KR20070052495A

KR20070052495A - 자동 주파수 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070052495A
Application number: KR1020050110190A
Authority: KR
Inventors: 홍서빈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-05-22
Also published as: KR101073920B1

Abstract

본 발명은 자동 주파수 제어에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 수렴 시간과 수렴 정확도가 향상된 자동 주파수 제어에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동 주파수 제어 장치는, 입력 신호의 수신 에너지를 임의의 제1 임계값과 비교하여 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 활성화 제어부; 상기 입력 신호의 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 위상 판별장치; 상기 추정된 주파수 오프셋들을 동일한 가중치로 합산하는 합산 장치; 및 상기 합산 장치로부터 출력된 제1 출력과 상기 제1 출력을 통해 산출되는 제2 출력과의 차이를 임의의 제2 임계값과 비교하여 록(lock) 여부를 판정하고, 상기 상태 (state)에 관한 제어정보를 상기 합산 장치로 피드백(feedback)하는 록 판별 장치(lock detector)를 포함하는 특징을 갖는다.

AFC, 주파수 오프셋, Lock, Unlock

Description

자동 주파수 제어 장치 및 방법{apparatus and method for automatic frequency control}

도 1은 종래 기술에 따른 AFC 회로를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 통신 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 판별 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 루프 필터의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동주파수 제어 장치에 포함될 수 있는 디지털 저역 필터의 일례를 나타내는 도면이다.

도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 록 판별 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

이하 종래 기술(대한민국 특허 등록 번호, 10-0443227)에 따른 자동 주파수 제어(AFC: Automatic Frequency Control) 기술을 설명한다.

많은 통신 시스템은 이들 시스템이 원하는 주파수에 로킹(locking)하기 위한 자동 주파수 제어(AFC) 장치와 알고리즘을 구비한다. AFC 시스템은 일반적으로 초기의 초벌 동조 및 초기 주파수 로킹이 된 이후의 미세 동조를 포함하는 2 위상의 동조를 포함한다.

도 1은 종래 기술에 따른 AFC 회로를 나타내는 도면이다. 이하, 도 1을 참고하여 종래 기술에 따른 AFC의 구조와 동작을 설명한다.

신호는 안테나(10)에 의해 수신되어 신호와 전압 제어 발진기(50)로부터의 출력을 비교하는 비교기(20)로 입력된다. 비교기(20)로부터의 출력은 수신된 신호를 샘플링하여 초기 주파수 에러 값을 판정하는 주파수 판별 장치(30)로 공급된다. 주파수 판별 장치(30)에 의해 판정된 에러 값 또는 오프셋 값은 샘플링 주기에 걸쳐 장치(40) 내에서 평균화된다. 평균 주파수 에러 값은 누산기(60)내에 기록된다. 누산기(60)는 원하는 캐리어 주파수의 초벌 획득 동안 판정된 전체 또는 누산된 주파수 에러 값을 보유한다. 평균화 유닛(40)은 신호 라인(42)을 통해 매 샘플링 주기마다 리셋 되는 반면, 누산기(60)는 캐리어 획득 당 한번 신호 라인(62)을 통해 리셋 될 뿐이다. 누산된 에러 값은 '초벌(coarse)' 로킹을 설정하기 위해서 원하는 주파수로 동조하도록 발진기(50)를 조절하는데 사용된다. 발진기(50)의 출력은 다음으로 비교기(20)로 궤환되어 피드백 루프를 완성한다. 이 공정은 주파수 에러 값을 조절하고 수신기를 동조하도록 반복된다.

본 발명은 종래 기술에 따른 AFC 장치 및 방법을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 신뢰성 없는 외부의 신호에 따른 오작동을 줄이고 수렴 시간과 수렴 정확도가 향상된 자동 주파수 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

요약

본 발명에 따르는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치는 입력 신호의 수신 에너지를 임의의 제1 임계값과 비교하여 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 활성화 제어부; 상기 입력 신호의 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 위상 판별장치; 상기 추정된 주파수 오프셋들을 동일한 가중치로 합산하는 합산 장치; 및 상기 합산 장치로부터 출력된 제1 출력과 상기 제1 출력을 통해 산출되는 제2 출력과의 차이를 임의의 제2 임계값과 비교하여 록(lock) 여부를 판정하고, 상기 상태 (state)에 관한 제어정보를 상기 합산 장치로 피드백(feedback)하는 록 판별 장치(lock detector)를 포함하여 이루어지는 특징을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르는 자동 주파수 제어 방법은, 입력 신호의 수신 에너지를 임의의 제1 임계값과 비교하여 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 단계; 입력 신호에 대한 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 단계; 상기 추정된 주파수 오프셋들을 동일한 가중치로 합산하는 단계; 및 상기 합산된 제1 출력과 상기 제1 출력을 통해 산출되는 제2 출력과의 차이를 임의의 제2 임계값과 비 교하여 록(lock) 상태인지 여부를 판정하는 단계를 포함하되, 상기 추정된 주파수 오프셋들에 대한 가중치 값은, 상기 록(lock) 상태인지 여부에 따라 조정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예

본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들은 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 통해 명백해질 것이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 통신 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 AFC 장치 및 방법을 설명하기 위하여 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항은 생략하는바, 상기 도 2의 통신 장치가 다른 통신 장치와 통신을 위해 추가적인 구성을 구비할 수 있는 것은 자명하다. 도 2의 통신 장치는 신호를 수신하는 수신부(100)와 수신된 데이터를 처리하는 데이터 처리부(140)와 파일럿 채널 역확산기(150) 및 주파수 동기를 위한 AFC 모듈(200)을 포함하여 이루어진다. 상기 수신부(100)는 상기 AFC 모듈의 출력에 따라 주파수를 생성시키는 VCTCXO(Voltage controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator)(110)과 상기 발진기(110)에서 발생된 주파수에 따라 RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는 RF 합성기(RF Synthesizer)(120)를 포함하며, 상기 RF 합성기(120)의 출력과 수신신호(130)에 의한 출력신호를 상기 AFC 모듈(200)에 출력한다. 상기 수신부(100)의 출력은 일련의 데이터 처리(140)와 파일럿 채널 역확산기(150)를 통과한 후 상기 AFC 모듈(200)에 입력된다. 상기 AFC 모듈(200)은, 상기 AFC 장치의 활성화 여부를 제어하는 AFC 활성화 제어부(210)와, AFC 모듈에 입 력되는 입력 심볼(symbol)들에 대한 주파수 오프셋(frequency offset)을 찾기 위한 위상 판별 장치(Phase Detector)(220)와, 상기 주파수 오프셋에 대한 연산을 처리하는 루프 필터(Loop filter)(230)와, 상기 루프 필터(230)의 출력을 이용하여 록(locking) 여부를 판별하는 록 판별 장치(240)와 상기 록 판별 장치(240)의 출력을 아날로그 신호로 변환하여 상기 VCTCXO(110)에 입력시키는 DAC(Digital to Analog Converter)(250)를 포함한다.

이하 도 2의 통신 장치에 포함되는 위상 판별 장치(220)와, 루프 필터(230) 및 록 판별 장치(240)의 구조를 설명한다.

도 3a는 상기 위상 판별 장치(220)의 구조를 나타내는 도면이다. 상기 위상 판별 장치(220)는, 입력 신호에 대한 심볼들을 순차적으로 수신하여, 인접한 심볼들 사이의 위상 변화량을 추정하고, 이 추정값으로부터 입력 심볼의 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정할 수 있는 장치를 의미한다. 상기 위상 판별 장치는 다양한 구조로 구현될 수 있는바, 도 3a에 도시된 위상 판별 장치(220)는 그 일례를 나타낸다. 도시된 위상 판별 장치(220)는, 역환산(Despread)된 심볼들을 입력받고, 상기 심볼들 중 인접한 심볼들에 대해 CP(Cross Product)를 취함으로써 인접한 symbol들 사이의 위상변화량을 추정하고, 이 추정된 값들로부터 순시적인 주파수 오차를 계산할 수 있다. 상기 CP 연산은 두 개의 임의의 복소수 a, b에 대하여, a의 conjugate 신호에 b를 곱한 값의 실수 값을 나타낸다.

도 3b는 상기 루프 필터(230)의 구조를 나타내는 도면이다. 상기 루프 필터(230)는 상기 록 판별 장치(240)의 피드백(feedback)을 받아 조절되는 이득 조절부 a2(310)와 특정 시간만큼의 지연을 발생시키는 시간 지연부(320)와 적어도 하나 이상의 덧셈기를 포함한다. 상기 루프 필터(230)는, 상기 루프 필터(230)에 입력되는 다수의 심볼들에 대한 주파수 오프셋들을 서로 동일한 가중치로 합산하여 출력한다. 즉, 시간의 경과에 따라 순차적으로 입력되는 다수 입력 심볼들에 대한 주파수 오프셋들에 동일한 a2만큼의 상수가 곱해져서 더해진다. 결론적으로, 상기 루프 필터에 입력되는 다수의 데이터는 오랜 시간에 걸쳐 평균화 과정을 거치게 되며, 이를 통해 순간적인 잡음이 발생하는 가능성을 낮추게 된다. 즉, 순간적인 잡음의 영향을 줄일 수 있다

도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동주파수 제어 장치(200)에 포함될 수 있는 디지털 저역 필터(Digital Low Pass Filter)의 일례를 나타내는 도면이다. 상기 디지털 저역 필터는 상기 자동 주파수 제어 장치(200) 내에서 상기 루프 필터(230) 다음 단에 구현될 수 있다. 비록 상기 디지털 저역 필터가 상기 자동주파수 제어 장치(200)에 반드시 포함되어야 하는 장치는 아니지만, 상기 디지털 저역 필터를 이용하여 상기 자동주파수 제어 장치의 출력의 지터(jitter)를 감소시킬 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 디지털 저역 필터(Digital Low Pass Filter)는, 입력값에 0 과 1 사이의 값을 갖는 일정상수 a (예를 들어, 0.001) 를 곱한 뒤 이전 출력값을 지연시켜 (1-a) 를 곱한 뒤 이 둘을 더하여 현재 출력을 얻는 구조이다. 상기 루프 필터(Loop Filter)(230)를 거친 출력을 디지털 저역 필터(Digital Low Pass Filter)를 통과시키면 지터(Jitter)가 더 작아지는 효과를 얻을 수 있다.

도 3d는 상기 록 판별 장치(240)의 구조를 나타내는 도면이다. 상기 록 판별 장치(240)는 상기 루프 필터(230)를 거친 입력 신호(만약, 상기 디지털 저역 필터가 추가되는 경우에는 상기 디지털 저역 필터을 거친 신호)를 받아 상기 입력 신호의 순시치와 상기 입력 신호에 따른 누설 적분기(leaky integrator)(370)의 출력 신호를 이용하여 로킹(locking) 여부를 판정한다. 상기 록 판별 장치(240)는 상기 입력 신호의 순시치와 상기 입력 신호에 따른 누설 적분기(leaky integrator)(370)의 출력의 차이를 구하는 덧셈기(350)를 구비하고, 상기 덧셈기의 출력의 절대값 산출하는 절대값 연산 모듈(360)과, 상기 연산 모듈(360)의 출력에 따라 록 여부를 판정하는 임계값과의 비교 판단부(400)를 구비한다. 상기 누설 적분기(370)는, 상기 루프 필터(230)를 거친 입력신호를 받아 각각의 입력 심볼들을 서로 다른 가중치로 합산하며, 각각의 가중치는 서로 다른 두 개의 이득 제어부(330, 340)을 통해 산출한다. 제1 이득 제어부(α)(330)과 제2 이득 제어부(1-α)(340)를 통해 각각의 입력 심볼들은 서로 다른 가중치로 합산된다. 즉, 현재 시점에 입력되는 입력 신호는 α만큼의 가중치가 부여되고, 이전 시점에 입력되어 누적되어온 입력 신호는 1-α만큼의 가중치가 부여된다. 상기 임계값과의 비교 판단부(400)는, 특정한 임계값과 상기 절대값 연산 모듈(360)의 출력을 비교하여 특정한 임계값보다 작으면 록(lock)을, 그렇지 않은 경우에는 언록(unlock)을 판정한다.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 통신 장치의 동작을 설명한다.

상기 AFC 모듈(200)에 입력되는 신호는 파일럿 채널을 통해 전송된 신호이 다. 예를 들어, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템의 경우 상기 파일럿 채널은 CPICH(Common Pilot Channel)이 될 수 있다. 상기 파일럿 채널은 송수신 측에 기 설정된 데이터 값을 전송하는 채널을 가리키는 것으로 특정한 명칭에 제한되지 않는다. 상기 위상 판별장치(220)는 상기 파일럿 채널을 통해 수신한 입력 심볼들을 이용하여 현재 수신된 입력 심볼의 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정할 수 있다. 상기 위상 판별장치는 상기 입력신호의 심볼 레이트(일반적으로, 기설정된 전송 속도로 전송되며, 예를 들어, 상기 CPICH의 경우 15000 symbols per second의 심볼 레이트를 갖는다.)와 상기 입력신호들 간의 위상 차이를 이용하여 주파수 오프셋을 산출할 수 있다. 상기 위상 판별장치(220)는 상기 주파수 오프셋(또는, 주파수 오프셋을 나타내는 데이터 값)을 상기 루프 필터(230)로 순차적으로 전달한다.

상기 루프필터(230)는 상술한 바와 같이, 이득 조절부 a2(310)와 시간 지연부(320)를 포함하는 일종의 적분기(integrator) 구조인 것이 바람직하다. 상기 루프필터(230)의 상기 이득 조절부 a2(310)는 전 단계인 위상 판별장치(220)에서 나온 출력에 곱해주는 상수 a2의 크기를 조절함으로써, AFC 모듈(200)의 수렴속도를 조절할 수 있다. 만약, 루프 필터(230)의 a2가 클 경우 수렴 속도는 빨라지지만, 입력 심볼에 포함되는 순간적인 잡음(Noise) 역시 크게 반영되어 안정성이 떨어지며, 이러한 안정성의 저하는 상기 AFC 모듈(200)의 출력의 지터(Jitter)를 증가시킨다. 반면에 상기 a2가 작은 경우에는 수렴 속도는 느려지지만, 안정성이 높아져서 상기 AFC 모듈(200)의 출력의 지터(Jitter)를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 a2의 크기는, 상기 AFC 모듈(200)의 수렴 시간(pull-in-time)과 수렴 정확도에 대한 시스템의 요구 조건에 따라 알맞게 결정되어야 한다.

주파수 동기를 추적하는 단계를 획득 구간(Acquisition Range)과 추적 구간(Tracking Range)으로 구분하는 경우, 상기 AFC 모듈(200)이 동작을 시작할 때, 상기 AFC 모듈(200)은 획득 구간에 있기 때문에 a2를 크게 하여 수렴 속도를 빠르게 한다. AFC 모듈(200)이 동작하는 중에는, 상기 록 판별 장치(240)의 출력이 상기 루프 필터(230)로 피드백되어 상기 a2의 값을 조절하는바, 상기 AFC의 출력의 지터(jitter)가 일정한 값 이상인 경우 상기 록 판별 장치(240)는 언록(unlock)을 판정한다. 상기 루프 필터(230)는 상기 록 판별 장치(240)의 출력을 계속해서 피드백(Feedback) 받게 되는데, 피드백(Feedback)으로 받은 상기 록 판별 장치(240)의 출력이 록(Lock)인 경우 추적 구간(Tracking Range)에 도달했다고 판단하여, 상기 a2를 획득 구간의 a2(예들 들어, 1/128)에 비하여 작은 값(예를 들어, 1/1024)으로 바꾸어 준다. 즉, 상기 AFC의 출력의 지터(jitter)가 일정한 값 이하가 되는 록 상태(lock state)가 되면, 상기 록 판별 장치(240)는 록 상태(lock state)에 관한 제어 정보를 피드백하여 상기 루프 필터의 이득(a2)을 조절하는 것이다.

상기 록 판별 장치(240)가 록 상태(lock state)로 판정한 상태에서, 상기 AFC 모듈(200)의 동작을 계속 수행하다, 상기 수신 신호(130)와 상기 발진기(110)에 의한 신호 간에 커다란 주파수 오차가 발생하면, 상기 록 판별 장치(Lock Detector)(240)는 언록(unlock)을 판정하고, 상기 루프 필터(230)로는 언록(UnLock)을 지시하는 신호가 피드백(feedback)된다. 이 경우에는, 상기 AFC 모듈 (200)이 획득 구간 동작(Acquisition Range)처럼 상기 a2의 값을 크게(예를 들어, 1/128) 바꾼다.

상기 록 판별 장치(240)는 주파수 오프셋(Frequency Offset)에 해당하는 상기 루프 필터(230)의 출력을 관찰하여 록(Lock) 여부를 판별하는데, 상기 루프 필터(230)의 출력의 순시치와 상기 누설 적분기(Leaky Integrator)(370)의 출력과의 차에 대한 절대값을 이용하여 록(Lock) 여부를 판별한다. 상기 절대 값이 특정한 임계값(Threshold)보다 작으면 록(Lock)을 판정하고, 특정한 임계값 보다 크면 언록(UnLock)을 판정한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 AFC 활성화 제어부(210)의 동작을 설명한다. 상기 AFC 활성화 제어부(210)는 상기 수신 신호(130)에 따라, 상기 AFC(200)의 활성화 여부를 제어한다. 즉, 상기 AFC 활성화 제어부(210)에 따라 상기 AFC(200)가 수신 신호의 주파수 오차를 측정하여 그에 따른 출력 값을 수신부(100)로 출력하는 활성화 상태와, 상기 수신 신호에 관계없이 동일한 출력값을 출력하는 비 활성화 상태가 결정된다. 일반적인 자동 주파수 제어 장치 및 방법은 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널이나 자동 주파수 제어 장치가 포함된 통신 장치의 이동 속도가 빠른 (예: 120km/h) 페이딩 채널(Fading Channel)에서는 별다른 문제 없이 동작한다. 그러나 자동 주파수 제어 장치가 포함된 통신 장치의 이동 속도가 3km/h 정도인 낮은 속도의 페이딩 채널(Fading Channel)의 경우 딥 페이딩(deep fading)이 발생하는 주기는 길더라도 한 번 딥 페이딩(deep fading)이 발생하면 SNR(Signal to Noise Ratio)이 낮은 구간에 오랫동안 머물게 되는데, 이 딥 페이딩 (deep fading) 구간 동안 받은 데이터들은 신뢰할 수 없는 정보를 담고 있기 때문에 상기 자동 주파수 제어 장치(200)의 오작동을 유발시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 AFC 활성화 제어부(210)는 수신 신호를 검사하여 상기 AFC(200)가 포함된 이동 단말이 신뢰할 만한 정보를 수신하는지 여부를 수신 신호의 에너지를 이용하여 판단한다. 즉, 상기 이동 단말이 딥 페이딩 상태에 있는 경우처럼 신뢰할 수 없는 정보가 수신되어 상기 AFC(200)의 출력에 영향을 주는 것을 막기 위해, 수신 신호의 에너지를 검사하여 특정한 수준 이하의 에너지인 경우에는 상기 이동 단말이 딥 페이딩 상태를 판정할 수 있다.

즉, 일반적인 AFC 장치는, 핑거(Finger)가 할당되어 역 확산(despread)된 파일럿 심볼들이 위상 판별 장치(220)로 들어오면 무조건 AFC(200)가 활성화되어 수신 신호의 주파수 오프셋을 추정하여 그에 따른 출력 신호를 출력하였다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 판별 장치(220)는 관측된 핑거 에너지(Finger Energy)를 측정하고, 상기 핑거 에너지(Finger Energy)가 일정한 임계값 이상인 경우에만 AFC(200) 모듈을 동작시키고, 그렇지 않고 일정한 임계값보다 작은 경우에는 AFC(200) 모듈을 비 활성화시켜 역확산된 파일럿 심볼들이 상기 위상 판별 장치(220)의 입력으로 들어오더라도 상기 AFC(200)가 새로운 출력을 갱신하지 않아서, 상기 VCTCXO(110)의 주파수 역시 변하지 않고, 예전 값을 그대로 사용하게 된다. 여러 종류의 시간 지연을 갖고 도달하는 각 반사파를 독립적으로 분리하여 복조하는 수신기를 레이크 수신기라하며 각 복조 경로를 핑거(finger)라 한다. 상기 AFC 활성화 제어부(210)는 수신 신호의 핑거 에너지를 직접 산출하거나, 상기 수신 신 호(130)에 대한 RF 수신부에 포함된 적어도 하나 이상의 searcher와 상관기 등의 출력을 이용하여 핑거 에너지를 산출하거나, 상기 수신부(100)에 포함된 임의의 장치에서 계산된 핑거 에너지를 입력받아 상기 AFC(200)의 활성화 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 AFC 활성화 제어부(210)는 상기 AFC(200)가 포함된 이동 단말로 수신되는 수신 신호의 전력을 이용하여 상기 AFC 활성화 여부를 결정하는바, 상기 AFC(200) 장치는 신뢰성 있는 수신 신호에 의해 갱신되는 유리한 효과가 있다.

도 2에 도시된 AFC 활성화 제어부(210)는 위상 판별장치의 앞 단에 구비되어 있으나, 상기 AFC 활성화 제어부(210)는 상기 루프 필터(230) 전단까지는 자유롭게 위치할 수 있다. 루프 필터에 신뢰할 수 없는 정보가 계속해서 입력되는 경우, 상기 루프 필터(230)가 오작동을 할 수 있기 때문이다.

상기 도 2 내지 도 3에 도시된 장치 및 알고리즘은 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 구현될 수 있으며, 상기 도 2 내지 도 3에 도시된 각종 변수 및 이득 값 역시 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 구현될 수 있다. 또한, 상술한 도 2 내지 도 3의 장치 및 알고리즘은 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예에 불과한바, 본 발명이 상기 실시예를 설명하기 위해 사용된 특정한 용어에 한정되지 않는다. 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는, 명세서의 상세한 설명에 기술된 발명의 일 실시예에 한정되는 것이 아니라 특 허청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 자동주파수 제어 방법 및 자동주파수 제어 장치는 딥 페이딩(deep fading)에 빠진 것과 같이 신뢰할 수 없는 정보를 가진 입력 데이터가 들어올 경우 AFC의 동작을 아예 정지시킴으로 인해서, AFC 출력이 의미없는 값으로 흘러가는 것을 방지할 수 있고, 신뢰할 수 있는 정보를 가진 입력 데이터가 들어올 경우에만 AFC가 동작할 수 있게 함으로써 채널환경에 관계없이 AFC가 안정적으로 동작할 수 있게 할 수 있고, 따라서 주파수 오차를 줄일 수 있다.

Claims

입력 신호의 수신 에너지를 임의의 제1 임계값과 비교하여 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 활성화 제어부;

상기 입력 신호의 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 위상 판별장치;

상기 추정된 주파수 오프셋들을 동일한 가중치로 합산하는 합산 장치; 및

상기 합산 장치로부터 출력된 제1 출력과 상기 제1 출력을 통해 산출되는 제2 출력과의 차이를 임의의 제2 임계값과 비교하여 록(lock) 여부를 판정하고, 상기 상태 (state)에 관한 제어정보를 상기 합산 장치로 피드백(feedback)하는 록 판별 장치(lock detector)를

포함하여 이루어지는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 록 판별 장치는, 적어도 하나 이상의 수신 경로로 수신된 입력 신호를 각각 복조하여 수신 에너지를 산출하고, 상기 산출된 수신 에너지가 상기 제1 임계값 이상인 경우에 상기 자동 주파수 제어를 수행하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 록 판별 장치는, 상기 제1 출력의 각 데이터를 상기 각 데이터에 대하여 서로 다른 가중치로 합산하여 상기 제2 출력을 산출하는 록 판별 장치(lock detector)인 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 합산 장치는, 상기 상태에 관한 제어정보에 따라 상기 가중치 값을 조정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 록 판별 장치는, 상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차이가 상기 제2 임계값 이하인 경우 록 상태(lock state)를 판정하고, 상기 제2 임계값인 이상인 경우 언록 상태(unlock state)를 판정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 입력 신호는, 파일럿 채널을 통해 수신되는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 위상 판별 장치는, 상기 입력 신호의 데이터 심볼(symbol)들 간의 위상 변화량을 산출하여 상기 주파수 오프셋을 추정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 출력은, 상기 입력 신호의 각 데이터 심볼에 대한 주파수 오프셋을 상기 각 데이터 심볼에 대하여 서로 다른 가중치로 합산한 값인 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차이는, 상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차(差)에 대한 절대값인 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 장치.
입력 신호의 수신 에너지를 임의의 제1 임계값과 비교하여 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 단계;

입력 신호에 대한 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 단계;

상기 추정된 주파수 오프셋들을 동일한 가중치로 합산하는 단계; 및

상기 합산된 제1 출력과 상기 제1 출력을 통해 산출되는 제2 출력과의 차이 를 임의의 제2 임계값과 비교하여 록(lock) 상태인지 여부를 판정하는 단계를 포함하되,

상기 추정된 주파수 오프셋들에 대한 가중치 값은, 상기 록(lock) 상태인지 여부에 따라 조정되는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서, 상기 자동 주파수 제어를 수행할지 여부를 결정하는 단계는,

적어도 하나 이상의 수신 경로로 수신된 입력 신호를 각각 복조하여 수신 에너지를 산출하는 단계; 및

상기 산출된 수신 에너지가 상기 제1 임계값 이상인지 여부를 판단하는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서.

상기 제2 출력은, 상기 제1 출력의 각 데이터를 상기 각 데이터에 대하여 서로 다른 가중치로 합산하여 산출되는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서, 상기 합산하는 단계는,

상기 록 상태인지 여부에 따라 상기 가중치 값을 조정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서, 상기 록(lock) 상태인지 여부를 판정하는 단계는

상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차이가 상기 제2 임계값 이하인 경우 록(lock state)를 판정하고, 상기 제2 임계값 이상인 경우 언록 상태(unlock state)를 판정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서,

상기 입력 신호는, 파일럿 채널을 통해 수신되는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서, 상기 주파수 오프셋(frequency offset)을 추정하는 단계는,

상기 입력 신호의 데이터 심볼(symbol)들 간의 위상의 변화량을 산출하여 상기 주파수 오프셋을 추정하는 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서,

상기 제2 출력은, 상기 입력 신호의 각 데이터 심볼에 대한 주파수 오프셋을 상기 각 데이터 심볼에 대하여 서로 다른 가중치로 합산한 값인 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.
제10항에 있어서,

상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차이는, 상기 제1 출력과 제2 출력 간의 차(差)에 대한 절대값인 것을

특징으로 하는 자동 주파수 제어(Automatic Frequency Control) 방법.