KR20210114767A - 신호 복조 방법 및 이를 수행하는 장치들 - Google Patents
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Abstract
신호 복조 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 신호 복조 방법은 외부로부터 전송된 심볼들을 수신하고, 상기 심볼들을 외부 메모리에 저장하는 단계와, 버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 수행할 때마다 상기 외부 메모리로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
Description
아래 실시예들은 신호 복조 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.
유럽 위성통신 표준인 DVB-RCS2는 단말에서 중심국으로 송출하는 역방향 전송기술에 대한 표준이다. DVB-RCS2는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반으로 QPSK, 8PSK, 16QAM등의 다양한 변조방식과 터보 부호를 지원할 수 있다.
DVB-RCS2 위성 단말은 버스트 모드 데이터를 전송하는 모뎀 기술을 사용할 수 있다. DVB-RCS2 버스트는 페이로드 심볼과 미리 수신기에 알려진 심볼 워드를 전송할 수 있다.
실시예들은 별도의 외부 메모리를 이용하여 외부로부터 수신된 신호를 저장하고, 복조 관련 동작을 수행할 때마다 외부 메모리로부터 저장된 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행함으로써, 수신된 신호를 복조하는 기술을 제공할 수 있다.
다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따른 신호 복조 방법은 외부로부터 전송된 심볼들을 수신하고, 상기 심볼들을 외부 메모리에 저장하는 단계와, 버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 수행할 때마다 상기 외부 메모리로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 수행하는 단계는 상기 동일 심볼들을 상기 해당 동작마다 반복적으로 리드하여 상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작을 순차적으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 순차적으로 수행하는 단계는 상기 해당 동작을 수행하는 구성을 활성화하는 단계와, 상기 해당 동작을 수행하는 구성에 상기 동일 심볼들을 출력하도록 상기 외부 메모리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 동일 심볼들을 리드하는 리드 명령을 상기 외부 메모리로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 순차적으로 수행하는 단계는 상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작 중에서 상기 해당 동작을 제외한 나머지 동작들을 수행하는 구성들을 비활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 신호 품질 추정 동작은 채널 추정 및 SNR(signal to noise ratio) 추정 동작을 포함할 수 있다.
상기 위상 추정 동작은 LLR 계산 동작, 터보 복호 동작, CRC 검출 동작, 및 버스트 출력 동작을 포함할 수 있다.
상기 수행하는 단계는 상기 버스트 검출 동작을 수행하는 경우, 상기 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 버스트를 검출하는 단계는 상기 심볼의 제1 상관값을 계산하고, 상기 동일 심볼들의 위상을 변환하여 상기 동일 심볼들의 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하는 단계와, 상기 제1 상관값 내지 상기 제3 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하는 단계는 상기 동일 심볼들의 위상을 + 45도 변환하여 상기 제2 상관값을 계산하는 단계와, 상기 동일 심볼들의 위상을 - 45도 변환하여 상기 제3 상관값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 통신 장치는 외부로부터 전송된 심볼들을 저장하는 외부 메모리와, 버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 수행할 때마다 상기 외부 메모리로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행하는 복조기를 포함할 수 있다.
상기 복조기는 상기 버스트 검출 동작을 수행하는 버스트 검출기와, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작을 수행하는 타이밍 동기 및 주파수 추정기와, 상기 신호 품질 추정 동작을 수행하는 신호 품질 추정기와, 상기 위상 추정 동작을 수행하는 위상 추정기와, 상기 해당 동작마다 상기 동일 심볼들을 리드하기 위해 상기 외부 메모리를 제어하는 복조 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 복조 컨트롤러는 상기 동일 심볼들을 상기 해당 동작마다 반복적으로 리드하여 상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작을 순차적으로 수행할 수 있다.
상기 복조 컨트롤러는 상기 버스트 검출기, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정기, 상기 신호 품질 추정기, 및 상기 위상 추정기 중에서 상기 해당 동작을 수행하는 구성을 활성화하고, 상기 해당 동작을 수행하는 구성에 상기 동일 심볼들을 출력하도록 상기 외부 메모리를 제어할 수 있다.
상기 복조 컨트롤러는 상기 동일 심볼들을 리드하는 리드 명령을 상기 외부 메모리로 출력할 수 있다.
상기 복조 컨트롤러는 상기 버스트 검출기, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정기, 상기 신호 품질 추정기, 및 상기 위상 추정기 중에서 상기 해당 동작을 제외한 나머지 동작들을 수행하는 구성들을 비활성화할 수 있다.
상기 버스트 검출기는 상기 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 버스트를 검출할 수 있다.
상기 버스트 검출기는 상기 동일 심볼들의 제1 상관값을 계산하고, 상기 동일 심볼들의 위상을 변환하여 상기 동일 심볼들의 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하고, 상기 제1 상관값 내지 상기 제3 상관값에 기초하여 버스트를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 신호 복조 방법은 외부로부터 전송된 심볼들을 수신하여 외부 메모리에 저장하는 단계와, 변조와 관련된 제1 동작을 수행하는 제1 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 특정 심볼들을 리드하여 상기 제1 동작을 수행하는 단계와, 상기 제1 동작을 수행한 후 상기 변조와 관련된 제2 동작을 수행하는 제2 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 상기 특정 심볼들을 리드하여 상기 제2 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 통신 장치는 외부로부터 전송된 심볼들을 저장하는 외부 메모리와, 변조와 관련된 제1 동작을 수행하는 제1 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 특정 심볼들을 리드하여 상기 제1 동작을 수행하고, 상기 제1 동작을 수행한 후 상기 변조와 관련된 제2 동작을 수행하는 제2 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 상기 특정 심볼들을 리드하여 상기 제2 동작을 수행하는 복조기를 포함한다.
도 1은 기존의 통신 장치의 신호를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 2는 기존의 송신기의 변조 방식을 나타낸다.
도 3은 기존의 수신기를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 복조기의 주요 규격 및 채널 환경을 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 복조기의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시된 복조기의 각 구성의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 10은 도 9에 도시된 버스트 검출기의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 11은 복조기의 동작 속도 분석표를 나타낸다.
도 12는 도 6에 도시된 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
도 2는 기존의 송신기의 변조 방식을 나타낸다.
도 3은 기존의 수신기를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 복조기의 주요 규격 및 채널 환경을 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 복조기의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시된 복조기의 각 구성의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 10은 도 9에 도시된 버스트 검출기의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 11은 복조기의 동작 속도 분석표를 나타낸다.
도 12는 도 6에 도시된 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
이하, 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 DVB 방식에 사용되는 신호를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
DVB 방식은 DVB-S2 및/또는 DVB-RCS2 표준 기반의 방식일 수 있다. DVB-RCS2 표준은 TDMA(time division multiple access) 방식으로 단말에서 중심국으로 접속하기 위한 표준일 수 있다. DCB-RCS2 표준은 버스트 및 패킷 형태의 전송 방식을 사용할 수 있다.
DVB-RCS2 버스트의 구조는 도 1과 같을 수 있다. 예를 들어, DVB-RCS2 버스트는 시작 half guard time, 프리앰블(preamble), 사용자 필드(user field), 파일롯(pilot), 포스트앰블(postamble) 및 끝 half guard time)으로 구성될 수 있다.
half guard time은 버스트 전송 도착 시간의 오차를 감안해 둔 보호 시간일 수 있다. 프리앰블, 파일롯, 포스트앰블은 버스트 수신 신호를 검출하기 위해 사용되는 pre-known 신호일 수 있다. 사용자 필드 파트가 전송 정보 데이터가 포함된 신호로서 BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM 신호 등 변조신호로 구성될 수 있다. 사용자 필드 및 파일롯은 반복될 수 있다. Payload 데이터는 사용자 필드 구간에 채워질 수 있다. pilot 심볼은 user field len 길이만큼 이후 pilot field len 길이만큼 삽입될 수 있다.
도 2는 DVB 방식의 송신기의 변조 방식을 나타낸다.
DVB 방식의 송신기는 DVB-RCS2 표준 기반 송신기로 DVB 방식의 수신기에 송신할 버스트를 생성한다. 송신기는 생성한 버스트를 변조하는 변조기를 포함한다. 예를 들어, 변조기는 DVB-RCS2 선형 변조 방식의 변조기로, 대역확산을 위해 심볼 매핑부, 파일롯 삽입부, 반복부, 스크램블링부 및 변조부로 구성될 수 있다.
심볼 매핑부(Symbol Mapping)는 입력신호의 이진 비트열을 심볼 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 8PSK(octal phase shift keying), 16QAM(16 quadrature amplitude modulation)로 매핑시킨다.
파일롯 삽입부(Insertion of known symbols)는 대역 확산 기술이 적용되지 않는 경로(path)를 나타낼 수 있다.
반복부(repetition), 파일롯 삽입부(Insertion of known symbols), 스크램블링부(Scrambling)의 경로는 대역 확산 기술이 적용되는 경로를 나타낼 수 있다. 반복부(repetition)는 확산 계수(spreading factor)와 관계되는 블록일 수 있다. 확산 계수가 2인 경우, 반복부는 같은 심볼이 2번 반복됨을 나타낼 수 있다. 확산 계수가 8인 경우, 반복부는 동일 심볼이 8회 반복됨을 나타낼 수 있다. 물론, 신호의 에너지는 확산 계수 길이에 비례해 감소하고 대역폭은 증가하게 될 수 있다.
변조부(Modulation)는 펄스 성형 필터, 디지털 to 아날로그 변환기 및 상향 변환을 수행할 수 있다. 변조부에 의해 변환된 신호는 수신기로 전송될 수 있다.
도 3은 DVB 방식의 수신기를 설명하기 위한 일 예를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타내고, 도 5는 도 3에 도시된 수신기의 주요 요구 성능을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
DVB 방식의 수신기는 DVB-RCS2 표준 기반 수신기로 DVB 방식의 송신기로부터 전송된 버스트를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신기는 MF-TDMA 수신기일 수 있다.
수신기의 주요 요구 성능은 도 4 및 도 5와 같을 수 있다. NSS(non-spread spectrum) 전송 방식의 경우, 수신기의 주요 요구 성능인 DVB-RCS2 모뎀 요구 성능은 도 4와 같을 수 있다. SS(spread spectrum) 전송 방식의 경우, 수신기의 주요 요구 성능인 DVB-RCS2 모뎀 요구 성능은 도 5와 같을 수 있다.
기존 수신기를 수신된 버스트를 복조하기 위한 복조기가 포함될 수 있다. 복조기는 다음의 기능을 수행할 수 있다.
■
버스트 검출 기능
●
버스트 유무 및 버스트 위치 추정
■
주파수 및 위상 추정 기능
●
주파수 및 위상 오차 추정 및 보상
■
심볼 타이밍 추정 기능
●
심볼 타이밍 추정 및 보상
■
수신 신호 품질 추정 기능
●
SNR(Signal to Noise Ratio) 추정
수신기는 버스트 모뎀으로 대역확산 전송 시 대약 -11.5dB의 신호 세기에서도 신호(또는 버스트)를 수신할 수 있어야 한다. 이에, 수신기는 32개의 캐리어를 동시에 수신하기 위해서 각각의 채널당 수신되는 신호를 저장할 수 있어야 하므로 매우 큰 사이즈의 메모리가 필요할 수 있다.
또한, 복조기는 수신된 수신 심볼을 저장하는 버퍼외에도 타이밍 추정 후 보상된 버스트 심볼을 저장용 버퍼, 그리고 주파수 및 위상 추정 후 보상된 심볼 저장용 버퍼가 추가로 필요할 수 있다.
따라서, 수신기는 MESH 기반의 위성 통신 시스템에서의 위성통신 단말의 크기, 가격을 상승시키는 핵심 요인으로 작용하여 위성 통신 시스템의 중심국(또는 기지국, 지상국) 시장성 약화를 초래하는 문제점이 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 7은 도 6에 도시된 복조기의 주요 규격 및 채널 환경을 나타낸다.
통신 장치(10)는 도 1 내지 도 5에서 설명된 통신 장치로, 중심국 및/또는 단말일 수 있다. 설명의 편의를 위해서 이하에서는 통신 장치(10)를 단말로 가정하도록 한다.
통신 장치(10)는 외부 메모리(100) 및 복조기(demodulator; 300)를 포함한다.
외부 메모리(100)는 외부로부터 전송된 신호인 심볼들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 외부 메모리(100)는 심볼들을 시그널 버퍼(signal buffer)에 저장할 수 있다.
복조기(300)는 위성 통신 시스템의 DVB(digital video broadcasting)-RCS2 표준(return link 용) 기반의 MF-TDMA 모뎀 기술이 반영된 복조기일 수 있다. 이때, 복조기(300)의 구조는 ASIC 설계를 위한 MF-TDMA 모뎀 구현 구조일 수 있다.
복조기(300)는 기존의 복조기가 필요한 추가적인 버퍼없이 수신된 신호(또는 버스트)를 복조할 수 있다. 복조기(300)는 외부로부터 수신된 신호에 대한 복조에 연관된 동작을 수행할 때마다 외부 메모리(100)로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행함으로써, 수신된 신호를 복조할 수 있다. 예를 들어, 복조에 연관된 동작은 버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 포함할 수 있다. 이때, 복조기(300)의 DVB-RCS2 수신 모뎀 주요 요구 규격 및 채널 환경은 도 7과 같을 수 있다. 신호 품질 추정 동작은 채널 추정 및 및 SNR(signal to noise ratio) 추정 동작을 포함할 수 있다. 위상 추정 동작은 LLR 계산 동작, 터보 복호 동작, CRC 검출 동작, 및 버스트 출력 동작을 포함할 수 있다.
복조기(300)의 내부가 아닌 외부에 메모리(100)를 구현함으로써, 위성 통신 시스템의 경쟁력 강화를 위한 위성 통신 장치(예를 들어, 단말)이 최소화되어 위성 통신 시스템의 경쟁력이 강화될 수 있다.
복조기(300)가 최소화된 DVB-RCS2 표준 기반의 MF-TDMA 모뎀 수신기 구조를 통해 위성 통신 장치의 사이즈, 가격의 저가화를 가능하게 하여 위성 통신 시스템의 VSAT 지상국 단말의 시장 경쟁력은 강화될 수 있다.
복조기(300)는 기존 DVB-RCS2 모뎀 대비 50%의 사이즈 축소가 가능하고, 기존 대비 FPGA의 요구량이 50%로 감소하여 단말의 사이즈 및 가격의 절감이 가능할 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 복조기의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 9는 도 8에 도시된 복조기의 각 구성의 개략적인 블록도를 나타낸다.
복조기(300)는 복조 컨트롤러(demodulator controller; 310), 버스트 검출기(330), 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350), 신호 품질 추정기(370), 및 위상 추정기(390)를 포함할 수 있다.
버스트 검출기(330)는 버스트 검출 동작을 수행하고, 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350)는 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작을 수행할 수 있다. 신호 품질 추정기(370)는 신호 품질 추정 동작을 수행하며, 위상 추정기(390)는 위상 추정 동작을 수행할 수 있다.
복조 컨트롤러(310)는 버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작 중에서 수행될 해당 동작마다 외부 메모리(100) 및 해당 동작의 구성(330, 350, 370, 및 390)를 제어할 수 있다.
복조 컨트롤러(310)는 동일 심볼들을 해당 동작마다 반복적으로 리드하여 버스트 검출 동작(step 1), 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작(step 2), 신호 품질 동작(step 3), 및 위상 추정 동작(step 4)을 순차적으로 수행할 수 있다. 이때, 모든 동작은 복조기 제어 블록 및/또는 복조 컨트롤러(310)에서 FSM 머신으로 제어될 수 있다.
이때, 복조 컨트롤러(310)는 버스트 검출기(330), 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350), 신호 품질 추정기(370), 및 위상 추정기(390) 중에서 해당 동작을 수행하는 구성을 활성화할 수 있다. 또한, 복조 컨트롤러(310)는 버스트 검출기(330), 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350), 신호 품질 추정기(370), 및 위상 추정기(390) 중에서 해당 동작을 제외한 나머지 동작들을 수행하는 구성들을 비활성화할 수 있다.
복조 컨트롤러(310)는 해당 동작을 수행하는 구성에 동일 심볼들을 출력하도록 외부 메모리(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 복조 컨트롤러(310)는 동일 심볼들을 리드하는 리드 명령을 외부 메모리(100)로 출력할 수 있다. 이에, 외부 메모리(100)는 시그널 버퍼(110)에 저장된 동일 심볼들을 해당 동작을 수행하는 구성에 출력할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 버스트 검출기의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
버스트 검출기(330)는 도 7의 모뎀 규격과 채널 환경을 지원하기 위해서 128 Ksps의 전송 속도 및 최대 25 KHz의 주파수 오차 환경에서 정상적으로 버스트를 검출할 수 있어야 한다. 따라서, 버스트 검출기(330)는 -11.57 dB에서 전송 심볼의 약 20 %의 주파수 오차를 극복할 수 있어야 한다. 이를 위해, 버스트 검출기(330)는 일반적으로 2000 tab 이상의 상관기를 요구하는 correlator가 필요할 수 있다.
버스트 검출기(330)는 일반적으로 2000 tab 이상의 상관기를 요구하는 correlator를 최소화하기 위해서 Derotater의 출력을 수신하여 동일 심볼들의 위상을 0도, 45도, -45도로 위상 천이(또는 변조)할 수 있다. 버스트 검출기(330)는 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 Differential correlation 동작으로 버스트를 검출할 수 있다.
버스트 검출기(330)는 제1 상관기(331a), 제2 상관기(331b), 제3 상관기(331c) 및 위상 변조기(333)를 포함한다.
위상 변조기(333)는 제1 위상 변조기(333a) 및 제2 위상 변조기(333b)를 포함할 수 있다. 제1 위상 변조기(333a)는 제2 상관기(331b)의 입력단에 위치하고, 제2 위산 변조기(333b)는 제3 상관기(331c)의 입력단에 위치할 수 있다.
제1 위상 변조기(333a)는 Derotater로부터 출력되는 신호를 수신하여 동일 심볼들의 위상을 제1 위상, 예를 들어 + 45도 변조하고 제2 상관기(331b)에 출력할 수 있다. 제2 위상 변조기(333b)는 Derotater로부터 출력되는 신호를 수신하여 동일 심볼들의 위상을 제2 위상, 예를 들어 - 45도 변조하고 제3 상관기(331c)에 출력할 수 있다.
제1 상관기(331a)는 Derotater로부터 출력되는 신호를 수신하여 동일 심볼들의 동일 심볼들의 제1 상관값을 계산할 수 있다. 제2 상관기(331b)는 제1 위상으로 위상 천이된 동일 심볼들의 제2 상관값을 계산할 수 있다. 제3 상관기(331c)는 제2 위상으로 위상 천이된 동일 심볼들의 제3 상관값을 계산할 수 있다. 이때, 제1 상관기(331a)는 도 10과 같은 delay line 및 matched filter를 포함할 수 있다. 제2 상관기(331b) 및 제3 상관기(331c)는 제1 상관기(331a)와 동일한 구조일 수 있다.
버스트 검출기(330)는 제1 상관값 내지 제3 상관값에 기초하여 버스트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 버스트 검출기(330)는 제1 상관값 내지 제3 상관값 중에서 가장 높은 피크값에 기초하여 버스트를 검출할 수 있다.
도 11은 복조기의 동작 속도 분석표를 나타낸다.
DVB-RCS2의 전송 waveform ID에 따른 복조기(300)의 동작 속도를 분석하는 경우, 복조기(300)는 동기 블록에서 최대 16,277 클럭이 요구되며, 복호 블록에서 최대 49,029 클럭이 요구될 수 있다. 예를 들어, 복조기(300)는 4.096 Msps 전송속도에서 복조기 약 98MHz, 복호기 약 132MHz 동작 클럭 속도 필요할 수 있다.
복조기(300)는 복조기 동작 클럭으로 전송 심볼 속도의 심볼의 24배되는 속도를 만족하고, 32배되는 속도면 수신기가 요구하는 규격 및 채널환경을 만족할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 12는 도 6에 도시된 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
외부 메모리(100)는 외부에서 전송된 심볼들을 저장할 수 있다(1210).
복조 컨트롤러(310)는 버스트 검출기(330)를 활성화하고, 외부 메모리(100)에 리드 명령을 출력하여 버스트 검출기(330)에 동일 심볼들이 출력되게 할 수 있다(1220). 이때, 복조 컨트롤러(310)는 버스트 검출기(330) 외의 다른 구성을 비활성화할 수 있다.
버스트 검출기(330)는 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 버스트를 검출할 수 있다(1230).
복조 컨트롤러(310)는 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350)를 활성화하고, 외부 메모리(100)에 리드 명령을 재출력하여 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350)에 동일 심볼들이 출력되게 할 수 있다(1240). 이때, 복조 컨트롤러(310)는 타이밍 동기 및 주파수 추정기(350) 외의 다른 구성을 비활성화할 수 있다.
타이밍 동기 및 주파수 추정기(350)는 동일 심볼들에 대한 타이밍 동기화하고, 주파수를 추정할 수 있다(1250).
복조 컨트롤러(310)는 신호 품질 추정기(370)를 활성화하고, 외부 메모리(100)에 리드 명령을 재출력하여 신호 품질 추정기(370)에 동일 심볼들이 출력되게 할 수 있다(1260). 이때, 복조 컨트롤러(310)는 신호 품질 추정기(370) 외의 다른 구성을 비활성화할 수 있다.
신호 품질 추정기(370)는 동일 심볼들에 대한 신호 품질을 추정할 수 있다(1270).
복조 컨트롤러(310)는 위상 추정기(390)를 활성화하고, 외부 메모리(100)에 리드 명령을 재출력하여 위상 추정기(390)에 동일 심볼들이 출력되게 할 수 있다(1280). 이때, 복조 컨트롤러(310)는 위상 추정기(390) 외의 다른 구성을 비활성화할 수 있다.
위상 추정기(390)는 동일 심볼들에 대한 위상을 추정할 수 있다(1290).
복조기(300)는 상술한 동작을 통해 외부로부터 전송된 심볼들을 복조할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
Claims (20)
- 외부로부터 전송된 심볼들을 수신하고, 상기 심볼들을 외부 메모리에 저장하는 단계; 및
버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 수행할 때마다 상기 외부 메모리로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 수행하는 단계는,
상기 동일 심볼들을 상기 해당 동작마다 반복적으로 리드하여 상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작을 순차적으로 수행하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 순차적으로 수행하는 단계는,
상기 해당 동작을 수행하는 구성을 활성화하는 단계; 및
상기 해당 동작을 수행하는 구성에 상기 동일 심볼들을 출력하도록 상기 외부 메모리를 제어하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 동일 심볼들을 리드하는 리드 명령을 상기 외부 메모리로 출력하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 순차적으로 수행하는 단계는,
상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작 중에서 상기 해당 동작을 제외한 나머지 동작들을 수행하는 구성들을 비활성화하는 단계
를 더 포함하는 신호 복조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 신호 품질 추정 동작은 채널 추정 및 SNR(signal to noise ratio) 추정 동작을 포함하는 신호 복조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 위상 추정 동작은 LLR 계산 동작, 터보 복호 동작, CRC 검출 동작, 및 버스트 출력 동작을 포함하는 신호 복조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 수행하는 단계는,
상기 버스트 검출 동작을 수행하는 경우, 상기 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 버스트를 검출하는 단계는,
상기 동일 심볼들의 제1 상관값을 계산하고, 상기 동일 심볼들의 위상을 변환하여 상기 동일 심볼들의 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하는 단계; 및
상기 제1 상관값 내지 상기 제3 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하는 단계는,
상기 동일 심볼들의 위상을 + 45도 변환하여 상기 제2 상관값을 계산하는 단계; 및
상기 동일 심볼들의 위상을 - 45도 변환하여 상기 제3 상관값을 계산하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 외부로부터 전송된 심볼들을 저장하는 외부 메모리; 및
버스트 검출 동작, 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 신호 품질 추정 동작, 및 위상 추정 동작을 수행할 때마다 상기 외부 메모리로부터 동일 심볼들을 리드하여 해당 동작을 수행하는 복조기
를 포함하는 통신 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 복조기는,
상기 버스트 검출 동작을 수행하는 버스트 검출기;
상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작을 수행하는 타이밍 동기 및 주파수 추정기;
상기 신호 품질 추정 동작을 수행하는 신호 품질 추정기;
상기 위상 추정 동작을 수행하는 위상 추정기; 및
상기 해당 동작마다 상기 동일 심볼들을 리드하기 위해 상기 외부 메모리를 제어하는 복조 컨트롤러
를 포함하는 통신 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 복조 컨트롤러는,
상기 동일 심볼들을 상기 해당 동작마다 반복적으로 리드하여 상기 버스트 검출 동작, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정 동작, 상기 신호 품질 추정 동작, 및 상기 위상 추정 동작을 순차적으로 수행하는 통신 장치.
- 제13항에 있어서,
상기 복조 컨트롤러는,
상기 버스트 검출기, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정기, 상기 신호 품질 추정기, 및 상기 위상 추정기 중에서 상기 해당 동작을 수행하는 구성을 활성화하고, 상기 해당 동작을 수행하는 구성에 상기 동일 심볼들을 출력하도록 상기 외부 메모리를 제어하는 통신 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 복조 컨트롤러는,
상기 동일 심볼들을 리드하는 리드 명령을 상기 외부 메모리로 출력하는 통신 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 복조 컨트롤러는,
상기 버스트 검출기, 상기 타이밍 동기 및 주파수 추정기, 상기 신호 품질 추정기, 및 상기 위상 추정기 중에서 상기 해당 동작을 제외한 나머지 동작들을 수행하는 구성들을 비활성화하는 통신 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 버스트 검출기는,
상기 동일 심볼들의 위상 변환에 따른 차등 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 통신 장치.
- 제17항에 있어서,
상기 버스트 검출기는,
상기 동일 심볼들의 제1 상관값을 계산하고, 상기 동일 심볼들의 위상을 변환하여 상기 동일 심볼들의 제2 상관값 및 제3 상관값을 계산하고, 상기 제1 상관값 내지 상기 제3 상관값에 기초하여 버스트를 검출하는 통신 장치.
- 외부로부터 전송된 심볼들을 수신하여 외부 메모리에 저장하는 단계;
변조와 관련된 제1 동작을 수행하는 제1 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 특정 심볼들을 리드하여 상기 제1 동작을 수행하는 단계; 및
상기 제1 동작을 수행한 후 상기 변조와 관련된 제2 동작을 수행하는 제2 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 상기 특정 심볼들을 리드하여 상기 제2 동작을 수행하는 단계
를 포함하는 신호 복조 방법.
- 외부로부터 전송된 심볼들을 저장하는 외부 메모리; 및
변조와 관련된 제1 동작을 수행하는 제1 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 특정 심볼들을 리드하여 상기 제1 동작을 수행하고, 상기 제1 동작을 수행한 후 상기 변조와 관련된 제2 동작을 수행하는 제2 구성을 활성화하고, 상기 외부 메모리로부터 상기 특정 심볼들을 리드하여 상기 제2 동작을 수행하는 복조기
를 포함하는 통신 장치.
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| KR1020200030329A KR102597044B1 (ko) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 신호 복조 방법 및 이를 수행하는 장치들 |
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| CN114095071B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-04-19 | 成都中科微信息技术研究院有限公司 | 一种dvb-rcs2系统的符号同步方法、可读介质及计算装置 |
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| KR102597044B1 (ko) | 2023-11-02 |
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