KR101406160B1 - Ｄｖｂ－ｔ／ｈ 수신기에서의 공통 위상 오차를 제거하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

수신기는 디지털 비디오 방송-지상파/휴대형(DVB-T/H) 수신기이다. DVB-T/H 수신기는 위상 오차 보정기와 채널 추정기와 등화기 요소를 포함한다. 위상 오차 보정기는 위상 오차의 추정치, 예컨대 CPE에 따라서 신호를 회전시키며, CPE는, 채널 추정 및 등화기 요소에 의해 제공되는 채널 상태 정보(CSI)의 함수로서 결정된다.

Description

ＤＶＢ－Ｔ／Ｈ 수신기에서의 공통 위상 오차를 제거하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING COMMON PHASE ERROR IN A ＤＶＢ－Ｔ／Ｈ RECEIVER}

본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것이며, 더욱 특정하게, 무선 시스템, 예컨대, 지상파 방송, 셀룰러, Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 위성 등에 관한 것이다.

디지털 비디오 방송-지상파(DVB-T: Digital Video Broadcasting-Terrestrial){예컨대, ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01), Digital Video Broadcasting(DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 참조}는, 네 종류의 세계 디지털 텔레비전 방송 표준 중 하나이며, DVB-H는, DVB-T를 기반으로 하는 휴대형 응용 표준(본 명세서에서는 DVB-T/H로도 지칭됨)이다. DVB-T는 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술을 이용하며, 즉, DVB-T는, 직교인 많은 수의 낮은 심볼 레이트의 부-반송파를 포함하는 다수-반송파(multi-carrier) 송신의 한 형태를 이용한다.

DVB-T/H 수신기는 안테나와 동조기를 포함한다. 안테나는 무선 주파수(RF: radio frequency) 신호를 동조기에 제공하며, 동조기는, 선택된 주파수 범위, 즉 선택된 채널에 동조된다. DVB-T/H 수신기에 의한 추가적인 처리를 위한, 예컨대 사용자에게 디스플레이하기 위해 텔레비전(TV) 프로그램을 복구하기 위한, 중간 주파수(IF: intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(baseband) 신호를 제공하기 위해, 동조기는, 선택된 채널 내의 수신된 RF 신호를 하향변환한다. 통상적으로, 동조기는 믹서 및 전압 제어 발진기(VCO: voltage controlled oscillator)를 이용하여 하향변환을 수행한다. VCO는 동조기 내에서 중요한 요소이다. 불행히, VCO는 위상 잡음(PHN: phase noise)의 주 요인이다.

일반적으로, 아날로그 TV 시스템의 경우 PHN은 큰 문제가 아니다. 그러나, OFDM을 이용하는 DTV 시스템의 경우, 수신기 동작에 대한 PHN의 영향은 훨씬 더 중대하다. 특히, PHN은 공통 위상 오차(CPE: common phase error)를 유입시키고, 이는 신호 배열(constellation)의 회전을 유발하며; 또한 임의의 채널 잡음을 더하는 반송파간 간섭(ICI: inter-carrier interference) 항(term)을 생성한다. 결과적으로, CPE 및 ICI 모두는, 수신된 DVB-T 신호의 복조와 간섭을 일으키고, 따라서, DVB-T/H 수신기에서의 PHN의 제거는 매우 중요하다.

CPE에 대하여, DVB-T 수신기는 CPE를 추정하여, 각각의 OFDM 심볼에 존재하는 파일럿(pilot){주어진 진폭 및 위상을 갖는 미리 결정된 부반송파(즉, 주파수)}을 이용함으로써 CPE를 보상할 수 있다. DVB-T에는 두 개의 유형의 파일럿, 즉, 산란된 파일럿(SP: scattered pilot)과 연속적인 파일럿(CP: continual pilot)이 존재한다. 연속적인 파일럿은 OFDM 심볼 내에서 고정된 위치를 가지며 CPE 제거를 위 해 이용된다.

종래의 CPE 제거 장치가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. DVB-T에는, 두 개의 동작 모드, 즉, - 2048 개의 부반송파의 이용에 대응하는 - 2K 모드와 -8192 개의 부반송파의 이용에 대응하는- 8K 모드가 존재한다. 본 예시에서, 수신기는 8K 모드에서 동작한다고 가정된다. 2K 모드에서의 동작은 유사하며 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 도 1의 CPE 제거 장치는 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 요소(105), 스펙트럼 천이 요소(110), CPE 제거 요소(115) 그리고 채널 추정 및 등화(CHE) 요소(120)를 포함한다. FFT 요소(105)는, 수신된 기저대역 신호(104)를 처리한다. 수신된 기저 대역 신호(104)는, 예컨대, 선택된 RF 채널에 동조된 동조기(도시되어 있지 않음)에 의해 제공된다. FFT 요소(105)는, 수신된 기저대역 신호(104)를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하며, 스펙트럼 천이 요소(110)로 FFT 출력 신호(106)를 제공한다. FFT 출력 신호(106)는, 동상(in-phase) 및 직교(quadrature) 성분을 갖는 복소 신호를 나타낸다는 것을 주의해야 한다. 통상적으로, FFT 요소(105)는, 해당 기술 분야에 알려진 것과 같은 나비 계산(butterfly calculation)을 수행하며, 재배열된 출력 데이터(동작의 8k 모드에서의 8192 개의 복소 샘플)를 제공한다. 따라서, 스펙트럼 천이 요소(110)는 FFT 출력 신호(106)를 더 처리하여 FFT 출력 데이터를 재배열, 또는 천이시킨다. 특히, 스펙트럼 천이 요소(110)는 하나의 OFDM 심볼을 버퍼링하며, 상술된 DVB-T 표준을 따르도록 부반송파 위치를 정돈하고, 또한 부반송파를 [0, 2π]에서 [-π, +π]로 천이시켜서 스펙트럼 천이된 신호(111)를 제공한다. CPE 제거 요소(115)는, 스펙트 럼 천이된 신호(111)를 처리하여, 임의의 CPE를 제거하고(아래에서 설명됨) CPE 보정된 신호(116)를 CHE 요소(120)에 제공한다. CHE 요소(120)는, (a)채널 상태 정보(CSI: channel state information)를 결정하여 CSI 신호(122)를 제공하기 위해; 그리고 (b) 임의의 송신 채널 왜곡을 보상하기 위해 상기 수신된 기저대역 신호를 등화하여 등화된 신호(121)를 제공하기 위해, 상기 CPE 보정된 신호(116)를 처리한다. 해당 기술 분야에 알려진 것과 같이, 디코딩에서 이용하기 위한 비트 측정 규준(metrics)(도 1에는 도시되어 있지 않음)을 획득하기 위해 CSI 신호(122)가 이용될 수도 있다. 등화된 신호(121)는, 예컨대 그 신호 내에서 운반되는 콘텐츠(오디오, 비디오 등)를 복구하기 위해, 수신기에 의해 추가적으로 처리된다(도 1에는 도시되어 있지 않음).

이제 도 2를 참조하면, CPE 제거 요소(115)의 동작이 더욱 상세하게 도시되어있다. CPE 제거 요소(115)는, 지연 버퍼(155), CP 추출기(160), CP 위치 요소(165), CP 메모리(170), 복소 켤레 곱셈기(175), 누산기(180), 위상 계산기(185), 위상 누산기 및 sin과 cos 계산기(190), 회전기(곱셈기로도 지칭됨)(195)를 포함한다. 지연 버퍼(155)는 8K 모드에서 하나의 OFDM 심볼을 저장하며 따라서 CPE의 추정을 결정하기 위한 하나의 OFDM 심볼 시간 지연을 제공한다. 동작의 8K 모드의 경우, 지연 버퍼(155)의 크기는 8192 x 2 x N 비트이며, 여기서 N은 데이터의 비트 길이이고 2는 복소 신호의 동상 및 직교 성분을 나타낸다. 지연된 심볼은 CPE 추정 신호(191)와 함께 회전기(195)에 인가된다. 회전기(195)는, 지연 버퍼(155)로부터의 지연된 심볼을 CPE 추정 신호(191)에 따른 반대 방향으로 회전시 킴으로써 CPE를 보정하여, CPE 보정된 신호(116)를 제공한다.

일반적으로, 도 2에 도시된 장치는, 상이한 시점들에서 발생하는 CP들의 자기상관으로부터 CPE 추정 신호(191)가 결정되도록 동작한다. 특히, CP 추출기(160)는, CP 위치 요소(165)에 의해 정의된 것과 같은 특정 부반송파들에서의 스펙트럼 천이된 신호(111)로부터 CP들을 추출한다. CP 위치 요소(165)는, 동작의 8K 모드를 위한 상술된 DVB-T 표준에서 정의된 것과 같은 CP 위치들(예컨대, 상술된 DVB-T 표준의 29페이지의 표 7 참조)을 단순히 저장한다. 추출된 CP들은 CP 메모리(170)와 복소 켤레 곱셈기(175) 모두에 제공된다. 메모리(170)는, 하나의 OFDM 심볼의 지연을 또한 제공한다. 복소 켤레 곱셈기(175)는, 동일한 주파수를 갖지만 두 개의 상이한 시점에서 발생하는 CP들(즉, 이웃하는 OFDM 심볼들)의 복소 켤레들을 곱한다. 결과적인 곱들은 {누산기(180)를 통해} 평균되며, 상기 평균으로부터 {위상 계산기(185)를 통해} 각각의 OFDM 심볼에 대한 위상 오차가 계산된다. 위상 누산기 및 sin과 cos 계산기(190)는, 각각의 OFDM 심볼에 대한 계산된 위상 오차들을 추가적으로 누산하고, CPE 추정 신호(191)를 제공하기 위해 CPE의 추정치를 결정하며, 상기 CPE 추정 신호(191)는 회전기(195)에 인가되어, 상술된 것과 같이, 신호 내의 CPE를 보정한다.

본 발명가들은, OFDM-기반 수신기에서의 CPE 제거의 동작 및 효율을 더 개선시키는 것이 가능하다는 것을 깨달았다. 특히, 그리고 본 발명의 원리에 따라서, 수신기는, 채널 상태 정보(CSI)의 함수로서 신호에 대한 위상 오차 보정을 수행한다.

본 발명의 한 예시적 실시예에서, 수신기는 DVB-T/H 수신기이다. DVB-T/H 수신기는, 위상 오차 보정기와 채널 추정 및 등화 요소를 포함한다. 위상 오차 보정기는, 위상 오차, 예컨대 CPE의 추정에 따라서 신호를 회전시키며, CPE는, 채널 추정 및 등화 요소에 의해 제공되는 채널 상태 정보(CSI)의 함수로서 결정된다.

위의 내용을 고려하면, 그리고 상세한 설명을 읽음으로써 분명해질 것과 같이, 다른 실시예들 및 특징들이 또한 가능하며, 이들은 본 발명의 원리에 속한다.

도 1 및 도 2는 종래 기술의 공통 위상 오차 제거를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 원리에 따른 장치의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 원리에 따른 수신기의 한 부분의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 원리에 따른 위상 보정기(215)의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.

도 6 내지 도 14는 FFT 요소(205)와 결합된 예시적인 스펙트럼 천이 지수 표를 도시하는 도면.

도 15 및 도 16은, 본 발명의 원리에 따라서 동작하는 위상 보정기(215)와 관련된, 연속적인 파일럿(CP) 위치 표를 도시하는 도면.

도 17은 표 1에 따라서 표 3을 표 4로 변환하기 위한 예시적인 matlab 프로그램을 도시하는 도면.

도 18 및 도 19는 본 발명의 원리에 따른 수신기에서 이용하기 위한 예시적인 흐름도.

본 발명의 개념 이외에, 도면에 도시된 요소들은 잘 알려져 있으며, 상세히 설명되지 않을 것이다. 예컨대, 본 발명의 개념 이외에, 이산 다중톤(DMT: Dicrete Multitone) 송신{직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM) 또는 직교 부호화 주파수 다중 분할 방식(COFDM: Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)으로도 지칭됨}을 익히 안다는 것이 가정되며 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 또한, 텔레비전 방송, 수신기 및 비디오 인코딩을 익히 안다는 것이 가정되며 본 명세서에서는 상세히 설명되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 개념 이외에, NTSC(National Television Systems Committee), PAL(Phase Alternation Lines), SECAM(SEquential Couleur Avec Memoire), ATSC(Advanced Television Systems Committee), 디지털 비디오 방송(DVB) 및 중국 디지털 텔레비전 방송(GB) 20600-2006{디지털 멀티미디어 방송 - 지상파 / 휴대형(DMB-T/H)}과 같은 TV 표준을 위한 현재의 그리고 제안된 권고를 익히 안다는 것이 가정된다. DVB-T/H에 관한 추가적인 정보는, 예컨대, ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01), Digital Video Broadcasting(DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television; 그리고 ETSI EN 302 304 V1.1.1 (2004-11), Digital Video Broadcasting(DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H)에서 찾을 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 개념 이외에, 8-레벨 잔류 측파대 방식(8-VSB: eight-level vestigial sideband), 직교 진폭 변조(QAM: Quadrature Amplitude Modulation)와 같은 다른 송신 개념들, 그리고 무선 주파수(RF) 프론트-엔드와 같은 수신기 구성요소, 또는 저잡음 블록, 동조기 그리고 하향변환기와 같은 수신기 섹션; 그리고 고속 푸리에 변환(FFT) 요소, 스펙트럼 천이기, 채널 상태 정보(CSI) 요소, 등화기, 복조기, 상관기, 누설 적분기 및 제곱기가 가정된다. 또한, 본 발명의 개념 이외에, 채널 상태 정보의 형성과 같은 신호 처리를 익히 안다는 것이 가정되며, 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 마찬가지로, 본 발명의 개념 이외에, 전송 비트 스트림을 생성하기 위한 포매팅 및 인코딩 방법{예컨대 Moving Picture Expert Group(MPEG)-2 시스템 표준(ISO/IEC 13818-1)}은 잘 알려져 있으며 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 본 발명의 개념은 (matlab에 의해 나타난 것과 같은) 종래의 프로그래밍 기법을 이용하여 구현될 수도 있으며, 이는, 따라서, 본 명세서에 설명되지 않는다. 이러한 점에서, 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 아날로그 또는 디지털 영역에서 구현될 수 있다. 또한, 당업자는, 일부의 처리는 필요에 따라 복소 신호 경로를 수반할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 마지막으로, 도면상의 유사한 번호는 유사한 요소들을 나타낸다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 원리에 따른 디바이스(10)의 예시적 실시예가 도시되어 있다. 디바이스(10)는 임의의 프로세서-기반 플랫폼, 예컨대, PC, 서버, 셋톱 박스, 개인용 디지털 보조기구(PDA: personal digital assistant), 휴대 전화기, 이동 디지털 텔레비전(DTV), DTV 등을 나타낸다. 이러한 점에서, 디바이스(10)는, 메모리(도시되어 있지 않음)와 결합된 하나 이상의 프로세서를 포함하 며 수신기(15)를 또한 포함한다. 수신기(15)는 안테나(도시되어 있지 않음)를 통해 방송 신호(1)를 수신한다. 본 예시의 목적을 위해, 방송 신호(1)는, 비디오, 오디오 및/또는 적어도 하나의 TV 채널에 대한 시스템 정보를 포함하는 DVB-T/H 서비스, 즉, DTV 전송 스트림을 나타내는 것으로 가정되며, 방송 신호(1)는, 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM)과 같은 적어도 하나의 다수-반송파 변조 방식을 이용하여 이러한 정보를 운반한다. 그러나, 본 발명의 개념은 그렇게 제한되지 않으며, OFDM-기반 신호를 처리하는 임의의 수신기에 적용 가능하다. 본 발명의 원리에 따라서, 수신기(15)는 채널 상태 정보의 함수(CSI)로서의 신호에 대한 위상 오차 보정을 수행하며, 상기 신호로부터 출력 신호(16)를 복구하여 출력 디바이스(20)에 인가하는데, 출력 디바이스(20)는, 점선의 형태로 나타난 것과 같은 디바이스(10)의 부분일 수도 있고 아닐 수도 있다. 본 예시의 상황에서, 출력 디바이스(20)는, 사용자가, 선택된 TV 프로그램을 시청하도록 하는 디스플레이이다.

이제 도 4를 참조하면, 수신기(15)의 예시적인 부분이 도시되어있다. 본 발명의 개념과 관련 있는 수신기(15)의 해당 부분만이 도시되어있다. 본 발명의 개념 이외에, 도 4에 도시된 요소들은 알려져 있으며 본 명세서에서 설명되지 않는다. 본 예시에서, 수신기(15)는 2K 모드에서 동작하는 것으로 가정된다. 8K 모드에서의 동작은 유사하며, 따라서, 본 명세서에서는 설명되지 않는다는 것을 주의해야 한다. 수신기(15)는 하향변환기(200), 고속 푸리에 변환(FFT) 요소(205), 스펙트럼 천이 요소(210), 위상 보정기(215) 그리고 채널 추정 및 등화기(CHE)(220)를 포함한다. 또한, 수신기(15)는 프로세서-기반 시스템이며, 도 4에 점선 상자의 형태로 도시된 프로세서(290)와 메모리(295)에 의해 나타난 것과 같은 하나 이상의 프로세서 및 결합된 메모리를 포함한다. 이러한 상황에서, 컴퓨터 프로그램, 또는 소프트웨어가 프로세서(290)에 의한 실행을 위해 메모리(295)에 저장된다. 프로세서(290)는 하나 이상의 저장된-프로그램 제어 프로세서를 나타내며, 이러한 프로세서는 수신기 기능 전용일 필요가 없고, 예컨대, 프로세서(290)는 수신기(15)의 다른 기능들을 또한 제어할 수도 있다. 예컨대, 만일 수신기(15)가, 더 큰 디바이스의 부분이라면, 프로세서(290)는 이러한 디바이스의 다른 기능들을 제어할 수도 있다. 메모리(295)는 임의의 저장 디바이스, 예컨대, 랜덤-액세스 메모리(RAM: random access memory), 판독-전용 메모리(ROM: read-only memory) 등을 나타내며; 수신기(15)의 내부 및/또는 외부에 있을 수도 있고; 필요에 따라서 휘발성 및/또는 비휘발성이다.

FFT 요소(205)는, 수신된 기저대역 신호(204)를 처리한다. 수신된 기저대역 신호(204)는 하향변환기(200)에 의해 제공되며, 하향변환기(200)는, 도 3의 방송 신호(1)와 결합된 선택된 RF 채널에 동조된 수신기(15)의 동조기(도시되어 있지 않음)의 한 부분이다. FFT 요소(205)는, 수신된 기저대역 신호(204)를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하며 스펙트럼 천이 요소(210)에 FFT 출력 신호(206)를 제공한다. FFT 출력 신호(206)는, 동상 및 직교 성분을 갖는 복소 신호를 나타낸다는 것을 주의해야 한다. 통상적으로, FFT 요소(205)는, 해당 기술 분야에 알려진 것과 같은 나비 계산을 수행하고, 재정렬된 출력 데이터(동작의 8k 모드에서의 2048 개의 복소 샘플)를 제공한다. 따라서, 스펙트럼 천이 요소(210)는 FFT 출력 신호(206)를 더 처리하여, FFT 출력 데이터를 재정렬, 또는 천이시킨다. 특히, 스펙트럼 천이 요소(210)는 하나의 OFDM 신호를 버퍼링하고, 상술된 DVB-T 표준을 따르도록 부반송파 위치들을 정돈하며, 또한 부반송파들을 [0, 2π]에서 [-π, +π]로 천이시켜서 스펙트럼 천이된 신호(211)를 제공한다. 본 발명의 원리에 따라서(아래에서 서 설명됨), 위상 보정기(215)는, 스펙트럼 천이된 신호(211)를 처리하여, 예컨대 CPE와 결합된, 임의의 위상 오프셋을 제거하고, 위상 보정된 신호(216)를 CHE 요소(220)에 제공한다. CHE 요소(220)는, (a)채널 상태 정보(CSI)를 결정하여 CSI 신호(222)를 제공하기 위해; 그리고 (b)임의의 송신 채널 왜곡을 보상하기 위해 상기 수신된 기저대역 신호를 등화하여 등화된 신호(221)를 제공하기 위해, 상기 위상 보정된 신호(216)를 처리한다. 해당 분야에 알려진 것과 같이, 디코딩(도 4에는 도시되어있지 않음)에서의 이용을 위한 비트 측정규준을 획득하기 위해 CSI 신호(222)가 이용될 수도 있다. 그러나, 본 발명의 원리에 따라서, CSI는 또한 위상 오차를 보정하기 위해 이용된다. 마지막으로, 등화된 신호(221)는, 예컨대 상기 등화된 신호(221)에서 운반되는 콘텐츠(오디오, 비디오 등)를 복구하기 위해, 수신기(15)에 의해 더 처리된다{예컨대, 도 3의 출력 신호(16) 참조}.

이제 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 원리에 따른 위상 보정기(215)의 예시적 실시예를 도시한다. 위상 보정기(215)는 CP 보정 요소(305), 미리-천이된 CP 위치 요소(310), 메모리(315), 복소 켤레 곱셈기(320), 누산기(325), 위상 계산 및 sin과 cos 계산기(330) 그리고 회전기(또는 곱셈기)(335)를 포함한다. 본 발명의 개념 이외에, 도 5에 도시된 요소들은 알려져 있으며 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 최초에, 본 발명의 개념은, 스펙트럼 천이 요소(210)가 이미 하나의 OFDM 심볼을 버퍼링한다는 사실을 이용한다는 것을 주의해야 한다. 특히, 그리고 도 5로부터 관측될 수 있는 것과 같이, 위상 보정기(215)는, 위상 오차를 추정하기 위해 FFT 출력 신호(206)를 이용하며, 스펙트럼 천이된 신호(211)를 상기 위상 오차에 대해 보정한다. 따라서, 본 발명의 이익은, 더 적은 메모리 - 그리고 더 적은 비용을 수신기가 요구하는 방식으로 본 발명이 구현될 수 있다는 것이다.

위상 오차를 보정하는 것을 고려하면, 그리고 바로 위에서 언급된 것과 같이, 위상 보정기(215)는, 스펙트럼 천이된 신호(211)의 위상을 보정한다. 특히, 스펙트럼 천이된 신호(211)는 위상 오차 추정 신호(331)와 함께 회전기(335)에 인가된다. 회전기(335)는, 스펙트럼 천이된 신호(211)를 위상 오차 추정 신호(331)에 따른 반대 방향으로 회전시킴으로써 위상 오차, 예컨대 CPE를 보정하여, 위상 보정된 신호(216)를 제공한다. 이상적으로, 위상 오차 추정 신호(331)는 실질적으로 모든 위상 오차를 보정하며, 즉, 모두는 아닐지라도 적어도 일부의 위상 오차가 회전기(335)를 통해 신호로부터 제거된다. 본 명세서에서 이용된 것과 같이, 위상 오차를 제거한다는 임의의 언급은, 위상 오차를 제거하지는 않더라도 적어도 위상 오차를 감소시킨다는 것을 의미한다.

위상 오차를 추정하는 것을 고려하면, 그리고 바로 위에서 언급된 것과 같이, 위상 오차를 추정하기 위해 위상 보정기(215)는 FFT 출력 신호(206)를 이용한다. 그러나, 앞서 언급된 것과 같이, 도 4의 FFT 요소(205)는, 해당 분야에 알려진 것과 같은 나비 계산을 수행하고, 재정렬된 출력 데이터(동작의 2k 모드에서의 2048 개의 복소 샘플)를 제공한다. 결과적으로, FFT 출력 신호(206)에 대하여 DVB-T에서 정의된 것과 같은 CP 위치의 임의의 이용은, 이러한 FFT 재정렬을 고려하도록 추가적으로 조정되어야 한다. 따라서, 미리-천이된 CP 위치 요소(310)는, 미리-천이된 CP 값들을 저장하며, 이러한 CP 값들은 도 16의 표 4에 나타나있다. 이는, DVB-T에서 정의된 것과 같은 CP들의 위치이지만, FFT 요소(205)에 의해 제공된 순서에 대한 것이라는 점에서, 이러한 CP 값들은 "미리-천이된다". 특히, 동작의 2k 모드에서의 FFT 요소(205)에 의해 나타난 것과 같은, FFT의 경우, 결합된 스펙트럼 천이 지수 표는 알려져있다. 동작의 2k 모드에 대한 예시적 스펙트럼 천이 지수 표가 도 6 내지 도 14 내의 표 1에 나타나있다. 예컨대, 1≤k≤2048인 샘플 지수인 k에 대해, 도 6은 FFT 요소(205)의 첫 240 개의 k 값에 대한 첫 240 개의 스펙트럼 천이 주파수 값을 나타낸다. 특히, k=1에서, 결합된 스펙트럼 천이 지수 값은 1024의 주파수 값을 가지며; k=16에서, 결합된 스펙트럼 천이 지수 값은 832의 주파수 값을 가지며 그리고 k=240에서, 결합된 스펙트럼 천이 지수 값은 884의 주파수 값을 가지며, 도 14에 나타난 k=2048에서의 1023의 스펙트럼 천이 주파수 값까지 이와 같다. 따라서, 표 1의 관점에서, DVB-T에서 정의된 것과 같은 CP 위치들을 FFT 출력 신호(206) 내의 CP 위치로 천이시키는 것이 가능하다. 이는 도 15 및 도 16의 표 2, 표 3 및 표 4에 도시되어있다.

도 15의 표 2는, 동작의 2k 모드에서의 DVB-T에서 현재 정의된 것과 같은 45 개의 CP의 부반송파 위치를 단순히 도시한다. 예컨대, 상술된 DVB-T 표준의 29페이지의 표 7을 참조하라. 따라서, 표 2에 나타난 것과 같이, 첫 CP는 0의 부반송파 값 등으로서 발생한다. 그러나, DVB-T에서, 2048 개의 부반송파가 존재할 지라도, 오직 1705 개의 부반송파가 실제로 활성화된다. 활성 부반송파에 앞서 172 개의 비활성 부반송파가 존재하며, 171 개의 비활성 부반송파가 활성 부반송파를 뒤따른다. 이는 도 15의 OFDM 심볼(81)에 의해 도시되어 있다(비율은 맞지 않음). 이러한 점에서, 위상 보정기(215)는 - 스펙트럼 천이된 신호(211)가 아니라 - FFT 출력 신호(206)로부터 위상 오차를 추정하므로, 2048 개의 부반송파 모두가 고려될 것이다. 그러므로, 표 2는 먼저 표 3으로 변환되어야 하며, 여기서 도 2의 값의 각각은 172 만큼 천이된다. 비활성 부반송파들이 고려되면, 점선(91)으로 도시된 것과 같이, 0에 위치한 활성 부반송파 CP는 실제로 부반송파 172에 대응한다. 도 3의 값으로부터, 그리고 도 6 내지 도 14의 표 1에 나타난 스펙트럼 천이 지수 값들을 가정하면, 이제 모든 CP의 미리-천이된 위치, 즉, 모든 CP의 FFT 출력 신호(206) 내의 위치를 계산하는 것이 가능하다. 이러한 계산의 결과는 45개의 CP에 대한 동작의 2k 모드에 대해 도 16의 표 4에 도시되어있다. 예컨대, 점선(92)에 의해 도시된 것과 같이, 부반송파 976에 위치한 CP는 샘플 번호 63(0부터 시작함)과 결합된다. 이는 k=1부터 시작하는 표 1로부터 검증될 수 있으며, 도 6으로부터 k=64는 부반송파 976과 결합된다는 것이 관측될 수 있다. 마찬가지로, 그리고 점선(93)에 의해 도시된 것과 같이, 부반송파 1141에 위치한 CP는 샘플 번호 744(다시, 0부터 시작함)이다(예컨대, 도 9의 표 1의 k=745 참조). 잠시 도 17을 참조하면, 표 2를 표 3으로 변환하기 위한 그리고 그 후 표 1에 따라서 표 3으로부터 표 4를 형성하기 위한 예시적 matlab 프로그램이 나타나있다. 결과적으로, 미리-천이된 CP 위치 요소(310) 는, 도 16의 표 4에 정의된 것과 같은 CP 위치들을 저장한다.

각각의 CP에 대해, 결합된 미리-천이된 CP의 대응하는 샘플 값들은 메모리(310)로부터 CP 보정 요소(305)로 제공된다. (각각의 CP는 주어진 진폭 및 위상을 갖는다는 것을 상기해야 한다.) CP 보정 요소(305)는, CSI 신호(222)를 통해 CHE(220)로부터 제공되는 CSI 정보에 따라서 각각의 CP 값, 즉, 위상 값을 수정, 즉 보정한다. 본 발명의 개념 이외에, CSI 정보는 해당 분야에 알려져 있으며 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 일반적으로 말하면, CSI 정보는, 송신 채널에 의해 영향을 받은 부반송파들의 각각의 신뢰도를 고려한다. 본 발명의 원리에 따라서, 채널 응답 정보를 고려하기 위해 미리-천이된 CP 값들을 보정함으로써, 채널 효과는 위상 오차 제거 처리 중에 제거될 수 있으며, 그리고, 결과적으로, 양호한 추정 성능을 얻는 것이 가능하다. CP 보정 요소(305)는, 결과적인 CSI-CP 시퀀스(306)를 저장을 위한 메모리(315)에 제공한다. 복소 켤레 곱셈기(320)는, {메모리(315)로부터의} 저장된 CSI-CP 시퀀스의 복수 켤레를 FFT 출력 신호(206)와 곱한다. 결과적인 곱은 각각의 OFDM 심볼에 대해 {누산기(325)를 통해} 평균된다. 위상 계산기 및 sin과 cos 계산기(330)는 위상 오차의 추정치를 추가적으로 계산하고 동상 및 직교 값들을 생성하여 위상 오차 추정 신호(331)를 제공하며, 오차 추정 신호(331)는 회전기(335)에 인가되어, 신호 내의 위상 오차를 보정한다. 도 5에 도시된 위상 오차 보정 요소는 (도 2의 종래 기술에 도시된 것과 같이 동일한 신호의 시간 천이된 샘플들 사이의 자기 상관 기법과 대비하여) CSI-CP 시퀀스를 FFT 출력 신호(206)와 상호 상관한다.

이제 도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 원리에 따라서 위상 오차 보정을 수행하기 위해 수신기에서 이용하기 위한 예시적 흐름도가 도시되어있다. 단계(405)에서, 수신기는, 수신된 방송 신호를 하향변환한다{예컨대, 도 3의 수신기(15)}. 단계(410)에서, 수신기는, 본 발명의 원리에 따라서, 하향변환된 신호 내의 위상 오차를 추정한다. 그리고, 단계(415)에서, 수신기는, 추정된 위상 오차에 대해 상기 하향변환된 신호를 보정한다.

도 18의 단계(410)는 도 19의 흐름도에 더 상세히 도시되어있다. 단계(505)에서, 수신기는, 미리-천이된 CP 위치들을 {예컨대, 도 5의 요소(310)에 의해 나타난 것과 같은 메모리로부터} 검색한다. 단계(510)에서, CSI-CP 시퀀스, 즉, 보정된 미리-천이된 CP 값들의 시퀀스를 제공하기 위해, 수신기는, 미리-천이된 CP들을 CSI를 이용하여 보정한다. 단계(515)에서, CSI-CP 시퀀스는 (하향변환된 신호를 나타내는) FFT 출력 신호와 상호-상관되며, 단계(515)의 결과는 단계(520)에서 위상 오차의 추정치를 결정하기 위해 이용된다.

상술된 것과 같이, 그리고 본 발명의 원리에 따라서, 수신기는, 예컨대, CPE의 결과로서의, 신호에 대한 채널 상태 정보(CSI)의 함수로서 위상 오차 보상을 수행한다. 이러한 점에서, 도 2의 종래의 CPE 제거 요소(115)에 비하여 적어도 두 개의 이점이 관측될 수 있다. 첫 번째로, 도 2에 비하여, OFDM 심볼에 대한 분리된 지연 버퍼(155)가 필요하지 않다. 따라서, 본 발명의 개념은, 특히 동작의 8k 모드의 경우, 메모리 요구사항을 중대하게 감소시킨다. 두 번째로, 도 2에 비하여, 요소(190)의 위상 누산기 기능이 필요하지 않다. 따라서, 본 발명의 개념은 위상 오 차 처리를 더 간소화한다. 그러나, 본 발명의 개념은 그렇게 제한되지 않으며, 당업자는 본 발명의 원리에 따라서, 이러한 이익을 고려하지 않으면서, 예컨대, OFDM 심볼 버퍼를 포함하여, 위상 오차 제거 요소를 구성할 수 있다. 또한, 본 발명의 개념은, CPE와 같은 오직 하나의 유형의 위상 오차만을 보정하는 것으로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 개념이 DTV-T 방송 신호의 상황에서 설명되었지만, 본 발명의 개념은 그렇게 제한되지 않으며, 소프트웨어 기반 무선통신(software defined radio) 수신기, DMB-T/H 수신기 등과 같은, OFDM 수신을 수행하는 다른 유형의 수신기에 적용 가능하다.

위의 내용을 고려하면, 전술한 내용은 오직 본 발명의 원리를 설명하며, 따라서, 당업자는, 본 명세서에는 명시적으로 기재되어있지 않을지라도, 본 발명의 원리를 구현하며 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 다수의 대안적인 장치를 안출할 수 있을 것이라는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 분리된 기능적 요소들의 상황에서 설명되었을지라도, 이러한 기능적 요소들을 하나 이상의 집적 회로(IC)로 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 분리된 요소들로 도시되어있을지라도, 그러한 요소들의 일부 또는 모두는, 예컨대, 도 18 내지 도 19 등에 도시된 하나 이상의 단계에 대응하는 결합된 소프트웨어를 실행하는, 저장된-프로그램-제어 프로세서, 예컨대, 디지털 신호 프로세서로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 원리는 다를 유형의 통신 시스템, 예컨대, 위성, Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 셀룰러 등에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 개념은 정지 또는 이동 수신기에도 적용할 수 있다. 그러므로, 예시적 실시예들에 다수의 수정이 이루어질 수도 있으며, 첨부된 청구항에 의 해 한정되는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 장치들이 안출될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 이용 가능하며, 더욱 특정하게, 무선 시스템, 예컨대, 지상파 방송, 셀룰러, Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 위성 등에 이용 가능하다.

Claims (20)

1. 수신기에서 이용하기 위한 방법에 있어서,

   신호를 수신하는 단계로서, 상기 신호는 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM) 신호를 나타내는, 수신 단계; 및

   위상 보정된 신호를 제공하기 위해, 채널 상태 정보(CSI)의 함수로서 신호에 대한 위상 오차 보정을 수행하는 단계를 포함하고,

   상기 위상 오차 보정을 수행하는 단계는,

   상기 CSI의 함수로서, 미리-천이된 연속적인 파일럿(CP)을 수정하여, 미리-천이된 CP-CSI 시퀀스를 제공하는, 미리-천이된 CP를 수정하는 단계;

   상기 신호를 나타내는 FFT 출력 데이터를 상기 미리-천이된 CP-CSI 시퀀스와 교차-상관시켜서, 교차-상관 결과를 제공하는, 교차-상관 단계;

   상기 교차-상관 결과로부터 위상 오차를 결정하는 단계; 및

   결정된 위상 오차에 따라서 신호의 위상을 보정하는 단계를 더 포함하고,

   상기 보정하는 단계는 결정된 위상 오차에 따라서 상기 신호를 회전시키는 단계를 포함하는,

   수신기에서 이용하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,

   수신된 무선 주파수 신호를 하향변환하여, 하향변환된 신호를 제공하는, 하향변환 단계;

   상기 하향변환된 신호에 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, FFT 출력 신호를 제공하는, 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계; 그리고

   상기 FFT 출력 신호를 스펙트럼 천이시켜서, 신호를 제공하는, 스펙트럼 천이 단계

   를 더 포함하는, 수신기에서 이용하기 위한 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 위상 오차는, 공통 위상 오차(common phase error)를 나타내는, 수신기에서 이용하기 위한 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 위상 보정된 신호를 처리하여, CSI 정보를 제공하는, 처리 단계

   를 더 포함하는, 수신기에서 이용하기 위한 방법.
5. 제1항에 있어서,

   CSI 정보가 생성되도록 하는 방식으로, 등화된(equalized) 신호를 제공하기 위해, 위상 보정된 신호를 등화시키는 단계

   를 더 포함하는, 수신기에서 이용하기 위한 방법.
6. 삭제
7. 장치에 있어서,

   다수의 샘플을 포함하는 FFT 출력 신호를 제공하기 위한 고속 푸리에 변환기(FFT);

   상기 FFT 출력 신호 내의 샘플들을 재정렬하여, 스펙트럼 천이된 신호를 제공하기 위한 스펙트럼 천이기; 및

   상기 FFT 출력 신호로부터 위상 오차를 추정하기 위하여, 그리고 추정된 위상 오차에 따라서 스펙트럼 천이된 신호의 위상을 보정하기 위하여 채널 상태 정보(CSI)에 응답하는, 위상 보정기를 포함하고,

   상기 위상 보정기는,

   FFT 출력 신호 내의 미리-천이된 연속적인 파일럿(CP)의 위치를 저장하기 위한 메모리;

   수정되고 미리-천이된 CP를 저장하기 위한 메모리로서, 상기 수정되고 미리-천이된 CP는, 미리-천이된 CP와 CSI로부터 도출되는, 수정되고 미리-천이된 CP를 저장하기 위한 메모리;

   상기 위상 오차의 추정에 이용하기 위한 교차 상관기로서, 상기 교차 상관기는, 상기 수정되고 미리-천이된 CP를 FFT 출력 신호와 교차 상관시키는, 교차 상관기; 및

   추정된 위상 오차에 따라서 스펙트럼 천이된 신호의 위상을 보정하기 위한 회전기를 포함하는, 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 위상 오차는 공통 위상 오차를 나타내는, 장치.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,

    위상 보정된 스펙트럼 천이된 신호를 등화시키고 CSI를 제공하기 위한, 등화기

    를 더 포함하는, 장치.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

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