KR20070121426A - 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법 - Google Patents

동기 검출 장치 및 동기 검출 방법 Download PDF

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KR20070121426A
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Abstract

본 발명은 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것이다. 한 관점에서 본 발명은 생성 다항식에 따라 수신 신호에 포함된 훈련신호를 생성할 수 있는 훈련신호 생성부; 수신 신호와 상기 생성한 훈련신호를 상관하는 상관기; 상기 상관기가 출력하는 상관값이 제 1 문턱값을 넘을 경우 상관 피크(peak)값을 검출하는 제 1 피크검출부; 및 상기 제 1 피크검출부가 상관 피크값을 검출할 경우 상기 상관기가 출력하는 상관 피크값 전의 제 1구간의 상관값들과, 상기 상관 피크값 후의 제 2 구간의 상관값들을 연산하고, 그 결과로부터 수신 신호의 동기를 검출하는 제 2 피크검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 의하면 수신신호에 대한 동기 검출이 정확하고, 용이하다.
동기, DMB, DMB-T, 상관, 피크, 문턱값

Description

동기 검출 장치 및 동기 검출 방법{apparatus for detecting synchronization of the signal and method thereof}
도 1은 DMB-T 전송 신호의 프레임 중 보호구간이 1/9인 프레임의 구조를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 동기 검출 장치를 포함할 수 있는 방송 수신 장치의 일 예를 나타낸 블록도
도 3은 본 발명에 따른 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법을 용이하게 설명하기 위해 동기 검출 과정을 예시한 도면
도 4a 및 도4b는 본 발명에 따른 동기 검출 방법의 일 실시예 및, 수신 신호 프레임 구조를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 동기 검출 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도
도 6은 제 1 문턱값으로 상관 피크값을 검출한 결과를 나타낸 도면
도 7은 제 2 문턱값으로 상관 피크값을 검출한 결과를 나타낸 도면
<도면 주요부분의 부호의 설명>
10 : A/D 컨버터 20 : 위상분리기
30 : 대역변환부 40 : 리샘플러
50 : 필터부 59 : PN정보생성부
60 : PN 생성부 65 : 상관기
65a : 상관부 65b : 적분부
70, 70a : 피크검출부 70b : 거리산출부
80 : 제 1 피크검출부 90 : 제 2 피크검출부
90a : 곱셈부 90b : 피크판단부
본 발명은 수신신호의 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수신 신호의 동기를 정확하고 용이하게 검출할 수 있는 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것이다.
중국향 지상파 디지털 텔레비전(이하, 지상파 DTV) 방송을 위한 새로운 표준안이 마련되고 있다. 상기 제안서는 지상파 디지털 멀티미디어/텔레비전 방송(Terrestrial Digital Multimedia/Television Broadcasting; 이하, DMB-T)라고 불리는 방송 규격에 관한 것이다. DMB-T에서는 타임 도메인 신크로너스 OFDM (Time Domain Synchronous OFDM; 이하 TDS-OFDM)이라는 새로운 신호 변조 기법(modulation scheme)이 사용된다.
TDS-OFDM의 송신단에서 변조된 후 전송되는 신호는 사이클릭 프리픽스 OFDM(cyclic prefix OFDM ; 이하 CP-OFDM)방식에서 사용되는 방식처럼 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform ; 이하 IDFT)가 적용된다.
하지만, 상기 전송신호는 보호구간(guard interval)에 CP 대신 의사잡음(pseudonoise;이하 PN)이 삽입되어 훈련신호로써 사용한다.
상기와 같은 방식은 방송신호 전송시 오버헤드를 줄일 수 있고, 채널의 사용 효율을 높이며, 방송신호 수신단의 동기부와 채널 추정부의 성능을 향샹시킬 수 있다.
도 1은 DMB-T 전송장치에 의해 전송되는 신호의 프레임 중 보호구간이 1/9인 프레임의 구조를 나타낸다. 도 1을 참조하여 보호구간이 1/9인 전송 프레임 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 프레임은 프레임 싱크(frame sync)와 프레임 바디(frame body)를 포함한다. 프레임 바디는 전송하려는 데이터가 실린 곳으로서, DFT(Discrete Fourier Transform)이 적용되는 DFT 블럭이고, 상기 DFT 블럭은 일반적으로 3780개의 스트림 데이터를 포함한다.
프레임 싱크는 PN 시퀀스(pseudonoise sequence)를 포함하는데, 오더(order) 가 8(m = 8)인 PN 시퀀스가 사용될 수 있다. m = 8일 경우에는 255개의 서로 다른 시퀀스가 생성될 수 있는데, 상기 시퀀스는 보호구간(guard interval)에 사용되기 위해서, 프리엠블(preamble)과 포스트엠블(postamble)로 확장된다.
상기 프리엠블(preamble)과 상기 포스트엠블(postamble)은 PN 시퀀스의 사이클릭 익스텐션(cyclic extension; 주기적 확장)을 위한 PN 시퀀스의 반복 구간이다.
프레임 싱크의 255개의 PN 시퀀스 중 상기 PN 시퀀스의 처음 115개의 PN들은 포스트엠블로서 상기 255개의 PN 시퀀스의 끝에 부가되고, 상기 PN 시퀀스의 마지막 50개의 PN들은 프리엠블로서 상기 255개의 PN 시퀀스의 앞에 부가되어 확장된다.
상기 PN 시퀀스의 폴리노미얼(polynomial)은 P(x) = x8 + x6 + x5 + x + 1이고, PN 시퀀스의 초기상태에 따라 생성되는 위상이 0에서 254로 변화할 수 있다.
보호구간이 1/9일 경우 255개의 PN 시퀀스들에 상기 프리엠블과 상기 포스트엠블이 전후에 추가되고, 추가된 PN 시퀀스가 속하는 구간은 420개의 데이터를 포함하는 프레임 싱크가 된다.
환언하면, DFT 블럭의 데이터 3780개의 1/9인 420개의 데이터가 프레임 싱크에 사용될 수 있다. 하나의 OFDM 프레임은 420개의 데이터로 이루어진 프레임 싱크와 3780개의 데이터로 이루어진 프레임 바디를 포함한다.
상기 데이터 프레임의 구조는 보호구간에 따라 달라질 수도 있으며, 각 프레임내 분포하는 데이터의 개수도 다르게 분포하도록 할 수도 있다.
또한, 보호구간은 1/4 또는 1/9이 규정될 수 있으며, 그 이외에 1/6 보호구간이 사용될 수도 있고 따라서, 보호구간의 길이도 시스템을 형성하는 방법에 따라 다르게 형성될 수 있다.
이와 같이 신호 전송단이 자기 상관성이 높은 신호를 확장하여 훈련 신호로 사용하여 전송하면, 신호 수신단은 그 전송 신호를 수신하여 알고 있는 신호(known sequence)로 훈련 신호를 전송 신호와 상관하여 동기를 검출할 수 있다.
그러나, 동기 검출시 확장된 PN 시퀀스로 인해 동기 검출을 알리는 상관 피크값이 다수 발생할 수 있기 때문에 동기 검출이 부정확한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수신신호에 대한 동기 검출이 정확하고, 용이한 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 생성 다항식에 따라 수신 신호에 포함된 훈련신호를 생성할 수 있는 훈련신호 생성부; 수신 신호와 상기 생성한 훈련신호를 상관하는 상관기; 상기 상관기가 출력하는 상관값이 제 1 문턱값을 넘을 경우 상관 피크(peak)값을 검출하는 제 1 피크검출부; 및 상기 제 1 피크검출부가 상관 피크값을 검출할 경우, 상관 피크값 전의 상기 상관기가 출력하는 제 1구간의 상관값들과, 상기 상관 피크값 후의 제 2 구간의 상관값들을 연산하고, 그 결과로부터 수신 신호의 동기를 검출하는 제 2 피크검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치를 제공한다.
상기 제 2 피크검출부는. 상기 제 1 피크검출부가 상관 피크값을 검출할 경우 상기 상관기가 출력하는 상기 제 1 구간의 상관값들과, 상기 제 2 구간의 상관값들을 연산하는 곱셈부; 및 상기 곱셈부의 연산 결과가 제 2 문턱값을 넘을 경우 상기 제 1 피크검출부가 검출한 상관 피크값으로 수신 신호의 동기를 결정하는 피크 판단부를 포함할 수 있다.
상기 곱셈부는 제 1 구간의 상관값들과 제 2 구간의 상관값들의 부호를 변환하여 상관값들의 연산 결과를 출력할 수 있다.
다른 관점에서 본 발명은 생성 다항식에 따라 수신 신호에 포함된 훈련신호를 생성하는 단계; 상기 생성한 훈련 신호와 수신 신호의 제 1 상관값을 산출하는 단계; 상기 산출한 결과 제 1 상관값의 피크값이 발생하는지 판단하는 단계; 상기 판단 결과 피크값이 발생할 경우 상기 피크값의 전에 제 1 구간의 상관값과, 상기 피크값 후의 제 2 구간의 상관값을 상관하여 제 2 상관값을 산출하는 단계; 및 상기 산출 결과 제 2 상관값이 제 2 문턱값을 넘을 경우 상기 수신 신호의 동기를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 방법을 제공한다.
상기 동기 검출 방법에서 제 1 상관값은 생성한 훈련 신호와 수신 신호의 부호를 변환하여 산출할 수 있다.
상기 동기 검출 방법에서 제 2 상관값은 제 1 구간의 상관값과, 상기 피크값 후의 제 2 구간의 상관값의 부호를 변환하여 산출할 수 있다.
상기 수신 신호의 훈련 신호는 PN 시퀀스(pseudonoise sequence)일 수 있다.
이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명을 용이하게 설명하기 위해 훈련 신호를 프리엠블(preamble)과 포스트엠블(postamble)로 확장하여 전송하는 시스템의 예로서 DMB-T를 고려한다. 그러나, 본 발명은 DMB-T에만 적용되는 것이 아니며, 훈련 신호 구간인 프레임싱크에 확장된 길이를 가지는 훈련 신호를 전송하는 송수신 시스템에 적용이 가능하다.
먼저 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해 이하에서는 훈련 신호로서 PN 시퀀스를 고려하고, 훈련신호 중 포스트엠블이 되는 전단 115개를 PN 시퀀스의 제 1 부분, 프리엠블이 되는 후단 50개를 PN 시퀀스의 제 3 부분, PN 시퀀스 중 확장되지 않은 부분을 제 2 부분으로 호칭한다.
예를 들어 DMB-T에서 제 1 부분은 50개의 데이터, 제 2 부분은 90개의 데이터 , 제 3 부분은 115개의 데이터가 될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 동기 검출 장치를 포함할 수 있는 DMB-T 형식의 신호를 수신할 수 있는 방송 수신 장치의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 동기 검출 장치가 포함된 DMB-T 신호 수신 장치를 설명하면 다음과 같다. 수신 신호는 A/D 컨버터(10)를 통해 아날로그에서 디지털화되고, 그 디지털화된 신호를 용이하게 처리하기 위해 위상분리기(20)에서 동위신호와 직교신호로 분리한다. 분리된 신호는 대역변환부(30)에서 다운 컨버전(down conversion)이 수행된 후, 리샘플러(resampler)(40)에서 샘플링 오차를 수정하기 위해 리샘플링되고, 필터부(50)를 통해 일정 대역의 신호만 통과한다.
PN 생성부(60)는 약속된 다항식에 따라 PN 시퀀스를 생성한다.
상관기(65)는 필터부(50)를 통과한 신호와 PN 생성부(60)에서 생성된 PN 시퀀스를 상관하여 출력하고, 피크감지부(70)에서는 이 상관값들을 기초로 하여 상관 에너지의 피크값을 검출하여 수신 신호로부터 동기를 검출할 수 있다.
본 발명은 상관 에너지의 피크값을 정확하게 검출할 수 있도록 PN생성부(60), 상관기(65) 및 피크감지부(70)를 포함하는 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법을 용이하게 설명하기 위해 동기 검출 과정을 예시한 도면이다. 도 3을 참조하여 훈련 신호를 프리엠블(preamble)과 포스트엠블(postamble)로 확장한 전송 신호의 동기 검출 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 신호 수신단 중 PN생성부(60)는 전송 신호의 훈련 신호로 사용되는 PN 시퀀스들 중 하나의 PN 시퀀스 샘플(sample)을 임의로 생성할 수 있다. 생성 다항식에 의해 생성된 PN 시퀀스는 255개의 길이를 가진다.
그리고, 상관기(65)의 상관부(65a)는 생성된 PN 시퀀스와, 수신신호 중 255 길이의 샘플 데이터들을 상관한다. 상관부(65a)는 입력 데이터를 따라 이동하면서 상관하는데, 상관 구간의 크기를 도 3에서는 무빙 윈도우(moving window)로 표시하였다.
상관기(65)의 적분부(65b)는 각각의 상관 결과를 적분하고, 그 적분 결과로서 하나의 무빙 윈도우 길이에서 상관값을 산출할 수 있다.
피크감지부(70)의 피크검출부(70a)는 산출된 상관값들 중 값이 큰 피크값을 검출할 수 있다.
한편, DMB-T의 신호 전송단이 훈련 신호인 255 길이의 PN 시퀀스 255개를 전송할 경우, 각 프레임 상관피크값 사이의 거리(피크값의 오프셋)가 모두 달라야 상관피크값을 추정하는데 용이하다.
피크값의 오프셋은 113개의 PN 시퀀스에 대해서는 고유한데, 처음 112개 PN 시퀀스들을 각 전송 신호 프레임에 순차적으로 전송시킨 후, 113째 PN 시퀀스를 중심으로 전송하였던 112개의 PN 시퀀스들을 역순으로 전송하면 225개의 고유 피크값 오프셋이 나타날 수 있다. 따라서, DMB-T의 신호 전송단은 255개의 PN 시퀀스들 중 생성된 순서가 빠른 113개만 전송 프레임의 훈련 신호에 포함시켜 전송한다.
훈련 신호인 PN 시퀀스가 앞, 뒤로 확장되기 때문에, 신호 수신단의 상관기(65)가 출력하는 상관값들도 3개의 피크값을 가질 수 있다. 즉, 3개의 피크값은 255 길이의 전송 PN 시퀀스와 수신단의 PN 시퀀스가 일치하여 발생하는 피크값(이하, 설명을 용이하기 위해 메인(main) 피크값이라 호칭한다), 255 길이의 전송 PN 시퀀스 중 프리엠블로 확장된 시퀀스와 수신단의 PN 시퀀스가 일부 일치하여 발생하는 피크값(이하, 설명을 용이하기 위해 프리(pre) 피크값이라 호칭한다) 및, 255 길이의 전송 PN 시퀀스 중 포스트엠블로 확장된 시퀀스와 수신단의 PN시퀀스가 일부 일치하여 발생하는 피크값(이하, 설명을 용이하기 위해 포스트(post) 피크값이라 호칭한다)이다.
동기 검출 장치에서 상관피크값들을 산출할 경우 상관피크값들은 프레임에 따라 서로 고유의 피크값 오프셋만큼 떨어져 위치할 수 있다. 그리고, 동기 검출 장치는 하나의 피크값을 검출할 경우 다음 프레임의 피크값의 위치를 알 수 있고, 이 거리 값을 테이블 형태로 저장할 수 있다.
예를 들면, 동기 검출 장치는 현재 프레임으로부터 상관피크값을 산출하면 다음 프레임의 상관피크값의 프레임 상 위치를 테이블로부터 읽어 추정할 수 있다.
따라서, 동기 검출 장치가 상관 피크값의 고유 피크값 오프셋을 테이블 형태 로 저장하고(저장부 미도시), 수신 신호와 상관을 통해 상관 피크값을 검출할 경우, 그 후에 발생하는 상관 피크값의 위치는 테이블로부터 얻을 수 있다.
도 3에 예시된, 거리산출부(70b)는 각 프레임간 피크값의 거리를 산출하여 PN정보생성부(59)에 제공할 수 있다. 그리고, PN정보생성부(59)는 PN생성부(60)가 생성해야 할 PN 시퀀스 정보를 순차적으로 업데이트하여 PN생성부(60)에 제공하고, PN 생성부(60)는 제공받은 PN 시퀀스 정보로부터 새로운 PN 시퀀스들을 생성할 수 있다.
한편, 수신 신호의 상관 결과에는, 동기 검출 장치가 생성한 PN 시퀀스와 수신 신호의 PN 시퀀스의 프리엠블과 일치하여 나타나는 프리피크값(pre_peak), 생성한 PN 시퀀스와 수신 신호의 PN 시퀀스의 포스트엠블과 일치하여 나타나는 포스트피크값(post_peak)이 나타난다.
그리고,동기 검출 장치가 생성한 PN 시퀀스와 확장된 길이의 훈련 신호의 기초가 되는 PN 시퀀스가 일치하여 발생하는 메인 피크값(main_peak)이 포스트피크값과 프리피크값 사이에서 두 피크값보다 크게 발생할 수 있다.
DMB-T 형식의 전송 신호를 상관할 경우 프리엠블로 발생하는 프리 피크값의 크기는, 메인 피크값의 1/3이고, 포스트엠블로 발생하는 포스트 피크값의 크기는, 포스트엠블의 1/5이다.
따라서, 동기 검출을 위한 메인 피크값의 검출하기 위한 문턱값(threshold value)은 프리 피크값과 포스트 피크값보다 충분히 커야 한다. 하지만, 높은 문턱값을 설정할 경우 전송 신호에 채널 변화가 심한 효과가 있거나 멀티 패스 효과가 있으면 메인 피크값을 검출하지 못할 수 있다. 반대로 낮은 문턱값을 설정할 경우 프리 피크값과 포스트 피크값으로 인해 메인 피크값을 제대로 검출하지 못할 수 있다. 즉, 수신 신호에 채널 효과가 반영된 경우 프리피크값이나 포스트피크값을 메인 피크값으로 오인하고, 잘못된 동기를 검출할 수도 있다.
이러한 점을 해결할 수 있는 동기 검출 장치와 동기 검출 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 4a와 도4b는 본 발명에 따른 동기 검출 방법의 일 실시예를, 수신 신호 프레임 구조와 함께 나타낸 도면이다. 도 4a와 도4b를 참조하여 상기한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 4a에서 데이터 구조의 화살표 방향이 데이터를 수신하여 상관하는 방향이다.
먼저 동기 검출을 위해 하나의 PN 시퀀스를 생성한다.
생성한 PN 시퀀스와 수신 신호의 훈련 신호에 포함된 PN 시퀀스를 상관한다.
기술한 바와 같이 상관 결과는 수신 신호 중 PN 시퀀스의 프리엠블과 제 1 부분이 수신단의 PN 시퀀스와 일치하여 발생하는 프리피크값(pre_peak)(a)과, PN 시퀀스의 포스트엠블과 제 3 부분이 수신단의 PN 시퀀스와 일치하여 발생하는 포스트피크값(post_peak)(b)을 포함할 수 있다. 또한, 훈련 신호의 PN 시퀀스와 수신단의 PN 시퀀스와 및 메인 피크값(main_peak)(c)을 포함할 수 있다.
메인 피크값은 제 1 문턱값을 이용해 검출할 수 있다. 제 1 문턱값은 메인 피크값을 검출할 수 있도록 충분히 작게 설정할 수 있다. 그럴 경우 메인 피크값을 검출하지 못할 확률은 줄어들지만, 프리피크값과 포스트피크값이 검출될 수 있다.
도 4b는 0dB AWGN 환경에서 적절한 제 1 문턱값을 이용할 경우 검출될 수 있는 피크값들을 보인 예이다. 메인피크값(c), 포스트피크값(b) 및 프리피크값(a)이 수신 신호의 상관 결과에 따라 발생할 수 있고, 채널 상 잡음이 관여하지 않으면 상관 결과는 메인피크값(c)이 가장 크다.
따라서 프리피크값과 포스트피크값이 메인 피크값으로 오인하지 않고 제거하기 위해 다음의 과정을 더 수행할 수 있다.
도 4a에서 상관 피크값이 발생할 경우, 수신 신호와 생성한 PN 시퀀스를 상관할 경우 3가지 경우를 가정할 수 있다.
도 4a의 케이스 1(case 1)은 포스트 피크값이 나타날 경우이다. 이 경우 수신 신호의 이전 프레임바디의 상관값들과, 수신 신호의 포스트엠블 파트(postamble part)의 상관값들은 서로 낮은 상관성을 가진다(.
케이스 2(case 2)는 프리 피크값이 나타날 경우이다. 이 경우 수신 신호의 프리엠블 파트(preamble part)의 상관값들과, 수신 신호의 현재 프레임바디의 상관값들도 서로 낮은 상관성을 가진다.
하지만, 케이스 3(case 3)과 같이 메인 피크값이 나타날 경우, 수신 신호의 프레임 싱크 중 프리엠블 파트(preamble part)의 상관값들과, 프레임 싱크 중 포스트엠블 파트(postamble part)의 상관값들은 서로 높은 상관성을 가질 수 있다.
프리엠블과 포스트엠블은 각각 50개의 데이터와 115개의 데이터가 하나의 PN 시퀀스로부터 확장되어 부과된다.
여기에서 상기 프리엠블 파트(preamble part)는 50개 데이터의 프리엠블과 프레임싱크의 전단 115개(제 1부분)를 호칭하며, 상기 포스트엠블 파트(postamble part)는 115개 데이터의 포스트엠블과 프레임싱크 후단의 50개(제 3부분)를 호칭하고, 메인 파트(main part)라고 함은 확장되지 않고,수신단이 생성 다항식으로 생성한 PN 시퀀스만을 호칭한다.
따라서, 상기 프리엠블 파트(preamble part)와 상기 포스트엠블 파트(preamble part)는 동일한 데이터 값을 가지기 때문에 수신 신호의 샘플링 주파수 오차(sampling frequency offset)와 반송파 주파수 오프셋(sub-carrier frequency offset)을 무시할 수 있을 경우 그 상관값들도 동일한 값을 가지고, 높은 상관성을 가질 수 있다.
즉, 제 1 문턱값을 이용하여 검출한 상관 피크값에 대해, 그 피크값 앞의 165개(115개 + 50개) 상관 데이터 값과, 뒤의 165개 상관 데이터 값이 높은 상관을 보이면 제 1 문턱값으로 검출한 상관 피크값은 메인 피크값으로 판단할 수 있다.
그렇지 않은 경우 제 1 문턱값을 이용하여 검출한 상관 피크값은 메인 피크값이 아닌 프리 피크값 또는 포스트 피크값이다.
따라서, 상관 피크값들 중 앞의 165 길이의 상관값과 뒤의 165 길이의 상관값을 곱하고, 그 상관 결과값이 제 2 문턱값보다 큰 경우, 제 1 문턱값으로 검출한 피크값이 메인 피크값이라고 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제 1 문턱값을 기준으로 메인 피크값을 검출하여 동기 검출 확률을 높이고, 제 2 문턱값으로 검출되는 피크값이 메인 피크값인지 아닌지를 판별할 수 있다. 따라서, 동기 검출의 정확도를 높일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 동기 검출 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도이다. 도 5의 실시예는 DMB-T 전송 신호와 같이 훈련 신호가 일련의 의사잡음(PN 시퀀스)일 경우를 예로 하여 설명한다.
본 발명에 따른 동기 검출 장치의 일 실시예는 PN생성부(60), 상관기(65), 제 1 피크검출부(80) 및 제 2 피크검출부(90)를 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 동기 검출 장치는 거리산출부, PN정보생성부를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 동기 검출 장치의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
PN생성부(60)는 수신 신호의 프레임싱크에 포함된 훈련신호인 PN을 일정한 생성 다항식에 따라 생성할 수 있다.
상관기(65)의 상관부는 수신 신호와 PN생성부(60)가 생성한 PN 시퀀스를 상관한 제 1 상관값을 출력할 수 있다. 상관기(65)가 다수의 신호들을 상관하기 위해서는 다수의 곱셈부들이 필요로 하지만, 본 발명에 따른 동기 검출 장치의 일 실시예는 다수의 곱셈부를 사용하지 않고 상관을 할 수 있다. PN 시퀀스는 1과 0으로 이루어지지만, 본 발명에서는 PN 시퀀스를 1, -1로 바꾸어 연산할 수 있다.
즉, 상관기(65)는 생성된 PN 시퀀스와 훈련 신호에 포함된 PN 시퀀스에서 0을 -1로 치환하고, 두 시퀀스를 곱할 경우 곱셈 연산 없이 각 시퀀스 값의 부호만을 변환시켜 제 1 상관값을 얻을 수 있다. 상관기(65)는 상관값을 직접 연산할 수도 있지만, PN 시퀀스의 0을 -1로 치환하고, 치환한 값의 부호만을 변화시켜 상관값을 얻는 것도 가능하다.
상관기(65)의 적분부는 PN상관부(60)가 출력하는 상관 값 중 설정된 상관 구간 길이에서 상관값들을 적분하여 출력할 수 있다.
제 1 피크검출부(80)는 제 1 문턱값으로 상관기(65)가 산출한 상관값의 적분값이 제 1 문턱값을 넘는지 판단하고, 넘을 경우 제 2 피크검출부(90)를 구동시킬 수 있다.
제 2 피크검출부(90)는 제 1 피크검출부(80)가 출력하는 피크값의 전에 제 1 구간의 상관값들과, 피크값 후에 제 2 구간의 상관값들을 상관기(65)로부터 수신할 수 있다.
제 2 피크검출부(90) 중 곱셈부(90a)는 피크값의 전에 위치한 제 1 구간의 상관값들과, 피크값 후에 위치한 제 2 구간의 상관값들을 연산할 수 있다. 곱셈부(90a)는 상관값을 직접 연산할 수도 있지만, 1과, -1만을 포함한 상관값들을 곱할 경우 1과 -1만 발생하기 때문에 상관값의 부호만 변화시키는 것이 가능하다.
제 2 피크검출부(90)의 피크판단부(90b)는, 곱셈부(90a)가 출력한 제 2 상관값이 제 2 문턱값을 넘는지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 제 1 구간과 제 2 구간을 곱한 상관값이 제 2 문턱값을 넘을 경우 제 1 피크검출부(80)가 검출한 상관 피크값을 메인 피크값으로 결정할 수 있다. 이와 같이 하면, 메인 피크값에 따른 동기 검출이 용이하다.
반면, 거리산출부(미도시)는 메인 피크값을 검출한 후 검출 위치를 기초로 다음 프레임의 메인 피크값의 위치를 테이블 형태로 저장하고 있다가 저장된 메인 피크값들의 고유 거리를 산출할 수 있다.
PN정보생성부(미도시)는 거리산출부가 산출한 거리를 근거로 다음 프레임에 포함된 훈련 신호인 PN 시퀀스를 생성할 수 있는 정보를 PN생성부(60)로 출력할 수 있다. PN생성부(210)는 PN 시퀀스를 갱신하여 출력할 수 있다.
도 6은 도 5의 상관기가 출력하는 상관값과 제 1 문턱값을 비교하여 제 1 문턱값을 넘는 상관값을 검출한 결과를 나타낸 도면이다. 도 6은 메인 피크값이외에 포스트피크값과 프리피크값을 포함한다.
반면에, 도 7은 도 5의 제 2 피크검출부가 프리엠블파트와 포스트엠블파트의 상관값들을 곱하고, 그 곱셈 결과를 제 2 문턱값과 비교하여 산출한 메인 피크의 위치를 나타낸다. 도 7에서 보이듯이 프리피크값이나 포스트피크값이 없기 때문에 메인 피크값으로 동기 검출을 용이하고 정확하게 수행할 수 있다.
동일한 기술분야의 당업자가 본 특허명세서로부터 본 발명을 변경하거나 변형하는 것은 용이한 것이다. 그래서, 본 발명의 일 실시예가 상기 명확하게 기재되었더라도, 그것을 여러 가지로 변경하는 것은 본 발명의 사상과 관점으로부터 이탈하는 것이 아니며 그 사상과 관점 내에 있다고 해야 할 것이다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 동기 검출 장치 및 동기 검출 방법에 의하면 수신신호에 대한 동기 검출이 정확하고, 용이하다.

Claims (8)

  1. 생성 다항식에 따라 수신 신호에 포함된 훈련신호를 생성할 수 있는 훈련신호 생성부;
    수신 신호와 상기 생성한 훈련신호를 상관하는 상관기;
    상기 상관기가 출력하는 상관값이 제 1 문턱값을 넘을 경우 상관 피크(peak)값을 검출하는 제 1 피크검출부; 및
    상기 제 1 피크검출부가 상관 피크값을 검출할 경우 상기 상관기가 출력하는 상관 피크값 전의 제 1구간의 상관값들과, 상기 상관 피크값 후의 제 2 구간의 상관값들을 연산하고, 그 결과로부터 수신 신호의 동기를 검출하는 제 2 피크검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 피크검출부는. 상기 제 1 피크검출부가 상관 피크값을 검출할 경우 상기 상관기가 출력하는 상기 제 1 구간의 상관값들과, 상기 제 2 구간의 상관값들을 연산하는 곱셈부; 및
    상기 곱셈부의 연산 결과가 제 2 문턱값을 넘을 경우 상기 제 1 피크검출부가 검출한 상관 피크값으로 수신 신호의 동기를 결정하는 피크 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 곱셈부는 제 1 구간의 상관값들과 제 2 구간의 상관값들의 부호를 변환하여 상관값들의 연산 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수신 신호의 훈련 신호는 PN 시퀀스(pseudonoise sequence)인 것을 특징으로 하는 동기 검출 장치.
  5. 생성 다항식에 따라 수신 신호에 포함된 훈련신호를 생성하는 단계;
    상기 생성한 훈련 신호와 수신 신호의 제 1 상관값을 산출하는 단계;
    상기 산출한 결과 제 1 상관값의 피크값이 발생하는지 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 피크값이 발생할 경우 상기 피크값의 전에 제 1 구간의 상관값과, 상기 피크값 후의 제 2 구간의 상관값을 상관하여 제 2 상관값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출 결과 제 2 상관값이 제 2 문턱값을 넘을 경우 상기 수신 신호의 동기를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 동기 검출 방법에서 제 1 상관값은 생성한 훈련 신호와 수신 신호의 부호를 변환하여 산출하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 동기 검출 방법에서 제 2 상관값은 제 1 구간의 상관값과, 상기 피크값 후의 제 2 구간의 상관값의 부호를 변환하여 산출하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 수신 신호의 훈련 신호는 PN 시퀀스(pseudonoise sequence)인 것을 특징으로 하는 동기 검출 방법.
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