KR102405353B1

KR102405353B1 - 고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기

Info

Publication number: KR102405353B1
Application number: KR1020200128458A
Authority: KR
Inventors: 강수원; 한성민
Original assignee: 브이에스아이 주식회사
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-06-08
Also published as: US11228467B1; KR20220046012A

Abstract

본 발명에 따른 기기는, 통신 채널을 통해 수신되는 신호의 특정 대역을, 인가된 이득 제어신호에 의한 이득만큼 증폭하여 출력하는 등화기와, 상기 등화기가 출력하는 신호를 기 지정된 시간만큼 지연하여 출력하는 지연부와, 상기 등화기가 출력하는 신호와 상기 지연부의 출력 신호를 승산하고 그 승산된 제 1신호의 시간적 합을 반영하는 특정 신호를 출력하는 상관성 연산부와, 상기 특정 신호의 기 지정된 목표치와의 차이가 적어지게 하는 방식으로 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가함으로써, 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 하는 구성된 제어부를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 지정된 시간은, 상기 수신되는 신호에서 하나의 심볼이 차지하는 단위 시간폭의 N (N은 1 이상의 정수) 배에 해당하는 시간이다

Description

고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기 {Method for compensating loss of high-speed signals in a communication channel, and a device for said method}

본 발명은, 송신기와 수신기 사이에 형성된 통신 채널을 통해 고속의 데이터 신호가 수신될 때, 그 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 통신 채널의 특성에 의해 손실된 주파수 성분에 대한 보상의 정도를 결정하는 방법과 그 방법을 위한 기기에 관한 것이다.

일반적으로 송신기와 수신기 사이의 디지털 데이터 통신은, 그들 사이에 할당된 통신 채널 또는 확보된 전송로를 통해 전송되는 신호를 수신기에서 샘플링(sampling)하고 그 샘플링 데이터로부터 전송된 비트열을 복원하는 방식에 의해 이루어진다.

그런데, 데이터를 전달하는 신호는, 통신 채널에서, 심볼간 간섭, 노이즈 또는 물리적 전송로의 주파수 특성 등에 의해 왜곡되거나 손상되고, 이러한 손실은, 수신기가 그 수신된 신호로부터 원래의 비트열을 복원하는데 부정적인 영향을 미치게 된다.

통신 채널을 통해 전송하는 디지털 데이터가 고속인 경우, 예를 들어 수십 Gbps 이상이면, 이러한 부정적인 영향은 매우 크게 나타날 수 밖에 없다.

도 1a에 예시된 바와 같이, 고속 데이터 전송의 경우에, 기저대역(base-band) 전송방식으로 전송한 신호 파형(1)은, 신호의 단위 구간(UI)이 극히 짧아서, 전송 채널의 특성에 의해 고역(high-frequency band) 성분이 손실되면 본래의 전송 신호는 거의 소실된 파형(2)으로 수신될 수 있기 때문이다.

보편적으로 수신기는, 통신 채널에서의 신호 손실에 대해, 그 손실을 적응적으로 보상하여 디지털 데이터 복원에서의 오류 발생을 줄이기 위한 등화기(equalizer)를 채택하고 있다. 이러한 등화기의 작용이, 신호가 전송되는 채널에서의 신호 손실을 어느 정도 보상하여 디지털 데이터 복원에서의 오류 발생 확률을 낮출 수 있지만, 수신되는 신호 파형이 도 1a에 예시된 바와 같이 심하게 손상되거나 왜곡되면, 오류 발생 확률을 낮추는데 한계가 있을 수 밖에 없다. 또한, 전송 채널의 특성을 적응적으로 보상하는 등화기인 경우에는, 채널에서의 손실에 맞는 보상 특성을 추정하는 시간이 길어질 수 밖에 없다.

이와 같은, 디지털 데이터 복원을 위한 신호처리에서의 부담을 완화시키기 위해서, 디지털 데이터를 수송하는 신호를, 디지털 신호 처리에 앞서 아날로그 방식으로 먼저 보상하는 방법이 사용되고 있다. 이 아날로그 방식의 신호보상 방법은, 수신되는 신호의 전체 대역에서 지정된 고역 부분에 대해서 별도로 증폭하는 것인데, 이러한 고역 증폭의 소자를 통상적으로 '연속시간 선형 등화기'( CTLE: Continuous Time Linear Equalizer )라 한다. 이 연속시간 선형 등화기를, 그 후단에서, 디지털 샘플된 신호에 대해서 적응적인 훈련(training)을 통해 등화 계수들을 설정하는 동작을 디지털 방식으로 수행하는 등화기와 구분하여 지칭하기 위해, 본 명세서에서는 '아날로그 등화기'라 칭하고, 이 아날로그 등화기에서, 외부로부터 설정되는 이득(gain)에 의해 입력 신호의 고역 성분을 증폭하는 신호 보상동작을 '아날로그 선형 등화'라 칭하거나, 또는 '선형 등화'로 약칭한다.

송신기로부터 전송된 고속의 신호를 수신하는 수신기에서는, 아날로그 등화기가 가변설정할 수 있도록 제공하는 고역 성분에 대한 증폭비, 즉 이득을 적절하게 설정함으로써, 수신되는 신호에서 채널 특성에 의해 손실되는 고역 신호성분을 어느 정도 보상할 수 있다. 이러한 선형 등화에 의해 신호 파형이 디지털 데이터의 복원에 앞서서 보상되면, 그 후단에서 진행되는 디지털 데이터 복원 과정에서의 신호처리 부담이 크게 줄어들게 된다.

그런데, 전송 채널의 특성을 미리 측정하여 파악할 수 없는 통신 환경에 수신기를 적용하는 경우에는, 임의의 전송 채널에서의 고속 신호의 손실에 대한 아날로그 등화기를 이용한 선형 등화가 적정한 보상 수준을 넘어설 수가 있다. 도 1b는 이러한 경우에 대한 간단한 예시이다.

도 1b에 예시한 바와 같이, 전송 채널에서 고역 성분이 손실된 신호(2)에 대한 아날로그 선형 등화가, 전송 채널의 손실 특성에 비해 과하게 되면, 보상된 신호(3)의 에지 부근(10)이, 적정한 선형 등화에 의해 얻을 수 있는 파형의 형태를 벗어나 지나치게 변형될 수 있다. 이렇게 선형 등화가 손실에 비해 과도하게 되면, 아날로그 등화기를 사용함에 의한 효용성을 거의 얻을 수 없다.

따라서, 미리 그 전송 채널의 특성을 알 수 없는 통신 환경에 적용되는 수신기의 경우에는, 아날로그 등화기의 선형 등화에 의한 보상 정도가, 그 채널에서의 손실 특성에 적합하도록 자동으로 설정되게 하는 것이 필수적이다.

이와 같은 기술적 요구에 따라, 한국 특허공개 제 10-2018-0012808호( 국제출원번호 제 PCT/US2016/016872호 )와 미국 특허공개 제 2013/148712호 등의 발명이 개발되어 출원된 바 있다.

상기의 발명들은, 사용하는 전송 채널의 손실 특성을 알지 못하는 통신 환경에서, 수신되는 신호로부터 그 전송 채널에서의 손실 정도를 추정함으로써, 전송 채널의 손실 특성에 맞는 아날로그 등화기의 선형 등화를 위한 이득을 설정하는 방안을 제시하고 있다.

이들 발명이 제시하는 방안은, 수신된 신호로부터 복원된 디지털 비트열의 또는 디지털 심볼의 신호( 위 언급한 선행 발명들에서 슬라이서(123 또는 212)의 출력 신호 )와 복원 전의 신호 파형과의 차이에 근거하여 아날로그 등화기의 이득을 설정하는 방식이다.

하지만, 위 선행 발명들이 제시하는 방식에서는, 전술한 바와 같이, 수신된 신호로부터 그 신호에 실린 디지털 비트열 또는 심볼들이 정확하게 복원되는 것을 전제로 하고 있다. 이러한 전제는, 비트열 또는 심볼들로의 복원에 대한 정확성이 어느 정도 담보될 수 있도록, 등화기가 훈련과정을 거쳐 그 등화 계수들이 수렴할 때까지의 시간이 선형 등화에 앞서 필요함을 의미한다. 더욱이, 이들 선행 발명은, 앞서서 수신 신호를 처리하는 기기의 보상 특성을 결정함에 있어서, 그 후단에서의 신호 처리 결과의 신뢰성을 요구하고 있는 것이다.

그렇기 때문에, 이들 선행 발명은, 전송 채널의 손실 특성에 대한 아날로그 선형 등화를 위한 이득이 신속하게 결정되지 않는 문제점이 있다. 입력 신호에 대해 앞서 보상해야 하는 정도를 결정함에 있어서, 그 후단에서의 데이터 복원에서의 신뢰성을 필요로 하는 상호 의존성은, 전송 채널의 손실 특성에 알맞는 아날로그 선형 등화를 위한 이득 결정이 더욱 늦어지게 하는 요인이 된다.

또한, 위 선행 발명들은, 수신된 신호로부터 복원된 디지털 데이터( 비트열 또는 심볼들 )로부터 아날로그 등화기의 보상 정도를 결정하는 방식이어서, 그 보상 정도를 결정하기 위한 회로가 비교적 복잡하게 구성되어야 하는데, 이 또한 단점이라 할 수 있다.

본 발명은, 수신 신호로부터 복원되는 데이터와 무관하게 통신 채널에서의 손실에 대한 보상 정도를 결정하는 방법과 기기를 제공하는데 일 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 수신 신호의 통신 채널에서의 손실 보상을 위한 아날로그 선형 등화에 대해서 그 정도를 매우 신속하게 결정하여 적용될 수 있게 하는 방밥과 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상대적으로 단순한 회로로써 구현될 수 있는, 수신 신호의 통신 채널에서의 손실을 완화시키는 방법과 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 통신 채널의 특성 변화에 대응하여, 신호 손실의 보상을 위한 아날로그 선형 등화의 정도를 적응적으로 결정하는 방법과 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른, 통신 채널을 통해 전송된 신호를 수신하여 그 신호로부터 데이터를 복원하기 위한 기기는, 상기 통신 채널을 통해 수신되는 신호의 특정 대역을, 인가된 이득 제어신호에 의한 이득만큼 증폭하여 출력하는 등화기와, 상기 등화기가 출력하는 신호를 기 지정된 제 1시간만큼 지연하여 출력하는 지연부와, 상기 등화기가 출력하는 신호와 상기 지연부의 출력 신호를 승산(multiply)하고 그 승산된 제 1신호의 시간적(temporal) 합을 반영하는 특정 신호를 출력하는 상관성 연산부와, 상기 상관성 연산부에서 출력하는 상기 특정 신호의 기 지정된 목표치와의 차이가 적어지게 하는 방식으로 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가함으로써, 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 하는 구성된 제어부를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제 1시간은, 상기 수신되는 신호에서 하나의 심볼(symbol)이 차지하는 단위 시간폭의 N (N은 1 이상의 정수) 배에 해당하는 시간이다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정 신호가 상기 목표치보다 낮은 값에서 상기 목표치 이상의 값으로, 또는 상기 목표치보다 높은 값에서 상기 목표치 이하의 값으로 변하는 역전 구간을 상기 특정 신호에서 확인되면, 또는 그러한 역전 구간이 기 지정된 횟수 이상 확인되면, 상기 제어부는, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을 적어도 잠정적으로 중단한다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 특정 신호가 정해진 목표 범위 내에서 기 지정된 기준시간 이상 유지되거나, 또는 허용된 시간 이상 동안 벗어나지 않고 기 지정된 기준시간 이상 유지되는 조건이 충족될 때에, 상기 제어부는 상기 적응동작을 적어도 잠정적으로 중단한다. 본 실시예에서는, 기 지정된 제한시간이 경과할 때까지 상기 조건이 충족되지 않으면, 상기 제어부가, 상기 제한시간 동안에, 상기 특정 신호가 상기 목표 범위 내에서 유지된 시간이 가장 긴 구간의 시작 직전에 상기 등화기에 인가하였던 상기 이득 제어신호가 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 한 후에, 상기 적응동작을 적어도 잠정적으로 중단한다.

본 발명에 따른 또 다른 일 실시예에서는, 상기 제어부가, 기 지정된 적응시간이 경과하기 전까지, 상기 특정 신호가 정해진 목표 범위 내에서 유지될 때마다 그 유지 시간을 확인하고, 상기 적응시간이 경과하면, 상기 확인된 유지 시간들 중에서 가장 긴 시간의 시작 직전에 상기 등화기에 인가하였던 상기 이득 제어신호가 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 한 후에, 상기 적응동작을 적어도 잠정적으로 중단한다.

전술한 본 발명의 실시예들에 따라, 상기 적응동작을 적어도 잠정적으로 중단하는 경우에는, 상기 제어부가, 상기 특정 신호가 정해진 허용 범위를 벗어나는 상태가 기 지정된 허용시간 이상 계속될 때, 상기 적응동작을 다시 수행할 수 있다. 다르게는, 현재 시점을 기준으로 그 이전의 일정 시간 동안에, 정해진 허용 범위를 상기 특정 신호가 벗어난 비율이 기 지정된 한계 비율보다 클 때, 상기 적응동작을 다시 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 일 실시예에서는, 상기 제어부가, 상기 등화기에 상기 수신되는 신호가 적어도 입력되는 동안에는 상기 적응동작을 지속적으로 수행할 수도 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 기기가, 상기 등화기가 출력하는 신호에 대해서, 각기 서로 다른 시간만큼 지연하여 출력하도록 구성된 하나 이상의 제 2지연부를 더 포함하여 구성된다. 본 실시예에서는, 상기 상관성 연산부가, 상기 하나 이상의 제 2지연부에서 지연시켜 출력하는 신호들의 각각에 대해, 해당 신호와 상기 등화기가 출력하는 신호를 승산한 제 2신호를 생성하고, 그 하나 이상의 제 2신호의 시간적 합과 상기 제 1신호의 시간적 합의 각각에 대해 가중치를 부여하여 가중 평균한 신호를 상기 특정 신호로서 출력한다. 그리고, 상기 각기 서로 다른 시간은, 상기 단위 시간폭의 K (K는 상기 N이 아닌 1 이상의 정수 ) 배에 해당하는 시간이다. 또한, 상기 가중치는, 상기 제 1신호와 상기 하나 이상의 제 2신호 중에서 지연되는 시간길이가 가장 짧은 신호에 대해 가장 큰 값이 적용되도록 부여된 것일 수도 있다.

상기 하나 이상의 제 2지연부를 더 포함하여 구성되는 실시예에서, 상기 상관성 연산부는, 상기 하나 이상의 제 2지연부에서 각기 서로 다른 시간( 상기 단위 시간폭의 K배, K는 상기 N인 아닌 정수 )만큼씩 지연시켜 출력하는 신호들의 각각에 대해, 해당 신호와 상기 등화기가 출력하는 신호를 승산한 제 3신호를 생성하고, 그 하나 이상의 제 3신호와 상기 제 1신호로써 이루어진 전체 신호들을 복수의 그룹들로 구분하여 각 그룹별로 해당 신호들의 각각의 시간적 합을 가중 평균한 신호를 출력할 수도 있다. 이 경우에는, 상기 특정 신호는 상기 복수의 신호들 중에서 어느 하나이고, 상기 제어부가, 상기 상관성 연산부에서 출력되는 복수의 신호들에 근거하여 상기 이득 제어신호를 결정한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 지연부와 상기 상관성 연산부가, 상기 등화기가 출력하는 신호에 대해서, 상기 등화기가 출력하는 신호를 입력받아 디지털 신호처리함으로써 송신기가 전송한 디지털 데이터를 복원하기 위한 디지털 처리블록의 선단에 구비된 A/D 변환기에 의해 샘플링된 신호의 형태로 입력받아 처리하도록 각기 구성된다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른, 통신 채널을 통해 전송된 신호의 채널에서의 손실을 보상하기 위한 방법은, 상기 통신 채널을 통해 수신되는 신호의 특정 대역을 인가된 이득 제어신호에 의한 이득만큼 증폭하는 등화기가 출력하는 신호와, 상기 등화기가 출력하는 신호를 기 지정된 제 1시간만큼 지연하여 출력하는 신호를 승산하는 1단계와, 상기 승산된 신호의 시간적 합을 반영하는 특정 신호를 생성하는 2단계와, 상기 특정 신호의 기 지정된 목표치와의 차이가 적어지게 하는 방식으로 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가함으로써 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 하는 3단계를 포함하여 이루어진다. 본 방법에서, 상기 제 1시간은, 상기 수신되는 신호에서 하나의 심볼이 차지하는 단위 시간폭의 N (N은 1 이상의 정수) 배에 해당하는 시간이다.

전술한 본 발명 또는, 첨부된 도면과 함께 하기에서 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른, 고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법은, 그 손실 보상에 필요한 수신 신호에 대한 선형 등화, 즉 고역 성분의 증폭에 대한 이득이 적정하게 설정되게 한다. 따라서, 과도한 선형 등화에 따른 수신 신호의 왜곡을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 수신 신호를 디지털 처리하여 복원한 비트나 심볼의 신호를 이용하지 않고, 복원되기 이전의 수신 신호만을 이용하기 때문에, 수신기에서 디지털 데이터의 복원을 담당하는 디지털 처리블록에서의 적응적 등화가 안정될 때까지의 시간이 불필요하다. 따라서, 입력 신호에 대한 선형 등화의 정도가 매우 빠르게 결정되어 수신 신호의 보상을 위해 적용될 수 있다. 이는, 그 빠른 시간만큼, 그 이후에 신호를 처리하게 되는 디지털 처리블록의 채널 적응 시간을 단축시킨다.

또한, 디지털 처리블록에 의해 복원된 신호가 아닌 그 이전의 신호를 이용하여, 고역 성분에 대한 증폭 이득을 결정하는 본 발명에 따른 방법은, 종래에 비해 보다 더 단순한 회로로써 구현될 수 있다. 이로 인해, 아날로그 등화기의 선형 등화를 제어하기 위한 기기를 상대적으로 더 낮은 가격으로 제조하여 공급할 수 있다.

도 1a 및 1b은, 고속 신호가 통신 채널을 통해 전송될 때의 고역 성분의 손실에 따른 신호 파형과, 신호의 손실분을 보상하기 위해 고역 성분을 증폭함에 따른 신호 파형을 간단한 예로서 보여주는 도면들이고,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법이 구현된 데이터 수신기의 구성에 대한 일 예이고,
도 3은, 도 2의 아날로그 등화 제어기의 동작의 개념을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 아날로그 등화기에서의 신호 보상을 위한 고역 증폭이득을 결정하여 설정하는 방법을 예시적으로 보여주는 상태 흐름도이고,
도 5a 및 5b는, 도 4의 상태 흐름도에 따른 동작에 의해서, 수신 신호에 대한 최적 보상을 위한 증폭이득이 결정되는 과정을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 선형 등화의 제어를 위해 수신 신호의 상관값을 구하는 디지털 회로의 구성에 대해서, 각 구성요소에서 디지털 신호가 처리되는 과정을 함께 도시한 것이고,
도 7a 및 7b는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 수신 신호의 고역을 보상하는 선형 등화의 이득에 대해서 보다 안정된 값으로써 확정하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 주어진 시간 내에 가장 안정된 선형 등화의 이득을 찾아서 적용하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 선형 등화를 위한 이득을 확정하여 적용한 후에, 그 적용된 이득의 재조정 필요 여부를 확인하여 선택적으로 재조정을 수행하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신 신호에 대한 상관성을 확인하기 위해, 복수의 지연 신호를 사용하는 아날로그 등화 제어기의 일부 구성을 보여주는 것이고,
도 11은, 도 10의 실시예에서, 수신 신호에 대하여 복수의 상관값들을 산출하는 방식의 일 예를 보여주는 도면이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 본 발명에 따른 실시예들의 설명과 첨부된 도면에 있어서, 부기된 동일 번호는 특별한 사정이 없는 한 동일한 구성요소를 지칭한다. 물론, 설명의 편의와 이해에의 도움을 위해, 필요에 따라서는 동일한 구성요소에 대해서도 서로 다른 번호로 부기될 수도 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법이 구현된 데이터 수신기의 구성의 일 예를 도시한 것이다.

도시된 데이터 수신기는, 전송 채널을 통해 수신되는 신호, 특히 수 GHz 이상의 고주파 신호에 대해서 아날로그 증폭하고, 기 지정된 대역으로 필터링하는 아날로그 전단부(11)와, 입력되는 신호에 대해, 기 설정된 고주파 대역을, 외부로부터 인가되는 이득 제어신호에 따라 증폭하여 출력하는 아날로그 등화기(12)와, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호로부터 디지털 데이터를 복조하는 일반적인 디지털 처리블록(100)을 포함한다. 이 디지털 처리블록(100)은, 보편적으로, A/D 변환기와, 등화기, 정합 필터, 슬라이서(slicer)와 같은 비트 결정부 등으로써 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 구성을 갖는, 도 2의 수신기는, 이와 같은 통상의 구성요소에 더하여, 아날로그 등화 제어기(200)를 포함한다.

상기 아날로그 등화 제어기(200)는, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호를, 기 설정된 만큼 지연하여 출력하는 지연부(21)와, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호에 대한 상관값을 구하여 출력하는 상관값 연산부(22)와, 상기 상관값 연산부(22)가 제공하는 상관값의 신호에 근거하여, 상기 아날로그 등화기(12)의 기 설정된 고역에 대한 증폭 이득을 결정하고, 그 결정된 이득을 상기 아날로그 등화기(12)에 설정하는 제어부(20)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 상관값 연산부(22)는, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호와 상기 지연부(21)의 출력 신호를 서로 곱한 신호를 출력하는 승산부(221)와, 상기 승산부(221)의 출력 신호를 평균하여 출력하는 평균화부(222)로써 구성된다.

도 3은, 상기 아날로그 등화 제어기(200)의 동작 개념을 도식적으로 나타낸 것이고, 도 4는, 상기 제어부(20)가, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아날로그 등화기(12)의 고역 증폭이득을 결정하여 설정하는 동작에 대한 상태 흐름도이며, 도 5a 및 5b는 이 동작에 의해 수신 신호에 대한 최적 보상을 위한 증폭이득이 결정되는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 이하에서, 본 발명에 따른, 고속 신호의 통신 채널에서의 고역 손실을 보상하기 위해 아날로그 신호를 선형 등화시키는 증폭 이득을 결정하는 다양한 실시예들에 대해서 설명한다.

먼저, 도 4, 그리고 5a 및 5b에 예시된 본 발명에 따른 일 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

전원 오프(off) 상태(M01)에서 도 2의 수신기에 전원이 인가되면(S401), 상기 제어부(20)는, 구성요소들의 초기화 과정에서, 상기 아날로그 등화기(12)에 기 지정된 초기 이득값(G₀)을 설정하고(S402,P51) 채널적응 모드(M02)로 진입한다.

이 채널적응 모드(M02)에서, 전송 채널을 통해 송신기로부터 전송된 신호가 수신되면, 그 수신 신호가 상기 아날로그 전단부(11)와 상기 아날로그 등화기(12)에 의해 필요한 증폭과 필터링을 거쳐 상기 아날로그 등화 제어기(200)에 입력된다(S411). 이때 입력되는 신호는, 앞서 초기화 과정에서 설정된 임의의 초기 이득값(G₀)에 의해 수신 신호의 고역 성분이 보상한 신호가 된다. 상기 제어부(20)는, 이 입력되는 신호(iS_OG)에 대한 기 설정된 상관성확인 단위시간(CCUI) 동안의 상관(correlation)값, 보다 구체적으로는 자기 상관성에 대한 값을 그 전단에서 이루어지는 다음의 과정을 통해서 얻게 된다.

초기 설정된 이득(G₀)에 의해 고역이 임의적으로 보상된 신호가 입력되면, 상기 지연부(21)는, 그 입력 신호(iS_OG)를, 기 설정된 단위 시간폭(UI)만큼 지연한 지연 신호(iS_DL)를 출력한다. 이때 지연되는 단위 시간폭(UI)은, 입력 신호(iS_OG)에서 하나의 심볼(symbol)이 차지하는 폭에 해당한다. 물론, 하나의 심볼은 단일 비트에 대한 정보일 수도 있고, 변조 방식에 따라서는, 2 이상의 비트들에 대한 정보일 수도 있다.

상기 승산기(221)는, 상기 입력 신호(iS_OG)와 상기 지연 신호(iS_DG)를 서로 곱하여(S31) 출력하고, 상기 평균화부(222)는, 그 승산되어 출력되는 신호의 시간적(temporal) 합을 반영하는 신호를 출력한다(S32). 승산된 신호의 시간적 합을 반영하는 신호로서, 상기 평균화부(222)는 승산된 신호를 시간적으로 누적하면서 해당 시간으로 나눈 평균 신호를 출력한다. 이를 위해 상기 평균화부(222)는 적분기와 제산회로로써 구성될 수 있다.

한편, 상기 제어부(20)는, 상기 채널적응 모드(M02)에서는, 상기 상관성확인 단위시간마다, 상기 평균화부(222)에 리세트(reset) 신호를 인가함으로써, 현재 평균하여 출력하고 있는 신호에 대하여 초기치( 예를 들어, 0 )에서 승산된 신호의 시간적 합의 평균화가 다시 시작되도록 한다.

그리고, 상기 평균화부(222)에 리세트 신호를 인가하기 직전에는, 상기 평균화부(222)에서 출력되고 있는 신호의 현재값을 읽어서, 상기 아날로그 등화기(12)의 고역 증폭이득을 제어하기 위한 근거인 수신 신호의 상관값으로 사용하게 된다.

본 명세서에서 지칭하는 상관값의 용어는, 특별한 언급이 없는 한, 도 5a 및 5b에 예시된 바와 같이, 상기 평균화부(222)로부터 현재 읽은 값에서 기 설정된 목표치를 감산한 값을 의미한다. 이 목표치는, 수신되는 신호(iS_OG)에 실린 직류 성분의 크기에 해당하는 값으로서, 직류 성분이 없는 신호라면 0의 목표치가 적용되고, 직류 성분이 있다면, 그 직류 성분이 크기가 목표치로서 적용된다.

상관성확인 단위시간마다, 상기 평균화부(222)로부터 상관값을 읽은 후 리세트 신호를 인가하는 상기 제어부(20)의 동작은, 확인되는 상관값에 따라 선형 등화의 이득( 이하, '등화 이득'으로 약칭한다. )을 제어하면서 적정한 선형 등화가 이루어졌다고 판별될 때까지 지속된다. 이러한 채널 적응적 손실 보상을 위한 제어 동작이 이루어지는 과정에 대해 그 처음부터 설명하면 다음과 같다.

상기 제어부(20)는, 상기 채널적응 모드(M02)에서, 첫번째의 상관값(Cv_r[1])이 얻어지면(S412), 앞서 아날로그 등화기(12)에 임의로 설정한 초기 이득값(G₀)에 대해 조정할 방향( 이득을 증가시키거나 감소시키는 방향 )을, 기 설정된 디폴트(default) 방향으로 결정한다(S413,P52). 이 디폴트 방향은, 도 5a에 예시한 바와 같이 이득을 증가시키는 방향일 수 있다.

이렇게 조정 방향을 결정하고 나면, 상기 제어부(20)는, 기 지정된 이득 단위폭(ΔG, 예를 들어, 1dB)를 그 결정한 방향으로 조정한 이득(G₁ = G₀+ΔG)을 결정하여, 그 이득(G₁)을 위한 제어신호를 상기 아날로그 등화기(12)에 인가한다(S414). 상기 제어부(20)는, 이렇게 상기 아날로그 등화기(12)의 이득을 조정한 후에, 상기 아날로그 등화기(12)에 의해 등화 출력되는 신호에 대해, 전술한 바와 같이, 다시 상관성확인 단위시간 동안의 상관값(Cv_r[2], 또는 Cv_r[2]')을 획득한다(S415).

등화 이득이 조정된 후의 수신 신호에 대한 상관값이 얻어지면, 그 상관값(Cv_r[2], 또는 Cv_r[2]')과 직전 상관값(Cv_r[1])에 근거하여, 등화 이득에 대해 다시 조정을 할 것인지 현재 설정된 이득을 확정할 것인지를 결정한다. 이에 대해, 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제어부(20)는, 도 5b에 예시된 바와 같이, 현재 확인한 상관값( 구체적으로는, 상기 평균화부(222)로부터 얻은 값에서 앞서 언급한 바의 목표치를 차감한 제 1값 )과, 직전 확인한 상관값( 구체적으로는, 직전에 상기 평균화부(222)로부터 얻은 값에서 상기 목표치를 차감한 제 2값 )의 부호가 서로 상이한지를 먼저 확인한다(S416).

양 상관값들( 구체적으로는, 상기 제 1값과 제 2값 )의 부호가 서로 동일하면, 상기 제어부(20)는, 현재 얻어진 상관값( 이하, '현 상관값'이라 약칭한다. )과 직전 상관값 중에서 어느 값이 상기 목표치에 더 근접한 값인지를 확인한다(S420). 즉, 어느 상관값의 크기( |Cv_r[i]|, i=1,2,3,.. )가 더 작은지를 확인한다. 이 확인에서, 현 상관값이 직전 상관값보다 상기 목표치에 더 근접한 값이면( 도 5a에서 Cv_r[2]가 얻어진 경우 ), 등화 이득의 조정 방향에 대해서, 앞서 결정한 방향과 동일한 방향으로 결정하고(S421,P53), 만약, 직전 상관값이 상기 목표치에 더 근접한 값이면( 도 5a에서 Cv_r[2]'가 얻어진 경우 ), 앞서 결정한 방향과 반대 방향으로 결정한다(S422,P54). 즉, 직전에 등화 이득을 증가시켰다면, 전자의 경우에도 이득을 증가시키는 것으로 결정하고, 후자의 경우에는 이득을 감소시키는 것으로 결정한다.

이렇게 등화 이득의 조정 방향이 결정되고 나면, 상기 제어부(20)는, 전술한 바와 마찬가지로, 현재 설정된 이득에서 그 결정된 방향으로 이득 단위폭(ΔG)만큼 조정한 이득이 적용되도록 상기 아날로그 등화기(12)에 해당되는 제어신호를 인가한다(S33,S414).

전술한 바와 같은, 획득되는 이득값에 근거하여 적응적으로 상기 아날로그 등화기(12)의 고역 성분에 대한 증폭이득을 조정하는 과정이 계속하여 진행되는 동안에, 현 상관값이 직전 상관값과 반대 부호가 되거나 또는 0이 되면(S416,P55), 즉, 직전 상관값은 목표치보다 낮은 값인데, 현 상관값은 목표치보다 높은 값( 또는 0 )이 되거나, 또는 직전 상관값은 목표치보다 높은데, 현 상관값은 목표치보다 낮은 값( 또는 0 )이 되면, 상기 제어부(20)는, 현시점(t_k)에 획득된 상관값(Cv_r[k])과 직전 상관값(Cv_r[k-1]) 중 어느 쪽이 정해진 목표치에 더 근접하는지를 확인한 후(S510), 더 근접하는 상관값을 얻게 된 증폭 이득을, 상기 아날로그 등화기(12)의 최종 이득으로 확정하여 적용되게 한다(S430). 즉, 현재 아날로그 등화기에 설정된 이득(G_k-1)을 그대로 유지하거나(S511), 아니면, 현재 이득의 설정 직전에 설정한 이득(G_k-2)으로 되돌리는 조정을 하게 된다(S512). 전자의 경우는, 현 상관값이 직전 상관값보다 목표치에 더 근접한 경우( |Cv_r[k]|<=|Cv_r[k-1]| )이고, 후자의 경우는, 그 반대의 경우( |Cv_r[k]|>|Cv_r[k-1]| )이다. 상기 아날로그 등화기(12)에 대한 최종 이득이 적용되고 나면, 상기 제어부(20)는, 휴지(idle)모드(M03)로 진입함으로써, 통신 채널에서의 고역 손실에 적응하기 위한 등화 이득 제어동작을 종료한다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 연속하여 얻은 상관값의 부호가 역전( 본 명세서에서는, 부호의 '역전'이란 후행(後行)의 상관값이 0이 되는 경우도 포함하는 의미로 사용한다. )될 때 바로 최종 등화 이득을 확정하여 적용하지 않고, 상관값의 부호 역전이 나타난 구간이 기 지정된 횟수 이상 발생한 시점에, 전술한 바와 같은 방식으로 최종 등화 이득을 확정할 수도 있다. 본 실시예에서는, 부호가 역전된 상관값이 얻어졌을 때, 전술한 바와 같이 연속하는 상관값들의 크기의 대소에 근거하여 조정 방향을 결정하는 대신, 부호 역전 직전의 조정 방향과는 반대로 조정 방향을 결정할 수도 있다. 즉, 직전 상관값에서 등화 이득을 증가시켰는데, 부호가 역전된 상관값이 얻어지면, 그 시점에는 직전 조정된 이득에서 이득 단위폭만큼 감소시킨 등화 이득을 결정하여 상기 아날로그 등화기(12)에 적용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 수신 신호에 대한 상관값이 얻어질 때마다, 상기 제어부(20)가, 그 상관값에 근거해, 상기 아날로그 등화기(12)의 등화 이득을 적응적으로 조정하면서 최소의( 목표치와의 차이가 가장 적어지는 ) 상관값이 나타나도록 함으로써, 수신 신호에 대한 고역 보상이 상기 아날로그 등화기(12)에서 적정 정도로 이루어지게 된다.

상기 수신기에 입력되는 신호의 통신 채널에서 손실된 고역 성분이, 상기 아날로그 등화기(12)에 의해, 그 손실에 비해 과도하지 않게 적정하게 보상되어 출력되면, 전술한 바와 같이 상기 제어부(20)가 구하는 상관값은 목표치에 근접하게 된다. 이는, 송신기가 데이터 비트들을 심볼 형태로 신호에 실어서 전송할 때, 그 비트들을 의사 잡음 부호(pseudo noise)의 특성을 갖도록 스크램블(scramble)하는데, 의사 잡음 부호의 특성을 갖는 심볼들이 실린 신호에 대해, 해당 신호를 단위 시간폭만큼 지연시킨 신호와의 상관성을 전술한 바와 같이 구하게 되면, 전송된 신호에 실린 직류 성분, 즉 상기 목표치로 나타나는데 기인한다. 앞서 언급한 바와 같이, 전송된 신호에 직류 성분이 포함되어 있지 않다면, 전송 채널에서 손실된 고역 성분에 대해 적정한 보상을 위한 등화가 상기 아날로그 등화기(12)에서 이루어질 때, 0에 근접하는 상관값이 구해지게 된다.

따라서, 상기 제어부(20)는, 전술한 바와 같이, 상기 평균화부(222)로부터 제공되는 상관값이, 미리 설정된 목표치에 가장 근접되게 하는 방향으로 상기 아날로그 등화기(12)의 등화 이득을 가변하면서 최종 이득을 확정하여 상기 아날로그 등화기(12)에 적용하게 되는 것이다.

전술한 실시예의 설명에서, 상기 아날로그 등화기(12)는 상관값을 아날로그 회로를 통해 획득하는 것으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 다른 실시예들에서는, 당연히 디지털 회로를 통해 상관값을 얻을 수도 있다. 도 6은, 상관값을 구하는 회로의 구성에 대해서, 각 구성요소에서 디지털 신호가 처리되는 과정을 함께 도시한 것이다.

입력 신호의 자기 상관성에 대한 값을 디지털 회로를 통해 얻기 위해서는, 입력 신호를 샘플링하는 A/D 변환기(13)가 필수적이다. 하지만, 이 A/D변환기(13)는, 상기 아날로그 등화 제어기(200)를 위해 별도로 구비될 필요는 없다. 수신기의 상기 디지털 처리블록(100)에 일반적으로 포함되는 A/D 변환기를 그대로 이용할 수 있기 때문이다. 즉, 수신 신호로부터 디지털 데이터를 복원하기 위해 신호를 샘플링하여 출력하는, 상기 디지털 처리블록(100) 내의 A/D변환기의 출력 신호를 상기 아날로그 등화 제어기(200)에도 입력되도록 회로 연결하면 되기 때문이다. 만약, 수신된 신호로부터 전송된 데이터를 복원하는 회로블록이 A/D변환기를 포함하지 않고 있다면, 상기 아날로그 등화 제어기(200)가 상기 A/D 변환기(13)를 별도로 구비하여 디지털 방식으로 입력 신호의 상관성을 구하게 된다.

도 6에 예시된 바와 같은 아날로그 등화 제어기의 구성에서는, 지연소자(21a)가, 순차적으로 입력되는 디지털 샘플값( 이하, '샘플값'으로 약칭한다. )들을, 단위 시간폭(UI)만큼 지연시킨 후 출력한다. 도 6에 예시된 바와 같이, 단위 시간폭에 대해서 한번의 샘플링이 이루어지는 경우라면, 다음 샘플값이 입력될 때 앞서 입력된 샘플값을 출력하게 된다. 단위 시간폭에 대해서 2번 이상의 샘플링이 이루어지는 경우라면, 입력되는 샘플값들의 수가 단위 시간폭에 대한 샘플링 수가 되었을 때부터 시작하여 하나의 샘플값이 입력될 때마다 하나씩 출력하게 된다.

그리고, 상관값 연산부(22a)의 승산기(221a)는, 동일 시점에 입력되는 양 샘플값, 즉 입력된 원 신호(iS_OG)에서 샘플링되어 입력되는 샘플값과 상기 지연소자(21a)에서 출력되는 샘플값을 서로 곱한 값을 출력하고, 가산 평균기(222a)는, 상기 승산기(221a)에서 순차적으로 출력되는 승산값들을 더하면서 그 더해진 샘플값들의 수로 나눈 디지털 값을 출력함으로써, 이동 평균(running average)에 해당하는 값을 제공한다.

상기 가산 평균기(222a) 또한, 도 2에 예시된 구성에서의 아날로그 등화 제어기의 동작에서와 마찬가지로, 상기 제어부(20)로부터 리세트 신호가 인가될 때마다, 현재의 이동 평균을 0으로 초기화한 후, 순차적으로 입력되는 다음의 승산값들에 대한 이동 평균을 구하는 동작을 한다.

도 6과 같은 회로 구성을 포함하여 구성되는 아날로그 등화 제어기에서도, 상기 제어부(20)가, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호의 상관성확인 단위시간(CCUI) 동안의 상관값으로서, 상관성확인 단위시간 경과 시점에서의 상기 가산 평균기(222a)의 출력값을 읽고, 그 읽은 출력값에 근거해 적응적으로 상기 아날로그 등화기(12)의 등화 이득을 제어함으로써 최종의 이득을 적용하는 동작을 동일하게 수행하게 된다.

전술한 실시예에서는, 도 2 또는 6과 같은 구성을 갖는 아날로그 등화 제어기(200)가, 입력되는 수신 신호에 대해 구하는 상관값이 목표치를 기준으로 상하로 변하는 조건이 충족될 때, 상기 아날로그 등화기(12)에 대한 이득을 확정하고 그 확정된 이득이 적용되도록 하였다. 하지만, 수신 신호의 고역 손실에 대한 보상이 적정 수준으로 맞추어진 상태가 아니라도 그러한 조건이 일시적으로 충족될 수도 있다. 이하에서는, 적정한 수준의 고역 보상이 이루어지고 있는 상태임을 보다 확실히 확인하여 아날로그 등화기의 등화 이득을 확정하는 다른 실시예들에 대해 설명한다.

도 7a 및 7b는, 적정 범위 내의 상관값이 일정 시간 이상 지속되어 확인될 때에 고역 손실의 보상을 위한 등화 이득을 확정하는, 본 발명에 따른 일 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다.

상기 제어부(20)는, 전술한 바와 같이 상관값확인 단위시간마다, 상기 아날로그 등화기(12)의 출력신호에 대한 상관값을 획득하여, 그 값이 기 설정된 목표존 내에 속하는지를 확인한다.

이와 같은 확인을 지속하는 동안에, 현 상관값(Cv_r[i], i=..,k-1,k,..)이 목표존(Cv_TGZone) 내에 속하는 것으로 확인되면(P71), 상기 제어부(20)는, 그때부터 상관값이 목표존 내에 지속되는 시간의 측정을 시작한다(P72). 지속시간 측정의 한 방법으로는, 도 7a에 예시된 바와 같이, 획득된 상관값이 목표존 내에 연속하여 속하는 횟수를 카운트한다. 그리고, 목표존 내의 상관값으로 확인되는 시점들(t_i, i=k,k+1,..,k+N)에서는, 전술한 바와 같은 적응적 이득 조정을 하지 않는다.

이처럼, 상관값이 목표존 내에서 유지되는 시간(T_CvinZ)이 기 지정된 기준시간(T_{D_Req})보다 길어지면, 예를 들어, 카운트하는 연속 횟수가 기 지정된 기준횟수 이상이 되면, 상기 제어부(20)는, 현재 상기 아날로그 등화기(12)에 설정된 이득을 최종 이득으로 확정하게 된다(S701).

본 발명에 따른 실시예에서, 만약, 도 7b에 예시된 바와 같이, 획득되는 일련의 상관값들이 목표존 내에 지속되다가 도중에 목표존을 벗어나게 되면(P75), 상기 제어부(20)는, 전술한 바의 목표존 지속시간 측정을 중단하고, 그 시점(t_k+j)에 등화 이득을 조정하여 설정하게 된다(P76).

이때, 이득 조정의 방향은, 앞서 목표존에 진입하기 직전( 도 7a의 t_k-1 )의 상관값(Cv_r[k-1])과 현 상관값(Cv_r[k+j])의 부호의 동일성 여부에 따라, 직전에 했던 이득 조정의 방향과 동일하게 또는 반대로 결정하게 된다. 즉, 부호가 서로 동일하면, 직전에 했던 이득 조정방향과 동일하게 결정하고, 부호가 서로 반대이면, 반대로 결정하게 된다. 도 7b의 예시에서는, 목표존을 벗어난 상관값(Cv_r[k+j])이, 목표존 진입 직전의 상관값(Cv_r[k-1])과 동일 부호이므로, 직전(t_k-1)에 적용했던 조정 방향, 즉 이득 증가로 결정된다. 이렇게 조정 방향이 결정되면, 직전에 적용하였던 등화 이득(G_k-1)에서 이득 단위폭(ΔG)만큼 증가 또는 감소시킨 이득(G_k+j)으로 등화 이득이 적용되도록 상기 아날로그 등화기(12)에 해당 제어신호를 인가하게 된다.

이렇게 함으로써, 획득되는 상관값이 다시 목표존 내로 진입하게 되면, 그때부터 목표존 내의 지속시간의 측정을 다시 시작한다(P77). 그리고, 이렇게 다시 측정되는 시간이 기준시간(T_{D_Req})보다 길어지면, 그때 전술한 바와 같이 최종 등화 이득을 확정하게 된다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 도 7b에 예시된 바와 다르게, 획득하는 상관값이 목표존 내에서 유지되다가 어느 시점에 목표존을 벗어나더라도, 바로 지속시간 측정을 중단하고 이득을 조정하여 설정하는 동작을 수행하지 않을 수 있다. 본 실시예에서는, 이탈 허용시간을 설정하고, 획득하는 상관값들이 그 이탈 허용시간 이상 연속하여 목표존을 벗어날 때, 보다 구체적인 예로서는, 설정된 연속이탈 허용횟수 이상, 획득되는 상관값들이 목표존을 벗어날 때, 도 7b를 참조로 설명한 바와 같이, 목표존 내 지속시간 측정을 중단하고 등화 이득을 조정하여 적용하게 된다.

도 7a 및 7b를 참조하여 설명한 실시예를 적용하는 경우에, 획득되는 상관값이 기 지정된 기준시간(T_{D_Req}) 이상 목표존 내에 지속하지 못하고, 그 도중에 일시적으로 목표존을 벗어나는 상황이 반복적으로 발생하는 통신환경이 있을 수도 있다. 이런 통신환경에 대응하기 위해, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 기 지정된 적응 제한시간까지만, 상관값이 목표존 내에서 기준시간(T_{D_Req}) 이상 지속하는지를 확인하고 그에 따라 최종 등화 이득을 확정하는 동작을 수행할 수도 있다. 도 8은, 본 실시예에 따라, 등화 이득을 최종적으로 확정하여 적용하는 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 8에 따른 실시예에서는, 상기 제어부(20)가, 목표존에 속하는 상관값이 처음으로 얻어지면(801), 그 시점을 적응 제한시간(T_{ADT_LMT})의 시작점으로 하여 적응경과 시간을 측정하고(P81), 그 이후부터는, 상관값들이 연속하여 목표존 내에 지속될 때마다, 그 지속 시간(T_CvinZ(i), i=1,2,3,..)과 그 지속시간 직전에 상기 아날로그 등화기(12)에 설정한 등화 이득을 기록해 둔다. 이렇게 측정하는 지속 시간이, 만약 상기 기준시간(T_{D_Req})을 경과하게 되면, 전술한 바와 같이 등화 이득을 최종적으로 확정하여 적용하고, 채널적응 모드(M02)를 종료한다.

그렇지 않고, 상기 기준시간을 넘어서지 못하는 목표존 내의 지속이 반복됨으로써 적응경과 시간이 상기 적응 제한시간(T_{ADT_LMT})보다 길어지면(802), 상기 제어부(20)는, 그 시점에, 상기 적응경과 시간 동안에 반복되었던 목표존 내 지속 시간들(T_CvinZ(i), i=1,2,3,..)을 확인하여(S811), 가장 긴 시간을 특정하고, 그 특정된 시간 동안 상관값들이 목표존 내에 유지되게 한, 그 지속 시간과 함께 기록해 둔 등화 이득을 최종 이득으로 확정하여 적용하게 된다(S812). 즉, 그 특정된 시구간이 시작되기 바로 전에 상기 아닐로그 등화기(12)에 설정하였던 등화 이득을 최종 이득으로 확정하게 된다. 현재 그 이득으로 설정된 상태가 아니면, 상기 제어부(20)는 당연히 그 확정된 등화 이득이 적용되도록 필요한 제어신호를 상기 아날로그 등화기(12)에 인가하게 된다.

도 8에 따른 본 발명에 따른 실시예에서는, 상관값들이 목표존 내에 유지되는 시간이 상기 기준시간을 넘어서는 시구간이 도중에 얻어지지 않는 경우에만, 기 지정된 적응 제한시간(T_{ADT_LMT})이 경과한 시점에 최적 등화 이득을 확정하였지만, 본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 전술한 바의 기준 시간(T_{D_Req})을 지정하지 않고, 채널 적응을 위한 등화 이득 제어동작이 시작되면, 또는 얻어지는 상관값이 목표존에 처음으로 속하는 시점부터, 상관값확인 단위시간(CCUI)보다는 상당히 긴 시간으로 지정되는 등화이득 적응시간이 경과한 후에 최종 이득을 확정할 수 있다. 본 실시예에서는, 이 등화이득 적응시간이 경과하는 동안, 확인되는 상관값들이 연속하여 목표존 내에 유지되는 시구간들의 시간과 그 시구간 직전에 적용하였던 등화 이득을 함께 기록해 둔다. 그리고, 등화이득 적응시간이 경과하고 나면, 그때까지 기록된 정보에서 가장 긴 시간을 찾고, 그 긴 시간과 함께 기록된 등화 이득을 상기 아날로그 등화기(12)의 최종 이득으로 적용하게 된다.

한편, 도 4의 상태 흐름도를 참조로 설명한 본 발명에 따른 실시예에서는, 채널적응 모드(M02)에서 상기 아날로그 등화기(12)의 최종 등화 이득을 확정하여 적용하고 나면, 휴지 모드(M03)로 진입함으로써, 수신기의 전원오프 후 재인가될 때에, 전술한 바와 같이 통신 채널의 고역 손실을 보상하기 위한 최적의 등화 이득을 탐색하여 설정하는 동작을 수행하게 된다. 이러한 실시예와 다르게, 아날로그 등화기에 대한 최종의 등화 이득을 확정하여 적용하고 난 후, 상기 제어부(20)는 모니터링 모드로 진입할 수도 있다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 모드에서의 상기 제어부(20)의 동작에 대해 설명한다.

상기 모니터링 모드에서는, 상기 제어부(20)가, 등화 이득에 대한 최종 확정과 적용 후에도, 상관성확인 단위시간(CCUI)마다 상기 아날로그 등화기(12)의 출력 신호에 대한 상관값을 확인하는 전술한 바의 동작을 계속한다. 이렇게 모니터링 모드에서 지속적으로 확인하는 상관값들이, 기 지정된 허용존을 정해진 허용 시간 이상 계속하여 벗어나면, 예를 들어, 제한 횟수 이상 연속하여 벗어나면, 상기 제어부(20)는, 잠정적으로 중단하였던 등화 이득의 제어동작을 다시 수행하게 된다. 이를 위해, 상기 제어부(20)는, 모니터링 모드에서 상기 채널적응 모드(M02)에 다시 진입하여, 전술한 실시예들 중 어느 하나의 방법에 따라 아날로그 등화기에 대한 최종 이득을 재설정하게 된다. 이와 같은 모니터링 모드에서의 동작에 의해, 통신 채널의 특성이 최초와 달라지는 경우에도, 그 변경된 손실 특성에 대응하여 등화 이득을 다시 설정할 수 있게 된다.

상기 허용존은 전술한 바의 목표존과 그 범위가 동일할 수 있다. 다르게는, 상기 목표존보다 조금 더 넓은 범위가 상기 허용존으로 적용될 수도 있다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 채널적응 모드(M02)로 다시 진입하게 되는 조건에 대해서, 연속하여 상관값들이 기 지정된 제한 횟수 이상 허용존을 벗어나는 조건 대신 다른 조건을 적용할 수 있다. 도 9는, 본 실시예에 따라, 상관값들의 이탈률을 계산하고 그 이탈률에 따라, 채널적응 모드로의 재진입 여부를 결정하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이다.

본 실시예에서의 이탈률(α_i, i=..m-1,m)은, 도 9에 예시된 바와 같이, 현재 시점과 그 이전에 획득되는 기 지정된 수의 연속된 상관값들의 전체 수(N)에 대한, 해당 시구간에서 허용존을 벗어난 크기의 상관값들(90_{ov_m(i)}, i=1,2,..)의 수(N_{OV_m})의 비(ratio)로 구해진다(P91).

상기 제어부(20)는, 매 상관값이 얻어질 때마다, 이탈률을 구한 후, 그 이탈률을, 기 지정된 상한 비율(α_ULm)과 비교한다(S901). 그리고, 그 비교에서, 상한비율보다 큰 값으로 확인되면, 상기 제어부(20)는, 아날로그 등화기의 최적 이득을 다시 설정하기 위해, 상기 채널적응 모드(M02)로 재진입하게 된다(S902).

전술한 실시예에서는, 이탈률로써 채널적응 모드로의 재진입 여부를 판별하였으나, 이탈률과 상반되는 개념의 비율, 즉 안정성 비율(=1-이탈률)을 적용할 수도 있다. 물론, 이 경우에는, 확인되는 안정성 비율이 기 지정된 하한 비율 미만으로 떨어지면, 채널적응 모드로 재진입하여 적정 이득을 다시 설정하게 된다.

지금까지 설명한 실시예들은, 통신 채널에서의 고역 신호의 손실에 대한 적정 보상을 위해, 소정의 시간동안 확인된 상관값들에 근거하여 상기 아날로그 등화기(12)의 최종 이득을 확정하여 적용한 후에는, 휴지모드로 진입하여 전원이 재인가되기 전까지는 등화 이득의 재조정을 하지 않거나, 또는 상관값들이 기 지정된 조건 이하로 나빠진 특성을 나타낼 때 등화 이득을 다시 설정하는 방법들이었다.

하지만, 본 발명의 원리와 기술적 사상은, 이와 같이 아날로그 등화기의 등화 이득을 임의의 어느 시점에는 확정하여 적용되어야 하는 것을 전제하지는 않는다. 다시 말하면, 본 발명은, 아날로그 등화기에 대한 등화 이득에 대해서 최종적으로 확정하지 않고, 그 등화기로부터 출력되는 신호의 상관값에 근거하여 등화 이득을 조정하는 동작을, 수신기가 작동하는 동안에는 지속적으로 수행하는 실시예를 배척하지는 않는다. 예를 들어, 송신기와 수신기 간의 전송 채널의 특성 변화가 심한 경우에는, 실시에들로써 구체적으로 설명한 본 발명의 원리와 기술적 사상에 따라, 시간이나 조건에 의해 채널적응 동작이 종료되는 일 없이, 상관값에 따라 등화 이득을 조정하는 동작을 무한히, 적어도 상기 아날로그 등화기(12)에 수신 신호가 입력되는 동안에는 수행하도록 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 원리와 기술적 사상은, 아날로그 등화기의 등화 이득을 조정하기 위한 근거로 사용하는, 수신 신호에 대한 상관성을, 전술한 실시예에서와 같이, 단위 시간폭만큼 지연시킨 신호와의 상관성만으로 국한하지 않는다. 따라서, 본 발명에서는, 단위 시간폭을 단위로 하여 N_D( N_D는 2 이상의 임의의 정수 )만큼 지연시킨 신호를, 수신 신호의 상관성 산출에 적용하고, 그렇게 산출된 상관성에 근거해, 전술한 실시예들에서와 같은 방식으로 아날로그 등화기의 등화 이득을 조정할 수도 있다.

또한, 입력 신호에 대한 상관성을 산출하는데, 복수개의 지연신호를 사용할 수도 있다. 도 10은, 이와 같은 실시예를 위한, 아날로그 등화 제어기의 일부 구성을 예시한 것으로서, 도시된 멀티(multi) 지연부(21_i, i=1,2,..)와, 멀티 승산부(211_i, i=1,2,..), 그리고 가중 평균화부(222')가 복수개의 서로 다른 지연 신호로부터 입력 신호에 대한 상관값을 산출한다.

상기 멀티 지연부(21_i)의 각각은, 단위 시간폭을 단위로 하여 서로 다른 지연 시간(kΔ, k=1,2,..)만큼씩 입력 신호를 지연시켜 출력하고, 상기 멀티 승산부(211_i)의 각각은, 그 지연된 신호를 원 입력신호와 승산하여 출력한다. 그러면, 상기 가중 평균화부(222')는, 각각의 승산된 신호에 대한 이동 평균을 구하고, 각각의 지연에 대해 기 할당된 가중치(w_i, i=1,2,..)를 그 이동 평균에 곱하여 합산한 가중 이동 평균치를 산출하여 출력한다. 이와 같이 출력되는 가중 이동 평균치에 대해서, 상기 제어부(20)는 상관값확인 단위시간(CCUI)마다 확인하여, 등화 이득의 제어를 위한 근거 신호인 상관값으로서 사용하게 된다.

상기 가중 평균화부(222')는, 각 승산된 신호의 이동 평균에 대해서 가중치를 적용하는 대신, 각 승산된 신호에 가중치를 곱하여 얻은 신호들의 이동 평균을 구하여 상기 제어부(20)에 인가할 수도 있다.

상기 가중 평균화부(222')가 각 지연 신호에 대응하여 사용하는 가중치(w_i)는, 상기 제어부(20)에 의해 설정될 수 있으며, 바람직하게는, 해당되는 신호의 지연 시간이 짧을수록 더 큰 가중치가 할당되어 상기 가중 평균화부(222')에 적용될 수 있다. 물론, 주어진 통신환경에 의한 채널 특성에 따라서는, 지연 시간이 가장 짧지 않은 지연 신호에 대해 가장 큰 가중치를 적용할 수도 있다.

입력되는 고속 신호의 고역 성분을 보상하기 위해 사용하는 아날로그 등화기는, 고역 성분의 보상을 위한 등화 이득을 제어할 수 있도록 하나의 신호단을 제공하는 것이 일반적이다. 만약, 보상할 고역에 대해서 대역을 세분하여 각 대역에 대한 이득을 개별적으로 제어할 수 있는 신호단을 구비하는 아날로그 등화기가 제공된다면, 도 10에 따른 구성을 갖는, 본 발명에 따른 아날로그 등화 제어기도, 그 아날로그 등화기에 복수개의 등화 이득 제어신호를 인가하여 대역별로 이득을 제어할 수 있다. 이러한 실시예에서는, 상기 가중 평균화부(222')가, 복수개의 지연 신호로부터 둘 이상의 이동 평균 신호를, 상기 제어부(20)가 둘 이상의 상관값으로 각기 이용할 수 있도록 제공하게 된다.

보다 구체적인 예로서, 만약, 아날로그 등화기의 고역에 대한 제어신호가 인가될 수 있는 2개의 신호단( 또는 2가지를 구분하여 입력시킬 수 있는 단일 신호단 )을 제공한다면, 상기 가중 평균화부(222')는 시간적 연관성이 높은 지연 신호일수록, 즉 지연 시간폭이 짧은 지연 신호일수록 더 큰 가중치가 적용되는 제 1가중 이동 평균치와, 시간적 연관성이 높은 지연 신호일수록 더 작은 가중치가 적용되는 제 2가중 이동 평균치를 상기 제어부(20)에 제공함으로써, 상기 제어부(20)로 하여금, 그 제 1가중 이동 평균치와 제 2가중 이동 평균치에 근거하여 2개의 신호단에 적정 제어신호를 각각 인가하거나, 각 대역에 대한 이득을 각기 지정하는 통합 제어신호를 단일 신호단에 인가할 수 있게 한다.

앞선 설명에서, 더 작은 가중치를 적용할 때의 그 작은 가중치는 0일 수도 있다. 이는, 그 가중치가 할당되는 지연 신호에 대해서는, 해당 이동 평균을 구함에 있어서 그 지연 신호에 의한 승산 신호는 반영되지 않음을 의미한다. 즉, 도 11에 예시한 바와 같이, 4개의 서로 다른 지연 시간폭의 지연 신호로부터 얻어지는 각각의 승산 신호로부터 2개의 가중 이동 평균의 신호를 생성한다고 할 때, 각 신호의 생성에서, 2개의 지연 신호에 대한 가중치는 0으로 할당하여(110a,110b) 해당 지연 신호는 상관값에 반영되지 않도록 할 수도 있는 것이다.

가중치에 대해서 0을 할당하는 것은, 도 11에 예시한 것과 같이 상관값을 구하게 되는 지연 신호들을 그룹으로 서로 구분하는 것과 동일하다. 이처럼, 임의의 한 가중 이동 평균의 신호를 구함에 있어서, 지연 신호들을 그룹으로 서로 구분하여 적용하는 경우에는, 각 그룹의 지연 신호에 대해 적용하는 가중치에 대해서, 지연 시간이 짧을수록 더 큰 값이 부여되는 방식으로 할당할 수도 있다. 즉, 도 11의 예에서, 가중치 w₂₃이 w₂₄ 이상의 값을 갖도록 할당할 수도 있다.

지금까지 구체적으로 설명한, 본 발명에 따른 고속 신호의 통신 채널에서의 손실을 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기의 다양한 실시예들과, 그 실시예에서 설명된 구성 및 작용 등은 서로 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 상호 다양한 방식으로 선택적으로 결합되어 실시 가능하다.

이상, 전술한 본 발명의 실시예들은, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

11: 아날로그 전단부 12: 아날로그 등화기 (CTLE)
13: A/D 변환기 20: 제어부
21,21_i: 지연부 21a: 지연소자
22,22',22a: 상관값 연산부 100: 디지털 처리블록
200: 아날로그 등화 제어기 221,221_i: 승산부
221a: 승산기 222,222': 평균화부
222a: 가산 평균기

Claims

통신 채널을 통해 전송된 신호를 수신하여 그 신호로부터 데이터를 복원하기 위한 기기에 있어서,
상기 통신 채널을 통해 수신되는 신호의 특정 대역을, 인가된 이득 제어신호에 의한 이득만큼 증폭하여 출력하는 등화기와,
상기 등화기가 출력하는 신호를 기 지정된 제 1시간만큼 지연하여 출력하는 지연부와,
상기 등화기가 출력하는 신호와 상기 지연부의 출력 신호를 승산(multiply)하고 그 승산된 제 1신호의 시간적(temporal) 합을 반영하는 특정 신호를 출력하는 상관성 연산부와,
상기 상관성 연산부에서 출력하는 상기 특정 신호의 기 지정된 목표치와의 차이가 적어지게 하는 방식으로 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가함으로써, 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 하는 구성된 제어부를 포함하여 구성되되,
상기 제 1시간은, 상기 수신되는 신호에서 하나의 심볼(symbol)이 차지하는 단위 시간폭의 N (N은 1 이상의 정수) 배에 해당하는 시간이고,
상기 상관성 연산부가 출력하는 상기 특정 신호는, 상기 등화기의 출력신호로부터 복호된 디지털 신호의 성분이 반영되지 않은 상기 제 1신호의 시간적 합으로부터 얻어지는 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호가 상기 목표치보다 낮은 값에서 상기 목표치 이상의 값으로, 또는 상기 목표치보다 높은 값에서 상기 목표치 이하의 값으로 변하는 역전 구간을 상기 특정 신호에서 확인한 이후에, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호에서 상기 역전 구간을 기 지정된 횟수 이상 확인한 후에 상기 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호가 정해진 목표 범위 내에서 기 지정된 기준시간 이상 유지되는 조건이 충족될 때에, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호가, 정해진 목표 범위 내에서 허용된 시간 이상 동안 벗어나지 않고 기 지정된 기준시간 이상 유지되는 조건이 충족될 때에, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제어부는, 기 지정된 제한시간이 경과할 때까지 상기 조건이 충족되지 않으면, 상기 제한시간 동안에, 상기 특정 신호가 상기 목표 범위 내에서 유지된 시간이 가장 긴 구간의 시작 직전에 상기 등화기에 인가하였던 상기 이득 제어신호가 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 한 후에, 상기 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 기 지정된 적응시간이 경과하기 전까지, 상기 특정 신호가 정해진 목표 범위 내에서 유지될 때마다 그 유지 시간을 확인하고, 상기 적응시간이 경과하면, 상기 확인된 유지 시간들 중에서 가장 긴 시간의 시작 직전에 상기 등화기에 인가하였던 상기 이득 제어신호가 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 한 후에, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을 중단하도록 구성된 것인 기기.
제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호가 정해진 허용 범위를 벗어나는 상태가 기 지정된 허용시간 이상 계속되면, 중단된 상기 적응동작을 다시 수행하도록 구성된 것인 기기.
제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 현재 시점을 기준으로 그 이전의 일정 시간 동안에, 정해진 허용 범위를 상기 특정 신호가 벗어난 비율이 기 지정된 한계 비율보다 크면, 중단된 상기 적응동작을 다시 수행하도록 구성된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 신호에 따라 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가하는 적응동작을, 상기 등화기에 상기 수신되는 신호가 적어도 입력되는 동안에는 지속적으로 수행하도록 구성된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 등화기가 출력하는 신호에 대해서, 각기 서로 다른 시간만큼 지연하여 출력하도록 구성된 하나 이상의 제 2지연부를 더 포함하여 구성되되,
상기 상관성 연산부는, 상기 하나 이상의 제 2지연부에서 지연시켜 출력하는 신호들의 각각에 대해, 해당 신호와 상기 등화기가 출력하는 신호를 승산한 제 2신호를 생성하고, 그 하나 이상의 제 2신호의 시간적 합과 상기 제 1신호의 시간적 합의 각각에 대해 가중치를 부여하여 가중 평균한 신호를 상기 특정 신호로서 출력하도록 더 구성되되,
상기 각기 서로 다른 시간은, 상기 단위 시간폭의 K (K는 상기 N이 아닌 1 이상의 정수 ) 배에 해당하는 것인 기기.
제 11항에 있어서,
상기 가중치는, 상기 제 1신호와 상기 하나 이상의 제 2신호 중에서 지연되는 시간길이가 가장 짧은 신호에 대해 가장 큰 값이 적용되도록 부여된 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 등화기가 출력하는 신호에 대해서, 각기 서로 다른 시간만큼 지연하여 출력하도록 구성된 하나 이상의 제 2지연부를 더 포함하여 구성되되,
상기 상관성 연산부는, 상기 하나 이상의 제 2지연부에서 지연시켜 출력하는 신호들의 각각에 대해, 해당 신호와 상기 등화기가 출력하는 신호를 승산한 제 2신호를 생성하고, 그 하나 이상의 제 2신호와 상기 제 1신호로써 이루어진 전체 신호들을 복수의 그룹들로 구분하여 각 그룹별로 해당 신호들의 각각의 시간적 합을 가중 평균한 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 제어부는, 상기 상관성 연산부에서 출력되는 복수의 신호들에 근거하여 상기 이득 제어신호를 결정하도록 구성되며,
상기 특정 신호는 상기 복수의 신호들 중에서 어느 하나이고,
상기 각기 서로 다른 시간은, 상기 단위 시간폭의 K (K는 상기 N이 아닌 1 이상의 정수 ) 배에 해당하는 것인 기기.
제 1항에 있어서,
상기 지연부와 상기 상관성 연산부는, 상기 등화기가 출력하는 신호에 대해서, 상기 등화기가 출력하는 신호를 입력받아 디지털 신호처리함으로써 송신기가 전송한 디지털 데이터를 복원하기 위한 디지털 처리블록의 선단에 구비된 A/D 변환기에 의해 샘플링된 신호의 형태로 입력받아 처리하도록 각기 구성된 것인 기기.
통신 채널을 통해 전송된 신호의 채널에서의 손실을 보상하기 위한 방법에 있어서,
상기 통신 채널을 통해 수신되는 신호의 특정 대역을 인가된 이득 제어신호에 의한 이득만큼 증폭하는 등화기가 출력하는 신호와, 상기 등화기가 출력하는 신호를 기 지정된 제 1시간만큼 지연하여 출력하는 신호를 승산하는 1단계와,
상기 승산된 신호의 시간적 합을 반영하는 특정 신호를 생성하는 2단계와,
상기 특정 신호의 기 지정된 목표치와의 차이가 적어지게 하는 방식으로 상기 이득 제어신호를 결정하여 상기 등화기에 인가함으로써 상기 등화기의 상기 증폭에 적용되게 하는 3단계를 포함하여 이루어지되,
상기 제 1시간은, 상기 수신되는 신호에서 하나의 심볼이 차지하는 단위 시간폭의 N (N은 1 이상의 정수) 배에 해당하는 것이고,
상기 2단계에서 생성되는 상기 특정 신호는, 상기 등화기의 출력신호로부터 복호된 디지털 신호의 성분이 반영되지 않은 상기 승산된 신호의 시간적 합으로부터 얻어지는 것인 방법.