KR19990014555A

KR19990014555A - 잔류측파대 변조신호용 직교 코드 분할 다중화 방식 및 장치

Info

Publication number: KR19990014555A
Application number: KR1019980050109A
Authority: KR
Inventors: 신동관; 금헤레나
Original assignee: 신동관; 금헤레나
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 1999-02-25

Abstract

본 발명은 종래의 VSB(vestigial-sideband) 변조방식의 문제점인 수신단 등화기 구현의 복잡성, 단일주파수망 구현 불가능성 등을 해결하기 위해, 송신단의 입력신호를 WHT(Walsh-Hadamard transform)로 신호처리한 후 VSB 변조신호를 발생시키고 수신단에서는 VSB 복조신호를 IWHT(inverse Walsh-Hadamard transform) 신호처리한 후 송신단의 입력신호를 복원하는 새로운 변조방식으로서, 입력신호를 다수의 병렬신호로 바꾸는 수단과, 상기 병렬신호들을 입력으로 하는 WHT 수단과, 상기 WHT 출력들을 직렬신호로 바꾸는 수단과, 상기 직렬신호를 PN(pseudo noise) 코드로 곱하는 수단과, 상기 PN코드로 곱해진 직렬신호를 VSB 기저대역(baseband) 신호로 파형성형(pulse-shaping)하는 수단과, 상기 파형성형된 신호를 반송파변조(carrier modulation)하는 수단과, 반송파변조된 신호를 채널에 정합(interfacing)하는 수단으로 구성되는 송신 수단과, 이의 역기능을 하는 수신 수단으로 구성된다

Description

잔류측파대 변조신호용 직교 코드 분할 다중화 방식 및 장치

디지털 VTR(video tape recorder), 광디스크 등의 기록매체를 비롯하여 무선지상파디지털방송, 유선케이블통신 등 정보통신채널을 정합하는 수단으로 사용되는 VSB(vestigial-sideband, 잔류측파대) 변조방식은 DSB(double sideband) 형태의 PAM(pulse amplitude modulation) 신호의 한쪽 측파대(sideband)를 제거함으로써 데이터 전송에 필요한 주파수대역폭(bandwidth)을 약 절반으로 줄이는 변조방식이다. VSB 변조방식은 효율적인 주파수 사용으로 인해 고선명(high definition) 컬러 텔레비전 방송 등 고속 데이터 전송이 필요한 환경하에서 보다 적은 주파수대역을 이용하여 데이터를 전송하는데 많이 사용하고 있다. 실제의 예로서, 현재 미국 및 국내 등지에서 차세대 지상파 디지털 텔레비전 방송시스템 등 정보통신채널에 대한 표준정합수단으로 채택되어 있다. 또한 종래의 아날로그 VTR, 아날로그 텔레비전 방송 등의 변조방식과 양립하는 장점이 있다.

그러나 VSB 변조방식을 이용한 무선방송 및 무선통신 채널상의 고속 데이터의 전송은 채널에서 필연적으로 발생하는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)으로 인한 데이터 전송오류에 매우 취약한 문제점이 있다. 따라서 이에 대처하기 위해 수신단에서는 매우 복잡한 형태의 등화기(equalizer)를 반드시 부가적으로 구현하여야 하는 단점이 있다. 특히 디지털 방송시스템 등의 전송방식으로 VSB 변조방식을 적용할 경우, 단일주파수망(single frequency network) 구현이 불가능하므로 각 방송국 또는 중계국마다 서로 다른 주파수를 사용함으로 인한 주파수 자원의 비효율적인 활용의 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 완전히 해결하기 위해 새로운 변조방식을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 종래의 VSB 변조방식에 대해 설명하면, 도1은 종래의 VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 송신단 구성도이고, 도2는 종래의 VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 수신단 구성도이다.

구체적인 설명에 앞서, 먼저 입력신호에 대한 약속이 필요하다. 일반적으로 전송하고자 하는 데이터는 {-1,1} 중 하나의 원소로 표시되는 2진심볼들의 시간상의 변화 즉 2진심볼열(binary symbol sequence)로 표현된다. 이러한 2진심볼열을 M-VSB(Mary-vestigial sideband) 변조방식을 이용하여 전송할 경우, 2진심볼열을 log₂M개의 2진심볼 단위로 나누어 각각에 대해 M개의 준위(level)를 갖는 M진심볼(M-ary symbol)을 대응시킬 수 있으므로 본 발명에서는 입력신호를 M진심볼열(M-ary symbol sequence)로 표현하기로 한다.

도1을 참조하면, VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성은 입력 M진심볼열 {S_m}을 VSB 변조신호로 만드는 VSB변조부(10)와, 상기 VSB 변조신호를 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부(11)로 구성된다.

상기 VSB변조부(10)는 입력 M진심볼 S_m을 VSB 기저대역(baseband) 신호로 파형성형(pulse-shaping)시키는 파형성형여파기(12),(13)와, 상기 파형성형된 신호들을 각각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct로 변조하는 반송파변조기(14),(15)와, 상기 반송파변조된 신호들을 더하여 출력하는 가산기(16)로 구성된다. 여기서 파형성형여파기의 임펄스 응답(impulse response)의 복소형태의 합은 스펙트럼이 VSB 기저대역(baseband) 신호가 되도록 각 여파기의 특성이 설정되어야 한다.

도2를 참조하면, VSB 변조방식을 이용한 수신단의 구성은 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널을 통해 수신된 VSB 변조신호를 수신하는 수신정합부(20)와, 상기 수신정합부(20)의 출력으로부터 채널잡음과 섞인 M진심볼을 복조하는 VSB복조부(21), 그리고 상기 VSB복조부(21)의 출력으로부터 원래의 송신단 입력 M진심볼 S_m의 추정값을 만드는 심볼결정부(22) 등으로 구성된다.

상기 VSB복조부(21)는 상기 수신정합부(20)의 출력신호를 각각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct 로 복조하는 반송파복조기(23),(24)와, 상기 각 반송파복조 신호들로부터 심볼값을 추출하는 정합여파기(matched filter)(25),(26)와, 상기 각 정합여파기 출력들을 합하는 가산기(27)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 디지털 VSB 변조방식을 이용한 전송시스템의 동작을 간단히 설명하면, 송신단에서 전송속도가 1/T 인 M진심볼열 {S_m}는 각각의 파형성형여파기(12),(13)에 의해 파형성형된 후 반송파변조기에서 VSB 변조되고, 수신단에서는 송신단과 반대의 신호처리를 통해 M진심볼열이 복원된다.

VSB 변조방식은 효율적인 주파수 사용에도 불구하고 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, VSB 변조방식을 이용하여 무선지상파텔레비전 방송 등 고속 데이터를 무선 페이딩(fading) 채널을 통해 전송할 경우, 다중경로지연(multipath delay)에 의한 주파수 선택적 페이딩 특성은 심각한 전송성능열화를 초래하게 된다. 따라서 수신단에서는 복잡한 등화기를 사용하여 이에 대처해야 한다. 실제의 용용에서 등화기 차수가 매우 큰 값이 사용되고 있으므로 수신단의 하드웨어 구현이 매우 복잡한 단점이 있다.

둘째, 디지털 방송시스템에 VSB 변조방식을 응용할 경우, 도3에 도시된 A B C D E F G 등 지역적으로 멀리 떨어진 다수의 방송국이 모두 동일한 반송파 주파수를 사용하여 방송신호를 송신하는 단일주파수망 구현이 불가능하다.

본 발명은 상기한 문제점들을 완전히 해소하기 위해, 종래의 VSB 변조방식에 신호처리 기법을 부가한 새로운 변조방식을 제공함을 목적으로 한다. 본 발명의 변조방식은 송신단의 입력신호를 WHT(Walsh-Hadamard transform)로 신호처리한 후 VSB 변조신호를 발생시키고 수신단에서는 VSB 복조신호를 IWHT(inverse Walsh-Hadamard transform)으로 신호처리한 후 복원함을 가장 큰 특징으로 하는 새로운 변조방식이다.

WHT를 행렬식(matrix)형태로 표현하면 행렬식의 행벡터(row vector) 각각은 서로 직교(orthogonal) 관계에 있으므로 본 발명에서 제공하는 새로운 변조방식을 OCDM_VSB(orthogonal code division multiplexing_vestigial-sideband) 변조방식이라 명명한다.

도1은 종래의 VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성도,

도2는 종래의 VSB 변조방식을 이용한 수신단의 구성도,

도3은 방송환경을 나타내는 예시도,

도4는 본 발명의 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성도,

도5는 본 발명의 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 수신단의 구성도,

도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성도,

도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 수신단의 구성도,

도8은 본 발명의 실시예에 따른 단일주파수망 구현을 가능하게 하는 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성도,

도9는 본 발명의 실시예에 따른 단일주파수망 구현을 가능하게 하는 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 수신단의 구성도,

도10은 OCDM_VSB 변조신호의 전력스펙트럼,

도11은 본 발명의 OCDM_VSB 변조신호를 수신하는 레이크(rake) 수신단의 구성도.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 송신단의 구성도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 수신단의 구성도이다.

도4를 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 송신단의 구성은 입력 M진심볼열 {s_m}을 N개의 병렬 M진심볼열로 만드는 직병렬전환부(40)와,

상기 직병렬전환부(40)의 N개의 출력을 입력으로 하는 WHT부(41)와,

상기 WHT부(41)의 출력들을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부(42)와,

상기 병직렬전환부(42)의 출력으로부터 VSB 변조신호로 만드는 VSB변조부(43)와,

상기 VSB 변조신호를 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부(44)로 구성된다. 직병렬전환비 N=4로 할 경우의 실시예이다.

도4의 OCDM_VSB 변조방식의 송신단 구성을 도1의 종래의 VSB 변조방식의 송신단 구성과 비교하면, 도4의 구성은 도1의 구성에 WHT 신호처리 수단과 이를 위한 직병렬전환 및 병직렬전환 수단을 첨가하여 구성한 것으로 간주할 수 있다. WHT부는 가산기와 감산기 만으로 실현 가능하므로 구현이 대단히 간단하다. 또한 상기 VSB변조부(43)의 구성은 도1의 VSB변조부(10)의 구성과 동일하며 단지 상기 VSB변조부(43)의 입력 심볼의 준위수(level number)가 도1의 일반적인 VSB변조부(10)의 입력준위수 보다 훨씬 많다는 점만 다르다. (입력준위수는 N의 크기에 의해 결정된다.)

도5를 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 수신단의 구성은 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 수신정합부(50)와,

상기 수신정합부(50)의 출력으로부터 복조기능을 수행하는 VSB복조부(51)와,

그리고 상기 VSB복조부(51)의 출력을 N개의 병렬 심볼로 만드는 직병렬전환부(52)와,

상기 직병렬전환부(52)의 N개의 출력을 입력으로 하는 IWHT부(53)와,

상기 IWHT부(53)의 출력들을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부(54)와,

상기 병직렬전환부(54)의 출력으로부터 원래의 송신단 입력 M진심볼의 추정값을 복원하는 심볼결정부(55) 등으로 구성된다.

도5의 OCDM_VSB 변조방식의 수신단 구성을 도2의 종래의 VSB 변조방식의 수신단 구성과 비교하면, 도5의 구성은 도2의 구성에 IWHT 신호처리 수단과 이를 위한 직병렬전환 및 병직렬전환 수단을 첨가하여 구성한 것으로 간주할 수 있다. 또한 상기 VSB복조부(51)의 구성은 도2의 VSB복조부(21)의 구성과 동일하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 전송시스템의 동작은 다음과 같다. 입력신호를 전송속도 1/T의 M진심볼열 {S_m, m=-∞,..,∞}로 표현하면, 직병렬전환을 통해 k=0,..,N-1인 지표를 갖는 M진심볼열 {P_k,l, l=-∞,..,∞}이 만들어진다. 여기서 S_m=P_k,l이고 각 지표들 k 와 l 은 m=lN+k 인 조건을 만족한다. 또한 S_m의 전송속도는 1/T인 반면 P_k,l의 전송속도는 1/NT이다. 각각의 l에 대해, N개의 병렬 M진심볼 {P_k,l, k=0,1,..,N-1}은 WHT에 의해 N개의 다치(multi-valued)심볼 {q_n,l, n=0,..,N-1}로 전환된다.

로 약속하고로 약속하면 WHT는 다음과 같이 정의된다.

여기서H는 2^wx2^w하다마드(Hadamard) 행렬식으로, w는 (2^w≥N)를 만족하는 자연수이다.H의 (r,c)-번째 요소는 다음과 같이 표현된다.

여기서 r_i및 c_i는 각각 r 과 c (0 ≤ rN, 0≤cN )의 radix-two-표현법에 해당하는 벡터의 i-번째 성분들을 나타낸다.

.

예로서 w=2에 대해H는 다음과 같이 주어진다.

2^wN 인 경우,은 2^w개의 요소를 갖도록

로 변경한 후 WHT를 수행한다. 병직렬전환(42)을 통해, WHT의 출력들 {q_n,l}이 직렬화되고 파형성형여파기에 의해 파형성형된 후 반송파변조된다. 수신단에서는 반대의 신호처리를 통해 M진심볼열들이 복원된다. 수신단에서의 IWHT는 다음과 같이 정의된다.

그런데, (수학식 1) 및 (수학식 2)는 다음과 같이 요소표현(elementwise expression) 형태로 나타낼 수 있다.

(수학식 3) 및 (수학식 4)에 근거하여 도4의 WHT부(41) 및 도5의 IWHT부(53)를 새로운 방법으로 구현할 수 있다. 도6은 (수학식 3)에 근거하여 구성한 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 송신단의 구성도이고, 도7은 (수학식 4)에 근거하여 구성한 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 수신단의 구성도이다. 직병렬전환비 N을 4로 할 경우의 실시예들이다.

도6을 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 송신단은 입력 M진심볼열 {s_m}을 N개의 병렬 M진심볼열로 만드는 직병렬전환부(60)와, 상기 직병렬전환부(60)의 N개의 출력을 (수학식 3)에 근거한 기능을 수행하는 하다마드열곱셈부(61)와, 상기 하다마드열곱셈부(61)의 출력들을 더하는 가산부(62)와, 상기 가산부(62)의 출력을 1/2^w로 곱하는 곱셈기(63)와, 상기 곱셈기(63)의 출력을 VSB 변조신호로 만드는 VSB변조부(64)와, 상기 VSB 변조신호를 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부(65)로 구성된다.

여기서 상기 곱셈기(63)는 신호의 흐름상 상수를 곱하는 효과만 있으므로 생략해도 된다.

상기 하다마드열곱셈부(61)에서는 상기 직병렬전환부(60)의 N개의 출력심볼 {P_k,l}이 각각 하다마드 행렬식의 각 행벡터요소(row vector element)로부터 발생된 행벡터열 {h_k,n}과 곱해진 결과가 만들어진다. N=2^w으로 가정하면 직병렬전환부(60)의 출력심볼들의 전송속도가 1/NT인 반면, 행벡터열 {h_k,n}의 열속도(sequence rate)는 1/T이다. N2^w일 경우는 직병렬전환부(60)의 출력심볼들의 전송속도가 1/NT인 반면, 행벡터열 {h_k,n}의 열속도는 2^w/NT로 설정하면 된다.

도7을 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 구현한 데이터 전송시스템의 수신단의 구성은 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 수신정합부(70)와, 상기 수신정합부(70)의 출력으로부터 기능을 수행하는 VSB복조부(71)와, 그리고 상기 VSB복조부(71)의 복소출력을 하다마드 행렬식의 각각의 행벡터열로 곱한 후 NT구간동안 누적합산(accumulation)하는 역하다마드처리부(72)와, 상기 역하다마드처리부(72)의 출력들을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부(73)와, 상기 병직렬전환부(73)의 출력으로부터 송신단 입력 M진심볼의 추정값을 만드는 심볼결정부(74) 등으로 구성된다.

도6 및 도7과 같이 구성된 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 동작은 도4 및 도5와 같이 구성된 시스템의 동작과 동일하다.

다음으로, 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식을 무선방송채널의 전송방식으로 이용할 경우 획기적인 장점인 단일주파수망 구현방법에 대해 설명한다.

도6을 참조하면, 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 송신단의 구성은 직병렬전환부(60)의 출력들을 새로운 입력으로 간주하면 CDMA-SS(code division multiple access-spread spectrum) 기법에 기초한 이동통신시스템의 순방향(forward link)에서의 왈시덮개(Walsh covering) 신호처리 기법과 유사하다. 따라서 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식에서는 전송하고자 하는 데이터를 직병렬처리한 각각의 병렬신호를 대상으로 CDMA-SS 기법을 적용함으로써 주파수대역 확장이 없도록 한 상태에서 단일주파수망 구현이 가능하도록 할 수 있다.

도8은 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템의 송신단에 고유한 PN(pseudo noise)코드를 부과하여 단일주파수망 구성을 가능하게 한 송신단 구성의 일실시예이고, 도9는 이러한 송신신호를 수신하기 위한 수신단 구성의 일실시예이다. 여기서 PN코드는 자기상관함수(auto-correlation function)가 PN코드의 주기를 갖는 임펄스 형태이고 상호상관함수(cross-correlation function)가 평균적으로 0인 형태로 주어지는 PN코드집합의 하나의 원소PN코드를 이용하면 된다. 도3을 참조하면 이러한 PN코드를 각각의 방송국 A~G에 각각 할당한다.

도8을 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 이용하여 단일주파수망 구현을 가능하게 한 데이터 전송시스템의 송신단의 구성은 입력 M진심볼열 {s_m}을 N개의 병렬 M진심볼열로 만드는 직병렬전환부(80)와, 상기 직병렬전환부(80)의 N개의 출력을 입력으로 하는 WHT부(81)와, 상기 WHT부(81)의 출력들을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부(82)와, 상기 병직렬전환부(82)의 출력을 입력으로 하여 VSB 변조신호로 만드는 VSB변조부(83)와, 상기 VSB 변조신호를 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부(84)로 구성된다.

상기 VSB변조부(83)는 입력을 PN코드로 곱하는 곱셈기(85)와, 상기 곱셈기(85) 출력을 각각 파형성형시키는 파형성형여파기(86),(87)과, 상기 파형성형된 신호들을 각각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct로 변조하는 반송파변조기(88),(89)와, 상기 반송파변조된 신호들을 더하여 출력하는 가산기(8A)로 구성된다.

도8의 VSB변조부(83)의 구성을 도4의 VSB변조부(43)의 구성과 비교하면, 입력신호에 PN코드가 곱해진다는 점만이 다르다. 곱해지는 PN코드열의 속도(rate)는 상기 병직렬전환부(82)의 출력 심볼열의 속도와 같게 한다.

도9를 참조하면, OCDM_VSB 변조방식을 이용하여 단일주파수망 구현을 가능하게 한 데이터 전송시스템의 수신단의 구성은 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 수신정합부(90)와, 상기 수신정합부(90)의 출력으로부터 복조기능을 수행하는 VSB복조부(91)와, 그리고 상기 VSB복조부(91)의 출력을 N개의 병렬 심볼로 만드는 직병렬전환부(92)와, 상기 직병렬전환부(92)의 N개의 출력을 입력으로 하는 IWHT부(93)와, 상기 IWHT부(93)의 출력들을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부(94)와, 상기 병직렬전환부(94)의 출력으로부터 원래의 송신단 입력 M진심볼의 추정값을 복원하는 심볼결정부(95) 등으로 구성된다.

상기 VSB복조부(91)는 상기 수신정합부(90)의 출력신호를 각각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct 로 복조하는 반송파복조기(96),(97)과, 상기 각 반송파복조 신호들로부터 심볼값을 추출하는 정합여파기(98),(99)와, 상기 각 정합여파기 출력 내용들을 합하는 가산기(9A)와, 상기 가산기(9A)의 출력에 PN코드를 곱하는 곱셈기(9B)로 구성된다.

도9의 VSB복조부(91)의 구성을 도5의 VSB복조부(51)의 구성과 비교하면, 상기 가산기(9A)의 출력에 PN코드가 곱해진다는 점만이 다르다. 수신단에서는 받고자하는 송신단의 PN코드와 동기를 맞춤으로써 올바로 데이터를 복원하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식을 이용한 데이터 전송시스템 구성을 지상파 디지털 방송시스템에 응용할 경우, 이론상으로 모든 방송국이 하나의 주파수만을 이용하여 서로 다른 프로그램을 방송 가능하게 하는 단일주파수망의 구성이 가능해진다.

도8 및 도9의 구성상 PN 코드가 곱해지는 위치는 적절하게 변경하여 등가적인 효과를 얻도록 할 수 있다.

도10은 직병렬전환비 N=4인 경우의 본 발명의 OCDM_VSB 변조신호의 전력스펙트럼이다. 각각의 병렬신호에서 유기된 전력스펙트럼이 전 대역에 걸쳐 분포하고 있는 점이 주시된다. 무선방송채널 응용시 광대역 채널에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)현상은 전송시스템 성능열화의 요인이 되며, 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식에서는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 효과적으로 데이터를 복원할 수 있는 레이크(rake) 수신기법을 적용할 수 있다. 도11은 본 발명의 OCDM_VSB 변조신호를 수신하는 레이크 수신기의 구성도이다.

도11을 참조하면, 본 발명의 OCDM_VSB 변조신호를 수신하는 레이크 수신단의 구성은 무선통신채널, 케이블통신채널, 위성통신채널, 그리고 기록매체채널 등 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 수신정합부(B0)와, 상기 수신정합부(B0)의 출력으로부터 입력을 그대로 이용하여 원하는 출력을 발생시키는 레이크핑거(rake finger)(B1)와, 상기 수신정합부(B0)의 출력을 지연기(B2)를 이용하여 시간지연된 입력을 이용하여 원하는 출력을 발생시키는 레이크핑거(B3)와, 상기 레이크핑거(B1)의 출력값을 지연기(B4)를 이용하여 시간지연시킨 후 상기 레이크핑거(B3)의 출력값을 더하는 가산기(B5)와, 상기 가산기(B5)의 출력으로부터 원래의 송신단 입력 M진심볼의 추정값을 복원하는 심볼결정부(B5) 등으로 구성된다.

상기 각 레이크핑거(B1),(B2)의 구성은 도9에서의 구성과 마찬가지로 VSB복조부(91)와, 직병렬전환부(92)와, IWHT부(93)와, 병직렬전환부(94) 등으로 구성된다.

상기 지연기(B2),(B4)의 시간지연값은 T 이상의 값으로 설정하거나 PN코드의 상관함수 특성을 이용하여 적응적(adaptive)으로 변동하도록 할 수도 있다. 상기 레이크 수신기의 구성에서 레이크핑거의 수를 2이상으로 용이하게 확장할 수 있으며, 또한 각 레이크핑거의 하드웨어 구성이 중첩되므로 이를 적절하게 배제하도록 구성할 수 있음은 자명하다. 이러한 레이크 수신기법을 이용하면 수신성능이 크게 향상된다.

본 발명의 OCDM 방식은 다음과 같은 발명의 효과를 갖는다.

첫째, 제안한 방식은 WHT 및 IWHT의 구현이 단지 가산기와 감산기 만으로 실현되므로 종래의 VSB 변조신호 수신에 필요한 등화기를 구현하는 것보다 매우 구현이 간단하다.

둘째, 구현의 용이성과 더불어, 디지털 방송 시스템에의 응용에서, 각각의 방송국이 동일한 주파수를 사용하여 서로 다른 프로그램을 방송하는 단일주파수망 구성을 가능하게 함으로써 방송용 가용 주파수 자원의 이용효율을 극대화할 수 있다.

셋째, 레이크 수신기법을 이용하여 수신성능을 크게 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 OCDM_VSB 변조방식은 종래의 VSB 변조방식의 단점인 수신단 등화기 구현의 복잡성, 단일주파수망 구현 불가능성 등의 문제점을 완전히 해결할 뿐만 아니라 레이크 수신기법을 이용하여 수신성능을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims

입력 M진심볼열을 VSB 기저대역 신호로 파형성형시키는 파형성형여파기와, 상기 파형성형된 신호들을 각각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct로 변조하는 반송파변조기와, 상기 반송파변조된 신호들을 더하여 출력하는 가산기와, 상기 가산기 출력을 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부 등으로 구성되는 VSB 변조방식의 송신 수단과, 임의의 정보통신채널을 통해 수신된 VSB 변조신호를 수신하는 수신정합부와, 상기 수신정합부의 출력으로부터 각 반송파 cosw_ct 및 -sinw_ct 로 복조하는 반송파복조기와, 상기 각 반송파복조 신호들로부터 심볼값을 추출하는 정합여파기와, 상기 각 정합여파기 출력들을 합하는 가산기와, 가산기 출력으로부터 원래의 전송단 입력 M진심볼열의 추정값을 만드는 심볼결정부 등으로 구성되는 VSB 변조방식의 수신 수단에 있어서, 송신단 입력심볼을 WHT로 먼저 신호처리한 후 VSB 변조하고, 수신단에서 VSB복조 후 IWHT로 신호처리한 것을 첫번째 특징으로 하고, 송신단에서 상기 파형성형전에 PN코드를 곱하고, 수신단에서 상기 가산기의 출력에 PN코드를 곱하는 것을 두번째 특징으로 하는 OCDM_VSB 방식.
제1항에 있어서, 상기 송신 수단은 입력 M진심볼을 다수의 병렬 M진심볼로 만드는 직병렬전환부와, 상기 직병렬전환부의 다수의 출력을 입력으로 하는 WHT부와, 상기 WHT부의 다수의 출력을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부와, 상기 병직렬전환부의 출력에 PN코드를 곱한 후 파형성형여파기, 반송파변조기, 및 가산기 등을 통해 VSB 변조신호로 만드는 VSB변조부와, 상기 VSB 변조신호를 임의의 정보통신채널에 정합시키는 송신정합부 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 OCDM_VSB 신호송신 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신 수단은 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 채널수신정합부와, 상기 수신정합부의 심볼을 반송파복조기, 정합여파기, 가산기 등을 통해 복조한 후 PN코드로 곱하는 VSB복조부와, 상기 PN코드가 곱해진 VSB복조부 출력을 다수의 병렬 심볼로 만드는 직병렬전환부와, 상기 직병렬전환부 다수의 출력을 입력으로 하는 IWHT부와, 상기 IWHT부 다수의 출력을 직렬신호로 전환하는 병직렬전환부와, 상기 병직렬전환부의 출력으로부터 원래의 입력 M진심볼의 추정값을 만드는 심볼결정부 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 OCDM_VSB 신호수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신 수단은, 임의의 정보통신채널을 통해 신호를 수신하는 수신정합부와, 상기 수신정합부의 출력신호를 다수의 신호지연기를 통해 수신하는 다수의 레이크핑거와, 상기 다수의 레이크핑거 출력값을 적절한 신호지연기를 통한 후 그 내용들을 더하는 가산기와, 상기 가산기의 출력으로부터 원래의 송신단 입력 M진심볼의 추정값을 복원하는 심볼결정부 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 OCDM_VSB 신호 수신용 레이크 수신 장치.