KR20040110340A

KR20040110340A - 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는ｔｄｓ-ｏｆｄｍ수신기 및 이를 이용한 에러정정방법

Info

Publication number: KR20040110340A
Application number: KR1020030039578A
Authority: KR
Inventors: 정진희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-12-31
Also published as: CN1574818A

Abstract

채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는 TDS-OFDM 수신기 및 이를 이용한 에러정정방법이 제공된다. 본 TDS-OFDM 수신기는, OFDM방송신호의 동기를 수행하는 동기부, 동기부로부터 수신한 신호를 동기정보 및 OFDM심볼을 포함한 복수의 신호로 분리하는 디멀티플렉서, 동기정보의 상관관계 및 OFDM심볼을 각각 고속푸리에변환(FFT)한 후, FFT된 동기정보의 상관관계에 기초하여, FFT된 OFDM심볼에 대하여 주파수영역에서 채널등화를 수행하는 주파수영역 등화부, 각각의 부반송파 전력에 기초하여 채널상태정보(Channel Status Information:CSI)를 추출하는 CSI추출부, 및 CSI에 기초하여, 주파수영역 등화부로부터 수신한 신호에 대해 오류를 검출하고 정정하는 오류정정부를 포함 한다. 이에 따라, TDS-OFDM시스템에서 데이터의 송신모드에 관계없이 신뢰도가 높은 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하기 때문에, 우수한 수신 성능을 얻을 수 있다.

Description

채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는 ＴＤＳ-ＯＦＤＭ수신기 및 이를 이용한 에러정정방법{ＴＤＳ-ＯＦＤＭ receiver for extracting channel status information to correct error and method for error-correcting of ＴＤＳ-ＯＦＤＭ receiver}

본 발명은 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는 TDS-OFDM 수신기 및 이를 이용한 에러정정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDS-OFDM시스템에서 데이터의 송신모드에 관계없이 신뢰도가 높은 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는 TDS-OFDM 수신기 및 그 에러정정방법에 관한 것이다.

오에프디엠방식은 직렬 형태로 입력되는 심볼 열을 소정의 블록 단위의 병렬 데이터로 변환한 후 병렬화된 심볼들을 각기 상이한 부반송파 주파수로 다중화(Multiplexing)하는 방식이다. 이러한 오에프디엠방식은 다중 반송파를 이용하고, 기존의 단일 반송파에 의한 방식과는 상당한 차이를 가지고 있다. 다중 반송파는 반송파 상호간에 서로 직교성을 가지고 있다. 직교성이란, 두 반송파의 곱이 '0'이 되는 성질을 의미하며, 이는 다중 반송파를 사용할 수 있는 필요조건이 된다. 오에프디엠방식의 구현은 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 및 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT)에 의하여 이루어지는데, 이는 반송파간의 직교성과 고속 퓨리에변환의 정의에 의해 간단히 구해진다.

오에프디엠신호는 다중 반송파로 구성되어 있고 각각의 반송파는 매우 작은 대역을 갖는다. 따라서, 전체적인 스펙트럼 모양은 거의 사각형을 가지기 때문에단일 반송파보다 상대적으로 주파수 효율이 좋아지게 된다. 또한, 오에프디엠방식의 장점은, 오에프디엠신호의 파형이 백색 가우시안잡음(White Gaussian Noise)과 같기 때문에 오에프디엠신호에서 PAL(Phase Alternation by Line) 및 SECAM(Sequential Couleur a Memoire)방식 등의 다른 방송서비스에 비해 간섭이 적다. 이에 따라, 오에프디엠방식에서는 각 반송파마다 변조 방식을 다르게 할 수 있어서 계층적 전송이 가능하다.

최근에는 지상파 디지털 TV 송신 시스템의 규격에 대해 속도를 향상시키기 위해, 새로운 지상파 디지털 TV 전송 규격인 DMB-T가 제안되고 있다. DMB-T 방식이 적용된 송신 시스템은 TDS-OFDM(Time Domain Syncronous Orthogonal Frequence Division Multiplexing) 방식을 적용하고 있으며, OFDM 변조부는 3780-point IDFT/DFT 프로세서를 사용하고 있다.

도 1은 종래의 TDS-OFDM 수신기의 블럭도이다. TDS-OFDM 수신기는 RF RX(10), ADC(12), 동기부(14), 디멀티플렉서(16), PN상관기(20), 제1 FFT부(30), 제2 FFT부(40), 주파수영역 등화부(50), 및 FEC부(60)로 구성된다.

RF RX(10)는 안테나를 통해 수신한 OFDM방송신호를 기저대역(BaseBand)으로 하향변환(Down Coversion)하며, ADC(Analog-to-Digital Converter : 아날로그-디지털 변환기)(12)는 RF RX(10)로부터 수신한 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다.

동기부(14)는 송신된 동기정보인 PN시퀀스(Pseudo Noise sequence:의사잡음열)정보를 이용하여 심볼 타이밍과 주파수 동기를 수행한다. PN시퀀스정보란, 전송된 OFDM방송신호를 수신하는 TDS-OFDM 수신기에서 수신된 OFDM방송신호의 동기 및채널을 예측하기 위한 동기정보이며, 후술할 보호구간(Guard Interval:GI) 앞에 삽입되어 있다.

디멀티플렉서(Demultiplexer)(16)는 동기부(14)로부터 수신한 OFDM방송신호를 PN시퀀스, 보호구간(GI), 및 OFDM심볼로 나누어 출력한다. 보호구간(GI)은 멀티패스 환경에서 ISI(Inter Symbol Interference:심볼간 간섭)을 억제하기 위해 PN시퀀스와 OFDM심볼 사이에 삽입되어 있는 구간이다.

PN상관기(20)는 채널상태에 관한 정보를 제공하기 위해 기준신호열과 PN시퀀스의 상관관계(PN correlation)를 제1 FFT부(30)로 출력하며, 제1 FFT부(30)는 상관관계를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수영역 등화부(50)로 출력한다.

디멀티플렉서(16)에서 출력된 OFDM심볼은 제2 FFT부(40)로 출력되며, 제2 FFT부(40)는 OFDM심볼을 FFT하여 주파수영역 등화부(50)로 출력한다.

주파수영역 등화부(50)는 제1 FFT부(30)로부터 수신한 FFT된 주파수영역의 상관관계(PN correlation)에 기초하여, 제2 FFT부(40)로부터 수신한 FFT된 OFDM심볼에 대해 채널등화를 수행한다.

FEC부(Forward Error Corrector)(60)는 등화된 OFDM심볼에 대해 설정된 에러검출방식에 의해 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정한다.

상기한 바와 같이, 종래의 TDS-OFDM 수신기는 채널의 상태에 관한 정보없이 에러를 검출하고, 정정하기 때문에 우수한 수신 성능을 얻기 어려운 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, TDS-OFDM시스템에서 데이터의 송신모드에 관계없이 신뢰도가 높은 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하는 TDS-OFDM 수신기 및 이를 이용한 에러정정방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 TDS-OFDM 수신기의 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 TDS-OFDM 수신기의 블럭도,

도 3은 도 2의 CSI(Channel Ststus Information)추출부의 블럭도,

도 4a 및 도 4b는 CSI추출부를 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현한 결과를 도시한 도면, 및

도 5는 본 발명에 따른 CSI를 추출하여 에러정정에 이용하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : RX RF 120 : ADC

140 : 동기부 150 : 시간영역 등화부

160 : 디멀티플렉서 200 : PN상관기

300 : 제1 FFT부 400 : 제2 FFT부

500 : 주파수영역 등화부 600 : FEC부

700 : CSI추출부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TDS-OFDM 수신기는, 안테나를 통해 수신되고, 기저대역으로 하향변환된 후 아날로그-디지털 변환된 OFDM방송신호의 동기를 수행하는 동기부, 상기 동기부로부터 수신한 신호를 동기정보 및 OFDM심볼을 포함한 복수의 신호로 분리하는 디멀티플렉서, 상기 동기정보의 상관관계 및 상기 OFDM심볼을 각각 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform:FFT)한 후, 상기 FFT된 동기정보의 상관관계에 기초하여, FFT된 OFDM심볼에 대하여 주파수영역에서 채널등화를 수행하는 주파수영역 등화부, 상기 주파수영역 등화부로부터 수신한 신호 각각의 부반송파 전력에 기초하여 채널상태정보(Channel Status Information:CSI)를 추출하는 CSI추출부, 및 상기 CSI추출부로부터 수신한 상기 CSI에 기초하여, 상기 주파수영역 등화부로부터 수신한 신호에 대해 오류를 검출하고 정정하는 오류정정(Forward Error Corrector:FEC)부를 포함한다.

그리고, 상기 동기부는, 상기 동기정보를 이용하여 동기를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 동기정보는, PN시퀀스(의사잡음열)인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 CSI추출부는, 상기 부반송파 각각의 전력을 측정하는 전력측정부, 상기 전력측정부의 출력 각각에 대해 소정의 제1 웨이팅 팩터를 곱하는 제1 곱셈부, 상기 CSI추출부에서 출력되는 상기 CSI 각각에 대해 상기 부반송파의 개수만큼 지연시켜 대응되는 저장번지에 저장하는 버퍼, 상기 버퍼에서 출력되는 상기 CSI 각각에 소정의 제2 웨이팅 팩터를 곱하는 제2 곱셈부, 및 상기 제1 곱셈부 및 제2 곱셈부의 출력을 합산하여 구한 갱신된 CSI를 상기 버퍼로 출력하는 덧셈부를 포함하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 CSI는, 다음의 식에 의해 산출되는 것이 가능하다.

여기서, C(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 CSI이고, P(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 전력이고, α및 β는 각각 상기 제1 및 제2 웨이팅 팩터이며, α+β=1이다.

그리고, 상기 FEC부는, 상기 CSI추출부로부터 상기 CSI를 수신하여 에러정정을 위해 복호화를 수행하는 내부디코더를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 내부디코더는, 컨볼루셔널 디코더 및 터보디코더 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 동기정보에 의해 시간영역에서 상기 OFDM방송신호를 등화하는 시간영역 등화부를 더 포함하는 것이 가능하다. 또한, 상기 시간영역 등화부는, 결정궤환등화부, 칼만등화부, 및 데이터 리사이클링 등화부 중 어느 하나인 것이 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법은, (a) 안테나를 통해 수신되고, 기저대역으로 하향변환된 후 아날로그-디지털 변환된 OFDM방송신호의 동기를 수행하는 단계, (b) 상기 동기된 신호를 동기정보 및 OFDM심볼을 포함한 복수의 신호로 분리하는 단계, (c) 상기 동기정보의 상관관계 및 상기 OFDM심볼을 각각 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform:FFT)한 후, 상기 FFT된 동기정보의 상관관계에 기초하여, FFT된 OFDM심볼에 대하여 주파수영역에서 채널등화를 수행하는 단계, (d) 상기 등화된 신호 각각의 부반송파 전력에 기초하여 채널상태정보(Channel Status Information:CSI)를 추출하는 단계, 및 (e) 상기 CSI에 기초하여, 상기 등화된 신호에 대해 오류를 검출하고 정정하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 (a) 단계는, 상기 동기정보를 이용하여 동기를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 동기정보는, PN시퀀스(의사잡음열)인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 CSI는, 다음의 식에 의해 산출되는 것이 바람직하다.

여기서, C(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 CSI이고, P(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 전력이고, α및 β는 각각 제1 및 제2 웨이팅 팩터이며, α+β=1이다.

그리고, 상기 (e) 단계는, 에러정정을 위해, 상기 CSI에 기초하여 복호화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 복호화는, 컨볼루셔널 복호화 및 터보 복호화 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

그리고, TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법은, 상기 동기정보에 의해 시간영역에서 상기 OFDM방송신호를 등화하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다. 또한, 상기 시간영역 등화는, 결정궤환등화, 칼만등화, 및 데이터 리사이클링 등화 중 어느 하나인 것이 가능하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 TDS-OFDM 수신기의 블럭도이다. 도 2를 참조하면, TDS-OFDM 수신기는 RF RX(100), ADC(120), 동기부(140), 시간영역 등화부(150), 디멀티플렉서(160), PN상관기(200), 제1 FFT부(300), 제2 FFT부(400), 주파수영역 등화부(500), FEC부(600), 및 CSI추출부(700)로 구성된다.

RF RX(100)는 안테나를 통해 수신한 OFDM방송신호를 기저대역(BaseBand)으로 하향변환(Down Coversion)하며, ADC(Analog-to-Digital Converter : 아날로그-디지털 변환기)(120)는 RF RX(100)로부터 수신한 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다.

동기부(140)는 송신된 동기정보인 PN시퀀스정보를 이용하여 심볼 타이밍과 주파수 동기를 수행한다.

시간영역 등화부(150)는 PN시퀀스정보에 의해 시간영역에서 OFDM방송신호를 등화하는데, 시간영역 등화부(150)로서 결정궤환등화부(Decision Feedback Equlizer:DFE), 칼만등화부(Kalman Equalizer), 데이터 리사이클링 등화부(Data recycling equalizer) 등이 사용될 수 있다.

디멀티플렉서(Demultiplexer)(160)는 시간영역 등화부(150)로부터 수신한 등화된 OFDM방송신호를 PN시퀀스, 보호구간(Guard Interval:GI), 및 OFDM심볼(OFDM symbol)로 나누어 출력한다.

PN상관기(200)는 채널상태에 관한 정보를 제공하기 위해 기준신호열과 PN시퀀스의 상관관계(PN correlation)를 제1 FFT부(300)로 출력하며, 제1 FFT부(300)는 상관관계를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수영역 등화부(500)로 출력한다.

디멀티플렉서(160)에서 출력된 OFDM심볼은 제2 FFT부(400)로 출력되며, 제2 FFT부(400)는 OFDM심볼을 FFT하여 주파수영역 등화부(500)로 출력한다.

주파수영역등화부(500)는 제1 FFT부(300)로부터 수신한 FFT된 주파수영역의 상관관계(PN correlation)에 기초하여, 제2 FFT부(400)로부터 수신한 FFT된 OFDM심볼에 대해 채널등화를 수행한다.

CSI(Channel Status Information:채널상태정보)추출부(700)는 주파수영역등화부(500)로부터 등화된 OFDM심볼을 수신받아 CSI를 추출하여 컨볼루셔널 디코더(620)로 출력한다.

도 3은 도 2의 CSI추출부(700)의 블럭도이다. 도 3에는 이해의 편의를 위하여 주파수영역 등화부(500) 및 컨볼루셔널 디코더(620)를 함께 도시하였다. CSI추출부(700)는 전력측정부(710), α곱셈부(720), 덧셈부(730), 버퍼(740), 및 β곱셈부(750)로 구성되며, CSI는 아래의 수학식에 의해 계산된다.

상기 수학식에서, C(t,i)는 시간 t에서 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 CSI이고, P(t,i)는 시간 t에서 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 전력이고, α및 β는 CSI추출기의 수렴속도 및 특성을 결정하는 웨이팅 팩터(weighting factor)로서, α+β=1를 만족한다. 상기 α 및 β값은 사용자의 선택에 의해 조정될 수 있으며, 그 선택된 값에 따라 CSI의 변화도가 바뀌게 된다. 따라서, 사용자는 상기 α 및 β값을 적절히 설정함으로써, fixed, mobile, data 수신모드에 따라 원하는 CSI의 특성을 얻을 수 있다.

시간 t=1에서 등화된 N개의 OFDM심볼 부반송파가 전력측정부(710)로 순차적으로 입력되면, 전력측정부(710)는 t=1에서 각각의 부반송파의 전력인 P(1,1), P(1,2),..., P(1,N)을 순차적으로 측정하여 α곱셈부(720)로 출력하며, α곱셈부(720)는 상기 출력들에 α를 곱한 αP(1,1), αP(1,2),..., αP(1,N)를 순차적으로 출력하고, 상기 αP(1,1), αP(1,2),..., αP(1,N)는 부반송파의 개수인 N만큼 각각 지연되어 버퍼(740)에 마련된 각각에 대응되는 저장번지에 순차적으로 저장되게 된다. 이후에, 시간 t=2에서 등화된 N개의 OFDM심볼 부반송파가 전력측정부(710)로 입력되면, 전력측정부(710)는 t=2에서 각각의 부반송파의 전력인 P(2,1), P(2,2),..., P(2,N)을 순차적으로 측정하여 α곱셈부(720)로 출력하며, α곱셈부(720)는 상기 출력들에 α를 곱한 αP(2,1), αP(2,2),..., αP(2,N)를 순차적으로 덧셈부(730)로 출력하고, 버퍼에 저장되어 있는 αP(1,1), αP(1,2),..., αP(1,N)는 β곱셈부(750)로 출력되며, β곱셈부(750)는 상기 출력들에 β를 곱한 βαP(1,1), βαP(1,2),..., βαP(1,N)를 순차적으로 덧셈부(730)로 출력하고,덧셈부(730)는 α곱셈부(720)의 출력과 β곱셈부(750)의 출력을 합산한 αP(2,1)+βαP(1,1), αP(2,2)+βαP(1,2),..., αP(2,N)+βαP(1,N)을 각각 순차적으로 출력하고, 상기 출력들은 N만큼 각각 지연되어 버퍼(740)에 마련된 각각에 대응되는 저장번지에 순차적으로 저장된다. 따라서, CSI는 새로운 값으로 갱신된다. 이와 같은 방법으로 t=T에서는,,,...,이 각각 순차적으로 부반송파의 개수인 N만큼 각각 지연되어 버퍼(740)에 마련된 각각에 대응되는 저장번지에 순차적으로 저장되어 CSI가 갱신된다. 그리고 OFDM심볼의 부반송파의 개수인 N은 DMB-T의 경우 3780이 된다. 또한, 레일리(rayleigh)채널에서 CSI스펙트럼이 도 4a와 같을때, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 구현한 CSI추출부(700)의 CSI추출결과를 도 4b에 도시하였다. 도 4a와 도 4b를 비교해 보면, CSI추출부(700)에 의해 CSI의 패턴이 비슷하게 추정됨을 알 수 있다.

도 2를 참조하면, FEC부(600)는 주파수영역등화부(500)로부터 수신한 OFDM심볼에 대해 설정된 에러검출방식에 의해 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정한다.

FEC부(600)는 내부 디인터리버(inner deinterleaver)(610), 내부디코더(inner decoder)(620), 외부 디인터리버(outer deinterleaver)(630), 외부디코더(outer decoder)(640), 및 디스크램블러(Descrambler)(650)로 구성된다.

송신측의 내부 인터리버(inner interleaver)는 데이터에 발생할 가능성이 있는 연접에러를 분산하기 위해 부호화가 수행된 데이터를 뒤섞는데. 수신측의 내부 디인터리버(inner deinterleaver)(610)는 송신측의 내부 인터리버와 반대로 데이터를 뒤섞어서 송신측에서 내부 인터리버에 입력되기 전 상태의 데이터 열을 복원하게 된다. 따라서, 수신된 신호의 연접에러를 분산시키는 역할을 수행한다. 내부 디인터리버(610)로는 비트 디인터리버(bit deinterleaver)와 심볼 디인터리버(symbol deinterleaver)가 일반적으로 이용된다.

내부디코더(620)는 내부 디인터리버(610)에 의해 재배열된 데이터에 대한 오류정정을 위해 복호화를 수행하는데, 이 과정에서 CSI추출부(700)로부터 수신한 CSI를 이용한다. 즉, CSI추출부(700)에서 출력된 CSI는 지로평가량(branch metric)계산에 사용된다. TDS-OFDM 수신기의 경우, 왜곡된 채널은 시간영역 등화부(150)와 주파수영역 등화부(500)에 의해 등화되지만, 이에 의해서도 등화가 완전하게 수행되지 않은 경우, 그에 대한 정보를 참조하여 에러를 정정하기 때문에 수신성능이 보다 개선되는 것이다. 그리고, 내부디코더(620)로는 컨볼루셔널 디코더(convolutional decoder)와 터보 디코더(turbo decoder)가 일반적으로 이용된다.

송신측의 외부 인터리버(outer interleaver)는 엔코딩된 데이터를 일정 규칙에 따라 순서를 바꾸어 배열시키는데, 수신측의 외부 디인터리버(630)는 내부디코더(620)에서 복호화된 데이터를 송신측의 외부 인터리버와 정반대로 배열한다. 따라서, 이 과정에서는 내부디코더(620)에서 정정되지 않은 오류들을 분산시키게 되며, 결과적으로 송신측 외부 인터리버에 입력되기 전의 신호 열로 복원된다. 외부디인터리버(630)로는 컨볼루셔널 디인터리버(convolutional deinterleaver)가 일반적으로 이용된다.

외부디코더(640)는 외부디인터리버(630)에 의해 재배열된 데이터에 대한 오류정정을 위해 복호화를 수행한다. 외부디코더(640)로는 RS 디코더(Reed-Solomon decoder)가 일반적으로 이용된다.

송신측의 스크램블러는 입력되는 MPEG포맷의 TS스트림(Transport Stream)에 유사 임의 이진 신호열(Pseudo Random Binary Sequence)을 섞어서 입력신호의 상관도(correlation)를 없앤다. 이와 반대로, 수신측의 디스크램블러(650)는 송신측의 스크램블러에서 수행된 TS스트림에 섞여있는 유사 임의 이진 신호열을 제거하여 원래의 MPEG포맷의 TS스트림을 복원한다.

도 5는 본 발명에 따른 CSI를 추출하여 에러정정에 이용하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 먼저 안테나를 통해 수신한 OFDM방송신호는 RF RX(100)에서 기저대역으로 하향변환되고, ADC(120)에서 디지털신호로 변환된 후, 동기부(140)에서 동기된다(S810). 그리고 시간영역 등화부(150)는 PN시퀀스정보에 의해 시간영역에서 OFDM방송신호를 등화한다(S820).

디멀티플렉서(160)는 시간영역 등화부(150)로부터 수신한 등화된 OFDM방송신호를 PN시퀀스, 보호구간(GI), 및 OFDM심볼로 분리하여, PN시퀀스는 PN상관기(200)로 출력하고 OFDM심볼은 제2 FFT부(400)로 출력한다(S830).

PN상관기(200)는 채널상태에 관한 정보를 제공하기 위해 기준신호열과 PN시퀀스의 상관관계(PN correlation)를 제1 FFT부(300)로 출력한다(S840). 제1 FFT부(300)는 상관관계를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수영역 등화부(500)로 출력하고, 제2 FFT부(400)는 OFDM심볼을 FFT하여 주파수영역등화부(500)로 출력한다(S850).

주파수영역 등화부(500)는 제1 FFT부(300)로부터 수신한 FFT된 주파수영역의 상관관계(PN correlation)에 기초하여, 제2 FFT부(400)로부터 수신한 FFT된 OFDM심볼에 대해 채널등화를 수행한다(S860).

CSI추출부(700)는 주파수영역등화부(500)로부터 등화된 OFDM심볼을 수신받아 CSI를 추출하여 내부디코더(620)로 출력한다(S870). CSI추출부(700)가 CSI를 추출하는 방법은 상기한 수학식 1에 의한다.

FEC부(600)는 주파수영역등화부(500)로부터 수신한 OFDM심볼에 대해 설정된 에러검출방식에 의해 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정하는데, 이 과정에서 내부디코더(620)는 CSI를 참조한다(S880).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, TDS-OFDM시스템에서 데이터의 송신모드에 관계없이 신뢰도가 높은 채널상태정보를 추출하여 에러정정에 이용하기 때문에, 우수한 수신 성능을 얻을 수 있다. 또한, CSI추출부는 N개의 저장번지를 가지는 하나의 버퍼만을 사용하기에 부피가 작고, 데이터의 송신모드에 관계없이 일정한 성능을 보인다. 또한, 사용자가 웨이팅 팩터를 조정하여 CSI 변화도를 조절하는 것이 가능하기 때문에 수신모드에 따라 각기 다른 CSI특성을 얻을 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

안테나를 통해 수신되고, 기저대역으로 하향변환된 후 아날로그-디지털 변환된 OFDM방송신호의 동기를 수행하는 동기부;

상기 동기부로부터 수신한 신호를 동기정보 및 OFDM심볼을 포함한 복수의 신호로 분리하는 디멀티플렉서;

상기 동기정보의 상관관계 및 상기 OFDM심볼을 각각 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform:FFT)한 후, 상기 FFT된 동기정보의 상관관계에 기초하여, FFT된 OFDM심볼에 대하여 주파수영역에서 채널등화를 수행하는 주파수영역 등화부;

상기 주파수영역 등화부로부터 수신한 신호 각각의 부반송파 전력에 기초하여 채널상태정보(Channel Status Information:CSI)를 추출하는 CSI추출부; 및

상기 CSI추출부로부터 수신한 상기 CSI에 기초하여, 상기 주파수영역 등화부로부터 수신한 신호에 대해 오류를 검출하고 정정하는 오류정정(Forward Error Corrector:FEC)부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 1항에 있어서,

상기 동기부는, 상기 동기정보를 이용하여 동기를 수행하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 1항에 있어서,

상기 동기정보는, PN시퀀스(의사잡음열)인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 1항에 있어서,

상기 CSI추출부는,

상기 부반송파 각각의 전력을 측정하는 전력측정부;

상기 전력측정부의 출력 각각에 대해 소정의 제1 웨이팅 팩터를 곱하는 제1 곱셈부;

상기 CSI추출부에서 출력되는 상기 CSI 각각에 대해 상기 부반송파의 개수만큼 지연시켜 대응되는 저장번지에 저장하는 버퍼;

상기 버퍼에서 출력되는 상기 CSI 각각에 소정의 제2 웨이팅 팩터를 곱하는 제2 곱셈부; 및

상기 제1 곱셈부 및 제2 곱셈부의 출력을 합산하여 구한 갱신된 CSI를 상기 버퍼로 출력하는 덧셈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 4항에 있어서,

상기 CSI는, 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기:

여기서, C(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 CSI이고, P(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 전력이고, α및 β는 각각 상기 제1 및 제2 웨이팅 팩터이며, α+β=1이다.
제 1항에 있어서,

상기 FEC부는, 상기 CSI추출부로부터 상기 CSI를 수신하여 에러정정을 위해 복호화를 수행하는 내부디코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 6항에 있어서,

상기 내부디코더는, 컨볼루셔널 디코더 및 터보디코더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 1항에 있어서,

상기 동기정보에 의해 시간영역에서 상기 OFDM방송신호를 등화하는 시간영역 등화부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
제 8항에 있어서,

상기 시간영역 등화부는,

결정궤환등화부, 칼만등화부, 및 데이터 리사이클링 등화부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기.
(a) 안테나를 통해 수신되고, 기저대역으로 하향변환된 후 아날로그-디지털 변환된 OFDM방송신호의 동기를 수행하는 단계;

(b) 상기 동기된 신호를 동기정보 및 OFDM심볼을 포함한 복수의 신호로 분리하는 단계;

(c) 상기 동기정보의 상관관계 및 상기 OFDM심볼을 각각 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform:FFT)한 후, 상기 FFT된 동기정보의 상관관계에 기초하여, FFT된 OFDM심볼에 대하여 주파수영역에서 채널등화를 수행하는 단계;

(d) 상기 등화된 신호 각각의 부반송파 전력에 기초하여 채널상태정보(Channel Status Information:CSI)를 추출하는 단계; 및

(e) 상기 CSI에 기초하여, 상기 등화된 신호에 대해 오류를 검출하고 정정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 10항에 있어서,

상기 (a) 단계는, 상기 동기정보를 이용하여 동기를 수행하는 것을 특징으로하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 10항에 있어서,

상기 동기정보는, PN시퀀스(의사잡음열)인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 10항에 있어서,

상기 CSI는, 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법:

여기서, C(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 CSI이고, P(t,i)는 시간 t에서 상기 OFDM심볼의 i번째 부반송파의 전력이고, α및 β는 각각 제1 및 제2 웨이팅 팩터이며, α+β=1이다.
제 10항에 있어서,

상기 (e) 단계는, 에러정정을 위해, 상기 CSI에 기초하여 복호화를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 14항에 있어서,

상기 복호화는, 컨볼루셔널 복호화 및 터보 복호화 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 10항에 있어서,

상기 동기정보에 의해 시간영역에서 상기 OFDM방송신호를 등화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.
제 16항에 있어서,

상기 시간영역 등화는,

결정궤환등화, 칼만등화, 및 데이터 리사이클링 등화 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 TDS-OFDM 수신기의 에러정정방법.