KR20100058931A - 수신기의 ｃｃｉ／ｓｐｕｒ 잡음 제거 장치 및 방법 - Google Patents

수신기의 ｃｃｉ／ｓｐｕｒ 잡음 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용한 디지털 비디오 방송(DVB : Digital Video Broadcasting) 수신기의 CCI(Co-Channel Interference)/SPUR 잡음 제거 기술에 관한 것으로, 특히 수신 신호에 CCI/SPUR 잡음이 혼입됨을 감지해서 혼입된 CCI/SPUR 잡음을 제거하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 수신기에서 CCI/SPUR 잡음을 제거함으로써 수신기의 수신 성능을 향상시키고, CCI/SPUR 잡음이 존재하는 환경에서 수신기의 초기 동기 과정을 올바르게 수행하는 효과가 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), DVB(Digital Video Broadcasting), CCI(Co-Channel Interference), SPUR 잡음

Description

수신기의 ＣＣＩ／ＳＰＵＲ 잡음 제거 장치 및 방법{Co-Channel Interference/Spur noise removal apparatus of receiver and method for the same}
본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용한 디지털 비디오 방송(DVB : Digital Video Broadcasting) 수신기의 CCI(Co-Channel Interference)/SPUR 잡음 제거 기술에 관한 것으로, 특히 수신 신호에 CCI/SPUR 잡음이 혼입됨을 감지해서 혼입된 CCI/SPUR 잡음을 제거하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 기술에 관한 것이다.
종래 디지털 비디오 방송 시스템에서 디지털 비디오 방송 신호가 전송되는 주파수 대역에 아날로그 텔레비전 방송 신호가 전송되는 경우가 발생할 수 있다.
디지털 비디오 방송 신호가 전송되는 주파수 대역에 아날로그 텔레비전 방송 신호가 전송되면 아날로그 텔레비전 방송 신호가 디지털 비디오 방송 신호에 대해 간섭 신호로 작용해서 디지털 비디오 방송 신호는 상대적으로 신호 대 잡음비가 낮 아지므로 디지털 비디오 방송 수신기의 수신 성능이 저하된다.
그리고 디지털 비디오 방송 수신기를 구성하는 여러 소자들의 상호 간섭에 의해 아주 좁은 주파수 대역에서 큰 전력을 가지는 SPUR 잡음이 발생할 수 있다.
SPUR 잡음이 존재하는 주파수 대역에서는 디지털 비디오 방송 수신기에서의 수신 신호의 신호 대 잡음비가 낮아져 디지털 비디오 방송 수신기의 수신 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 디지털 비디오 방송 수신기에 아주 큰 전력을 갖는 CCI/SPUR 잡음이 수신되면 수신기의 동기 성능에도 영향을 미쳐 디지털 비디오 방송 수신기가 정상적으로 디지털 비디오 방송 신호를 수신할 수 없는 상태에 놓이는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 정상적인 신호 수신을 방해하는 CCI/SPUR 잡음을 수신단에서 제거해서 수신 성능을 향상시키고, CCI/SPUR 잡음이 존재하는 환경에서 초기 동기 과정을 올바르게 수행하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 기술을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치는 OFDM 신호에 대해 미리 설정된 하나 이상의 오프셋을 적용해서 상관 정도를 계산하고, 이로부터 CCI/SPUR 잡음 발생을 감지하는 잡음 감지기; OFDM 신호를 주파수 변환해서 계산한 평균 전력 대비 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하고, 검출된 주파수 대역에 대응한 필터 계수를 계산하는 잡음 탐지기; 및 계산된 필터 계수로 필터를 구성하여 검출된 주파수 대역을 제거하는 노치 필터;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 잡음 탐지기는, OFDM 신호를 주파수 변환하는 주파수 변환부; 주파수 변환된 신호의 평균 전력을 계산하는 평균 전력 산출부; 평균 전력 대비 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하는 잡음 검출부; 및 검출된 주파수 대역에 대한 필터 계수를 계산하는 필터 계수 계산부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노치 필터는 아래 수학식 4 형태를 갖는 IIR 필터로 구성된 것을 특징으로 한다.
(수학식 4)
Figure 112008081247903-PAT00001
여기서,
Figure 112008081247903-PAT00002
,
Figure 112008081247903-PAT00003
이고,
Figure 112008081247903-PAT00004
는
Figure 112008081247903-PAT00005
의 중심 주파수이고,
Figure 112008081247903-PAT00006
는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역폭이다.
본 발명에서 미리 설정된 하나 이상의 오프셋은 2048, 4096, 8192인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법은 (a) OFDM 신호에 대해 미리 설정된 하나 이상의 오프셋을 적용하여 상관 정도를 계산하여 CCI/SPUR 잡음 발생을 감지하는 단계; (b) OFDM 신호를 주파수 변환해서 평균 전력을 계산하는 단계; (c) 계산된 평균 전력과 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하는 단계; (d) 검출된 주파수 대역에 대응한 필터 계수를 계산하는 단계; (e) 계산된 필터 계수로 필터를 구성하는 단계; 및 (f) 구성된 필터를 사용하여 검출된 주파수 대역을 제거하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 (a) 단계는, OFDM 신호의 샘플링 값과 미리 설정된 오프셋 만큼 떨어진 샘플링 값을 곱한 값을 누적해서 상관 정도를 계산하는 단계; 및 복수 의 오프셋을 적용한 상관도 값이 크게 나타나면 CCI/SPUR 잡음이 발생한 것으로 감지하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 (d) 단계는 필터 계수를 아래 수학식 5으로 설정하는 단계를 포함하고, (e) 단계는 필터를 아래 수학식 6로 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 5)
Figure 112008081247903-PAT00007
,
Figure 112008081247903-PAT00008
여기서,
Figure 112008081247903-PAT00009
는
Figure 112008081247903-PAT00010
의 중심 주파수이고,
Figure 112008081247903-PAT00011
는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역폭이다.
(수학식 6)
Figure 112008081247903-PAT00012
본 발명에 따르면 수신기에서 CCI/SPUR 잡음을 제거함으로써 신호대잡음비를 높혀 수신기의 수신 성능을 향상시키고, CCI/SPUR 잡음이 존재하는 환경에서 수신기의 초기 동기 과정을 올바르게 수행하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[도 1]은 본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치의 구성을 보인 블록도이다.
CCI/SPUR 잡음 제거 장치는 OFDM 신호를 샘플링하는 ADC(100); OFDM 심볼에 대해 미리 설정된 하나 이상의 오프셋을 적용해서 상관 정도를 계산하여 CCI/SPUR 잡음의 발생을 감지하는 잡음 감지기(200); CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하는 잡음 탐지기(300); 및 검출된 주파수 대역의 CCI/SPUR 잡음을 제거하는 노치 필터(400)를 포함한다. CCI/SPUR 잡음 제거 장치를 구성하는 각 구성 요소에 대해 설명하면 다음과 같다.
ADC(100)는 외부로부터 수신되는 OFDM 신호를 샘플링하여 샘플링한 값을 잡음 감지기(200)와 노치 필터(400)로 전달한다.
잡음 감지기(200)는 CCI/SPUR 잡음을 감지하고자 아래 수학식 1을 이용하여 상관 에너지를 계산한다.
Figure 112008081247903-PAT00013
여기서,
Figure 112008081247903-PAT00014
는 상관 에너지를 구하기 위해서 누적하기 위한 샘플의 수이고,
Figure 112008081247903-PAT00015
은 전송 모드에 따른 FFT 크기이다.
잡음 감지기(200)는
Figure 112008081247903-PAT00016
을 각각 2048, 4096, 8192로 설정하여 상관 에너지 값을 계산한다. 일반적인 통상의 환경에서는 하나의 상관 에너지 값이 크게 나타나고, 다른 상관 에너지 값은 작게 나타난다. 그러나 CCI/SPUR 잡음이 존재하는 경우
Figure 112008081247903-PAT00017
이 각각 2048, 4096, 8192의 상관 에너지 값이 모두 큰 값을 가지는 현상을 보인다. 따라서 잡음 감지기(200)는 세가지 오프셋에서 모두 상관 에너지 값이 크게 나타날 경우 OFDM 신호에 CCI/SPUR 잡음이 존재한다고 판단한다. 잡음 감지기(200)는 OFDM 신호에 CCI/SPUR 잡음이 감지됨을 잡음 탐지기(300)에 알린다.
CCI/SPUR 잡음은 좁은 주파수 대역에서 상대적으로 큰 신호로 존재하게 되며 이러한 CCI/SPUR 잡음의 전력은 OFDM 신호의 전체 주파수 대역의 평균 전력보다 상대적으로 큰 전력을 보인다. 따라서 잡음 탐지기(300)는 OFDM 신호의 평균 전력보다 상대적으로 신호 전력이 크게 존재하는 구간을 감지해서 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 탐지한다. 그리고 CCI/SPUR 잡음의 특성상 잡음 탐지기(300)는 주파수 대역에서 CCI/SPUR 잡음을 탐지해야 한다.
[도 2]는 도 1의 잡음 탐지기의 상세 구성을 보인 블록도이다.
잡음 탐지기(300)는 주파수 변환부(310), 평균 전력 산출부(320), 잡음 검출부(330) 및 필터 계수 계산부(340)를 포함한다. 잡음 탐지기(300)를 구성하는 구성 요소에 대해 설명하면 다음과 같다.
잡음 탐지기(300)의 주파수 변환부(310)는 FFT 변환을 수행하여 OFDM 신호를 주파수 대역의 신호로 변환한다.
평균 전력 산출부(320)는 주파수 변환된 신호에 대해 평균 전력을 계산한다. 평균 전력 산출부(320)는 FFT 변환 과정을 거친 OFDM 신호가 존재하는 주파수 대역의 신호에 대해 평균 전력을 계산한다.
잡음 검출부(330)는 평균 전력과 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 평균 전력보다 상대적으로 큰 전력이 존재하는 주파수 대역을 검출한다. 이때, 잡음 검출부(330)에 의해 검출된 주파수 대역은 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역이다.
필터 계수 계산부(340)는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역
Figure 112008081247903-PAT00018
를 이용하여 IIR 필터의 계수를 아래 수학식 2에 따라 구한다.
Figure 112008081247903-PAT00019
Figure 112008081247903-PAT00020
,
여기서,
Figure 112008081247903-PAT00021
는
Figure 112008081247903-PAT00022
의 중심 주파수이고,
Figure 112008081247903-PAT00023
는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역폭이다.
노치 필터(400)는 계산된 필터 계수로 아래의 수학식 3에 적용하여 필터를 구성하여 잡음 탐지기(300)에 의해 검출된 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 제거한다.
Figure 112008081247903-PAT00024
[도 3]은 도 1의 노치 필터의 상세 구성을 보인 예시도이다.
노치 필터(400)는 CCI/SPUR 잡음의 탐지 과정에서 얻어진 필터 계수로 IIR 필터를 구성하여 잡음 탐지기(300)에 의해 검출된 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 제거한다. 노치 필터(400)를 구성하는 IIR 필터의 계수는
Figure 112008081247903-PAT00025
,
Figure 112008081247903-PAT00026
로 설정된다.
노치 필터(400)를 거친 OFDM 신호는 디코더(500)에 전달되어 디코딩된다.
[도 4]는 본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법의 동작 흐름도이다.
수신기는 CCI/SPUR 잡음이 발생함을 감지하여 발생된 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출해서 검출된 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 제거하는 동작에 대해 설명한다.
수신기는 외부로부터 수신되는 OFDM 신호를 샘플링하고 수학식 1을 이용하여 샘플링한 값과 미리 설정된 오프셋을 적용하여 상관 에너지를 계산한다. 수신기는 CCI/SPUR 잡음을 감지하고자 상관 에너지를 계산한다.
수신기는 OFDM 신호의 샘플링 값과 미리 설정된 오프셋 만큼 떨어진 샘플링 값을 곱한 값을 누적해서 상관 정도를 계산하고, 복수의 오프셋을 적용한 상관도 값이 크게 나타나면 CCI/SPUR 잡음이 발생한 것으로 감지한다(ST10).
예를 들어, 수신기는 오프셋으로 각각 2048, 4096, 8192로 설정하여 상관 에너지 값을 계산한다. 수신기는 모든 오프셋 값에 대한 상관 에너지 값이 크게 나타날 경우 CCI/SPUR 잡음이 발생한 것으로 감지한다.
이후, CCI/SPUR 잡음이 발생한 것으로 감지하면 수신기는 샘플링한 OFDM 신호에 대해 FFT 변환을 수행하여 OFDM 신호를 주파수 대역의 신호로 변환한다.
수신기는 주파수 변환된 OFDM 신호에 대해 평균 전력을 계산한다(ST20). 수신기는 FFT 변환 과정을 거친 OFDM 신호가 존재하는 주파수 대역의 신호에 대해 평균 전력을 계산한다.
수신기는 계산된 평균 전력과 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 평균 전력보다 상대적으로 큰 전력이 존재하는 주파수 대역을 검출한다(ST30). 이때, 검출된 주파수 대역은 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역이다.
수신기는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 이용하여 IIR 필터의 계수를 계산한다(ST40). 수신기는 수학식 2에 따라 IIR 필터의 계수를 계산한다.
수신기는 계산된 필터 계수로 수학식 3에 적용하여 필터를 구성한다(ST50). 수신기는 구성된 필터를 사용하여 CCI/SPUR 잡음이 검출된 주파수 대역을 제거한다(ST60).
CCI/SPUR 잡음이 검출된 주파수 대역이 제거된 후 수신기는 다음 단계로 복호 과정을 수행한다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치의 구성을 보인 블록도,
도 2는 도 1의 잡음 탐지기의 상세 구성을 보인 블록도,
도 3은 도 1의 노치 필터의 상세 구성을 보인 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법의 동작 흐름도이다.

Claims (7)

  1. OFDM 신호에 대해 미리 설정된 하나 이상의 오프셋을 적용해서 상관 정도를 계산하고, 이로부터 CCI/SPUR 잡음 발생을 감지하는 잡음 감지기;
    상기 OFDM 신호를 주파수 변환해서 계산한 평균 전력 대비 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하고, 상기 검출된 주파수 대역에 대응한 필터 계수를 계산하는 잡음 탐지기; 및
    상기 계산된 필터 계수로 필터를 구성하여 상기 검출된 주파수 대역을 제거하는 노치 필터;
    를 포함하여 구성되는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잡음 탐지기는,
    상기 OFDM 신호를 주파수 변환하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환된 신호의 평균 전력을 계산하는 평균 전력 산출부;
    상기 평균 전력 대비 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하는 잡음 검출부; 및
    상기 검출된 주파수 대역에 대한 필터 계수를 계산하는 필터 계수 계산부;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노치 필터는 아래 수학식 4 형태를 갖는 IIR 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치.
    (수학식 4)
    Figure 112008081247903-PAT00027
    여기서,
    Figure 112008081247903-PAT00028
    ,
    Figure 112008081247903-PAT00029
    이고,
    Figure 112008081247903-PAT00030
    는
    Figure 112008081247903-PAT00031
    의 중심 주파수이고,
    Figure 112008081247903-PAT00032
    는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역폭이다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 미리 설정된 하나 이상의 오프셋은 2048, 4096, 8192인 것을 특징으로 하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 장치.
  5. (a) OFDM 신호에 대해 미리 설정된 하나 이상의 오프셋을 적용하여 상관 정 도를 계산하여 CCI/SPUR 잡음 발생을 감지하는 단계;
    (b) 상기 OFDM 신호를 주파수 변환해서 평균 전력을 계산하는 단계;
    (c) 상기 계산된 평균 전력과 미리 설정된 임계 전력을 비교하여 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역을 검출하는 단계;
    (d) 상기 검출된 주파수 대역에 대응한 필터 계수를 계산하는 단계;
    (e) 상기 계산된 필터 계수로 필터를 구성하는 단계; 및
    (f) 상기 구성된 필터를 사용하여 상기 검출된 주파수 대역을 제거하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    OFDM 신호의 샘플링 값과 미리 설정된 오프셋 만큼 떨어진 샘플링 값을 곱한 값을 누적해서 상관 정도를 계산하는 단계; 및
    복수의 오프셋을 적용한 상관도 값이 크게 나타나면 CCI/SPUR 잡음이 발생한 것으로 감지하는 단계;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 필터 계수를 아래 수학식 5으로 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 (e) 단계는 상기 필터를 아래 수학식 6로 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 CCI/SPUR 잡음 제거 방법.
    (수학식 5)
    Figure 112008081247903-PAT00033
    ,
    Figure 112008081247903-PAT00034
    여기서,
    Figure 112008081247903-PAT00035
    는
    Figure 112008081247903-PAT00036
    의 중심 주파수이고,
    Figure 112008081247903-PAT00037
    는 CCI/SPUR 잡음의 주파수 대역폭이다.
    (수학식 6)
    Figure 112008081247903-PAT00038
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