KR20070117793A - Apparatus and method for estimating noise power on received signal - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음전력추정장치의 블록도,1 is a block diagram of a noise power estimation apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동상관부의 동작설명에 제공되는 도면,2 is a view provided for explaining the operation of the mobile correlator according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음마스킹부의 동작 설명에 제공되는 흐름도,3 is a flowchart provided to explain an operation of a noise masking unit according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음마스킹부의 동작설명에 제공되는 개념도,4 is a conceptual diagram provided to explain an operation of a noise masking unit according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추정잡음생성부의 세부 블록도,5 is a detailed block diagram of an estimated noise generation unit according to an embodiment of the present invention;
도 6은 랜덤 데이터에 따라 이동 상관 중 발생하는 지터를 설명하기 위한 도면,6 is a diagram for explaining jitter occurring during motion correlation according to random data;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 지터보상부의 블록도,7 is a block diagram of a data jitter compensation unit according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 평균잡음전력생성부의 블록도, 그리고8 is a block diagram of an average noise power generation unit according to an embodiment of the present invention, and
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 잡음전력추정장치를 포함하는 수신회로의 블록도이다.9 is a block diagram of a receiving circuit including a noise power estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은, 소정의 다중경로(Multipath)에 의한 페이딩(Fading)이 존재하는 통신 채널을 통해 수신한 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널을 기초로 잡음을 추정하여 수신한 신호에 포함된 잡음의 전력을 구하는 잡음전력추정장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention estimates a channel from a signal received through a communication channel in which fading by a predetermined multipath exists, and estimates noise based on the estimated channel, thereby including noise included in the received signal. The present invention relates to a noise power estimator and a method for calculating the power of.
통신 시스템의 전송 신호는 송신기에서 송출되어 공중 또는 유선을 통해 수신기로 전달된다. 전송 시스템의 신호가 공중파나 유선으로 전송되어질 때, 전송된 신호에는 건물, 나무, 산, 또는 유선 케이블 등 여러 반사체에 반사되어진 신호들이 합쳐진다. 수신기는 이와 같이 왜곡된 신호를 수신하게 된다. 반사되어진 성분들은 본래 전송한 신호와 시간 경로에 따른 시간 차이가 생기고, 이렇게 반사된 신호는 시간 지연 없이 송신되는 본래의 신호를 왜곡시킴으로써, 수신기는 수신된 신호만으로 본래의 신호를 얻을 수가 없으므로, 소정의 복원과정을 수행하게 된다.The transmission signal of the communication system is transmitted from the transmitter and transmitted to the receiver by air or wire. When a signal from a transmission system is transmitted over the air or by wire, the transmitted signal combines the signals reflected by various reflectors, such as buildings, trees, mountains, or wired cables. The receiver receives this distorted signal. The reflected components have a time difference along the time path from the original transmitted signal, and the reflected signal distorts the original signal transmitted without time delay, so that the receiver cannot obtain the original signal only by the received signal. The restoration process will be performed.
채널을 통과한 신호를 수신기가 복원하는 과정에는 캐리어 복원(Carrier Recovery), 타이밍 복원(Timing Recovery), 그리고 채널 등화(Channel Equalization) 등이 포함된다. 특히, 수신기는 등화과정에서 초기 등화계수를 설정할 때, 채널의 신호대 잡음비를 알면 보다 최적화된 등화계수를 구할 수 있다. 따라서 초기에 등화되지 않은 신호를 이용하여 채널의 잡음 전력을 구하는 방법이 필 요하다.The process of restoring the signal passing through the channel includes carrier recovery, timing recovery, and channel equalization. In particular, when the receiver sets the initial equalization coefficient during the equalization process, the receiver can obtain a more optimized equalization coefficient by knowing the signal to noise ratio of the channel. Therefore, there is a need for a method of obtaining noise power of a channel by using an unequalized signal.
본 발명의 목적은, 소정의 다중경로(Multipath)에 의한 페이딩(Fading)이 존재하는 통신 채널을 통해 수신한 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널을 기초로 잡음을 추정하여 수신한 신호에 포함된 잡음의 전력을 구하는 잡음전력추정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.Summary of the Invention An object of the present invention is to estimate a channel from a signal received through a communication channel in which fading by a predetermined multipath exists, and to estimate the noise based on the estimated channel and to include it in the received signal. The present invention provides a noise power estimating device and a method for calculating the power of noise.
본 발명의 다른 목적은 수신된 신호에 포함된 잡음을 추정하기 위해 상관값을 구하는 과정에서 발생하는 상관 지터(Correlation Jitter)를 보상하는 방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method for compensating correlation jitter occurring in a process of obtaining a correlation value for estimating noise included in a received signal.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 잡음전력추정장치는 채널추정부 및 잡음전력추정부를 포함한다. In order to achieve the above object, the noise power estimation apparatus according to the present invention includes a channel estimation and a noise power estimation.
채널추정부는 소정의 통신채널을 통해 소정의 훈련열이 포함된 데이터를 수신하고, 기 알고 있는 상기 훈련열(Training Sequence)을 N 번 이동하면서 상기 수신 데이터에 대해 구한 N 개의 상관(Correlation)값을 상기 채널을 추정한 추정채널신호로서 출력하되, 상기 상관값의 절대값의 크기가 소정의 마스킹 기준값 이하인 경우 해당 상관값을 대신하여'0'을 상기 추정채널신호로서 출력한다.The channel estimator receives data including a predetermined training sequence through a predetermined communication channel, and moves N training sequences previously known N times to obtain N correlation values obtained for the received data. The channel is output as an estimated channel signal. When the magnitude of the absolute value of the correlation value is equal to or less than a predetermined masking reference value, '0' is output as the estimated channel signal instead of the correlation value.
잡음전력추정부는 상기 상관값으로부터 상기 추정채널신호를 차감하여 추정 잡음을 구하고, 상기 추정 잡음의 전력을 구하여 출력하게 된다. The noise power estimator obtains estimated noise by subtracting the estimated channel signal from the correlation value, and calculates and outputs the power of the estimated noise.
여기서, 상기 훈련열은 PN열(Pseudo Noise Sequence)일 수 있으며, 상기 수신 데이터는 심볼 단위로 수신되는 지상파 또는 위성 디지털 방송신호가 해당할 수 있다.Here, the training sequence may be a PN sequence (Pseudo Noise Sequence), and the received data may correspond to a terrestrial or satellite digital broadcast signal received in symbol units.
여기서, 상기 채널추정부는, 상기 상관값 중 그 절대값의 크기가 상기 마스킹 기준값 이하인 것이라도, 해당 상관값으로부터 소정 범위내에 상기 마스킹 기준값보다 절대값이 큰 상관값이 있는 경우라면 상기 추정채널신호로 '0'을 출력하지 않고 해당 상관값을 출력하는 것이 바람직하다.Here, the channel estimator may be the estimated channel signal if the absolute value is greater than the masking reference value within a predetermined range from the correlation value even if the absolute value of the correlation value is equal to or less than the masking reference value. It is preferable to output the correlation value without outputting '0'.
또한, 상기 잡음전력추정부는, 상기 추정 잡음의 전력을 상기 추정채널신호가 '0'인 횟수로 나눔으로써 잡음전력의 평균을 구할 수 있다.In addition, the noise power estimation unit may obtain the average of the noise power by dividing the power of the estimated noise by the number of times the estimated channel signal is '0'.
실시 예에 따라, 상기 채널추정부는, 상기 추정채널신호의 값이 '0'인 경우 대응하는 플래그가 표시되는 마스크 플래그 레지스터를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 잡음전력추정부는, 상기 마스크 플래그 레지스터를 읽어 상기 추정채널신호가 '0'인 횟수를 계산하는 것이 바람직하다.According to an embodiment, the channel estimator may further include a mask flag register in which a corresponding flag is displayed when the value of the estimated channel signal is '0'. The noise power estimation unit reads the mask flag register and calculates the number of times the estimated channel signal is '0'.
다른 실시 예에 따라 상기 잡음전력추정부는, 상기 추정 잡음 각각에 대하여, 상기 상관값 중 채널 임펄스 응답과의 거리를 구하고, 상기 거리에 대응하는 가중치로 상기 추정 잡음을 나눔으로써 상기 상관값에 포함된 데이터 지터(Jitter)를 보상할 수 있다. According to another embodiment, the noise power estimator obtains a distance from a channel impulse response among the correlation values for each of the estimated noises, and divides the estimated noise by a weight corresponding to the distance to be included in the correlation value. Data jitter can be compensated for.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잡음전력추정방법은 , 소정의 통신채널을 통해 소정의 훈련열이 포함된 데이터를 수신하는 단계, 기 알고 있는 상기 훈련열을 N 번 이동하면서 상기 수신 데이터에 대해 구한 N 개의 상관값을 상기 채널을 추정한 추정채널신호로서 출력하되, 상기 상관값의 절대값의 크기가 소정의 마스킹 기준값 이하인 경우 해당 상관값을 대신하여'0'을 상기 추정채널신호로서 출력하는 단계, 상기 N 개의 상관값으로부터 상기 추정채널신호를 차감하여 N 개의 추정 잡음을 구하는 단계 및 상기 N 개 추정 잡음의 전력을 구하여 합산하여 추정잡음전력을 구하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, a noise power estimation method includes receiving data including a predetermined training sequence through a predetermined communication channel, and obtaining the received data while moving the previously known training sequence N times. Outputting N correlation values as an estimated channel signal in which the channel is estimated, and outputting '0' as the estimated channel signal in place of the corresponding correlation value when the magnitude of the absolute value of the correlation value is equal to or less than a predetermined masking reference value. And subtracting the estimated channel signals from the N correlation values to obtain N estimated noises, and calculating and adding powers of the N estimated noises to obtain estimated noise powers.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음전력 추정장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a noise power estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
소정의 디지털 신호를 전송코자 하는 송신장치(미도시)는 해당 디지털 신호를 심볼로 매핑하고, 매핑된 각 심볼을 소정의 아날로그 신호를 변환하여 유무선 전송 채널을 통해 수신장치(미도시)로 전송한다. 본 발명의 잡음전력추정장치(100)는 이러한 수신회로(미도시)에 포함되어 수신된 신호로부터 원래의 신호를 복원하는데 사용될 수 있다. A transmitter (not shown) for transmitting a predetermined digital signal maps the corresponding digital signal into a symbol, converts each mapped symbol into a predetermined analog signal, and transmits the converted analog signal to a receiver (not shown) through a wired or wireless transmission channel. . The noise
소정의 간섭 또는 페이딩(fading)에 의해 신호가 왜곡되어 고스트(Ghost)신호 등이 발생할 수 있는 유선 또는 무선 채널을 통해 송신장치(미도시)로부터 소정의 신호가 수신된 경우, 잡음전력추정장치(100)는 수신된 신호에 포함된 잡음의 전력(Noise Power)을 추정한다. When a predetermined signal is received from a transmitting device (not shown) through a wired or wireless channel in which a signal is distorted by a predetermined interference or fading and a ghost signal may be generated, the noise power estimating device ( 100 estimates noise power included in the received signal.
잡음전력추정장치(100)가 추정한 잡음 전력은 잡음전력추정장치(100)와 연결될 수 있는 등화장치(Equalizer)(미도시)를 위한 최적의 초기 계수를 구하는데 이 용될 수 있으며, 등화장치(미도시)의 스텝 사이즈(Step Size)를 제어하는데도 사용될 수 있다. The noise power estimated by the
잡음전력추정장치(100)는 수신된 신호에 포함된 훈련열(Training Sequence)을 기초로 채널 및 잡음 성분을 추정하며, 추정된 잡음을 기초로 잡음 전력을 추정한다. 잡음전력추정장치(100)는 이러한 과정에서 추정한 채널에 대한 채널 임펄스 응답(CIR: Channel Impulse response)을 출력할 수 있다. The
도 1을 참조하면, 잡음전력추정장치(100)는 채널추정부(110)와 잡음전력추정부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the noise power estimating
잡음전력추정장치(100)로 입력되는 신호는 통신채널을 통해 수신된 후 기본적인 주파수 오차나 샘플링 시간 오차 등이 보상된 디지털 신호인 것이 바람직하다. 송신장치(미도시)가 전송하는 송신 데이터에는 잡음전력추정장치(100)가 이미 알고 있는 데이터가 포함된다. 이러한 데이터를 '훈련열'이라고 하며, 이러한 훈련열로는 PN열(Pseudo Noise Sequence)이 해당할 수 있다. 이하에서는 수신신호에 포함된 데이터로서 훈련열 이외의 데이터를 '랜덤 데이터'라고 한다. 수신신호에 훈련열 데이터가 주기적으로 포함되어 전송되는 경우, 수신신호는 훈련열 데이터와 랜덤 데이터의 조합으로 이루어지게 된다.The signal input to the
채널추정부(110)는 이동상관부(Moving Correlation Block)(111)와 잡음마스킹부(Noise Masking Block)(113)를 포함하여 수신된 신호가 통과한 채널을 추정한다.The
이동상관부(111)는 이미 알고 있는 훈련열을 이용하여, 수신 데이터에 대해 소정의 이동상관(Moving Correlation)을 수행하여 채널을 추정한다. 이 경우, 수신 데이터에 포함된 훈련열과 이동 상관이 이루어지는 경우, 채널 임펄스 응답이 추정될 수 있다. The
이동상관부(111)는, 훈련열의 심볼 개수만큼의 수신 데이터(Rx data)와 기 알고 있는 훈련열에서, 서로 대응하는 심볼들을 순차적으로 곱한 후 더함으로써 상관값을 구한다. 이동상관부(111)는 훈련열 길이의 상관 창(Correlation Window)을 수신 데이터에 적용하여 기 알고 있는 훈련열과 상관값을 구하게 된다. 이 때, 이동상관부(111)는 원하는 이동 상관(moving correlation) 횟수(N)가 될 때까지, 상관 창을 적어도 한 개 심볼만큼 이동하면서 상관값을 계속 구하여 N 개의 이동 상관값을 출력한다. 여기서, 이동 상관의 횟수(N)는 다양하게 선택할 수 있으나, 예를 들면, 통신채널에서 발생 가능하다고 추정되는 고스트 등의 최대 지연보다 큰 값을 선택할 수 있다.The
잡음마스킹부(113)는 이동상관부(111)의 N 개의 출력 각각의 절대값을 일정한 마스킹 기준값(Masking Threshold)과 비교하여 N 개의 추정된 채널신호(이하 '추정채널신호'라 함)(Masked Channel)를 출력한다. 마스킹 기준값은 잡음과 신호를 구분하는 기준값이 될 수 있다. The noise masking unit 113 compares an absolute value of each of the N outputs of the
비교 결과, 잡음마스킹부(113)는 이동상관부(111)의 출력 중 마스킹 기준값을 넘지 않는 신호는 잡음으로 가정하여 이동상관부(111)의 해당 출력을 무시하고, 해당 신호에 대응하여 출력될 추정채널신호의 값을 '0'의 값으로 강제 설정한다. As a result of comparison, the noise masking unit 113 disregards the output of the
잡음마스킹부(113)는 비교 결과 마스킹 기준값을 넘는 신호인 경우, 해당 신호를 중심으로 일정 범위(신호 출력순서 상)에 속하는 이동상관부(111)의 출력신호를 추정채널신호로 출력한다. 이를 위하여, 잡음마스킹부(113)는 마스킹 기준값을 넘는 신호를 중심으로 일정 범위 가지는 창(window)인 통과창(Pass Window)을 설정하여 적용할 수 있다. 통과창에 대하여는 아래에서 다시 설명한다.The noise masking unit 113 outputs the output signal of the
잡음마스킹부(113)는 마스킹 여부에 대한 정보를 저장하는 소정의 마스크 플래그 레지스터(MFR: Masked Flag Register)를 포함하여, 이동상관부(111)의 출력 중 마스킹 기준값 이하인 것으로 판명된 신호(이하 '마스킹된 신호'라 함)에 대해 플래그를 설정한다. 예를 들어, 마스킹 기준값을 넘지 않아 잡음으로 판단한 이동상관부(111)의 출력신호에 대해, 마스크 플래그 레지스터의 대응되는 플래그를 '1'로 설정함으로써 '마스킹된 신호'로 처리한다. The noise masking unit 113 includes a predetermined mask flag register (MFR) for storing information on whether or not masking is performed, and a signal (hereinafter, referred to as a signal that is determined to be equal to or less than a masking reference value among the outputs of the mobile correlation unit 111). Set a flag for the masked signal. For example, for the output signal of the
잡음전력추정부(130)는 추정잡음생성부(Estimated Noise Generation Block)(131), 마스킹 카운터(Masking Counter)(133), 데이터 지터보상부(Data Jitter Correction Block)(135) 및 평균잡음전력생성부(Averaged Noise Power Generation Block)(137)를 포함하여, 채널추정부(110)의 출력을 기초로 잡음의 평균전력을 추정한다.The noise
추정잡음생성부(131)는 초기 잡음 신호를 추정하는 블록으로 이동상관부(111)의 출력 신호와 추정채널신호를 입력 받아 두 신호의 차이 값을 구하여, 그 차이 값을 추정 잡음으로 출력한다. The
마스킹 카운터(133)는 잡음마스킹부(113)로부터 받은 마스크 플래그 레지스터의 정보를 이용하여 마스킹된 신호의 수를 계산하여 평균잡음전력생성부(137)로 출력한다. The masking
데이터 지터보상부(135)는 훈련열이 섞여 있는 수신 신호와 채널추정부(110)가 이미 알고 있는 훈련열 사이의 이동 상관값을 구할 때 랜덤 데이터에 의해 발생하는 데이터 지터(data-jitter)를 보상한다. The
평균잡음전력생성부(137)는 데이터 지터보상부(135)에서 보상된 추정 잡음 신호 각각을 제곱하여 전력을 구하고, 각 전력값을 더한 후 마스킹 카운터(133)로 부터 받은 마스킹된 신호의 수로 나누어 평균 추정 잡음 전력을 구한다.The average noise
앞서 설명한 바와 같이, 평균잡음전력생성부(137)에서 생성된 평균 추정 잡음전력은 송신장치(미도시)로부터 데이터를 수신하는 초기에 한번 구해져 등화기(미도시) 등의 초기 계수를 구하는데 사용될 수 있으며, 주기적으로 평균 추정 잡음전력을 구하여 등화기(미도시)의 스텝 사이즈를 제어하기 위해 사용될 수 있다.As described above, the average estimated noise power generated by the average noise
이상에서 잡음전력추정장치(100)는 채널추정부(110)와 잡음전력추정부(130)를 포함하고, 채널추정부(110)와 잡음전력추정부(130)가 다른 세부 구성을 포함하는 것으로 설명되었다. 그러나 잡음전력추정장치(100)가 반드시 이러한 구분에 의하는 것은 아니며, 동일한 기능을 수행하는 다른 구성으로 설명될 수 있다. 예를 들어, 잡음마스킹부(113)은 잡음전력추정부(130)에 포함되어 설명될 수 있다. The noise
이하에서는, 도 2를 참조하여, 이동상관부(111)의 동작을 보다 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동상관부의 동작설명에 제공되는 도면이다. Hereinafter, the operation of the
도 2의 (a)는 페이딩이 존재하는 채널의 프로파일(profile)의 일 예로서, 주 신호(main signal)(2a-1)와 함께 하나의 고스트 신호(2a-2)가 포함된 채널의 임펄스 응답을 보여준다. 2A illustrates an example of a profile of a channel in which fading exists, and an impulse of a channel including one
도 2의 (b)를 참조하면, 송신 데이터(Tx data)는 송신장치(미도시)에 의해 전송된 원래의 신호로 랜덤 데이터(Random Data)와 기 알려진 신호인 훈련열(여기서는 PN Sequence)의 조합으로 되어 있다. Referring to (b) of FIG. 2, the transmission data (Tx data) is an original signal transmitted by a transmitter (not shown). The random data and the training sequence (here, the PN sequence), which are known signals, are used. It is a combination.
수신 데이터(Rx data)는 송신 데이터(Tx data)가 도 2의 (a)와 같이 하나의 페이딩이 있는 채널을 통과하여 수신회로(900)에 의해 수신되었을 때의 신호이다. 따라서 수신 데이터는 원래의 송신 데이터(2b-1)와 페이딩 채널을 통해 시간 지연된 송신 데이터(2b-2)의 합으로 이루어진다. The reception data Rx data is a signal when the transmission data Tx data is received by the
이동상관부(111)는 상관 창(2b-3)을 옮기면서, 기 알려진 신호인 PN 열(2b-4)과 수신 데이터(Rx data)의 각 심볼을 일대일로 곱하고, 그 곱한 결과를 합하는 상관(correlation)을 수행한다. The
이동상관부(111)의 동작은 다음의 수학식 1로 표현될 수 있다.The operation of the
여기서, 'MC(i)'는 이동상관부(111)의 i 번 째 출력을 나타낸다. N은 얻고자 하는 상관(correlation)의 수이며, M은 훈련열(2b-4)에 포함된 심볼의 수, 즉 상관 창(2b-3)의 길이이다. 또한 P(k)는 훈련열(2b-4)의 k번 째 데이터(심볼)이고, R(k)는 상관 창(2b-3)에 포함된 수신 데이터 중 k번 째 수신 데이터(심볼)이다. Here, 'MC (i)' represents the i-th output of the
이동상관부(111)은, 수학식 1과 같이 i에 따라 이동(moving)하면서, 수신 데이터(Rx data) 중 상관 창(2b-3)의 길이인 M 만큼에 대해 각 상관값을 구한다.The moving
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 잡음마스킹부(113)의 동작을 보다 자세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음마스킹부의 동작 설명에 제공되는 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음마스킹부의 동작설명에 제공되는 개념도이다. Hereinafter, the operation of the noise masking unit 113 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a flowchart provided to explain the operation of the noise masking unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram provided to explain the operation of the noise masking unit according to an embodiment of the present invention.
도 3을 기초로 잡음마스킹부(113)의 동작을 설명하기에 앞서 도 4의 (a)를 참조하면, 잡음마스킹부(113)는 먼저 좌우로 각각 폭 L을 포함하여 전체 (2ㅧ L)+1 의 크기를 가지는 통과 창(4a-1)(4a-2)을 설정한다. Before describing the operation of the noise masking unit 113 on the basis of FIG. 3, referring to FIG. 4A, the noise masking unit 113 includes the entire width (L ㅧ L) including the width L from the left and right, respectively. A
여기서, L은 적절한 채널 추정을 위한 것이다. 도 2의 (a)의 채널 프로파일을 참조하면, 주 신호(2a-1)와 고스트 신호(2a-2)만이 표시되고 있으나, 실제로는 주 신호(2a-1)와 고스트 신호(2a-2) 각각의 주위에는 작은 크기의 신호가 함께 포함되는 것이 일반적이며 이러한 신호도 채널 추정에 포함되어야 한다. 이러한 신호는 채널상의 페이딩에 의해서 발생할 수도 있고 잡음전력추정장치(100)로 입력되기 이전의 수신단의 처리과정에서 신호의 페이즈(Phase)가 변함으로써도 발생한다. L 의 크기는 실험적으로 구해질 수 있다.Where L is for proper channel estimation. Referring to the channel profile of FIG. 2A, only the
도 4의 (a)에는 이동상관부(111)의 출력이 표시되고 있으며, 설명의 편리를 위해 두 개의 통과 창(4a-1)(4a-2)이 표시되었으나, 동시에 두 개의 통과창(4a-1)(4a-2)이 동작함을 표시한 것은 아니다. The output of the
또한, 도 4의 (a)에는 잡음마스킹부(113)가 사용하는 마스킹 기준값(4a-3, 4a-4)이 표시되어 있다. 마스킹 기준값(4a-3, 4a-4)은 이동상관부(111)의 출력 MC(i)의 절대값과 비교하게 되므로, '+'측(4a-3)과 '-'측(4a-4)에 각각 설정된다.4A, masking
잡음마스킹부(113)는 마스킹 과정에서 이동상관부(111)의 출력 MC(i)에 통과 창(4a-3, 4a-4)의 중심을 대응시키고 좌우로 L 개까지의 신호를 통과 시킬 수 있다. The noise masking unit 113 may correspond to the centers of the
다시 도 3을 참조하여 잡음마스킹부(113)의 동작을 설명한다.Referring to FIG. 3 again, the operation of the noise masking unit 113 will be described.
잡음마스킹부(113)는 N개의 이동상관부(111) 출력에 대응하는 마스크 플래그 레지스트의 모든 값을 1로 초기화 한다(S301). The noise masking unit 113 initializes all values of the mask flag resist corresponding to the outputs of the N
잡음마스킹부(113)는 이동상관부(111)로부터 i번 째 출력 MC(i)을 수신하면(S303), 해당 MC(i)의 절대값이 마스킹 기준값 보다 큰지를 판별한다(S305). When the noise masking unit 113 receives the i-th output MC (i) from the mobile correlation unit 111 (S303), the noise masking unit 113 determines whether the absolute value of the corresponding MC (i) is greater than the masking reference value (S305).
S305 단계의 판단결과 이동상관부(111)의 출력 MC(i)의 절대값이 마스킹 기준값 보다 크면, 잡음마스킹부(113)는 MC(i)를 포함하여 전후 L 영역에 포함되는 출력인 MC(i-L) 내지 MC(i+L)에 대응하는 마스크 플래그 레지스터의 값을 '0'으로 변경한다. 이로써 잡음마스킹부(113)는 마스크 플래그 레지스터에 이동상관부(111)의 출력 MC(i-L) 내지 MC(i+L)이 마스킹되지 않았음을 표시한다. 따라서 이동상관 부(111)의 출력 MC(i)의 절대값이 마스킹 기준값 보다 클 경우, 마스크 플래그 레지스터(MFR)의 값은 다음의 수학식 2로 표시될 수 있다(S307).In operation S305, when the absolute value of the output MC (i) of the
여기서, j는 정수이며, MFR(j)은 마스크 플래그 레지스터의 j번 째 플래그를 나타낸다. S305 단계의 판단결과 이동상관부(111)의 출력 MC(i)의 절대값이 마스킹 기준값 보다 크지 않으면, 잡음마스킹부(113)는 마스크 플래그 레지스터의 대응되는 플래그의 값을 그대로 1로 유지한다. 결국 이동상관부(111)의 출력 MC(i)가 마스킹되었음을 나타낸다.Here, j is an integer and MFR (j) represents the j-th flag of the mask flag register. If the absolute value of the output MC (i) of the
잡음마스킹부(113)는 i를 1씩 증가시키면서(S309), 증가시킨 i가 N과 같을 때까지 S303 내지 S309의 동작을 반복한다(S311). The noise masking unit 113 increments i by 1 (S309) and repeats operations S303 to S309 until the increased i is equal to N (S311).
잡음마스킹부(113)는 이동상관부(111)의 N 번 째 출력 MC(N)까지 처리가 끝나면, 마스크 플래그 레지스터에 저장된 정보를 기초로, 추정채널신호(Masked Channel)를 출력한다. 마스크 플래그 레지스터의 대응되는 플래그에 기록된 값이 '1'이면 MC(i)가 마스킹된 것이므로, 추정채널신호의 값은 '0'이 된다. 또한, 마스크 플래그 레지스터의 대응되는 플래그에 기록된 값이 '0'이면 MC(i)가 마스킹되지 않은 것이므로, 추정채널신호의 값은 이동상관부(111)의 출력 MC(i)이 그대로 적용된다. S307 단계의 결과로 MC(i-1)의 절대값이 마스킹 기준값보다 작아 마스킹되었다 하더라도 MC(i)의 값이 마스킹 기준값보다 크다면, MC(i-1)는 결국 마스킹되지 않고 추정채널신호로 출력될 수 있다. 마스킹 카운터(133)는 마스킹된 신호의 수를 계산하기 위해 마스크 플래그 레지스터에 저장된 정보를 읽어간다(S313).The noise masking unit 113 outputs an estimated channel signal based on the information stored in the mask flag register after the processing to the Nth output MC (N) of the
도 4의 (b)와 (c)는 도 4의 (a)를 기초로 할 때의 추정채널신호와 추정 잡음을 나타낸다. 다만, 도 4의 (c)의 추정 잡음은 다음에서 설명될 추정잡음생성부(131)의 동작 수행 결과이다.4B and 4C show an estimated channel signal and estimated noise based on FIG. 4A. However, the estimated noise in FIG. 4C is a result of the operation of the estimated
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추정잡음생성부의 세부 블록도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 추정잡음생성부(131)는 감산기(131-1)가 해당하며, 이동상관부(111)의 출력과 추정채널신호의 차를 추정 잡음으로 검출하여 출력한다. 추정채널신호는 주신호(2a-1)와 페이딩 신호(2a-2)의 조합이므로 잡음 추정시 이동상관부(111)의 출력에서 차감된다.5 is a detailed block diagram of an estimated noise generator according to an exemplary embodiment of the present invention. As described above, the
이하에서는, 도 6 내지 도 7을 참조하여 데이터 지터보상부(135)를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the data
도 6은 랜덤 데이터에 따라 이동 상관 중 발생하는 지터를 설명하기 위한 도면으로, 고스트가 없는 채널을 통해 수신한 데이터와의 이동 상관을 보인다.FIG. 6 is a diagram for explaining jitter generated during movement correlation according to random data, and shows movement correlation with data received through a channel without ghost.
페이딩이 없어 고스트가 발생하지 않는 상태에서 수신 데이터(6a)에 포함된 훈련열(6b)과 이동상관부(111)가 알고 있는 훈련열(6c)의 상관값은 도 2(a)의 주신호(2a-1)와 같은 임펄스 응답이 된다. 그러나 상관창(6d)이 수신 데이터의 훈련열을 벗어날수록 두 신호열의 상관관계는 작아지고 지터(jitter)가 커진다. 즉, 이동 상관부(111)가 상관값을 구할 때 발생하는 지터는, 수신 데이터에 랜덤 데이터가 많이 포함될수록 선형적으로 커진다. The correlation value between the
이러한 랜덤 데이터에 의한 지터를 보상하기 위해 데이터 지터보상부(135)는 추정잡음생성부(131)의 출력 신호와 주신호 사이의 거리에 따른 소정의 가중치(Weighting Factor)로 추정 잡음을 나누어 준다. To compensate for the jitter by the random data, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 지터보상부의 블록도이다. 7 is a block diagram of a data jitter compensation unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
거리추출부(135-1)는 추정잡음생성부(131)로부터 N개의 추정 잡음을 차례대로 입력받아, 주신호와 입력된 신호와의 거리를 구하여 출력한다. The distance extracting unit 135-1 receives N estimated noises in sequence from the estimated
거리추출부(135-1)에서 출력된 거리 값은 곱셈기(135-3)에서 가중치 a와 곱해지고 다시 덧셈기(135-5)에서 1이 더해진 다음, 누눗셈기(135-7)로 입력된다. 누눗셈기(135-7)는 추정잡음생성부(131)에서 입력된 추정 잡음을 덧셈기(135-5)의 출력으로 나누어 지터를 보상한다.The distance value output from the distance extractor 135-1 is multiplied by the weight a in the multiplier 135-3, 1 is added to the adder 135-5, and then input to the divider 135-7. The accumulator 135-7 compensates jitter by dividing the estimated noise input from the estimated
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 평균잡음전력생성부의 블록도이다. 8 is a block diagram of an average noise power generation unit according to an embodiment of the present invention.
평균잡음전력생성부(137)는 전력계산부(137-1), 합산부(137-3) 및 평균전력계산부(137-5)를 포함하며, 데이터 지터보상부(135)에서 보상된 추정 잡음 신호와 마스킹된 신호의 수를 세는 마스킹 카운터(133)의 출력을 받아서 평균 추정 잡음전력을 구한다.The average noise
전력계산부(137-1)는 데이터 지터보상부(135)로부터 입력되는 N개의 보상된 추정 잡음 각각을 제곱하여 전력을 구한다.The power calculator 137-1 obtains power by squaring each of the N compensated estimated noises input from the
합산부(137-3)는 전력계산부(137-1)가 구한 N 개의 전력값을 모두 더하고, 평균전력계산부(137-5)는 합산부(137-3)에서 구한 N개 추정 잡음 신호 전력의 합을 마스킹 카운터(133)로부터 입력되는 마스킹된 신호의 수로 나누어 평균 추정 잡음전력을 계산한다.The adder 137-3 adds all the N power values obtained by the power calculator 137-1, and the average power calculator 137-5 adds the N estimated noise signals obtained by the adder 137-3. The average estimated noise power is calculated by dividing the sum of the power by the number of masked signals input from the masking
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 잡음전력추정장치를 포함하는 수신회로의 블록도이다. 9 is a block diagram of a receiving circuit including a noise power estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신회로(900)는 송신장치(미도시)가 적어도 하나의 통신 채널을 통해 전송하는 유선 또는 무선 신호를 수신하여 처리할 수 있다. 송신장치(미도시)에서 출력된 무선 신호는 다양한 유선 또는 무선 채널을 통과하는 과정에서 소정의 페이딩 또는 간섭에 의해 왜곡될 수 있다. 수신회로(900)는 이러한 유선 또는 무선 신호를 수신하여 처리함에 있어 왜곡된 신호를 등화하여 복원한다. The receiving
본 발명의 수신회로(900)는 지상파 또는 위성 방송신호를 수신하는 방송수신장치 등에 포함될 수 있으며, 이러한 방송수신장치는 셋톱박스(STB: Set Top Box), 디티브이(DTV: Digital Television) 등이 해당한다. The receiving
수신회로(900)는 튜너(901), AGC부(Automatic Gain Control Block)(903), CR부(Carrier Recovery Block)(905), TR부(Timing Recovery Block)(907), 채널추정 부(911), 잡음전력추정부(913), 등화기(915) 및 FEC부(Forward Error Correction)(917)를 포함한다. 채널추정부(911)와 잡음전력추정부(913)는 도 1의 채널추정부(110), 잡음전력추정부(130)에 대응되며 동일하게 동작한다. The receiving
송신장치(미도시)에서 송출된 신호는 페이딩 등이 발생하는 채널과 AWGN(Additive White Gaussian Noise)를 발생시키는 영역을 거쳐서 수신회로(900)의 튜너(901)로 입력된다. The signal transmitted from the transmitter (not shown) is input to the
튜너(901)는 채널 주파수를 맞추고, 대역통과필터 등에 의해 원하는 신호만을 검출한다. 튜너(901)에서 검출된 신호는 신호의 크기를 일정하게 만들어 주는 AGC부(903)로 입력되어 증폭된다. The
AGC부(903)에서 출력된 신호에는 주파수 오차와 샘플링 시간 오차가 존재하므로 주파수 오차를 보상하는 CR부(905)와 샘플링 시간 오차를 보상하는 TR부(907)를 통과한다. Since a frequency error and a sampling time error exist in the signal output from the
CR부(905)와 TR부(907)를 통과한 신호는 채널에 의한 페이딩과 AWGN을 가진 신호이므로 페이딩을 보상하기 위해 등화기(915)로 입력된다. Since the signal passing through the
또한, 등화기의 최적 초기 계수를 구하기 위해서 CR부(905)와 TR부(907)를 통과한 신호는 채널추정부(911)로 입력되어 채널을 추정하고, 잡음전력추정부(913)로 입력되어 평균 추정잡음 전력을 구한다. 이렇게 추정된 채널과 잡음전력은 등화기의 초기 계수를 구하는데 사용된다. In addition, a signal passing through the
등화기(915)는 신호 대 잡음의 전력비를 기초로, 채널 등화를 위한 최적의 초기 계수를 구하여 채널을 등화하다.The
등화가 끝난 신호는 FEC부(917)에 입력되어 잔여 신호 오류가 보상된다.The equalized signal is input to the
본 발명은 방법, 디바이스 및 시스템으로 구현될 수 있다. 또한 본 발명이 컴퓨터 소프트웨어로 구현될 때는, 본 발명의 구성요소는 필요한 동작의 수행에 필요한 코드 세그먼트(code segment)로 대치될 수 있다. 프로그램이나 코드 세그먼트는 마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체에 저장될 수 있으며, 전송매체나 통신 네트워크를 통하여 반송파(carrier waves)와 결합된 컴퓨터 데이터로서 전송될 수 있다.The invention can be implemented in methods, devices and systems. In addition, when the present invention is implemented in computer software, the components of the present invention may be replaced with code segments necessary for performing necessary operations. The program or code segment may be stored in a medium that can be processed by a microprocessor and transmitted as computer data coupled with carrier waves via a transmission medium or communication network.
마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체는 전자회로, 반도체 메모리 소자, 롬(ROM), 플래시(Flash) 메모리, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플로피 디스크(Floppy Disk), 광학적 디스크, 하드(Hard) 디스크, 광섬유, 무선 네트워크 등과 같이 정보를 전달하고 저장할 수 있는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 데이터는 전기적 네트워크 채널, 광섬유, 전자기장, 무선 네트워크 등을 통해 전송될 수 있는 데이터를 포함한다. The media that can be processed by the microprocessor include electronic circuits, semiconductor memory devices, ROMs, flash memory, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), floppy disks, optical disks, and hard disks. (Hard) Includes the ability to transmit and store information such as disks, fiber optics, wireless networks, and the like. Computer data also includes data that can be transmitted over electrical network channels, optical fibers, electromagnetic fields, wireless networks, and the like.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것 이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 잡음전력추정장치는 소정의 다중경로(Multipath)에 의한 페이딩(Fading)이 존재하는 통신 채널을 통해 수신한 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널을 기초로 잡음을 추정하여 수신한 신호에 포함된 잡음의 전력을 구한다.As described in detail above, the noise power estimation apparatus according to the present invention estimates a channel from a signal received through a communication channel in which fading due to a predetermined multipath exists, and based on the estimated channel. The noise is estimated to find the power of the noise included in the received signal.
이와 같이 구해진 잡음 전력은 페이딩에 의한 신호의 왜곡을 복원하기 위한 등화기(Equalizer)의 초기 계수를 구하는데 사용될 수 있다. 또한, 등화기의 스텝 사이즈(Step size)를 제어하는데에도 사용될 수 있다. The noise power thus obtained may be used to obtain an initial coefficient of an equalizer for recovering distortion of the signal due to fading. It can also be used to control the step size of the equalizer.
본 발명의 잡음전력추정장치는, 수신된 신호에 포함된 잡음을 추정하기 위해 상관값을 구하는 과정에서, 임의의 데이터에 의해 발생하는 상관 지터(Correlation Jitter)를 보상할 수 있다.The noise power estimation apparatus of the present invention may compensate for correlation jitter caused by arbitrary data in the process of obtaining a correlation value for estimating noise included in a received signal.
Claims (12)
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