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KR100795559B1 - 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 고주파왜곡 현상의 보상 장치 및 방법 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 고주파왜곡 현상의 보상 장치 및 방법 Download PDF

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KR100795559B1
KR100795559B1 KR1020050120870A KR20050120870A KR100795559B1 KR 100795559 B1 KR100795559 B1 KR 100795559B1 KR 1020050120870 A KR1020050120870 A KR 1020050120870A KR 20050120870 A KR20050120870 A KR 20050120870A KR 100795559 B1 KR100795559 B1 KR 100795559B1
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권헌국
이성준
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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)방식을 사용하는 무선 시스템중 송신 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 작용에 의한 송신 신호의 왜곡을 보상하기 위한 고주파 왜곡 현상의 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 송신 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 변환 방식에 의해 송신 신호에서 송신 신호 대역의 가장자리 주파수 신호가 송신 신호의 샘플 주파수에서 영점을 가지는 싱크 함수에 의해 주파수 영역에서 신호의 감쇄가 일어나는 신호 왜곡이 생기게 된다. 본 발명에서는 기저대역 신호 처리단에서의 디지털 신호가 주파수 영역의 신호이므로 주파수 영역에서 역 싱크 함수의 계수를 신호의 가중치로 곱하여 왜곡을 보상하며, 하나의 곱셈기와 역 싱크 함수의 계수를 저장하는 룩업 테이블만으로 디지털/아날로그 변환기의 왜곡을 보상할 수 있으므로 간단하고 효율적으로 고주파 왜곡 현상을 보상할 수 있다.
직교 주파수 분할 다중화, OFDM, 무선 시스템, 싱크 함수, 디지털/아날로그 변환기

Description

직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 고주파 왜곡 현상의 보상 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATION OF HIGH FREQUENCY DISTORTION BY DIGITAL TO ANALOG CONVERTER FOR ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYSTEM}
도 1은 종래의 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 송신 디지털 신호를 무선 신호로 변환하여 전송하는 송신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시한 디지털/아날로그 변환기에 의한 고주파 왜곡현상의 보상 장치의 입출력을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시한 역싱크 함수 계수 발생기의 내부 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시한 역싱크 함수 계수 발생기 내의 계수 생성 및 룩업 테이블의 정보를 자세히 도시한 도면이다.
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털/아날로그 변환기에 의한 송신 신호의 왜곡 현상을 보상하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이란, 다양한 변조 방식에 의해 변조된 디지털 데이터를 상호 직교하는 주파수에 실어 무선으로 전송함으로써 무선 상의 다중 경로에 의한 왜곡에 강건하고, 간단한 구조의 수신 장치로서 양방향 통신이 가능한 시스템이다. 특히 직교 주파수 분할 변조 방식의 시스템은 고속 퓨리어 변환기를 통해 디지털 데이터가 주파수 영역과 시간 영역에 모두 존재하므로 시간 영역과 주파수 영역 중 계산이 보다 효율적인 영역에서 기능 구현이 가능하다는 장점이 있다.
이러한 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 송신 시스템은 동위상(In-phase)신호와 직교위상(Quadrature-phase)신호를 각각 역 고속 퓨리어 변환하여 디지털/아날로그 변환기로 변환한 후 무선 신호로 송신하는 구조이다. 여기서 역 고속 퓨리어 변환기에 의해 시간 영역의 디지털 신호로 변환된 송신 신호는 그대로 디지털/아날로그로 변환하여 무선으로 전송할 수 있는데, 이 경우는 디지털 신호와 동일한 클록 주파수로 디지털/아날로그 변환을 하므로 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 작용에 의해 대역 내의 고주파 영역에서 신호의 왜곡 현상이 발생한다. 이를 피하기 위해 일반적으로는 시간 영역에서 디지털 필터를 통해 보상을 하거나 디지털 입력 신호의 샘플 주파수의 배수로 내삽(Interpolation) 과정을 수행하여 높은 샘플 율을 가지는 디지털 신호를 디지털/아날로그 변환함므로써 이러한 현상을 피하는 방법을 사용하고 있다.
이러한 종래의 방법을 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 의한 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 송신 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 의한 직교 주파수 분할 다중화 방식의 송신 시스템은 디지털 변조기(101), 역 퓨리어 변환기(102), 병렬/직렬 데이터 변환기(103), 윈도잉 또는 필터링부(104), 역 싱크 보상 필터(105), 디지털/아날로그 변환기(106)를 포함하는 디지털 신호 처리부(110), IQ 아날로그 변조기(107), RF 송신기(108), 안테나(109)를 포함하는 아날로그 신호 처리부(120)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 송신하고자 하는 송신 디지털 신호는 디지털 변조기(101)에 의해 규격에 명시된 M-PSK(M-Phase Shift Keying)이나 M-QAM(M-Quadrature Amplitude Modulation)등의 디지털 변조 방식에 의해 변조되어 동위상 신호(I 신호)와 직교위상 신호(Q 신호)로 출력된다.
상기 출력된 IQ 신호는 각각 역 퓨리어 변환기(102)에 의해 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환된다. 그리고, 변환된 신호는 병렬/직렬 데이터 변환기(103)에 의해 시간 영역의 신호로 재 변환되고 필요에 따라 윈도잉 또는 필터링부(104)를 사용하여 내삽과정이 수행된다. 이 과정은 많은 연산을 필요로 할 뿐만 아니라 높은 주파수의 클록을 필요로 하므로 전력 소모가 중요한 휴대 단말 장치에는 사용하기 어렵다.
따라서 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 휴대 단말 장치의 송신 장치에는 디지털 필터(104)가 흔히 생략된다. 그러므로 디지털/아날로그 변환기(106)에 입력되는 디지털 신호는 병렬/직렬 데이터 변환기(103)의 출력과 동일한 샘플율을 가지므로 신호의 샘플율에 해당하는 주파수에 Null을 가지는 싱크 함수가 주파수 영역에서 왜곡을 만들게 된다.
디지털/아날로그 변환기(106)에 의한 왜곡을 보상하기 위해 입력 신호는 역 싱크 보상 필터(105)에 의해 시간 영역에서 디지털 필터로서 보상한다. 그러나 이러한 방법도 필터를 구성하기 위해 많은 연산량을 필요로 하므로 휴대 단말 장치에 사용하는 것은 어려움이 있다.
그리고 나서, 상기 디지털/아날로그 변환기(106)의 출력된 IQ 신호는 IQ 아날로그 변조기(107)에 의해 중간 주파수(Intermediate Frequency)의 신호로 변환되고, 상기 변환된 IF 신호는 RF 송신기(108)에 의해 RF 신호로 변환되어 안테나(109)로 송신되고, 안테나(109)를 통해 무선으로 방사된다.
앞서 언급한 바와 같이, 종래의 시간 영역에서의 보상 방법은 일반적인 디지털 통신이나 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA)의 통신에서 주파수 영역의 데이터를 얻기 어려우므로 시간 영역에서 필터링 기법으로 보상을 하게 되는데 비교적 많은 연산량을 필요로 한다. 또한, 내삽을 통한 방법은 디지털/아날로그 변환기의 샘플 주파수를 높임으로써 높은 주파수에서 싱크 함수의 영점이 생기도록 하여 상대적으로 송신하고자 하는 원 신호의 대역에서 감쇄가 작게 일어나도록 하는 방법으로 내삽 과정 시에 디지털 필터가 삽입되어 연산량이 많아지고 상대적으로 높은 주파수에서 동작하는 디지털/아날로그 변환기를 사용하여야 한다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직교 주파수 분할 다중화 방식의 송신 시스템이 역 고속 퓨리어 변환기를 통과하기 이전에 주파수 영역의 데이터를 처리하므로 주파수 영역에서 디지털/아날로그 변환기의 왜곡 특성을 보상하여 간단하게 효율적인 보상이 가능하도록 하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 고주파 왜곡 현상의 보상 장치는,
직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치로서,
상기 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환하는 디지털 변조기;
상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력하는 역 싱크 함수 계수 발생기;
상기 역 싱크 함수 계수 발생기에서 출력되는 보정 신호를 상기 디지털 변조기의 출력값에 곱하여 출력하는 싱크 함수 보상기를 포함한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 고주파 왜곡 현상의 보상 장치는,
직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치로서,
상기 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환하는 디지털 변조기;
상기 디지털 변조기에서 출력되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력하는 직렬/병렬 데이터 변환기;
상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력하는 역 싱크 함수 계수 발생기;
상기 역 싱크 함수 계수 발생기에서 출력되는 보정 신호를 상기 직렬/병렬 데이터 변환기의 출력값에 곱하여 출력하는 싱크 함수 보상기를 포함한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 고주파 왜곡 현상의 보상 방법은,
직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 변환기, 역고속 퓨리에 변환기를 이용하여 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법으로서,
상기 디지털 변조기를 통과한 IQ 신호의 샘플 주파수와 상기 역 퓨리어 변환기에서 DC성분의 신호와 널(Null)성분의 신호를 제외한 송신 데이터의 수를 고려한 역 싱크 함수의 계수를 생성하는 단계;
상기 생성된 역싱크 함수의 계수를 상기 디지털 변조기를 통과한 신호와 곱하여 왜곡을 보정하는 단계를 포함한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 고주파 왜곡 현상의 보상 방법은,
직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 변환기, 역고속 퓨리에 변환기를 이용하여 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법으로서,
상기 디지털 변조기를 통과한 IQ 신호의 샘플 주파수와 상기 역 퓨리어 변환기에서 DC성분의 신호와 널(Null)성분의 신호를 제외한 송신 데이터의 수를 고려한 역 싱크 함수의 계수를 생성하는 단계;
상기 단계에서 생성된 역싱크 함수의 계수를 상기 디지털 변조기를 통과한 신호를 병렬 데이터로 변환하고, 복수개의 곱셈기로 곱하여 왜곡을 보정하는 단계 를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치의 구성도로서, 주파수에서 디지털/아날로그 변환기의 왜곡을 병렬 처리로 보상하는 장치를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치는, 디지털 변조기(201), 직렬/병렬 데이터 변환기(202), 싱크함수 보상기(204), 역싱크함수 계수 발생기(203), 역고속 퓨리에 변환기(205) 및 병렬/직렬 데이터 변환기(206)를 포함한다.
디지털 변조기(201)는 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환한다. 직렬/병렬 데이터 변환기(202)는 디지털 변조기(201)에서 출력되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 역 싱크 함수 계수 발생기(203)는 상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력한다. 싱크 함수 보상기(204)는 상기 역 싱크 함수 계수 발생기(203)에서 출력되는 보정 신호를 상기 직렬/병렬 데이터 변환기의 출력값에 곱하여 출력한다. 역고속 퓨리에 변환기(205)는 싱크 함수 보상기의 출력을 역고속 퓨리에 변환하여 출력한다. 병렬/직렬 데이터 변환기(206)는 상기 역고속 퓨리에 변환기의 출력을 시간 영역의 신호로 변환하여 상기 디지털/아날로그 변환기로 출력한다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치의 동작은 다음과 같다.
먼저, 디지털 변조기(201)을 통과하여 IQ 신호로 변조된 신호는 직렬/병렬 데이터 변환기(202)를 통해 출력된다.
또한, 역싱크함수 계수 발생기는 상기 디지털/아날로그 변환기(106)로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 이용하여 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력한다.
그러면, 싱크함수 보상기(204)는 복수의 곱셈기(211~216)를 이용하여 상기 역 싱크 함수 계수 발생기(203)에서 출력되는 보정 신호를 상기 직렬/병렬 데이터 변환기(202)의 출력값에 곱하여 출력한다.
그리고 이러한 보상이 이루어진 병렬 데이터는 고속 퓨리어 변환기(205)에 입력된다. 이때, 역 고속 퓨리어 변환기(205)의 입력 신호는 주파수 영역의 신호 이므로 디지털/아날로그 변환기에 의한 싱크 함수 왜곡 현상이 주파수 영역에서 보상되어 입력되는 것이다.
이러한 보상 방법은 각 주파수 영역에 해당하는 역 고속 퓨리어 변환기(205)의 입력 신호에 역 싱크 함수 계수 발생기(203)에서 발생된 역 싱크 함수 값을 가중치로 곱함으로써 왜곡의 보상이 가능하다.
그런데 이러한 보상 방법은 병렬의 주파수 영역 데이터의 복수의 곱셈기(211~216)을 이용하여 각각에 계수를 곱해야 하므로 많은 연산량을 필요로 한다. 이러한 연산량을 줄인 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하나의 곱셈기와 룩업 테이블에 의한 보다 효율적인 왜곡 보상 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치는, 디지털 변조기(301), 직렬/병렬 데이터 변환기(304), 싱크함수 보상기(303), 역싱크함수 계수 발생기(302), 역고속 퓨리에 변환기(305) 및 병렬/직렬 데이터 변환기(306)를 포함한다.
디지털 변조기(301)는 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환한다.
역 싱크 함수 계수 발생기(302)는 상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력한다. 싱크 함수 보상기(303)는 상기 역 싱크 함수 계수 발생기(203)에서 출력되 는 보정 신호를 디지털 변조기(301)의 출력값에 곱하여 출력하며, 하나의 곱셈기로 이루어진다. 직렬/병렬 데이터 변환기(304)는 싱크함수 보상기(303)에서 출력되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 역고속 퓨리에 변환기(205)는 직렬/병렬 데이터 변환기(304)의 출력을 역고속 퓨리에 변환하여 출력한다. 병렬/직렬 데이터 변환기(306)는 상기 역고속 퓨리에 변환기의 출력을 시간 영역의 신호로 변환하여 외부의 디지털/아날로그 변환기로 출력한다.
이러한 구성을 가진 제2 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 시스템의 고주파 왜곡 현상의 보상 장치의 동작 제1 실시예와 유사하며, 하나의 곱셈기를 사용하는 구성이 다르며, 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 디지털/아날로그 변환기(106)에 의한 싱크 함수 왜곡 현상을 보상하기 위해 디지털 변조기(301)을 통과한 IQ 신호는 하나의 곱셈기로 구성된 싱크 함수 보상기(303)에서 역 싱크 함수 계수 발생기(302)에서 발생된 역 싱크 함수 계수 값과 곱한다.
상기 싱크 함수 보상기(303)에 의해 직렬 주파수 영역의 데이터에 보상 계수가 곱해진 IQ 데이터는 직렬/병렬 데이터 변환기(304)를 통과하여 역 고속 퓨리어 변환기(305)를 통해 시간 영역의 데이터로 변환하고, 상기 병렬의 시간 영역 데이터를 병렬/직렬 데이터 변환기(306)을 통해 직렬 시간 영역 데이터로 변환하여 디지털/아날로그 변환기로 송신하게 된다.
이러한 방법은 디지털/아날로그 변환기의 왜곡 현상을 보상하기 위해 기존의 시간 영역에서 디지털 필터를 사용하는 방법에 비해 구조적으로 하나의 곱셈기와 역 싱크 함수 계수를 발생시킬 수 있는 하나의 룩업 테이블로 구현이 가능하므로 보다 간단하게 효율적인 왜곡 보상 장치를 구성할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시한 디지털/아날로그 변환기에 의한 왜곡을 보상하는 장치의 입출력을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4a에 도시되어 있듯이, 디지털/아날로그 변환기의 왜곡 현상을 보상하지 않은 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템의 경우에 송신 신호의 스팩트럼은 송신 하고자 하는 신호의 중심 주파수,
Figure 112005072205128-pat00001
에 존재하고, 송신 신호의 데이터율,
Figure 112005072205128-pat00002
의 정수배에 해당하는 [수학식 1]의 중심 주파수에 송신 신호와 동일한 스팩트럼이 존재하게 된다.
Figure 112007037054011-pat00003
, n은 정수
수학식 1의 중심 주파수에 송신 주파수와 동일한 스팩트럼이 위치하며, 여기에 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 작용에 의해 송신 신호의 데이터율
Figure 112005072205128-pat00004
에 영점이 존재하는 수학식 2와 같은 전달 함수, H(f) 가 곱해져 출력 신호에 왜곡을 일으키게 된다.
Figure 112007037054011-pat00005
도 4a에 상기 수학식 2의 전달 함수인 싱크 함수의 특성이 주파수 영역에서 도시되어 있다. 따라서 디지털/아날로그 변환기의 왜곡이 보상되지 않은 송신 신호의 스펙트럼은 수학식 3과 같이 표현되고, 이의 스펙트럼 형상은 도 4a의 빗금친 영역으로 높은 주파수 영역에서 신호가 왜곡되어 있음을 알 수 있다.
Figure 112007037054011-pat00006
도 4b는 상기 [수학식 2]의 싱크 함수에 의해 왜곡된 도 4a의 스펙트럼을 보상하기 위해 수학식 4와 같은 역 싱크 함수를 사용하여 보상하는 과정을 나타낸 것이다.
Figure 112007037054011-pat00007
도 4b에 도시되어 있듯이, 송신하고자 하는 대역 제한 신호는 수학식 4의 역 싱크 함수가 곱해지므로 디지털/아날로그 변환기에 의해 고주파 성분의 신호가 감쇄되는 왜곡을 보상하여 고주파 성분의 신호를 상대적으로 크게 하여 송신하게 된다.
도 5는 도 3에 도시한 역 싱크 함수 계수 발생기의 내부 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시되어 있듯이, 역 싱크 함수 계수 발생기(302)는 하나의 룩업 테 이블로 구성되고 룩업 테이블은 하나의 OFDM 심볼에 해당하는 역 싱크 함수의 값이 포함된다. 따라서 역 싱크 함수 계수 발생기(302)는 OFDM 심볼 동기 신호와 동기되어 룩업 테이블의 역 싱크 함수 값을 출력하게 된다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시한 역 싱크 함수 계수 발생기(302) 내의 계수 생성 및 룩업 테이블의 데이터를 일련의 예를 통하여 자세히 도시한 도면이다. 즉, 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템의 주파수 대역폭이 10MHz 이고, 송신 데이터의 데이터율이 10MHz이며, OFDM의 단일 주파수의 수가 864개이고 고속 퓨리어 변환기가 1024포인트인 경우에 도 6(a)는 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 작용에 의해 스팩트럼의 크기가 중심 주파수에 비해 가장 고주파 신호가 0.18이 되며, 도 6(b)와 같이 15dB 만큼의 감쇄가 일어남을 알 수 있다.
이를 보상하기 위하여 도 6(c)에 도시한 바와 같이 송신 신호의 스팩트럼에서 중심 주파수의 신호에 비해 가장 먼 곳의 주파수 신호는 5.62배만큼 증폭하여 송신하여야 하고, 이는 도 6(d)와 같이 15dB 만큼의 차이가 나게 된다.
따라서 도 5의 역 싱크 함수 발생기(3020의 룩업 테이블에는 도 6(c)의 데이터가 전송하고자 하는 OFDM 신호의 단일 주파수 수에 따라 저장된다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 주파수 왜곡을 보상하기 위해 역 싱크 함수 발생기를 구성하는 하나의 룩업 테이블과 싱크 함수 보상기를 구성하는 하나의 곱셈기로 비교적 간단히 보상 장치를 구성할 수 있다.
도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서는 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 디지털/아날로그 변환기의 주파수 왜곡을 보상하기 위해 역 싱크 함수 발생기를 구성하는 하나의 룩업 테이블과 하나의 곱셈기로 간단히 고주파 왜곡 현상을 보상할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 시스템에서 시스템의 동작 주파수를 전송하고자 하는 데이터의 샘플 주파수와 동일하게 함으로써 낮은 시스템 동작 주파수를 사용하여 전력 효율을 높일 수 있다.
그리고 디지털 필터 등과 같은 복잡한 회로 구성을 피할 수 있으므로 구조가 간단하고 효율적인 무선 시스템을 구성하도록 할 수 있다.

Claims (12)

  1. 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치로서,
    상기 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환하는 디지털 변조기;
    상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력하는 역 싱크 함수 계수 발생기;
    상기 역 싱크 함수 계수 발생기에서 출력되는 보정 신호를 상기 디지털 변조기의 출력값에 곱하여 출력하는 싱크 함수 보상기를 포함하고,
    상기 역 싱크 함수 계수 발생기는,
    상기 심볼 동기 신호에 동기되고, 상기 심볼에 대응하는 역 싱크 함수의 정보를 저장하는 룩업 테이블을 포함하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 싱크 함수 보상기는,
    상기 역 싱크 함수 계수 발생기에서 발생된 보정 계수 값과 상기 디지털 변조기의 출력신호의 주파수 영역의 하나의 심볼에 해당하는 송신 데이터와 곱하는 하나의 곱셈기를 포함하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치.
  4. 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치로서,
    상기 디지털 신호를 입력받아 동위상 신호 및 직교위상신호로 변환하는 디지털 변조기;
    상기 디지털/아날로그 변환기로 입력되는 고주파 신호 성분의 신호 감쇄에 의한 왜곡 성분의 역싱크 함수를 저장하며, 상기 심볼 동기 신호의 입력에 대응하는 상기 역싱크 함수의 출력값을 보정신호로 출력하는 역 싱크 함수 계수 발생기;
    상기 역 싱크 함수 계수 발생기에서 출력되는 보정 신호를 상기 디지털 변조기의 출력값에 곱하여 출력하는 싱크 함수 보상기를 포함하고,
    상기 역싱크 함수 계수 발생기에 저장된 함수는 다음식과 같은 것을 특징으로 하는 고주파 왜곡 현상의 보상 장치.
    Figure 112007037054011-pat00008
    여기서, 송신 스펙트럼의 하모닉 중심 주파수는
    Figure 112007037054011-pat00009
    , n은 정수
    f _{s}는 디지털/아날로그 변환기의 샘플/홀드 작용에 의해 송신 신호의 데이터율
    전달 함수
    Figure 112007037054011-pat00010
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 변환기, 역고속 퓨리에 변환기를 이용하여 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법으로서,
    상기 디지털 변조기를 통과한 IQ 신호의 샘플 주파수와 상기 역 퓨리어 변환기에서 DC성분의 신호와 널(Null)성분의 신호를 제외한 송신 데이터의 수를 고려한 역 싱크 함수의 계수를 생성하는 단계;
    상기 생성된 역싱크 함수의 계수를 상기 디지털 변조기를 통과한 신호와 곱하여 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 왜곡이 보정된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력하는 단계;
    상기 주파수 영역의 신호를 역고속 퓨리에 변환하여 출력하는 단계;
    상기 역고속 퓨리에 변환된 출력을 시간 영역의 신호로 변환하여 상기 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 단계를 더 포함하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 생성된 역싱크 함수의 계수를 상기 디지털 변조기를 통과한 신호와 곱하여 왜곡을 보정하는 단계에서 하나의 곱셈기를 이용하는 것을 특징으로 하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법.
  12. 직교 주파수 분할 다중화 송신 시스템에서 외부의 모뎀의 디지털 신호 및 심볼 동기 신호를 입력받아 디지털 변환기, 역고속 퓨리에 변환기를 이용하여 디지털 신호처리하고 디지털/아날로그 변환기로 출력하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법으로서,
    상기 디지털 변조기를 통과한 IQ 신호의 샘플 주파수와 상기 역 퓨리어 변환기에서 DC성분의 신호와 널(Null)성분의 신호를 제외한 송신 데이터의 수를 고려한 역 싱크 함수의 계수를 생성하는 단계;
    상기 단계에서 생성된 역싱크 함수의 계수를 상기 디지털 변조기를 통과한 신호를 병렬 데이터로 변환하고, 복수개의 곱셈기로 곱하여 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 고주파 왜곡 현상의 보상 방법.
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