KR20140071024A - 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 ｏｆｄｍ 수신기 및 그 성능 개선 방법 - Google Patents

보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 ｏｆｄｍ 수신기 및 그 성능 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기는, 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함하는 데이터를 수신하는 OFDM 수신기에 있어서, 상기 수신된 데이터의 전부 또는 일부를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 상기 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 반사파 길이 측정부; 및 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간은 삭제하고, 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 보상 데이터 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법에 따르면, 보호 구간을 단순히 제거하지 않고, 데이터의 보상에 사용하는 것에 의해 OFDM 수신기의 성능을 개선할 수 있다.

Description

보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 ＯＦＤＭ 수신기 및 그 성능 개선 방법{OFDM RECEIVER HAVING PERFORMANCE IMPROVING FUNCTION USING GUARD INTERVAL AND THE PERFORMANCE IMPROVING METHOD THEREFOR}
본 발명은 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보호 구간의 데이터를 이용하여 원본 데이터를 보상하는 것에 의해 성능 개선이 가능한 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유럽향 디지털 TV와 디지털 라디오(Radio)와 관련된 최근 모든 멀티 캐리어(Multi-carrier)는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 직교 주파수 분할 다중) 방식을 사용하는데 이는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 이용하게 된다.
도 1은 종래의 OFDM 송신기(110) 및 수신기(130)를 포함한 OFDM 시스템의 간단한 구성도이다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 일반적인 OFDM 시스템에서는, 채널(120) 부분의 노이즈(Gaussian Noise)와 반사파(Multi-path echo)의 영향을 감소시키기 위해 송신기(110)의 역고속 푸리에 변환부(111)에서 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) 후, 출력 뒷부분을 복사하여 앞 부분에 붙이는 것에 의해 보호 구간(Guard Interval, GI)을 형성하게 된다.
대부분의 모든 OFDM 방식은 이 보호 구간을 이용하여 버퍼 구간을 만들며 이 버퍼의 크기는 FFT의 전체 길이를 1로 정의할 때 이에 대한 분수로 표현하게 된다. 예로 1/4,1/8,1/16,1/32 등과 같이 버퍼 구간을 정의하게 된다.
상술한 바와 같이 OFDM 송신기(110)에서 보호 구간을 뒤에서 복사하여 앞에 붙여서 전송하고, 반사파가 존재하는 채널(120) 부분을 통과하면 이 보호 구간이 앞단의 신호 겹침에 의해 망가지게 된다. 따라서, 수신기(130)는, 이 보호 구간 부분이 망가졌을 것이라 가정하고 보호 구간을 제거하고, 고속 푸리에 변환부(132)에서 고속 푸리에 변환을 수행하게 된다.
다만, 보호 구간에 포함된 모든 데이터를 그대로 제거하는 것은 바람직하지 못한 것으로 보인다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 보호 구간을 단순히 제거하지 않고, 데이터의 보상에 사용하는 것에 의해 OFDM 수신기의 성능을 개선할 수 있는 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기는, 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함하는 데이터를 수신하는 OFDM 수신기에 있어서, 상기 수신된 데이터의 전부 또는 일부를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 상기 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 반사파 길이 측정부; 및 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간은 삭제하고, 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 보상 데이터 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 OFDM 수신기는, 상기 원본 데이터 중 상기 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터에 상기 보상 데이터를 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하는 것에 의해 상기 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 데이터 연산 및 갱신부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법은, 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함하는 데이터를 수신하는 OFDM 수신기를 이용하되, (a) 상기 OFDM 수신기로 수신된 데이터를 고속 푸리에 변환하는 단계; (b) 상기 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 단계; 및 (c) 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간은 삭제하고, 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 OFDM 수신기의 성능 개선 방법은, (d) 상기 (c) 단계에서 생성된 상기 보상 데이터를, 상기 원본 데이터 중 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터에 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하는 것에 의해 상기 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 단계; 및 (e) 상기 원본 데이터를 고속 푸리에 변환하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법에 따르면, 보호 구간을 단순히 제거하지 않고, 데이터의 보상에 사용하는 것에 의해 OFDM 수신기의 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 OFDM 송신기 및 수신기를 포함한 OFDM 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기의 구성도.
도 3은 보상 데이터의 저장 및 원본 데이터의 갱신 과정의 설명도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법의 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기 및 그 성능 개선 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
참고로, 본 발명의 OFDM 수신기(230)에서도 도 1에 도시한 바와 같은, OFDM 송신기(110) 및 채널(120)에서와 같이, 보호 구간(Guard Interval, GI) 데이터를 포함하는 데이터를 수신하게 된다.
먼저, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기(230)의 구성도이다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 OFDM 수신기는, 데이터 병렬화부(231), 고속 푸리에 변환부(232), 보호 구간 길이 측정부(233), 반사파 길이 측정부(234), 보상 데이터 생성부(235) 및 데이터 연산 및 갱신부(236)를 포함한다.
본 발명의 OFDM 수신기(230)는 데이터 병렬화부(231)에서 직렬 데이터를 병렬화(Serial to Parallel)하여 수신하게 된다. 즉, 본 발명의 OFDM 수신기(230)는 원본 데이터(실제 방송 또는 통신 정보를 포함하고 있는 데이터)와 보호 구간 데이터를 함께 수신한다.
고속 푸리에 변환부(232)는 본 발명의 OFDM 수신기(230)로 수신된 데이터의 전부 또는 일부를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)하는 역할을 수행한다. 즉, 고속 푸리에 변환부(232)는, 원본 데이터뿐만 아니라 보호 구간 데이터 포함된 수신된 데이터의 고속 푸리에 변환을 수행하기도 하고, 보호 구간을 제외한 원본 데이터만의 고속 푸리에 변환을 수행하기도 한다.
다음으로, 보호 구간 길이 측정부(233)는 수신된 데이터에 포함된 보호 구간 데이터의 길이를 측정하며, 반사파 길이 측정부(234)는 보호 구간 데이터 중 반사파(Multi-path echo)의 길이를 측정하는 역할을 수행한다. 본 발명의 보호 구간 길이 측정부(233) 및 반사파 길이 측정부(234)는 OFDM 수신기의 채널 추정기(Channel Estimator, 미도시) 내부에 구현될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 보상 데이터 생성부(235) 및 데이터 연산 및 갱신부(236)에 의한 보상 데이터의 생성 및 원본 데이터의 갱신 과정의 설명도이다.
본 발명의 보상 데이터 생성부(235)는, 보호 구간 데이터 중 측정된 반사파 구간은 삭제하고, 보호 구간 데이터 중 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성 및 저장하는 역할을 한다. 즉, 본 발명의 보상 데이터 생성부(235)에 의한 보호 구간 중 반사파를 삭제하는 것에 의해, 실제 원본 데이터를 보상 데이터에 의해 보상할 수 있도록 한다.
또한, 데이터 연산 및 갱신부(236)는, 원본 데이터 중 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터(즉, 보호 구간 데이터 중 보상 데이터의 생성시 송신기(110)에서 사용한 원본 데이터)에 보상 데이터를 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하는 것에 의해 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 역할을 한다. 즉, [발명의 배경이 되는 기술]에서도 설명한 바와 같이, ODFM 송신기(110)에서 송신할 때 보호 구간 데이터의 경우 원본 데이터의 일부와 동일한 정보를 포함하고 있으므로, 이 보호 구간 데이터를 활용하는 것에 의해 수신된 원본 데이터의 잡음 등에 의한 영향을 개선할 수 있다.
고속 푸리에 변환부(232)는, 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함한 수신된 데이터를 고속 푸리에 변환을 수행한 후, 보호 구간 데이터의 길이 및 반사파의 길이 정보를 획득한 후에는 갱신된 원본 데이터만의 고속 푸리에 변환을 수행하게 된다. 또한, 이후 등화기(미도시)에 의한 등화 처리 등을 거쳐 최종적으로 본 발명의 OFDM 수신기(230)로부터 신호가 출력되게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기(230)의 성능 개선 방법의 흐름도이다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 OFDM 수신기(230)의 성능 개선 방법은, OFDM 수신기(230)로 수신된 데이터를 고속 푸리에 변환하는 단계(S10), 보호 구간 데이터의 길이를 측정하는 단계(S20), 및 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 단계(S30)를 포함한다.
또한, 본 발명의 OFDM 수신기(230)의 성능 개선 방법은, 보호 구간 데이터 중 측정된 반사파 구간은 삭제하고, 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 단계(S40) 및 S40 단계에서 생성된 보상 데이터를, 원본 데이터 중 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터(즉, 송신기(110)에서 보호 구간 데이터 중 보상 데이터의 생성시 사용한 원본 데이터)에 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하고, 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 단계(S50)를 더 포함한다. 아울러, S50 단계에 의해 원본 데이터가 갱신되면, 원본 데이터를 고속 푸리에 변환하게 된다(S70). 또한, S70 단계에서 원본 데이터만의 고속 푸리에 변환을 위해 S50 단계 이전 또는 이후에, 본 발명의 OFDM 수신기의 성능 개선 방법은, 수신된 데이터 전체로부터 보호 구간 데이터를 삭제 또는 제외하는 단계(S60)를 더 포함하는 것이 바람직할 것이다.
S70 단계 이후에, 본 발명의 OFDM 수신기(230)의 성능 개선 방법은, 일반적인 OFDM 수신기와 마찬가지로 등화 처리 등을 통해 최종적으로 신호를 출력하게 된다.
일반적으로, 가우시안 노이즈(Gaussian Noise)는 합해지면 평균 노이즈가 감소하는 특성을 지닌다. 따라서, 보호 구간 데이터의 길이가 원본 데이터 전체와 동일한 '1'이라 하면, 이를 원본 데이터에 더해 다시 나누기 '2'를 수행하면 이론상으로 3dB SNR(Signal vs Noise Ratio, 신호대 잡음비)가 개선되게 된다. 많은 경우 OFDM 송신 및 수신에 있어, 보호 구간이 원본 데이터의 '1/4'인 경우 이론적으로 0.7dB SNR이 개선되는 특성이 있으며, 이는 OFDM 수신 성능에 큰 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호 구간을 이용한 성능 개선 기능을 구비한 OFDM 수신기(230) 및 그 성능 개선 방법에 따르면, 보호 구간을 단순히 제거하지 않고, 데이터의 보상에 사용하는 것에 의해 OFDM 수신기(230)의 성능을 개선할 수 있다.
110 : OFDM 송신기 120 : 채널
130 : 종래의 OFDM 수신기
230 : 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 OFDM 수신기
111 : 역고속 푸리에 변환부 112 : 데이터 직렬화부
131, 231 : 데이터 병렬화부 132, 232 : 고속 푸리에 변환부
233 : 보호 구간 길이 측정부 234 : 반사파 길이 측정부
235 : 보상 데이터 생성부 236 : 데이터 연산 및 갱신부

Claims (7)

  1. 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함하는 데이터를 수신하는 OFDM 수신기에 있어서,
    상기 수신된 데이터의 전부 또는 일부를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 및
    상기 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 반사파 길이 측정부;를 포함하는 OFDM 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 OFDM 수신기는,
    상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간은 삭제하고, 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 보상 데이터 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원본 데이터 중 상기 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터에 상기 보상 데이터를 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하는 것에 의해 상기 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 데이터 연산 및 갱신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
  4. 원본 데이터 및 보호 구간 데이터를 포함하는 데이터를 수신하는 OFDM 수신기를 이용한 성능 개선 방법에 있어서,
    (a) 상기 OFDM 수신기로 수신된 데이터를 고속 푸리에 변환하는 단계; 및
    (b) 상기 보호 구간 데이터 중 반사파의 길이를 측정하는 단계;를 포함하는 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 성능 개선 방법은,
    (c) 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간은 삭제하고, 상기 보호 구간 데이터 중 상기 반사파 구간 이외의 데이터는 보존한 보상 데이터를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 성능 개선 방법은,
    (d) 상기 (c) 단계에서 생성된 상기 보상 데이터를, 상기 원본 데이터 중 상기 보상 데이터가 복사되었던 위치에 해당하는 데이터에 합산한 후, '2'로 나누는 연산을 수행하는 것에 의해 상기 원본 데이터 중 해당 데이터를 갱신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 성능 개선 방법은, 상기 (d) 단계 이후에,
    (e) 상기 원본 데이터를 고속 푸리에 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 구간을 이용한 OFDM 수신기의 성능 개선 방법.
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