KR20030092855A - 채널의 상태에 따라 적응적으로 등화할 수 있는오에프디엠 수신기의 채널 등화기 및 이를 이용한 채널등화 방법 - Google Patents

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Abstract

채널의 상태에 따라 적응적으로 등화할 수 있는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기가 개시된다. 본 채널 등화기는 기 산출된 채널 계수와 수신된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 폐쇄형등화부, 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 개방형등화부, 폐쇄형등화부 및 개방형등화부에서 각각 등화된 오에프디엠신호의 기준신호와 기 설정된 기준신호와의 각각의 차이값을 통해 오에프디엠신호의 전송채널상태를 판별하는 채널상태판별부, 및 폐쇄형등화부 및 개방형등화부에서 각각 등화된 오에프디엠신호 중 어느 하나를 전송채널상태의 판별결과에 따라 선택적으로 출력하여 수신신호로 이용하도록 하는 스위칭부를 구비한다. 이에 의해, 채널의 상태에 상관없이 보다 정확한 등화를 수행할 수 있다.

Description

채널의 상태에 따라 적응적으로 등화할 수 있는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기 및 이를 이용한 채널 등화 방법{Channel Equalizer of OFDM Receiver capable of equalizing OFDM signal adaptability according to state of channel and method for equalizing to OFDM signal using the same}
본 발명은 오에프디엠 수신기의 채널 등화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수신된 오에프디엠신호의 채널 상태에 따라 개방형 등화(open loop equalizing) 및 폐쇄형 등화(closed loop equalizing)를 선택적으로 수행하여 수신된 오에프디엠신호에 대해 보다 정확한 등화를 수행할 수 있는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 고화질 텔레비전(High Definition Television : HDTV)의 방송 시스템은 크게 영상 부호화부와 변조부로 나눌 수 있다. 영상 부호화부는 고화질의 영상 소스로부터 얻어지는 약 1Gbps의 디지털 데이터를 15~18 Mbps의 데이터로 압축한다. 변조부는 수십 Mbps의 디지털 데이터를 6~8 MHz의 제한된 대역 채널을 통하여 수신측으로 전송한다. 디지털방식의 고화질 텔레비전 방송은 기존의 텔레비전 방송용으로 할당된 VHF(Very High Frequency)/UHF(Ultra High Frequency) 대의 채널을 이용하는 지상 동시 방송 방식을 채택하고 있다. 그러므로, 고화질 텔레비전 방송시스템에 사용되는 변조방식은 지상 동시 방송의 환경으로 인하여 다음의 조건들을 만족하여야 한다.
첫째, 고화질 텔레비전 방송시스템에 사용되는 변조방식은 수십 Mbps의 디지털 데이터를 6~8MHz의 제한된 대역 채널을 통하여 수신측으로 전송하기 위해 대역 효율(spectrum efficiency)이 높아야 한다. 둘째, 고화질 텔레비전 방송시스템에 사용되는 변조방식은 주변 건축물이나 구조물 등에 의하여 다중 경로 페이딩(multipath fading)이 발생하므로, 페이딩에 강한 특성을 가져야한다. 셋째, 고화질 텔레비전 방송시스템에 사용되는 변조방식은 기존의 아날로그 텔레비전신호에 의한 동일 채널 간섭이 필연적으로 발생하므로 동일 채널 간섭에 강한 특성을 가져야 한다. 또한, 고화질 텔레비전 시스템의 디지털 변조신호는 기존의 아날로그 텔레비전 수신기에 간섭을 최소화 할 수 있어야 한다.
이와 같은 조건을 충족시키는 변조 기법으로는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation : QAM)와 잔류측파대(Vestigial Side Band : VSB)변조 등이 있는데, 지상 방송에서는 QAM과 VSB의 다치화가 이미 한계에 와 있다. 여기서, 전송속도는 결정되어 버리며, 같은 다치수에서도 심볼 전송 속도를 올리면 그 대역폭의 전송속도는 향상된다. 그러나, 16치/32치 직교 진폭 변조 및 4치 잔류 측파대변조의 심볼 전송속도를 끌어올리면 제 2 영상과 다중 경로의 간섭에 의한 방해가 심하게 발생한다. 특히, 고층 빌딩이 난립하는 시가지에서 더욱 심각하다.
따라서, 유럽에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 대역폭당의 전송 속도 향상과 간섭 방지의 이중 효과를 얻을 수 있는 디지털 변조 방식인 오에프디엠(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)방식을 차세대 고화질 텔레비전 지상 방송 방식으로 채택하고 있다.
오에프디엠방식은 직렬 형태로 입력되는 심볼 열을 소정의 블록 단위의 병렬 데이터로 변환한 후 병렬화된 심볼들을 각기 상이한 부반송파 주파수로 다중화(Multiplexing)하는 방식이다. 이러한 오에프디엠방식은 다중 반송파를 이용하고, 기존의 단일 반송파에 의한 방식과는 상당한 차이를 가지고 있다. 다중 반송파는 반송파 상호간에 서로 직교성을 가지고 있다. 직교성이란, 두 반송파의 곱이 '0'이 되는 성질을 의미하며, 이는 다중 반송파를 사용할 수 있는 필요조건이 된다. 오에프디엠방식의 구현은 고속 퓨리에변환(Fast Fourier Transform : FFT)및 역 고속 퓨리에변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT)에 의하여 이루어지는데, 이는 반송파간의 직교성과 고속 퓨리에변환의 정의에 의해 간단히 구해진다.
한편, 오에프디엠방식의 장점은 다음과 같다. 텔레비전 지상 전송 방식은 신호의 전송시 발생하는 반사파, 동일 채널간섭 및 인접 채널간섭 등이 전송 품질을 좌우하는 채널 특성을 가지며 이에 따라 전송 시스템의 설계 조건이 매우 까다롭다. 그러나, 오에프디엠은 다중 경로에 강한 특성을 갖는다. 즉, 여러 반송파를 사용하므로 심볼 전송시간을 늘릴 수 있다. 이는 다중 경로에 의한 간섭 신호에 상대적으로 둔감하게 되어 긴 시간의 에코(echo)신호에 대해서도 성능의 저하가 적다. 또한, 기존에 존재하는 신호에 대해서도 강한 성질을 가지므로 동일 채널간섭에 대한 영향이 적다. 이러한 특성 때문에 단일 주파수 망(Single Frequency Network : SFN)을 구성할 수 있다. 여기서, 단일 주파수 망이란 하나의 방송이 전국을 하나의 주파수로 방송하는 것을 의미한다. 이로 인해 동일 채널 간섭이 매우 심해지게 되는데 오에프디엠방식이 이러한 환경에 강하기 때문에 이를 이용할 수 있다. 이와 같이 단일 주파수 망을 이용하면 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
한편, 오에프디엠신호는 다중 반송파로 구성되어 있고 각각의 반송파는 매우 작은 대역을 갖는다. 따라서, 전체적인 스펙트럼 모양은 거의 사각형을 가지기 때문에 단일 반송파보다 상대적으로 주파수 효율이 좋아지게 된다. 또한, 오에프디엠방식의 장점은, 오에프디엠신호의 파형이 백색 가우시안잡음(White GaussianNoise)과 같기 때문에 오에프디엠신호에서 PAL(Phase Alternation by Line) 및 SECAM(Sequential Couleur a Memoire)방식 등의 다른 방송서비스에 비해 간섭이 적다. 이에 따라, 오에프디엠방식에서는 각 반송파마다 변조 방식을 다르게 할 수 있어서 계층적 전송이 가능하다.
도 1은 일반적인 오에프디엠 수신기를 개략적으로 도시한 블록도이다. 오에프디엠 수신기는, ADC(Analog to Digital Converting)부(10), FFT(Fast Fourier Transforming)부(30), 에러검출부(40), 에러보상부(20), 등화부(50), 및 FEC(Forward Error Correcting)부(60)를 갖는다.
ACD부(10)는 수신된 오에프디엠신호를 샘플링(sampling), 양자화(quantizating), 및 코딩(coding)의 과정을 통해 디지털신호로 변환한다. 에러보상부(20)는 ADC부(10)의 샘플링을 수행하는 과정에서 발생하는 왜곡 즉, 오에프디엠신호의 샘플링 옵셋(sampling off-set)에 대한 샘플링 타이밍을 보상한다. 또한, 에러보상부(20)는 오에프디엠신호를 고속 퓨리에변환(Fast Fourier Transforming)하기 위한 윈도우 시작점인 윈도우 타이밍을 조정한다.
FFT부(30)는 에러보상부(20)에서 샘플링 타이밍 및 윈도우 타이밍이 보상된 오에프디엠신호를 고속 퓨리에 변환한다. 에러검출부(40)는 고속 퓨리에 변환된 오에프디엠신호의 심볼타이밍옵셋을 검출하여 에러보상부(20)에 제공한다. 이에 따라, 에러보상부(20)는 에러검출부(40)에서 제공된 심볼타이밍옵셋에 따라 오에프디엠신호의 샘플링 타이밍 및 윈도우 타이밍을 보상한다.
등화부(50)는 오에프디엠 송/수신기 간에 설정된 파일럿과 같은 기준 신호를이용하여 오에프디엠신호의 전송 채널 특성을 추정하여 오에프디엠신호의 전송 채널 상에 발생한 왜곡을 보상한다. FEC부(60)는 오에프디엠신호의 데이터에 대해 설정된 에러검출방식에 따라 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정한다.
일반적으로, 오에프디엠 수신기의 등화부(50)로서, 폐쇄형 등화기(closed loop equalizer) 또는 개방형 등화기(open loop equalizer)가 마련된다. 폐쇄형 등화기는 FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호를 기 등화된 오에프디엠신호의 보간(interpolating)을 통해 산출된 값을 이용하여 등화함으로써, 채널 상태가 시간에 따라 변하지 않는 정적 채널(static channel)인 경우에 적합하다. 개방형 등화기는 FFT부(30)로부터 출력된 오에프디엠신호를, 오에프디엠신호에 포함된 파일럿을 이용하여 보간된 값을 통해 등화함으로써, 채널 상태가 시간에 따라 변하는 동적 채널(dynamic channel)인 경우에 적합하다.
그런데, 종래의 오에프디엠 수신기는 등화부(50)로서 폐쇄형 등화기 또는 개방형 등화기가 선택적으로 적용된다. 등화부(50)로서 폐쇄형 등화기의 경우, 정적 채널에서 오에프디엠신호에 포함된 가우시안잡음의 영향을 배제할 수 있기 때문에 개방형 등화기에 비해 성능이 우수하다. 그러나, 폐쇄형 등화기는 동적 채널에서 가변적인 채널의 상태에 따른 영향을 용이하게 반영하지 못하기 때문에 개방형 등화기에 비해 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 개방형 등화기는 동적 채널에서 채널 상태에 따른 영향을 반영하여 오에프디엠신호를 등화하기 때문에 폐쇄형 등화기에 비해 성능이 우수하다. 개방형 등화기는 채널 상태를 추정하고 추정된 채널상태정보를 반영하여 오에프디엠신호를등화함으로써, 정적 채널에서 폐쇄형 등화기에 비해 동작 수렴 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 채널 상태에 따라 수신된 오에프디엠신호의 채널 등화를 적응적으로 수행하여 채널의 상태 변화에 상관없이 최적의 등화 성능을 얻을 수 있는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 오에프디엠 수신기를 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기의 바람직한 실시예를 도시한 블록도,
도 3은 도 2의 채널상태판별부를 상세히 도시한 블록도,
도 4는 도 2의 폐쇄형 등화부를 상세히 도시한 블록도,
도 5는 도 2의 개방형 등화부를 상세히 도시한 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널등화기를 이용한 채널 등화방법을 도시한 순서도,
도 7은 도 6의 채널상태판별 단계를 보다 상세하게 도시한 순서도, 그리고
도 8은 도 6의 출력 단계를 상세히 도시한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : ADC부 20 : 에러보상부
30 : FFT부 40 : 검출부
50 : 등화부 60 : FEC부
100 : 채널 등화기 120 : 폐쇄형등화부
121 : 승산부 122 : 에러검출부
123 : 제1계수업데이터 124 : 제1저장부
125 : 크기보간부 126 : 제2계수업데이터
127 : 제2저장부 128 : 위상보간부
129 : 조합부 140 : 개방형등화부
141 : 파일럿검출부 142 : 계수산출부
143 : 시간보간부 144 : 주파수보간부
145 : 지연부 146 : 제산부
160 : 채널상태판별부 161 : 제1추출부
162 : 제1감산부 163 : 제1절대값산출부
164 : 제1합성부 165 : 제2추출부
166 : 제2감산부 167 : 제2절대값산출부
168 : 제2합성부 169 : 비교부
180 : 스위칭부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기는 기 산출된 채널 계수와 수신된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 폐쇄형등화부; 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 개방형등화부; 상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호의 기준신호와 기 설정된 기준신호와의 각각의 차이값을 통해 상기 오에프디엠신호의 전송채널상태를 판별하는 채널상태판별부; 및 상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호 중 어느 하나를 상기 전송채널상태의 판별결과에 따라 선택적으로 출력하여 수신신호로 이용하도록 하는 스위칭부;를 포함한다.
상기 채널상태판별부는, 상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호로부터 제1기준신호 및 제2기준신호를 추출하는 추출부; 상기 제1기준신호 및 상기 제2기준신호를 각각 기 설정된 기준신호와 감산연산하는 제1감산부 및 제2감산부; 상기 제1감산부 및 상기 제2감산부의 감산연산에 따른 결과값에 대해 각각 절대값을 산출하는 제1절대값산출부 및 제2절대값산출부; 기 설정된 소정의 시간 동안 상기 제1절대값산출부 및 상기 제2절대값산출부에서 산출된 각각의 상기 절대값을 합성하는 제1합성부 및 제2합성부 ; 및 상기 제1합성부 및 상기 제2합성부에서 각각 합성된 상기 절대값의 크기를 비교하는 비교부;를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스위칭부는 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 절대값의 크기가 작은 값에 대응되는 상기 오에프디엠신호를 출력하며, 상기 스위칭부는 상기 오에프디엠신호의 상기 전송채널상태가 정적인 경우 상기 폐쇄형 등화부에서 등화된 상기 오에프디엠신호를 출력하고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 상기 개방형 등화부에서 등화된 상기 오에프디엠신호를 출력하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법은 기 산출된 채널 계수와 수신된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상, 및 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 단계; 등화된 각각의 상기 오에프디엠신호의 기준신호와 기 설정된 상기 기준신호와의 차이값을 통해 상기 오에프디엠신호의 전송채널상태를 판별하는 단계; 및 등화된 각각의 상기 오에프디엠신호 중 어느 하나를 상기 전송채널상태의 판별결과에 따라 선택적으로 출력하여 수신신호로 이용하도록 하는 단계;를 포함한다.
상기 판별단계는, 등화된 각각의 상기 오에프디엠신호에 포함된 제1기준신호 및 제2기준신호를 추출하는 단계; 상기 제1기준신호 및 상기 제2기준신호를 각각 기 설정된 기준신호와 감산연산하는 단계; 상기 감산연산에 따른 결과값에 대해 각각 절대값을 산출하는 단계; 기 설정된 소정의 시간 동안 산출된 각각의 상기 절대값을 합성하는 단계; 및 합성된 각각의 상기 절대값의 크기를 비교하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 출력단계에서는 상기 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 절대값의 크기가 작은 값에 대응되는 상기 오에프디엠신호가 출력되도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기는, 퓨리에 변환된 오에프디엠신호로부터 상기 오에프디엠신호의 샘플링시 발생한 샘플링 타이밍 옵셋정보를 기초로 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대한 전송채널상태를 판별하는 채널상태판별부; 상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 선택적으로 출력하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부의 출력에 따라 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호의 전송 채널 상의 왜곡을 보상하는 복수의 등화부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 등화부는, 상기 스위칭부로부터 출력된 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대해, 기 산출된 채널 계수와 새로 입력되는 상기 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 폐쇄형등화부; 및 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 개방형등화부;를 갖는다.
바람직하게는, 상기 스위칭부는, 상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 상기 전송채널상태가 정적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 폐쇄형 등화부로 스위칭 출력하고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 개방형 등화부로 스위칭 출력한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법은, 오에프디엠신호의 전송 채널상의 왜곡을 보상하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법에 있어서, 퓨리에 변환된 오에프디엠신호로부터 상기 오에프디엠신호의 샘플링시 발생한 샘플링 타이밍 옵셋정보를 기초로, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대한 전송채널상태를 판별하는 단계; 상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및 스위칭 출력에 따라 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호의 전송 채널 상의 왜곡을 선택적으로 보상하는 단계;포함한다.
바람직하게는, 상기 보상 단계는, 스위칭 출력된 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대해, 기 산출된 채널 계수와 새로 입력되는 상기 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 제1등화 단계; 및 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 제2등화 단계;를 포함한다.
상기 스위칭 단계에서는, 상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 상기 전송채널상태가 정적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 제1등화 단계가 수행되도록 스위칭 출력되고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 제2등화 단계가 수행되도록 스위칭 출력된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널 등화기의 바람직한 실시예를 도시한 블록도이다. 참고로, 종래와 동일한 부재 번호의 블록은 종래와 동일한 기능을 수행한다. 도면의 채널 등화기(100)는, 폐쇄형 등화부(120), 개방형 등화부(140), 채널상태판별부(160), 및 스위칭부(180)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 채널 등화기(100)는 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)를 갖는다.
폐쇄형 등화부(120)는 FFT부(30)로부터 출력된 고속 퓨리에 변환된 오에프디엠신호를 기 등화된 오에프디엠신호의 보간을 통해 산출된 값을 이용하여 등화한다. 개방형 등화부(140)는 FFT부(30)로부터 출력된 오에프디엠신호를 오에프디엠신호에 포함된 파일럿에 대해 보간된 값을 통해 등화한다. 채널상태판별부(160)는 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에서 각각 등화된 오에프디엠신호로부터 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에 입력되는 오에프디엠신호의 채널 상태를 판별한다. 이때, 채널상태판별부(160)는 판별된 채널상태정보를스위칭부(180)에 제공한다. 스위칭부(180)는 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에서 각각 등화된 오에프디엠신호를 선택적으로 출력한다. 즉, 스위칭부(180)는 채널상태판별부(160)로부터 제공된 채널상태정보를 기초로 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에서 각각 출력된 오에프디엠신호 중 어느 하나를 선택적으로 출력한다.
도 3은 도 2의 채널상태판별부(160)를 상세히 도시한 블록도이다. 채널상태판별부(160)는, 제1추출부(161), 제1감산부(162), 제1절대값산출부(163), 제1합성부(164), 제2추출부(165), 제2감산부(166), 제2절대값산출부(167), 제2합성부(168), 및 비교부(169)를 갖는다.
제1추출부(161)는 폐쇄형 등화부(120)에서 출력된 오에프디엠신호로부터 제1기준신호(R1)를 추출한다. 제1감산부(162)는 제1추출부(161)에서 추출된 제1기준신호(R1) 및 기 설정된 기준신호(R)를 감산 연산한다. 제1절대값산출부(163)는 제1감산부(163)에서 감산 연산을 통해 산출된 값의 절대값을 산출한다. 제1합성부(164)는 제1절대값산출부(163)로부터 설정된 시간동안 출력된 절대값의 합을 산출한다.
제2추출부(165)는 개방형 등화부(140)에서 출력된 오에프디엠신호로부터 제2기준신호(R2)를 추출한다. 제2감산부(166)는 제2추출부(165)에서 추출된 제2기준신호(R2) 및 기 설정된 기준신호(R)를 감산 연산한다. 제2절대값산출부(167)는 제2감산부(166)에서 감산 연산을 통해 산출된 값의 절대값을 산출한다. 제2합성부(168)는 제2절대값산출부(168)로부터 설정된 시간동안 출력된 절대값의합을 산출한다. 비교부(169)는 제1합성부(164) 및 제2합성부(168)에서 출력된 각각의 절대값의 합의 값의 크기를 비교한다. 이때, 비교부(169)는 비교 결과를 스위칭부(180)에 전송한다. 이에 따라, 스위칭부(180)는 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에서 출력된 오에프디엠신호 중, 비교부(169)의 비교 결과에 따라 작은 값으로 판별된 절대값의 합의 값에 대응되는 오에프디엠신호를 FEC부(60)로 스위칭 출력한다.
따라서, FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호를 각각 등화하는 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)로부터 출력된 오에프디엠신호 중에서, 각 오에프디엠신호에 포함된 제1기준신호(R1) 및 제2기준신호(R2)에 대한 기준신호(R)와의 차이값을 통해 그 차이가 작은 값에 대응되는 오에프디엠신호를 출력함으로써, 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140) 중 보다 정확한 등화가 수행된 오에프디엠신호를 얻을 수 있다.
도 4는 도 2의 폐쇄형 등화부(120)를 상세히 도시한 블록도이다. 폐쇄형 등화부(120)는, 에러검출부(122), 위상보간부(128), 크기보간부(125), 조합부(129), 및 승산부(121)를 갖는다.
에러검출부(122)는 기준 파일럿(SP)을 기초로, 기준 파일럿(SP)과 FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호에 포함된 파일럿의 차이값인 계수를 검출한다. 위상보간부(128)는 에러검출부(122)에서 검출된 계수의 복소수값을 기초로 오에프디엠신호의 파일럿의 위상을 보간한다. 크기보간부(125)는 에러검출부(122)에서 검출된 계수의 정수값을 기초로 오에프디엠신호의 파일럿의 크기를 보간한다.조합부(129)는 위상보간부(128) 및 크기보간부(125)에서 보간된 파일럿의 위상 및 크기를 조합한다. 승산부(121)는 조합부(129)에서 조합된 파일럿을 FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호와 곱셈연산을 수행하여 오에프디엠신호를 보상한다.
이에 따라, i+1 번째 수신 신호를 Ri+1이라 하고 i번째 채널 보상 계수를 Hi이라 하면, 승산부(121)에서 산출하는 i+1 번째 수신 신호에 대한 보상신호 Zi+1는 아래 [수학식1]과 같이 나타낼 수 있다.
에러검출부(122)는 기준 파일럿(SP)과 i+1 번째 수신 신호에 대한 보상신호(Zi+1)를 비교하여 i번째 채널 보상 계수(Hi)의 에러를 산출한다.
만약, i번째 신호의 크기 및 위상에 대한 채널 보상 계수를 각각 ρi및 θi라 하면, 크기보간부(125) 및 위상보간부(128)에서 보간되는 i+1번째 신호의 채널 보상계수 ρi+1및 θi+1은 아래 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, R은 기준 파일럿(SP)의 크기값이다.
μmag및 μphaae는 ρi+1및 θi+1에 대한 보상을 위한 수렴 시간인 보상 스텝 사이즈(interpolation step size)이다.
'R-|Zi|' 및 'Im{Zi}ㆍsign(SCpilit)'은 Zi에 포함된 신호의 에러 성분이다.
따라서, 폐쇄형 등화부(120)는 동적 채널에서 수렴 시간이 오래 걸리지만, 정적 채널에서 일정한 값을 갖는 신호의 에러 성분의 영향을 배제할 수 있기 때문에 정적 채널을 통해 전송된 오에프디엠신호를 용이하게 등화할 수 있다.
바람직하게는, 폐쇄형 등화부(120)는, 제1계수업데이터(123), 제1저장부(124), 제2계수업데이터(126), 및 제2저장부(127)를 더 갖는다.
제1계수업데이터(123)는 에러검출부(122)에서 검출된 계수 중에서 새로 입력되는 정수값을 업데이팅한다. 제1저장부(124)는 제1계수업데이터(123)에 업데이팅된 정수값을 저장한다. 제2계수업데이터(126)는 에러검출부(122)에서 검출된 계수 중에서 새로 입력되는 복소수값을 업데이팅한다. 제2저장부(127)는 제2계수업데이터(126)에서 업데이팅된 복소수값을 저장한다.
도 5는 도 2의 개방형 등화부(140)를 상세히 도시한 블록도이다. 개방형 등화부(140)는, 파일럿검출부(141), 계수산출부(142), 시간보간부(143), 주파수보간부(144), 지연부(145), 및 제산부(146)를 갖는다.
파일럿검출부(141)는 FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호로부터 파일럿을 검출한다. 계수산출부(142)는 기 설정된 기준파일럿(RP)을 이용하여 파일럿검출부(141)에서 검출된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 보간을 위한 계수를 산출한다. 시간보간부(143)는 계수산출부(142)에서 산출된 계수를 기초로 파일럿검출부(141)에서 검출된 파일럿의 시간축에 따른 보간을 수행한다. 주파수보간부(144)는 계수산출부(142)에서 산출된 계수를 기초로 파일럿검출부(141)에서 검출된 파일럿의 주파수축에 따른 보간을 수행하여 채널을 추정한다. 지연부(145)는 보간된 파일럿이 주파수보간부(144)에서 출력될 때까지 FFT부(30)에서 출력된 오에프디엠신호를 저장한 후 출력한다. 제산부(146)는 지연부(145)에서 출력된 오에프디엠신호를 주파수보간부(144)에서 출력된 채널 추정값으로 제산 연산하여 채널 등화를 수행한다.
일반적으로, 오에프디엠 수신기에 수신되는 오에프디엠신호(R(x))는 아래 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, H(k)는 채널의 특성,
X(k)는 송신되는 오에프디엠신호,
n(k)는 채널의 가우시안잡음이다.
즉, 수신된 오에프디엠신호(R(x))에는 채널의 특성(H(k))에 따른 왜곡 및 가우시안잡음(n(k))이 포함되어 있음을 알 수 있다.
이에 따라, 주파수보간부(144)에서 산출되는 채널의 특성(H(k))은 아래 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, C(k)는 송신신호(X(k))에 포함된 파일럿이다. 이때, 채널의 특성(H(k))에는 에러성분 "-n(k)/C(k)"가 포함되어 있다. 제산부(146)는 에러성분(-n(k)/C(k))이 고려되어 주파수부간부(144)에서 출력된 채널 추정값(H'(k))을 이용하여 아래 [수학식 5]와 같은 채널 등화를 수행한다.
따라서, 채널 상태가 동적인 경우, 보다 정확한 등화를 수행할 수 있다.
한편, 수신된 오에프디엠신호의 등화 성능을 높이기 위한 방법은, 상기 실시예에 한정되지 않으며 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)를 통해 각각 등화된 오에프디엠신호를 FEC부(60)로 출력하고, FEC부(60)에서 출력되는 비트에러율(Bit Error Rate : BER)을 비교하여 비트에러율이 작은 값을 출력하도록 설계하여도 상기 실시예가 동일하게 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 오에프디엠 수신기의 채널등화기를 이용한 채널 등화방법을 도시한 순서도이다. 먼저, 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)는 각각 설정된 방식에 따라 고속퓨리에변환된 오에프디엠신호를 각각 등화한다(S100). 채널상태판별부(160)는 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)에서 각각 등화된 오에프디엠신호의 채널 상태를 판별하고, 판별된 정보를 스위칭부(180)에제공한다(S200). 이에 따라, 스위칭부(180)는 채널상태판별부(160)에서 제공된 채널상태정보에 따라 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140) 중에서 등화 성능이 우수한 오에프디엠신호를 FEC(60)에 출력한다(S300).
따라서, 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)에서 각각 등화를 수행하고 채널 상태에 따라 보다 정확한 등화가 수행된 오에프디엠신호를 FEC부(60)에 출력함으로써, 채널의 상태에 상관없이 보다 정확한 등화를 수행할 수 있다.
도 7은 도 6의 S200단계를 보다 상세하게 도시한 순서도이다. 먼저, 제1추출부(161) 및 제2추출부(165)는 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)에서 각각 등화된 오에프디엠신호로부터 제1기준신호(R1) 및 제2기준신호(R2)를 추출한다(S210). 제1감산부(162) 및 제2감산부(166)는 제1기준신호(R1) 및 제2기준신호(R2) 각각을 기 설정된 기준신호(R)와 감산연산한다(S220). 제1절대값산출부(163) 및 제2절대값산출부(167)는 제1감산부(162) 및 제2감산부(166)의 감산연산에 따른 결과값의 절대값을 산출한다(S230). 제1합성부(164) 및 제2합성부(168)는 설정된 소정의 시간동안 제1절대값산출부(163) 및 제2절대값산출부(167)에서 산출된 절대값을 각각 합성연산한다(S240).
비교부(169)는 제1합성부(164) 및 제2합성부(168)의 합성연산에 따라 합성된 각각의 값의 크기를 비교한다(S250). 이에 따라, 비교부(169)는 비교 결과를 스위칭부(180)에 전송한다(S260).
도 8은 도 6의 S300 단계를 상세히 도시한 순서도이다. 스위칭부(180)는 비교부(169)에서 전송된 비교 결과를 수신하고 수신된 비교 결과를 분석한다(S320).이에 따라, 스위칭부(180)는 비교 결과에 따라 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140) 중, 제1합성부(164) 및 제2합성부(168)에서 합성된 값 중 작은 값에 대응되는 등화부에서 출력한 오에프디엠신호를 출력한다(S340).
따라서, 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)에서 등화된 오에프디엠신호 중에서 각 오에프디엠신호에 포함된 기준신호(R1, R2)와 기 설정된 기준신호(R)를 비교하여 기준신호간의 오차 값에 따른 채널상태를 판단하여 스위칭부(180)에서 오차값이 작은 기준신호를 포함하는 오에프디엠신호를 출력함으로써, 채널의 상태에 적응적으로 보다 정확한 등화를 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140)의 출력 신호로부터 전송 채널상태를 판별하고 판별 결과에 따라 폐쇄형등화부(120) 및 개방형등화부(140) 중에서 어느 하나의 출력값을 스위칭부(180)를 통해 FEC부(60)로 출력하도록 하는 제안이 상술되어 있다. 하지만, 전송 채널상태의 판별을 FFT부(30)의 출력신호로부터 오에프디엠시호의 복원 동작 중 샘플링시 발생한 샘플링 타이밍 옵셋정보를 이용하여 오에프디엠신호에 대한 전송채널상태를 판별하고, 판별 결과에 따라, 오에프디엠신호를 폐쇄형 등화부(120) 및 개방형 등화부(140)에 선택적으로 출력하도록 하는 경우에도 본 실시예가 동일하게 적용될 수 있다. 이에 따라, 스위칭동작은, 전송채널상태가 정적인 것으로 판단되면 오에프디엠신호를 폐쇄형 등화부(120)로 스위칭 출력하고, 전송채널상태가 동적인 것으로 판단되면 오에프디엠신호를 개방형 등화부(140)로 스위칭 출력한다.
본 발명에 따르면, 고속퓨리에변환된 오에프디엠신호를 각각 등화하는 폐쇄형 등화부 및 개방형 등화부로부터 출력된 오에프디엠신호 중에서 각 오에프디엠신호에 포함된 제1기준신호 및 제2기준신호를 기 설정된 기준신호와의 차이값을 통해 그 차이가 작은 값에 대응되는 오에프디엠신호를 출력하도록 함으로써, 채널의 상태에 상관없이 보다 정확한 등화를 수행할 수 있다.
또한, 폐쇄형 등화부 및 개방형 등화부에서 각각 등화된 오에프디엠신호 중에서 보다 정확한 등화가 수행된 오에프디엠신호를 선택적으로 수신기에서 사용함으로써, 수신된 오에프디엠신호를 채널 상태에 적응적으로 등화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (13)

  1. 기 산출된 채널 계수와 수신된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 폐쇄형등화부;
    기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 개방형등화부;
    상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호의 기준신호와 기 설정된 기준신호와의 각각의 차이값을 통해 상기 오에프디엠신호의 전송채널상태를 판별하는 채널상태판별부; 및
    상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호 중 어느 하나를 상기 전송채널상태의 판별결과에 따라 선택적으로 출력하여 수신신호로 이용하도록 하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채널상태판별부는,
    상기 폐쇄형등화부 및 상기 개방형등화부에서 각각 등화된 상기 오에프디엠신호로부터 제1기준신호 및 제2기준신호를 추출하는 추출부;
    상기 제1기준신호 및 상기 제2기준신호를 각각 기 설정된 기준신호와 감산연산하는 제1감산부 및 제2감산부;
    상기 제1감산부 및 상기 제2감산부의 감산연산에 따른 결과값에 대해 각각 절대값을 산출하는 제1절대값산출부 및 제2절대값산출부;
    기 설정된 소정의 시간 동안 상기 제1절대값산출부 및 상기 제2절대값산출부에서 산출된 각각의 상기 절대값을 합성하는 제1합성부 및 제2합성부 ; 및
    상기 제1합성부 및 상기 제2합성부에서 각각 합성된 상기 절대값의 크기를 비교하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 절대값의 크기가 작은 값에 대응되는 상기 오에프디엠신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 오에프디엠신호의 상기 전송채널상태가 정적인 경우 상기 폐쇄형 등화부에서 등화된 상기 오에프디엠신호를 출력하고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 상기 개방형 등화부에서 등화된 상기 오에프디엠신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  5. 오에프디엠신호의 전송 채널상의 왜곡을 보상하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법에 있어서,
    기 산출된 채널 계수와 수신된 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상, 및 기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 단계;
    등화된 각각의 상기 오에프디엠신호의 기준신호와 기 설정된 상기 기준신호와의 차이값을 통해 상기 오에프디엠신호의 전송채널상태를 판별하는 단계; 및
    등화된 각각의 상기 오에프디엠신호 중 어느 하나를 상기 전송채널상태의 판별결과에 따라 선택적으로 출력하여 수신신호로 이용하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 판별단계는,
    등화된 각각의 상기 오에프디엠신호에 포함된 제1기준신호 및 제2기준신호를 추출하는 단계;
    상기 제1기준신호 및 상기 제2기준신호를 각각 기 설정된 기준신호와 감산연산하는 단계;
    상기 감산연산에 따른 결과값에 대해 각각 절대값을 산출하는 단계;
    기 설정된 소정의 시간 동안 산출된 각각의 상기 절대값을 합성하는 단계; 및
    합성된 각각의 상기 절대값의 크기를 비교하는 단계; 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 출력단계에서는 상기 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 절대값의 크기가 작은 값에 대응되는 상기 오에프디엠신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법.
  8. 퓨리에 변환된 오에프디엠신호로부터 상기 오에프디엠신호의 샘플링시 발생한 샘플링 타이밍 옵셋정보를 기초로, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대한 전송채널상태를 판별하는 채널상태판별부;
    상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 선택적으로 출력하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부의 출력에 따라 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호의 전송 채널 상의 왜곡을 보상하는 복수의 등화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 등화부는, 상기 스위칭부로부터 출력된 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대해,
    기 산출된 채널 계수와 새로 입력되는 상기 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 폐쇄형등화부; 및
    기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 개방형등화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라,
    상기 전송채널상태가 정적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 폐쇄형 등화부로 스위칭 출력하고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 개방형 등화부로 스위칭 출력하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
  11. 오에프디엠신호의 전송 채널상의 왜곡을 보상하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법에 있어서,
    퓨리에 변환된 오에프디엠신호로부터 상기 오에프디엠신호의 샘플링시 발생한 샘플링 타이밍 옵셋정보를 기초로, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대한 전송채널상태를 판별하는 단계;
    상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라, 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및
    스위칭 출력에 따라 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호의 전송 채널 상의 왜곡을 선택적으로 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 보상 단계는,
    스위칭 출력된 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호에 대해,
    기 산출된 채널 계수와 새로 입력되는 상기 오에프디엠신호의 파일럿에 대한 채널 계수를 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 제1등화 단계; 및
    기 설정된 기준파일럿과 상기 오에프디엠신호에 포함된 상기 파일럿을 이용하여 상기 오에프디엠신호의 전송 채널의 왜곡을 보상하는 제2등화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기를 이용한 채널 등화방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 스위칭 단계에서는,
    상기 전송채널상태의 판별 결과에 따라,
    상기 전송채널상태가 정적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 제1등화 단계가 수행되도록 스위칭 출력되고, 상기 전송채널상태가 동적인 경우 퓨리에 변환된 상기 오에프디엠신호를 상기 제2등화 단계가 수행되도록 스위칭 출력되는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 수신기의 채널 등화기.
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