KR101219265B1 - 모뎀 장치에서 고차 ｑａｍ 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법 및 장치 - Google Patents

모뎀 장치에서 고차 ｑａｍ 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

모뎀 장치에서 고차 QAM 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법 및 장치를 제안한다. 본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법은, QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 구성하는 단계; 수신한 신호를 심볼 단위로 순서대로 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구성하는 단계; 및 상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함한다.
Figure R1020090043520
프레임 동기, 주파수 편차, QAM, X-NOR

Description

모뎀 장치에서 고차 ＱＡＭ 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF FREQUENCY OFFSET-FREE FRAME SYNCHRONIZATION FOR HIGH ORDER QAM SIGNALS IN MODEM APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 모뎀 장치(modem apparatus)에서 고차 QAM(high order quadrature amplitude modulation)의 동기 기술 중 하나인 프레임 동기의 주파수 편차에 강인한 특성을 얻기 위한 방법 및 하드웨어 복잡도를 감소시키는 방법에 관한 것으로, 특히, 모뎀 장치에서 주파수 편차에 강인한 성능을 얻기 위하여 QAM 심볼의 크기를 이용하는 프레임 동기 방식과 상기 프레임 동기 방식에서 신호를 변환하여 상관도를 취함으로써 부가적으로 하드웨어 복잡도를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-011-01, 과제명: 차세대DTV핵심기술개발(표준화연계)-무안경개인형3D방송기술개발(계속)].
대부분의 디지털 통신에서 비트 스트림은 블록이나 패킷 형태의 프레임으로 구성되고 각 프레임의 경계 위치를 찾아내는 과정이 프레임 동기이다. 케이블 하향스트림의 경우에는 QAM 신호를 연속적으로 전송하기 때문에 프레임 구조를 갖고 있지 않으나 QAM 차수가 높아질수록 블라인드 기법으로 복조하는 것이 점점 까다로워지기 때문에 프리엠블을 삽입하여 프레임 구조로 전송함으로써 복조를 용이하게 할 수 있다. 프레임 동기를 위해서는 동기 패턴을 이용하는데 패킷 전송의 경우에는 각 패킷 마다 동기 패턴을 삽입하고, 케이블 하향스트림과 같이 연속 전송인 경우에는 주기적으로 동기 패턴을 삽입한다.
도 1은 종래 기술에 따른 기존의 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면 기존의 상관도 기반의 프레임 동기 구조는 지연기(110), 복소수 내적 연산기(complex inner product operator)(120) 및 축적기(accumulator)(130)를 포함한다.
일반적으로 수신기에서는 심볼 타이밍을 복원하고 반송파 복원 전에 프레임 동기를 수행하기 때문에 기존의 ML(Maximum Likelihood) 방식이나 상기 도 1과 같은 상관도 방식의 경우에는 반송파 주파수 편차가 다소 커지면 프레임 오포착 확률이 현저히 증가하는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 Z. Y. Choi와 Y. H. Lee는 반송파 주파수 편차를 고려한 ML 방식을 유도하고, 이 방식에서 복잡한 구조를 개선한 단순화된 방식과 단순화된 방식 및 기존의 상관도 방식을 모두 이용한 복합 방식을 제안하였다.
도 2는 종래 기술에 따른 Z. Y. Choi와 Y. H. Lee의 이중 상관도 기반의 프 레임 동기 구조를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면 Z. Y. Choi와 Y. H. Lee의 이중 상관도 기반의 프레임 동기 구조는 지연기(210), 복소수 곱셈 연산기(complex multiple operator)(220), 축적기(accumulator)(230) 및 제곱근 연산기(240)를 포함한다.
도 2의 Z. Y. Choi와 Y. H. Lee가 제안한 방식은 이중 상관도 기반이므로 기존의 상관도 기반의 프레임 동기 방식에 비해 실수 곱셈 연산이 4 배 정도 필요하여 기본적으로 구조가 복잡하다.
본 발명의 실시예는 모뎀 장치에서 고차 QAM 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 모뎀 장치에서 주파수 편차에 강인한 성능을 얻기 위하여 QAM 심볼의 크기를 이용하는 프레임 동기 방식과 상기 프레임 동기 방식에서 신호를 변환하여 상관도를 취함으로써 부가적으로 하드웨어 복잡도를 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 고차 QAM 시스템에서 주파수 편차에 강인한 특성을 얻기 위한 기존의 이중 상관도 방식을 이용한 프레임 동기장치를 대신하여 QAM 심볼의 크기를 이용한 프레임 동기 방식과 QAM 신호를 이진 신호로 변환하여 상관도를 취함으로써 하드웨어 복잡도를 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 방법은, QAM 심볼 크기를 이용하여 크기를 이용한 동기 패턴 집합을 구성하는 단계; 수신한 신호를 심볼 단위로 순서대로 크기를 연산하여 크기를 이용한 수신 벡터를 구성하는 단계; 및 상기 크기를 이용한 수신 벡터와 상기 크기를 이용한 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법은, QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 구성하는 단계; 수신한 신호를 심볼 단위로 순서대로 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구성하는 단계; 및 상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치는, QAM 심볼 크기를 이용하여 크기를 이용한 동기 패턴 집합을 구성하는 동기 패턴 구성부; 신호를 수신하면 심볼 단위로 순서대로 수신 신호의 크기값을 연산하여 수신 벡터를 구성하는 수신 벡터 구성부; 및 상기 크기를 이용한 수신 벡터와 상기 크기를 이용한 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 동기 획득부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치는, QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 구성하는 동기 패턴 구성부; 신호를 수신하면 심볼 단위로 순서대로 수신 신호의 전력값을 연산하고 상기 수신 신호의 전력값을 기반으로 수신 신호를 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구하고 수신 벡터 구성부; 및 상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 동기 획득부를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예는 모뎀 장치에서 QAM 심볼 크기를 이용한 상관도 및 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방식에 관한 것으로, QAM 심볼의 크기를 이용함으로써 반송파 주파수 편차에 상관없이 우수한 프레임 동기 성능을 나타내고 기존 방식들에 비해 계산량이 상당히 감소한다. 특히, 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방식은 기존 방식에 비해 잡음이 많은 경우에도 프레임 동기 성능이 우수할 뿐만 아니라 계산량도 획기적으로 감소한다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예는 모뎀 장치에서 주파수 편차에 강인한 성능을 얻기 위하여 QAM 심볼의 크기를 이용하는 프레임 동기 방식과 상기 프레임 동기 방식에서 신호를 변환하여 상관도를 취함으로써 부가적으로 하드웨어 복잡도를 감소시키는 방법에 관한 것이다.
상세한 설명에 앞서 가산성 백색 가우시안 채널을 갖는 M-ary QAM 시스템에서 다음과 같은 구조를 갖는 프레임이 연속적으로 전송되는 것을 고려해 보고자 한다.
각 프레임은 N개의 M-ary QAM 심볼로 구성한다. 그리고, 첫 번째 L개의 심볼은 프레임 동기 패턴
Figure 112009029920982-pat00001
이고, 나머지 N-L개의 심볼은 임의의 데이터 심볼열
Figure 112009029920982-pat00002
이다. 그리고, 데이터 심볼은 M-ary 신호 성좌도
Figure 112009029920982-pat00003
로부터 동일한 확률로 선택된다.
그러면, 기저 대역에서의 수신 신호는 아래 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009029920982-pat00004
여기서
Figure 112009029920982-pat00005
은
Figure 112009029920982-pat00006
으로서 n 번째 전송된 심볼,
Figure 112009029920982-pat00007
는 반송파 주파수 편차,
Figure 112009029920982-pat00008
는 반송파 위상 편차,
Figure 112009029920982-pat00009
은 n 번째 전송된 심볼에 대한 평균이 0+j0이고 분산이
Figure 112009029920982-pat00010
인 2 차원 가산성 백색 가우시안 잡음을 각각 의미한다. 또한 가산성 백색 가우시안 잡음은 상호 독립적이라고 가정한다.
먼저, 본 발명에서는 일실시예로서 다음과 같은 동기 패턴을 생성한다.
길이가 16인 Maury & Styles의 이진 마커(marker)와 이에 따른 이진 동기 패턴
Figure 112009029920982-pat00011
는 아래 <수학식 2>와 같이 표현할 수 있다.
L = 16 이진 마커: 1656208 = 11101011100100002
Figure 112009029920982-pat00012
= {+1, +1, +1, -1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, +1, -1, -1, -1, -1}
M-ary QAM에서
Figure 112009029920982-pat00013
이면
Figure 112009029920982-pat00014
심볼을 발생하고
Figure 112009029920982-pat00015
이면
Figure 112009029920982-pat00016
심볼을 발생하면 서로 다른 크기의 QAM 신호를 갖는 동기 패턴 s는 아래 <수학식 3>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009029920982-pat00017
그러면 본 발명의 실시예에 따른 QAM 심볼의 크기를 이용하는 프레임 동기 방식은 <수학식 4>와 같이 N 개의 수신 신호로부터 구해진
Figure 112009029920982-pat00018
이
Figure 112009029920982-pat00019
에 상응하는 상관도를 최대로 하는
Figure 112009029920982-pat00020
값인 추정값
Figure 112009029920982-pat00021
을 결정하는 것이다.
Figure 112009029920982-pat00022
본 발명의 실시예에 따른 QAM 심볼의 크기를 이용하는 프레임 동기 방식은 주파수 편차에 영향을 받지 않기 위하여 기본적으로 QAM 심볼의 크기를 이용하므로 <수학식 4>에 나타난 바와 같이 제곱근 연산(
Figure 112009029920982-pat00023
)과 L개의 실수 곱셈 연산으로 표현되어, Z. Y. Choi와 Y. H. Lee의 이중 상관도 방식에 비해 실수 곱셈 연산이 대략 1/8 수준으로 감소되었다. <수학식 4>를 프레임 동기 구조로 표현하면 아래 도 3과 같이 표현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치는 동기 패턴 구성부, 수신 벡터 구성부 및 동기 획득부를 포함한다.
여기서, 동기 패턴 구성부(미도시)는 QAM 심볼 크기를 이용하여 크기를 이용한 동기 패턴을 기설정 한다.
수신 벡터 구성부는 제곱근 연산기(310)와 지연기(320)를 포함한다. 수신 벡터 구성부는 신호를 수신하면 제곱근 연산기(310)를 이용하여 심볼 단위로 순서대로 수신 신호의 크기값을 연산하고, L개(L = 동기패턴의 길이)의 지연기(320)로 수신 신호의 크기값을 지연하여 수신 신호의 크기값을 가지는 크기를 이용한 수신 벡터를 출력한다.
동기 획득부는 L개(L = 동기패턴의 길이)의 실수 곱셈 연산기(330)와 축적기(340)를 포함하는 상관도 연산부와 상관도 비교부(미도시)를 포함한다.
상관도 연산부는 크기를 이용한 수신 벡터에 포함된 수신 신호의 크기값과 크기를 이용한 동기 패턴에 포함된 동기 신호의 크기를 대응하는 순서대로 실수 곱셈하는 실수 곱셈 연산기(330)와 상기 실수 곱셈값을 순차적으로 더하는 축적 기(340)를 포함하여 상관도 연산을 한다.
상관도 비교부는 다수의 상관도값들 중에서 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값
Figure 112009029920982-pat00024
를 결정하여 프레임의 시작 위치를 찾는다.
QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 방식의 계산량을 더욱 감소시키기 위하여, 수신 신호를 크기에 따라 이진 값으로 변환한 후 기존의 상관도 방식에 적용하여 복소수 곱셈 연산을 배타적 부정 논리합(X-NOR: eXclusive-NOR)의 논리 연산으로 대체할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 변환에 의한 이진 상관도 방식을 위해 먼저 수신 신호를 이진 신호로 변환하여야 한다.
일반적으로 QAM 심볼은 발생 확률이 동일한 분포를 가지므로 크기가 큰 심볼의 발생 확률과 크기가 작은 심볼의 발생 확률이 각각 1/2이 되도록 아래 <도 5>과 같이 QAM 신호 전력의 경계
Figure 112009029920982-pat00025
를 정할 수 있다. 이 경계를 기준으로 수신된 신호인
Figure 112009029920982-pat00026
를 수신 신호의 전력
Figure 112009029920982-pat00027
에 따라 <수학식 5>와 같이 이진 신호
Figure 112009029920982-pat00028
으로 변환한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따르는 이진 상관도 기반의 프레임 동기를 위해 수신 신호를 이진 신호로 변환하기 위한 기준이 되는 전력 문턱값을 도시한 도면이다.
이진 수신 신호
Figure 112009029920982-pat00029
는 아래 <수학식 5>와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009029920982-pat00030
수신 벡터
Figure 112009029920982-pat00031
로부터 변환된 이진 수신 벡터
Figure 112009029920982-pat00032
와 이진 동기 패턴
Figure 112009029920982-pat00033
간의 상관도를 이용하여 likelihood 함수
Figure 112009029920982-pat00034
를 정의하면 복소수 또는 실수 곱셈 연산이 X-NOR 연산으로 대체되어 프레임 동기가 간단하게 구현될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방식은 아래 <수학식 6>과 같이 N 개의 수신 신호로부터 구해진 이진 수신 벡터
Figure 112009029920982-pat00035
이 이진 동기 패턴
Figure 112009029920982-pat00036
에 상응하는 상관도를 최대로 하는
Figure 112009029920982-pat00037
값인 추정값
Figure 112009029920982-pat00038
을 결정하는 것이다.
Figure 112009029920982-pat00039
<수학식 6>을 프레임 동기 구조로 표현하면 아래 도 4과 같이 표현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치는 동기 패턴 구성부, 수신 벡터 구성부 및 동기 획득부를 포함한다.
여기서, 동기 패턴 구성부(미도시)는 QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 기설정 한다.
수신 벡터 구성부는 전력 연산기(410), 전력 비교에 의한 이진 변환기(420) 및 지연기(430)를 포함한다. 수신 벡터 구성부는 신호를 수신하면 전력 연산기(410)를 이용하여 수신 신호의 크기값을 연산한다. 그리고 전력 비교에 의한 이진 변환기(420)를 통해 수신 신호의 크기값을 기설정한 전력 문턱값을 기준으로 이진 신호로 변환한다. 그리고, 이진 수신 신호를 지연하는 L개의 지연기(430)를 통해 이진 수신 신호를 가지는 이진 수신 벡터를 출력한다.
동기 획득부는 복수의 X-NOR 연산기(440)와 축적기(450)를 포함하는 상관도 연산부와 상관도 비교부(미도시)를 포함한다.
상관도 연산부는 이진 수신 벡터에 포함된 이진 수신 신호와 이진 동기 패턴에 포함된 이진 동기 신호를 대응하는 순서대로 배타적 부정 논리합하는 X-NOR 연산기(440)와 배타적 부정 논리합값을 순차적으로 더하는 축적기(450)를 포함하여 상관도 연산을 한다.
상관도 비교부는 다수의 상관도값들 중에서 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값
Figure 112009029920982-pat00040
를 결정하여 프레임의 시작 위치를 찾는다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치에서 고차 QAM 신호에 대한 주파수 편차에 자유로운 프레임 동기 방법을 아래에서 도면을 참 조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 과정을 도시한 흐름도이다. 도 6을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치는 610단계로 진행하여 동기 패턴에 포함된 동기 신호의 크기를 설정한다.
이후, 모뎀 장치는 612단계에서 신호를 수신하면, 614단계로 진행하여 수신 신호를 이용하여 심볼 단위로 순서대로 N개의 수신 신호의 크기값을 구하여 수신 벡터를 생성한다.
이후, 모뎀 장치는 616단계로 진행하여 수신 벡터의 수신 신호를 한 심볼씩 지연시킨다.
그리고 모뎀 장치는 618단계로 진행하여 제곱근 연산한 수신 신호와 대응하는 순서에 제곱근 연산한 동기 신호를 실수 곱셈 연산을 수행한다. 그리고 모뎀 장치는 620단계로 진행하여 L개의 실수 곱셈값에 대한 상관도 연산을 수행한다. L개의 실수 곱셈값에 대한 상관도 연산이란 제곱근 연산한 L개의 수신 신호와 제곱근 연산한 동기 패턴에 대한 L개의 실수 곱셈값을 모두 덧셈하는 연산이다.
이후, 모뎀 장치는 622단계로 진행하여 N개의 상관도 연산을 모두 수행하였는지 확인한다.
622단계의 확인결과 N개의 상관도 연산을 모두 수행하지 않았으면, 모뎀 장치는 616단계로 돌아가 622단계까지의 일련의 과정을 N개의 상관도 연산을 모두 수행할 때까지 반복한다.
622단계의 확인결과 N개의 상관도 연산을 모두 수행하였으면, 모뎀 장치는 624단계로 진행하여 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임의 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 과정을 도시한 흐름도이다. 도 7을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 모뎀 장치는 710단계로 진행하여 동기 패턴에 포함된 동기 신호를 이진 신호로 변환하여 이진 동기 패턴을 구성한다.
이후, 모뎀 장치는 712단계에서 신호를 수신하면, 714단계로 진행하여 수신 신호를 이용하여 심볼 단위로 순서대로 N개의 수신 신호의 전력값을 구하고 수신 신호의 전력값을 기반으로 수신 신호를 이진 신호로 변환하여 수신 벡터를 구성한다.
이후, 모뎀 장치는 716단계로 진행하여 수신 벡터의 이진 신호를 한 심볼씩 지연시킨다.
그리고 모뎀 장치는 718단계로 진행하여 이진 신호와 대응하는 순서의 이진 동기 신호를 X-NOR 연산한다. 그리고 모뎀 장치는 720단계로 진행하여 L개의 X-NOR 연산값에 대한 상관도 연산을 수행한다. L개의 X-NOR 연산값에 대한 상관도 연산이란 L개의 이진 신호와 이진 동기 패턴에 대한 X-NOR 연산값을 모두 덧셈하는 연산이다.
이후, 모뎀 장치는 722단계로 진행하여 N개의 상관도 연산을 모두 수행하였 는지 확인한다.
722단계의 확인결과 N개의 상관도 연산을 모두 수행하지 않았으면, 모뎀 장치는 716단계로 돌아가 722단계까지의 일련의 과정을 N개의 상관도 연산을 모두 수행할 때까지 반복한다.
722단계의 확인결과 N개의 상관도 연산을 모두 수행하였으면, 모뎀 장치는 724단계로 진행하여 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임의 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 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.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 기존의 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 Z. Y. Choi와 Y. H. Lee의 이중 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따르는 이진 상관도 기반의 프레임 동기를 위해 수신 신호를 이진 변환하기 위한 기준이 되는 전력 문턱값을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 과정을 도시한 흐름도 및,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따르는 모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 과정을 도시한 흐름도이다.

Claims (17)

  1. QAM 심볼을 갖는 동기 신호들 각각을 제곱근 연산하여 동기 패턴을 구성하는 단계;
    심볼 단위의 순서대로 수신 신호들 각각의 크기를 제곱근 연산하여 수신 벡터를 구성하는 단계; 및
    상기 수신 벡터와 상기 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 동기를 획득하는 단계는,
    상기 수신 벡터와 상기 동기 패턴 간의 상관도 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 다수의 상관도값들 중에서 상기 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임의 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상관도 연산은,
    상기 수신 벡터에 포함된 수신 신호의 크기값과 상기 동기 패턴에 포함된 동기 신호의 크기를 대응하는 순서대로 실수 곱셈하고, 실수 곱셈값 모두를 더하는 연산인
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  6. QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 구성하는 단계;
    수신한 신호를 심볼 단위로 순서대로 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구성하는 단계; 및
    상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임 동기를 획득하는 단계는,
    상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 다수의 상관도값들 중에서 상기 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득하는 단계를 포함하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 이진 수신 벡터는,
    상기 수신 벡터에 포함된 수신 신호들 각각을 기설정한 전력 문턱값을 기준으로 이진 신호로 변환하여 구성하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 상관도 연산은,
    상기 이진 수신 벡터에 포함된 이진 수신 신호와 상기 이진 동기 패턴에 포함된 이진 동기 신호를 대응하는 순서대로 배타적 부정 논리합하고, 상기 배타적 부정 논리합값 모두를 더하는 연산인
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 방법.
  10. QAM 심볼 크기를 이용하여 동기 패턴을 구성하는 동기 패턴 구성부;
    신호를 수신하면 심볼 단위의 순서대로 수신 신호들 각각의 크기를 제곱근 연산하고 상기 수신 신호의 크기값을 포함하는 수신 벡터를 구성하는 수신 벡터구성부; 및
    상기 수신 벡터와 상기 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 동기 획득부를 포함하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  11. 상기 수신 벡터 구성부는,
    수신한 상기 신호의 크기값을 제곱근 연산하는 제곱근 연산기; 및
    상기 수신 신호의 크기값을 지연하는 지연기를 L개(L = 동기패턴의 길이) 포함하여 L개의 상기 수신 신호의 크기값을 가지는 상기 크기를 이용한 수신 벡터를 구성하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  12. 상기 동기 획득부는,
    상기 수신 벡터와 상기 동기 패턴 간의 상관도 연산을 수행하는 상관도 연산부; 및
    상기 다수의 상관도값들 중에서 상기 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득하는 상관도 비교부를 포함하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상관도 연산부는,
    상기 수신 벡터에 포함된 수신 신호의 크기값과 상기 동기 패턴에 포함된 동기 신호의 크기를 대응하는 순서대로 실수 곱셈하는 실수 곱셈 연산기; 및
    상기 실수 곱셈값 모두를 더하는 축적기를 포함하는
    모뎀 장치에서 QAM 심볼의 크기를 이용한 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  14. QAM 심볼 크기를 이용한 이진 신호로 표현되는 이진 동기 패턴을 구성하는 동기 패턴 구성부;
    신호를 수신하면 심볼 단위로 순서대로 수신 신호의 전력값을 연산하고 수신 신호의 전력값을 기반으로 상기 수신 신호의 크기값을 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구성하는 수신 벡터 구성부; 및
    상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도를 기반으로 프레임 동기를 획득하는 동기 획득부를 포함하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수신 벡터 구성부는,
    수신한 상기 신호의 전력값을 연산하는 전력 연산기;
    상기 수신 신호의 크기값을 기설정한 전력 문턱값을 기준으로 이진 신호로 변환하여 이진 수신 벡터를 구하는 전력 비교에 의한 이진 변환기; 및
    상기 이진 수신 신호를 지연하는 지연기를 L개(L = 동기패턴의 길이) 포함하여 L개의 상기 이진 수신 신호를 가지는 상기 이진 수신 벡터를 구성하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 동기 획득부는,
    상기 이진 수신 벡터와 상기 이진 동기 패턴 간의 상관도 연산을 수행하는 상관도 연산부; 및
    상기 다수의 상관도값들 중에서 상기 상관도 연산 결과가 가장 높은 추정값을 프레임 시작 위치로 결정하여 프레임 동기를 획득하는 상관도 비교부를 포함하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 상관도 연산은,
    상기 이진 수신 벡터에 포함된 이진 수신 신호와 상기 이진 동기 패턴에 포함된 이진 동기 신호를 대응하는 순서대로 배타적 부정 논리합하는 배타적 부정 논리합 연산기; 및
    상기 배타적 부정 논리합값 모두를 더하는 축적기를 더 포함하는
    모뎀 장치에서 신호 변환에 의한 이진 상관도 기반의 프레임 동기 장치.
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