KR20060007789A

KR20060007789A - 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의반송파 주파수에러 측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR20060007789A
Application number: KR1020040057166A
Authority: KR
Inventors: 박찬섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-01-26
Also published as: NL1029566A1; KR100574013B1; CN1725748A; NL1029566C2; BRPI0503020A

Abstract

직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치 및 측정방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 코얼스 캐리어 보상장치에 포함되는 부반송파 정수배 간격의 반송파 주파수에러를 위상기준심볼을 이용하여 측정함에 있어, 전체 위상기준심볼에 대한 모든 상관값을 구하는 것이 아니라, 16개의 샘플에 대하여만 상관값을 구한다. 그리고 위상기준심볼을 구성하는 커널간의 규칙을 이용하여 구한 상관값을 조합함으로써 전체 상관값의 크기를 구할 수 있다. 측정장치 하드웨어의 크기를 현저히 줄일 수 있다. 나아가 전력소모도 줄일 수 있다.

Coarse Carrier Recovery, DAB, DMB, 위상기준심볼, PRS, 상관관계

Description

직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치 및 측정방법{Method and apparatus for auto-reporting a result of self-test}

도 1a은 COFDM 방식의 디지털 데이터 프레임의 구조을 도시한 도면,

도 1b는 고속퓨리에변환에 의해 복조된 주파수영역 위상기준심볼의 예를 도시한 도면,

도 2a는 본 발명에 이용되는 위상기준심볼을 구성하는 4개의 커널(kernel)을 도시한 도면,

도 2b는 도 2의 인접한 두 개 커널간의 위상회전을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치의 블럭도,

도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치의 블럭도, 그리고

도 5는 도 4의 측정장치 중에서 제 5상관부를 도시한 블럭도,

도 6은 본 발명에 따른 직교부파수분할다중 수신시스템에서의 반송파 주파수에러 측정방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

본 발명은 디지털 수신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직교주파수분할다중(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)방식으로 수신된 디지털방송 데이터 프레임의 반송파 주파수에러를 측정하여 코얼스 캐리어 보상(Coarse Carrier Recovery)를 수행하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

현재 지상파 디지털 라디오 방송시스템은 유럽식, 미국식, 일본식이 있으며, 모두 OFDM 방식을 이용하고 있다. 유럽의 DAB(Digital Audio Broadcasting) 방식인 EUREKA-147은 디지털 변조방식으로 지상파에서의 다중 경로 페이딩에 강건한 COFDM(Coded OFDM)을 사용한다. 한국의 디지털 멀티미디어 방송인 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 역시 유럽의 DAB을 기본으로 하여 CD(Compact Disk) 수준의 음질, 다양한 데이터 서비스, 우수한 이동수신 품질을 제공한다.

도 1a은 COFDM 방식의 디지털 데이터 프레임의 구조을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 널(null)심볼(a) 이후에 76개의 OFDM심볼이 있고, 그 첫번째 OFDM 심볼이 위상기준심볼(PRS : Phase Reference Symbol)(b)이다. 위상기준심볼(b)이후에 유효데이터 심볼들(c,d)이 있다. 널 심볼(a) 구간과 위상기준심볼(b)이 프레임의 동기채널(Synchronization Channel)을 이룬다.

위상기준심볼(b)은 송신측과 수신측에서 이미 알고 있는 데이터(known data)로서 다음 OFDM 심볼의 차동변조(differential modulation)를 위한 위상 기준을 제 공한다. 또한, 프레임 및 심볼의 시간동기를 검출하는데 사용된다.

도 1b는 고속퓨리에변환에 의해 복조된 주파수영역 위상기준심볼의 예를 도시한 도면이다. DAB시스템의 전송모드 1의 경우의 위상기준심볼로서 고속퓨리에변환에 의하여 복조된 주파수영역의 신호로서, 전체 1536개의 샘플(또는 부반송파신호)로 되어 있다.

종래에, 직교주파수분할다중방식의 수신기 시스템의 코얼스 캐리어 보상(Coarse carrier recovery)장치는 반송파 주파수에러 중에서 부반송파 간격의 정수배 만큼의 에러를 찾아내어 보상해주는 역할을 한다. 주파수 영역의 파일롯(pilot)의 위치를 찾아내어 기준위치에서 벗어난 정도를 측정하면 이것이 부반송파 간격의 정수배 만큼의 에러가 된다. 파일롯을 찾기 위해서는 주로 상관(correlation)값을 구하는 방법이 사용된다. DAB/DMB 시스템에서는 위상기준심볼(PRS)이 파일롯의 역할을 하게 된다.

문제는, 이러한 위상기준심볼의 상관값을 구하는 방법에 의할 경우, 하드웨어의 사이즈가 매우 커진다. DAB 방식의 제 1전송모드의 경우, 위상기준심볼은 1536개가 되며, 이것의 상관값을 구하기 위한 구조는 매우 커지게 된다. 이러한 하드웨어의 사이즈는 또한 디지털 수신 시스템의 저전력화에 매우 큰 문제가 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 위상기준심볼을 이용한 반송파 주파수에러를 측정하는 측정장치의 하드웨어의 크기를 줄여 간단하게 구현하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치 및 측정방법을 제공함 에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 4개 커널의 조합을 적어도 하나 구비하는 위상기준심볼을 포함하는 프레임구조의 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex)방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치는, 상기 수신한 위상기준심볼과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼의 4개 커널과의 상관(correlation)값을 구하는 상관부, 상기 상관부의 출력을 4개 커널 개수, 4개 커널 2배수 및 4개 커널 3배수만큼 각각 지연시켜 모두 더하는 지연부 및 상기 가산부의 출력의 최고값의 위치를 검출하는 최고값검출부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상관부는, 상기 주파수영역의 위상기준심볼을 수신하여 한 개 커널 개수, 한 개 커널 2배수 및 한 개 커널 3배수만큼 각각 지연시키면서 출력하는 제 1지연부, 상기 제 1지연부의 각 출력과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼 중에서 서로 다르게 선택된 각 커널의 절반과의 상관값을 각각 구하는 16 상관부, 상기 상관부의 각 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 각각 지연시켜 출력하는 제 2지연부 및 상기 상관부의 각 출력과 상기 제 2지연부의 각 출력을 모두 더하는 제 1가산부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 1지연부는, 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼을 32개 지연시켜 출력하는 제 1-1지연부, 상기 제 1-1지연부의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 제 1-2지연부 및 상기 제 1-2지연부의 출력을 32개 지연시켜 출력하 는 제 1-3지연부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 16상관부는, 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 1상관부, 상기 제 1-1지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 2커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 2상관부, 상기 제 1-2지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 3커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 3상관부 및 상기 제 1-3지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 4커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 4상관부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 2지연부는, 상기 제 1상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-1지연부, 상기 제 2상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-2지연부, 상기 제 3상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-3지연부 및 상기 제 4상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-4지연부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상관부는, 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반을 순차적으로 곱하여 출력하는 제 5상관부, 상기 제 5상관부의 출력중에서 매 4번째마다의 출력을 각각 더하는 제 3가산부, 상기 제 3가산부의 출력으로부터 상기 4개 커널간의 위상차를 각각 보정하는 위상차보정부 및 상기 위상차보정부의 출력을 커널의 개수만큼 각각 지연시킴으로써 상기 각 커널의 상관값을 구하여 출력하는 제 4지연부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 3가산부는, 상기 제 5상관부의 출력중에서 1, 5, 9, 13번째 출력을 더하는 제 3-1가산기, 상기 제 5상관부의 출력중에서 2, 6, 10, 14번째 출력을 더하는 제 3-2가산기, 상기 제 5상관부의 출력중에서 3, 7, 1-1, 15번째 출력을 더하는 제 3-3가산기 및 상기 제 5상관부의 출력중에서 4, 8, 12, 16번째 출력을 더하는 제 3-4가산기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 위상차보정부는, 상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력을 더하여 출력하는 제 1위상차보정부, 상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 2커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 2위상차보정부, 상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 3커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 3위상차보정부 및 상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 4커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 4위상차보정부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 4지연부는, 상기 제 2위상차보정부의 출력을 한 개 커널 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-1지연부, 상기 제 3위상차보정부의 출력을 한 개 커널의 2배수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-2지연부 및 상기 제 4위상차보정부의 출력을 한 개 커널 3배수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-3지연부를 포함한다.

또한, 본 발명 에 따른 4개 커널의 조합을 적어도 하나 구비하는 위상기준심볼을 포함하는 프레임구조의 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex)방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법은, 상기 수신한 위상기준심볼과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼의 4개 커널과의 상관(correlation)값을 각각 구하는 단계, 상기 구해진 각 상 관값을 4개 커널 개수, 4개 커널 2배수 및 4개 커널 3배수만큼 각각 지연시켜 모두 더하는 단계 및 상기 더하는 단계의 출력의 최고값의 위치를 검출하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상관값을 구하는 단계는, (a) 상기 주파수영역의 위상기준심볼을 수신하여 한 개 커널 개수, 한 개 커널 2배수 및 한 개 커널 3배수만큼 각각 지연시키면서 출력하는 단계, (b) 상기 (a)단계의 각 출력과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼 중에서 서로 다르게 선택된 각 커널의 절반과의 상관값을 각각 구하는 단계, (c) 상기 (b)단계의 각 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 각각 지연시켜 출력하는 단계 및 (d) 상기 (b)단계의 각 출력과 상기 (c)단계의 각 출력을 모두 더하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (a)단계는, (a-1) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼을 32개 지연시켜 출력하는 단계, (a-2) 상기 (a-1)단계의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 단계 및 (a-3) 상기 (a-2)단계의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (b)단계는, (b-1) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계, (b-2) 상기 (a-1)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 2커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계, (b-3) 상기 (a-2)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 3커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계 및 (b-4) 상기 (a-3)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 4커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (c)단계는, (c-1) 상기 (b-1)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계, (c-2) 상기 (b-2)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계, (c-3) 상기 (b-3)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계 및 (c-4) 상기 (b-4)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상관값을 구하는 단계는, (f) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반을 순차적으로 곱하여 출력하는 단계, (g) 상기 (f)단계의 출력중에서 매 4번째마다의 출력을 각각 더하는 단계, (h) 상기 (g)단계의 출력으로부터 상기 4개 커널간의 위상차를 각각 보정하는 단계 및 (i) 상기 (h)단계의 출력을 커널의 개수만큼 각각 지연시킴으로써 상기 각 커널의 상관값을 구하여 출력하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (g)단계는, (g-1) 상기 (f)단계의 출력중에서 1, 5, 9, 13번째 출력을 더하는 단계. (g-2) 상기 (f)단계의 출력중에서 2, 6, 10, 14번째 출력을 더하는 단계. (g-3) 상기 (f)단계의 출력중에서 3, 7, 11, 15번째 출력을 더하는 단계 및 (g-4) 상기 (f)단계의 출력중에서 4, 8, 12, 16번째 출력을 더하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (h)단계는, (h-1) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력을 더하여 출력하는 단계, (h-2) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력에 상기 제 1커널과 제 2커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계, (h-3) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단 계의 출력에 상기 제 1커널과 제 3커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계, 및 (h-4) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력에 상기 제 1커널과 제 4커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (i)단계는, (i-1) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계, (i-2) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널의 2배수만큼 지연시켜 출력하는 단계 및 (i-3) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널 3배수만큼 지연시켜 출력하는 단계를 포함한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 설명에 앞서, 위상기준심볼을 구성하는 데이터의 구조를 살핀다.

도 2a는 본 발명에 이용되는 위상기준심볼을 구성하는 4개의 커널(kernel)을 도시한 도면이다. 위상기준심볼은 도 2에 도시된 사항과 다음의 수학식 1에 의하여 구성된다.

여기서 Z_lk는 위상기준심볼을 구성하는 각 부반송파신호의 값으로 복소수이다. 이때 각 복소수의 값을 결정하는 Φ_k는 도 2의 각 커널의 값에 의하여 다음의 수학식 2에 의하여 결정된다.

위상기준심볼은 도 1의 4개의 기본 커널의 임의의 조합으로 구성된다. 각 커널은 32개의 복소수로 구성된다. 위상기준심볼은 임의의 값 n에 의하여 각 커널의 위상이 회전한 형태로 조합되면서 구성된다.

또한 각 커널은 앞의 16개(e)와 뒤의 16개(f)가 동일한 값의 열로 이루어져 있음을 볼 수 있다. 그리고 인접한 커널간에는 일정한 규칙의 위상회전이 있다.

도 2b는 도 2의 인접한 두 개 커널간의 위상회전을 도시한 도면이다.

도 2b를 참조하면, 두 개 커널간의 위상회전은 일정한 규칙이 있으며, 또한 4개 샘플마다 동일하게 다시 반복된다. 이러한 규칙성은 4개의 커널간에 모두 존재하여, 4개의 커널간에 서로 다른 위상차를 가지고 있다. 본 발명은, 위상기준심볼을 이루는 4개의 커널간의 위와같은 일정한 규칙성에 기초하여 상관값을 구하는 구조를 개선하였다.

도 3은 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치의 블럭도이다.

본 발명의 측정장치(300)는 코얼스 캐리어 보상(Coarse carrier recovery)장치(미도시)내에 구비된다. 코얼스 캐리어 보상장치는 고속퓨리에변환(Fast Fourier Transform)에 의해 복조된 주파수영역의 위상기준심볼에 코얼스 캐리어 보상장치에 기 설정된 수신되는 위상기준심볼과 동일한 로칼 위상기준심볼을 한개 부반송파 주 파수 단위로 옮기면서 상관값을 구하여 최대값이 나오는 지점과 기준점과의 차이를 구하여 이를 정수배 에러로 측정한다. 코얼스 캐리어 보상장치는 측정한 반송파 주파수에러를 보상한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 측정장치(300)는 16 상관부(330), 제 1지연부(310), 제 2지연부(350), 제 3지연부(390), 제 1가산부(370), 제 2가산부(301) 및 최고값검출부(303)를 포함한다.

본 발명의 측정장치(300)는, 16 상관부(330)가 각 커널의 앞의 16개의 샘플(e)에 대하여 상관값을 구하고, 뒤의 16개의 샘플(f)은 도 2a와 같이 동일하게 반복되므로 제 2지연부(350)를 이용하여 지연시킨 다음 더한다. 이러한 작업을 제 1지연부(310)에서 32샘플씩 지연시키면서 반복하여 4개의 커널에 대한 상관값을 구한다. 이렇게 구해진 4개의 커널에 대한 상관값을 제 1가산부(370)에서 더하며, 이것을 제 3지연부(390)에서 128샘플씩 지연시키면서 반복하여 제 2가산부(301)에서 더한다. 제 2가산부(301)에서 더한 값을 최고값검출부(303)에서 최고값의 위치를 검출하므로써, 다음의 회로(미도시)에서 부반송파의 정수배 간격의 반송파 주파수에러를 측정할 수 있게 한다.

제 1지연부(310)는 제 1-1지연부(311), 제 1-2지연부(313) 및 제 1-3지연부(315)를 포함하며, 각각 수신된 위상기준심볼을 32개 샘플씩 지연시켜면서 16 상관부(330)로 출력한다.

16 상관부(330)는, 각각 16개의 샘플값의 상관값을 구하는 제 1 내지 제 4상관부(331,333,335,337)를 포함한다. 제 1상관부(331), 제 2상관부(333), 제 3상관 부(335) 및 제 4상관부(337)는 동일한 구조로 되어있으며, 다만, 상관값을 구하기 위한 입력이 다르다.

16 상관부(330)로 입력되는 로칼 위상기준심볼은 수신되는 위상기준심볼과 동일한 내용과 커널구조를 가지는 것으로 기 설정되어 있는 것으로 도 2a의 4개의 커널의 앞 16개의 샘플만이 입력된다. 각 커널의 뒤의 16개의 샘플은 앞의 16개의 샘플과 동일하기 때문이다.

따라서, 제 1상관부(331)는 수신된 위상기준심볼과 로칼 위상기준심볼로 기 설정된 첫번째 커널(이하 '제 1커널')을 순차적으로 곱한 다음 그 결과를 더함으로써 상관값을 구하여 출력한다.

제 2상관부(333)는 수신된 위상기준심볼을 32샘플만큼 지연시킨 값과 로칼 위상기준심볼로 기 설정된 두번째 커널(이하 '제 2커널')의 상관값을 한다.

제 3상관부(335) 및 제 4상관부(337) 역시 제 1상관부(331) 및 제 2상관부(333)에 대응하여 상관값을 구한다.

제 2지연부(350)는 16 상관부(330)의 4개의 출력을 각각 16샘플 지연시켜 제 1가산부(370)에 출력한다. 제 2지연부는 제 2-1 내지 제 2-4지연부(351,353,355,357)를 포함한다. 이를 통해 도 2a의 각 커널의 앞부분(e)과 동일하게 반복되는 뒷부분(f)에 대한 상관값을 구한다.

제 1가산부(370)는 제 1가산부(370)는 제 1-1가산기(371), 제 1-2가산기(373), 제 1-3가산기(375), 제 14가산기(377) 및 제 15가산기(379)를 포함한다. 제 1가산부(370)는 16 상관부(330)와 제 2지연부(350)의 출력을 각각 더하고, 이러한 제 1-1 내지 14가산기((371,373,375,377)의 출력을 제 15가산기(379)에서 더한다.

제 15가산기(379)에서 더해진 값은 제 3지연부(390)로 입력된다.

제 3지연부(390)는 제 3-1 내지 제 3-3지연부(391,393,395)를 포함하며, 제 15가산기(379)의 출력을 각각 128샘플씩 지연시킨 값을 출력하므로써 전체 위상기준심볼을 구성하는 커널에 대한 상관값을 구한다. 위상기준심볼은 4가지의 커널로 구성되는 조합이 128샘플씩 반복되므로 더 이상의 상관값을 별도로 구할 필요없이 지연시켜 더함으로써 구할 수 있다.

제 3-1지연부(391)는 제 15가산기(379)의 출력을 4개 커널만큼(128개)을 지연시킨다.

제 3-2지연부(393)는 제 3-1지연부(391)의 출력을 다시 4개 커널(128개)만큼을 지연시킨다.

제 3-3지연부(395)는 제 3-2지연부(393)의 출력을 다시 4개 커널(128개)만큼을 지연시킨다.

제 2가산부(301)는 제 1가산부(370)의 출력과 제 3지연부(390)의 각 출력을 더하여 최종 상관값을 구하고 최고값검출부(303)로 출력한다.

최고값검출부(303)는 제 2가산부(301)의 출력으로부터 위상기준심볼과 로칼 위상기준심볼의 상관값의 최고값의 위치를 구하여 출력한다. 최고값검출부(303)가 구한 최고값의 위치를 기초로 본 발명의 측정장치(300)를 구비한 코얼스 캐리어 보상장치(미도시)에서 반송파 주파수에러를 보상한다.

도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치의 블럭도이다.

도 4를 참조하면, 도 4의 측정장치(400)는 도 3의 측정장치(300)와 비슷한 구조를 가진다. 다만, 도 3의 제 1지연부(310) 및 16 상관부(330)가 없고, 제 5상관부(401), 제 3가산부(410), 위상차보정부(430) 및 제 4지연부(450)를 포함한다. 도 3과 동일한 참조번호를 사용하는 것은 동일한 장치로서 설명을 생략한다.

도 4의 측정장치(400)는 도 2a 및 도 2b의 위상기준심볼을 구성하는 4개의 커널간의 규칙성을 이용하여 제 2상관부(333), 제 3상관부(335) 및 제 4상관부(337)를 없앰으로써 계산량을 줄이고, 하드웨어의 크기를 현저히 감소시킨다.

도 4의 측정장치(400)는, 수신된 위상기준심볼과 수신기 내부에서 생성된 로칼 위상기준심볼의 4개의 커널 중에서 하나를 선택하여 제 5상관부(401)에서 곱한다. 곱하여 나온 결과 결과 중에서 4개마다의 결과를 뽑아서 제 3가산부(410)에서 더한다. 위상차보정부(430)에서 선택된 커널과 계산하고자 하는 커널간의 위상차를 각각에 곱하여 더하면, 각 커널에 대한 상관값이 된다. 이후 제 4지연부(450)에서 반복되는 주기만큼 지연 시킴으로써 도 3의 16 상관부(330)의 출력과 동일하게 된다.

제 5상관부(401)는 수신된 위상기준심볼과 로칼 위상기준심볼의 4개의 커널 중에서 하나를 선택하여 곱한다.

도 5는 도 4의 측정장치 중에서 제 5상관부를 도시한 블럭도이다. 도 5를 참조하면, 제 5상관부(401)는 16개의 지연기(401a 내지 401p)와 16개의 곱셈기(403a 내지 403p)를 포함한다.

각 지연기(401a 내지 401p)는 수신되는 위상기준심볼을 1개 샘플 단위로 지연시키면서 출력한다.

각 곱셈기(403a 내지 403p)는 지연기(401a 내지 401p)에서 출력되는 값과 로칼 위상기준심볼 중에서 선택된 1개 커널의 16개 샘플을 곱하여 제 3가산부(410)로 출력한다.

제 5상관부(401)는 곱셈기(403a 내지 403p)를 사용하지 않고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 방법으로 가산기(미도시) 및 차감기(미도시)의 조합으로 덧셈과 뺄셈을 하여 구할 수 있다.

제 3가산부(410)는 도 5에 도시된 것처럼 4개마다의 곱셈기(403a 내지 403p)의 출력을 각각 더한다. 제 3가산부(410)는 제 3-1 내지 제 3-4가산기(411,413,415,417)를 포함한다. 제 3가산부(410)의 출력은 위상차보정부(430)로 출력된다.

제 3-1가산기(411)는 제 5상관부(401)의 1, 5, 9, 13번째 곱셈기(403a,403e, 403i, 403m)의 출력을 더하며, 제 3-2가산기(413)는 제 5상관부(401)의 2, 6, 10, 14번째 곱셈기(403b, 403f, 403j, 403n)의 출력을 더한다. 제 3-3 및 제 3-4가산기(415, 417)도 이에 대응된다.

위상차보정부(430)는 제 1 내지 제 4의 위상차보정부(431,433,435,437)를 포함한다. 위상차보정부(430)는 도 2b에 도시된 것과 같은 각 커널간의 기 설정된 서로 다른 위상차를 제 3가산부(410)의 출력에 각각 곱하여 더함으로써 도 3의 16 상관부(330)와 같은 16개의 샘플의 상관값을 각각 구한다.

제 1위상차보정부(431)는 제 3가산부(410)의 제 3-1내지 제 3-4가산기(411, 413,415,417)의 4개의 출력에 기 설정된 제 1위상차를 각각 보정한 다음, 이들 4개를 모두 더하여 출력한다.

제 2 내지 제 4위상차보정부(433,435,437)도 대응하여 제 2 내지 제 4위상차를 보정한다. 여기서 위상차는 제 5상관부(401)로 입력된 로칼 위상기준심볼의 커널과 나머지 3개 커널과의 위상회전의 차이를 보정하기 위하여 대응되는 값이 된다. 이경우 제 1위상차는 0이므로 제 1위상차보정부(431)는 제 3-1 내지 제 3-4가산기(411,413,415,417)의 4개의 출력을 그대로 더하여 출력한다.

제 4지연부(450)는 위상차보정부(430)의 출력을 출력을 지연시킨다.

제 4-1지연부(451)는 제 2위상차보정부(433)의 출력을 32샘플 만큼 지연시킨다.

제 4-2지연부(453)는 제 3위상차보정부(435)의 출력을 64샘플 만큼 지연시킨다.

제 4-3지연부(455)는 제 4위상차보정부(437)의 출력을 96샘플 만큼 지연시킨다.

제 4지연부(450)의 출력은 도 3의 16 상관부(330)의 출력과 동일하다. 제 4지연부(450)의 출력은 제 2지연부(350)로 입력된다.

본 발명의 다른 실시예는 제 4지연부(450)를 위상차보상부의 전단에 두어 미리 지연시킬수도 있다.

본 발명의 다른 실시예는 심볼 타이밍(Symbol Timing)에러에 의한 영향을 최 소화하기 위하여 부분 상관(partial correlation)기법을 추가 사용할 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 직교부파수분할다중 수신시스템에서의 반송파 주파수에러 측정방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 6의 흐름도는 도 4의 측정장치(400)를 기초로 한다.

수신된 위상기준심볼과 수신기 내부에서 생성된 로칼 위상기준심볼의 4개의 커널 중에서 선택된 하나를 제 5상관부(401)에서 곱한다(S601).

제 5상관부(401)에서 곱하여 나온 결과 결과 중에서 4개마다의 결과를 순차적으로 뽑아서 제 3-1 내지 3-4가산기(411,413,415,417)에서 각각 더하여 위상차보정부(430)로 출력한다.

위상차보정부(430)는 제 5상관부(401)로 입력된 선택된 커널과 계산하고자 하는 커널간의 기 설정된 위상차를 제 3-1 내지 제 3-4가산기(411,413,415,417)의 출력에 각각 곱하고 그 결과를 더한다.

제 4지연부(450)는 반복되는 주기만큼 누적하여 지연 시킴으로써 각 커널의 16개 샘플(또는 부반송파신호)(e)에 대한 상관값이 된다. 제 1위상차보정부(431)의 출력은 그대로 전달되고, 제 2위상차보상부(433)의 출력은 32샘플만큼 지연된다. 제 3위상차보상부(435)의 출력은 64샘플만큼 지연되며, 제 4위상차보상부(437)의 출력은 96샘플만큼 지연된다(S603).

제 4지연부(450)의 출력은 각 커널의 동일하게 반복되는 뒷부분(f)의 상관값을 구하기 위하여 제 2지연부(350)에서 16샘플만큼 지연시킨다. 그리고 제 1가산부(370)의 제 1-1내지 제 14가산기(371,373,375,377)에서 서로 더해진다.

제 1-1 내지 제 14가산기(371,373,375,377)의 출력은 제 15가산기(379)에서 모두 더해진다. 이 값은 128개 샘플의 상관값을 구한 것과 동일하다(S605).

제 3지연부(390)에서는 제 15가산기(379)의 출력이 전체 커널 반복주기인 128샘플만큼 누적적으로 지연된다.

제 2가산부(301)에서 제 15가산기(379)의 출력과 제 3지연부(390)의 출력을 모두 더함으로써 최종적인 상관값을 구한다(S607).

최종적인 상관값으로부터 최고값검출부(303)는 상관값 중에서 최고값이 발생하는 위치를 검출함으로써 반송파 주파수에러를 측정한다(S609)

이와 같은, 과정에 의해 직교부파수분할다중 수신시스템에서의 반송파 주파수에러 측정방법이 수행된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 위상기준심볼을 이용한 반송파 주파수에러를 구함에 있어, 16개의 샘플의 상관값을 구하는 하나의 장치로서 전체 상관값을 구할 수 있게 된다. 이로써 곱셈기 등을 포함하는 하드웨어의 크기가 현저히 줄어들게 되고, 나아가 계산량이 현저히 줄어들며 전력소모도 줄일 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

4개 커널의 조합을 적어도 하나 구비하는 위상기준심볼을 포함하는 프레임구조의 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex)방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치에 있어서,

상기 수신한 위상기준심볼과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼의 4개 커널과의 상관(correlation)값을 구하는 상관부;

상기 상관부의 출력을 4개 커널 개수, 4개 커널 2배수 및 4개 커널 3배수만큼 각각 지연시켜 모두 더하는 지연부; 및

상기 가산부의 출력의 최고값의 위치를 검출하는 최고값검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 상관부는,

상기 주파수영역의 위상기준심볼을 수신하여 한 개 커널 개수, 한 개 커널 2배수 및 한 개 커널 3배수만큼 각각 지연시키면서 출력하는 제 1지연부;

상기 제 1지연부의 각 출력과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼 중에서 서로 다르게 선택된 각 커널의 절반과의 상관값을 각각 구하는 16 상관부;

상기 상관부의 각 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 각각 지연시켜 출력하는 제 2지연부; 및

상기 상관부의 각 출력과 상기 제 2지연부의 각 출력을 모두 더하는 제 1가산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1지연부는,

상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼을 32개 지연시켜 출력하는 제 1-1지연부;

상기 제 1-1지연부의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 제 1-2지연부; 및

상기 제 1-2지연부의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 제 1-3지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 3항에 있어서,

상기 제 16상관부는,

상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 1상관부;

상기 제 1-1지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 2 커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 2상관부;

상기 제 1-2지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 3커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 3상관부; 및

상기 제 1-3지연부의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 4커널의 절반과의 상관값을 구하는 제 4상관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 4항에 있어서,

상기 제 2지연부는,

상기 제 1상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-1지연부;

상기 제 2상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-2지연부;

상기 제 3상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-3지연부; 및

상기 제 4상관부의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 2-4지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 상관부는,

상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반을 순차적으로 곱하여 출력하는 제 5상관부;

상기 제 5상관부의 출력중에서 매 4번째마다의 출력을 각각 더하는 제 3가산부;

상기 제 3가산부의 출력으로부터 상기 4개 커널간의 위상차를 각각 보정하는 위상차보정부; 및

상기 위상차보정부의 출력을 커널의 개수만큼 각각 지연시킴으로써 상기 각 커널의 상관값을 구하여 출력하는 제 4지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 6항에 있어서,

상기 제 3가산부는,

상기 제 5상관부의 출력중에서 1, 5, 9, 13번째 출력을 더하는 제 3-1가산기;

상기 제 5상관부의 출력중에서 2, 6, 10, 14번째 출력을 더하는 제 3-2가산기;

상기 제 5상관부의 출력중에서 3, 7, 11, 15번째 출력을 더하는 제 3-3가산기; 및

상기 제 5상관부의 출력중에서 4, 8, 12, 16번째 출력을 더하는 제 3-4가산 기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 7항에 있어서,

상기 위상차보정부는,

상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력을 더하여 출력하는 제 1위상차보정부;

상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 2커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 2위상차보정부;

상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 3커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 3위상차보정부; 및

상기 제 3-1 내지 제 3-4가산기의 출력에 상기 제 1커널과 제 4커널의 위상차를 보정하여 출력하는 제 4위상차보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
제 8항에 있어서,

상기 제 4지연부는,

상기 제 2위상차보정부의 출력을 한 개 커널 개수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-1지연부;

상기 제 3위상차보정부의 출력을 한 개 커널의 2배수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-2지연부; 및

상기 제 4위상차보정부의 출력을 한 개 커널 3배수만큼 지연시켜 출력하는 제 4-3지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정장치.
4개 커널의 조합을 적어도 하나 구비하는 위상기준심볼을 포함하는 프레임구조의 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex)방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법에 있어서,

상기 수신한 위상기준심볼과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼의 4개 커널과의 상관(correlation)값을 각각 구하는 단계;

상기 구해진 각 상관값을 4개 커널 개수, 4개 커널 2배수 및 4개 커널 3배수만큼 각각 지연시켜 모두 더하는 단계; 및

상기 더하는 단계의 출력의 최고값의 위치를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 10항에 있어서,

상기 상관값을 구하는 단계는,

(a) 상기 주파수영역의 위상기준심볼을 수신하여 한 개 커널 개수, 한 개 커널 2배수 및 한 개 커널 3배수만큼 각각 지연시키면서 출력하는 단계;

(b) 상기 (a)단계의 각 출력과 상기 위상기준심볼과 동일한 것으로 기 설정된 로칼 위상기준심볼 중에서 서로 다르게 선택된 각 커널의 절반과의 상관값을 각각 구하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 각 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 각각 지연시켜 출력하는 단계; 및

(d) 상기 (b)단계의 각 출력과 상기 (c)단계의 각 출력을 모두 더하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 11항에 있어서,

상기 (a)단계는,

(a-1) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼을 32개 지연시켜 출력하는 단계;

(a-2) 상기 (a-1)단계의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 단계; 및

(a-3) 상기 (a-2)단계의 출력을 32개 지연시켜 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 12항에 있어서,

상기 (b)단계는,

(b-1) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계;

(b-2) 상기 (a-1)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 2커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계;

(b-3) 상기 (a-2)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 3커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계; 및

(b-4) 상기 (a-3)단계의 출력과 상기 로칼 위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 4커널의 절반과의 상관값을 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 13항에 있어서,

상기 (c)단계는

(c-1) 상기 (b-1)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계;

(c-2) 상기 (b-2)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계;

(c-3) 상기 (b-3)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계; 및

(c-4) 상기 (b-4)단계의 출력을 한 개 커널의 절반 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 10항에 있어서,

상기 상관값을 구하는 단계는,

(f) 상기 수신된 주파수영역의 위상기준심볼과 상기 로칼위상기준심볼 중에서 기 설정된 제 1커널의 절반을 순차적으로 곱하여 출력하는 단계;

(g) 상기 (f)단계의 출력중에서 매 4번째마다의 출력을 각각 더하는 단계;

(h) 상기 (g)단계의 출력으로부터 상기 4개 커널간의 위상차를 각각 보정하는 단계; 및

(i) 상기 (h)단계의 출력을 커널의 개수만큼 각각 지연시킴으로써 상기 각 커널의 상관값을 구하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 15항에 있어서,

상기 (g)단계는,

(g-1) 상기 (f)단계의 출력중에서 1, 5, 9, 13번째 출력을 더하는 단계;

(g-2) 상기 (f)단계의 출력중에서 2, 6, 10, 14번째 출력을 더하는 단계;

(g-3) 상기 (f)단계의 출력중에서 3, 7, 11, 15번째 출력을 더하는 단계; 및

(g-4) 상기 (f)단계의 출력중에서 4, 8, 12, 16번째 출력을 더하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 16항에 있어서,

상기 (h)단계는,

(h-1) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력을 더하여 출력하는 단계;

(h-2) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력에 상기 제 1커널과 제 2커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계;

(h-3) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력에 상기 제 1커널과 제 3커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계; 및

(h-4) 상기 (g-1) 내지 (g-4)단계의 출력에 상기 제 1커널과 제 4커널의 위상차를 보정하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.
제 17항에 있어서,

상기 (i)단계는,

(i-1) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널 개수만큼 지연시켜 출력하는 단계;

(i-2) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널의 2배수만큼 지연시켜 출력하는 단계; 및

(i-3) 상기 (h-2)단계의 출력을 한 개 커널 3배수만큼 지연시켜 출력하는 단 계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 방식으로 복조된 디지털 신호의 반송파 주파수에러 측정방법.