KR20080016137A - 수신성능을 개선시키는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법 - Google Patents

수신성능을 개선시키는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법 Download PDF

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Abstract

수신성능을 개선시키는 다중반송파 송수신기 및 송신방법이 개시된다. 본 발명에 따른 다중반송파 송신기는 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하는 FEC 코딩부; FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 상기 FEC 블록으로 구성된 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입하는 전송정보삽입부; 및 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환하는 IDFT부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 수신단에서 안정적으로 오류정정 과정을 수행할 수 있도록 전송신호에 FEC 블록의 시작점 정보를 삽입하여 전송하고 다중반송파 송수신기 및 송수신방법이 제공된다.
FEC, 다중반송파, 전송정보, TDS-OFDM, TPS

Description

수신성능을 개선시키는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법{Apparatus for transmitting and receiving multi-carrier having improved receiving performance and method of transmitting and receiving the same }
도 1은 FEC 블록으로 구성되는 주파수 영역의 TDS-OFDM 1 심볼을 나타낸 도면.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 다중반송파 송신기의 일부를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 의해 형성되는 전송신호의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중반송파 송신방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중반송파 수신기를 개략적으로 도시한 도면.
*도면 중 주요부분의 설명*
100: FEC 코딩부 200: 데이터 처리부
300: 전송정보 400: MUX
본 발명은 수신성능을 개선시키는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 송신단은 전송신호에 FEC 블록의 시작점 정보를 삽입하여 전송하고, 수신단은 삽입된 정보를 이용하여 안정적으로 오류정정 과정을 수행할 수 있는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법에 관련된다.
디지털방송 시스템은 막대한 양의 데이터 전송을 위해 신호원을 압축하여 전송해야 하므로, 채널에서 발생한 적은 오류라 하더라도 전체 시스템에는 매우 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 채널에서 발생한 오류를 줄이는 것이 무엇보다 중요하다. 오류를 줄이기 위해서는 전력을 증가시켜 SNR을 크게 하면 되지만, 전력이 증가되면 전력의 손실과 전송장치의 고출력화로 인한 비용상승, 채널간의 간섭 등의 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 디지털방송 시스템에서는 전력을 증가시키지 않고도 채널에서 발생하는 오류를 정정하기 위해 오류정정 부호를 사용한다. 오류정정부호는 전력을 증가시키지 않고도 채널에서 발생한 오류를 정정할 수 있으며, 수신장치에서 오류가 발생할 확률을 낮출 수 있다.
오류정정부호는 크게 ARQ(Automatic Repeat Request)와 FEC(Forward Error Correction)로 나눌 수 있다. ARQ는 수신측에서 오류가 검출되면 그 데이터를 다시 전송하라는 신호를 전송측에 보내면, 전송측에서 데이터를 재전송하는 방식이다. 이러한 방식은 수신측에서 전송측에 재전송하라는 신호를 보낼 수 있는 Return Channel이 필요하기 때문에 디지털방송에는 적합하지 않다. 반면에 FEC는 신호에 부가적인 심볼을 덧붙여서 전송하여, 채널에서 오류가 발생하면 수신측에서 대수학적 성질을 이용하여 채널 오류를 검출하거나 정정하는 것이다. FEC는 소정 길이의 비트 또는 바이트 단위로 오류정정부호화를 수행하며, 오류정정을 위해 부가되는 패리티의 개수는 전송방식에 따라 차이가 있다.
한편, FEC 코딩된 데이터는 여러가지 전송방식으로 전송될 수 있는데, 현재 표준으로 제시되어 있는 디지털방송 전송시스템은 8-VSB(Vestigial Side Band)를 사용하는 미국의 ATSC(Advanced Television Systems Committee)시스템, COFDM(Coded Orthogonal Frequency Modulation)에 기초한 유럽의 DVB-T 시스템, 그리고 BST-OFDM(Bandwidth Segmented Transmission-OFDM)에 기초한 일본의 ISDB-T 시스템의 3개이다. 더불어 최근 중국에서는 DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia Television Broadcasting), ADTB-T(Advanced Digital Television Broadcast-Terrestrial), BDB-T, CDTB-T, SMCC(Synchronized multi-Carrier CDMA) 등 여러가지 전송방식이 제안되고 있다.
이 가운데 DMB-T 시스템은 이동수신과 데이터방송에 유리한 특성을 가지며 TDS-OFDM(Time Domain Synchronous-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식을 사용한다. DMB-T시스템에 따르면, FEC 코딩된 데이터는 인터리빙과 심볼매핑을 거쳐 역 이산퓨리에 변환되어 시간영역의 신호로 변조되고, 동기정보가 삽입되어 필터링후 수신시스템으로 전송된다.
국제공개공보 WO 02/17615 A2에서는 오류정정부호화를 위한 FEC 코딩으로 RS 인코딩을 사용하며, RS 코드로 RS(208, 188), RS(208, 200) 등이 이용될 수 있음이 개시된다.
이와 같이 소정 개수의 비트 또는 바이트에 대하여 오류정정부호화가 이루어진 블록(이하, L(L=정수)개 비트 또는 바이트의 주파수 영역의 정보데이터에 대하여 FEC 오류정정부호화가 이루어진 블록을 'FEC 블록'이라 한다)은 주파수 영역의TDS-OFDM 1 심볼을 구성하게 된다.
그러나 전송방식에 따라 TDS-OFDM 1 심볼은 FEC 블록을 소수배로 포함하도록 구성될 수 있다. 도 1은 TDS-OFDM 1 심볼이 FEC 블록의 소수배로 구성된 신호의 예를 나타낸 것으로, 도 1의 (a)는 FEC 블록이 L개의 비트(또는 바이트)단위로 형성되고 TDS-OFDM 1 심볼은 2.5L개의 비트(또는 바이트)로 구성되어 있다. 이때, 수신단에서의 FEC 디코딩 시작점은 a, b, c, d 등의 지점이 되어야 한다. 그러나 TDS-OFDM 1 심볼이 2.5L개로 형성되기 때문에 하나의 FEC 블록의 중간지점(M)부터 FEC 디코딩이 시작될 수가 있다.
또한 도 2의 (b)는 FEC 블록이 L개의 비트(또는 바이트)단위로 형성되고 TDS-OFDM 1 심볼은 0.5L개의 비트(또는 바이트)로 구성되어 있다. 이때, 수신단에서의 FEC 디코딩 시작점은 a, b 등의 지점이 되어야 한다. 그러나 TDS-OFDM 1 심볼이 0.5L개 비트(또는 바이트)로 구성되기 때문에 하나의 FEC 블록의 중간지점(M)부터 FEC 디코딩이 시작될 수 있다.
이러한 경우, 수신단에서 오류정정 과정을 수행할 시작점을 정확히 판단할 수 없어 시스템의 오작동으로 이어진다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 송신단은 전송신호에 FEC 블록의 시작점 정보를 삽입하여 전송하고, 수신단은 삽입된 정보를 이용하여 안정적으로 오류정정 과정을 수행할 수 있는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하는 FEC 코딩부; 상기 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 상기 FEC 블록으로 구성된 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입하는 전송정보삽입부; 및 상기 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환하는 IDFT부를 포함하는 다중반송파 송신기를 제공한다.
바람직하게, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 상기 전송정보 중 TPS(Transmission Parameter Signal)에 부가된다.
또한 바람직하게, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 소정 비트로 표시된다.
바람직하게, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 상기 전송정보가 할당된 구간의 일부 또는 전체를 반전하여 표시될 수 있다.
또한 본 발명은 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하는 단계; 상기 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 상기 FEC 블록으로 구성된 주파 수 영역의 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입하는 단계; 및 상기 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환하는 단계를 포함하는 다중반송파 송신방법을 제공한다.
또한 본 발명의 다중반송파 수신기는 수신신호를 TDS-OFDM 복조하는 TDS-OFDM 복조부; 심볼디맵핑부 및 디인터리빙부를 포함하고, 상기 TDS-OFDM 복조부로부터의 신호를 수신하여 복호화하는 데이터 복호화부; 및 상기 복호화된 신호를 FEC 디코딩하는 FEC 디코딩부를 포함하며, 상기 FEC 디코딩부는 상기 TDS-OFDM 복조부로부터 분리되는 전송정보를 이용하여 획득한 FEC 블록의 시작점 정보를 기초로 상기 FEC 디코딩을 수행한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 다중반송파 송신기의 일부를 개략적으로 도시한 블록도이다.
FEC 코딩부(100)는 입력되는 데이터에 대해 전송 중에 발생할 수 있는 오류의 정정을 위하여 FEC 블록 단위로 부호화를 수행한다. 예를 들어 RS 코드가 사용되며 입력되는 데이터에 대하여 오류정정을 위해 소정 비트 또는 바이트 단위로 RS부호화를 수행한다.
데이터 처리부(200)는 FEC 블록으로 구성되는 주파수 영역의 TDS-OFDM 1 심볼을 송신에 적합하도록 심볼매핑 또는 인터리빙하는 데이터 처리를 수행한다. 그러나 FEC 코딩부(100)에서 FEC 코딩된 데이터는 데이터 처리부(200)를 거치지 않을 수도 있으며, 도시된 바와 같이 심볼 매핑이나 인터리빙의 순서도 달라질 수 있다.
전송정보(300)는 FGN(Frame Group Number)과 TPS(Transmission Parameter Signal)를 포함하고 있으며, TPS는 TDS-OFDM 1 심볼에 대한 길이모드정보, 보호구간 길이모드정보, QAM 성상도 정보, 계층(hierarchy)정보 및 이너코드율(inner code rate) 중 적어도 하나를 포함하고 있다.
이때 FEC 블록의 시작점 정보는 TPS에 새로운 비트를 할당하거나 또는 사용되지 않는 비트를 사용하여 표시한다. 또는 전송정보가 할당되는 구간의 일부 또는 전체를 반전하는 방식으로도 FEC 블록의 시작점 정보를 부가시킬 수 있다.
이 전송정보(300)는 MUX(400)에서 데이터 처리부(200)의 처리과정을 거친 TDS-OFDM 1 심볼의 앞에 삽입된다.
따라서 도 1과 같이 FEC 블록의 소수배로 구성되는 TDS-OFDM 심볼을 송신하는 경우에도 수신단에서는 TDS-OFDM 심볼의 앞에 삽입된 전송정보로부터 TPS에 부가된 FEC 블록의 시작점 정보를 읽어와서 안정적인 FEC 오류정정 과정을 수행할 수가 있다. 다시 말해, 수신장치에서는 복조된 신호의 전송정보에 소정 비트 또는 반전 신호가 있을 경우 오류정정할 신호의 처음부터 FEC 블록의 시작점이 되는 것으로 약속할 수 있으며, 이러한 신호가 있으면 FEC 디코딩을 시작한다.
구체적으로 수신단은 도 1의 (a), (b)의 첫번째 TDS-OFDM 심볼을 갖는 신호가 들어올 경우 복조된 신호의 처음부터 FEC 디코딩을 시작하지만, 그 다음의 TDS-OFDM 심볼을 갖는 신호가 들어올 경우는 L/2비트(또는 바이트) 이후에 FEC 블록의 시작점이 있으므로, L/2비트(또는 바이트) 만큼의 지연 후에 FEC 디코딩을 시작하게 된다. 따라서 수신장치에서는 오류없이 FEC 디코딩이 가능해진다.
전송정보(300)가 삽입된 TDS-OFDM 심볼은 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)부(도시하지 않음)에서 시간영역의 신호로 역 이산퓨리에 변환되어 송신된다. 여기서, IDFT부 대신 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부가 적용될 수 있다.
도 3은 도 2에 의하여 형성된 전송신호의 구성을 도시한 도면이다. FEC 블록 시작점 정보가 부가된 전송정보가 상기한 데이터 처리부(200)에서 처리된 TDS-OFDM 심볼에 붙여져 전송되는 예를 도식적으로 나타내고 있다. 도 3의 (a)는 도 1의 (a)에 대응하며, 2.5개의 FEC 블록을 포함하고 있는 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼에 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보가 삽입된다. 도 3의 (b)는 도 1의 (b)에 대응하며, 0.5개의 FEC 블록을 포함하고 있는 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼에 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보가 삽입된 경우를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중반송파 송신방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 따른 다중반송파 송신방법은 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하고(S410), FEC 코딩부에서 오류정정부호화된 데이터를 인터리빙한다(S420). 인터리빙부에서 인터리빙된 데이터를 심볼매핑하며(S430), 그 다음 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 FEC 블록으로 구성된 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입한다(S440). 또한 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환한다(S450).
전송정보를 삽입하는 단계(S440)에서, FEC 블록의 시작점 정보는 전송정보 중 TPS(Transmission Parameter Signal)에 부가되며, 소정 비트로 표시된다. 또한 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 상기 전송정보가 할당된 구간의 일부 또는 전체를 반전하여 표시될 수도 있다.
또한 본 발명은 전송정보에 포함되어 있는 FEC 블록의 시작점 정보를 디코딩하여 오류정정과정을 수행할 수 있는 다중반송파 수신기를 제공할 수 있다. 다중반송파 수신기는 도 2에 도시된 송신기의 역과정을 수행하도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 다중반송파 수신기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. TDS-OFDM 복조부(510)는 수신신호를 TDS-OFDM 복조한다. TDS-OFDM 복조된 신호는 DEMUX(520)에 의해 심볼디맵핑부 및 디인터리빙부를 포함하는 데이터 복호화부(530)와 전송정보(540)로 분리되어 출력된다. 데이터 복호화부(530)를 거쳐 복호화된 데이터는 FEC 디코딩부(530)에서 FEC 디코딩된다. FEC 디코딩 시, TDS-OFDM 복조부(510)로부터 분리되어 나오는 전송정보(540)를 이용하여 FEC 블록의 시작점을 찾을 수 있다. 즉, 송신측에서 전송정보에 포함시켜 송신한 FEC 블록의 시작점은 전송정보(540)를 이용하여 쉽게 찾을 수 있으므로, 안정적인 FEC 디코딩이 이루어지게 된다. 본 발명은 또한 본 발명의 다중반송파 수신기에 대응하는 수신방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 송신단은 전송신호에 FEC 블록의 시작점 정보를 삽입하여 전송하고, 수신단은 삽입된 정보를 이용하여 안정적으로 오류정정 과정을 수행할 수 있는 다중반송파 송수신기 및 송수신방법이 제공된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이고, 그와 같은 수정 또는 변형은 첨부하는 청구항의 기재범위 내에 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하는 FEC 코딩부;
    상기 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 상기 FEC 블록으로 구성된 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입하는 전송정보삽입부; 및
    상기 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환하는 IDFT부를 포함하는 다중반송파 송신기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 상기 전송정보 중 TPS(Transmission Parameter Signal)에 부가되는 다중반송파 송신기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 소정 비트로 표시되는 다중반송파 송신기.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 FEC 블록의 시작점 정보는 상기 전송정보가 할당된 구간의 일부 또는 전체를 반전하여 표시되는 다중반송파 송신기.
  5. 입력되는 신호를 FEC 블록 단위로 오류정정부호화하는 단계;
    상기 FEC 블록의 시작점 정보가 부가된 전송정보를 상기 FEC 블록으로 구성된 주파수 영역의 TDS-OFDM 심볼 앞에 삽입하는 단계; 및
    상기 전송정보가 삽입된 신호를 역 이산 퓨리에 변환하는 단계를 포함하는 다중반송파 송신방법.
  6. 수신신호를 TDS-OFDM 복조하는 TDS-OFDM 복조부;
    심볼디맵핑부 및 디인터리빙부를 포함하고, 상기 TDS-OFDM 복조부로부터의 신호를 수신하여 복호화하는 데이터 복호화부; 및
    상기 복호화된 신호를 FEC 디코딩하는 FEC 디코딩부를 포함하며,
    상기 FEC 디코딩부는 상기 TDS-OFDM 복조부로부터 분리되는 전송정보를 이용하여 획득한 FEC 블록의 시작점 정보를 기초로 상기 FEC 디코딩을 수행하는 다중반송파 수신기.
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