KR20140006269A - Ｏｆｄｍ 수신 장치 및 수신 신호 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

OFDM 수신 신호 처리 시, 송신 장치로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하고, 채널 정보를 이용하여 송신 장치로부터 전송된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하고, 채널 정보를 이용하여 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하고, 제 2 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 복조하되, 제 2 간섭 신호를 제거 시 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 순환 성분(cyclicity)을 제거한다.

Description

ＯＦＤＭ 수신 장치 및 수신 신호 처리 방법{OFDM RECEIVER AND SIGNAL PROCESSING METHOD THEREOF}
본 발명은 OFDM 신호를 수신하는 수신 장치 및 그 수신 신호 처리 방법에 관한 것이다.
고속 데이터 전송을 위한 OFDM 방식의 통신 시스템이 가드 인터벌(guard interval)에 비해 큰 지연 확산(Delay Spread)을 갖는 채널 하에서 동작하는 경우, 심볼들 상호간에 영향을 미치는 심볼 간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)이 발생하게 된다. 또한, 심볼 간 간섭으로 인해 부채널들 간의 직교성이 깨지게 되어 부채널 간 간섭(ICI: Inter-Carrier Interference)이 발생하게 되어 OFDM 시스템의 성능이 심각한 영향을 받는다.
이에 따라, 종래에는 OFDM 시스템에서 수신 신호로부터 간섭을 제거하기 위한 여러 해결 방안들이 제안되었다.
예를 들어, 종래에는 충분하지 않은 가드 인터벌(Guard Interval) 문제를 극복하기 위한 잔류 ISI 제거(Residual Inter-symbol Interference cancellation, RISIC) 알고리즘이 제안되었다.
종래의 RISIC 알고리즘은 시간 영역(time domain)에서 대표적으로 두 단계의 처리를 수행하도록 구성되었다. 구체적으로, 첫 번째 단계에서는 이전에 입력된 OFDM 신호에서 잔여 ISI를 제거하고, 두 번째 단계에서는 ICI를 회피하기 위하여 ISI가 제거된 수신 신호에 순환 성분(cyclicity)을 재구성하였다.
더 나아가 종래의 RISIC 알고리즘에서 i 번째 수신 심볼에 가중된 (i+1) 번째 심볼을 추가함으로써, OFDM 시스템에서 효율적인 순환 전치(cyclic prefix)의 재구성을 수행하는 순환 성분 복원 방안도 제안되었다. 즉, 이러한 RISIC 알고리즘에서는 수신 신호에 대한 순환 성분 복구 단계 이전에 최초 심볼을 반복 처리 단계로 전달하여 초기 심볼을 변환하였다.
그런데, 종래의 RISIC 알고리즘은 가드 인터벌과 지연 확산 간의 차가 커질수록, 간섭 제거를 위한 반복(iteration) 처리전 초기 단계에서 전송된 심볼에 대해 정확한 채널 정보 추정을 획득할 수 없어, OFDM 수신 신호 처리 시 성능 저하가 발생된다는 문제점이 있었다.
또한, 앞서 설명한 효율적인 순환 전치의 재구성을 수행하는 RISIC 알고리즘의 경우, 완벽하게 ISI가 제거되어야하고, 추정된 채널 정보가 실체 채널과 동일해야 하며, 잡음이 무시될 정도여야 한다는 조건이 필요하다는 점에서 간섭 제거 처리에 현실적인 제약이 있었다.
본 발명은 가드 인터벌보다 큰 지연 확산을 갖는 채널에 대해서 효율적으로 간섭을 제거할 수 있는 OFDM 수신 장치 및 신호 처리 방법을 제안하고자 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 OFDM 수신 장치는, 송신 장치로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하는 채널 추정부; 상기 채널 정보를 이용하여 상기 송신 장치로부터 전송된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하는 제 1 간섭 제거부; 상기 채널 정보를 이용하여 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하는 제 2 간섭 제거부; 및 상기 제 1 및 제 2 간섭 신호가 제거된 상기 수신 신호를 복원하는 복원부를 포함하되, 상기 제 2 간섭 제거부는 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 순환 성분(cyclicity)을 제거한다.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 따른 OFDM 수신 장치를 통해 수신 신호를 처리하는 방법은, 송신 장치로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하는 단계; 상기 채널 정보를 이용하여 상기 송신 장치로부터 전송된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하는 단계; 상기 채널 정보를 이용하여 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계; 및 상기 제 2 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계는 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 순환 성분(cyclicity)을 제거한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, OFDM 시스템의 수신단에서 수신 신호에 대해 ISI 신호 및 ICI 신호를 제거함으로써, 가드 인터벌보다 지연 확산의 길이가 한도 이상으로 클 경우 발생되는 심각한 간섭을 효율적으로 제거할 수 있다는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, OFDM 신호 중 프리앰블 신호에 기초하여 간섭 대상 채널에 대한 정확한 채널 정보를 간단하게 추정할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, ISI 및 ICI신호가 제거된 수신 신호를 경판정을 통해 정확한 성상 위치로 정정함으로써, 간섭 신호를 제거하기 위한 반복에 따른 오류를 정정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 결과 값에 대해 지연 경로 전력을 복원함으로써, 수신 신호로부터 ICI 신호를 제거할 시에 발생될 수 있는 지연 경로 전력의 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 신호 처리를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지연 경로에 발생되는 간섭 성분을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(100)는 송신 장치(미도시)로부터 전송된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 신호를 수신하여 신호 처리할 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 수신 장치(100)는 채널 추정부(110), 제 1 간섭 제거부(120), 채널 등화부(130), 제 2 간섭 제거부(140), 오류 정정부(150), 지연 경로 재구성부(160) 및 복원부(170)를 포함하여 구성된다.
채널 추정부(110)는 송신 장치(미도시)로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하고, 생성된 채널 정보를 제 1 및 제 2 간섭 제거부(120, 140)로 제공한다.
이때, 채널 추정부(110)는 수신 신호가 전송된 채널의 레일리(Rayleigh) 임펄스 응답 및 라이시안(Rician) 임펄스 응답 중 적어도 하나 이상을 포함하는 채널 정보를 생성한다.
제 1 간섭 제거부(120)는 채널 정보를 이용하여 현재 입력된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하여 출력한다. 이때, 제 1 간섭 신호는 ISI(Inter-symbol Interference) 신호 또는 꼬리(tail) 신호일 수 있다. 또한, 제 1 간섭 제거부(120)는 채널 정보 중 레일리 임펄스 응답에 기초하여 제 1 간섭 신호를 제거할 수 있다.
채널 등화부(130)는 제 1 간섭 제거부로부터 출력된 결과 값을 주파수 영역에서 채널 등화하고, 채널 등화된 결정 값을 제 2 간섭 제거부(140)로 출력한다. 이때, 채널 등화부(130)는 제로 포싱(zero forcing) 등의 방식을 적용하여 채널 등화 처리를 수행할 수 있다.
제 2 간섭 제거부(140)는 채널 정보 및 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 입력받아, 채널 정보를 이용하여 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거한다.
참고로, 제 2 간섭 제거부(140)는 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 직접 제 2 간섭 신호를 제거할 수 있으며, 제 1 간섭 신호가 제거된 상태에서 채널 등화 처리를 거친 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하는 것도 가능하다.
이때, 제 2 간섭 제거부(140)는 제 2 간섭 신호로서 ICI(Inter-carrier interference) 신호 또는 지연 경로(Delay path)의 순환 성분(cyclicity)을 제거할 수 있다. 또한, 제 2 간섭 제거부(140)는 레일리 임펄스 응답 및 채널의 라이시안 임펄스 응답에 기초하여 상기 제 2 간섭 신호를 제거할 수 있다.
또한, 제 2 간섭 제거부(140)로부터 출력된 결과 값은 다음 신호의 처리를 위하여 적어도 하나의 이전 단으로 기설정된 횟수만큼 피드백(feedback)된다.
오류 정정부(150)는 제 2 간섭 제거부(140)로부터 출력된 간섭 성분(즉, 제 1 및 제 2 간섭 신호)가 제거된 수신 신호의 결과 값을 경판정(hard decision) 처리하여 성상(constellation) 상에서 정확한 위치(position)로 정정한다.
이처럼, 간섭 성분이 제거된 결과 값을 오류 정정부(150)를 통해 경판정함으로써, 제 2 간섭 제거부(140)로부터 출력된 결과 값들이 이전 단으로 피드백될 때 발생될 수 있는 오류(error)를 감소 시킬 수 있다.
지연 경로 재구성부(160)는 오류 정정부(150)로부터 출력된 오류가 정정된 결과 값에 대해 지연 경로의 전력(power)을 복원한다.
이때, 지연 경로 재구성부(160)는 제 2 간섭 제거부(140)로부터 출력된 결과 값에 대해 직접 지연 경로를 복원할 수 있으며, 오류 정정부(150)를 통해 오류 정정된 결과 값에 대해 지연 경로를 복원하는 것도 가능하다.
복원부(170)는 제 1 및 제 2 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 복원(decoding)한다.
이하에서는, 도 2 및 도 3를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(100)의 OFDM 신호 처리를 위한 구성 및 그 동작에 대해서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 신호 처리를 설명하기 위한 블록도이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지연 경로에 발생되는 간섭 성분을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(100)의 채널 추정부(110)는 입력되는 프리앰블(Preamble) 신호를 처리하여 레일리 임펄스 응답(Rayleigh channel impulse response) 및 라이시안 임펄스 응답(Rician channel impulse response)을 생성한다.
구체적으로, 채널 추정부(110)는 하기 수학식 1 내지 7을 통해 채널 정보를 생성할 수 있다.
먼저, 채널 추정부(110)로 입력되는 프리앰블(preamble) 신호 중 '심볼 인덱스(symbol index) 1'의 프리앰블 신호를
Figure pat00001
로 정의하고,
Figure pat00002
를 IFFT처리하여 시간 영역(time domain)에서 가드 인터벌(Gurad Interval)을 제거한 신호를
Figure pat00003
로 정의한다. 참고로, 노이즈의 영향을 줄이기 위해 입력된 프리앰블 신호에 대해서 전력 부스팅(power boosting)처리를 할 수 있다.
이때, 제로 포싱 전략(zero-forcing strategy)을 적용하면, 시간 영역에서 라이시안 및 레일리 경로로 구성된 채널의 채널 정보(
Figure pat00004
)는 하기 수학식 1을 통해 추정할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00005
여기서, 기호 '/' 는 벡터
Figure pat00006
와
Figure pat00007
의 각 요소에 대한 나눗셈을 의미한다.
그리고, 지연 확산(Delay Spread, DS) 값(value)은 신호 샘플들의 단위(unit)로 계산된다.
먼저, 하기 수학식 2의 기준(criterion)에 기초하여 임계값(threshold, th)을 설정하고, 샘플 계수(sample counter) C를 결정한다.
<수학식 2>
Figure pat00008
상기 수학식 2에서,
Figure pat00009
는 레일리 경로의 전력(power)이고,
Figure pat00010
는 라이시안 경로의 전력이다.
이때, 만약
Figure pat00011
이면 샘플 계수 C는 1씩 증가하고, 그렇지 않은 경우 C는 변하지 않는다. 여기서, 지연 확산 값은 'C+G'이다. 이때, G는 가드 인터벌 길이(Guard Interval length)의 값이고, C는 지연 확산 길이(delay spread length)의 값이다.
그런데, 채널 추정 전에는
Figure pat00012
및
Figure pat00013
의 값을 알 수 없으므로, 임계값을 1에 근접하면서 1보다는 큰 소정의 값(예를 들어, 1.1)으로 결정한다.
한편, 채널 임펄스 응답을 신호 프레임 기간(frame period) 동안 일정하다고 가정하면, 라이시안 경로의 임펄스 응답은 하기 수학식 3을 통해 산출된다.
<수학식 3>
Figure pat00014
상기 수학식 3에서
Figure pat00015
은 C 샘플들에서 라이시안 채널 임펄스 응답의 평균 값이다.
그리고, 레일리 경로의 임펄스 응답을 산출하기 위해서, 먼저 하기 수학식 4를 통해 상기 산출된 라이시안 성분을 프리앰블 신호로부터 감산한다.
<수학식 4>
Figure pat00016
그런 후, 하기 수학식 5를 통해 (N-C) 샘플들에서 레일리 채널 임펄스 응답의 평균 값을 산출한다.
<수학식 5>
Figure pat00017
참고로, 다음 심볼들에 대한 채널 정보를 생성하는 과정은 다음과 같다.
예를 들어, 심볼 인덱스 2의 프리앰블
Figure pat00018
에 대해서는 하기 수학식 6을 통해 잔여 ISI 제거를 수행한다.
<수학식 6>
Figure pat00019
그리고, 심볼 인덱스 2의 프리앰블에 대해 상기 수학식 3 내지 5의 연산을 반복하여, 하기 수학식 7과 같은 채널 정보를 획득할 수 있다.
<수학식 7>
Figure pat00020
이와 같은 과정을 통해, 채널 추정부(110)는 프리앰블 신호를 이용한 채널 정보를 생성한다.
다시 도 2로 돌아가서, 제 1 간섭 제거부(120)는 채널 추정부(110)가 생성한 채널 정보를 이용하여 ISI 제거(ISI cancelation) 처리를 한다. 이때, 제 1 간섭 제거부(120)는 이전에 수신된 수신 신호로부터 잔류 ISI성분을 제거한다.
구체적으로, 제 1 간섭 제거부(120)는 가드 인터벌이 제거된 수신 신호를 입력받되, IFFT를 통해 시간 영역으로 변환된 전송 심볼을 입력받는다. 또한, 제 1 간섭 제거부(120)는 수신단에서 생성된 프리앰블(Preamble)을 IFFT를 통해 시간 영역으로 변환한 값을 입력받는다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 간섭 제거부(120)의 이전 단 또는 제 1 간섭 제거부(120)의 자체에는 IFFT 처리부가 더 포함될 수 있다. 또한, 입력된 수신 신호를 시간 영역으로 변환하는 상기 IFFT 처리부의 이전 단에는 수신 신호로부터 가드 인터벌을 제거하는 가드 인터벌 제거부(미도시) 및 가드 인터벌이 제거된 아날로그 수신 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 디지털 신호로 변환하여 전송 심볼을 출력하는 FFT 처리부가 더 포함될 수 있다.
그리고, 제 1 간섭 제거부(120)는 하기 수학식 8을 통해 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거한다.
먼저, 현재 입력된 전송 심볼(인덱스 i라고 가정함)을 시간 영역에서
Figure pat00021
라고 정의하고, 이전의 전송 심볼(인덱스 i-1)의 주파수 영역(frequency domain)에서의 결정 값을
Figure pat00022
라고 정의한다. 이러한 이전 전송 심볼의 결정 값을 IFFT 처리하여 시간 영역의 값으로 변환한 값을
Figure pat00023
라고 정의한다. 참고로, 전송 심볼에서 n은 샘플의 인덱스를 의미한다.
이때, 하기 수학식 8을 통해
Figure pat00024
에 대한 잔여 ISI를 계산하고, 잔여 ISI를
Figure pat00025
로부터 삭제하여 꼬리 제거(tail cancellation)를 수행한다. 즉, 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호가 제거된
Figure pat00026
를 획득한다.
<수학식 8>
Figure pat00027
상기 수학식 8에서 N은 FFT 크기이고, G는 가드 인터벌 길이이며, C는 지연 확산 길이이며,
Figure pat00028
는 시간 영역에서 추정된 지연 경로의 값이다. 참고로, (0)의 표시가 있는
Figure pat00029
는 반복 (iteration) 이전에 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 의미한다.
다시 도 2로 돌아가서, 채널 등화부(130)는 제 1 간섭 제거부(120)가 제 1 간섭 신호를 제거한 심볼을 주파수 영역에서 제로 포싱을 사용한 채널 등화(Channel Equalization)하여 결정 값을 출력한다.
이때, 채널 등화부(130)는 제 1 간섭 제거부(120)로부터 출력된 시간 영역에서의 심볼을 FFT를 통해 주파수 영역으로 변환된 심볼
Figure pat00030
을 입력받는다. 또한, 채널 등화부(130)는 채널 추정부(110)를 통해 출력된 채널 정보를 FFT를 통해 주파수 영역으로 변환한 채널 임펄스 응답을 입력받는다. 이때, 라이시안 채널 임펄스 응답
Figure pat00031
은 주파수 영역의
Figure pat00032
로 변환된다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 채널 등화부(130)의 이전 단(제 1 간섭 제거부(120)의 이후 단)의 또는 채널 등화부(130)의 자체에는 FFT 처리부가 더 포함될 수 있다. 참고로, FFT 처리부를 통해 구체적으로, 채널 등화부(130)는 하기 수학식 9를 통해 채널 등화를 통한 결정 값을 획득한다.
<수학식 9>
Figure pat00033
한편, 종래의 간섭 제거 방식에서는 첫 번째 (DS-GI) 샘플들에서 제거되는 순환성분을 재구성하기 하기 위하여 반복 기법을 이용하기 때문에 반복 전 초기 과정에서 더 많은 오류들이 발생될 수 있다.
즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 가드 인터벌보다 지연 확산이 매우 긴 기간(예를 들어, 지연 확산의 길이가 OFDM 심볼 기간의 반 이상으로 긴 기간)으로서 심각한 ISI가 발생된 경우에는, 종래의 간섭 제거 방식에서와 같이 ISI 신호를 제거한 후 순환 성분을 재구성하는 것은 간섭 제거에 효율적이지 않다. 이때, 도 3에 나타낸 바와 같이, ISI는 해당 ISI로 인하여 생성되는 ICI가 포함된 간섭 신호이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 간섭 제거부 (140)는 수신 심볼로부터 순환 성분을 제거함으로써, 제 2 간섭 신호를 제거한다.
구체적으로, 제 2 간섭 제거부(140)는 채널 등화부(130)로부터 채널 등화된 심볼의 결정 값을 IFFT 처리한 시간 영역으로 변환한
Figure pat00034
을 입력받아,
Figure pat00035
로부터 제 2 간섭 신호를 제거한다.
구체적으로, 제 2 간섭 제거부(140)는 하기 수학식 10을 통해 라이시안 경로의 인덱스i 심볼에 대해 순환 성분(cyclicity)을 제거한다.
<수학식 10>
Figure pat00036
제 2 간섭 제거부(140)를 통해 제 2 간섭 신호가 제거된 심볼의 결과 값은 FFT를 통해 주파수 영역으로 변환된다. 이와 같은 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계는 i번 반복되어 채널 등화부(130)에서는
Figure pat00037
결정이 생성되어 출력된다. 즉, 보다 정확한 심볼을 획득하기 위하여, 도 2에서 내부 루프로 나타낸 바와 같이, 제 2 간섭 제거부(140)로부터 출력된 결과 값은 주파수 영역으로 변환된 후 채널 등화부(130)로 i번 피드백된다.
다음으로, 오류 정정부(150)는 제 2 간섭 제거부(140)를 통해 제 2 간섭 신호가 제거된 결정 값
Figure pat00038
이 정확한 성상 위치(constellation positions)로 정정되도록, 경판정(hard decision) 처리를 통해 오류를 정정한다. 즉, 오류 정정부(150)는, 도 2에서 상기 내부 루프 및 외부 루프로 나타낸 바와 같이, 피드백되는 출력 값들의 오류를 줄이기 위하여 심볼들을 정확한 성상 상의 위치로 교정한다. 이로 인하여 l 번째 반복과정이 완성된다.
이후, 추가적인 반복을 위하여, 오류 정정부(150)를 통해 오류 정정된 결정 값
Figure pat00039
을IFFT를 통해 시간 영역의
Figure pat00040
으로 변환하고I를 I+1로 대체하여 기설정된 횟수만큼 반복한다.
한편, 이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(100)에서는 지연 경로의 순환 성분을 제거하기 때문에(즉, 지연 경로를 줄이기 때문에) 지연 경로로부터 획득되는 전력(power)이 낭비된다. 따라서, 지연 경로의 전력 손실을 막기 위하여 수신 장치(100)의 간섭 제거 알고리즘의 마지막 단(즉, 도 2에서는 오류 정정부(150)의 다음 단)에 지연 경로 재구성부(160)를 추가할 수 있다.
구체적으로, 지연 경로 재구성부(160)는 하기 수학식 11을 통해 지연 경로 재구성(delay path reconstruction) 처리를 수행한다.
<수학식 11>
Figure pat00041
상기 수학식 11에서
Figure pat00042
는 주파수 영역에서의 지연 경로의 값이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 신호의 간섭 제거 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 먼저, 수신되는 프리앰블 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 채널 추정에 따른 채널 정보를 생성한다(S510).
이때, 생성되는 채널 정보는 채널의 레일리(Rayleigh) 임펄스 응답 및 상기 채널의 라이시안(Rician) 임펄스 응답 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
다음으로, 생성된 채널 정보를 이용하여 현재 입력된 수신 신호에 대해 ISI 신호를 제거한다(S520).
이때, 채널 정보 중 레일리 임펄스 응답에 기초하여 ISI 신호를 제거할 수 있다.
그런 후, ISI 신호가 제거된 수신 신호를 채널 등화 처리한다(S530).
이와 같은 채널 등화는 주파수 영역에서의 수신 신호 값에 대해 처리되며, 결정 값이 생성된다.
다음으로, 채널 등화로부터 생성된 결정 값과 상기 채널 정보를 이용하여, ISI 신호가 제거된 수신 신호로부터 ICI 신호를 제거한다(S540).
이때, ICI 신호는 레일리 임펄스 응답 및 라이시안 임펄스 응답에 기초하여 수신 신호로부터 제거된다.
그런 후, ISI 및 ICI 신호가 제거된 수신 신호를 경판정을 통해 오류를 정정한다(S550).
즉, ISI 및 ICI 신호가 제거된 수신 신호가 성상(constellation) 상에서 정확한 위치로 정정된다.
다음으로, 오류가 정정된 수신 신호에 대해 지연 경로 전력을 복원한다(S560).
이때, ICI 신호 시 지연 경로의 순환 성분이 제거됨에 따라 손실된 지연 경로의 전력을 재구성한다.
그런 다음, ISI 및 ICI 성분이 제거된 수신 신호에 대해 기설정된 디코딩 처리를 수행하여 신호를 복원한다(S570).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: OFDM 수신 장치
110: 채널 추정부
120: 제 1 간섭 제거부
130: 채널 등화부
140: 제 2 간섭 제거부
150: 오류 정정부
160: 지연 경로 재구성부
170: 복원부

Claims (20)

  1. OFDM 수신 장치에 있어서,
    송신 장치로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하는 채널 추정부;
    상기 채널 정보를 이용하여 상기 송신 장치로부터 전송된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하는 제 1 간섭 제거부;
    상기 채널 정보를 이용하여 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하는 제 2 간섭 제거부; 및
    상기 제 1 및 제 2 간섭 신호가 제거된 상기 수신 신호를 복원하는 복원부를 포함하되,
    상기 제 2 간섭 제거부는,
    상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 순환 성분(cyclicity)을 제거하는 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭 제거부로부터 출력된 결과 값을 주파수 영역에서 채널 등화하고,
    상기 채널 등화된 결정 값을 상기 제 2 간섭 제거부로 출력하는 채널 등화부를 더 포함하는 수신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호 제거부로부터 출력된 결과 값을 경판정(hard decision)하여 상기 수신 신호를 성상(constellation) 상에서 정정하는 오류 정정부를 더 포함하는 수신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호 제거부로부터 출력된 결과 값에 대해 지연 경로(Delay path) 전력을 복원하는 지연 경로 재구성부를 더 포함하는 수신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호 제거부는,
    상기 제 2 간섭 신호를 제거한 결과 값을 적어도 하나의 이전 단으로 기설정된 횟수만큼 피드백하는 것인, 수신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭 신호는 ISI(Inter-symbol Interference) 신호 또는 꼬리(tail) 신호인 것인 수신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호는 ICI(Inter-carrier interference) 신호 또는 지연 경로의 순환 신호인 것인 수신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 정보는 채널의 레일리(Rayleigh) 임펄스 응답 및 상기 채널의 라이시안(Rician) 임펄스 응답 중 적어도 하나 이상인 것인 수신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭 제거부는 상기 레일리 임펄스 응답에 기초하여 상기 제 1 간섭 신호를 제거하는 것인 수신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 제거부는 상기 레일리 임펄스 응답 및 상기 채널의 라이시안 임펄스 응답에 기초하여 상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 것인 수신 장치.
  11. OFDM 수신 장치를 통해 수신 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    송신 장치로부터 전송된 적어도 하나 이상의 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 적어도 하나 이상의 채널 정보를 생성하는 단계;
    상기 채널 정보를 이용하여 상기 송신 장치로부터 전송된 수신 신호로부터 제 1 간섭 신호를 제거하는 단계;
    상기 채널 정보를 이용하여 상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계; 및
    상기 제 2 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호로부터 순환 성분( cyclicity)을 제거하는 수신 신호 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계 이전에,
    상기 제 1 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 주파수 영역에서 채널 등화하여 결정 값을 생성하는 단계를 더 포함하는 수신 신호 처리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 수신 신호를 복조하는 단계 이전에,
    상기 제 2 간섭 신호가 제거된 상기 수신 신호의 결과 값을 경판정(hard decision)하여 성상(constellation) 상에서 오류를 정정하는 단계를 더 포함하는 수신 신호 처리 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 수신 신호를 복조하는 단계 이전에,
    상기 제 2 간섭 신호가 제거된 상기 수신 신호의 결과 값에 대해 지연 경로(Delay path) 전력을 복원하는 단계를 더 포함하는 수신 신호 처리 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 수신 신호를 복조하는 단계 이전에,
    상기 제 2 간섭 신호가 제거된 상기 수신 신호의 결과 값을 적어도 하나의 이전 단계로 기설정된 횟수만큼 피드백하여 반복(iteration)하는 단계를 더 포함하는 수신 신호 처리 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭 신호는 ISI(Inter-symbol Interference) 신호 또는 꼬리(tail) 신호인 것인 수신 신호 처리 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호는 ICI(Inter-carrier interference) 신호 또는 지연 경로의 순환 신호인 것인 수신 신호 처리 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 채널 정보는 채널의 레일리(Rayleigh) 임펄스 응답 및 상기 채널의 라이시안(Rician) 임펄스 응답 중 적어도 하나 이상인 것인 수신 신호 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 레일리 임펄스 응답에 기초하여 상기 제 1 간섭 신호를 제거하는 수신 신호 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 레일리 임펄스 응답 및 상기 채널의 라이시안 임펄스 응답에 기초하여 상기 제 2 간섭 신호를 제거하는 수신 신호 처리 방법.
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