KR20110030822A - 느린 시변 채널용 수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 느린 시변 채널용 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 수신 신호에 대한 채널 추정과 채널 등화 및 궤환 제어를 통해 느린 시변 채널의 느린 시변값을 정확히 감시할 수 있으며, 높은 변조(256 QAM 이상)에서도 정확성을 유지하고, 물리적 레이어 효율을 유지하면서도 느린 시변값을 감지할 수 있는 이점이 있다.
느린 시변 채널, 채널 시변값, 분산 트레이닝 시퀀스, 채널 추정, 채널 등화, 궤환 제어

Description

느린 시변 채널용 수신 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR SLOW TIME-VARIANT CHANNELS}
본 발명은 느린 시변 채널(slow time-variant channels)용 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시불변 채널(non-time-variant channels)은 아니지만 시변 채널(time-variant channels)만큼 빠르지도 않은 느린 시변 채널을 통해 수신한 신호에 대해 각종 간섭을 추정(estimation)하고 이를 근거로 등화(equalization)하는 느린 시변 채널용 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
모든 디지털 통신 시스템은 각각의 고유한 특성을 갖고 있으나, 기본적인 구조와 기능은 유사하다고 할 수 있다. 예를 들어, 모든 디지털 통신 시스템은 송신 장치와 수신 장치를 포함하여 이루어진다.
아울러, 모든 수신 장치는 채널을 통과하면서 변조, 간섭된 소스 데이터를 다시 복원하며, 채널 간섭은 가우스 잡음(gaussian random noise), 샘플링 타임 오프셋(sampling time offset), 반송파 주파수 오프셋(carrier frequency offset), 다중경로 페이딩(multi-path fading), 도플러 효과, I/Q 불균형(imbalance) 등을 포함한다. 수신장치의 내부에서 간섭 값을 계산하는 과정을 채널 추정(channel estimation)이라고 하고, 얻어진 값을 기반으로 하여 데이터를 보충하는 것을 채널 등화(channel equalization)라고 한다.
대부분의 간섭의 경우에 채널 추정 및 채널 등화에 아래와 같은 두 가지의 방법을 이용한다.
첫째, 시불변 채널의 경우에는 트레이닝 시퀀스(Training Sequence, TS)를 이용한다. 실제 데이터 페이로드(data payload)를 보내기 전에 여러 개의 의사 잡음(pseudo noise) 시퀀스를 보낸다. 이때 통상적으로 같은 의사 잡음 시퀀스가 여러 번 반복된다. 수신 장치에서 특정 알고리즘에 따라 의사 잡음 시퀀스를 계산하면 채널 간섭을 알 수 있고, 전송된 데이터 페이로드를 등화시킬 수 있다. 트레이닝 시퀀스(TS)는 대게 네트워크 엑세스의 시작이나 네트워크 위상도에 큰 변화가 있을 때에 딱 한번 보내지며, 계산의 정확성을 위해 길이가 매우 길다. 도 1은 트레이닝 시퀀스(TS)의 일예를 보인 패턴도이다.
둘째, 시변 채널의 경우에는 프리엠블/파일럿(preamble/pilot)을 이용한다. 각각의 데이터 프레임 앞에 프리엠블을 추가하고, 데이터 프레임의 일부분을 채널 추정에 사용한다. 이들 계산 결과는 연결된 데이터 프레임을 등화하는 데만 사용한다. 해당 프레임 후에는 결과 값이 만기되고, 그 다음 프레임이 자체 내에서 얻어진 고유 프리엠블/파일럿을 사용한다. 이렇게 함으로써, 추정 결과는 채널의 현재 상태를 나타낼 수 있다. 그러나 프리엠블/파일럿의 길이적인 제한 때문에 추정 결 과의 정확도는 높은 변조(256 QAM 이상)의 상황에서는 사용할 수 없다. 또한 각각의 모든 데이터 프레임에는 고정된 오버헤드가 있기 때문에 데이터가 짧을 경우에 물리적인 효율이 낮다. 도 2는 프리엠블/파일럿의 일예를 보인 패턴도이다.
한편, 앞서 설명한 채널 추정 및 채널 등화 방법의 단점 외에, 채널 간섭이 전송 능력에 가장 큰 영향을 주기 때문에 통신 속도 기준이 점점 높아짐과 동시에 채널 분류 기준도 점점 엄격해지고 있다. 그 하나의 결과로 느린 시변 채널이라는 개념이 등장하였다. 이 채널은 시불변 채널은 아니지만 시변 채널만큼 빠르지도 않아서 느린 시변 채널이라고 불린다. 느린 시변 채널은 대게 유선 채널을 말하며, 그 예로는 동축 케이블, 전화선, 전력선 등을 들 수 있다. 특히 무선 환경이 빠르게 변화하지 않는 경우에는 무선 채널도 포함한다.
그런데, 앞서 설명한 채널 추정 및 채널 등화 방법들은 느린 시변 채널에 적합하지 않다. 트레이닝 시퀀스는 채널의 변화를 감지할 수 없으며, 프리엠블/파일럿은 모든 시스템에서 정확하거나 효율적이지 못하기 때문이다.
즉, 느린 시변 채널의 시변값은 실시간 감지가 필요할 정도로 빠르지는 않으나 무시할 수 있는 것은 아니며, 종래 기술에 의하면 이러한 느린 시변 채널에 적합한 특정한 채널 추정 및 채널 등화 방법이 존재하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 송신 장치에서 느린 시변 채널을 통해 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 송신할 때에 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 수신 신호에 대한 채널 추정 및 채널 등화를 통해 느린 시변 채널의 느린 시변값을 감시할 수 있는 느린 시변 채널용 수신 장치를 제공한다.
아울러, 느린 시변 채널을 통해 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 수신 신호에 대한 채널 추정 및 채널 등화를 수행함에 있어서 궤환 제어를 통해 느린 시변값을 정확히 감시할 수 있는 느린 시변 채널용 수신 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 관점으로서 느린 시변 채널용 수신 장치는, 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하는 채널 수신부와, 상기 채널 수신부에 순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 채널 등화부와, 상기 채널 수신부에 순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 상기 채널 등화부의 출력 신호로부터 간섭 값을 추정하는 채널 추정부와, 상기 채널 추정부가 추정한 상기 간섭 값과 상기 채널 등화부에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 다음 순서의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이용하기 위한 새로운 채널 추정 값을 상기 채널 등화부에게 제공하는 궤환 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 채널 추정부는, 가우스 잡음, 샘플링 타임 오프셋, 반송파 주 파수 오프셋, 다중경로 페이딩, 도플러 효과 또는 I/Q 불균형 중에서 적어도 어느 하나의 채널 간섭에 의한 상기 간섭 값을 추정할 수 있다.
상기 궤환 제어부는, 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때마다 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 산출한 복수의 채널 추정 후보 값에 대한 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 제공할 수 있다.
상기 궤환 제어부는, 상기 평균 값을 산출할 때에 상기 채널 추정 후보 값 중에서 적어도 어느 하나에 가중치를 두어 산출할 수 있다.
상기 궤환 제어부는, 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 상기 채널 추정 후보 값을 출력하는 가산기와, N개의 상기 채널 추정 후보 값을 저장하기 위한 N 비트를 가지며, 새로운 상기 채널 추정 후보 값을 마지막 비트에 저장할 때에 이전에 저장된 상기 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하고, 상기 N 비트에 저장된 상기 채널 추정 후보 값의 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 출력하는 레지스터를 포함할 수 있다.
상기 궤환 제어부는, 서로 다른 비트 수를 가지는 복수의 추정용 레지스터를 포함하며, 상기 추정용 레지스터 중에서 어느 하나를 상기 새로운 채널 추정 값을 출력하기 위해 이용할 수 있다.
상기 궤환 제어부는, 상기 느린 시변 채널의 변화 특성에 따라 상기 복수의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나의 추정용 레지스터를 이용할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점으로서 느린 시변 채널용 수신 방법은, 느린 시변 채널 을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하는 단계와, 순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 단계와, 상기 등화를 거친 수신 신호로부터 간섭 값을 추정하는 단계와, 추정한 상기 간섭 값과 상기 등화하는 단계에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 새로운 채널 추정 값을 산출하는 단계와, 다음 순서의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 상기 새로운 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 추정하는 단계는, 가우스 잡음, 샘플링 타임 오프셋, 반송파 주파수 오프셋, 다중경로 페이딩, 도플러 효과 또는 I/Q 불균형 중에서 적어도 어느 하나의 채널 간섭에 의한 상기 간섭 값을 추정할 수 있다.
상기 산출하는 단계는, 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때마다 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 산출한 복수의 채널 추정 후보 값에 대한 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 산출할 수 있다.
상기 산출하는 단계는, 상기 평균 값을 산출할 때에 상기 채널 추정 후보 값 중에서 적어도 어느 하나에 가중치를 두어 산출할 수 있다.
상기 산출하는 단계는, 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 상기 채널 추정 후보 값을 결정하는 단계와, N개의 상기 채널 추정 후보 값을 저장하는 N 비트의 레지스터의 마지막 비트에 새로운 상기 채널 추정 후보 값을 저장하면서 이전에 저장된 상기 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하는 단계와, 상기 N 비트에 저장된 상기 채널 추정 후보 값의 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산출하는 단계는, 서로 다른 비트 수를 가지는 복수의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나를 상기 새로운 채널 추정 값을 산출하기 위해 이용할 수 있다.
상기 산출하는 단계는, 상기 느린 시변 채널의 변화 특성에 따라 상기 복수의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나의 추정용 레지스터를 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 채널 추정과 채널 등화 및 궤환 제어를 통해 느린 시변 채널의 느린 시변값을 정확히 감시할 수 있다. 특히, 높은 변조(256 QAM 이상)에서도 정확성을 유지할 뿐 만 아니라, 물리적 레이어 효율을 유지하면서도 느린 시변값을 감지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기 타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치가 수신할 수 있도록 송신 장치에서 송신하는 분산 트레이닝 시퀀스(Distributed Training Sequence, DTS)의 일예를 보인 패턴도이다. 이에 나타낸 바와 같이 분산 트레이닝 시퀀스 패턴은 복수의 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)와 데이터 페이로드를 포함하며, 데이터 페이로드의 처음 부분과 끝 부분에 각각 하나의 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)가 위치할 수 있으며, 데이터 페이로드의 중간 중간에 나머지 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)가 순차적으로 위치할 수 있다. 도 1의 트레이닝 시퀀스(TS)와 도 3의 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)를 비교하여 보면, 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)는 트레이닝 시 퀀스(TS)보다 길이가 더 짧고, 데이터 페이로드에서 더 자주 보내진다. 두 분산 트레이닝 시퀀스(DTS) 사이의 시간 간격은 시변 속도에 의해 정해지며, 이에 따라 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)의 추정 값은 느린 시변 채널의 변수, 즉 느린 시변값을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치의 블록 구성도이다. 이에 나타낸 바와 같이 느린 시변 채널용 수신 장치는, 채널 수신부(110), 채널 등화부(120), 채널 추정부(130), 궤환 제어부(140) 등을 포함할 수 있다.
채널 수신부(110)는 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 채널 등화부(120)에게 제공한다.
채널 등화부(120)는 채널 수신부(110)에 순차적으로 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하며, 등화를 통해 채널 간섭의 일부 또는 전부를 제거한 간섭 제어 신호를 출력한다.
채널 추정부(130)는 채널 수신부(110)에 순차적으로 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 채널 등화부(120)의 출력 신호로부터 간섭 값을 추정하여 궤환 제어부(140)에게 제공한다.
궤환 제어부(140)는 채널 추정부(130)가 추정한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 다음 순서의 분산 트레이닝 시퀀스가 수 신될 때에 이용하기 위한 새로운 채널 추정 값을 채널 등화부(120)에게 제공한다.
채널 추정부(130)가 추정하거나 채널 등화부(120)가 등화할 수 있는 채널 간섭은 가우스 잡음, 샘플링 타임 오프셋, 반송파 주파수 오프셋, 다중경로 페이딩, 도플러 효과, I/Q 불균형 등이 있으며, 채널 추정부(130)는 여러 가지의 채널 간섭 중에서 적어도 어느 하나의 채널 간섭에 의한 간섭 값을 추정할 수 있고, 채널 등화부(120)는 이를 토대로 한 등화를 통해 해당하는 채널 간섭의 일부 또는 전부를 제거할 수 있다.
이러한 채널 간섭 중에서 상대적으로 흔한 간섭들은 샘플링 타임 오프셋, 반송파 주파수 오프셋, 다중경로 페이딩이며, 아래에서는 이들 간섭을 추정하고 등화하는 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치의 블록 구성도이다. 이에 나타낸 바와 같이 느린 시변 채널용 수신 장치는, 채널 수신부(110), 채널 등화부(120), 채널 추정부(130), 궤환 제어부(140) 등을 포함할 수 있으며, 채널 등화부(120)는 타임 오프셋 등화기(121), 주파수 오프셋 등화기(123), 다중 경로 등화기(125) 등을 포함할 수 있고, 채널 추정부(130)는 주파수/타임 오프셋 추정기(131), 다중 경로 추정기(133) 등을 포함할 수 있다.
채널 수신부(110)는 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 채널 등화 부(120)에게 제공한다.
채널 등화부(120)는 채널 수신부(110)에 순차적으로 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하며, 등화를 통해 채널 간섭의 일부 또는 전부를 제거한 간섭 제어 신호를 출력한다. 타임 오프셋 등화기(121)는 궤환 제어부(140)로부터 제공받은 샘플링 타임 오프셋 간섭 추정 값에 의거하여 채널 수신부(110)에 의한 수신 신호를 등화하며, 주파수 오프셋 등화기(123)는 궤환 제어부(140)로부터 제공받은 반송파 주파수 오프셋 간섭 추정 값에 의거하여 채널 수신부(110)에 의한 수신 신호를 등화하고, 다중 경로 등화기(125)는 궤환 제어부(140)로부터 제공받은 다중 경로 간섭 추정 값에 의거하여 채널 수신부(110)에 의한 수신 신호를 등화한다.
채널 추정부(130)는 채널 수신부(110)에 순차적으로 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 채널 등화부(120)의 출력 신호로부터 간섭 값을 추정하여 궤환 제어부(140)에게 제공한다. 주파수/타임 오프셋 추정기(130)는 채널 등화부(120)의 출력 신호에 대해 샘플링 타임 오프셋 간섭과 반송파 주파수 오프셋 간섭을 추정하여 샘플링 타임 오프셋 간섭 추정 값과 반송파 주파수 오프셋 간섭 추정 값을 궤환 제어부(140)에게 제공하며, 다중 경로 추정기(133)는 채널 등화부(120)의 출력 신호에 대해 다중 경로 간섭을 추정하여 다중 경로 간섭 추정 값을 궤환 제어부(140)에게 제공한다.
궤환 제어부(140)는 채널 추정부(130)가 추정한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 다음 순서의 분산 트레이닝 시퀀스가 수 신될 때에 이용하기 위한 새로운 채널 추정 값을 채널 등화부(120)에게 제공한다. 예컨대, 샘플링 타임 오프셋 간섭 추정 값과 이전에 등화된 타임 오프셋 간섭 변수 값을 연산하여 타임 오프셋 간섭 추정 값을 궤환 제어부(140)에게 제공하며, 반송파 주파수 오프셋 간섭 추정 값과 이전에 등화된 반송파 주파수 오프셋 간섭 변수 값을 연산하여 주파수 오프셋 간섭 추정 값을 궤환 제어부(140)에게 제공하고, 다중 경로 간섭 추정 값과 이전에 등화된 다중 경로 간섭 변수 값을 연산하여 다중 경로 간섭 추정 값을 궤환 제어부(140)에게 제공한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 레지스터를 이용하여 궤환 제어부를 구현한 예를 보인 구성도로서, 도 6a는 레지스터의 초기 상태이며, 도 6b는 분산 트레이닝 시퀀스가 수신된 후의 저상 상태이다. 이에 나타낸 바와 같이 궤환 제어부(140)는 레지스터(141)와 가산기(143)를 포함할 수 있다.
가산기(143)는 채널 추정부(130)가 추정한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값을 합산하여 채널 추정 후보 값을 출력한다.
레지스터(141)는 N개의 채널 추정 후보 값을 저장하기 위한 N 비트를 가지며, 새로운 채널 추정 후보 값을 마지막 비트에 저장할 때에 이전에 저장된 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하고, N 비트에 저장된 채널 추정 후보 값의 평균 값을 새로운 채널 추정 값으로 출력한다.
도 6a를 참조하면, 레지스터(141)의 초기 값은 0이며, 레지스터(141)의 결과 값은 레지스터(141)의 각 비트에 저장되어 있는 모든 수의 수학적 평균값이다. 즉 각각의 비트에 저장된 채널 추정 후보 값들의 평균 값을 새로운 채널 추정 값으로 출력한다. 이때, 모든 채널 추정 후보 값에 동일한 가중치를 부여하여 평균 값을 산출할 수도 있으며, 최근의 채널 추정 후보 값에 상대적으로 높은 가중치를 부여하여 평균 값을 산출할 수도 있다. 첫 번째의 분산 트레이닝 시퀀스(DTS1)가 채널 수신부(110)를 통해 수신되면 채널 등화부(120)에서는 레지스터(141)의 결과 값에 의해서 등화가 이루어지며, 채널 추정부(130)에서는 느린 시변 채널에 대한 간섭 값이 추정된다.
도 6b를 참조하면, N 번째의 분산 트레이닝 시퀀스(DTSN)가 채널 수신부(110)를 통해 수신될 때에 채널 추정부(130)에 의해 추정된 느린 시변 채널에 대한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값이 가산기(143)에 의해 합산되며, 합산 산출에 의해 결정된 채널 추정 후보값(RN)을 레지스터(141)의 마지막 비트에 저장하면서 이전에 저장된 채널 추정 후보 값(R1, R2, R3, …, RN -1)은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하고, 레지스터(141)에 저장된 채널 추정 후보 값의 평균 값(1/N Σ)을 새로운 채널 추정 값으로 산출하여 결정한다. 즉 채널 추정 후보값(RN +1)을 산출하여 저장할 때에는 채널 추정 후보값(R1)을 레지스터(141)에서 삭제한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 추정용 레지스터를 이용하여 궤환 제어부를 구현한 예를 보인 구성도이다. 이에 나타낸 바와 같이 궤환 제어부(140)는 서로 다른 비트 수를 가지는 복수의 추정용 레지스터(141a, 141b), 가산기(도시 생략함), 복수의 추정용 레지스터(141a, 141b) 중에서 어느 하나의 추정용 레지스터를 채널 추정부(130) 및 채널 등화부(120)에 연결하기 위한 복수의 스위치(145a, 145b)를 포함할 수 있다.
궤환 제어부(140)는 느린 시변 채널의 변화 특성에 따라 복수의 추정용 레지스터(141a, 141b) 중에서 어느 하나를 새로운 채널 추정 값을 산출할 때에 이용하기 위해 복수의 스위치(145a, 145b)에 대한 스위칭 제어를 수행한다. 예컨대, 느린 시변 채널이 급변할 경우에는 복수의 추정용 레지스터(141a, 141b) 중에서 짧은 길이의 레지스터를 이용하고, 채널의 변화가 안정적일 경우에는 복수의 추정용 레지스터(141a, 141b) 중에서 긴 길의 레지스터를 이용한다. 한편, 느린 시변 채널의 느린 시변값을 감지하는 시간 동안에는 채널이 변화하지 않은 조건을 만족하여야 하며, 이는 느린 시변 채널에서는 가능한 일이다. 여기서 느린 시변값의 감지 시간이 길어질수록 더 많은 분산 트레이닝 시퀀스가 평균화되기에 추정 결과도 정확해지며, 감지 시간이 짧아질수록 채널 변화의 감지가 빠르다. 이러한 이유로 서로 다른 길이의 추정용 레지스터(141a, 141b)를 선택적으로 이용하는 것이다. 추정용 레지스터(141a, 141b) 중에서 채널 추정값의 산출 과정에 사용할 레지스터는 입력값에 따른 세팅에 의해 결정할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치에 의한 분산 트레이닝 시퀀스 패턴의 수신 과정에 대해 도 8의 흐름도를 추가적으로 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 채널 수신부(110)는 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하여 채널 등화부(120)에게 제공한다. 이때, 예컨대 대역 통과 필터링 등을 통해 잡음을 제거할 수도 있다(S201).
그러면, 채널 등화부(120)는 이전의 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 분산 트레이닝 시퀀스 패턴에 의한 수신 신호를 등화하며(S203), 채널 추정부(130)는 등화를 거친 수신 신호로부터 간섭 값을 추정하여 궤환 제어부(140)에게 제공한다(S205).
궤환 제어부(140)는 채널 추정부(130)가 추정한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 새로운 채널 추정 값을 산출한다. 예컨대, 가산기(143)는 채널 추정부(130)가 추정한 간섭 값과 채널 등화부(120)에 의해 등화된 채널 변수 값을 합산하여 채널 추정 후보 값을 출력하며, 레지스터(141)는 새로운 채널 추정 후보 값을 마지막 비트에 저장하면서 이전에 저장된 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하고, 각 비트에 저장된 채널 추정 후보 값의 평균 값을 새로운 채널 추정 값으로 출력한다(S207).
다시, 채널 등화부(120)는 다음 순서의 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 궤환 제어부(140)로부터 제공받은 새로운 채널 추정 값에 의거하여 수신 신호를 등화한다(S209).
이와 같은 채널 추정 및 채널 등화는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신 완료할 때까지 반복적으로 이루어진다(S211). 느린 시변 채널의 채널 간섭 값이 변하게 되면 추정 결과는 이 변화를 즉시 따라갈 수 없다. 하지만 분산 트레이닝 시퀀스가 계속 수신되고 채널 추정 값이 쌓이면 그 결과가 점점 바뀌며, 일정 시간이 지나면 추정 결과는 현재의 채널 간섭 값에 일치되어 느린 시변 채널의 느린 시변값을 감지할 수 있다.
본 발명은 디지털 통신 시스템에서 시불변 채널은 아니지만 시변 채널만큼 빠르지도 않은 느린 시변 채널, 예컨대 무선 환경이 빠르게 변화하지 않는 무선 채널과 유선 채널(동축 케이블, 전화선, 전력선 등)의 느린 시변값을 감지할 때에 이용할 수 있다.
도 1은 트레이닝 시퀀스(TS)의 일예를 보인 패턴도,
도 2는 프리엠블/파일럿의 일예를 보인 패턴도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치가 수신할 수 있는 분산 트레이닝 시퀀스(DTS)의 일예를 보인 패턴도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 장치의 블록 구성도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 레지스터를 이용하여 궤환 제어부를 구현한 예를 보인 구성도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 추정용 레지스터를 이용하여 궤환 제어부를 구현한 예를 보인 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 느린 시변 채널용 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 채널 수신부 120 : 채널 등화부
130 : 채널 추정부 140 : 궤환 제어부

Claims (14)

  1. 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하는 채널 수신부와,
    상기 채널 수신부에 순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 채널 등화부와,
    상기 채널 수신부에 순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 상기 채널 등화부의 출력 신호로부터 간섭 값을 추정하는 채널 추정부와,
    상기 채널 추정부가 추정한 상기 간섭 값과 상기 채널 등화부에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 다음 순서의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이용하기 위한 새로운 채널 추정 값을 상기 채널 등화부에게 제공하는 궤환 제어부
    를 포함하는 느린 시변 채널용 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정부는, 가우스 잡음(gaussian random noise), 샘플링 타임 오프셋(sampling time offset), 반송파 주파수 오프셋(carrier frequency offset), 다중경로 페이딩(multi-path fading), 도플러 효과 또는 I/Q 불균형(imbalance) 중에서 적어도 어느 하나의 채널 간섭에 의한 상기 간섭 값을 추정하는
    느린 시변 채널용 수신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 궤환 제어부는, 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때마다 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 산출한 복수의 채널 추정 후보 값에 대한 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 제공하는
    느린 시변 채널용 수신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 궤환 제어부는, 상기 평균 값을 산출할 때에 상기 채널 추정 후보 값 중에서 적어도 어느 하나에 가중치를 두어 산출하는
    느린 시변 채널용 수신 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 궤환 제어부는,
    상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 상기 채널 추정 후보 값을 출력하는 가산기와,
    N개의 상기 채널 추정 후보 값을 저장하기 위한 N 비트를 가지며, 새로운 상기 채널 추정 후보 값을 마지막 비트에 저장할 때에 이전에 저장된 상기 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하고, 상기 N 비트에 저장된 상기 채널 추정 후보 값의 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 출력하는 레지스터
    를 포함하는 느린 시변 채널용 수신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 궤환 제어부는, 서로 다른 비트 수를 가지는 복수의 추정용 레지스터를 포함하며, 상기 추정용 레지스터 중에서 어느 하나를 상기 새로운 채널 추정 값을 출력하기 위해 이용하는
    느린 시변 채널용 수신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 궤환 제어부는, 상기 느린 시변 채널의 변화 특성에 따라 상기 복수의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나의 추정용 레지스터를 이용하는
    느린 시변 채널용 수신 장치.
  8. 느린 시변 채널을 통해 복수의 분산 트레이닝 시퀀스와 데이터 페이로드를 포함하는 분산 트레이닝 시퀀스 패턴을 수신하는 단계와,
    순차적으로 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 이전의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신되었을 때의 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 단계와,
    상기 등화를 거친 수신 신호로부터 간섭 값을 추정하는 단계와,
    추정한 상기 간섭 값과 상기 등화하는 단계에 의해 등화된 채널 변수 값을 연산하여 새로운 채널 추정 값을 산출하는 단계와,
    다음 순서의 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때에 상기 새로운 채널 추정 값에 의거하여 등화하는 단계
    를 포함하는 느린 시변 채널용 수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는, 가우스 잡음(gaussian random noise), 샘플링 타임 오프셋(sampling time offset), 반송파 주파수 오프셋(carrier frequency offset), 다중경로 페이딩(multi-path fading), 도플러 효과 또는 I/Q 불균형(imbalance) 중에서 적어도 어느 하나의 채널 간섭에 의한 상기 간섭 값을 추정하는
    느린 시변 채널용 수신 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 분산 트레이닝 시퀀스가 수신될 때마다 상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 산출한 복수의 채널 추정 후보 값에 대한 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 산출하는
    느린 시변 채널용 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 평균 값을 산출할 때에 상기 채널 추정 후보 값 중에서 적어도 어느 하나에 가중치를 두어 산출하는
    느린 시변 채널용 수신 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는,
    상기 간섭 값과 상기 채널 변수 값을 합산하여 상기 채널 추정 후보 값을 결정하는 단계와,
    N개의 상기 채널 추정 후보 값을 저장하는 N 비트의 레지스터의 마지막 비트에 새로운 상기 채널 추정 후보 값을 저장하면서 이전에 저장된 상기 채널 추정 후보 값은 한 비트씩 앞으로 당겨 저장하는 단계와,
    상기 N 비트에 저장된 상기 채널 추정 후보 값의 평균 값을 상기 새로운 채널 추정 값으로 결정하는 단계
    를 포함하는 느린 시변 채널용 수신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 서로 다른 비트 수를 가지는 복수의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나를 상기 새로운 채널 추정 값을 산출하기 위해 이용하는
    느린 시변 채널용 수신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 느린 시변 채널의 변화 특성에 따라 상기 복수 의 추정용 레지스터 중에서 어느 하나의 추정용 레지스터를 이용하는
    느린 시변 채널용 수신 방법.
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