KR101741512B1 - 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치 및 방법 - Google Patents

패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는 입력 인터페이스부; 상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리하는 샘플 분할부; 및 상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행하는 채널 등화부를 포함한다.

Description

패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR EQUALIZING CHANNEL AND DECIDING RECEIVED DATA IN RECEIVER FOR PACKET DATA COMMUNICATION}
본 발명의 실시예들은 패킷 통신용 수신기에서 채널 등화를 수행하고 수신 데이터를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차동변조의 하나인 π/4-DQPSK를 변조방법으로 사용하고, 패킷의 중앙부에 미드앰블이라 불리우는 이진 데이터열을 갖는 패킷 전송방법에서 미드앰블의 이진 데이터열은 송신기와 수신기 사이에 미리 약속된 데이터열로 송신기에서 π/4-DQPSK를 변조방법에 따라 심볼로 매핑되어 전송된다. π/4-DQPSK를 변조방법은 차동변조 방법의 일종으로써 미드앰블 데이터열 앞에 있는 전송데이터열에 의해 매 패킷마다 송신되는 신호가 결정된다.
송신기에서 π/4-DQPSK를 변조 심볼열이 전송되고, 채널을 통과하여 수신기에 도달한다. 수신기에서는 채널에서 발생한 왜곡을 보상하기 위하여 채널등화기를 둘 수 있으며, 채널등화기의 출력 신호를 차동복조하여 전송된 데이터를 결정하는 수신기 구조를 갖는다.
일반적으로 적응 채널등화기를 사용하는 경우, 알고 있는 심볼열과 이에 해당하는 수신신호를 이용하여 등화기를 훈련시키고, 훈련된 등화기에 수신 데이터를 이용하여 채널등화를 수행한다.
그러나, 미드앰블을 이용하는 경우에는 패킷의 중간에 등화기 훈련에 사용할 수 있는 심볼열이 존재하기 때문에 일반적인 적응 채널등화기 알고리즘을 적용하는데 어려움이 있다. 또한, 앞에서 언급한 바와 같이 π/4-DQPSK 변조방법의 특성으로 인해 미드앰블 이진 데이터에 의한 미드앰블 심볼열 또한 패킷마다 상이하여 전형적인 채널등화기 적용에 어려움이 있다.
관련 선행기술로는 국내 공개특허공보 제10-2008-0050244호(발명의 명칭: 채널계수의 크기 기반 채널 등화 장치 및 그 방법, 공개일자: 2008년 06월 05일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 차동변조 방법을 사용하고 미드앰블 이진 데이터열을 갖는 패킷 수신에서 채널 등화와 채널 등화기의 출력을 이용하여 차동복조를 수행하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는 입력 인터페이스부; 상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리하는 샘플 분할부; 및 상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행하는 채널 등화부를 포함한다.
상기 샘플 분할부는 상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리할 수 있다.
상기 제1 부샘플열은 데이터 1 및 미드앰블의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고, 상기 제2 부샘플열은 상기 미드앰블 및 데이터 2의 순서로 각각의 심볼열이 배열될 수 있다.
상기 채널 등화부는 상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시키고, 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며, 상기 역배열된 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 역배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
상기 채널 등화부는 미드앰블 이진 데이터열을 첫 번째 심볼 S(0)=(1+j*0)이라 하고, p/4-DQPSK 변조의 심볼 매핑 방법에 따라 생성한 심볼열을 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 생성한 기준 미드앰블 심볼열을 역순으로 재배열한 것을 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 기준 미드앰블 심볼열 또는 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 상기 채널 등화기의 훈련신호로 이용할 수 있다.
상기 채널 등화부는 정배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며, 상기 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제2 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
상기 채널 등화부는 상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주하고, 상기 역배열된 기준 미드앰블을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며, 상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 가상적으로 역순으로 배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 상기 훈련신호의 심볼 구간 이후에는, π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합 각각의 4개 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 상기 채널 등화기의 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 상기 해당 심볼 구간에서의 수신 심볼로 결정하고, 상기 결정된 심볼을 훈련신호로 이용하기 위한 결정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 부호에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정하고, 상기 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 절대값 크기 비교 결과에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정하는 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 채널 등화 알고리즘은 LMS(Minimum Mean Square) 알고리즘, RLS(Recursive Least Square) 알고리즘, 및 VSS(Variable Step-Size) 알고리즘 중에서 선택적으로 사용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 수신 데이터 결정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치는 상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 수신 데이터 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 패킷은 심볼당 N(상기 N은 자연수)번 샘플링한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법은 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는 단계; 상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 분리하는 단계는 상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 부샘플열은 데이터 1 및 미드앰블의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고, 상기 제2 부샘플열은 상기 미드앰블 및 데이터 2의 순서로 각각의 심볼열이 배열될 수 있다.
상기 채널 등화를 수행하는 단계는 상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시키는 단계; 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계; 및 상기 역배열된 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 역배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널 등화를 수행하는 단계는 미드앰블 이진 데이터열을 첫 번째 심볼 S(0)=(1+j*0)이라 하고, p/4-DQPSK 변조의 심볼 매핑 방법에 따라 생성한 심볼열을 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 생성한 기준 미드앰블 심볼열을 역순으로 재배열한 것을 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 기준 미드앰블 심볼열 또는 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 상기 채널 등화기의 훈련신호로 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널 등화를 수행하는 단계는 정배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계; 및 상기 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제2 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널 등화를 수행하는 단계는 상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주하는 단계; 상기 역배열된 기준 미드앰블을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계; 및 상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 가상적으로 역순으로 배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법은 상기 훈련신호의 심볼 구간 이후에는, π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합 각각의 4개 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 상기 채널 등화기의 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 상기 해당 심볼 구간에서의 수신 심볼로 결정하고, 상기 결정된 심볼을 훈련신호로 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법은 π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 부호에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정하는 단계; 및 상기 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 절대값 크기 비교 결과에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법은 상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하는 단계; 및 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법은 상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하는 단계; 및 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미드앰블을 갖는 패킷 통신에서도 기존의 프리앰블을 갖는 형태의 채널 등화기를 사용하여 채널 등화를 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, π/4-DQPSK의 변조 방법의 특성에 의해 미드앰블의 이진 데이터는 동일하더라도 미드앰블 심볼열은 매 패킷마다 기준 미드앰블 심볼열이 위상편이된 심볼열이 전송되는 경우에도 수신기에서는 기준 미드앰블 심볼열을 이용하여 채널 등화와 차동 복조를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널 등화기에서 패킷의 랜덤 데이터 부분에 해당하는 심볼을 이용하여 채널 등화를 하는 경우, 심볼의 홀수 번째와 짝수 번째를 나누어 π/4-DQPSK 성상도를 기준으로 전송 심볼을 결정하므로, 채널 등화기에서 전송심볼 결정에 강인성을 갖도록 하며, 채널 등화기에서 전송심볼 결정을 위해 차동 복조와 차동 변조의 과정을 거쳐 전송심볼을 결정하는 것이 아니라, 해당 심볼 구간에서 가능한 신호 집합 중 하나를 결정함으로써 연산의 복잡도를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 채널 등화 및 수신 데이터 결정을 수행하는 과정을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 등화 및 수신 데이터 결정을 수행하는 과정을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 미드앰블을 사용하는 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 π/4 DQPSK 신호의 성상도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 샘플열을 나누는 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 채널 등화기의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 역배열된 π/4-DQPSK 신호에서
Figure 112013116623018-pat00001
의 이상적인 성상도 및 성상에 따른 결정신호를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 정배열된 π/4-DQPSK 신호에서
Figure 112013116623018-pat00002
의 이상적인 성상도 및 성상에 따른 결정신호를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치(100)는 입력 인터페이스부(110), 샘플 분할부(120), 채널 등화부(130), 수신 데이터 결정부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
상기 입력 인터페이스부(110)는 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는다. 여기서, 상기 패킷은 심볼당 N(상기 N은 자연수)번 샘플링한 것이 사용될 수 있다.
상기 샘플 분할부(120)는 상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리한다. 이때, 상기 샘플 분할부(120)는 상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 부샘플열은 데이터 1 및 미드앰블의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고, 상기 제2 부샘플열은 상기 미드앰블 및 데이터 2의 순서로 각각의 심볼열이 배열될 수 있다.
상기 채널 등화부(130)는 상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 채널 등화기는 적응 채널 등화기로 구현될 수 있으며, 상기 채널 등화 알고리즘은 LMS(Minimum Mean Square) 알고리즘, RLS(Recursive Least Square) 알고리즘, 및 VSS(Variable Step-Size) 알고리즘 중에서 선택적으로 사용 가능하다.
이하에서는 상기 채널 등화부(130)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 채널 등화부(130)는 상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시킬 수 있다. 상기 채널 등화부(130)는 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 수 있다. 상기 채널 등화부(130)는 상기 역배열된 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 역배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
즉, 상기 채널 등화부(130)는 상기 제1 부샘플열의 미드앰블(역배열된 기준 미드앰블)을 적응 필터 갱신 알고리즘(도 8 참조)에 훈련심볼열로서 입력하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 수 있으며, 상기 역배열된 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 역배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다. 이로써, 상기 채널 등화기는 이러한 훈련의 반복을 통해 상기 필터 계수를 적응시켜 상기 데이터 1의 왜곡을 보상할 수 있다.
또한, 상기 채널 등화부(130)는 정배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 수 있다. 상기 채널 등화부(130)는 상기 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제2 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
즉, 상기 채널 등화부(130)는 상기 제2 부샘플열의 미드앰블(정배열된 기준 미드앰블)을 적응 필터 갱신 알고리즘(도 8 참조)에 훈련심볼열로서 입력하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 수 있으며, 상기 정배열된 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 정배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다. 이로써, 상기 채널 등화기는 이러한 훈련의 반복을 통해 상기 필터 계수를 적응시켜 상기 데이터 2의 왜곡을 보상할 수 있다.
상기 제1 부샘플열의 채널 등화와 관련하여 다른 실시예로서, 상기 채널 등화부(130)는 상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 상기 채널 등화부(130)는 상기 역배열된 기준 미드앰블을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 수 있다. 상기 채널 등화부(130)는 상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 가상적으로 역순으로 배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행할 수 있다.
상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킬 때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기와 같이 미드앰블만을 훈련신호로 이용하지 않고 수신 심볼도 함께 이용하여 채널 등화를 수행할 수 있다. 상기 훈련신호로 이용하기 위한 수신 심볼을 결정하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 장치(100)는 결정부(도 8의 결정기에 대응하는 구성)를 더 포함할 수 있다.
상기 결정부는 상기 훈련신호의 심볼 구간 이후에는, π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합(도 7 참조) 각각의 4개 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 상기 채널 등화기의 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 상기 해당 심볼 구간에서의 수신 심볼로 결정할 수 있다. 이에 따라, 상기 결정된 심볼은 상기 훈련신호로 이용될 수 있다.
또한, 상기 결정부는 π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 부호에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정할 수 있다. 상기 결정부는 상기 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 절대값 크기 비교 결과에 기초하여 상기 수신 심볼을 결정할 수 있다.
상기 수신 데이터 결정부(140)는 상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용할 수 있다. 상기 수신 데이터 결정부(140)는 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정할 수 있다.
또한, 상기 수신 데이터 결정부(140)는 상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용할 수 있다. 상기 수신 데이터 결정부(140)는 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정할 수 있다.
상기 제어부(150)는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치(100), 즉 상기 입력 인터페이스부(110), 상기 샘플 분할부(120), 상기 채널 등화부(130), 상기 수신 데이터 결정부(140) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 단계(210)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는다.
다음으로, 단계(220)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리한다. 이때, 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리할 수 있다.
다음으로, 단계(230)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행한다.
다음으로, 단계(240)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 제1 및 제2 부샘플열의 데이터 1, 2 각각에 대해서, 채널 등화기의 해당 출력 심볼열을 이용하여 차동복조를 수행함으로써 상기 데이터 1, 2 각각에 대한 수신 데이터를 결정한다.
즉, 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정한다.
또한, 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 채널 등화를 수행하는 과정을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단계(310)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로ㅋ 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시킨다.
다음으로, 단계(320)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하고 상기 제1 부샘플열을 입력으로 하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킨다.
다음으로, 단계(330)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 제1 부샘플열을 입력 수신 신호로 이용하여 채널 등화를 수행한다.
다음으로, 단계(340)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하고 상기 제2 부샘플열을 입력으로 하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킨다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 등화를 수행하는 과정을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계(410)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주한다.
다음으로, 단계(420)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 역배열된 기준 미드앰블을 훈련신호로 이용하고 제1 부샘플열을 입력으로 하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킨다.
다음으로, 단계(430)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 상기 제1 부샘플열을 입력 수신 신호로 이용하여 채널 등화를 수행한다.
다음으로, 단계(440)에서 상기 패킷 통신용 수신기는 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하고 상기 제2 부샘플열을 입력으로 하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시킨다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
디지털 데이터 통신에 있어, 긴 길이를 갖는 데이터를 일정길이를 갖는 데이터로 나눈 후, 나누어진 데이터에 데이터 교환에 필요한 정보를 부가하여 패킷이라는 단위의 데이터를 만들고, 패킷을 전송하는 패킷 데이터 통신이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
패킷은 물리적인 채널을 통하여 전송되고, 물리적 채널을 통하여 전송되는 패킷 심볼열은 크게 송/수신기가 모두 알고 있는 심볼열과 패킷 데이터 심볼열로 나누어 진다. 상기 알고 있는 심볼열은 수신기에서 올바른 데이터 수신을 위하여 동기정보 추출 및 채널 왜곡 보상 등에 활용하기 위하여 미리 정해진 심볼열을 보내는 부분이고, 패킷 데이터 심볼열은 전송하려는 데이터를 전송 심볼로 매핑하여 송신기에서 전송하는 심볼열이다.
본 발명에서 고려하는 패킷 구조는 도 5에서와 같이 패킷의 가운데 부분에 알고 있는 심볼열이 존재하는 구조를 가지고 있으며, 가운데 부분의 알고 있는 심볼열을 미드앰블이라고 부른다. 패킷에서 미드앰블 이전에 보내는 전송 데이터를 데이터 1이라 하고, 미드앰블 이후에 보내는 전송 데이터를 데이터 2라고 한다. 패킷의 데이터는 π/4-DQPSK (Differential quadri-phase shift keying) 변조를 사용하여 전송한다.
π/4-DQPSK 변조 방법은 45°만큼 틀어진 두 개의 QPSK 신호 집합을 서로 교대로 사용하면서 입력 데이터에 해당하는 위상차에 비례하는 위상만큼 천이된 신호를 전송한다. 즉, 홀수 번째 심볼 구간에서는 도 6의 (a)에 도시된 QPSK 신호 집합 중 하나의 심볼을 전송하고, 짝수 번째 심볼 구간에서는 도 6의 (b)에 도시된, 45도만큼 틀어진 QPSK 신호 집합 중 하나의 심볼을 전송하는 변조 방법이다. k번째 심볼과 (k+1)번째 심볼은 수식 1과 같이 차동 신호가 매핑된다.
[수식 1]
Figure 112013116623018-pat00003
여기서, 초기 기준값인
Figure 112013116623018-pat00004
이며,
Figure 112013116623018-pat00005
이며, 입력데이터 비트의 조합에 의해 표 1과 같이 결정한다. 두 개의 입력 데이터 비트 중 첫 번째 (2k-1 번째) 비트를 Q-ch data로 사용하고, 두 번째 (2k 번째) 비트를 I-ch data로 사용한다. 심볼로 변환된 입력 데이터는 펄스성형 필터를 사용하여 대역제한을 시킨 후, 반송파 대역으로 변조하여 일정 길이의 패킷 단위로 송신한다.
[표 1]
Figure 112013116623018-pat00006
수신기에서는 수신신호와 반송주파수에 해당하는 국부발진기 출력을 믹싱 후 저역통과 필터링을 하여 기저대역 신호로 변환하고, 동기신호를 검출 및 보정하고, 채널 등화기 등을 거쳐 수신신호 품질을 개선한 후 송신신호를 결정한다.
본 발명에서 고려하는 수신기는 패킷의 미드앰블을 이용하여 패킷 검출을 수행한다고 가정하고, 패킷 검출은 이상적으로 되었다고 가정한다. 또한, 본 발명의 설명과 이해를 쉽게 하기 위하여 채널 등화기의 입력 신호는 수신신호를 심볼당 1번 샘플링한 샘플열이라고 가정한다.
그러나, 본 발명에서 기술하는 내용은 심볼당 N번 과샘플링한 샘플열을 채널 등화기의 입력으로 사용하여도 동일하게 적용할 수 있다. 다만, 채널 등화기의 필터 계수를 갱신하기 위한 적응 필터 알고리즘의 연산은 심볼 단위로 이루어지므로, 이에 맞게 입력 샘플이 적응 필터 알고리즘 연산 시 N샘플씩 이동하는 것으로 하여야 하는 차이점이 있다. 또한, π/4 DQPSK 변조 방법을 기준으로 설명하나 미드앰블 패킷 구조를 사용하고 차동변조 방법을 사용하는 전송의 수신기에서 동일하게 사용할 수 있다.
상기 채널 등화기는 심볼당 N번 샘플링한, 한 패킷에 해당하는 수신 샘플열과 미드앰블의 위치 정보(예: 미드앰플 시작 샘플 인덱스)를 함께 입력으로 받는다. 또한, 상기 채널 등화기는 입력되는 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열을 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 도 7과 같이 두 개의 부 샘플열로 미드앰블이 중첩되게 나눈다. 첫 번째 부샘플열은 데이터 1과 미드앰블에 해당하는 샘플열로 구성되며, 두 번째 부샘플열은 미드앰블과 데이터 2에 해당하는 샘플열로 구성된다.
이렇게 부샘플열을 구성하면, 두 번째 부샘플열은 일반적으로 널리 사용되는 프리앰블을 갖는 패킷 구조와 동일하며, 첫 번째 부샘플열은 알고 있는 심볼열이 패킷의 마지막 부분에 있는 형태이다.
상기와 같이 두 개의 부샘플열로 나눈 후, 각각에 대하여 채널 등화 알고리즘을 적용하여 채널 등화를 수행한다. 이때, 알고 있는 미드앰블 신호를 채널 등화기의 훈련 신호로 이용한다.
본 발명의 일 실시예에서는 차동변조 방법을 사용하므로, 미드앰블의 이진 데이터가 동일하더라도 데이터 1의 이진 데이터에 의해 매 패킷마다 미드앰블 이진 데이터에 의한 시작 심볼은 달라지나 미드앰블 심볼열의 심볼 간 위상차는 모든 패킷에 동일하다.
즉, 매 패킷마다 초기 신호가 (1+j0) 이라고 가정하고, 생성한 미드앰블 심볼열이 동일한 크기로 위상회전 된 심볼열이 매 패킷마다 송신된다. 또한, 차동변조 방법에서 송신 정보의 결정은 직전 수신 심볼과의 현재 수신 심볼과의 위상차에 의해 이루어지므로, 임의의 위상 편이가 발생하더라도 송신 정보 결정에 영향을 주지 않는다. 이러한 특성을 이용하여, 본 발명의 일 실시예에서는 채널 등화와 송신신호 결정을 수행한다.
먼저, 첫 번째 부샘플열에 대한 채널 등화를 위해, 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열한다. 실제 구현에 있어서는 부샘플열을 실제로 역순으로 재배열 할 수도 있고, 부샘플열은 그대로 둔 상태에서 가상적으로 역순으로 재배열 되어 있는 것으로 가정하여, 채널 등화기를 구현할 수 있다. 본 명세서에는 설명의 편이성과 이해도를 높이기 위해 역순으로 재배열 하는 것을 기준으로 설명한다.
수신 패킷의 미드앰블 심볼이 M(1)부터 M(k)까지 k개의 심볼로 이루어 졌다고 하면, 첫 번째 부샘플열을 역순으로 재배열하면, 재배열된 샘플열은 프리앰블을 갖는 데이터 패킷의 형태를 갖는다. 이렇게 역순으로 재배열된 부샘플열을 채널 등화 알고리즘의 입력 수신신호로 이용하고, 그때의 훈련 신호로는 역순으로 배열된 기준 미드앰블 심볼열을 사용한다. 기준 미드앰블 심볼열은 미드앰블의 이진 데이터의 차동변조 시 초기 신호(0번째 가정 심볼)를 (1+j0)라고 가정하고 생성한 미드앰블 심볼열로 정의한다.
두 번째 부샘플열에 대한 채널 등화 시에는 두 번째 부샘플열을 채널 등화 알고리즘의 입력 수신신호로 이용하고, 그때의 훈련 신호는 기준 미드앰블 심볼열을 사용한다. 각각의 채널 등화 알고리즘에서는 심볼당 한 샘플에 해당하는 연산결과 심볼열을 출력한다. 채널 등화기에서 사용하는 적응 등화 알고리즘은 LMS 알고리즘, RLS 알고리즘 등 다양한 알고리즘 중 선택적으로 사용 가능하다.
한편, DFE(Decision Feedback Equalizer)는 알고 있는 훈련 신호뿐만 아니라 데이터 부분의 채널 등화 결과를 이용하여 결정한 송신 심볼을 다음 채널 등화의 훈련 신호로 이용하여 채널 등화를 수행한다. 이러한 DFE의 경우, 채널 등화기에서 데이터 부분의 송신심볼 결정 시 이전 채널 등화 심볼과 현재 채널 등화 심볼의 위상차를 계산하여 송신신호를 결정하고, 이를 다시 차동변조를 수행하여 훈련 신호로 사용할 심볼을 결정하는 과정을 거치게 된다. 이러한 새로운 훈련 신호로 사용할 심볼을 얻는 과정을 간략하게 하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 다음과 같은 방법을 사용한다. 도 8을 참조하여 상기 방법을 설명하면 아래와 같다.
채널 등화기로 입력되는 훈련 심볼열(역배열된 기준 미드앰블 심볼열 또는 기준 미드앰블 심볼열)을 알고 있으므로, 알고 있는 훈련 심볼열의 길이 동안은 알고 있는 훈련 심볼을 적응 채널 등화기의 원하는 신호로 설정하여 적응 채널 등화기 필터의 계수를 훈련시키고, 훈련심볼 구간 이후에는 해당 심볼 구간에서 결정될 심볼이 π/4 DQPSK 신호의 성상도 집합(도 6의 (a) 또는 (b)에 각각 있는 4개의 가능한 심볼)의 4개의 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 채널 등화기 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 해당 심볼 구간에서의 송신 신호로 결정하고, 이를 적응 채널 등화기의 훈련 신호로 사용한다. K번째 심볼구간에서 도 6의 (a) 성상도에 있는 4개 후보 심볼 중 하나의 심볼을 송신 심볼로 결정하면, (K+1)번째 심볼구간에서는 도 6의 (b) 성상도에 있는 4개 부호 심볼 중 하나를 송신 심볼로 결정한다.
도 6의 (a) 성상도를 갖는 구간에서 송신 신호는 수식 2와 같이 채널 등화기 필터의 출력신호의 실수부와 허수부의 부호를 보고 4가지 심볼 중 하나로 결정된다.
[수식 2]
Figure 112013116623018-pat00007
여기서, y_out(k)는 k번째 심볼구간에서의 채널 등화기 출력값이고, Real{x}는 x의 실수부를 의미하며, Imag{x)는 x의 허수부를 의미하며, sign(y)는 실수 y가 양의 값을 가지면 +1을 출력하며, 음의 값을 가지면 -1의 값을 출력하는 함수이다.
도 6의 (b) 성상도를 갖는 구간에서 송신신호는 수식 3과 같이 결정된다.
[수식 3]
Figure 112013116623018-pat00008
첫 번째 부샘플열에 대한 적응 채널 등화기의 출력 심볼열은 시간의 역순으로 배열되어 있어, 이를 다시 역순으로 재배열을 수행하여 시간 순서에 맞도록 한다. 시간 순서에 맞게 재배열한 채널 등화기의 출력 심볼열을 차동복조하여 송신 신호를 결정하도록 할 수 있다.
이때, 차동 변조복조에서 k번째 송신 심볼을 결정하기 위해서는 (k-1)번째 수신 심볼과 k번째 수신 심볼을 이용하여야 하므로, 첫 번째 부샘플열에 대한 채널 등화기의 출력 심볼열 길이는 역배열된 미드앰블 심볼 길이와 데이터 1의 심볼 길이에 한 심볼 길이만큼 더 필요하게 된다.
상기 마지막의 한 심볼은 채널 등화기의 출력을 다시 역배열시키면, 첫 번째 심볼이 되고 이는 차동복조의 기준 심볼로 사용된다. 그러므로, 패킷 전송에서 데이터 1 앞에 기준 심볼을 제공하기 위한 추가적인 심볼을 하나 더 보내야 한다. 이러한 추가적인 심볼 전송을 막기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 역배열된 채널 등화기의 출력 심볼열을 직접 이용하여 송신 심볼을 결정한다.
먼저, 송신 데이터 결정을 위해 역배열된 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼(기준 미드앰블 심볼열의 첫 번째 심볼)을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준 심볼로 사용하고, 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정한다. 이러한 방법을 사용하면, 정배열된 채널 등화기 출력 심볼열을 이용하여 차동복조를 수행할 때 추가적으로 필요한 첫 번째 심볼이 필요없다.
역배열된 심볼 신호를 이용하여 송신 심볼을 결정하는 차동복조 방법은 다음과 같다. 송신 심볼 결정기의 역배열된 k번째 입력 심볼을 r1(k)라고 표시하고, r1(0)는 역배열된 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 채널 등화기 출력 심볼이라고 하면, 송신 심볼을 결정하기 위한 차동 복호기의 출력은 다음의 수식 4와 같다.
[수식 4]
Figure 112013116623018-pat00009
r1(k)가 이상적이라고 할 때,
Figure 112013116623018-pat00010
는 도 9와 같은 성상을 가지며, 각 성상에 따른 이진 전송신호를 갖는다. 도 9의 성상도와 그때 결정되는 전송신호를 보면,
Figure 112013116623018-pat00011
에 따라 다음의 수식 5, 6과 같이 결정할 수 있다.
[수식 5]
Figure 112013116623018-pat00012
[수식 6]
Figure 112013116623018-pat00013
도 10은 역배열된 π/4-DQPSK 신호에서
Figure 112013116623018-pat00014
의 이상적인 성상도 및 성상에 따른 결정 신호를 나타낸 도면이다. 상기 수식 5, 6을 이용하여 데이터 2의 송신 이진 데이터열
Figure 112013116623018-pat00015
를 결정한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기와 같이 고안된 방법을 사용함으로써, 미드앰블을 갖는 패킷 통신에서도 기존의 프리앰블을 갖는 형태의 채널 등화기를 사용하여 채널 등화를 할 수 있으며, π/4-DQPSK의 변조 방법의 특성에 의해 미드앰블의 이진 데이터는 동일하더라도 미드앰블 심볼열은 매 패킷마다 기준 미드앰블 심볼열이 위상편이된 심볼열이 전송되는 경우에도 수신기에서는 기준 미드앰블 심볼열을 이용하여 채널 등화와 차동복조를 수행할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 채널 등화기에서 패킷의 랜덤 데이터 부분에 해당하는 심볼을 이용하여 채널 등화를 하는 경우, 전송 심볼 결정에 있어, 전송 가능한 모든 심볼을 포함하는 8-PSK 성상도를 기준으로 결정하는 것이 아니라, 심볼의 결정 순서가 홀수 번째와 짝수 번째를 나누어 π/4-DQPSK 성상도를 기준으로 결정하므로, 채널 등화기에서 전송심볼 결정에 강인성을 갖도록 하며, 채널 등화기에서 전송심볼 결정을 위해 차동 복조와 차동 변조의 과정을 거쳐 전송심볼을 결정하는 것이 아니라, 해당 심볼 구간에서 가능한 신호 집합 중 하나를 결정함으로써 연산의 복잡도를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 입력 인터페이스부
120: 샘플 분할부
130: 채널 등화부
140: 수신 데이터 결정부
150: 제어부

Claims (24)

  1. 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는 입력 인터페이스부;
    상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리하는 샘플 분할부; 및
    상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행하는 채널 등화부
    를 포함하며,
    상기 제1 부샘플열은
    데이터 1 및 미드앰블의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고,
    상기 제2 부샘플열은
    상기 미드앰블 및 데이터 2의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고,
    상기 채널 등화부는
    상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시키고, 상기 역배열 데이터 1에 기초하여 결정된 수신 심볼 및 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 함께 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며,
    상기 데이터 2에 기초하여 결정된 수신 심볼 및 정배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 함께 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며,
    상기 채널 등화부는
    상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하며,
    상기 채널 등화부는
    미드앰블 이진 데이터열을 첫 번째 심볼 S(0)=(1+j*0)이라 하고, π/4-DQPSK 변조의 심볼 매핑 방법에 따라 생성한 심볼열을 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 생성한 기준 미드앰블 심볼열을 역순으로 재배열한 것을 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 기준 미드앰블 심볼열 또는 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 상기 채널 등화기의 훈련신호로 이용하며,
    상기 수신 심볼은,
    π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해 아래 수식 2에 기초하여 결정되고, 상기 π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해 아래 수식 3에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
    [수식 2]
    Figure 112017043899397-pat00026

    [수식 3]
    Figure 112017043899397-pat00027

    이때, d(k)는 수신 심볼, y_out(k)는 k번째 심볼구간에서의 채널 등화기 출력값, Real{x}는 x의 실수부, Imag{x}는 x의 허수부, sign(y)는 실수 y가 양의 값을 가지면 +1을 출력하며, 음의 값을 가지면 -1의 값을 출력하는 함수를 의미함.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플 분할부는
    상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널 등화부는
    상기 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제2 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 채널 등화부는
    상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주하고, 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키며, 상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열의 심볼 구간 이후에는, π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 각각의 4개 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 상기 채널 등화기의 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 상기 해당 심볼 구간에서의 수신 심볼로 결정하고, 상기 결정된 심볼을 훈련신호로 이용하기 위한 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 부호에 기초하여 수신 심볼을 결정하고, 상기 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 절대값 크기 비교 결과에 기초하여 수신 심볼을 결정하는 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 채널 등화 알고리즘은
    LMS(Minimum Mean Square) 알고리즘, RLS(Recursive Least Square) 알고리즘, 및 VSS(Variable Step-Size) 알고리즘 중에서 선택적으로 사용 가능한 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 기준 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 수신 데이터 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하고, 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 수신 데이터 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 패킷은
    심볼당 N(상기 N은 자연수)번 샘플링한 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 장치.
  14. 미드앰블을 갖는 패킷의 수신 샘플열과 상기 미드앰블의 위치 정보를 입력받는 단계;
    상기 미드앰블의 위치 정보를 이용하여 상기 수신 샘플열을 제1 및 제2 부샘플열로 분리하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 부샘플열 각각에 대해 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘을 이용하여 채널 등화를 수행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 부샘플열은
    데이터 1 및 미드앰블의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고,
    상기 제2 부샘플열은
    상기 미드앰블 및 데이터 2의 순서로 각각의 심볼열이 배열되고,
    상기 채널 등화를 수행하는 단계는
    상기 제1 부샘플열의 순서를 역순으로 재배열하여 역배열 미드앰블 및 역배열 데이터 1의 순서로 각각의 심볼열의 배열을 변화시키는 단계;
    상기 역배열 데이터 1에 기초하여 결정된 수신 심볼 및 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 함께 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계; 및
    상기 데이터 2에 기초하여 결정된 수신 심볼 및 정배열된 기준 미드앰블 심볼열을 훈련신호로 함께 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계를 포함하며,
    상기 채널 등화를 수행하는 단계는
    상기 역배열된 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 역배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 채널 등화를 수행하는 단계는
    미드앰블 이진 데이터열을 첫 번째 심볼 S(0)=(1+j*0)이라 하고, π/4-DQPSK 변조의 심볼 매핑 방법에 따라 생성한 심볼열을 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 생성한 기준 미드앰블 심볼열을 역순으로 재배열한 것을 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열로 정의하며, 상기 기준 미드앰블 심볼열 또는 상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열을 상기 채널 등화기의 훈련신호로 이용하는 단계
    를 포함하며,
    상기 수신 심볼은,
    π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해 아래 수식 2에 기초하여 결정되고, 상기 π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해 아래 수식 3에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
    [수식 2]
    Figure 112017043899397-pat00028

    [수식 3]
    Figure 112017043899397-pat00029

    이때, d(k)는 수신 심볼, y_out(k)는 k번째 심볼구간에서의 채널 등화기 출력값, Real{x}는 x의 실수부, Imag{x}는 x의 허수부, sign(y)는 실수 y가 양의 값을 가지면 +1을 출력하며, 음의 값을 가지면 -1의 값을 출력하는 함수를 의미함.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 분리하는 단계는
    상기 수신 샘플열의 분리 시, 상기 미드앰블이 중첩되게 분리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    상기 채널 등화를 수행하는 단계는
    상기 제2 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 제2 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 채널 등화를 수행하는 단계는
    상기 제1 부샘플열이 가상적으로 역순으로 재배열되어 있는 것으로 간주하는 단계;
    역배열된 기준 미드앰블을 훈련신호로 이용하여 상기 채널 등화기의 필터 계수를 훈련시키는 단계; 및
    상기 제1 부샘플열을 상기 채널 등화기의 채널 등화 알고리즘의 입력 수신 신호로 이용하여 상기 필터 계수를 통해 상기 가상적으로 역순으로 배열된 제1 부샘플열에 대한 채널 등화를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 역배열된 기준 미드앰블 심볼열의 심볼 구간 이후에는, π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 각각의 4개 후보 심볼 중 해당 심볼 구간에서의 상기 채널 등화기의 출력 심볼과 거리가 가장 가까운 심볼을 상기 해당 심볼 구간에서의 수신 심볼로 결정하고, 상기 결정된 심볼을 훈련신호로 이용하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    π/4-DQPSK 신호의 성상도 집합 중 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 부호에 기초하여 수신 심볼을 결정하는 단계; 및
    상기 성상도 집합 중 다른 하나의 성상도를 갖는 심볼 구간에 대해, 상기 채널 등화기의 필터의 출력 신호에서 실수부와 허수부의 절대값 크기 비교 결과에 기초하여 수신 심볼을 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 1 부분에 대해서는 역배열된 상기 제1 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 역배열된 기준 미드앰블의 마지막 심볼을 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하는 단계; 및 이후의 역배열된 데이터 1 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 2 부분에 대해서는 상기 제2 부샘플열에 의한 채널 등화기 출력 심볼열 중 기준 미드앰블의 마지막 심볼에 해당하는 심볼부터 데이터 2의 이진 데이터에 의한 심볼까지를 송신 심볼 결정을 위한 차동복조의 기준심볼로 사용하는 단계; 및 이후의 정배열된 데이터 2 부분의 채널 등화기 출력 심볼열을 차례로 차동복조를 수행하여 송신 데이터를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 통신용 수신기의 채널 등화 및 수신 데이터 결정 방법.
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