KR20110011178A - 직교주파수 분할 다중화 심볼의 보호 구간을 이용한 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-T) 수신기를 구현함에 있어 효율적인 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 복수의 전송 모드를 갖고, 상기 각 전송 모드마다 복수 종류의 전송 심볼이 존재하며, 동일한 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 동일한 데이터 구간 길이를 갖고 서로 상이한 보호 구간 길이를 가지며, 서로 다른 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 다른 데이터 구간 길이와 서로 다른 보호 구간 길이를 가지며, 상기 각 심볼들의 보호 구간은 상기 각 심볼들의 상기 데이터 구간의 뒷부분 일부가 상기 데이터 구간 앞에 복사된 것이고, 상기 복수의 심볼들 중 하나가 주기적으로 반복되는 신호가 전송되는 방송 시스템에서 상기 전송 모드 및 상기 보호 구간의 길이를 추정하는 방법으로서, 상기 복수의 전송 모드 각각에 대응되는 복수의 상관 윈도우를 이용하여 상기 신호를 스캔하면서 상관을 수행하는 단계, 상기 복수의 상관 윈도우 중 상관 결과가 출력되는 상관 윈도우에 대응되는 상기 전송 모드를 수신 신호의 전송 모드로 선택하는 단계 및 상기 상관 결과의 지속 시간을 상기 수신 신호의 보호 구간 길이로 추정하는 단계를 포함한다.
ISDB-T, 전송 모드, 보호 구간, 동기
Description
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 심볼을 이용한 통신 방법에 관한 것이다.
도 1은 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-T) 시스템에서 이용되는 직교 주파수 분할 다중화 심볼의 구조를 나타낸 것이다. ISDB-T 시스템에서는 TDMB 시스템의 위상기준심볼(PRS, Phase Reference Symbol)과 같이 동기를 맞추기 위한 별도의 신호가 존재하지 않는다. 따라서 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정하기 위해 직교 주파수 분할 다중화 신호의 보호 구간(guard interval)인 주기적 전치부호(Cyclic Prefix, CP)를 이용한다. 보호 구간은 신호의 지연으로 인한 심볼간 간섭(ISI, Inter Symbol Interference)의 영향을 감소하기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이, 직교주파수 분할 다중화 심볼의 뒷부분을 복사하여 심볼의 앞부분에 삽입한 것이다. 따라서 보호 구간과 직교주파수 분할 다중화 심볼의 뒷부분의 내용이 동일하므로 상관(correlation) 특성을 이용하여 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정한다.
도 2는 ISDB-T 시스템에서 이용되는 전송 모드와 각 전송 모드에서 이용되는 OFDM 심볼을 나타낸 모식도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, ISDB-T 시스템에서는 세 가지 모드 즉 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드가 사용된다. 또한 각 모드별도 네 가지 심볼 길이가 사용된다. 도 2의 (a)에 제1 모드에서 사용되는 심볼을 나타내었고, 도 2의 (b)에 제2 모드에서 사용되는 심볼을 나타내었고, 도 2의 (c)에 제3 모드에서 사용되는 심볼을 나타내었다.
제1 모드에서 이용되는 네 가지 심볼은 데이터 구간에 대한 보호 구간의 비율이 각각 1/4, 1/8, 1/16, 1/32이다. 네 가지 심볼의 데이터 구간의 길이는 252㎲로 동일하고, 보호 구간의 길이는 제1 심볼(211)의 경우 63㎲이고, 제2 심볼(212)의 경우 31.5㎲이고, 제3 심볼(213)의 경우 15.75㎲이고, 제4 심볼(214)의 경우 7.875㎲이다. 각 심볼(211, 212, 213, 214)이 반복되어 각 신호(211-1, 212-1, 213-1, 214-1)를 구성한다.
제2 모드에서 이용되는 네 가지 심볼도 제1 모드에서와 마찬가지로 데이터 구간에 대한 보호 구간의 비율이 각각 1/4, 1/8, 1/16, 1/32이다. 네 가지 심볼의 데이터 구간의 길이는 504㎲로 동일하고, 보호 구간의 길이는 제1 심볼(221)의 경우 126㎲이고, 제2 심볼(222)의 경우 63㎲이고, 제3 심볼(223)의 경우 31.5㎲이고, 제4 심볼(224)의 경우 15.75㎲이다. 각 심볼(221, 222, 223, 224)이 반복되어 각 신호(221-1, 222-1, 223-1, 224-1)를 구성한다.
제3 모드에서 이용되는 네 가지 심볼도 제1, 2 모드에서와 마찬가지로 데이터 구간에 대한 보호 구간의 비율이 각각 1/4, 1/8, 1/16, 1/32이다. 네 가지 심볼의 데이터 구간의 길이는 1008㎲로 동일하고, 보호 구간의 길이는 제1 심볼(231)의 경우 252㎲이고, 제2 심볼(232)의 경우 126㎲이고, 제3 심볼(233)의 경우 63㎲이고, 제4 심볼(234)의 경우 31.5㎲이다. 각 심볼(231, 232, 233, 234)이 반복되어 각 신호(231-1, 232-1, 233-1, 234-1)를 구성한다.
도 3은 종래의 ISDB-T 시스템 수신기(300)를 나타낸 블록도이다. 기존 ISDB-T 수신기(300) 구조에서는 무선채널을 통해 전송되는 무선 신호를 안테나를 이용하여 수신한다. 수신된 RF 신호는 RF 튜너(301)를 통해 원하는 주파수 대역의 신호만 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 변환되고, ADC(analog-digital converter, 302)를 통해 기저 대역 디지털 신호로 변환된다. ADC(302)에서 변환된 디지털 신호는 입력 버퍼(303)에 저장된다. 그 후 전송 모드 및 보호 구간 탐색부(308)가 입력 버퍼(303)에 저장된 디지털 신호를 이용하여 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정한다. ISDB-T 시스템에서는 3개의 전송 모드와 각 전송 모드 별로 4가지의 보호 구간 길이가 존재하므로 모든 경우에 대해 보호 구간을 이용한 상관을 계산하여 가장 큰 값을 갖는 전송 모드 및 보호 구간 길이를 찾는다. 아래의 식은 한 심볼(symbol)당 상관 크기(correlation size)를 
로 하여 
개의 심볼 동안 상관을 수행한 값 
를 구하는 과정을 나타낸다.
이때 d 값을 한 프레임을 구성하는 모든 데이터 샘플에 대해서 하나씩 이동시켜 가면서 상관 값 
가 최대가 되는 d 값을 구하게 된다.
여기서 
은 시간 축에서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 M, G는 각각 전송 모드와 보호 구간 길이를 나타낸다. 
는 상관을 수행하여 누적할 심볼 개수를 나타내고 한 심볼 내의 샘플 개수인 
로 표현할 수 있는데, 여기서 
은 전송 모드에 따른 FFT 크기를 나타내고, 
는 전송 모드와 보호 구간 길이에 따른 보호 구간의 샘플 수를 나타낸다. 그리고 
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타낸다. 위 수식을 통하여 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정하면 시간 및 주파수 동기부(304)에서 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 추정한다. 시간 및 주파수 오프셋 보상부(305)에서 추정된 시간 및 주파수 오프셋을 이용하여 이들 오프셋을 보상한다. 시간 및 주파수 오프셋이 보상된 신호는 심볼 복조부(306)에서 OFDM 신호 복조과정을 통해 데이터 복조가 이루어진다. 그 후 복조된 데이터에 대하여 데이터의 오류를 보정하기 위한 채널 디코딩 과정이 채널 디코딩부(307)에서 수행된다. 이처럼 기존의 ISDB-T 수신기에서는 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정하기 위해 많은 계산량이 필요하며, 따라서 처리속도가 저하된다.
본 발명은 직교주파수 분할 다중화 심볼의 보호 구간 상관 특성을 이용하여 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정함에 있어 기존의 방법에 비해 계산량을 감소시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉 본 발명에서는, ISDB-T 시스템의 전송 모드 및 보호 구간 길이를 추정함에 있어 기존의 방법에 비해 계산량을 감소시킴으로써 처리속도가 향상된 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 청구항 제1항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 복수의 전송 모드를 갖고, 상기 각 전송 모드마다 복수 종류의 전송 심볼이 존재하며, 동일한 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 동일한 데이터 구간 길이를 갖고 서로 상이한 보호 구간 길이를 가지며, 서로 다른 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 다른 데이터 구간 길이와 서로 다른 보호 구간 길이를 가지며, 상기 각 심볼들의 보호 구간은 상기 각 심볼들의 상기 데이터 구간의 뒷부분 일부가 상기 데이터 구간 앞에 복사된 것이고, 상기 복수의 심볼들 중 하나가 주기적으로 반복되는 신호가 전송되는 방송 시스템에서 상기 전송 모드 및 상기 보호 구간의 길이를 추정하는 방법으로서, 상기 복수의 전송 모드 각각에 대응되는 복수의 상관 윈도우를 이용하여 상기 신호를 스캔하면서 상관을 수행하는 단계, 상기 복수의 상관 윈도우 중 상관 결과가 출력되는 상관 윈도 우에 대응되는 상기 전송 모드를 수신 신호의 전송 모드로 선택하는 단계 및 상기 상관 결과의 지속 시간을 상기 수신 신호의 보호 구간 길이로 추정하는 단계를 포함한다.
청구항 제2항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는, 대응되는 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이와 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고, 상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한 것을 특징으로 한다.
청구항 제3항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는, 상기 모든 전송 모드에 속하는 상기 모든 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이 이하의 서로 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고, 상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한 것을 특징으로 한다.
청구항 제4항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 상관을 수행하는 단계는, 상기 상관 윈도우를 구성하는 두 윈도우들 사이의 신호값들을 수학식
을 이용하여 상관값(
)을 연산하는 단계로서, 여기서 상기 
은 시간 축에 서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 상기 M은 전송 모드, 상기 
은 전송 모드에 따른 FFT 크기, 그리고 상기 
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타내는, 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제5항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 상관 결과의 지속 시간은 상기 상관 결과가 최고값으로 상승했을 때부터 상관 결과가 소정의 기준값 이하가 될 때까지의 간격인 것을 특징으로 한다.
청구항 제6항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 방송 시스템이 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-T) 시스템인 것을 특징으로 한다.
청구항 제7항에 따른 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법은, 상기 전송 모드는 제1 전송 모드, 제2 전송 모드 및 제3 전송 모드를 포함하고, 상기 제1 전송 모드에 대응되는 제1 상관 윈도우는 폭이 각각 7.875㎲이고, 서로간의 간격이 252㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고, 상기 제2 전송 모드에 대응되는 제2 상관 윈도우는 폭이 각각 15.75㎲이고, 서로간의 간격이 504㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고, 상기 제3 전송 모드에 대응되는 제3 상관 윈도우는 폭이 각각 31.5㎲이고, 서로간의 간격이 1008㎲인 두 개의 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제8항에 따른 ISDB-T 수신기는, 복수의 전송 모드를 갖고, 상기 각 전송 모드마다 복수 종류의 전송 심볼이 존재하며, 동일한 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 동일한 데이터 구간 길이를 갖고 서로 상이한 보호 구 간 길이를 가지며, 서로 다른 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 다른 데이터 구간 길이와 서로 다른 보호 구간 길이를 가지며, 상기 각 심볼들의 보호 구간은 상기 각 심볼들의 상기 데이터 구간의 뒷부분 일부가 상기 데이터 구간 앞에 복사된 것이고, 상기 복수의 심볼들 중 하나가 주기적으로 반복되는 신호가 전송되는 ISDB-T 방송의 수신기로서, 수신된 RF 신호를 원하는 주파수 대역의 신호만 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 변환하는 RF 튜너, 상기 중간 주파수 대역 신호를 기저 대역 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-digital converter), 상기 디지털 신호를 저장하는 입력 버퍼, 상기 복수의 전송 모드 각각에 대응되는 복수의 상관 윈도우를 이용하여 상기 신호를 스캔하면서 상관을 수행하고, 상기 복수의 상관 윈도우 중 상관 결과가 출력되는 상관 윈도우에 대응되는 상기 전송 모드를 수신 신호의 전송 모드로 선택하는 전송 모드 탐색부, 상기 상관 결과의 지속 시간을 상기 수신 신호의 보호 구간 길이로 추정하는 보호 구간 탐색부, 상기 전송 모드와 보호 구간 길이 정보를 이용하여 보호 구간의 상관 특성을 통해 추정된 결과가 올바른지 확인하는 전송 모드 및 보호 구간 확인부, 상기 전송 모드와 상기 보호 구간 길이가 추정된 신호에 대해 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 추정하는 시간 및 주파수 동기부, 상기 추정된 시간 및 주파수 오프셋을 보상하는 시간 및 주파수 오프셋 보상부, 상기 시간 및 주파수 오프셋이 보상된 신호를 복조하는 심볼 복조부 및
상기 복조된 신호에 대해 채널 디코딩을 수행하는 채널 디코딩부를 포함한다.
청구항 제9항에 따른 ISDB-T 수신기는, 상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는 대응되는 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이와 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고, 상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한 것을 특징으로 한다.
청구항 제10항에 따른 ISDB-T 수신기는, 상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는 상기 모든 전송 모드에 속하는 상기 모든 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이 이하의 서로 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고, 상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한 것을 특징으로 한다.
청구항 제11항에 따른 ISDB-T 수신기는, 상기 전송 모드 탐색부는 상기 상관 윈도우를 구성하는 두 윈도우들 사이의 신호값들을 수학식
을 이용하여 상관값(
)을 연산하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 
은 시간 축에서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 상기 M은 전송 모드, 상기 
은 전송 모드에 따른 FFT 크기, 그리고 상기 
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타낸다.
청구항 제12항에 따른 ISDB-T 수신기는, 상기 상관 결과의 지속 시간은 상기 상관 결과가 최고값으로 상승했을 때부터 상관 결과가 소정의 기준값 이하가 될 때까지의 간격인 것을 특징으로 한다.
청구항 제13항에 따른 ISDB-T 수신기는, 상기 전송 모드는 제1 전송 모드, 제2 전송 모드 및 제3 전송 모드를 포함하고, 상기 제1 전송 모드에 대응되는 제1 상관 윈도우는 폭이 각각 7.875㎲이고, 서로간의 간격이 252㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고, 상기 제2 전송 모드에 대응되는 제2 상관 윈도우는 폭이 각각 15.75㎲이고, 서로간의 간격이 504㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고, 상기 제3 전송 모드에 대응되는 제3 상관 윈도우는 폭이 각각 31.5㎲이고, 서로간의 간격이 1008㎲인 두 개의 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제1항 발명에 의하면, 계산량이 크게 감소되고 그로 인해 처리속도가 향상되는 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법이 제공된다.
청구항 제2항 발명에 의하면, 전송 모드 별로 하나의 상관 윈도우만을 정의해서 사용함으로써 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정에 있어 계산량을 감소시킬 수 있다.
청구항 제3항 발명에 의하면, 모든 상관 윈도우를 구성하는 윈도우 폭을 동일하게 함으로써 추가적으로 계산량을 감소시킬 수 있다.
청구항 제4항 발명에 의하면, 계산량이 적은 신호 상관 수식이 제공된다.
청구항 제5항 발명에 의하면, 신호 상관 결과의 지속 시간을 구체적으로 정의함으로써 신호 상관 결과의 지속 시간을 보호 구간 길이로 이용할 수 있다.
청구항 제6항 발명에 의하면 본 발명을 ISDB-T 시스템에 적용함으로써 ISDB-T 시스템에서 전송 모드 및 보호 구간의 길이를 추정할 때 연산량을 줄이고 속도를 향상시킬 수 있다.
청구항 제7항 발명에 의하면 본 발명을 ISDB-T 시스템에 적용하기 위한 구체적인 윈도우 사이즈 및 간격이 제공된다.
청구항 제8항 발명에 의하면, 계산량이 크게 감소되고 그로 인해 처리속도가 향상되는 ISDB-T 수신기 발명이 제공된다.
청구항 제9항 발명에 의하면, 전송 모드 별로 하나의 상관 윈도우만을 정의해서 사용함으로써 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정에 있어 계산량을 감소시킬 수 있다.
청구항 제10항 발명에 의하면, 모든 상관 윈도우를 구성하는 윈도우 폭을 동일하게 함으로써 추가적으로 계산량을 감소시킬 수 있다.
청구항 제11항 발명에 의하면, 계산량이 적은 신호 상관 수식이 제공된다.
청구항 제12항 발명에 의하면, 신호 상관 결과의 지속 시간을 구체적으로 정의함으로써 신호 상관 결과의 지속 시간을 보호 구간 길이로 이용할 수 있다.
청구항 제13항 발명에 의하면 본 발명을 ISDB-T 시스템에 적용하기 위한 구체적인 윈도우 사이즈 및 간격이 제공된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 당업자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현 할 수 있는 것에 관해서는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISDB-T 수신기(400)의 블록도이다. 무선 채널을 통해 수신된 RF 데이터는 RF 튜너(401)를 통해 원하는 주파수 대역의 신호만 중간 주파수 대역으로 변환되고 ADC(402)를 통해 기저 대역 디지털 신호로 전환된다. 디지털 신호는 입력 버퍼(403)에 저장되고 전송 모드 탐색부(408)에서 전송 모드를 추정한다. 이때 계산량 감소를 위해 각 전송 모드에서 가장 짧은 보호 구간을 기준으로 3개의 전송 모드에 따른 상관 값을 구하여 가장 큰 상관 값을 갖는 전송 모드를 추정한다. 이는 보호 구간의 길이가 다르더라도 전송 모드에 따른 OFDM 데이터 심볼 구간의 길이가 같기 때문에 상관 특성이 유지되기 때문이다. 또한 이 결과를 이용하여 보호 구간 탐색부(409)에서 상관 값이 높게 유지되는 구간의 길이를 측정하여 추가적인 계산 없이 보호 구간 길이를 추정한다. 그리고 전송 모드 및 보호 구간 확인부(410)에서 앞서 추정한 전송 모드와 보호 구간길이 정보를 이용하여 보호 구간의 상관 특성을 통해 추정된 결과가 올바른지 확인한다. 이러한 방법을 이용함으로써 기존 방법과 비교하여 계산량이 크게 감소하게 된다. 전송 모드와 보호 구간 길이 추정이 완료되면 시간 및 주파수 동기부(404)에서 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 추정한다. 추정된 시간 및 주파수 오프셋은 시간 및 주파수 오프셋 보상부(405)에서 오프셋을 보상한다. 시간 및 주파수 오프셋이 보상된 신호는 심볼 복조부(406)에서 OFDM 신호 복조과정을 통해 데이터 복조가 이루어진다. 그 후 복조된 데이터는 데이터의 오류를 보정하기 위한 채널 디코딩 과정이 채널 디코 딩부(407)에서 수행된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISDB-T 시스템의 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법에 이용되는 상관 윈도우들을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 심볼(214)은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 제1 모드의 제4 심볼(214)이고, 심볼(224)은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 제2 모드의 제4 심볼(224)이고, 심볼(234)은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 제3 모드의 제4 심볼(234)이다. 즉, 도 5에 나타낸 세 개의 심볼은 ISDB-T 시스템의 각 모드에서 보호 구간이 가장 짧은 경우의 심볼들이다. 신호들(214-1, 224-1, 234-1)은 각각 심볼들(214, 224, 234)로 이루어진 신호이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ISDB-T 시스템의 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법에서는, 도 5에 나타낸 상관 윈도우(210, 220, 230)를 이용하여 전송 모드를 추정한다.
제1 상관 윈도우(210)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 제1 모드에서 가장 짧은 보호 구간의 길이와 동일하고, 두 윈도우의 간격(N1)은 제1 모드의 데이터 구간의 길이와 동일하다. 즉 제1 상관 윈도우(210)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 7.875㎲이고, 두 윈도의 간격(N1)은 252㎲이다.
제2 상관 윈도우(220)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 제2 모드에서 가장 짧은 보호 구간의 길이와 동일하고, 두 윈도우의 간격(N2)은 제2 모드의 데이터 구간의 길이와 동일하다. 즉 제2 상관 윈도우(220)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 15.75㎲이고, 두 윈도의 간격(N2)은 504㎲이다.
제3 상관 윈도우(230)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 제3 모드에서 가장 짧은 보호 구간의 길이와 동일하고, 두 윈도우의 간격(N3)은 제3 모드의 데이터 구간의 길이와 동일하다. 즉 제3 상관 윈도우(230)를 구성하는 윈도우들의 사이즈는 31.5㎲이고, 두 윈도의 간격(N3)은 1008㎲이다.
이처럼 정의된 상관 윈도우들(210, 220, 230)을 이용하여 전송 모드 탐색부(408)로 입력되는 신호를 스캔하면서 각 윈도우(210, 220, 230)를 구성하는 두 윈도우들 사이의 신호값에 대해 상관값(
)을 연산한다. 이러한 과정을 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
여기서 
은 시간 축에서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 M은 전송 모드, 
은 전송 모드에 따른 FFT 크기, 그리고 
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타낸다.
동일한 전송 모드에서는 보호 구간의 길이가 다르더라도 OFDM 데이터 구간의 길이가 동일하기 때문에 가장 짧은 보호 구간(1/32)이 이용되는 경우를 가정하여 상관 특성을 구하면 전송 모드가 일치하는 경우에만 상관 결과가 높게 나오고 나머 지 전송 모드에서는 그 결과 값이 낮게 나온다.
도 6은 제1, 제2, 제3 상관 윈도우(210, 220, 230) 중 어느 하나의 상관 결과를 나타낸 도면이다. 만약 수신 모드가 제1 모드인 경우 제1 상관 윈도우(210)에 의한 상관 결과가 도 6에 나타낸 것처럼 나오고, 나머지 상관 윈도우(220, 230)에 의한 상관 결과는 그 값이 나오지 않을 것이다. 마찬가지로 수신 모드가 제2 모드인 경우 제2 상관 윈도우(220)에 의한 상관 결과가 도 6에 나타낸 것처럼 나오고, 나머지 상관 윈도우(210, 230)에 의한 상관 결과는 그 값이 나오지 않을 것이다. 마찬가지로 수신 모드가 제3 모드인 경우 제3 상관 윈도우(230)에 의한 상관 결과가 도 6에 나타낸 것처럼 나오고, 나머지 상관 윈도우(210, 220)에 의한 상관 결과는 그 값이 나오지 않을 것이다.
또한 도 6에서 수신되는 신호(610, 620, 630, 640)의 보호 구간의 길이가 데이터 구간의 길이의 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 중 어느 것에 해당하는지에 따라 상관 결과는 도 6의 네 가지의 상관 결과(611, 612, 613, 614) 중 어느 하나가 나올 것이다. 따라서 상관 결과가 지속되는 시간은 전송 모드별로 보호 구간의 길이에 따라 도 6에 나타낸 바와 같이 네 가지가 있으며(611, 612, 613, 614), 상관 결과가 이들 중 어느 것에 해당하는지에 따라 보호 구간의 길이를 추정할 수 있다. 일예로서 상관 결과가 지속되는 시간 즉 상관 결과가 최고값으로 상승했을 때부터 상관 결과가 소정의 기준값 이하가 될 때까지의 간격을 보호 구간의 길이로 추정할 수도 있다. 이때 기준값은 상관 연산이 수행되는 두 신호가 서로 상관 관계가 없는 정도의 값으로 임의로 선택하여 정할 수 있다.
변형예
1
앞서 설명한 실시예에서는 제1, 제2, 제3 상관 윈도우(210, 220, 230) 각각을 구성하는 윈도우들의 사이즈는 각 모드에서 가장 짧은 보호 구간의 길이와 동일하고, 두 윈도우의 간격(N2)은 각 모드의 데이터 구간의 길이와 동일한 것으로 설명하였다.
반면 제1 변형예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2, 제3 상관 윈도우(710, 720, 730) 각각을 구성하는 윈도우들의 사이즈는 모든 전송 모드를 통틀어 가장 짧은 보호 구간의 길이 이하인 서로 동일한 값일 수 있다. 즉 제1, 제2, 제3 상관 윈도우(710, 720, 730) 각각을 구성하는 윈도우들의 사이즈는 모두 7.875㎲이거나 그 보다 작은 서로 동일한 값일 수 있다.
이상 구체적인 실시예와 변형예를 들어 본 발명을 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 이상의 실시예와 변형예로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 특정되어야 하며, 당업자가 전술한 실시예와 변형예를 참조하여 본 발명의 사상의 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있는 다양한 변형예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어 본 발명을 ISDB-T 시스템을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 반드시 ISDB-T 시스템에만 적용될 수 있는 것은 아니고 데이터 구간의 일부를 복사하여 보호 구간으로 사용하는 통신방식에서는 본 발명이 다양하게 적용될 수 있을 것이다. 또한 전송 모드가 세 가지이고, 각 전송 모드별로 보호 구간의 길이가 네 가지인 경우를 예로들어 본 발명을 설명하였으나 이러한 숫자들은 단지 예시적인 것에 불과함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 ISDB-T 시스템에서 이용되는 직교 주파수 분할 다중화 심볼의 구조.
도 2는 ISDB-T 시스템에서 이용되는 전송 모드와 각 전송 모드에서 이용되는 OFDM 심볼을 나타낸 모식도.
도 3은 종래의 ISDB-T 시스템 수신기(300)를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISDB-T 수신기(400)의 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISDB-T 시스템의 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법에 이용되는 상관 윈도우들을 설명하기 위한 도면.
도 6은 상관 결과를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 변형예에서 이용되는 상관 윈도우를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
300: 종래의 ISDB-T 수신기
400: ISDB-T 수신기
210, 220, 230, 710, 720, 730: 상관 윈도우
214-1, 224-1, 234-1, 610, 620, 630, 640: 수신 신호
214, 224, 234: 심볼
Claims (13)
- 복수의 전송 모드를 갖고, 상기 각 전송 모드마다 복수 종류의 전송 심볼이 존재하며, 동일한 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 동일한 데이터 구간 길이를 갖고 서로 상이한 보호 구간 길이를 가지며, 서로 다른 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 다른 데이터 구간 길이와 서로 다른 보호 구간 길이를 가지며, 상기 각 심볼들의 보호 구간은 상기 각 심볼들의 상기 데이터 구간의 뒷부분 일부가 상기 데이터 구간 앞에 복사된 것이고, 상기 복수의 심볼들 중 하나가 주기적으로 반복되는 신호가 전송되는 방송 시스템에서 상기 전송 모드 및 상기 보호 구간의 길이를 추정하는 방법에 있어서,상기 복수의 전송 모드 각각에 대응되는 복수의 상관 윈도우를 이용하여 상기 신호를 스캔하면서 상관을 수행하는 단계;상기 복수의 상관 윈도우 중 상관 결과가 출력되는 상관 윈도우에 대응되는 상기 전송 모드를 수신 신호의 전송 모드로 선택하는 단계; 및상기 상관 결과의 지속 시간을 상기 수신 신호의 보호 구간 길이로 추정하는 단계;를 포함하는, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는,대응되는 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구 간 길이와 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고,상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는,상기 모든 전송 모드에 속하는 상기 모든 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이 이하의 서로 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고,상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 상관을 수행하는 단계는,상기 상관 윈도우를 구성하는 두 윈도우들 사이의 신호값들을 수학식
을 이용하여 상관값()을 연산하는 단계를 포함하며,
여기서 상기은 시간 축에서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 상기 M은 전송 모드, 상기
은 전송 모드에 따른 FFT 크기, 그리고 상기
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타내는, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 상관 결과의 지속 시간은 상기 상관 결과가 최고값으로 상승했을 때부터 상관 결과가 소정의 기준값 이하가 될 때까지의 간격인, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 방송 시스템은 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-T) 시스템인, 전송 모드 및 보호 구간 길이 추정 방법.
- 제6항에 있어서,상기 전송 모드는 제1 전송 모드, 제2 전송 모드 및 제3 전송 모드를 포함하고,상기 제1 전송 모드에 대응되는 제1 상관 윈도우는 폭이 각각 7.875㎲이고, 서로간의 간격이 252㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고,상기 제2 전송 모드에 대응되는 제2 상관 윈도우는 폭이 각각 15.75㎲이고, 서로간의 간격이 504㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고,상기 제3 전송 모드에 대응되는 제3 상관 윈도우는 폭이 각각 31.5㎲이고, 서로간의 간격이 1008㎲인 두 개의 윈도우를 포함하는, 전송 모드 및 보호 구간 길 이 추정 방법.
- 복수의 전송 모드를 갖고, 상기 각 전송 모드마다 복수 종류의 전송 심볼이 존재하며, 동일한 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 동일한 데이터 구간 길이를 갖고 서로 상이한 보호 구간 길이를 가지며, 서로 다른 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들은 서로 다른 데이터 구간 길이와 서로 다른 보호 구간 길이를 가지며, 상기 각 심볼들의 보호 구간은 상기 각 심볼들의 상기 데이터 구간의 뒷부분 일부가 상기 데이터 구간 앞에 복사된 것이고, 상기 복수의 심볼들 중 하나가 주기적으로 반복되는 신호가 전송되는 ISDB-T 방송의 수신기로서,수신된 RF 신호를 원하는 주파수 대역의 신호만 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 변환하는 RF 튜너;상기 중간 주파수 대역 신호를 기저 대역 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-digital converter);상기 디지털 신호를 저장하는 입력 버퍼;상기 복수의 전송 모드 각각에 대응되는 복수의 상관 윈도우를 이용하여 상기 신호를 스캔하면서 상관을 수행하고, 상기 복수의 상관 윈도우 중 상관 결과가 출력되는 상관 윈도우에 대응되는 상기 전송 모드를 수신 신호의 전송 모드로 선택하는 전송 모드 탐색부;상기 상관 결과의 지속 시간을 상기 수신 신호의 보호 구간 길이로 추정하는 보호 구간 탐색부;상기 전송 모드와 보호 구간 길이 정보를 이용하여 보호 구간의 상관 특성을 통해 추정된 결과가 올바른지 확인하는 전송 모드 및 보호 구간 확인부;상기 전송 모드와 상기 보호 구간 길이가 추정된 신호에 대해 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 추정하는 시간 및 주파수 동기부;상기 추정된 시간 및 주파수 오프셋을 보상하는 시간 및 주파수 오프셋 보상부;상기 시간 및 주파수 오프셋이 보상된 신호를 복조하는 심볼 복조부; 및상기 복조된 신호에 대해 채널 디코딩을 수행하는 채널 디코딩부를 포함하는, ISDB-T 수신기.
- 제8항에 있어서,상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는,대응되는 상기 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구간 길이와 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고,상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한, ISDB-T 수신기.
- 제8항에 있어서,상기 전송 모드에 대응되는 상관 윈도우는,상기 모든 전송 모드에 속하는 상기 모든 전송 심볼들 중 가장 짧은 보호 구 간 길이 이하의 서로 동일한 윈도우 폭을 각각 갖는 두 윈도우를 포함하고,상기 두 윈도우의 간격은 상기 대응되는 전송 모드에 속하는 상기 전송 심볼들의 데이터 구간 길이와 동일한, ISDB-T 수신기.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,상기 전송 모드 탐색부는,상기 상관 윈도우를 구성하는 두 윈도우들 사이의 신호값들을 수학식
을 이용하여 상관값()을 연산하며,
여기서 상기은 시간 축에서 n번째 수신된 샘플을 나타내고 상기 M은 전송 모드, 상기
은 전송 모드에 따른 FFT 크기, 그리고 상기
는 한 심볼에서 상관을 구할 구간을 나타내는, ISDB-T 수신기.
- 제8항에 있어서,상기 상관 결과의 지속 시간은 상기 상관 결과가 최고값으로 상승했을 때부터 상관 결과가 기준값 이하가 될 때까지의 간격인, ISDB-T 수신기.
- 제8항에 있어서,상기 전송 모드는 제1 전송 모드, 제2 전송 모드 및 제3 전송 모드를 포함하고,상기 제1 전송 모드에 대응되는 제1 상관 윈도우는 폭이 각각 7.875㎲이고, 서로간의 간격이 252㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고,상기 제2 전송 모드에 대응되는 제2 상관 윈도우는 폭이 각각 15.75㎲이고, 서로간의 간격이 504㎲인 두 개의 윈도우를 포함하고,상기 제3 전송 모드에 대응되는 제3 상관 윈도우는 폭이 각각 31.5㎲이고, 서로간의 간격이 1008㎲인 두 개의 윈도우를 포함하는, ISDB-T 수신기.
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