KR20130066087A - Method and apparatus of operational mode adapting transmission in cable network - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An operation mode adaptive transmission device and a method thereof are provided to improve system performance and to increase cable resource use efficiency. CONSTITUTION: A frequency interleaving unit (102) performs frequency interleaving to obtain frequency diversity of a mapping processed signal. A pilot and preamble insertion unit (103) inserts block unit preamble and pilot into the frequency interleaved signal. An IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) unit (104) inverse-fast-Fourier-transforms the block unit preamble and a pilot-inserted signal. A CP (Cycle Prefix) insertion unit (105) inserts a CP greater than a channel delay time into the IFF transformed signal. A DAC (Digital-to-Analog Converter)/RF unit (106) coverts the digital signal inputted to the CP insertion unit and transforms a baseband signal into an RF band signal. [Reference numerals] (101) Signaling mapping view; (102) Frequency interleaving unit; (103) Pilot and preamble insertion unit; (104) IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) unit; (105) CP(Cycle Prefix) insertion unit; (106) DAC(Digital-to-Analog Converter)/RF unit; (107) FFT unit; (108) Preamble insertion unit; (109) Over sampling unit; (110) Pulse connection filtering unit; (AA) Channel encoding generating signal

Description

케이블망에서의 운용모드 적응형 전송장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF OPERATIONAL MODE ADAPTING TRANSMISSION IN CABLE NETWORK}Adaptive mode transmission device and method in cable network {METHOD AND APPARATUS OF OPERATIONAL MODE ADAPTING TRANSMISSION IN CABLE NETWORK}

본 발명은 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송장치 및 방법에 관한 것으로서, 케이블망을 방송을 위해 사용할 경우와 통신을 위해 사용할 경우에 대해서, 채널환경에 더 적합한 전송방식을 사용하기 위한 운용 적응 물리계층 전송 방식에 관한 기술분야이다.The present invention relates to an operation mode adaptive transmission apparatus and method in a cable network, the operation adaptive physical for using a transmission method more suitable for the channel environment for the case of using the cable network for broadcasting and for communication The technical field of the layer transmission method.

현재 케이블망에서 사용중인 하향 물리계층 전송 방식은 싱글캐리어 방식을 사용하고 있다.The downlink physical layer transmission method currently used in the cable network uses a single carrier method.

또한, 차기 케이블망 전송방식으로 표준화된 전송표준인 DVB-C2와 같은 경우는 멀티캐리어 방식인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 채용하고 있다.In addition, in the case of DVB-C2, which is a standardized transmission standard for the next cable network transmission method, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), which is a multicarrier method, is adopted.

OFDM 방식은 채널의 다중반사파에 의한 신호왜곡의 보상을 쉽게 할 수 있고, 주파수서브채널의 채널상태정보를 알고 있으면 각 서브채널 별로 환경에 적합한 변조레벨로 전송이 가능하여 데이터 전송률을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나, OFDM 방식은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)의 특성이 나빠 시스템 성능 저하에 큰 영향을 미치고 있다.The OFDM method can easily compensate for signal distortion due to the multi-reflection wave of the channel, and if the channel state information of the frequency subchannel is known, each subchannel can be transmitted at a modulation level suitable for the environment, thereby increasing the data rate. There is this. However, the OFDM method has a significant effect on system performance deterioration due to poor characteristics of peak-to-average power ratio (PAPR).

한편 싱글캐리어 전송방식은 주파수서브채널의 채널상태정보에 따라 적합한 변조레벨로 전송이 가능하지 않고 일정 시간 프레임별로 변조레벨의 조정이 가능하며, 등화기의 구성이 복잡하지만 PAPR특성이 좋고 케이블환경에서 많이 나타날 수 있는 큰 임펄스 잡음에도 OFDM 방식보다 강한 편이다.On the other hand, the single-carrier transmission method is not possible to transmit at the appropriate modulation level according to the channel state information of the frequency subchannel, and it is possible to adjust the modulation level by a certain time frame. It is stronger than OFDM even with large impulse noise, which can appear a lot.

케이블망은 방송과 통신이 같이 서비스되는 망으로서 위의 규격은 케이블망이 방송용으로 사용되던지, 통신용으로 사용되던지에 상관없이 동일한 변조 규격을 이용하게 되어 있다. 그러나, 케이블망이 방송용으로 이용될 때와 통신용으로 사용될 때에 채널의 상태정보를 이용할 수 있는 정도는 매우 다르기 때문에, 동일한 변조 규격을 사용하는 것은 적합하지 않다.The cable network is a network in which broadcasting and communication are served together. The above standard uses the same modulation standard regardless of whether the cable network is used for broadcasting or communication. However, since the degree of availability of channel state information is very different when the cable network is used for broadcasting and for communication, it is not suitable to use the same modulation standard.

즉, OFDM 전송방식을 방송용으로 사용하고자 하는 경우, 각 사용자의 채널 특성이 모두 다르기 때문에 OFDM의 큰 장점중의 하나인 각 서브채널 별로 환경에 적합한 변조레벨로 전송이 가능하지 않다. 또한, 협대역 간섭신호도 각 사용자 마다 다르게 나타날 수 있으므로 협대역 간섭신호가 나타나는 부분은 신호를 보내지 않는 것도 유용하지 않을 수 있다.That is, when the OFDM transmission scheme is used for broadcasting, since the channel characteristics of each user are all different, it is not possible to transmit a modulation level suitable for the environment for each subchannel, which is one of the great advantages of OFDM. In addition, since the narrowband interference signal may also be different for each user, it may not be useful to send a signal where the narrowband interference signal appears.

그러므로 케이블망을 방송용으로 사용하는 경우에는 싱글캐리어 방식의 큰 약점 중의 하나인 등화기 구현 복잡도를 개선한다면 싱글캐리어 방식을 사용하는 것도 고려해볼 필요가 있다.Therefore, if the cable network is used for broadcasting, it is necessary to consider using the single carrier method to improve the equalizer implementation complexity, which is one of the weak points of the single carrier method.

따라서 통신모드로 사용될 경우와 방송모드로 사용될 때에 전송파라미터 변경에 그치는 것이 아니라, 그에 적합한 변조방식의 선택도 가능하게 하여 좀더 전파환경에 적합한 신호전송이 가능하도록 할 필요가 있다.Therefore, it is necessary not only to change the transmission parameters when used in the communication mode and the broadcast mode, but also to select a modulation method suitable for this, so that the signal transmission suitable for the radio wave environment can be made possible.

본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 송신 시스템은 채널부호화기의 출력신호를 입력 받아 매핑 처리하는 신호 매핑부, 상기 매핑 처리된 신호를 채널의 주파수 다이버시티를 얻기 위해 주파수 인터리빙을 수행하는 주파수 인터리버부, 상기 주파수 인터리빙된 신호에 블록단위의 프리앰블과 파일롯을 삽입하는 파일롯 및 프리앰블 삽입부, 상기 블록단위의 프리앰블과 파일롯이 삽입된 신호를 블록 단위로 역 패스트 퓨리에 변환(IFFT, Inverse Fast Fourier Transform)하는 IFFT부, 상기 역 패스트 퓨리에 변환된 신호를 채널 지연시간 이상인 CP(Cyclic Prefix)를 삽입하는 CP 삽입부, CP 삽입부로부터 입력받은 디지털신호를 아날로그로 변환한 후 기저대역신호를 RF(Radio Frequency)대역으로 변환하여 전송하는 DAC/RF(Digital-to-Analog Converter/Radio Frequency)부를 포함하고, 상기 매핑 처리된 신호를 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)하는 FFT부, 상기 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환된 신호에 프리앰블을 삽입하고, 상기 프리앰블 삽입한 신호를 상기 IFFT부로 입력하는 프리앰블 삽입부, 상기 CP 삽입부의 출력을 오버샘플링하는 오버샘플링부, 및 상기 오버샘플링된 신호를 RC-필터(Raised Cosine Filter)링을 수행하여 심볼 단위의 ISI를 감소시켜 상기 DAC/RF부로 입력하는 펄스성형필터부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a transmission system for adaptive operation mode transmission in a cable network includes: a signal mapping unit configured to receive an output signal of a channel encoder and to map a signal; and to obtain frequency diversity of the mapped signal. A frequency interleaver for performing frequency interleaving, a pilot and preamble inserter for inserting a preamble and a pilot in a block unit into the frequency interleaved signal, and an inverse fast Fourier transform of the block in which the preamble and pilot are inserted in a block unit An IFFT unit (IFFT, Inverse Fast Fourier Transform), a CP insertion unit for inserting a CP (Cyclic Prefix) having a channel delay time or more, and a digital signal input from the CP insertion unit to analog Digital-to-Analog Converte (DAC / RF) converts baseband signal to RF (Radio Frequency) band an FFT unit for fast Fourier transform (FFT) of the mapped signal on a block basis, and inserting a preamble to a signal Fourier transformed on a fast Fourier transform on a block basis, and inserting the preamble. A preamble inserter for inputting a signal to the IFFT unit, an oversampler for oversampling the output of the CP inserter, and RC-filtering the oversampled signal to reduce ISI in symbol units It may further include a pulse shaping filter unit to be input to the DAC / RF unit.

본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 수신 시스템은 RF 신호를 기저대역신호로 변환하여, 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 RF/ADC부, CP와 프리앰블을 이용하여 시간/주파수 옵셋 동기 및 버스트프레임 동기를 수행하는 제1 시간/주파수동기부, 시간/주파수동기1부로부터 입력되는 신호에서 CP를 제거하는 CP제거부, CP제거부 출력을 시간영역신호를 주파수영역신호로 변환하는 FFT부, 상기 주파수영역신호로 변환된 신호의 파일롯 신호를 이용하여 다중파 간섭에 의한 주파수 선택적 페이딩의 채널상태를 추정하는 제1 채널 추정부, 제1 채널 추정부로부터의 채널상태 정보를 이용하여 one-tap 채널 등화를 수행하는 등화부, 상기 one-top 채널 등화가 수행된 신호에 대해 송신부의 주파수인터리버부에서 수행한 역순의 디인터리빙을 수행하는 주파수디인터리버부, 주파수디인터리버부의 출력 신호를 비트신호로 디매핑하는 신호디매핑부를 포함하고, RF/ADC부로부터의 출력을 RC(Raised-Cosine) 필터와 같은 필터링을 수행하는 펄스성형필터부, 심볼의 Peak 점을 잡는 심볼동기를 하고, CP를 이용하여 뒤의 FFT를 수행하기 위한 블록신호 시간동기를 수행한 후, 반복되는 프리앰블신호를 이용하여, 버스트 프레임 동기와 주파수 옵셋 동기를 수행하는 제2 시간/주파수동기부, 송신부의 오버샘플링에 대응되는 언더샘플링을 수행하는 언더샘블링부, 프리앰블을 이용하여 다중파 간섭에 의한 주파수 선택적 페이딩의 채널상태를 추정하는 제2 채널 추정부, 및 등화부의 출력을 주파수영역신호에서 다시 시간영역신호로 변환하는 IFFT부를 더 포함할 수 있다.A reception system for an adaptive operation mode transmission in a cable network according to an embodiment of the present invention uses an RF / ADC unit, a CP and a preamble which converts an RF signal into a baseband signal and converts an analog signal into a digital signal. The first time / frequency synchronization unit for performing time / frequency offset synchronization and burst frame synchronization, the CP removal unit for removing the CP from the signal input from the time / frequency synchronization unit, and outputting the time domain signal A first channel estimator for estimating a channel state of frequency selective fading due to multi-wave interference using a pilot signal of the signal converted into a frequency domain signal, and a channel from the first channel estimator An equalizer which performs one-tap channel equalization using the state information, and a reverse sequence performed by the frequency interleaver of the transmitter for the one-top channel equalization signal. A frequency deinterleaver unit for performing deinterleaving, a signal demapping unit for demapping the output signal of the frequency deinterleaver unit as a bit signal, and filtering the output from the RF / ADC unit such as a RC-raised-cosine filter The pulse shaping filter unit performs symbol synchronization for capturing a peak point of a symbol, performs block signal time synchronization for performing a later FFT using a CP, and then repeats a burst frame synchronization and frequency by using a repeated preamble signal. A second time / frequency synchronization unit performing offset synchronization, an undersampling unit performing undersampling corresponding to oversampling of the transmitter, and a second channel estimating a channel state of frequency selective fading due to multi-wave interference using a preamble The estimator may further include an IFFT unit configured to convert the output of the equalizer into a time domain signal from the frequency domain signal.

본 발명의 일실시예에 따르면, 케이블망을 채널환경에 따라, 더 나아가 방송모드 또는 통신모드 등 운용모드에 따라 좀더 상황에 적합한 전송방식의 폭넓은 선택이 가능하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있고, 케이블 자원 이용효율을 증대 시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cable network can be selected according to the channel environment, and furthermore, a wider selection of a transmission method that is more suited to the situation according to an operation mode such as a broadcast mode or a communication mode can improve system performance. It can increase the cable resource utilization efficiency.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기존의 OFDM 전송방식을 기본으로 하고, PAPR 특성이 싱글캐리어 방식만큼 좋게 되도록 하면서 다중반사파에 의한 신호왜곡의 보상을 OFDM 과 같이 쉽게 할 수 있도록 할 수 있는 변형된 싱글캐리어 전송방식을 추가한 운용모드 적응형 물리계층 전송 방식을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, based on the existing OFDM transmission scheme, the modified PAP characteristics can be as easy as OFDM to compensate for the signal distortion due to the multi-reflective waves as good as the single carrier scheme It is possible to provide an operation mode adaptive physical layer transmission method in which a single carrier transmission method is added.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전송방식의 전송파라미터의 변화만이 아니라 약간의 추가기능을 결합하여 전송방식자체도 변경할 수 있도록 함으로써 다양한 케이블망 환경과 운용모드 등에 동적으로 적응할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to dynamically adapt to various cable network environments and operating modes by combining not only a change of transmission parameters of the transmission method but also a slight additional function so that the transmission method itself can be changed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 송신시스템을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 수신시스템을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 싱글캐리어 전송방식의 프리앰블 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 버스트 신호 전송 프레임 포맷을 설명하는 도면이다.1 is a block diagram illustrating a transmission system for adaptive operation mode transmission in a cable network according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a receiving system for adaptive operation mode transmission in a cable network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a preamble configuration of a single carrier transmission method according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a burst signal transmission frame format according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intent of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 송신시스템을 설명하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a transmission system for adaptive operation mode transmission in a cable network according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 송신시스템(100)은 신호 매핑부(101), 주파수 인터리버부(102), 파일롯 및 프리앰블 삽입부(103), IFFT부(104), CP 삽입부(105), DAC/RF부(106), FFT부(107), 프리앰블 삽입부(108), 오버샘플링부(109), 및 펄스성형필터부(110)를 포함할 수 있다.Transmission system 100 for adaptive operation mode transmission in the cable network according to an embodiment of the present invention is the signal mapping unit 101, the frequency interleaver 102, the pilot and preamble insertion unit 103, IFFT unit (104), CP insertion section 105, DAC / RF section 106, FFT section 107, preamble insertion section 108, oversampling section 109, and pulse shaping filter section 110 Can be.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 매핑부(101)는 채널부호화기의 출력신호를 입력 받아 매핑 처리할 수 있다.The signal mapping unit 101 according to an embodiment of the present invention may receive the output signal of the channel encoder and process the mapping.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 전송은 채널부호화기의 출력신호를 입력 받아 신호매핑, 예를 들어 비트신호를 1024QAM 변조신호로 매핑한다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) transmission receives an output signal of a channel encoder and maps a signal mapping, for example, a bit signal, to a 1024QAM modulated signal.

본 발명의 일실시예에 따른 주파수 인터리버부(102)는 상기 매핑 처리된 신호를 채널의 주파수 다이버시티를 얻기 위해 주파수 인터리빙을 수행할 수 있다.The frequency interleaver 102 according to an embodiment of the present invention may perform frequency interleaving on the mapped signal to obtain frequency diversity of a channel.

본 발명의 일실시예에 따른 파일롯 및 프리앰블 삽입부(103)는 상기 주파수 인터리빙된 신호에 블록단위의 프리앰블과 파일롯을 삽입할 수 있다.The pilot and preamble inserter 103 according to an embodiment of the present invention may insert a preamble and a pilot in a block unit into the frequency interleaved signal.

본 발명의 일실시예에 따른 파일롯 및 프리앰블 삽입부(103)는 주파수 옵셋 동기 등을 위해 블록단위의 프리앰블을 삽입하고, 1-tap 채널등화를 위하여 파일롯을 삽입할 수 있다.The pilot and preamble inserting unit 103 according to an embodiment of the present invention may insert a preamble in a block unit for frequency offset synchronization and insert a pilot for 1-tap channel equalization.

본 발명의 일실시예에 따른 IFFT부(104)는 상기 블록단위의 프리앰블과 파일롯이 삽입된 신호를 블록 단위로 역 패스트 퓨리에 변환(IFFT, Inverse Fast Fourier Transform)할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the IFFT unit 104 may perform an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on a block-by-block basis for a signal in which the preamble and the pilot are inserted.

본 발명의 일실시예에 따른 CP(Cyclic Prefix) 삽입부(105)는 상기 역 패스트 퓨리에 변환된 신호를 채널 지연시간 이상인 CP(Cyclic Prefix)를 삽입할 수 있다.The CP (Cyclic Prefix) inserting unit 105 according to an embodiment of the present invention may insert a CP (Cyclic Prefix) having a channel delay time or more into the inverse fast Fourier transformed signal.

본 발명의 일실시예에 따른 CP 삽입부(105)는 OFDM 심볼인 ISI(Inter-symbol Interference) 및 ICI(Inter-channel Interference)를 제거하기 위해서 채널 지연시간보다 큰 CP를 삽입할 수 있다. 즉, IFFT 출력 신호 블럭의 끝의 일부를 복사하여 IFFT출력신호의 앞부분에 위치시킬 수 있다.The CP inserting unit 105 according to an embodiment of the present invention may insert a CP larger than the channel delay time to remove inter-symbol interference (ISI) and inter-channel interference (ICI), which are OFDM symbols. That is, a part of the end of the IFFT output signal block may be copied and positioned at the front of the IFFT output signal.

본 발명의 일실시예에 따른 DAC/RF(Digital-to-Analog Converter/Radio Frequency)부(106)는 CP 삽입부로부터 입력받은 디지털신호를 아날로그로 변환한 후 기저대역신호를 RF(Radio Frequency)대역으로 변환하여 전송할 수 있다.The digital-to-analog converter / radio frequency (DAC / RF) unit 106 according to an embodiment of the present invention converts a digital signal received from a CP insertion unit into an analog and then converts a baseband signal into a radio frequency (RF). The band can be converted and transmitted.

본 발명의 일실시예에 따른 FFT부(107)는 상기 매핑 처리된 신호를 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)할 수 있다.The FFT unit 107 according to an embodiment of the present invention may perform Fast Fourier Transform (FFT) on the mapped signal in block units.

본 발명의 일실시예에 따른 프리앰블 삽입부(108)는 상기 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환된 신호에 프리앰블을 삽입하고, 상기 프리앰블 삽입한 신호를 상기 IFFT부로 입력할 수 있다.The preamble inserter 108 according to an embodiment of the present invention may insert a preamble into the fast Fourier transformed signal in block units and input the preamble inserted signal into the IFFT unit.

본 발명의 일실시예에 따른 오버샘플링부(109)는 상기 CP 삽입부의 출력을 오버샘플링할 수 있다.The oversampling unit 109 according to an embodiment of the present invention may oversample the output of the CP inserting unit.

본 발명의 일실시예에 따른 펄스성형필터부(110)는 상기 오버샘플링된 신호를 RC-필터(Raised Cosine Filter)링을 수행하여 심볼 단위의 ISI를 감소시켜 상기 DAC/RF부(106)로 입력할 수 있다.The pulse shaping filter unit 110 according to an embodiment of the present invention performs RC-filtering (Raised Cosine Filter) on the oversampled signal to reduce the symbol-based ISI to the DAC / RF unit 106. You can enter

다시 말해, 일종의 싱글캐리어 전송방식에 해당하는 송신 시스템(100)은 채널부호화기 출력신호를 입력 받아 신호매핑으로, 비트신호를 1024QAM 변조신호로 매핑한다.In other words, the transmission system 100 corresponding to a single carrier transmission method receives a channel encoder output signal and maps a bit signal to a 1024QAM modulated signal through signal mapping.

FFT부(107)에서는 신호매핑부에서 입력되는 신호를 블럭단위로 FFT(Fast Fourier Transform)를 취하여 시간영역 신호를 주파수영역신호로 변환할 수 있다.The FFT unit 107 may convert a time domain signal into a frequency domain signal by taking a fast fourier transform (FFT) in units of blocks.

이때, FFT를 취하는 것은 뒤의 IFFT를 취하는 것과 결합하여 싱글캐리어 전송의 전송에 해당하는 PAPR를 갖게 하기 위한 의도로 해석될 수 있다.In this case, taking an FFT may be interpreted as having an intention of having a PAPR corresponding to a transmission of a single carrier transmission in combination with taking a later IFFT.

연이어 프리앰블 삽입부(108)에서 프리앰블을 삽입하는데, 프리앰블은 뒤의 IFFT후 PAPR이 증가하지 않으며, 수신부에서 시간 및 주파수 옵셋 동기를 잘 할 수 있는 Zadoff-Chu CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrrelation waveform) 시퀀스와 같은 것을 사용하도록 한다.Subsequently, the preamble inserter 108 inserts a preamble. The preamble includes a Zadoff-Chu Constant Amplitude Zero Autocorrrelation waveform (CAZAC) sequence that does not increase the PAPR after the IFFT, and synchronizes time and frequency offset at the receiver. Use the same thing.

이어 IFFT부(104)에서 블록 단위로 IFFT를 취하여 주파수영역신호를 시간영역신호로 변환한다. CP삽입부(105)는 주파수 도메인에서 간단한 one-tap 등화를 하기 위하여 싱글캐리어 방식이지만 CP를 삽입한다. 오버샘플링부(109)는 CP 삽입부(105)의 출력을 예를 들어, 4배로 오버샘플링하여 펄스성형필터부(110)로 출력할 수 있다.Subsequently, the IFFT unit 104 takes an IFFT in units of blocks and converts the frequency domain signal into a time domain signal. The CP inserter 105 inserts a CP although it is a single carrier method for simple one-tap equalization in the frequency domain. The oversampling unit 109 may oversample the output of the CP insertion unit 105 by 4 times and output the same to the pulse shaping filter unit 110.

펄스성형필터부(110)는 오버샘플링부(109)로 부터의 신호를 RC-필터(Raised Cosine Filter)링을 수행하여 심볼 단위의 ISI를 감소시킬 수 있도록 한다. DAC/RF부(106)는 펄스성형필터부(110) 출력의 디지털신호를 아날로그로 변환한 후, 기저대역신호를 RF(Radio Frequency)대역으로 변환하여 전송하게 된다.The pulse shaping filter 110 performs RC-filtering on the signal from the oversampling unit 109 to reduce the ISI of a symbol unit. The DAC / RF unit 106 converts the digital signal of the output of the pulse shaping filter unit 110 into an analog, and then converts the baseband signal into an RF (Radio Frequency) band and transmits it.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 수신시스템을 설명하는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a receiving system for adaptive operation mode transmission in a cable network according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송을 위한 수신 시스템(200)은 RF/ADC부(201), 제1 시간/주파수동기부(202), CP제거부(203), FFT부(204), 제1 채널 추정부(205), 등화부(206), 주파수 디인터리버부(207), 신호 디매핑부(208), 펄스 성형필터부(209), 제2 시간/주파수동기부(206), 주파수 디인터리버부(207), 신호 디매핑부(208), 펄스성형필터부(209), 제2 시간/주파수동기부(210), 언더샘블링부(211), 제2 채널 추정부(212), 및 IFFT부(213)를 포함할 수 있다.Receiving system 200 for adaptive operation mode transmission in the cable network according to an embodiment of the present invention is the RF / ADC unit 201, the first time / frequency synchronization unit 202, CP removing unit 203 , FFT unit 204, first channel estimator 205, equalizer 206, frequency deinterleaver 207, signal demapping unit 208, pulse shaping filter unit 209, second time / Frequency synchronization unit 206, frequency deinterleaver unit 207, signal demapping unit 208, pulse shaping filter unit 209, second time / frequency synchronization unit 210, undersampling unit 211, And a two channel estimator 212 and an IFFT unit 213.

본 발명의 일실시예에 따른 RF/ADC부(201)는 RF 신호를 기저대역신호로 변환하여, 아날로그신호를 디지털신호로 변환할 수 있다.The RF / ADC unit 201 according to an embodiment of the present invention may convert an RF signal into a baseband signal and convert an analog signal into a digital signal.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 시간/주파수동기부(202)는 CP와 프리앰블을 이용하여 시간/주파수 옵셋 동기 및 버스트프레임 동기를 수행할 수 있다.The first time / frequency synchronization unit 202 according to an embodiment of the present invention may perform time / frequency offset synchronization and burst frame synchronization using the CP and the preamble.

본 발명의 일실시예에 따른 CP제거부(203)는 제1 시간/주파수동기부로부터 입력되는 신호에서 CP를 제거할 수 있다.The CP remover 203 according to an embodiment of the present invention may remove the CP from the signal input from the first time / frequency synchronizer.

본 발명의 일실시예에 따른 FFT부(204)는 CP제거부 출력을 시간영역신호를 주파수영역신호로 변환할 수 있다.The FFT unit 204 according to an embodiment of the present invention may convert the time domain signal into a frequency domain signal using the CP remover output.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 채널 추정부(205)는 상기 주파수영역신호로 변환된 신호의 파일롯 신호를 이용하여 다중파 간섭에 의한 주파수 선택적 페이딩의 채널상태를 추정할 수 있다.The first channel estimator 205 according to an embodiment of the present invention may estimate a channel state of frequency selective fading due to multi-wave interference by using a pilot signal of a signal converted into the frequency domain signal.

본 발명의 일실시예에 따른 등화부(206)는 제1 채널 추정부로부터의 채널상태 정보를 이용하여 one-tap 채널 등화를 수행할 수 있다.The equalizer 206 according to an embodiment of the present invention may perform one-tap channel equalization using channel state information from the first channel estimator.

본 발명의 일실시예에 따른 주파수 디인터리버부(207)는 상기 one-top 채널 등화가 수행된 신호에 대해 송신부의 주파수인터리버부에서 수행한 역순의 디인터리빙을 수행할 수 있다.The frequency deinterleaver 207 according to an embodiment of the present invention may perform deinterleaving in the reverse order performed by the frequency interleaver of the transmitter for the one-top channel equalization signal.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 디매핑부(208)는 주파수 디인터리버부의 출력 신호를 비트신호로 디매핑할 수 있다.The signal demapping unit 208 according to an embodiment of the present invention may demap an output signal of the frequency deinterleaver unit into a bit signal.

본 발명의 일실시예에 따른 펄스 성형필터부(209)는 RF/ADC부로부터의 출력을 RC(Raised-Cosine) 필터와 같은 필터링을 수행할 수 있다.The pulse shaping filter unit 209 according to an exemplary embodiment of the present invention may perform filtering such as an RC (Raised-Cosine) filter on the output from the RF / ADC unit.

본 발명의 일실시예에 따른 제2 시간/주파수동기부(206)는 심볼의 Peak 점을 잡는 심볼동기를 하고, CP를 이용하여 뒤의 FFT를 수행하기 위한 블록신호 시간동기를 수행한 후, 반복되는 프리앰블신호를 이용하여, 버스트 프레임 동기와 주파수 옵셋 동기를 수행할 수 있다.After the second time / frequency synchronization unit 206 according to an embodiment of the present invention performs symbol synchronization for capturing a peak point of a symbol, and performs block signal time synchronization for performing a later FFT using a CP, By using the repeated preamble signal, it is possible to perform burst frame synchronization and frequency offset synchronization.

본 발명의 일실시예에 따른 주파수 디인터리버부(207)는 송신 시스템(100) 의 주파수인터리버부에서 수행한 역순의 디인터리빙을 수행할 수 있다.The frequency deinterleaver 207 according to an embodiment of the present invention may perform deinterleaving in the reverse order performed by the frequency interleaver of the transmission system 100.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 디매핑부(208)는 주파수디인터리버부의 출력 신호를 비트신호로 디매핑할 수 있다.The signal demapping unit 208 according to an embodiment of the present invention may demap an output signal of the frequency deinterleaver unit into a bit signal.

본 발명의 일실시예에 따른 펄스성형필터부(209)는 RF/ADC부로부터의 출력을 RC(Raised-Cosine) 필터와 같은 필터링을 수행할 수 있다.The pulse shaping filter unit 209 according to an exemplary embodiment of the present invention may perform filtering such as an RC (Raised-Cosine) filter on the output from the RF / ADC unit.

본 발명의 일실시예에 따른 제2 시간/주파수동기부(210)는 심볼의 Peak 점을 잡는 심볼동기를 하고, CP를 이용하여 뒤의 FFT를 수행하기 위한 블록신호 시간동기를 수행한 후, 반복되는 프리앰블신호를 이용하여, 버스트 프레임 동기와 주파수 옵셋 동기를 수행할 수 있다.After the second time / frequency synchronization unit 210 according to an embodiment of the present invention performs symbol synchronization for capturing a peak point of a symbol, and performs block signal time synchronization for performing a later FFT using a CP, By using the repeated preamble signal, it is possible to perform burst frame synchronization and frequency offset synchronization.

본 발명의 일실시예에 따른 언더샘블링부(211)는 송신부의 오버샘플링에 대응되는 언더샘플링, 예를 들어 1/4배의 언더샘플링을 수행할 수 있다.The undersampling unit 211 according to an embodiment of the present invention may perform undersampling corresponding to oversampling of the transmitter, for example, 1/4 times undersampling.

본 발명의 일실시예에 따른 제2 채널 추정부(212)는 프리앰블을 이용하여 다중파 간섭에 의한 주파수 선택적 페이딩의 채널상태를 추정할 수 있다.The second channel estimator 212 according to an embodiment of the present invention may estimate a channel state of frequency selective fading due to multi-wave interference by using a preamble.

본 발명의 일실시예에 따른 IFFT부(213)는 등화부(206)의 출력을 주파수영역신호에서 다시 시간영역신호로 변환할 수 있다.The IFFT unit 213 according to an embodiment of the present invention may convert the output of the equalizer 206 from the frequency domain signal back to the time domain signal.

CP 제거부(203)는 언더샘플링부(211)로부터 입력되는 신호에서 CP를 제거한다. FFT부(204)는 CP 제거부(203) 출력 시간영역신호를 주파수영역신호로 변환하여 제2 채널 추정부(212)로 넘긴다. 제2 채널 추정부(212)에서는 프리앰블을 이용하여 다중파 간섭에 의한 주파수 선택적 페이딩의 채널상태를 추정하는데, 수신 프리앰블의 주파수도메인 값의 홀수번째의 값들을 송신부에서 삽입한 프리앰블의 영이 아닌 값, 즉 홀수 번째 값들로 각각 나누어서 구하며 짝수 번째의 값은 홀수 번째의 값의 인터폴레이션으로 구할 수 있다.The CP remover 203 removes the CP from the signal input from the undersampling unit 211. The FFT unit 204 converts the CP remover 203 output time domain signal into a frequency domain signal and passes it to the second channel estimator 212. The second channel estimator 212 estimates the channel state of frequency selective fading due to the multi-wave interference using the preamble, wherein the non-zero value of the preamble in which the odd-numbered values of the frequency domain values of the received preamble are inserted by the transmitter, In other words, it is obtained by dividing each of the odd-numbered values, and the even-numbered values can be obtained by interpolation of odd-numbered values.

등화부(206)에서는 제2 채널 추정부(212)로부터의 채널상태정보를 이용하여 one-tap 채널 등화를 수행할 수 있다.The equalizer 206 may perform one-tap channel equalization using the channel state information from the second channel estimator 212.

즉, 데이터구간의 FFT부 출력을 채널상태정보로 나누어 준다. IFFT부(213)에서는 등화기의 출력을 주파수영역신호에서 다시 시간영역신호로 바꾸어 준다. 신호디매핑부(208)는 주파수 디인터리버부(207)의 출력 신호를 비트신호로 디매핑할 수 있다.That is, the output of the FFT section of the data section is divided by the channel state information. The IFFT unit 213 changes the output of the equalizer from the frequency domain signal back to the time domain signal. The signal demapping unit 208 may demap the output signal of the frequency deinterleaver 207 into a bit signal.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 싱글캐리어 전송방식의 프리앰블 구성을 설명하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a preamble configuration of a single carrier transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 일종의 싱글캐리어 전송방식에 해당하는 송신부의 프리앰블 삽입방식에 대한 예를 설명한다.3 illustrates an example of a preamble insertion method of a transmitter corresponding to a type of single carrier transmission.

이 프리앰블은 수신 시스템의 제2 시간/주파수동기부에서 프레임동기 및 주파수옵셋 추정을 수행할 수 있도록 프리앰블 수신신호가 1회 반복되게 나타날 수 있도록 하며, 자기상관특성이 좋은 것으로 결정한다. 동시에 PAPR이 커지지 않도록 한다. 이를 위해 CAZAC 시퀀스의 각 심볼 사이에 영(301, '0')을 삽입하여 보낸다.The preamble allows the preamble received signal to be repeatedly displayed once so that frame synchronization and frequency offset estimation can be performed in the second time / frequency synchronization unit of the reception system, and it is determined that the autocorrelation property is good. At the same time, make sure the PAPR does not grow. To this end, zero (301, '0') is inserted between each symbol of the CAZAC sequence.

여기서 프리앰블 예로 CAZAC 시퀀스를 사용하는 것은 CAZAC 시퀀스의 퓨리에 변환 후에도 역시 같은 성질을 나타낸다는 성질을 이용하려는 의도로 해석될 수 있다.Here, using a CAZAC sequence as a preamble example may be interpreted to use a property that also shows the same property after Fourier transform of the CAZAC sequence.

또 CAZAC 시퀀스의 심볼 사이에 영을 삽입하는 것은 IFFT 후에 1회 반복하여 나타나게 하려는 의도로 해석될 수 있다.In addition, interpolation of zeros between symbols of a CAZAC sequence may be interpreted to be repeated once after IFFT.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 버스트 신호 전송 프레임 포맷(400)을 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a burst signal transmission frame format 400 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 일종의 싱글캐리어 전송방식에 해당하는 송신 시스템의 CP부 출력의 버스트 신호 전송 프레임 포맷(400)을 보여주고 있다. 특히 프리앰블블록에서 신호가 반복되는 것으로, 예를 들어 CAZAC 시퀀스를 반복하여 나타냄을 보여주고 있다.4 illustrates a burst signal transmission frame format 400 of the CP unit output of a transmission system corresponding to a single carrier transmission method. In particular, it is shown that the signal is repeated in the preamble block, for example, repeatedly representing the CAZAC sequence.

한편 본 발명에서의 설명은 본 제안시스템의 기능적인 설명을 위하여 특징적인 것 위주로 작성하고 구체적인 설명은 생략하며, 기 알려진 기능의 설명은 가급적 피한다. 또 원하는 운영모드에 따른 제어, 채널상태정보의 사용자로부터의 피드백, 채널상태에 따른 변조레벨 선정 등도 유추가 가능하고 이미 알려진 기술이므로 설명을 제외한다. On the other hand, the description in the present invention is written mainly for the functional description of the proposed system, the specific description is omitted, and description of the known function is avoided as much as possible. In addition, control according to the desired operation mode, feedback from the user of the channel state information, selection of the modulation level according to the channel state is also possible induction, and is a known technique, and thus description thereof is omitted.

본 발명의 일실시예에 따른 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The operation mode adaptive transmission method in a cable network according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

본 발명에 따르면, 케이블망을 채널환경에 따라, 더 나아가 방송모드 또는 통신모드 등 운용모드에 따라 좀더 상황에 적합한 전송방식의 폭넓은 선택이 가능하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있고, 케이블 자원 이용효율을 증대 시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the system performance by enabling a wide selection of the transmission method more suitable to the situation according to the operation mode, such as broadcast mode or communication mode, further depending on the cable network according to the channel environment, cable resource utilization efficiency Can be increased.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기존의 OFDM 전송방식을 기본으로 하고, PAPR 특성이 싱글캐리어 방식만큼 좋게 되도록 하면서 다중반사파에 의한 신호왜곡의 보상을 OFDM 과 같이 쉽게 할 수 있도록 할 수 있는 변형된 싱글캐리어 전송방식을 추가한 운용모드 적응형 물리계층 전송 방식을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, based on the existing OFDM transmission scheme, the modified PAP characteristics can be as easy as OFDM to compensate for the signal distortion due to the multi-reflective waves as good as the single carrier scheme It is possible to provide an operation mode adaptive physical layer transmission method in which a single carrier transmission method is added.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전송방식의 전송파라미터의 변화만이 아니라 약간의 추가기능을 결합하여 전송방식자체도 변경할 수 있도록 함으로써 다양한 케이블망 환경과 운용모드 등에 동적으로 적응할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to dynamically adapt to various cable network environments and operating modes by combining not only a change of transmission parameters of the transmission method but also a slight additional function so that the transmission method itself can be changed.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

100: 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송 장치의 송신시스템
101: 신호 매핑부
102: 주파수 인터리버부
103: 파일롯 및 프리앰블 삽입부
104: IFFT부
105: CP 삽입부
106: DAC/RF부
107: FFT부
108: 프리앰블 삽입부
109: 오버샘플링부
110: 펄스성형필터부100: transmission system of an operation mode adaptive transmission device in a cable network
101: signal mapping unit
102: frequency interleaver
103: pilot and preamble insert
104: IFFT part
105: CP insertion part
106: DAC / RF section
107: FFT part
108: preamble insert
109: oversampling section
110: pulse shaping filter unit

Claims (1)

채널부호화기의 출력신호를 입력 받아 매핑 처리하는 신호 매핑부;
상기 매핑 처리된 신호를 채널의 주파수 다이버시티를 얻기 위해 주파수 인터리빙을 수행하는 주파수 인터리버부;
상기 주파수 인터리빙된 신호에 블록단위의 프리앰블과 파일롯을 삽입하는 파일롯 및 프리앰블 삽입부;
상기 블록단위의 프리앰블과 파일롯이 삽입된 신호를 블록 단위로 역 패스트 퓨리에 변환(IFFT, Inverse Fast Fourier Transform)하는 IFFT부;
상기 역 패스트 퓨리에 변환된 신호를 채널 지연시간 이상인 CP(Cyclic Prefix)를 삽입하는 CP 삽입부; 및
CP 삽입부로부터 입력받은 디지털신호를 아날로그로 변환한 후 기저대역신호를 RF(Radio Frequency)대역으로 변환하여 전송하는 DAC/RF(Digital-to-Analog Converter/Radio Frequency)부
를 포함하고,
상기 매핑 처리된 신호를 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)하는 FFT부;
상기 블럭단위로 패스트 퓨리에 변환된 신호에 프리앰블을 삽입하고, 상기 프리앰블 삽입한 신호를 상기 IFFT부로 입력하는 프리앰블 삽입부;
상기 CP 삽입부의 출력을 오버샘플링하는 오버샘플링부; 및
상기 오버샘플링된 신호를 RC-필터(Raised Cosine Filter)링을 수행하여 심볼 단위의 ISI를 감소시켜 상기 DAC/RF부로 입력하는 펄스성형필터부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블망에서의 운용모드 적응형 전송 장치.A signal mapping unit which receives an output signal of the channel encoder and performs a mapping process;
A frequency interleaver unit performing frequency interleaving on the mapped signal to obtain frequency diversity of a channel;
A pilot and preamble inserter for inserting a preamble and a pilot in a block unit to the frequency interleaved signal;
An IFFT unit for performing inverse fast Fourier transform (IFFT) on a block-by-block basis, in which the preamble and the pilot signal are inserted;
A CP insertion unit for inserting a CP (Cyclic Prefix) having a channel delay time or more into the inverse fast Fourier transformed signal; And
Digital-to-Analog Converter / Radio Frequency (DAC / RF) unit converts the digital signal received from the CP insertion unit into analog and then converts the baseband signal into RF (Radio Frequency) band.
Lt; / RTI >
An FFT unit for performing Fast Fourier Transform (FFT) on the mapped signal in block units;
A preamble inserter inserting a preamble into the fast Fourier transformed signal in block units and inputting the preamble inserted signal into the IFFT unit;
An oversampling unit for oversampling the output of the CP inserting unit; And
A pulse shaping filter that inputs the oversampled signal to the DAC / RF unit by reducing the symbol-wise ISI by performing RC-filtering.
Operation mode adaptive transmission device in a cable network, characterized in that it further comprises.
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