rate)일 경우 터보 인코더(10)는 정보 1비트에 2비트의 패리티 비트를 첨가하여 총 3비트의 정보 비트와 패리티 비트를 출력한다.
맵퍼(20)는 터보 인코더(10)로부터 출력된 데이터의 시퀀스를 맵핑하는데, 16APSK(Amplitude and Phase Shift Keying) 변조 방식에서는 4비트를 하나의 심볼로 맵핑한다.
쉐이핑 필터(30)는 맵퍼(20)에 의해 맵핑된 신호의 스펙트럼을 필터링하여 신호가 사전에 할당받은 주파수 범위를 벗어나지 않도록 한다.
쉐이핑 필터(30)에 의해 필터링된 신호는 통신 채널을 통해 수신기로 전달된다. 이 과정에서 라이시안 페이딩을 겪게 되며 AWGN(Additive White Gaussian noise)이 유입된다.
한편, 상기한 바와 같이 통신 채널을 통과한 송신 신호는
Figure 112015085989177-pat00007
형태로 된다. 이 경우, A는 송신된 신호이고
Figure 112015085989177-pat00008
는 통신 채널이며, 송신 신호는 상기한 통신 채널을 거치면 진폭과 위상이 변하게 된다.
통신 채널을 거친 송신 신호는 매치 필터(40)에 입력된다.
매치 필터(40)는 송신기에서 사용된 쉐이핑 필터(30)와 동일한 것으로서 수신된 신호의 신호 대 잡음비가 최대가 되도록 필터링한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치는 상기한 바와 같이 매치 필터(40)를 통해 필터링된 신호에서 파일럿 신호를 이용한 선형 보간, 텐터티브 채널 추정 및 LLR을 이용한 채널 추정을 단계적으로 수행하여 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키고 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시키는 것으로서, 제1 채널 추정기(50) 및 제2 채널 추정기(60)를 포함한다.
제1 채널 추정기(50)는 매치 필터(40)에 의해 필터링된 신호의 파일럿 신호를 검출하고 검출된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하는 것으로서, 제1 보상부(51) 및 제2 보상부(52)를 포함한다.
제1 보상부(51)는 파일럿 신호를 검출하고 검출된 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정하는 것으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 제1 딜레이(511) 및 선형 보상부(512)를 포함한다.
선형 보상부(512)는 매치 필터(40)에 의해 필터링된 신호에서 파일럿 신호를 검출하고 검출한 파일럿 신호를 이용하여 이 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보상한다. 즉, 선형 보상부(512)는 파일럿 톤에 해당하는 UW(unique word) 신호를 사용하여 진폭과 위상 에러를 계산한다. 여기서, UW 신호는 사전에 정의된 신호이므로 수신된 UW 신호와 기 정의된 UW 신호를 비교하여 진폭과 에러가 계산될 수 있다. UW 신호가 버스트 신호의 중간에 있는 신호이므로, 선형 보상부(512)는 파일럿 신호 사이의 데이터의 진폭과 위상 추정치를 보상한다.
제1 딜레이(511)는 선형 보상부(512)가 파일럿 신호를 이용하여 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보상하는 시간 동안 매치 필터(40)에 의해 필터링된 신호를 딜레이시킨다.
이와 같이 제1 딜레이(511)에 의해 딜레이된 신호를 선형 보상부(512)를 통한 진폭과 위상의 추정치로 곱하여 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보상한다.
도 3을 참조하면, GMR-1 3G 규격의 16APSK 버스트 구조에 있어서, coherence time은 2msec이고 파일럿 신호 간 간격은 8.87msec로서 파일럿 신호 간 간격이 상대적으로 길다. 이에, 제1 보상부(51)의 보상 후에도 이외에도 추가적으로 제2 보상부(52)를 통해 파일럿 신호 사이의 데이터를 추가 보상한다.
제2 보상부(52)는 제1 보상부(51)에 의해 보상된 신호와 가장 가까운 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산하고 계산된 크기와 위상 에러의 평균을 이용하여 제1 보상부(51)에 의해 보상된 신호를 추가적으로 보상한다. 제2 보상부(52)는 도 4 에 도시된 바와 같이 제2 딜레이(521), 결정부(522), 에러 계산부(523) 및 역보상부(524)를 포함한다.
제2 딜레이(521)는 결정부(522), 에러 계산부(523) 및 역보상부(524)를 거쳐 신호를 보상하는 시간 동안 제1 보상부(51)로부터 입력된 신호를 딜레이시킨다.
결정부(522)는 제1 보상부(51)에 의해 보상되어 제2 딜레이(521)로부터 출력된 신호를 입력받고, 입력받은 신호와 가장 가까운 포인트를 결정하며, 에러 계산부(523)는 입력된 신호의 심볼과 결정부(522)에 의해 결정된 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산한다.
이어, 역보상부(524)는 에러 계산부(523)에 의해 계산된 크기와 위상 에러의 평균을 구하고 이 평균을 이용하여 제1 보상부(51)에 의해 보상된 신호의 크기와 위상을 보상한다.
제2 채널 추정기(60)는 제1 채널 추정기(50)에서 출력된 데이터를LLR(Likelihood Ratio, 로그 우도비) 방식으로 기준 심볼로 맵핑시켜 통신 채널을 추정한다. 제2 채널 추정기(60)는 도 5 에 도시된 바와 같이 디맵퍼(61), 터보 디코더(62) 및 심볼 추정부(63)를 포함한다.
디맵퍼(61)는 제1 채널 추정기(50)로부터 입력된 신호를 디맵핑시킨다. 이 경우 디맵퍼(61)는 제1 채널 추정기(50)로부터 입력된 심볼의 비트가 어떤 값인지를 결정한다.
터보 디코더(62)는 디맵퍼(61)로부터 입력된 신호를 이용하여 터보 인코딩되기 전의 비트(1비트는 9비트로 표현됨)를 추정한다. 이 경우, 터보 인코더(62)는 터보 인코딩 전의 비트가 0이 정확하면 255를 출력하고, 1이 정확하면 -256로 출력하며, 0과 1 확률이 50:50이면 0으로 출력한다.
심볼 추정부(63)는 터보 디코더(62)에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK의 기준 심볼 중 어느 하나로 추정한다.
심볼 추정부(63)는 터보 디코더(62)에 의해 디코딩된 신호 b3와 b4를 통해 16APSK의 성상도 내 사분면 중 어느 하나의 영역을 결정한다. 도 6 에는 터보 디코더(62)로부터 출력된 b3 및 b4가 각각 0인 경우를 예시로 도시되었다.
상기한 바와 같이 b3 및 b4를 통해 영역을 결정한 후에는, 심볼 추정부(63)는 터보 디코더(62)로부터 출력된 신호를 해당 영역에 포함된 기준 심볼 중에서 어느 하나로 추정한다.
이를 위해 심볼 추정부(63)는 디코딩된 심볼을 수학식
Figure 112015085989177-pat00009
를 통해 추정한다.
여기서,
Figure 112015085989177-pat00010
는 추정된 심볼이고, b3,b4 는 각각 터보 디코더에 의해 디코딩된 테이터 중 세번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이다.
이어 제1 채널 추정부로부터 입력된 심볼을 상기한 수학식을 통해 추정된 심볼과 비교하여 크기와 위상을 계산하여 보상하고, 디맵퍼(61)에 입력시킨다.
이에 디맵퍼(61)는 상기한 바와 같이 디맵핑 과정을 수행하고, 터보 디코더(62)는 디맵퍼(61)에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩을 수행한다.
이 경우, 상기한 과정이 반복적으로 수행함으로써 해당 데이터의 정확도가 점점 더 증가하게 된다.
상기한 바와 같은 과정은 복수 회 예를 들어 8회 등으로 수행되고 이러한 과정을 반복하면서 제1 채널 추정기(50)로부터 입력된 데이터는 최종적으로 기준 심볼(도 6 에서는 1000)로 추정된다.
즉, 심볼 추정부(63)는 디코딩된 데이터, 즉 터보 디코더(62)의 세 번째, 네 번째 데이터를 검출하고, 이를 수학식에 적용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑하여 신호의 크기와 위상을 보상함으로써 채널 추정의 정확도를 높인다.
한편, 상기한 수학식은 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식과 8PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식을 기반으로 획득될 수 있다.
도 7을 참조하면, 16APSK 변조 방식의 성상도(a)는 16QAM과 유사 방식의 성상도(b) 및 8PSK와 유사 방식의 성상도(c)로 구분되어 나누어질 수 있다.
이 경우, 16QAM과 유사 방식의 성상도(b)는 16APSK 변조 방식에서의 b4와 b1을 기반으로 그 성상도가 획득되고, 8PSK와 유사 방식의 성상도(c)는 16APSK 변조 방식에서의 b3와 b4 및 b1을 기반으로 그 성상도가 획득될 수 있다.
즉,
Figure 112015085989177-pat00011
은
Figure 112015085989177-pat00012
과
Figure 112015085989177-pat00013
의 합으로 이루어지며, 이에
Figure 112015085989177-pat00014
+
Figure 112015085989177-pat00015
를 전개하면 상기한 수학식을 얻을 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법을 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법의 순서도이다.
먼저, 터보 인코더(10)는 입력된 데이터를 터보 인코딩하여 채널 상에서 발생할 수 있는 에러에 대비하여 정보 비트 이외에 부가적으로 패리티 비티를 첨가하고, 맵퍼(20)가 터보 인코더(10)로부터 입력된 데이터의 시퀀스를 맵핑한다.
이 경우, 맵퍼(20)는 16APSK(Amplitude and Phase Shift Keying) 변조 방식에 따라 4비트를 하나의 심볼로 맵핑한다.
이어, 쉐이핑 필터(30)는 맵퍼(20)에 의해 맵핑된 신호의 스펙트럼을 필터링한다.
이에 따라 신호는 통신 채널을 통해 수신기로 전달되고, 이 과정에서 라이시안 페이딩 환경에서 AWGN(Additive White Gaussian noise)이 유입된다. 즉, 통신 채널을 통과한 송신 신호는
Figure 112015085989177-pat00016
형태로 된다.
한편, 매치 필터(40)는 통신 채널을 거친 송신 신호를 입력받고 이 신호를 필터링한다(S10).
이어, 제1 채널 추정기(50)의 제1 보상부(51)는 파일럿 신호를 검출하고 검출된 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정한다(S20).
특히, 제1 보상부(51)는 파일럿 톤에 해당하는 UW(unique word)를 사용하여 진폭과 위상 에러를 계산하고, 수신된 UW 신호와 기 정의된 UW 신호를 비교하여 진폭과 에러를 계산한 후, 진폭과 위상 추정치를 보상함으로써 파일럿 신호 사이의 데이터를 보상할 수 있다.
이어, 제1 채널 추정기(50)의 제2 보상부(52)는 제1 보상부(51)에 의해 보상되어 제2 딜레이(521)로부터 출력된 신호를 입력받고, 입력받은 신호와 가장 가까운 포인트를 결정한 후, 입력된 신호의 심볼과 결정부(522)에 의해 결정된 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산한다(S30).
이어, 제2 보상부(52)는 계산된 크기와 위상 에러의 평균을 이용하여 제1 보상부(51)에 의해 보상된 신호를 보상한다(S40).
다음으로, 제2 채널 추정기(60)는 제1 채널 추정기(50)로부터 입력된 심볼을 상기한 수학식에 적용하는 LLR 계산을 이용하여 16APSK의 기준 심볼 중 어느 하나로 맵핑한다(S50).
즉, 제2 채널 추정기(60)는 내부의 터보 디코더(62)에 의해 디코딩된 데이터를 터보 디코더(62)의 세 번째, 네 번째 데이터 b3와 b4를 통해 16APSK의 성상도 내 사분면 중 어느 하나의 영역을 결정하고,
Figure 112015085989177-pat00017
를 통해 채널을 추정하고 반복(iteration) 횟수를 높여 정확도를 높인다.
이에 디맵퍼(61)는 상기한 바와 같이 디맵핑 과정을 수행하고, 터보 디코더(62)는 디맵퍼(61)에 의해 디맵핑 신호를 터보 디코딩을 수행한다.
즉, 디맵퍼(61)가 제2 보상부(52)의 출력을 디맵핑하고, 터보 디코더(62)가 제2 보상부(52)의 출력과 상기한 바와 같이 맵핑된 신호를 비교하여 제2 보상부(52)의 출력의 크기와 위상을 보상한다(S60). 이어 상기한 바와 같이 제2 채널 추정기(60)는 내부의 터보 디코더(62)에 의해 디코딩된 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑한다. 이러한 과정은 기 설정된 횟수로 반복 수행됨으로써, 입력된 신호에 대한 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키고 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치 및 방법의 성능 결과를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 16APSK 변조 방식에서의 성능은 제1 채널 추정기(50)를 통해 채널 추정을 수행한 경우에서의 FER(Frame Error Rate) 보다 제1 채널 추정기(50)와 제2 채널 추정기(60)를 통해 채널 추정을 모두 수행한 경우의 FER이 상대적으로 낮음을 알 수 있다. 제1 채널 추정기(50)와 제2 채널 추정기(60)를 모두 이용히야 채널 추정을 수행하는 경우가 제1 채널 추정기(50)만을 수행한 경우에 비해 채널 추정의 정확도가 높음을 알 수 있다.
더욱이, 상기한 성능 결과를 통해, 본 실시예는 기존의 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하는 경우에 비해 상대적으로 높은 채널 추정 정확도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 16APSK 변조 방식에서도 터보 디코더(62)와 연동하여 채널을 추정할 수 있도록 하고, 특히 파일럿을 이용한 선형 보간, 텐터티브 채널 추정 및 LLR을 이용한 채널 추정을 단계적으로 수행함으로써, 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정에 대한 정확도를 향상시키며 이를 통해 수신기의 수신 성능을 향상시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 터보 인코더
20: 맵퍼
30: 쉐이핑 필터
40: 매치 필터
50: 제1 채널 추정기
51: 제1 보상부
511: 제1 딜레이
512: 선형 보상부
52: 제2 보상부
521: 제2 딜레이
522: 결정부
523: 에러 계산부
524: 역보상부
60: 제2 채널 추정기
61: 디맵퍼
62: 터보 디코더
63: 심볼 추정부

Claims (13)

  1. 입력된 데이터를 디맵핑하는 디맵퍼;
    상기 디맵퍼에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩하는 터보 디코더; 및
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼 중 어느 하나로 맵핑하여 상기 디맵퍼에 입력하는 심볼 추정부를 포함하며,
    상기 심볼 추정부는
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 추정하여 상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 신호의 크기와 위상을 보상하며,
    상기 심볼 추정부는
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 수학식
    Figure 112016065160212-pat00033

    를 통해 추정하고,
    Figure 112016065160212-pat00034
    는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 페이딩 환경에서 위성 채널을 통해 전송된 신호의 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하는 제1 채널 추정기; 및
    상기 제1 채널 추정기에서 출력된 데이터를 LLR 계산으로 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼로 맵핑시키는 제2 채널 추정기를 포함하며,
    상기 제1 채널 추정기는 상기 파일럿 신호를 검출하고 검출된 상기 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정하는 제1 보상부를 포함하며,
    상기 제1 채널 추정기는 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호와 가장 가까운 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산하고 계산된 에러의 평균을 이용하여 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호를 추가적으로 보상하는 제2 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 채널 추정기는
    신호를 디맵핑하는 디맵퍼;
    상기 디맵퍼에 의해 디맵핑된 신호를 터보 디코딩하는 터보 디코더; 및
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터를 LLR 계산을 이용하여 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼 중 어느 하나로 추정하여 상기 디맵퍼에 입력하는 심볼 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 심볼 추정부는
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 데이터 중 상기 터보 디코더의 세 번 째, 네 번 째 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑하여 신호의 크기와 위상을 보상하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 심볼 추정부는
    상기 터보 디코더에 의해 디코딩된 심볼을 수학식
    Figure 112015085989177-pat00020

    를 통해 추정하고,
    Figure 112015085989177-pat00021
    는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 장치.
  10. 제1 채널 추정기가 페이딩 환경에서 위성 채널을 통해 전송된 신호의 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하는 단계; 및
    제2 채널 추정기가 상기 제1 채널 추정기에서 출력된 심볼을 LLR 계산으로 16APSK 변조 방식에서의 기준 심볼로 맵핑시키는 단계를 포함하고,
    상기 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하는 단계는 제1 보상부가 상기 파일럿 신호를 검출하고 검출된 상기 파일럿 신호 사이의 데이터를 선형 보간을 통해 추정한 후, 제2 보상부가 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호와 가장 가까운 심볼 간의 크기와 위상 에러를 계산하고 계산된 에러의 평균을 이용하여 상기 제1 보상부에 의해 보상된 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 LLR 계산으로 기준 심볼로 맵핑시키는 단계는
    상기 제2 채널 추정기가 터보 디코더에서 출력된 데이터를 이용하여 16APSK의 성상도 내 어느 한 영역의 기준 심볼로 맵핑하여 신호의 위상을 보상하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 LLR 계산으로 기준 심볼로 맵핑시키는 단계에서,
    상기 제2 채널 추정기는 터보 디코더에 의해 디코딩된 심볼을 수학식
    Figure 112016065160212-pat00022

    를 통해 추정하고,
    Figure 112016065160212-pat00023
    는 추정된 심볼이고, b3는 세 번째 데이터이고 b4는 네번째 데이터이며, 상기 터보 디코더로부터 출력된 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 16APSK 변조 방식에서의 채널 추정 방법.
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KR20080095809A (ko) * 2007-04-25 2008-10-29 엘지전자 주식회사 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치
KR101208171B1 (ko) * 2006-12-01 2012-12-05 한국과학기술원 간섭 선공제 방법 및 이를 이용한 전송기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101208171B1 (ko) * 2006-12-01 2012-12-05 한국과학기술원 간섭 선공제 방법 및 이를 이용한 전송기
KR20080095809A (ko) * 2007-04-25 2008-10-29 엘지전자 주식회사 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치

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