KR20150100373A - 디지털 복조 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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서재현
김흥묵
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한국전자통신연구원
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Abstract

디지털 복조 시스템이 수신 신호의 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산한다. 그리고 비균등 검출 레벨을 가지도록 검출 레벨을 변경한다. 그리고 변경된 검출 레벨, I 채널 값 및 Q 채널 값을 이용하여 비트 단위로 수신 신호를 복조한다.

Description

디지털 복조 방법 및 그 시스템{DIGITAL DEMODULATION METHOD AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 디지털 복조 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 디지털 변조 방식을 사용하는 통신 시스템에서 수신기의 검출 레벨을 변경하여 수신 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
기존 디지털 변조 방식을 사용하는 통신 시스템은 수신기의 검출 레벨을 변경 하여 수신 성능을 향상 시킨다.
향후 여러 표준에서 시스템 성능 향상을 위하여 비 균등 성상도 송신 기술을 채택하려 하고 있다. 몇몇 표준에서는 이미 채택 중이다. 이러한 비 균등 성상도 기술은 송신기에서 변경된 성상도 때문에 수신기의 검출 레벨을 변화시켜야만 성능 항샹을 얻을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 역호환이 가능한 비균등 검출레벨을 가지는 디지털 복조 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 디지털 복조 방법은 수신 신호를 복조하는 디지털 복조 시스템의 디지털 복조 방법으로서, 상기 디지털 복조 시스템이 수신 신호의 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산하는 단계, 상기 디지털 복조 시스템이 비균등 검출 레벨을 가지도록 검출 레벨을 변경하는 단계, 그리고 상기 디지털 복조 시스템이 변경된 검출 레벨, 상기 I 채널 값 및 Q 채널 값을 이용하여 비트 단위로 상기 수신 신호를 복조하는 단계를 포함한다.
상기 변경하는 단계는,
송신 시스템의 성상 레벨에 따라 상기 검출 레벨을 변경시킬 수 있다.
상기 변경하는 단계는,
첫번째 비트와 두번째 비트에 대한 초기 연판정 값은 상기 수신 신호에 대한 I 채널 값 및 Q 채널 값으로 계산되는 단계, 그리고 사전 정의된 특정 값에 의해 i번째로 낮은 전력 레벨에 해당하는 검출 레벨을 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디지털 복조 시스템은 수신 신호의 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산하는 수신부, 비균등 검출 레벨을 가지도록 검출 레벨을 변경하는 검출레벨 계산부, 그리고 상기 수신부가 계산한 상기 I 채널 값 및 Q 채널 값 및 상기 검출레벨 계산부가 변경한 검출 레벨을 이용하여 비트 단위로 상기 수신 신호를 복조하는 복조부를 포함한다.
상기 검출레벨 계산부는,
송신 시스템의 성상 레벨에 따라 상기 검출 레벨을 변경시킬 수 있다.
상기 검출레벨 계산부는,
첫번째 비트와 두번째 비트에 대한 초기 연판정 값을 상기 수신 신호에 대한 I 채널 값 및 Q 채널 값으로 계산하고, 사전 정의된 특정 값에 의해 i번째로 낮은 전력 레벨에 해당하는 검출 레벨을 변경시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 균등한 검출 레벨을 가지는 수신기와 달리 비균등한 검출 레벨을 이용하여 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다.
수신 시스템에서 검출 레벨을 조정하여 비균등 성상을 사용하는 8-VSB, 16-QAM 8-APSK, 8-PSK 이상의 변조 차수를 가지는 시스템에서 성능 향상을 이루고, 비균등 성상도를 사용하지 않는 시스템에서도 검출 및 수신 성능 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 복조 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 복조 시스템의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 종래의 동일한 검출 레벨을 가지는 64-QAM에서 I 채널의 검출 레벨의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비균등 검출 레벨의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비균등 성상 레벨에 의한 검출 레벨의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비균등 성상 레벨에 의한 검출 레벨을 조정하는 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 디지털 복조 시스템 및 그 방법에 대해서 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 복조 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전송부(100)는 송출 시스템으로서, 전송부(100)가 전송한 신호는 I 채널 및 Q 채널을 통해 전송된다.
디지털 복조 시스템(200)은 역호환이 가능한 비균등 검출레벨을 가지는 시스템으로서, 수신부(201), 검출레벨 계산부(203) 및 복조부(205)를 포함한다.
수신부(201)는 전송부(100)가 송신한 신호를 I 채널 및 Q 채널을 통해 수신한다. 검출레벨 계산부(203)는 검출 레벨값을 결정하는데, 이때, 검출 레벨을 변경한다. 복조부(205)는 검출레벨 계산부(203)가 변경한 검출 레벨값을 토대로 비트 단위의 수신 신호를 복조한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 복조 시스템의 동작을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 종래의 동일한 검출 레벨을 가지는 64-QAM에서 I 채널의 검출 레벨의 구성도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비균등 검출 레벨의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비균등 성상 레벨에 의한 검출 레벨의 구성도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비균등 성상 레벨에 의한 검출 레벨을 조정하는 구성도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 수신부(201)는 수신 신호에 대해 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산한다(S101). 이때, I 채널 값 및 Q 채널 값의 계산은 검출 레벨 조정을 목적으로 한다.
다음, 검출레벨 계산부(203)는 검출 레벨을 조정한다(S103).
그러면, 복조부(205)는 S103 단계에서 조정된 검출 레벨로 검출 및 비트 단위의 수신 신호 복조를 수행한다(S105).
이때, 수신부(201)는 첫번째 비트와 두번째 비트에 대한 초기 연판정 값을 계산한다. 초기 연판정 값은 수신 신호 s에 대하여 I 채널값과 Q 채널값을 취하여 각각
Figure pat00001
및
Figure pat00002
로 계산된다.
이렇게 수신된 신호의 크기를 가지고 비트 단위로 수신 신호를 복조 하게 되는데 균등한 성상도를 가지는 복조 시스템은 도 3과 같다. 도 3은 동일한 검출 레벨을 가지는 64-QAM에서 I 채널의 검출 레벨의 구성을 나타낸다.
도 3에서, D i 는 i번째 비트의 검출 레벨이다. b i 는 i번째 비트의 연판정 값이다. 각 비트의 연판정 검출 방법은 근접한 검출 레벨과의 거리로 값을 결정 한다.
도 3에 따르면, 검출 레벨의 거리가 일정하게 떨어져 있다. 반면, 본 발명의실시예에 따르면, 검출 레벨 조정은 도 4와 같이 특정한 값에 의하여 비균등하게 이루어진다.
도 4에 따르면, D 1 과 같은 경우에는 균등한 검출 레벨을 가지는 시스템과 동일하게 검출하되 그 외 검출 레벨에서는 α i 에 의해서 i번째로 낮은 전력 레벨에 해당하는 검출 레벨이 변경 된다. 각각 검출 레벨이 변경되는 정도에 따라 수신 시스템 즉 디지털 복조 시스템(200)의 성능이 결정된다.
여기서, ai는 i번째 비트의 검출 레벨값을 말하며 ai 값은 반복적인 실험적인 값으로 결정된다. 송수신 시스템에 따라 그 값이 서로 다르기 때문에 하나의 값으로 정해지는 값은 아니다.
Q채널 값과 관련된 2,4,6 번 비트 검출도 상기와 동일한 방식으로 검출한다.
비균등 성상도를 사용하는 시스템에서는 도 5와 같이 비균등 성상 레벨에 의한 검출 레벨을 변화 시켜야 한다.
도 5에 따르면, P 1은 가장 낮은 성상 레벨이고 P i 는 i번째 순서대로 증가된 성상 레벨이다. 균등한 성상도를 가지는 변복조 시스템에서는 검출 레벨이 일정하게 떨어져 있다. 반면, 비균등한 성상도를 가지는 복조 시스템을 위해서는 도 5와 같이 성상 레벨에 따라 검출 레벨도 같이 변화해야 한다.
또한, 도 6과 같이 α i 를 이용하여 수신 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에서 64-QAM의 경우를 예시했지만, 본 발명의 실시예는 64-QAM으로 한정하지 않는다. 비균등을 위하여 α i 를 검출레벨에 더하였지만, 곱이나 다른 연산으로 대치가 가능하다.
이후, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에서 조정된 검출 레벨로 검출 하고 비트 단위의 수신 신호 복조가 이루어진다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 수신 신호를 복조하는 디지털 복조 시스템의 디지털 복조 방법으로서,
    상기 디지털 복조 시스템이 수신 신호의 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산하는 단계,
    상기 디지털 복조 시스템이 비균등 검출 레벨을 가지도록 검출 레벨을 변경하는 단계, 그리고
    상기 디지털 복조 시스템이 변경된 검출 레벨, 상기 I 채널 값 및 Q 채널 값을 이용하여 비트 단위로 상기 수신 신호를 복조하는 단계
    를 포함하는 디지털 복조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는,
    송신 시스템의 성상 레벨에 따라 상기 검출 레벨을 변경시키는 디지털 복조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는,
    첫번째 비트와 두번째 비트에 대한 초기 연판정 값은 상기 수신 신호에 대한 I 채널 값 및 Q 채널 값으로 계산되는 단계, 그리고
    사전 정의된 특정 값에 의해 i번째로 낮은 전력 레벨에 해당하는 검출 레벨을 변경시키는 단계
    를 포함하는 디지털 복조 방법.
  4. 수신 신호의 I 채널 값 및 Q 채널 값을 계산하는 수신부,
    비균등 검출 레벨을 가지도록 검출 레벨을 변경하는 검출레벨 계산부, 그리고
    상기 수신부가 계산한 상기 I 채널 값 및 Q 채널 값 및 상기 검출레벨 계산부가 변경한 검출 레벨을 이용하여 비트 단위로 상기 수신 신호를 복조하는 복조부
    를 포함하는 디지털 복조 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출레벨 계산부는,
    송신 시스템의 성상 레벨에 따라 상기 검출 레벨을 변경시키는 디지털 복조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출레벨 계산부는,
    첫번째 비트와 두번째 비트에 대한 초기 연판정 값을 상기 수신 신호에 대한 I 채널 값 및 Q 채널 값으로 계산하고, 사전 정의된 특정 값에 의해 i번째로 낮은 전력 레벨에 해당하는 검출 레벨을 변경시키는 디지털 복조 시스템.
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