KR20120036839A - Ｄｖｂ?ｔ／ｈ 송신들의 로버스트 감지 - Google Patents

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KR20120036839A
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

DVB(디지털 비디오 브로드캐스팅) 송신의 존재를 검출하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 이 방법은 선택된 채널에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하는 단계(1101); 수신된 RF 신호로부터 신호 샘플들을 생성하는 단계(1102); 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하는 단계로서, 각 평균화된 샘플은 다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 평균화된 샘플들을 생성하는 단계(1103); 평균화된 샘플들을 기준 시퀀스와 상관시키는 단계(1104); 및 상관 결과를 임계 상관 값과 비교하는 단계(1105)를 포함한다.

Description

ＤＶＢ?Ｔ／Ｈ 송신들의 로버스트 감지{ROBUST SENSING OF DVB-T/H TRANSMISSIONS}
본 출원은 2009년 5월 14일 출원된 미국 임시 출원 번호 제 61/178,231호의 이점을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 인지 무선(CR, Cognitive Radio) 네트워크에서의 디바이스들에 관한 것으로, 특히, 디지털 비디오 브로드캐스팅(DVB, digital video broadcasting) 송신들을 감지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
규제 기관들이 채택하고 있는 새로운 스펙트럼 정책들은 허가된 동작을 위해 지정된 주파수 대역들에서 비-허가된 부 디바이스들의 동작을 계획한다. 부 디바이스들은 대역이 비어있거나 주 디바이스에 의해 이용되고 있지 않을 때에만 동작할 수 있다. 이것은 부 디바이스들이 주 디바이스들이 되도록 하는 간섭의 양을 최소화하기 위해서 주 디바이스가 송신을 시작할 때 부 디바이스들은 대역을 비워야 한다는 것을 의미한다. 부 디바이스들은 또한 그들의 환경을 감지하고 그에 따라 적응하는 능력으로 인해 인지 무선들(CR)이라고도 한다. 텔레비전 브로드캐스팅을 위해 할당된 UHF(ultra high frequency, 초 고 주파수) 대역은 CR 디바이스들의 동작을 가능하게 하는 이상적인 후보이다.
미국에서는, 인근 마켓들 및/또는 송신들로부터 브로드캐스팅들에 대한 또는 브로드캐스팅들로부터의 간섭을 피하기 위해서, TV 대역들 중 일부만이 임의의 주어진 지리적 위치에서 이용될 수 있다. 결과적으로, 나머지 TV 대역들은 대체로 이용되지 않고, 따라서, (가정-내 네트워킹 등과 같은) 다른 목적들을 위해 이용될 수 있다. 다른 규제 도메인들을 또한 TV 채널들의 유사한 할당을 갖는다.
예를 들면, CR 디바이스들에 의한 디지털 텔레비전(DTV) 수신에 대한 해로운 간섭을 피하기 위해서, 규제 기관들은 -114dBm과 같이 낮은 신호 세기들에서 DTV 신호들의 신뢰할 수 있는 검출을 규정하였다. 따라서, CR 디바이스들은 그들이 특정 채널을 이용할 수 있기 전에 주 송신들을 위한 채널을 감지해야 한다. 이 요건은 CR 디바이스들이 DTV(DVB-T/H)(디지털 비디오 브로드캐스팅-지상파/휴대형) 신호들의 존재를 검출하기 위한 로버스트 감지 알고리즘들을 구현하도록 한다.
그러나, 주파수 도메인의 공지된 위치에 단일 파일럿을 갖는 8-VSB(8-레벨 잔류 측파대) ATSC(어드밴스드 텔레비전 시스템 위원회) 신호와 달리, DVB-T 신호는 주파수 도메인에서 분산된 다수의 저-전력 파일럿들을 갖는다. 따라서, 파일럿들을 검출하기 위해서 주파수 도메인에서 필터링하는 접근법은 DVB-T에 대해서는 실행 가능하지 않다. 대신에, 더 양호한 접근법은 주파수 도메인 파일럿들을 나타내는 공지된 시간 도메인 신호와 시간 도메인에서 상관시키는 것일 수도 있다.
DVB-T 및 DVB-H 신호들의 검출을 위한 기존의 감지 알고리즘들은 송신 모드들의 서브-세트하고만 잘 작동한다. 본원의 실시예들에 따르면, 감지 알고리즘은 검출 성능을 향상시키고 모든 송신 모드들에 대해서 동일하게 실행된다.
DVB-T를 이용하는 디지털 텔레비전을 송신하기 위해 이용되는 것과 같은 대부분의 OFDM(직교 주파수 분할 다중화) 신호들은 채널 추정 및 동기화를 위한 주파수 도메인에서 파일럿들을 갖는다. 데이터 스트림에 내장되는 다음과 같은 두 종류들의 파일럿 신호들이 존재한다: (1) 값들 및 위치들이 고정되어 있는 고정 파일럿들, 및 (2) 값들은 고정되어 있지만 위치들은 심볼에 따라 변경되고, 때로는 공지된 패턴으로 반복되는 가변 파일럿들. 원하는 복잡도의 정도에 의존하여, 두 종류들은 감지를 위해 이용될 수 있다. 본원에서 고려하는 근본적인 접근법은 데이터 시퀀스에 내장되는 연속하는 공지된 시퀀스로서 시간 도메인에서 이들 파일럿들을 검토하여, 수신된 신호를 이들 공지된 시퀀스와 상관시키는 것이다. DVB-T는 다수의 상이한 FFT(고속 푸리에 변환) 크기들 및 주기적 프리픽스들을 갖기 때문에, 상이한 기준 신호가 각 모드에 대해 발생되고, 존재하는 신호의 종류를 결정하기 위해 각각에 대해 상관된다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, DVB(디지털 비디오 브로드캐스팅) 송신의 존재를 검출하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 선택된 채널에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하는 단계; 수신된 신호로부터 신호 샘플들을 생성하는 단계; 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하는 단계로서, 각 평균화된 샘플은 다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 평균화된 샘플들을 생성하는 단계; 평균화된 샘플들을 기준 시퀀스와 상관시키는 단계; 및 상관 결과를 임계 상관 값과 비교하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 있어서, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 RF 신호를 수신하기 위한 RF 프론트-엔드 모듈; 수신된 RF 신호로부터 신호 샘플들을 생성하기 위한 샘플링 모듈; 신호 샘플들을 보유하기 위한 버퍼; 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하기 위한 누적/평균화 모듈로서, 각 평균화된 샘플은 다음 신호 샘플에 대한 것으로부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 누적/평균화 모듈; 기준 시퀀스를 저장하기 위한 메모리 모듈; 평균화된 샘플들을 기준 샘플과 상관시키기 위한 상관기; 및 상관 결과를 임계 상관 값과 비교하기 위한 임계 검출 모듈을 포함한다.
본 발명으로서 간주되는 주제는 특히 명세서의 마지막에 있는 청구항들에 제시되어 있고 명백하게 청구되어 있다. 본 발명의 상기 및 다른 특징들과 이점들은 첨부 도면들과 함께 행해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 주기적 프리픽스(CP)를 갖는 OFDM 심볼을 도시하는 도면.
도 2는 DVB-T OFDM 심볼들에서 산재되어 있는 파일럿 부-반송파들의 위치를 도시하는 도면.
도 3은 5㏈ 및 -5㏈의 SNR들을 갖는 2K, 1/32 모드에 대한 CP에 관한 상관을 도시하는 도면.
도 4는 -5㏈ 및 -10㏈의 SNR들을 갖는 2K, 1/32 모드에 대한 파일럿들에 관한 상관을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 데이터 평활화를 이용하는 DVB-T 검출기를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에서 데이터 평활화를 이용하는 DVB-T 검출기를 도시하는 블록도.
도 7은 -15㏈ 및 L=8의 SNR을 갖는 2K, 1/32 모드에 대한 데이터 평활화가 없는(상부) 및 데이터 평활화가 있는(하부) 상관 비교를 도시하는 도면.
도 8은 2K, 1/32 모드에 대한 AWGN 및 레일리 페이디드 채널에서의 개선된 검출기의 성능을 도시하는 도면.
도 9는 2K, 1/32 모드에 대한 AWGN 및 레일리 페이디드 채널에서의 (데이터 평활화가 없는) 표준 및 (데이터 평활화가 있는) 강건함의 성능의 비교를 도시하는 도면.
도 10은 간단한 교차-상관기를 이용하는 DVB-T 검출기의 성능을 도시하는 도면.
도 11은 DVB 신호의 존재를 검출하기 위한 처리를 도시하는 도면.
본 발명에서 개시된 실시예들은 단지 본원의 혁신적인 교시들의 많은 유리한 이용들의 예들이라는 것을 유념하는 것이 중요하다. 일반적으로, 본원의 명세서에서 이루어지는 설명들은 물론 다양한 청구된 발명들 중 임의의 것을 제한하는 것은 아니다. 또한, 일부 설명들은 일부 발명의 특징들에 적용될 수도 있지만 다른 것들에는 적용되지 않을 수도 있다. 일반적으로, 달리 나타내지 않는 한, 단수형 요소들은 복수일 수도 있고, 일반성을 잃지 않는 한 그 반대일 수도 있다. 도면들에서, 동일한 부호들은 여러 도면들에 걸쳐 동일한 부분들을 나타낸다.
DVB -T 송신 명세의 간략한 개요
지상파 디지털 비디오 브로드캐스팅(DVB-T)은 디지털 TV의 지상파 브로드캐스팅을 위한 유럽 원격통신 표준 연합(ESTI, European Telecommunications Standards Union)에 의해 표준화되어 있다. DVB-T 표준은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조 방법을 이용하고, 브로드캐스터의 요건들에 따라 코딩 및 변조 파라미터들을 적응시키기 위한 옵션들을 제공한다. DVB-T 명세는 두 가지의 동작 모드들: 즉, '2K 모드' 및 '8K 모드'를 제공한다. 또한, DVB-H 강화는 '4K 모드'를 제공한다. 모드들은 송신된 신호들을 발생시키기 위해 이용되는 FFT(고속 푸리에 변환) 크기에 기초하여 규정된다. 이들 모드들 각각에 대한 파라미터들 중 일부가 표 1에 나열되어 있다.
Figure pct00001
DVB-T 송신된 신호는 프레임들에서 조직화된다. 각 프레임은 68개의 OFDM 심볼들로 이루어지고, 4개의 이러한 프레임들은 수퍼-프레임을 구성한다. 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, OFDM 심볼(100)은 두 부분들: 즉, 유용한 심볼 주기(102) 및 보호 간격(101)으로 이루어져 있다. 유용한 심볼의 부분은 (주기적 프리픽스(CP)라고 하는) 보호 간격(101)에서 송신되고, 이 특징은 심볼-간 간섭을 최소화하기 위해 이용된다. DVB-T 명세는 보호 간격에 대한 심볼 주기의 1/4, 1/8, 1/16 또는 1/32의 선택을 제공한다.
CP 외에, DVB-T 표준은 신호의 동기화, 복조 및 디코딩에 도움을 주기 위해 다음 기준 신호들을 제공한다.
?연속 파일럿들( Ccontinual pilots ) - 이들 기준 신호들은 고정된 부-반송파들의 위치들에 배치되어 있고, 그들의 위치는 심볼에 따라 변하지 않는다. '2K 모드'에는 45개의 연속 파일럿들이 있고, '8K 모드'에는 177개의 연속 파일럿들이 있다.
?산재 파일럿들( Scattered pilots ) - 이들 기준 신호들(201)(도 2)은 OFDM 심볼에서 고르게(12번째 부-반송파마다) 분산되어 있다. 이들 파일럿들의 위치는 각 OFDM 심볼에서 3개의 부-반송파들만큼 오프셋되어 있고, 그 결과로서, 파일럿 패턴은 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 프레임(200)에서 4개의 OFDM 심볼들마다 반복된다. 산재 파일럿들은 채널이 준-정적이라고 가정할 때 채널 추정을 유도하기 위해 이용된다.
?TPS 파일럿들 - 이들 송신 파라미터 시그널링(TPS) 기준 신호들은 송신 파라미터들을 전달하기 위해 이용된다. '2K 모드'에 대한 17개의 부-반송파들 및 '8K 모드'에 대한 68개의 부-반송파들의 고정된 세트는 TPS 파일럿 부-반송파들로서 지정되어 있다. OFDM 심볼에서 모든 TPS 파일럿 부-반송파들은 동일한 정보를 전달한다.
연속 파일럿들 및 산재 파일럿들은 나머지 부-반송파들에 비해 더 높은 전력 레벨(~2.5㏈)에서 송신된다.
DVB -T 신호 검출 방법들
에너지 기반 검출 방식들
관심있는 채널에서 신호 에너지의 존재를 검출하는 것은 보통 매우 신속하고 채널 점유의 양호한 표시를 제공한다. 그러나, 이 방법은 신호 자체에 대해서는 어떠한 정보도 제공하지 않고, 따라서, 주 신호와 부 신호를 구별할 수 없다. 또한, 검출 확률은 임계치들에 따라 상당히 변화한다. 결과적으로, 이용될 임계 값을 결정하는 동안, 특히, 낮은 신호-대-잡음비들(SNR)을 갖는 신호들을 검출하는 동안 극도의 주의를 기울여야 한다.
특징 기반 검출 방식들
특징 기반 검출 방식들은 검출을 위해 (트레이닝 신호들, 파일럿 패턴들 등과 같은) 인컴번트 신호들(incumbent signals)의 고유의 특징들에 의존한다. 상술된 바와 같이, DVB-T 신호는 검출 처리시 이용될 수 있는 주기적 프리픽스, 연속 및 산재 파일럿들 등에 대해서 몇몇 고유의 특징들을 갖는다.
시간 도메인 자동-상관
시간 도메인 자동-상관에서, DVB-T 신호의 CP 특징은 채널에서 신호의 존재 또는 부재를 결정하기 위해 이용된다. 수신된 신호는 다음 식에서 나타낸 바와 같이 신호의 지연된 버전과 상관된다:
Figure pct00002
(1)
여기서, x(m)은 시간-도메인에서의 샘플링된 수신된 신호이고, R xx (n)는 x(m)의 자동-상관이다. N FFT , N GI 및 N SYM 은 각각 FFT, CP 및 OFDM 심볼 길이들을 나타낸다.
유용한 OFDM 심볼의 부분은 CP에서 반복되기 때문에, 위와 같은 상관은 주기적으로 반복되는 피크를 제공할 것이다. 피크 주기성과의 선택적 조합을 갖는 피크 진폭은 관심있는 채널에서 DVB-T 신호들의 존재를 검출하기 위해 이용될 수 있다.
Figure pct00003
은 다음과 같이 규정된
Figure pct00004
의 피크값을 나타낸다:
Figure pct00005
(2)
Figure pct00006
는 신호의 존재를 결정하기 위해서 미리-규정된 임계치인
Figure pct00007
와 비교된다.
Figure pct00008
신호 존재
그렇지 않으면 신호 부재 (3)
임계치는 원하는 거짓 알람 확률에 기초하여 결정된다.
자동-상관 기반 검출기는 높은 SNR 값들에 대해 매우 잘 실행된다. 그러나, 중간 및 낮은 SNR들의 값들(즉, 0㏈ 미만)에 대해서, 성능은 매우 신뢰할 수 없을 수도 있다. 또한, 성능은 CP 길이에 상당히 의존한다. 결과적으로, 검출기는 ¼ GI를 갖는 8K 모드에 대해서는 잘 실행되고, 1/32 GI를 갖는 2K 모드에 대해서는 매우 저조하게 실행된다. 그러나, 검출기는 주파수 오프셋들에 대해서는 강건하다. 도 3은 5㏈ 및 -5㏈의 SNR들을 갖는 2K, 1/32 모드에 대한 자동-상관 플롯들(301, 302)을 도시한다. SNR=-5㏈에 대해서, 상관 피크들은 분명하게 구별할 수 없고, 결과적으로, 검출기의 성능은 저하된다(플롯 302 참조).
시간 도메인 교차-상관
시간 도메인 교차-상관 방법에 있어서, DVB-T 신호에서 연속 및 산재 플롯들은 신호를 검출하기 위해 이용된다. 이전 섹션에서 기술한 바와 같이, 반송파들의 서브-세트는 파일럿 부-반송파들로서 지정된다. 이들 반송파들은 공지된 정보를 전달하고, 이들 반송파들은 데이터 반송파들에 비해 더 높은 전력(약 2.5㏈만큼)에서 송신된다. 수신된 신호는 파일럿 부-반송파들만으로 구성된 벡터의 역 푸리에 변환을 행함으로써 유도되는 기준 시퀀스와 상관될 수 있다. SP 패턴은 4개의 심볼들마다 반복되기 때문에, 4개의 이러한 기준 신호들인
Figure pct00009
를 형성하는 것은 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00010
(4)
여기서,
Figure pct00011
은 시간-도메인 시퀀스를 나타내고, d는 파일럿 패턴 번호를 나타내고 1 내지 4의 값들을 갖는다.
Figure pct00012
는 파일럿 패턴 번호 d에 대한 파일럿 부-반송파들의 위치들의 세트를 나타낸다. 파일럿 부-반송파들의 세트는 단지 산재 파일럿 위치들 또는 산재 및 연속 파일럿 위치들의 조합된 세트에 대응하는 것 일 수 있다. 예를 들면, SP의 경우에 대해서,
Figure pct00013
이다. Ck ,d는 부-반송파(k) 및 패턴 번호(d)에 대한 심볼을 나타낸다.
또 다른 기준 시퀀스는 또한 다음에 나타낸 바와 같이 상기 4개의 기준 시퀀스들을 조합함으로써 발생될 수 있다:
Figure pct00014
(5)
여기서, n = 0 내지(4N FFT - 1)이다.
상관 출력은 다음 식에 의해 제공된다:
Figure pct00015
(6)
이상적인 조건들에서, 상관 출력 R xp ,d (n)은 4TSYM 샘플들마다 반복되는 피크 크기를 가질 수도 있다.
상관 출력에 대한 유사한 식이,
Figure pct00016
가 다음에 나타낸 것과 같은 기준 시퀀스로서 이용되는 경우에 대해 유도될 수 있다:
Figure pct00017
(7)
이 섹션의 나머지 부분에서, 검출 메트릭들을 유도하기 위한 R xp ,1 (n)이 고려될 것이다. 분석은 이전에 유도된 모든 상관 출력들로 확장될 수 있다.
Figure pct00018
이 다음과 같이 규정되는
Figure pct00019
의 피크 값을 나타낸다고 하자:
Figure pct00020
(8)
Figure pct00021
은 신호의 존재를 결정하기 위해 미리-규정된 임계치인
Figure pct00022
와 비교된다.
Figure pct00023
신호 존재
그렇지 않은면 신호 부재 (9)
교차-상관 기반 검출기는 낮은 SNR 값들에 대해서도 상이한 채널 환경들에서 매우 잘 동작한다. 또한, 검출기 성능은 송신 모드와는 독립적이고, 따라서, 2K 모드뿐만 아니라 8K 모드에 대해서도 동일하게 잘 동작한다.
도 4는 -5㏈ 및 -10㏈의 SNR들에 대한 2K, 1/32 송신 모드에 대한 상관기 출력(401, 402)을 도시한다.
Figure pct00024
은 기준 시퀀스로서 이용되었다. 플롯들(401, 402)로부터, 교차-상관 기반 검출기의 성능은 자동-상관 기반 검출기의 성능에 비해 더 양호하다는 것을 알 수 있다.
DVB -T 신호들을 검출하기 위한 방법
다음은 검출기의 성능을 향상시키기 위한 개선된 알고리즘들을 기술하는 예시적인 실시예들이다.
DVB-T 배치들은 정적이기 때문에, 채널 대역폭 및 송신 모드(FFT 크기 및 GI 구간) 정보가 검출기에서 이용될 수 있는 것으로 가정된다. 송신 모드 정보가 이용 가능하지 않은 경우들에 있어서, 검출기는 DVB-T 신호들을 감지하기 위해 상이한 송신 모드들에 걸쳐 순환할 수 있다. 이것은 결과적으로 검출 시간을 증가시킬 수도 있지만, 검출 성능은 실질적으로 동일하게 유지된다.
(잡음 변동을 감소시키는) 데이터 평활화에 의한 개선된 검출
식 (6)을 참조하면, 상관 출력이 잡음 항(데이터 부-반송파들 및 WGN으로부터의 기여들)을 포함한다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 일 예시적인 실시예에 있어서, 잡음 항의 변동은 수신된 심볼들을 평균화함으로써 감소될 수 있다. 그러나, 검출기는 심볼 경계들을 알고 있지 않다. 송신 모드 및 GI 구간이 공지되어 있다고 가정하면, 최소 파일럿 패턴 반복 주기(PPRP)는 다음 식
Figure pct00025
을 이용하여 유도될 수 있다. 대안적으로, 최소 PPRP는 식
Figure pct00026
를 이용하여 유도될 수 있고, 여기서, B는 정수이다. 이 사실을 이용하면, 수신된 신호들은 다음과 같이 평균화된다:
Figure pct00027
(10)
여기서, L은 설계 파라미터이고, 감지 시간 및 원하는 성능에 의존한다.
평균화된 샘플들 x L (n)은 다음과 같이 기준 시퀀스들과 상관된다:
Figure pct00028
(11)
[0,NPPRP-1] 내에 있는 4*NSYM개의 샘플들과 동일한 임의의 범위가 최대 피크 크기를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 피크 위치의 일관성이 검출기의 강건함을 향상시키기 위해 이용된다면, 부가적인 피크 크기들이 또한 유도되어 검증될 수 있다.
Figure pct00029
이 다음과 같이 규정된
Figure pct00030
의 피크 값을 나타낸다고 하자:
Figure pct00031
(12)
Figure pct00032
은 신호의 존재를 결정하기 위해 미리-규정된 임계치인
Figure pct00033
와 비교된다.
Figure pct00034
신호 존재
그렇지 않으면 신호 부재 (13)
도 5는 데이터 평활화를 이용하는 DVB-T 검출기(500)의 간단한 블록도를 도시한다.
RF 프론트-엔드(501)는 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운-시프트한다. IF 신호는 이어서 DC로 다운-시프트된다(대안적으로, IF 신호는, 즉, ADC 후에, 디지털 도메인에서 DC로 다운 시프트된다). 신호는 이어서 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(502)에 의해 디지털화된다. 샘플링된 신호는 이어서, 버퍼(503), 누적/평균화(505) 및 상관기(506) 모듈들을 이용하여, 상술된 방법들에 따라 처리된다. 버퍼(503), 누적/평균화(505) 및 상관기(506) 모듈들은 특정 송신 모드에 기초하여 동작하고, 검출기는 상이한 송신 모드들에서 동작할 수 있다. 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 대안적인 배치(600)는 상관기(506)가 버퍼(503) 앞에 배치되는 것으로, 버퍼링, 누적 및 평균화 이전에 상관이 실행되도록 한다. 신호 'seq ID'는 상관을 위해 이용될 기준 시퀀스를 결정하고, 이 기준 시퀀스는 파일럿들로부터 발생되어 메모리(504)에 저장된다. 이 신호는 또한 이용될 임계치들을 결정하기 위해 '임계치 검출' 모듈(507)에 의해 이용된다. 상관기의 출력은 DVB-T 신호의 존재/부재를 결정하기 위해 선택된 임계치와 비교된다.
도 7은 상관 출력에 대한 데이터 평활화의 효과를 도시한다. 데이터 평활화가 되지 않은(701) 및 데이터 평활화가 된(702) 상관 출력들은 데이터가 상술된 것과 같이 평활화될 때, 피크들이 명백하게 가시적이 되는 것을 보여주며, 따라서, 검출기는 -15㏈ 미만의 SNR들에 대해서도 DVB-T 신호들을 검출할 수 있다.
제안된 알고리즘의 성능은 AWGN 및 다중-경로 채널에서의 시뮬레이션들을 통해 평가된다. 다음의 시뮬레이션 파라미터들이 이용된다:
?송신 모드 - 2K, 1/32
?각 SNR에 대한 런들의 수 - 1000
?평활화 인자 L - 8(~60㎳ 감지 시간)
?거짓 알람의 확률(PFA) - <0.01
?채널들: AWGN 또는 레일리 페이디드
도 8은 AWGN 채널(801) 및 레일리 채널(802)에서의 제안된 검출기에 대한 검출(Pd) 확률 대 SNR 곡선들을 도시한다. 도 9는 본원에 기술된 예시적인 실시예의 검출기(평균화된 AWGN(901), 평균화된 레일리(902)) 및 표준 검출기(평균화되지 않은 AWGN(903), 평균화되지 않은 레일리(904))에 대한 Pd 대 SNR 곡선들을 도시한다. 제안된 검출기는 상이한 채널 조건들에 대해 -15㏈ 미만에서도 DVB-T 신호들을 강건하게 검출할 수 있다는 것을 알 수 있다.
피크 크기 외에, 피크의 주기성에 있어서의 일관성은 또한 검출기의 강건함을 향상시키기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 기준 시퀀스로서
Figure pct00035
를 이용하는 교차-상관 기반 방법에서, 상관 피크는 DVB-T 신호가 존재할 때 4*N SYM 샘플들마다 반복될 수도 있다. 따라서, 4*N SYM 샘플들의 각 블록에 대한 최대 피크
Figure pct00036
의 위치의 차이는 다음에 나타내는 것과 같이 계산된다:
Figure pct00037
(14)
D(l)< D threshold 의 값이라면, DVB-T 신호가 존재한다. D threshold 의 값은 10(심볼들)과 같은 고정 값으로 설정될 수 있거나 CR 디바이스의 동작 환경에 기초하여 디바이스에 의해 설정될 수도 있다.
조용한-주기( QP ) 감지
일 실시예에서, 응용의 서비스 품질(QoS) 요건들을 유지하기 위해서, 인지 무선은 연속된 시간 기간에 대한 그의 송신을 중지할 수 없을 것이다. 그 대신, CR 디바이스는 짧은 조용한 주기들(QP들)을 더 빈번히 스케줄링할 것이다. 이 예시적인 실시예에서, 데이터 평활화 공식은 다음과 같이 수정된다:
Figure pct00038
(15)
여기서, N QP 는 주어진 조용한 주기에 수용될 수 있는 샘플들의 수에 대응한다. N QP 는 QP 구간에 의존하여 4*N SYM , 8*N SYM , 12*N SYM ,..., 또는 N PPRP 값들을 취할 수 있다. 샘플 카운터들은 비-QP들 동안 활성인 것으로 가정된다. 몇몇 상황들에서, N QP 와 동일하고 원하는 범위에 대응하는 샘플들의 연속하는 세트는 주어진 QP에서 캡처될 수 없다. 이들 경우들에 있어서, 샘플들은 버려질 수 있고, 처리는 다음 QP에 대해 계속된다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 교차-상관과 연관된 구현 복잡도는 다음에 나타낸 것과 같이 식을 수정함으로써 감소될 수 있다:
Figure pct00039
(16)
합산에서의 곱 동작은 간단한 논리 동작으로서 구현될 수 있고, 따라서, 승산기에 비해 게이트 카운트를 상당히 감소시킨다. 도 10은 식 (16)에 규정되어 있는 것과 같은 교차-상관을 이용하는 DVB-T/DVB-H 검출기의 성능을 나타낸다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 DVB의 존재를 검출하는 처리를 도시한다. 처리는: 선택된 채널에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하는 단계(1101); 수신된 신호로부터 신호 샘플들을 생성하는 단계(1102); 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하는 단계로서, 각 평균화된 샘플은 다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 평균화된 샘플들을 생성하는 단계(1103); 평균화된 샘플들을 기준 신호와 상관시키는 단계(1104); 및 상관 결과를 임계 상관 값과 비교하는 단계(1105)를 포함한다. 비교의 결과들에 기초하여, DVB의 존재가 결정될 수 있다.
본원에 기술된 기술들은 인지 무선들 및 DVB-T/H 신호들이나 규정된 파일럿 패턴들을 포함하는 다른 OFDM 신호들의 검출을 위한 검출-및-회피 기술들에 의존하는 다른 시스템들에서 이용될 수 있다.
상기 상세한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 많은 형태들 중 몇몇을 제시하였다. 상기 상세한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 선택된 형태들의 예시로서 이해되어야 하며, 본 발명의 규정에 대한 제한으로서 이해되어서는 안 된다. 그것은 단지 본 발명의 범위를 규정하기 위한 모든 등가물들을 포함하는 청구항들이다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 원리들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합으로서 구현된다. 또한, 소프트웨어는 바람직하게 프로그램 저장 유닛 또는 부품들, 또는 특정 디바이스들 및/또는 디바이스들의 조합으로 이루어지는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에서 실제로 구체화되는 응용 프로그램으로서 구현된다. 응용 프로그램은 임의의 적절한 아키텍처를 포함하는 머신에 업로드될 수도 있고 그에 의해 실행될 수도 있다. 바람직하게, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치들("CPU들"), 메모리 및 입력/출력 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼에서 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영체제 및 마이크로 명령 코드를 포함할 수도 있다. 본원에 기술된 다양한 처리들 및 기능들은 이러한 컴퓨터 또는 처리기가 명시적으로 도시되어 있든 그렇지 않든 간에, CPU에 의해 실행될 수도 있는 마이크로 명령 코드의 일부 또는 응용 프로그램의 일부, 또는 그들의 임의의 조합 중 하나일 수도 있다. 또한, 다양한 다른 주변 유닛들이 부가적인 데이터 저장 유닛 및 인쇄 유닛과 같은 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수도 있다.
501: RF 프론트-엔드
502: 아날로그-디지털-컨버터(ADC) 503: 버퍼
504: 메모리 506: 상관기

Claims (15)

  1. DVB(디지털 비디오 브로드캐스팅) 송신의 존재를 검출하기 위한 방법에 있어서:
    선택된 채널에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하는 단계(1101);
    상기 수신된 신호로부터 신호 샘플들을 생성하는 단계(1102);
    상기 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하는 단계로서, 상기 평균화된 샘플들 각각은 다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 평균화된 샘플들을 생성하는 단계(1103);
    상기 평균화된 샘플들을 기준 시퀀스와 상관시키는 단계(1104); 및
    상관 결과를 임계 상관 값과 비교하는 단계(1105)를 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상관 결과들로부터 상관 피크들의 주기성의 변동을 계산하는 단계를 추가로 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 최소 파일럿 패턴 반복 주기는 상기 신호의 송신 모드 및 보호 간격 구간에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 DVB 신호가 검출될 때까지, 상이한 송신 모드들에 걸쳐 순환함으로써 상기 송신 모드를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 수의 신호 샘플들은 감지 시간 및/또는 원하는 성능 레벨들에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 평균화된 샘플들의 수는 얼마나 많은 샘플들이 조용한 주기(quiet period) 동안 수용될 수 있는지에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 평균화된 샘플들을 상기 기준 시퀀스와 상관시키는 단계는 상기 평균화된 샘플들 및 상기 기준 시퀀스의 부호들에 대한 논리 동작들을 취하는 단계를 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 시퀀스는 파일럿들로부터 발생되어 메모리에 저장되는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  9. DVB(디지털 비디오 브로드캐스팅) 송신의 존재를 검출하기 위한 방법에 있어서:
    선택된 채널에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호로부터 신호 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 신호 샘플들을 기준 시퀀스와 상관시키는 단계;
    다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 기간만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들에 대응하는 상관 결과들의 평균을 취함으로써 평균화된 상관 값을 계산하는 단계; 및
    상기 평균화된 상관 값을 임계 상관 값과 비교하는 단계를 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 방법.
  10. DVB(디지털 비디오 브로드캐스팅) 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템에 있어서:
    RF(무선 주파수) 신호를 수신하기 위한 RF 프론트-엔드 모듈(501);
    상기 수신된 RF 신호로부터 신호 샘플들을 생성하기 위한 샘플링 모듈(502);
    상기 신호 샘플들을 보유하기 위한 버퍼(503);
    상기 신호 샘플들로부터 평균화된 샘플들을 생성하기 위한 누적/평균화 모듈(505)로서, 상기 평균화된 샘플들 각각은 다음 신호 샘플에 대한 것에서부터 최소 파일럿 패턴 반복 주기만큼 분리되어 있는 미리 결정된 수의 신호 샘플들의 평균인, 상기 누적/평균 모듈(505);
    기준 시퀀스를 저장하기 위한 메모리 모듈(504);
    상기 평균화된 샘플들을 상기 기준 시퀀스와 상관시키기 위한 상관기(506); 및
    상관 결과를 임계 상관 값과 비교하기 위한 임계 검출 모듈(507)을 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상관기(506)는 또한 상기 상관 결과들로부터 상관 피크들의 주기성의 변동을 계산하도록 구성되고, 상기 임계 검출 모듈(507)은 또한 상기 변동을 임계 변동 값과 비교하도록 구성되는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 최소 파일럿 패턴 반복 주기는 상기 신호의 송신 모드 및 보호 간격 구간에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 DVB 신호가 검출될 때까지, 상이한 송신 모드들에 걸쳐 순환함으로써 상기 송신 모드를 결정하기 위한 수단을 추가로 포함하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 수의 신호 샘플들은 감지 시간 및/또는 원하는 성능 레벨들에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 평균화된 샘플들의 수는 얼마나 많은 샘플들이 조용한 기간 동안 수용될 수 있는지에 의존하는, DVB 송신의 존재를 검출하기 위한 시스템.
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