KR20080051003A - Apparatus and method for recovery a symbol timing using distance accumulation - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for recovering a symbol timing using distance accumulation are provided to improve a reception performance of a digital communication device by simply recovering the symbol timing based on accumulated distance values between oversampled data. A symbol timing recovery apparatus includes a folding unit(310), a distance accumulating unit(320), and a timing acknowledging unit(330). The folding unit folds oversampled data in plural symbol periods into one symbol period, so that a distance accumulated value represents a timing error performance. The distance accumulating unit calculates a distance accumulated value between oversampled data and measures a distance in respective timings. The timing acknowledging unit compares the calculated distance accumulated values with each other and detects a timing, when the distance accumulated value is the smallest.

Description

거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치 및 그 방법{Apparatus and method for recovery a symbol timing using distance accumulation}Apparatus and method for recovery a symbol timing using distance accumulation}

본 발명은 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오버 샘플링된 데이터를 폴딩하고 해당 타이밍에 따라 계산된 오버 샘플링된 데이터 간의 거리누적값들을 비교하여 최소 거리누적값에 대응된 타이밍을 확인함으로써 심볼 타이밍 복구에 이용하기 위한, 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for recovering a symbol timing using distance accumulation. More particularly, the present invention relates to a method for recovering a symbol timing, and more particularly, to accumulate over-sampled data and to compare distance accumulated values between the over-sampled data calculated according to the timing. The present invention relates to a symbol timing recovery apparatus using distance accumulation and a method thereof for use in symbol timing recovery by checking a timing corresponding to the timing.

본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-046-02, 과제명: 전파자원이용 기반기술].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication [Task management number: 2005-S-046-02, Task name: Radio resource utilization base technology].

디지털 통신 시스템에서 수신 성능은 정해진 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio: SNR)의 주파수 및 위상에 의해 직접적인 영향을 받는다. 특히, 상기 디지털 통신 시스템에서는 전파 환경이 다양하여 송신신호의 위상과 입력신호의 위상에 차 이가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 디지털 통신 시스템에서는 상기와 같은 위상 차를 보상(특히, 수신단에서 정확한 심볼 타이밍을 보상)해줘야만 변화하는 전파환경에서 최적의 성능을 갖는다. In a digital communication system, reception performance is directly affected by the frequency and phase of a given signal-to-noise ratio (SNR). In particular, in the digital communication system, a difference may occur between a phase of a transmission signal and a phase of an input signal due to various radio wave environments. Therefore, in the digital communication system, the above-described phase difference must be compensated for (in particular, correct symbol timing at the receiving end) to have optimum performance in a changing radio wave environment.

상기와 같은 이유로, 디지털 통신 시스템에서는 심볼 타이밍 복구 과정이 필요하다. For the above reason, a symbol timing recovery process is required in a digital communication system.

현재까지 타이밍 복구 과정과 관련하여 많은 연구가 진행되었다. 상기 타이밍 복구 과정의 목적은 정확한 심볼 타이밍 동기를 찾으려는데 있다. 이에, 타이밍 동기에 관련된 대표적인 종래의 방식으로는 NSL(Nonlinear Spectral Line) 방식 및 가드너(gardner) 방식이 있다. To date, much research has been done on the timing recovery process. The purpose of the timing recovery process is to find the correct symbol timing synchronization. Thus, representative conventional methods related to timing synchronization include NSL (Nonlinear Spectral Line) and Gardner.

도 1은 종래의 NSL 방식을 나타낸 설명도이고, 도 2는 종래의 가드너 방식을 나타낸 설명도이다.1 is an explanatory diagram showing a conventional NSL method, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a conventional Gardner method.

먼저, 도 1을 참조하여 NSL 방식에 대하여 살펴보면, 종래의 NSL 방식은 수신신호를 제곱하면 원 신호의 심볼 주기를 가지게 된다는 특성을 이용한 것이다. 종래의 NSL 방식은 수신신호를 제곱하여 대역 통과 필터를 거쳐 타이밍 톤(timing tone)을 얻어내는 방식이다.First, the NSL method will be described with reference to FIG. 1. In the conventional NSL method, a squared received signal has a characteristic of having a symbol period of an original signal. The conventional NSL method is a method of obtaining a timing tone through a band pass filter by squaring a received signal.

한편, 도 2를 참조하여 가드너 방식을 살펴보면, 종래의 가드너 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)에 적합하도록 개발되었다. 종래의 가드너 방식은 심볼의 영점 교차점(zero crossing point)을 검출하는데, 인접 샘플들의 값을 이용하여 기울기를 교정한다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the conventional Gardner method has been developed to be suitable for Binary Phase Shift Keying (BPSK) or Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). The conventional Gardner method detects a zero crossing point of a symbol, and corrects a slope by using values of adjacent samples.

또한, 종래의 가드너 방식은 타이밍 에러 검출기(Timing Error Detector: TED)를 이용한다. 여기서, 상기 타이밍 에러 검출기는 하기 [수학식 1]이 수신신호의 확률분포함수(Probability Distribution Function: PDF)에 의해 유도된다.In addition, the conventional Gardner method uses a timing error detector (TED). Here, the timing error detector is represented by Equation 1 below using a probability distribution function (PDF) of a received signal.

Figure 112007065542902-PAT00001
Figure 112007065542902-PAT00001

여기서, "y(n)"은 타이밍 복구 블록의 입력이며, "

Figure 112007065542902-PAT00002
"은 추정할 타이밍 위상(phase)을 나타낸다.Here, "y (n)" is an input of the timing recovery block, and "
Figure 112007065542902-PAT00002
Represents the timing phase to be estimated.

종래의 가드너 방식은 타이밍 복구를 위해, 타이밍 에러(timing error)를 작게 하고자 하는 방향으로 반복(recursion)을 수행하고, 수렴 값을 통해 타이밍 톤을 복구한다. 그러나, 심볼동기를 위해 사용되는 종래의 NSL 방식이나 가드너 방식은, 다중 페이딩 환경에서 성능이 좋지만 구조가 복잡하여 단순한 방식을 요하는 디지털 무전기와 같은 무선통신 환경에는 적합하지 않다.The conventional Gardner method performs recursion in a direction to reduce timing error and recovers the timing tone through the convergence value for timing recovery. However, the conventional NSL method or Gardner method used for symbol synchronization is not suitable for a wireless communication environment such as a digital radio which has a good performance in a multi fading environment but requires a simple method due to its complicated structure.

즉, 디지털 무전기와 같은 디지털 통신 시스템은 다양한 전파 환경상에 쉽게 노출되기 때문에, 전술한 바와 같은 타이밍 복구 과정이 중요하나, 디지털 무전기와 같은 저가의 모델에서는, 단순한 방식에 따라 수신 성능을 향상시켜야 한다.That is, since a digital communication system such as a digital radio is easily exposed to various propagation environments, the timing recovery process as described above is important, but in a low-cost model such as a digital radio, reception performance must be improved in a simple manner.

따라서, 디지털 무전기와 같은 저가의 디지털 무선 시스템에서는, 타이밍 복구를 수행하여 수신 성능을 향상시킴에 있어서, 특히 단순한 구조에 의한 타이밍 복구 방식이 제안될 필요성이 있다.Therefore, in a low-cost digital radio system such as a digital radio, there is a need for a timing recovery scheme with a particularly simple structure in performing timing recovery to improve reception performance.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 오버 샘플링된 데이터를 폴딩하고 해당 타이밍에 따라 계산된 오버 샘플링된 데이터 간의 거리누적값들을 비교하여 최소 거리누적값에 대응된 타이밍을 확인함으로써 심볼 타이밍 복구에 이용하기 위한, 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problem, and symbol timing by folding over-sampled data and comparing the accumulated value between the oversampled data calculated according to the corresponding timing to check the timing corresponding to the minimum accumulated value. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for recovering symbol timing using distance accumulation, for use in recovery.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명은, 심볼 타이밍 복구 장치에 있어서, 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 성능을 나타낼 수 있도록, 다수의 심볼구간에 존재하는 '오버 샘플링된 데이터'를 하나의 심볼구간으로 폴딩시키기 위한 폴딩 수단; 상기 폴딩 수단에 의해 폴딩된 '오버 샘플링된 데이터'간의 거리누적값을 계산하여 각 타이밍에서의 거리를 측정하기 위한 거리 누적 수단; 및 상기 거리 누적 수단에 의해 계산된 거리누적값들을 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하기 위한 타이밍 확인 수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a symbol timing recovery apparatus, comprising: folding means for folding “over sampled data” existing in a plurality of symbol intervals into one symbol interval such that a distance accumulated value indicates a timing error performance; Distance accumulation means for calculating a distance accumulation value between 'over sampled data' folded by the folding means and measuring the distance at each timing; And timing checking means for comparing the distance accumulation values calculated by the distance accumulation means and confirming the timing at which the distance accumulation value is minimum.

또한, 본 발명은 심볼 타이밍 복구 방법에 있어서, 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 성능을 나타낼 수 있도록, 다수의 심볼구간에 존재하는 '오버 샘플링된 데이터'를 하나의 심볼구간으로 폴딩시키는 폴딩 단계; 상기 폴딩된 '오버 샘플링된 데이터'간의 거리누적값을 계산하여 각 타이밍에서의 거리를 측정하는 거리 측정 단계; 및 상기 계산된 거리누적값들을 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하여 심볼 타이밍을 복구하는 심볼 타이밍 복구 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a method for recovering a symbol timing, the method comprising: folding a 'oversampled data' present in a plurality of symbol intervals into one symbol interval such that a distance accumulated value indicates a timing error performance; A distance measurement step of calculating a distance accumulation value between the folded “over sampled data” and measuring a distance at each timing; And a symbol timing recovery step of recovering the symbol timing by comparing the calculated distance accumulation values to check timing of the minimum distance accumulation value.

상기와 같은 본 발명은 단순한 디지털 통신 시스템에서 간단한 구조의 타이밍 복구를 수행함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of improving the reception performance by performing a timing recovery of a simple structure in a simple digital communication system.

또한, 본 발명은 디지털 무전기와 같은 저가의 디지털 무선 시스템에서 타이밍 복구를 수행하여 수신 성능을 향상시킬 수 있는 단순한 구조에 의한 타이밍 복구 방식에 적합한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that is suitable for the timing recovery method by a simple structure that can improve the reception performance by performing the timing recovery in a low-cost digital wireless system such as a digital radio.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명 을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 디지털 통신 시스템은 디지털 필터링 등을 수행하기 위해 심볼 속도보다 빠른 속도로 샘플링(sampling)을 수행한다. 본 발명은 상기와 같이 오버 샘플링된 데이터를 이용하여 심볼 타이밍 복구를 수행한다.Prior to describing the present invention, the digital communication system to which the present invention is applied performs sampling at a speed faster than the symbol rate in order to perform digital filtering and the like. The present invention performs symbol timing recovery using the oversampled data as described above.

도 3은 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치에 대한 일실시예 구성도이다.3 is a diagram illustrating an embodiment of a symbol timing recovery apparatus using distance accumulation according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치(이하 "타이밍 복구 장치"라 함)는, 폴딩부(folding, 310), 거리누적부(320), 인터폴레이터부(interpolator, 330)를 포함한다.As shown in FIG. 3, a symbol timing recovery apparatus (hereinafter, referred to as a "timing recovery apparatus") using distance accumulation according to the present invention includes a folding unit 310, a distance accumulation unit 320, and an interpolator unit. (interpolator, 330).

폴딩부(310)는 오버 샘플링된 데이터를 디지털 신호를 판단할 때 기준이 되는 성상도의 한 구획(즉, 소정의 사분면)으로 이동시킨다. 예를 들어, 상기 폴딩부(310)는 성상도의 좌표평면상에서 2, 3, 4 사분면에 위치한 오버 샘플링된 데이터를 1 사분면으로 폴딩한다.The folding unit 310 moves the oversampled data to one section of the constellation (that is, a predetermined quadrant) when the digital signal is determined. For example, the folding unit 310 folds over-sampled data located in 2, 3, and 4 quadrants on the coordinate plane of the constellation into one quadrant.

구체적으로, QPSK의 경우에 타이밍 에러에 따라 폴딩 전과 폴딩 후의 성상도를 도 4 내지 도 6과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 도 4는 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 0인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도이고, 도 5는 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 1/8인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도이고, 도 6은 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 1/4인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도이다. Specifically, in the case of QPSK, the constellations before folding and after folding may be shown as shown in FIGS. 4 to 6 according to timing errors. That is, FIG. 4 is an embodiment constellation diagram before and after folding when the timing error of QPSK to which the present invention is applied is zero, and FIG. 5 is before and after folding when timing error 1/8 of the QPSK to which the present invention is applied. 6 is an embodiment constellation diagram before and after folding when the timing error 1/4 of the QPSK to which the present invention is applied.

도 4 내지 도 6에서는 각각 폴딩 전을 "(a)" 및 폴딩 후를 "(b)"로 구분하여 나타내었다. In FIGS. 4 to 6, "(a)" and "(b)" are shown after folding, respectively, before folding.

도 4 내지 도 6에서는 타이밍 에러가 클수록 성상도에서의 분산이 커지는 것을 확인할 수 있다.4 to 6, it can be seen that the greater the timing error, the greater the dispersion in the constellation.

한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 폴딩부(310)는 성상도의 좌표평면상에서 2, 3, 4 사분면에 있는 오버 샘플링된 데이터를 1 사분면으로 이동시킨다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 4 to 6, the folding unit 310 moves oversampled data in quadrants 2, 3, and 4 on the coordinate plane of the constellation diagram to one quadrant.

즉, 폴딩부(310)는 오버 샘플링된 데이터를 성상도의 한 구획으로 이동시킴으로써, 모듈레이션 방식과 상관없이 거리누적부(320)에 의해 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 정도를 나타내기 위해 필요하다. 즉, 오버 샘플링된 데이터는 모듈레이션 방식에 따라 거리 누적하면 그 값이 달라지기 때문에, 폴딩되지 않은 오버 샘플링된 데이터 간의 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 정도를 나타낼 수 없게 된다. 따라서, 모듈레이션 방식에 무관하게 거리누적부(320)에 의해 누적된 거리값이 타이밍 에러정도를 나타낼 수 있도록 오버 샘플링된 데이터를 폴딩한다.That is, the folding unit 310 moves the oversampled data to one section of the constellation, so that the value accumulated by the distance by the distance accumulator 320 is necessary to indicate the timing error degree regardless of the modulation method. . That is, since the value of the oversampled data is different when the distance is accumulated according to the modulation method, the value accumulated by the distance between the unfolded oversampled data cannot represent the degree of timing error. Thus, regardless of the modulation method, the oversampled data is folded so that the distance value accumulated by the distance accumulator 320 may indicate a timing error degree.

통상의 모듈레이션 방식에서 오버 샘플링된 데이터의 타이밍 에러가 클수록 성상도의 분산이 커지는데, 거리누적부(320)는 상기와 같이 타이밍 에러에 대응되는 성상도의 분산을 측정하기 위해 각각의 오버 샘플링된 데이터 간의 거리의 합을 이용한다. 즉, 거리누적부(320)는 폴딩부(310)로부터 폴딩된 각 오버 샘플링된 데이터 간 거리의 값을 누적한다. 이때, 각 오버 샘플링된 데이터 간 거리를 누적한 값의 제곱(

Figure 112007065542902-PAT00003
)은 하기 [수학식 2]와 같이 나타낸다.In the conventional modulation scheme, the larger the timing error of the oversampled data, the larger the dispersion of constellations. The distance accumulator 320 is over-sampled to measure the dispersion of the constellations corresponding to the timing errors. Use the sum of the distances between the data. That is, the distance accumulator 320 accumulates the value of the distance between the oversampled data folded from the folding unit 310. At this time, the square of the value accumulated the distance between each oversampled data (
Figure 112007065542902-PAT00003
) Is represented by the following [Equation 2].

Figure 112007065542902-PAT00004
Figure 112007065542902-PAT00004

여기서, 상기 "I" 및 "Q"는 각각 복소신호를 극좌표로 나타낸 경우에 "I-채널성분(In-phase)"과 "Q-채널성분(Quadrature-phase)"을 나타낸다. 또한, 상기 "k"는 샘플링된 순서를 나타낸다. 즉, "Ik"는 "Ik -1"보다 한 샘플링 주기 후에 샘플링된 데이터를 나타낸다.Here, "I" and "Q" represent "I-channel component" and "Q-channel component (Quadrature-phase)" when the complex signal is represented by polar coordinates, respectively. In addition, "k" represents the order of sampling. That is, "I k " represents data sampled one sampling period after "I k -1 ".

인터폴레이터부(330)는 거리누적부(320)에 의해 계산된 오버 샘플링된 데이터 간 거리누적값이 입력되면, 상기 각 오버 샘플링된 데이터 간 거리누적값(

Figure 112007065542902-PAT00005
)이 최소인 경우에 타이밍을 계산한다. 만약 오버 샘플링된 데이터 간의 최소 거리누적값이 다수인 경우에, 인터폴레이터부(330)는 최소 거리누적값에 대응된 타이밍 중간값으로 타이밍을 계산한다.When the interpolator 330 receives a distance accumulation value between the oversampled data calculated by the distance accumulation unit 320, the interpolator unit 330 receives a distance accumulation value between the respective oversampled data (
Figure 112007065542902-PAT00005
If) is the minimum, the timing is calculated. If the minimum distance accumulation value between the oversampled data is plural, the interpolator 330 calculates the timing using a timing intermediate value corresponding to the minimum distance accumulation value.

예를 들어, 4배의 오버 샘플링 데이터를 이용하는 경우를 가정한다. 이때, 오버 샘플링 데이터의 타이밍을 각각 t1, t2, t3, t4라고 하고, 각각의 타이밍에 대응되는 거리누적값을 2, 1, 1, 2라 가정한다. 그러면, 오버 샘플링된 데이터 간 거리를 누적한 값이 최소인 경우를 갖는 타이밍이 t2와 t3의 중간에 존재하게 되므 로, 인터폴레이터부(330)는 t2와 t3의 중간값으로 타이밍을 계산한다. 즉, 인터폴레이터부(330)는 "(t2+t3)/2"로 타이밍을 계산한다.For example, suppose that 4 times oversampling data is used. In this case, it is assumed that the timings of the oversampling data are t1, t2, t3, and t4, and the distance accumulation values corresponding to the respective timings are 2, 1, 1, and 2, respectively. Then, the timing having the minimum accumulated value between the oversampled data is present in the middle of t2 and t3, so that the interpolator 330 calculates the timing using the intermediate value of t2 and t3. That is, the interpolator unit 330 calculates the timing as "(t2 + t3) / 2".

이와 같이, 인터폴레이터부(330)는 상기와 같이 타이밍 에러가 최소인 경우의 심볼을 추출할 수 있는 타이밍 정보를 확인한다. As described above, the interpolator 330 checks timing information for extracting a symbol when the timing error is minimal as described above.

도 7은 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치에 대한 다른 실시예 구성도이다.7 is a diagram illustrating another embodiment of a symbol timing recovery apparatus using distance accumulation according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이밍 복구 장치는 도 3의 인터폴레이터부(330)를 대체하여 비교부(730)를 이용할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 타이밍 복구 장치는 소정의 오버 샘플링 수에 따라, 연산이 비교적 복잡한 인터폴레이터부(330) 대신에 연산이 단순한 비교부(730)를 이용하여 오버 샘플링된 데이터 간의 누적 거리가 최소인 타이밍을 구한다. 여기서, 본 발명에 따른 타이밍 복구 장치는 타이밍 에러가 "심볼주기/(오버 샘플링 수×2)"로 결정되기 때문에, "오버 샘플링 수"가 커질수록 타이밍이 정교해진다. 바람직하게, 본 발명에 따른 타이밍 복구 장치는 "8 오버 샘플링 이상"인 경우에 인터폴레이터부(330)를 대신하여 비교부(730)를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 7, the timing recovery apparatus according to the present invention may use the comparator 730 instead of the interpolator 330 of FIG. 3. That is, in the timing recovery apparatus according to the present invention, the cumulative distance between the oversampled data is minimized by using the comparator 730 having a simple operation instead of the interpolator 330 having a relatively complicated operation according to a predetermined number of oversampling. Find the timing. Here, in the timing recovery apparatus according to the present invention, since the timing error is determined as "symbol period / (oversampling number x 2)", the timing becomes finer as the "oversampling number" increases. Preferably, the timing recovery apparatus according to the present invention may use the comparator 730 in place of the interpolator 330 in the case of "over 8 oversampling".

한편, 비교부(730)는 거리누적값을 단순 비교함으로써, 거리누적값이 최소인 타이밍을 구할 수 있다. 예를 들어, 비교부(730)는 누적 거리가 1, 5, 7, 10인 경우에 누적 거리 "1"의 타이밍을 최소의 타이밍으로 구한다.On the other hand, the comparison unit 730 can obtain a timing of the minimum distance accumulation value by simply comparing the distance accumulation value. For example, when the cumulative distance is 1, 5, 7, 10, the comparator 730 obtains the timing of the cumulative distance "1" as the minimum timing.

도 8은 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a symbol timing recovery method using distance accumulation according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이밍 복구 장치는 오버 샘플링된 데이터를 성상도의 한 구획으로 이동시킨다(S801). 즉, 타이밍 복구 장치는 해당 타이밍마다 오버 샘플링시 데이터를 폴딩한다.As shown in FIG. 8, the timing recovery apparatus according to the present invention moves the oversampled data to one section of the constellation (S801). That is, the timing recovery device folds data upon oversampling at each timing.

이후, 타이밍 복구 장치는 폴딩된 오버 샘플링된 데이터 간의 거리누적값을 계산한다(S802). 즉, 타이밍 복구 장치는 해당 타이밍마다 폴딩된 오버 샘플링된 데이터 간의 거리누적값을 계산한다.Thereafter, the timing recovery apparatus calculates a distance accumulation value between the folded oversampled data (S802). That is, the timing recovery apparatus calculates a distance accumulation value between the oversampled data folded for each timing.

그런 다음, 타이밍 복구 장치는 상기와 같이 계산된 거리누적값이 최소인 경우의 타이밍(이는 타이밍 에러가 최소인 경우의 심볼을 추출할 수 있는 타이밍 정보임)을 이용하여 심볼 타이밍을 복구한다(S803). 타이밍 복구 장치는 상기와 같이 계산된 타이밍을 이용하여 심볼을 추출한다.Then, the timing recovery apparatus recovers the symbol timing by using the timing when the distance accumulation value calculated as described above is the minimum (this is timing information for extracting the symbol when the timing error is minimum) (S803). ). The timing recovery apparatus extracts a symbol by using the timing calculated as described above.

도 9a는 본 발명이 적용되는 QPSK의 경우에 오버 샘플링된 데이터의 폴딩 후에 대한 일실시예 성상도이고, 도 9b는 도 9a의 거리누적값 및 타이밍에 대한 일실시예 그래프이다.FIG. 9A is an embodiment constellation diagram after folding of oversampled data in case of QPSK to which the present invention is applied, and FIG. 9B is an embodiment graph of the distance accumulation value and timing of FIG. 9A.

도 9a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 타이밍 복구 장치는 QPSK의 경우에 오버 샘플링된 데이터가 폴딩을 통해 하나의 성상도 구획으로 모든 점이 모이게 된다.As shown in FIG. 9A, in the case of the QPSK, the timing recovery apparatus collects all points into one constellation section through folding of the oversampled data.

이후, 타이밍 복구 장치는 하나의 성상도 구획으로 모인 점들의 각 타이밍 (즉, t1, t2, t3, t4)에서의 거리누적값을 계산하면, 하기 [표 1]과 같다.Thereafter, the timing recovery apparatus calculates a distance accumulation value at each timing (that is, t1, t2, t3, and t4) of the points collected in one constellation section, as shown in Table 1 below.

타이밍timing 거리누적값Cumulative distance t1t1 1010 t2t2 33 t3t3 77 t4t4 1212

타이밍 복구 장치는 통상의 인터폴레이션을 수행하면, 도 9b와 같이 나타난다. 여기서, 타이밍 복구 장치는 '2차 인터폴레이션(quadratic interpolation)' 방식을 이용한다.When the timing recovery apparatus performs normal interpolation, it appears as shown in FIG. 9B. Here, the timing recovery apparatus uses a 'quadratic interpolation' method.

타이밍 복구 장치는 도 3의 인터폴레이션부(330) 또는 도 7의 비교부(730)를 이용하여 거리누적값이 최소인 경우에 타이밍을 확인하고 심볼 타이밍을 복구한다. The timing recovery apparatus uses the interpolation unit 330 of FIG. 3 or the comparison unit 730 of FIG. 7 to confirm timing and recover symbol timing when the distance accumulation value is minimum.

도 9b는 거리누적값의 인터폴레이션 결과에 대한 그래프(이하 "제1 그래프"라 함) 및 거리누적값의 단순 표시에 대한 그래프(이하 "제2 그래프"라 함)를 나타낸다. FIG. 9B shows a graph for the interpolation result of the distance accumulation value (hereinafter referred to as "first graph") and a graph for a simple display of the distance accumulation value (hereinafter referred to as "second graph").

도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 그래프는 인터폴레이션의 결과로 거리누적값의 최소인 경우에 타이밍이 "t2.4"에 있음을 알 수 있다. 따라서, 타이밍 복구 장치는 인터폴레이션부(330)를 이용하는 경우에 거리누적값이 최소인 경우의 타이밍인 "t2.4"를 타이밍으로 결정한다.As shown in FIG. 9B, the first graph shows that the timing is at “t2.4” when the distance accumulation value is the minimum as a result of interpolation. Therefore, when the interpolation unit 330 is used, the timing recovery apparatus determines, as timing, "t2.4" which is the timing when the distance accumulation value is minimum.

한편, 상기 제2 그래프는 거리누적값을 단순 표시한 결과로 거리누적값이 최소인 경우에 타이밍이 "t2"에 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 타이밍 복구 장치는 비교부(730)를 이용하는 경우에 거리누적값이 최소인 경우의 타이밍인 "t2"를 타이밍으로 결정한다.On the other hand, the second graph shows that the timing is at "t2" when the distance accumulation value is the minimum as a result of simply displaying the distance accumulation value. Accordingly, the timing recovery apparatus determines, as the timing, "t2" which is a timing when the distance accumulation value is minimum when the comparison unit 730 is used.

이와 같이, 본 발명의 타이밍 복구 장치는 인터폴레이션부(330)를 이용하는 경우에 구현이 복잡하지만 낮은 오버 샘플링에서도 비교적 정확한 타이밍을 확인함으로써, 비교부(730)를 이용하는 경우보다 정확한 타이밍을 복구할 수 있다.As described above, the timing recovery apparatus of the present invention is complex in the case of using the interpolation unit 330 but checks the relatively accurate timing even at low oversampling, thereby recovering more accurate timing than using the comparator 730. .

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 종래의 NSL 방식을 나타낸 설명도,1 is an explanatory diagram showing a conventional NSL method;

도 2는 종래의 가드너 방식을 나타낸 설명도,2 is an explanatory diagram showing a conventional Gardner method,

도 3은 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치에 대한 일실시예 구성도,3 is a block diagram of an embodiment of a symbol timing recovery apparatus using distance accumulation according to the present invention;

도 4는 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 0인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도,Figure 4 is an embodiment constellation diagram before and after folding when the timing error 0 of the QPSK to which the present invention is applied,

도 5는 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 1/8인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도,FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of before and after folding when the timing error 1/8 of the QPSK to which the present invention is applied; FIG.

도 6은 본 발명이 적용되는 QPSK의 타이밍 에러 1/4인 경우에 폴딩 전후에 대한 일실시예 성상도.Figure 6 is an embodiment constellation diagram before and after folding when the timing error 1/4 of the QPSK to which the present invention is applied.

도 7는 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치에 대한 다른 실시예 구성도,7 is a block diagram of another embodiment of a symbol timing recovery apparatus using distance accumulation according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법에 대한 일실시예 흐름도,8 is a flowchart illustrating a symbol timing recovery method using distance accumulation according to the present invention;

도 9a는 본 발명이 적용되는 QPSK의 경우에 오버 샘플링된 데이터의 폴딩 후에 대한 일실시예 성상도,9A is an embodiment constellation diagram after folding of oversampled data in case of QPSK to which the present invention is applied;

도 9b는 도 9a의 거리누적값 및 타이밍에 대한 일실시예 그래프이다.FIG. 9B is a graph of one embodiment of the distance accumulation value and the timing of FIG. 9A.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing

310: 폴딩부310: folding unit

320: 거리누적부320: street accumulation

330: 인터폴레이션부330: interpolation unit

730: 비교부730: comparison unit

Claims (14)

심볼 타이밍 복구 장치에 있어서,In the symbol timing recovery apparatus, 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 성능을 나타낼 수 있도록, 다수의 심볼구간에 존재하는 '오버 샘플링된 데이터'를 하나의 심볼구간으로 폴딩시키기 위한 폴딩 수단;Folding means for folding "over sampled data" present in a plurality of symbol intervals into one symbol interval so that a value accumulated in distance can indicate timing error performance; 상기 폴딩 수단에 의해 폴딩된 '오버 샘플링된 데이터'간의 거리누적값을 계산하여 각 타이밍에서의 거리를 측정하기 위한 거리 누적 수단; 및Distance accumulation means for calculating a distance accumulation value between 'over sampled data' folded by the folding means and measuring the distance at each timing; And 상기 거리 누적 수단에 의해 계산된 거리누적값들을 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하기 위한 타이밍 확인 수단Timing checking means for confirming a timing at which the distance accumulation value is minimum by comparing the distance accumulation values calculated by the distance accumulation means; 을 포함하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.Symbol timing recovery apparatus using a distance accumulation including a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 폴딩 수단은,The folding means, 디지털 신호 성상도의 제1 내지 제4 사분면에 있는 '오버 샘플링된 데이터'를 제1 내지 제4 사분면 중 어느 하나의 사분면으로 폴딩시키는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.And 'folding over-sampled data' in the first to fourth quadrants of the digital signal constellation into one of the first to fourth quadrants. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 타이밍은,The timing is 타이밍 에러가 최소인 경우의 심볼을 추출할 수 있는 타이밍 정보로서, 이를 이용하여 심볼 타이밍을 복구하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.An apparatus for recovering symbol timing using distance accumulation, wherein the symbol information can be extracted when a timing error is minimal, and the symbol timing is recovered using the symbol information. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 타이밍 확인 수단은,The timing checking means, 소정의 오버 샘플링 수인 경우에, 상기 거리 누적 수단에 의해 계산된 거리누적값들을 수치상으로 단순 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.In the case of a predetermined number of oversampling, symbol timing recovery apparatus using distance accumulation, characterized in that the distance accumulation value is determined by simply comparing the distance accumulation values calculated by the distance accumulation means numerically. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 오버 샘플링 수는, The oversampling number is 8 이상인 경우임을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.Symbol timing recovery apparatus using distance accumulation, characterized in that the case of more than 8. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 타이밍 확인 수단은,The timing checking means, 상기 거리 누적 수단에 의해 계산된 거리누적값들을 2차 인터폴레이션(quadratic interpolation) 방식의 수행결과에 따라 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.And determining the timing at which the distance accumulation value is minimum according to a result of performing a quadratic interpolation method on the distance accumulation values calculated by the distance accumulation means. 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 타이밍 확인 수단은,The timing checking means, 상기 거리 누적 수단에 의해 계산된 최소 거리누적값이 적어도 두 개인 경우에 상기 적어도 두 개의 최소 거리누적값에 대응된 타이밍의 중간값으로 타이밍을 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 장치.Symbol timing recovery apparatus using distance accumulation, characterized in that the timing is calculated as an intermediate value of the timing corresponding to the at least two minimum distance accumulation value when the minimum distance accumulation value calculated by the distance accumulation means is at least two. . 심볼 타이밍 복구 방법에 있어서,In the symbol timing recovery method, 거리를 누적한 값이 타이밍 에러 성능을 나타낼 수 있도록, 다수의 심볼구간에 존재하는 '오버 샘플링된 데이터'를 하나의 심볼구간으로 폴딩시키는 폴딩 단계;Folding the 'over sampled data' present in the plurality of symbol intervals into one symbol interval so that the accumulated value of the distance may indicate timing error performance; 상기 폴딩된 '오버 샘플링된 데이터'간의 거리누적값을 계산하여 각 타이밍에서의 거리를 측정하는 거리 측정 단계; 및A distance measurement step of calculating a distance accumulation value between the folded “over sampled data” and measuring a distance at each timing; And 상기 계산된 거리누적값들을 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하여 심볼 타이밍을 복구하는 심볼 타이밍 복구 단계A symbol timing recovery step of recovering symbol timing by comparing the calculated distance accumulation values to check timing of minimum distance accumulation values. 를 포함하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.Symbol timing recovery method using a distance accumulation including a. 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 폴딩 단계는,The folding step, 디지털 신호 성상도의 제1 내지 제4 사분면에 있는 '오버 샘플링된 데이터'를 제1 내지 제4 사분면 중 어느 하나의 사분면으로 폴딩시키는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.A method for recovering symbol timing using distance accumulation, characterized by folding 'over sampled data' in the first to fourth quadrants of the digital signal constellation into one of the first to fourth quadrants. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 타이밍은,The timing is 타이밍 에러가 최소인 경우의 심볼을 추출할 수 있는 타이밍 정보임을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.Symbol timing recovery method using distance accumulation, characterized in that the timing information to extract the symbol when the timing error is minimal. 제10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 심볼 타이밍 복구 단계는,The symbol timing recovery step, 소정의 오버 샘플링 수인 경우에, 상기 계산된 거리누적값들을 수치상으로 단순 비교하여 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.In the case of a predetermined number of oversampling, symbol timing recovery method using distance accumulation, characterized in that by comparing the calculated distance cumulative values numerically simply to determine the timing of the minimum distance cumulative value. 제10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 오버 샘플링 수는, The oversampling number is 8 이상인 경우임을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.Symbol timing recovery method using distance accumulation, characterized in that the case of more than 8. 제10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 심볼 타이밍 복구 단계는,The symbol timing recovery step, 상기 계산된 거리누적값들을 2차 인터폴레이션(quadratic interpolation) 방식의 수행결과에 따라 거리누적값이 최소인 타이밍을 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.And determining the timing of the minimum distance accumulation value according to a result of performing the quadratic interpolation method on the calculated distance accumulation values. 제13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 심볼 타이밍 복구 단계는,The symbol timing recovery step, 상기 계산된 최소 거리누적값이 적어도 두 개인 경우에 상기 적어도 두 개의 최소 거리누적값에 대응된 타이밍의 중간값으로 타이밍을 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 누적을 이용한 심볼 타이밍 복구 방법.And calculating the timing as an intermediate value of the timings corresponding to the at least two minimum distance accumulation values when the calculated minimum distance accumulation values are at least two.
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