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KR100852277B1 - Ofdm 수신시스템의 동기획득시간을 단축시킬 수 있는ofdm 전송시스템 및 그 방법 - Google Patents

Ofdm 수신시스템의 동기획득시간을 단축시킬 수 있는ofdm 전송시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR100852277B1 KR1020020064075A KR20020064075A KR100852277B1 KR 100852277 B1 KR100852277 B1 KR 100852277B1 KR 1020020064075 A KR1020020064075 A KR 1020020064075A KR 20020064075 A KR20020064075 A KR 20020064075A KR 100852277 B1 KR100852277 B1 KR 100852277B1
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Abstract

OFDM 수신시스템의 동기 획득시간을 단축시킬 수 있는 OFDM 전송시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 OFDM 전송시스템은, 송신측과 수신측의 동기를 위한 동기정보인 의사잡음열정보를 전송되는 OFDM신호에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송시스템에 있어서, OFDM신호의 심볼 간의 간섭을 억제하기 위해 OFDM신호에 보호구간을 삽입하는 GI삽입부, 보호구간의 선단으로부터 후속되는 후속보호구간이 삽입되기 전까지의 OFDM신호에 걸쳐 연속적인 제1의사잡음열정보를 삽입하는 제1PN삽입부, 보호구간 앞 및 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입하는 제2PN삽입부, 및 보호구간, 제1의사잡음열정보, 및 제2의사잡음열정보가 삽입된 OFDM신호를 성형필터링하는 성형필터링부를 포함한다. 이로써, OFDM 전송시스템은 OFDM 수신시스템의 정확한 다중 경로의 추정과 보상을 가능하도록 할 뿐만아니라, 동기 획득시간을 단축시킬 수 있게 된다.
Figure R1020020064075
TDS-OFDM, 보호구간, 의사잡음열정보, 동기 획득

Description

OFDM 수신시스템의 동기획득시간을 단축시킬 수 있는 OFDM 전송시스템 및 그 방법{OFDM transmission system capable of reducing synchronous obtaining timing and a method thereof}
도 1은 일반적인 TDS-OFDM 전송시스템을 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 도 1에 의한 OFDM 전송신호의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 OFDM 전송시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 도 3에 의한 OFDM신호의 전송방법을 나타낸 흐름도, 그리고
도 5는 도 3에 의한 OFDM 전송신호의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 110 : IDFT부 20, 120 : GI삽입부
30 : PN삽입부 130 : 제1 PN발생부
135 : 제1 PN삽입부 140 : 제2 PN발생부
145 : 제2 PN삽입부 40, 150 : 성형 필터링부
본 발명은 OFDM 전송시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, OFDM 수신시스템의 동기 획득시간을 줄일 수 있는 OFDM 전송시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 직교 주파수 분할 다중)이란 대역폭당 전송속도의 향상과 멀티패스(multi-path) 간섭을 방지하는 디지털 변조방식을 말한다. OFDM의 특징은 가지는 수백개의 반송파(서브캐리어)를 사용하는 다중반송파 변조방식이라는 점이다. 즉, OFDM은 전체 전송대역을 다수의 협대역 직교 부채널로 분할하고, 각 부채널 별로 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조하여 데이터를 동시에 전송한다. 그 때문에 각각의 부채널 별로 전송되는 각 반송파의 주파수 성분이 서로 겹쳐 있어도 좋다.
또한, OFDM은 일반적인 주파수 분할 다중(FDM; Frequency Division Multiplexing)보다 훨씬 많은 반송파를 전송할 수 있기 때문에 주파수 이용률이 높아진다. OFDM은 이들 각각의 반송파에 직병렬 변환한 부호화 데이터를 할당하고, 할당된 데이터를 디지털 변조한다.
OFDM 송신기는 각각의 직교 부채널들로 전송되는 각 반송파의 주파수 영역을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 시간 영역으로 디지털 변조한다. 또한, OFDM 송신기는 전송되는 심볼 상호간의 간섭(Inter-Symbol Interference : ISI)을 줄이기 위해 보호구간(Guard Interval)을 추가하여 전송한다. OFDM 수신기는 수신된 전송신호에서 보호구간을 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform)에 의 해 전송신호를 복조한다. 이러한 OFDM 변조방식은 지상파 디지털 오디오 방송 또는 지상파 디지털 비디오 방송의 표준 전송방식으로 채택되고 있다.
TDS-OFDM(Time Domain Synchronous-OFDM : 시간영역동기 OFDM)은 VOFDM(Vector Orthogonal Frequency Division Multiplexing), COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 등과 함께 OFDM 방식중의 하나를 이룬다.
TDS-OFDM 전송시스템은, 시간영역동기를 이용하여 OFDM신호를 전송하며, 기 설정된 주파수 대역에 대해 할당된 OFDM 전송신호를 시간축을 따라 재 배열한다. 또한, TDS-OFDM 전송시스템은 시간축에 따라 형성된 OFDM 전송신호의 앞에 신호간의 간섭을 억제하기 위한 보호구간(Guard Interval : GI)을 삽입하고, 보호구간의 앞에 동기정보를 삽입하여 전송한다.
도 1은 일반적인 TDS-OFDM 전송시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도면을 참조하면, TDS-OFDM 전송시스템은, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)부(10), GI(Guard Interval)삽입부(20), PN(Pseudo Noise Sequence)삽입부(30), 및 성형필터링부(40)를 구비한다.
IDFT부(10)는 주파수대역에 형성된 OFDM 전송신호를 시간축으로 재배열하는 역 이산 퓨리에변환(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행한다. GI삽입부(20)는 IDFT부(10)에 의해 역 이산 퓨리에변환된 OFDM 전송신호에 대해 이웃하는 OFDM 심볼들 간의 간섭을 억제하기 위한 보호구간(Guard Interval)을 삽입한다. PN삽입부(30)는 보호구간이 삽입된 OFDM 전송신호에 의사잡음열(Pseudo Noise sequence : PN)정보를 삽입한다. 의사잡음열정보란, 전송된 OFDM 전송신호를 수신하는 OFDM 수신시스템에서 수신된 OFDM 전송신호의 동기 및 채널을 예측할 수 있도록 하는 동기정보를 말한다.
성형필터링부(40)는 PN삽입부(30)에 의해 의사잡음열정보가 삽입된 OFDM 전송신호를 성형 필터링한다. 성형 필터링된 OFDM 전송신호는 고주파 증폭되어 안테나(50)를 통해 송출된다.
도 2는 도 1에 의한 OFDM 전송신호의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, TDS-OFDM 전송시스템에 따른 전송신호의 프레임 구조는 OFDM 신호, OFDM 신호의 앞 부분에 삽입된 보호구간(GI), 보호구간(GI)의 앞 부분에 삽입된 의사잡음열(PN)정보로 이루어진다. TDS-OFDM 수신시스템은 보호구간(GI) 앞 부분에 삽입된 의사잡음열(PN)정보를 이용하여 주파수동기, 심볼동기, 및 채널등화 등을 수행한다.
그런데, TDS-OFDM 전송시스템에 따른 전송신호의 프레임 구조는 동기 획득을 위한 의사잡음열정보가 프레임의 일부분에만 삽입되어 있고 OFDM 신호의 부분에는 의사잡음열정보가 불연속된 구조를 이룬다. 따라서, TDS-OFDM 수신시스템은 주파수 동기와 심볼 타이밍 동기 등을 수신된 프레임의 일부 구간에서만 수행하므로, 프레임 전체에 대한 동기 획득을 수행하는데 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, OFDM 수신시스템에서의 동기획득 시간을 줄일 수 있는 OFDM 전송시스템 및 그 전송방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 OFDM 전송시스템은, 송신측과 수신측의 동기를 위한 동기정보인 의사잡음열정보를 전송되는 OFDM신호에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송시스템에 있어서, 상기 OFDM신호의 심볼 간의 간섭을 억제하기 위해 상기 OFDM신호에 보호구간을 삽입하는 GI삽입부, 상기 보호구간이 삽입된 상기 OFDM신호 및 상기 보호구간에 걸쳐 연속적인 제1의사잡음열정보를 삽입하는 제1PN삽입부, 상기 제1PN삽입부에 의해 상기 제1의사잡음열정보가 삽입된 상기 보호구간 앞 및 상기 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입하는 제2PN삽입부, 및 상기 보호구간, 상기 제1의사잡음열정보, 및 상기 제2의사잡음열정보가 삽입된 상기 OFDM신호를 성형필터링하는 성형필터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 OFDM 전송시스템은 상기 제1의사잡음열정보를 발생하는 제1PN발생부, 및 상기 제2의사잡음열정보를 발생하는 제2PN발생부를 더 포함한다. 또한, 상기 OFDM 전송시스템은 TDS-OFDM 방식에 따라 상기 OFDM 전송신호를 전송한다. 상기 제1PN발생부에 의해 발생되는 상기 제1의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 -16dB 이하로 구현되며, 상기 제2PN발생부에 의해 발생되는 상기 제2의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 0dB 이상으로 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 OFDM 전송시스템은, 송신측과 수신측의 동기를 위한 동기정보인 의사잡음열정보를 전송되는 OFDM신호에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송방법에 있어서, 상기 OFDM신호의 심볼 간의 간섭을 억제하기 위해 상기 OFDM신호에 보호구간을 삽입하는 단계, 상기 보호구간이 삽입된 상기 OFDM신호 및 상기 보호구간에 걸쳐 연속적인 제1의사잡음열정보를 삽입하는 단계, 상기 제1의사잡음열정보가 삽입된 상기 보호구간의 앞 및 상기 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입하는 제2PN삽입부, 및 상기 보호구간, 상기 제1의사잡음열정보, 및 상기 제2의사잡음열정보가 삽입된 상기 OFDM신호를 성형필터링하는 성형필터링단계;를 포함하는 OFDM 전송방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 OFDM 전송시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, OFDM 전송시스템은, IDFT부(110), GI삽입부(120), 제1PN발생부(130), 제1PN삽입부(135), 제2PN발생부(140), 제2PN삽입부(145), 및 성형 필터링부(150)를 구비한다. 여기서, OFDM 전송시스템은 TDS-OFDM 전송방식에 따라 OFDM신호를 전송한다.
TDS-OFDM 전송방식은 시간영역동기를 이용하여 OFDM신호를 전송하는 방식이며, 기 설정된 주파수 대역에 대해 할당된 OFDM신호를 시간축을 따라 재 배열한다. 또한, TDS-OFDM 전송방식은 시간축에 따라 형성된 OFDM신호의 앞에 신호간의 간섭을 억제하기 위한 보호구간(GI)을 삽입하고, 보호구간의 앞에 동기정보를 삽입하여 전송하는 방식이다.
도 4는 도 3에 의한 OFDM신호의 전송방법을 나타낸 흐름도이다. 도면을 참조 하여, 본 발명에 따른 OFDM 전송시스템의 작용을 보다 상세하게 설명한다.
IDFT부(110)는 주파수대역에 형성된 OFDM신호를 시간축으로 재배열하는 역 이산 퓨리에변환을 수행한다. 여기서, OFDM신호는 각각의 직교 부채널들로 전송되는 각각의 반송파를 말한다. IDFT부(110)에 의해 OFDM신호는 2비트의 크기를 갖는 심볼이 연속적으로 나열된 심볼트레인(symbol train)으로 구현된다. 그러나, 심볼의 크기는 2비트에 한정된 것이 아니며, 4비트 또는 8비트의 크기를 갖도록 구현될 수도 있다.
GI삽입부(120)는 IDFT부(110)에 의해 역 이산 퓨리에변환된 OFDM신호에 대해 이웃하는 OFDM 심볼들과의 간섭을 억제하기 위해 보호구간(GI)을 삽입한다(S401).
제1PN발생부(130)는 레벨(파워)(power)이 OFDM신호에 비해 -16dB 이하인 저 레벨의 제1의사잡음열정보를 발생시킨다(S403).
OFDM신호에 보호구간(GI)이 삽입된 후, 제1PN발생부(130)에 의해 저 레벨의 의사잡음열정보가 발생되면, 제1PN삽입부(135)는 제1PN발생부(130)에 의해 발생된 저 레벨의 의사잡음열정보를 보호구간(GI)의 선단으로부터 후속되는 보호구간(GI)이 삽입되기 전까지의 OFDM신호에 걸쳐 연속적으로 삽입한다(S405). 제1의사잡음열정보의 레벨은 OFDM신호에 비해 상당히 작기 때문에 OFDM신호에는 거의 영향을 미치지 않는다.
한편, 제2PN발생부(140)는 레벨(파워)이 OFDM신호에 비해 0dB 이상인 고 레벨의 제2의사잡음열정보를 발생시킨다(S407).
제2PN발생부(140)에 의해 제2의사잡음열정보가 발생되면, 제2PN삽입부(145) 는 보호구간 및 제1의사잡음열정보가 삽입된 OFDM신호에 대하여 보호구간 앞 및 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입한다(S409).
상기와 같은 방법에 의해 보호구간(GI), 제1의사잡음열정보, 및 제2의사잡음열정보가 삽입된 OFDM 전송신호의 프레임의 구조를 도 5에 도시하였다.
성형필터링부(150)는 보호구간(GI), 제1의사잡음열정보, 및 제2의사잡음열정보를 OFDM신호에 적합하도록 성형 필터링한다. 성형 필터링된 OFDM 전송신호는 고주파 증폭되어 안테나(160)를 통해 송출된다. 이로써, 본 발명에 따른 OFDM 전송시스템에 의한 전송방법은 종료된다.
본 발명에 따르면, 의사잡음열정보가 OFDM 전송신호의 모든 부분에 걸쳐 전송되므로, OFDM 수신시스템은 의사잡음열정보가 OFDM 전송신호의 일부 구간에만 삽입되는 종래의 수신신호에 비하여 훨씬 빠른 동기획득이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르는 OFDM 전송시스템은 의사잡음열정보의 길이를 OFDM 전송신호의 길이만큼 연장하여 삽입하기 때문에, OFDM 수신시스템의 정확한 다중 경로의 추정과 보상을 가능하도록 한다.
본 발명에 따르면, OFDM 전송시스템은 의사잡음열정보를 OFDM 전송신호의 모든 부분에 걸쳐 삽입함으로써, OFDM 수신시스템의 동기 획득시간을 단축시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (10)

  1. 송신측과 수신측의 동기를 위한 동기정보인 의사잡음열정보를 전송되는 OFDM신호에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송시스템에 있어서,
    상기 OFDM신호의 심볼 간의 간섭을 억제하기 위해 상기 OFDM신호에 보호구간을 삽입하는 GI삽입부;
    상기 보호구간의 선단으로부터 후속되는 후속보호구간이 삽입되기 전까지의 상기 OFDM신호에 걸쳐 연속적인 제1의사잡음열정보를 삽입하는 제1PN삽입부;
    상기 보호구간 앞 및 상기 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입하는 제2PN삽입부; 및
    상기 보호구간, 상기 제1의사잡음열정보, 및 상기 제2의사잡음열정보가 삽입된 상기 OFDM신호를 성형필터링하는 성형필터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    TDS-OFDM 방식에 따라 상기 OFDM신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1의사잡음열정보를 발생하는 제1PN발생부; 및
    상기 제2의사잡음열정보를 발생하는 제2PN발생부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1PN발생부에 의해 발생되는 상기 제1의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 -16dB 이하인 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2PN발생부에 의해 발생되는 상기 제2의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 0dB 이상인 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템.
  6. 송신측과 수신측의 동기를 위한 동기정보인 의사잡음열정보를 전송되는 OFDM신호에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송방법에 있어서,
    상기 OFDM신호의 심볼 간의 간섭을 억제하기 위해 상기 OFDM신호에 보호구간을 삽입하는 단계;
    상기 보호구간의 선단으로부터 후속되는 후속보호구간이 삽입되기 전까지의 상기 OFDM신호에 걸쳐 연속적인 제1의사잡음열정보를 삽입하는 단계;
    상기 보호구간의 앞 및 상기 제1의사잡음열정보의 앞에 걸쳐 제2의사잡음열정보를 삽입하는 제2PN삽입부; 및
    상기 보호구간, 상기 제1의사잡음열정보, 및 상기 제2의사잡음열정보가 삽입된 상기 OFDM신호를 성형필터링하는 성형필터링단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1의사잡음열정보를 발생하는 단계; 및
    상기 제2의사잡음열정보를 발생하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    TDS-OFDM 방식에 따라 상기 OFDM신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1의사잡음열정보 발생단계에 의해 발생되는 상기 제1의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 -16dB 이하인 것을 특징으로 하는 OFDM 전송방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2의사잡음열 발생단계에 의해 발생되는 상기 제2의사잡음열정보의 레벨은 상기 OFDM신호에 비해 0dB 이상인 것을 특징으로 하는 OFDM 전송방법.
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