KR100279618B1 - High-Definition Timing Restorer and Synchronizer Using the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ATSC 규격의 고선명 티브이(HDTV) 또는 그와 같은 규격으로 정의된 디지탈 티브이에서의 동기화 기술에 관한 것으로, 입력되는 복합신호를 수신측에 부합되게 필터링하는 부합필터와; 상기 부합필터에서 출력되는 복합신호를 입력받아 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 제1샘플러와; 상기 제1샘플러의 출력을 제한하여 후술할 곱셈기측으로 공급하기 위한 리미터와; 상기 부합필터에서 출력되는 복합신호를 입력받아 미분하는 미분기와; 상기 미분기의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 제2샘플러와; 상기 제1,2샘플러의 출력신호를 입력받아 곱셈처리하는 곱셈기와; 상기 곱셈기의 출력신호를 입력받아 누적하는 누적기와; 상기 누적기의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 제1,2샘플러에 샘플링 클럭을 공급하는 전압 조정형 발진기로 구성한 것이다.The present invention relates to a high-definition TV (HDTV) of the ATSC standard or a synchronization technology in a digital TV defined in such a standard, comprising: a matched filter for filtering an input composite signal according to a receiver; A first sampler configured to receive a complex signal output from the matched filter and sample the sampled signal according to a sampling clock; A limiter for limiting the output of the first sampler and supplying it to a multiplier side, which will be described later; A differentiator for differentiating a complex signal output from the matched filter; A second sampler sampling the output signal of the differentiator according to a sampling clock; A multiplier configured to receive the output signals of the first and second samplers and multiply them; An accumulator for receiving and accumulating the output signal of the multiplier; A voltage adjustable oscillator configured to receive an output signal of the accumulator and track a timing such that the cumulative value becomes 0 and supply a sampling clock to the first and second samplers.

Description

고선명티브이의 타이밍 복원기 및 이를 이용한 동기화장치High-Definition Timing Restorer and Synchronizer Using the Same

본 발명은 ATSC 규격의 고선명 티브이(HDTV) 또는 그와 같은 규격으로 정의된 디지탈 티브이에서의 동기화 기술에 관한 것으로, 특히 최대 가능성 추정기를 이용하여 심볼 타이밍 복원 동작을 동기신호 검출 동작과 동시에 실시하도록한 최대 가능성 추정기를 이용한 고선명티브이의 타이밍 복원기 및 이를 이용한 동기화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization technology in a high definition TV (HDTV) of the ATSC standard or a digital TV defined in such a standard. In particular, a symbol timing recovery operation is performed simultaneously with a synchronization signal detection operation using a maximum likelihood estimator. The present invention relates to a high-definition timing recovery device using a maximum likelihood estimator and a synchronization device using the same.

디지탈 통신기기에 있어서 복조기의 출력은 심볼율(symbol rate)에 맞춰 정확한 타이밍 tm=mT+τ에서 주기적으로 샘플링되어서 값이 읽혀져야 한다.In a digital communication device, the output of the demodulator must be periodically sampled at the correct timing t m = mT + τ at the symbol rate and the value read.

여기서, T는 심볼 간격을, τ는 송신기로부터 수신기까지의 전달과정에서 생기는 지연시간을 나타낸다. 이러한 주기적인 샘플링을 실시하기 위해서는 수신기에 클럭신호가 요구되며, 수신기에서 그러한 클럭신호를 추출해내는 과정을 심볼 타이밍 복원(Symbol Timing Recovery)이라고 한다.Here, T denotes a symbol interval, and τ denotes a delay time occurring during the transmission from the transmitter to the receiver. In order to perform such periodic sampling, a clock signal is required at the receiver, and a process of extracting such a clock signal from the receiver is called symbol timing recovery.

HDTV에 관련하여 본 발명에서는 심볼 타이밍 복원과 아울러 데이터 열(stream)중에 주기적으로 입력되는 세그먼트 동기신호를 검출하는 동기 검출부를 포함해서 동기화 시스템을 규정한다.In relation to HDTV, the present invention defines a synchronization system including a synchronization detection unit that detects a segment synchronization signal periodically input into a data stream as well as symbol timing recovery.

타이밍 복원은 여러 가지 방법으로 수행될 수 있다. 가장 먼저 생각할 수 있는 것은 송신기에서 사용한 클럭을 정보신호와 함께 송신하는 것이다. 이때는 타이밍 복원이 쉽다. 그러나, 그런 시스템에서는 클럭을 송신하기 위한 추가적인 주파수 대역이 필요하며, 더 많은 전력을 필요로 한다.Timing recovery can be performed in a number of ways. The first thing to think about is to send the clock used by the transmitter with the information signal. At this time, timing recovery is easy. However, such a system requires an additional frequency band to transmit the clock and requires more power.

잔류측파대 전송방식의 고선명티브이(VSB HDTV) 또는 그와 동일한 전송 규격을 사용하는 디지탈 TV에서는 부가적인 클럭 송신이 없으며, 따라서 수신된 신호로부터 클럭신호를 추출하는 자력 동기화(Self-synchronization)방법을 사용한다.There is no additional clock transmission in digital TV using VBB HDTV or the same transmission standard as the residual sideband transmission method. Therefore, a self-synchronization method of extracting a clock signal from a received signal is employed. use.

도 1a, 1b를 참조하여 VSB HDTV에서의 간략화된 송수신 블록과 신호의 형태를 설명하고 거기서 신호의 샘플링이 어느 포인트에서 이루어져야 하는지 설명한다. 참고로 이 도면에 나타낸 심볼 타이밍 복원기(17)의 연결은 HDTV에서 적용하지 않는 가상적인 그림이다.1A and 1B, a simplified transmission / reception block and shape of a signal in a VSB HDTV will be described, and at which point sampling of a signal should be made. For reference, the connection of the symbol timing recoverer 17 shown in this figure is a virtual picture not applied to the HDTV.

도 1a,1b에서, MPEG2로 압축된 영상 데이터와 AC3로 압축된 음성 데이터 비트 스트림(Bit Stream)이 혼합된 후 3비트씩 묶여져 이루어진 심볼 이 임펄스 변조기(11)에 입력되어 그 심볼값에 해당하는 크기의 펄스신호로 바뀌어서 심볼주기(T)로 출력된다. 그 출력은 도 1c와 같은 충격응답(Impulse Response) 특성을 갖는 송신필터(12)에 입력된다.In Figs. 1A and 1B, a symbol composed of MPEG-2 compressed video data and AC3 compressed audio data bit stream and then grouped by 3 bits is input to the impulse modulator 11 to correspond to the symbol value. It is converted into a pulse signal of magnitude and outputted in the symbol period T. The output is input to a transmission filter 12 having an impulse response characteristic as shown in FIG. 1C.

상기 송신필터(12)의 충격응답 h(t)는 '평방근을 취한 얹힌 코사인'(Squre-root Raised Cosine) 함수이다. 이것을 주파수 영역으로 변환한 것이 도 1d이며, 여기서 실선으로 표시한 것 중 α≠0의 경우이다. 도 1d에서 점선으로 표기된 부분은 후에 잔류 측파대(VSB) 변조기(13)를 거치게 하면 하측파대 주파수 성분이 제거되는 것을 보이기 위한 부분이다. 얹힌 코사인(Raised Cosine)이란 용어는 도 1d에서 좌,우 바깥 부분이 코사인 함수의 일부를 잘라서 얹어 놓은 형태를 이루고 있기 때문에 붙여진 이름이다.The impact response h (t) of the transmission filter 12 is a function of 'Squre-root Raised Cosine'. It is FIG. 1D which converted this to the frequency domain, and it is a case where (alpha) ≠ 0 among what was shown with the solid line here. In FIG. 1D, a portion indicated by a dotted line is a portion to show that the lower sideband frequency component is removed when the residual sideband (VSB) modulator 13 is later passed through. Raised Cosine (Raised Cosine) is the name given in Figure 1d because the left and right outer part is formed by cutting a part of the cosine function.

그리고, 얹힌 코사인 함수에 평방근(Square-root)을 취한 이유는 후술하겠지만 가산성 백색잡음(AWGN) 채널에서 최적의 수신 효과를 얻기 위해 부합필터(Matched Filter)로 설계된 수신필터(15)가 송신필터(12)와 똑같은 특성을 가져하기 때문이다.The reason why the square root is applied to the cosine function is as described later, but the reception filter 15 designed as a matched filter is a transmission filter to obtain an optimal reception effect in an additive white noise (AWGN) channel. This is because it has the same characteristics as (12).

채널 특성은 송수신시 필터를 묶은 형태로 볼 수 있으며 그때 두 함수를 곱하면 평방근이 제거되고 전체적인 필터 특성이 얹힌 코사인 함수가 된다. 얹힌 코사인 함수로 표현되는 채널은 인접 심볼 간섭(ISI: Inter Symbol Interference)을 배제하기 위한 나이퀴스트 조건(Nyquist Criterion : [참고문헌1] P188)을 만족하게 된다.The channel characteristics can be seen as a bundle of filters when transmitting and receiving. Multiplying these two functions removes the square root and becomes a cosine function with the overall filter characteristics. The channel represented by the cosine function placed on the channel satisfies the Nyquist Criterion (Ref. 1) P188 to exclude adjacent symbol interference (ISI).

[참고문헌1]을 기반으로 상기 송신필터(12)의 충격응답 h(t)와 수신필터(15)의 충격응답 f(t), 그리고 두 충격응답을 묶은 얹힌 코사인 함수 p(t)를 수식으로 표현하면 다음과 같다.Based on [Ref. 1], the shock response h (t) of the transmission filter 12, the shock response f (t) of the reception filter 15, and the cosine function p (t) on which the two shock responses are bound are formulated. Expressed as

윗식을 퓨리에 변환(Fourier Transform)한 주파수 영역의 함수는 다음과 같이 표현된다.The function of the frequency domain with Fourier transform of the above equation is expressed as

앞에서 설명한 바와 같이 h(t)와 f(t)를 동일하게 설계하면 윗식은 다음과 같이 되어 평방근 취한 얹힌 코사인 함수가 된다.As mentioned earlier, if h (t) and f (t) are designed identically, the above expression becomes the squared cosine function of square root.

상기의 식에서 α를 감쇄 지수(roll-off factor)라고 부르며, 이는 0에서 1 사이의 값을 갖는다. 도 1d에서 볼 수 있듯이 만약 그 값이 0이면 이상적인 저역필터로서 주파수 영역에서 H(jω)가 구형(rectangular shape)이 되어 점유하는 주파수 대역이 최소화 되지만, 시간 영역의 함수 h(t)에서 T주기로 나타나는 널(Null) 지점들의 중간값들이 오랜 심볼 구간동안 남아 있게 되어 비 이상적인 채널(AWGN 혹은 고스트 채널)에서 인접 심볼간 간섭 요인이 된다.In the above formula, α is called a roll-off factor, which has a value between 0 and 1. As shown in FIG. 1D, if the value is 0, the ideal low pass filter is H (jω) in the frequency domain and becomes a rectangular shape, thereby minimizing the occupied frequency band, but in the time domain function h (t) as the T period. Intermediate values of the appearing null points remain for long symbol periods, causing interference between adjacent symbols in non-ideal channels (AWGN or ghost channels).

α값이 커지면 h(t)에서 바깥쪽으로 갈수록 값이 Null 사이의 값들이 줄어드는 잇점이 있으나 주파수 영역에서 보면 얹힌 코사인 영역이 바깥쪽으로 더욱 늘어져 초과 주파수 대역(Excess)이 늘어나게 되며, 결국 전체적인 주파수 대역이 넓어지게 된다. α값이 0에서 1로 변함에 따라 초과 주파수 대역은 0%에서 100%로 변한다. VSB HDTV규격에서는 주파수 대역이 11.5%로 정의되어 있다.If the value of α increases, the value between Null decreases as the value goes from h (t) to the outside, but in the frequency domain, the cosine region placed on the outside increases more and the excess frequency band increases. It becomes wider. As the value of a changes from 0 to 1, the excess frequency band changes from 0% to 100%. In the VSB HDTV standard, the frequency band is defined as 11.5%.

도 1d에서 주파수 대역값 0.31MHz가 초과주파수 대역에 해당하며 한 개의 방송국이 할당받는 주파수 대역은 초과 주파수 대역을 합한 6MHz가 된다. 양쪽의 초과대역 0.3MHz씩 빼고 남는 5.38MHz가 신호의 주파수 대역폭이 되고 그것을 두배한 주파수 10.76MHz가 심볼의 주파수(1/T) 즉, 심볼이 실리는 주파수가 된다. 이렇게 주파수 대역폭의 두배로 심볼을 싣는 것을 나이퀴스트율 전송(Nyquist Rate Transmmi -ssion)이라고 한다.In FIG. 1D, a frequency band value of 0.31 MHz corresponds to an excess frequency band, and a frequency band allocated to one broadcasting station is 6 MHz, which includes the excess frequency band. The remaining 5.38 MHz, subtracted by 0.3 MHz of the excess bands on both sides, becomes the frequency bandwidth of the signal, and the frequency 10.76 MHz, which is doubled, becomes the frequency of the symbol (1 / T), that is, the frequency on which the symbol is carried. Loading symbols at twice the frequency bandwidth is called Nyquist Rate Transmmi-ssion.

한가지 언급되어야 할 사실은 도 1c에 나타낸 h(t)는 시간비실현(Non-causal)로 되어 있다는 것이다. 즉, 음(-)의 시간에 값이 전개되어 있다는 것이다. 이것을 시간현실적(Causal)으로 만들기 위해서는 도 1e의 예시도에서 5T만큼을 우측으로 이동시켜야 한다.One thing to be mentioned is that h (t) shown in FIG. 1C is non-causal. In other words, the value is developed at a negative time. To make this causal, we have to move 5T to the right in the example of FIG. 1E.

상기 송신필터(12)는 상기에서 설명한 바와 같이 설계되어 있고, 이것을 거쳐 나온 심볼들의 파형은 도 1e와 같은데, 이를 설명하면 다음과 같다.The transmission filter 12 is designed as described above, and the waveforms of the symbols passing through the transmission filter 12 are as shown in FIG. 1E.

데이터 전송의 가장 기본적인 시작은 한 개의 심볼을 한 심볼 주기(T)내에 보내는 것이다. 그러나, 이와 같이 하는 경우 데이터 전송을 위해 소요되는 주파수 대역폭이 커지게 되는데, 왜냐하면, 시간 영역에서 좁은 펄스가 주파수 영역에서는 넓은 대역을 차지하기 때문이다. 그래서 전송 효율과 효과적인 대역 제한을 위해 한 개의 심볼을 여러 심볼 주기에 걸쳐서 전송하게 되며, 주파수 대역을 줄이기 위해 펄스나 구형이 아니라 위에서 설명한 h(t)와 같은 파형을 입혀서 전송하게 된다.The most basic start of data transmission is to send one symbol in one symbol period (T). However, in this case, the frequency bandwidth required for data transmission is increased because narrow pulses in the time domain occupy a wide band in the frequency domain. Therefore, one symbol is transmitted over several symbol periods for transmission efficiency and effective bandwidth limitation. In order to reduce the frequency band, a symbol such as h (t) described above is transmitted instead of a pulse or a rectangle.

여기서, 중요한 사실은 주기 T로 입력되는 매 심볼들을 한 심볼 구간 이상에 걸쳐 보내기 위해서는 각 심볼마다 1심볼 구간 이상 펼쳐져서 나타내는 h(t) 형태의 신호를 T간격으로 중첩해서 보낼 수 밖에 없다는 것이다. 다행히 나이퀴스트 조건을 만족하는 채널에서는 h(t)의 값이 심볼 주기의 배수인 mT에서 모두 0의 값을 갖게 되어 심볼간 간섭(ISI)이 없게 되며, 중첩되어 들어오는 신호에 대해서 매 T시간마다 값을 읽음으로써 간섭이 배재된 원래의 심볼 값을 얻을 수 있다. 도 1e에 그 예를 보여주고 있는데, 여기서는 송신된 심볼이 7,-5,1,-1,7,5,-1,-7,5인 경우이다. 이와 같이 심볼구간 T를 주기로 샘플링해서 값을 읽어 내면 송신측에서 보낸 값을 제대로 읽을 수 있다. 바로 여기에서 심볼 타이밍 복원의 중요성을 이해할 수 있다.In this case, the important fact is that in order to send every symbol input in the period T over one symbol interval, the signal of the form h (t), which is spread over one symbol interval for each symbol, must be overlapped with the T interval. Fortunately, in the channel that satisfies the Nyquist condition, the values of h (t) are all zeros in mT, which is a multiple of the symbol period, so that there is no inter-symbol interference (ISI) and every T time for overlapping incoming signals. By reading the value each time, the original symbol value without interference can be obtained. An example is shown in FIG. 1E, where the transmitted symbol is 7, -5,1, -1,7,5, -1, -7,5. In this way, if the sample interval T is sampled and the value is read, the value sent from the transmitter can be read correctly. This is where the importance of symbol timing recovery can be understood.

참고로, 다중 경로 채널에서 발생되는 고스트(Ghost)에 의해 발생되는 심볼 간섭을 채널 등화기(Equalizer)에서 제거하게 된다. 도 1a에서 (가)부분의 신호를 x(t)라 하고 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.For reference, the symbol equalizer generated by the ghost generated in the multipath channel is removed from the channel equalizer. In FIG. 1A, a signal of part (a) is called x (t) and expressed as a formula as follows.

여기서, In은 심볼값이며 h(t-nT)는 h(t)가 nT만큼 이동된 것이며, n은 h(t)가 좌우로 몇 심볼 구간동안 펼쳐져 있는가를 나타낸다.Here, I n is a symbol value, and h (t-nT) is h (t) shifted by nT, and n indicates how many symbol periods h (t) is spread from side to side.

이렇게 구성된 정보 신호 x(t)가 잔류 측파대 변조기(13)에 그대로 입력되는 것이 아니다. 반송파 억압 변조된 신호로 부터 반송파를 복원하는 것이 쉽지 않기 때문에 수신기의 반송 캐리어 복원을 돕기 위해 정보 신호 x(t)에 1.25의 DC값을 균일하게 더한다. 기저대역에서의 DC주파수 부분이 변조되면 반송파 캐리어의 주파수에 위치하기 때문에 기저대역에서 DC를 균일하게 추가하는 것은 변조된 대역(Passband)에서의 캐리어가 항상 존재 한다는 의미가 된다. 이렇게 더해진 값을 파일럿 신호(pilot signal)라고 한다.The information signal x (t) thus constructed is not directly input to the residual sideband modulator 13. Since it is not easy to recover the carrier from the carrier suppressed modulated signal, a DC value of 1.25 is uniformly added to the information signal x (t) to help the carrier recover the carrier. Since the DC frequency portion of the baseband is modulated, it is located at the frequency of the carrier carrier, so adding DC uniformly in the baseband means that there is always a carrier in the modulated passband. This added value is called a pilot signal.

이제 송신필터(12)에서 출력되는 기저대역(Baseband)신호는 잔류 측파대 변조기(13)에 입력되어 반송파 억압 잔류 측파대 변조된다. 주파수 영역에서 보면 도 1d에서 점선 부분부터 우측 끝까지의 주파수 성분이 반송 캐리어 주파수 위치에 그대로 평행 이동된다. 정보신호 x(t)에 파일럿 신호 1.25를 더한 기저대역의 신호를 s(t)라 하고, 반송 캐리어 주파수를 fc라 할 때, 채널을 통해 전송되는 VSB신호 v(t)는 다음과 같이 표현된다.The baseband signal output from the transmission filter 12 is now input to the residual sideband modulator 13 to be carrier suppressed residual sideband modulated. In the frequency domain, the frequency component from the dotted line portion to the right end in FIG. 1D is parallelly moved to the carrier carrier frequency position. When the baseband signal obtained by adding the pilot signal 1.25 to the information signal x (t) is called s (t) and the carrier carrier frequency is f c , the VSB signal v (t) transmitted through the channel is expressed as follows. do.

v(t)=s(t)cos2πfct+sh(t)sin2πfctv (t) = s (t) cos2πf c t + s h (t) sin2πf c t

여기서, sh(t)는 힐버터 변환(Hilbert Transform)한 것이다. 힐버터 변환은 신호의 위상(phase)을 90°이동시킴으로써 얻어진다.Here, s h (t) is a Hilbert transform. Hilbert transform is obtained by shifting the phase of the signal by 90 °.

상기와 같은 과정을 통해 방송국에서 전송되어 온 신호 v(t)는 수신기의 복조기(14)에 입력되어 반송 캐리어가 제거되고, 기저대역의 s(t)로 복원된다. 복조기(14)의 출력은 앞에서 설명한 송신필터(12)와 똑같은 충격응답을 특성으로 갖는 수신필터(15)에 입력된다. 수신필터(15)의 충격응답 f(t)를 송신필터(12)의 것과 똑같이 구성함으로써 가산성 백색잡음 채널에서 신호대 잡음비(SNR) 측면에서 가장 유리한 신호 수신이 가능하며 이러한 필터를 특히 부합필터(matched filter)라고 부른다.The signal v (t) transmitted from the broadcasting station through the above process is input to the demodulator 14 of the receiver so that the carrier carrier is removed and restored to baseband s (t). The output of the demodulator 14 is input to the reception filter 15 having the same impact response as the transmission filter 12 described above. By constructing the impact response f (t) of the receiving filter 15 in the same manner as that of the transmitting filter 12, it is possible to receive the most advantageous signal in terms of signal-to-noise ratio (SNR) in the additive white noise channel. matched filter).

상기 송신필터(12)와 수신필터(15)를 묶어서 p(t)로 모델링한 식은 앞에서 보였다. 이제 수신필터(15)의 출력 s(t)는 샘플러(16)에 입력되며 샘플링 타이밍은 심볼 타이밍 복원기(17)에서 출력되는 클럭신호에 의해 결정된다. 도면에서는 기본 개념을 설명하기 위해 s(t)로부터 여하히 타이밍을 얻어 샘플러(17)에게 클럭을 주는 것으로 나타내었다. 심볼 타이밍 복원에 관한 기술은 종래기술 설명 및 본 발명에서 다룬다.The equation modeling p (t) by combining the transmission filter 12 and the reception filter 15 is shown above. The output s (t) of the receive filter 15 is now input to the sampler 16 and the sampling timing is determined by the clock signal output from the symbol timing recoverer 17. In the figure, the timing is obtained from s (t) to illustrate the basic concept, and the clock is given to the sampler 17. Techniques for symbol timing recovery are addressed in the prior art description and the present invention.

도 2에 가산성 백색잡음 채널을 거쳐 수신필터(16)를 통과한 출력을 두 심볼 주기로 겹쳐서 그린 눈 그림(Eye Diagram)을 SNR에 따라 나타내었다. 가산성 백색잡음 채널의 모델은 도 3에 나타내었다.In FIG. 2, an eye diagram drawn by overlapping the output passing through the addable white noise channel and the reception filter 16 in two symbol periods is shown according to SNR. A model of the additive white noise channel is shown in FIG. 3.

백색잡음은 송,수신기 전반에 걸쳐 발생하며, 그 원인은 전자의 브라우닝 모션(Browning Motion)에 의한 열잡음(thermal noise)이다. 그 열잡음은 신호 s(t)에 더해져서 나타난다. 도 2의 (a)는 잡음의 크기가 적은 SNR=50dB의 경우이며, (b)는 20dB, 그리고 (c)는 0dB로써 신호의 전력과 잡음의 전력이 같은 경우이다.White noise occurs throughout the transmitter and receiver, and the cause is thermal noise due to electron browning motion. The thermal noise appears in addition to the signal s (t). (A) of FIG. 2 is a case where SNR = 50dB of small noise, (b) is 20dB, and (c) is 0dB, where the signal power and noise power are the same.

도 2에서 알 수 있듯이 양호한 채널에서는 눈(eye)이 많이 열리며 20dB 정도에서는 눈이 거의 닫히고, 0dB에서는 신호로써의 의미가 거의 없는 경우로 볼 수 있다. 여기서, 눈의 크기는 또한 앞서 설명한 송수신 필터의 충격 응답을 나타낸 도 1d에서의 초과 주파수 대역(Excess Bandwidth)의 넓이와 관계가 있다. 초과 주파수 대역이 넓으면 눈이 많이 열리고 적으면 눈이 많이 닫힌다.As can be seen in Figure 2 in the good channel (eye) open a lot (eye), the eye is almost closed at about 20dB, it can be seen that the meaning as a signal at 0dB has little meaning. Here, the size of the eye is also related to the width of the excess bandwidth in FIG. 1D showing the impact response of the transmission / reception filter described above. If the excess frequency band is wide, the eye opens a lot, and if it is small, the eye closes a lot.

초과 주파수 대역의 넓이에 따라 심볼 타이밍 복원 블록의 설계가 달라진다. 초과 주파수 대역이 넓은 경우, 먼저 생각할 수 있는 방법은 스펙트럼 분석법(Spectral Line Method)[참고 문헌1]이다. 대역폭이 아주 좁은 대역 통과 필터로 초과 주파수 대역 부분의 신호를 필터링하면 심볼 주파수(1/T)의 1/2에 해당하는 타이밍 톤(timing tone)을 얻을 수 있으며, 이것을 체배하여 클럭신호로 사용할 수 있다.The width of the excess frequency band varies the design of the symbol timing recovery block. When the excess frequency band is wide, the first conceivable method is the Spectral Line Method [Ref. 1]. Filtering the signal in the excess frequency band with a very narrow bandpass filter yields a timing tone equal to 1/2 of the symbol frequency (1 / T), which can be multiplied and used as a clock signal. have.

이 방법은 심볼의 가지수가 많지 않고 초과 주파수 대역이 넓은 경우에 쓸 수 있는 방법이다. 그러나 VSB HDTV에서는 심볼의 가지수가 8가지나 되고 초과 주파수 대역이 11.5%로서 비교적 좁으므로 여기서 얻어진 타이밍 톤에 떨림(jitter)이 많아서 사용할 수 없음이 실험으로 검증되었다.This method can be used when the number of symbols is small and the excess frequency band is wide. However, in VSB HDTV, the number of symbols is 8 and the excess frequency band is 11.5%, which is relatively narrow. Therefore, it is proved experimentally that the timing tone obtained here has a lot of jitter.

[참고 문헌1]에 나와 있는 방법 중 생각할 수 있는 또 하나는 평균 오차 최소화(MMSE) 기법에 의한 타이밍 복원이다. 이 기법은 임의의 지점에서 샘플링 된 값을 정해진 심볼 값 중 가장 유사한 크기의 것으로 판정을 내린 후 그 판정값과 샘플링한 값의 차이 즉, 오차를 이용해서 타이밍을 조금씩 수정해 나가는 방법이다.Another conceivable method in [Ref. 1] is the timing recovery by means of the mean error minimization (MMSE) technique. In this technique, the value sampled at a certain point is determined to be the most similar size among the predetermined symbol values, and then the timing is slightly modified using the difference between the value and the sampled value.

그러나, 이 방법도 VSB HDTV에 적용할 수 없다. 그 이유는 방송국으로부터 수신한 신호의 레벨들이 일정하지 않기 때문이다. 아날로그 TV에서도 물론이지만 수신기가 기동되면 튜너 또는 IF단에서 개략적으로 신호의 크기를 조절하지만 완전하지 않으며 최종적인 레벨 조정은 정해진 또는 어떤 값이라는 것을 아는 동기신호 등에 의존하여 최종적으로 레벨을 조정하게 된다.However, this method is also not applicable to VSB HDTV. This is because the levels of the signal received from the broadcasting station are not constant. In analog TV, of course, when the receiver is activated, the tuner or IF stage roughly adjusts the signal, but it is not complete, and the final level adjustment depends on the synchronization signal that knows a fixed or some value.

이러한 과정을 자동 증폭도 조정(AGC: Automatic Gain Control)이라 한다. 불행하게도 심볼 타이밍을 초기에 찾지 못하기 때문에 동기도 찾을 수 없고, 결과적으로 심볼 타이밍을 획득하는 초기에 AGC가 되지 않은 신호가 입력되고 있음을 명심해야 한다. 이런 등등의 제약 조건으로 인해 기존의 기술들은 데이터 자체를 이용한 심볼 타이밍을 실시하지 않고 동기 검출을 먼저 실시하고 그 검출된 동기신호에 의존해서 심볼 타이밍을 복원하였다.This process is called Automatic Gain Control (AGC). Unfortunately, since no symbol timing is found initially, no synchronization can be found, and as a result, a signal that is not AGC initially is obtained. Due to such constraints, the existing techniques perform synchronization detection first without performing symbol timing using data itself, and restore symbol timing depending on the detected synchronization signal.

종래기술을 밝히기 앞서 도 4의 VSB HDTV 데이터 구조를 설명한다. HDTV 데이터는 크게 데이터 자체와 4개의 심볼에 걸쳐 나타나는 세그먼트 동기신호, 그리고 313개의 세그먼트 주기로 삽입된 프레임 동기신호로 대별된다.Before describing the prior art, the VSB HDTV data structure of FIG. 4 will be described. HDTV data is roughly divided into the data itself, a segment synchronization signal appearing over four symbols, and a frame synchronization signal inserted in 313 segment periods.

상기 프레임 동기는 한 개의 세그먼트로 구성되며 채널 등화기를 동작시키기 위한 훈련신호(training signal)가 약정된 패턴으로 들어있다. 1세그먼트는 동기 4심볼을 포함하여 832개의 심볼로 구성되어 있다. 세그먼트 동기는 순서대로 5,-5,-5,5로 정해져 있으며 아날로그 TV의 경우와 달리 일반적인 데이터가 가질 수 있는 레벨의 값을 사용하기 때문에 동기 검출이 무척 까다롭다. 도 4에 나타낸 것은 다만 심볼 값일 뿐이며 실제 앞에서 설명한 바와 같이 얹힌 코사인 필터로 변형된 신호들이 변조되어 아날로그 신호처럼 송신되어 온다.The frame synchronization is composed of one segment and contains a training signal for operating the channel equalizer in a contracted pattern. One segment is composed of 832 symbols including four symbols. Segment sync is set to 5, -5, -5,5 in order, and unlike the analog TV, sync detection is very difficult because it uses the level value that general data can have. 4 is merely a symbol value, and signals modified by a cosine filter placed as described above are actually modulated and transmitted like an analog signal.

도 5a는 종래기술에 의한 심볼 타이밍 복원기의 일예를 나타낸 것이다. 이 기술은 VSB HDTV 송수신기의 원천 특허를 소유한 제니스(Zenith) 회사에 의해 제안된 방법이다 [참고 문헌1]. 이 기술의 핵심은 심볼 데이터 자체를 가지고 타이밍을 복원하는 것이 아니라 먼저 세그먼트 동기신호를 찾은 다음 세그먼트 동기신호의 데이터 경향성(5,-5,-5,5)을 이용하여 타이밍 에러를 보정하는 것으로 되어 있다.5A shows an example of a symbol timing recoverer according to the prior art. This technique is a method proposed by Zenith, who owns the original patent for VSB HDTV transceivers [Ref. 1]. The key to this technique is not to recover the timing with the symbol data itself, but first to find the segment sync signal and then correct the timing error using the data tendency (5, -5, -5,5) of the segment sync signal. have.

복조기를 통해 복조된 동기신호를 포함한 아날로그 복합신호(ACS)는 샘플러(51)에 입력되며, 그 출력이 한편으로는 디지탈 데이터로 읽혀져 채널 등화기측으로 입력되고, 다른 한편으로는 동기부 상관기 필터(52)와 각형 필터(Quadrature Filter)(55)에 입력된다. 상기 동기부 상관기 필터(52)는 도 5b와 같은 특성을 갖고 매 심볼마다 동작하며, 이 동기부 상관기 필터(52)는 기준점으로부터 좌우 두 개씩의 심볼에 대해 동기부분 4심볼과 닮은 정도를 수치로 계산하기 위한 목적으로 사용된다.The analog composite signal (ACS) including the synchronous signal demodulated through the demodulator is input to the sampler 51, the output of which is read as digital data on the one hand and input to the channel equalizer side, and on the other hand, the synchronizer correlator filter ( 52) and a quadrature filter (55). The synchronizer correlator filter 52 has the characteristics as shown in FIG. 5B and operates every symbol, and the synchronizer correlator filter 52 numerically measures the similarity with the four symbols of the sync portion with respect to two symbols left and right from the reference point. Used for calculation purposes.

즉, 매 심볼 입력시 마다 좌우 2탭의 읽혀진 값과 도 5b에 표시된 계수를 대응되는 위치끼리 곱해서 더함으로써 동기 부분에서 가장 큰 값의 결과를 낸다. 데이터 열 중에서도 동기와 똑 같은 패턴이 나타날 수 있으므로 한 세그먼트에서만 계산한 결과를 보고 최대값이 나왔다고 해서 그 곳을 동기 부분이라고 단정지을 수 없다.That is, at each symbol input, the value read from the left and right two taps and the coefficient shown in FIG. 5B are multiplied and added to the corresponding positions, resulting in the largest value in the synchronization portion. The same pattern of synchronization can occur in the data streams, so a calculation of only one segment shows the maximum value, so you can't conclude that there is a sync.

이 상황은 잡음이 심한 채널의 경우에 더욱 그러하다. 그것을 해소하기 위해 상기 동기부 상관기 필터(52)의 출력을 832개의 탭으로 구성된 세그먼트 적분기(53)에 입력시켜 1 세그먼트를 주기로 누적하게 한다. 즉, 상기 세그먼트 적분기(53)는 한 세그먼트를 주기로 하여 입력을 순환적으로 누적해 나간다. 이렇게 여러 세그먼트 동안 계속 상관값을 누적해 나가다 보면 나중에는 실제 동기 구간에서의 상관값만 일관성 있게 커진다.This situation is especially true for noisy channels. To solve this problem, the output of the synchronizer correlator filter 52 is input to the segment integrator 53 composed of 832 taps so that one segment is accumulated in a cycle. That is, the segment integrator 53 cyclically accumulates inputs with one segment as a cycle. As you continue to accumulate correlation values for multiple segments, only the correlation values in the actual sync interval will grow consistently.

잡음의 영향을 받은 부분 또는 데이터 중에 한 번쯤 동기와 같은 패턴으로 있었던 부분에서는 여러 세그먼트를 지나면서 일관성 있게 값이 커지지 못하는데, 왜냐하면 상관값에는 음의 값도 존재하기 때문이다. 현재 비록 자유 발진하는 전압조정형 발진기(VCO: Voltage-Controlled Oscillator)(58)에 의해 어긋난 포인트에서 읽혀진 값들에 대한 상관값 을 검출하는 것이지만 여러 세그먼트 동안 실시함으로써 이런 동기검출 방법이 성립된다.In noise-affected areas, or parts of the data that were once in sync-like patterns, the values did not grow consistently across segments, because negative values exist in the correlation. Although this method currently detects a correlation value for values read at a point shifted by a free oscillating voltage-controlled oscillator (VCO) 58, this synchronization detection method is established by performing for several segments.

상기 동기부 상관기 필터(52)에서 상기와 같이 처리된 신호는 동기 감지 및 확정기(54)에 입력되어 원하는 레벨 이상이 감지되면 이로부터 동기를 찾았다는 신호가 출력된다. 이것이 세그먼트 동기이다. 여기서 동기 감지 및 확정기(54)의 의미는 기준 레벨 이상의 상관값이 나온 것에 대해서도 확신을 갖기 위해 카운터를 사용하여 현재의 동기 위치에서 832 심볼이 지난 지점에서도 또 나타나는 가를 체크한다는 의미이다.The signal processed as described above in the synchronizer correlator filter 52 is input to the sync detector and determiner 54, and when a desired level or more is sensed, a signal indicating that sync has been found is output. This is segment sync. Here, the meaning of the synchronization detecting and determining unit 54 means that the counter is used to check whether the 832 symbol is present again at the current synchronization position to ensure that the correlation value is higher than the reference level.

상기 각형 필터(55)는 도 5c와 같은 필터링 특성을 갖는데, 이 각형 필터(55)에 입력되는 데이터 중 동기부분이 연산처리되어 이로부터 도 5e와 같은 출력이 발생된다. 이 파형을 S커브라고 하며, 각형 필터(55)는 샘플링 타이밍이 정상적으로 일치하는 경우 즉, 아날로그 복합신호(ACS)로부터 읽은 데이터가 정확히 5,-5,-5,5인 경우는 0의 값을, 좌측으로 조금 치우친 경우는 음의 값을, 우측으로 조금 치우친 경우는 양의 값을 각각 출력하게 되며, 이렇게 발생되는 출력이 위상감지기(56)에 입력된다.The prismatic filter 55 has a filtering characteristic as shown in FIG. 5C. The synchronization portion of data input to the prismatic filter 55 is processed to generate an output as shown in FIG. 5E. This waveform is called an S curve, and the square filter 55 has a value of 0 when the sampling timing is normally matched, that is, when the data read from the analog composite signal (ACS) is exactly 5, -5, -5,5. In the case of a slight bias to the left, a negative value is output. In the case of a slight bias to the right, a positive value is output. The output generated in this way is input to the phase detector 56.

상기 위상감지기(56)는 상기 각형 필터(55)의 출력을 세그먼트 동기가 나올때마다 읽어들이도록 설계되어 있다. 즉, 위상감지기(56)는 일종의 래치 역할을 하도록 설계되어 있는 것이다. 만약, 이렇게 하지 않는다면 동기 아닌 데이터를 각형 필터링하여 나온 전혀 의미없는 값에 의해 전압조정형 발진기(58)가 콘트롤되기 때문이다. 다시말해서, 상기 각형 필터(55)는 동기 패턴과 연산을 할 때 S커브를 발생하도록 설계된 것이다.The phase detector 56 is designed to read the output of the square filter 55 whenever a segment synchronization occurs. That is, the phase detector 56 is designed to act as a kind of latch. If this is not the case, it is because the voltage-regulated oscillator 58 is controlled by a completely meaningless value obtained by angular filtering of non-synchronous data. In other words, the square filter 55 is designed to generate an S curve when performing a calculation with a sync pattern.

상기 위상감지기(56)의 출력은 저역필터(57)에 입력되어 잡음의 영향이 저감되는 동시에 위상 오차 반영의 속도가 콘트롤된다. 이 저역필터(57)의 출력은 마지막으로 전압조정형 발진기(58)에 입력되어 오차 값에 따라 샘플링 타이밍을 좌측 또는 우측으로 이동시킨다. 이렇게 함으로써 초기에 자유 발진하던 전압조정형 발진기(58)가 타이밍을 추적하게 된다.The output of the phase detector 56 is input to the low pass filter 57 to reduce the influence of noise and to control the speed of the phase error reflection. The output of this low pass filter 57 is finally input to the voltage controlled oscillator 58 to shift the sampling timing left or right according to the error value. In this way, the voltage-controlled oscillator 58, which was initially free-running, tracks the timing.

한편, 도 6a는 종래기술에 의한 심볼 타이밍 복원기의 또 다른 예를 나타낸 것이다[참고 문헌1]. 이의 기본적인 동작은 상기 도 5a와 동일하며, 다만 타이밍 오차를 검출하는 방법이 상이한 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.6A shows another example of a symbol timing recoverer according to the related art [Ref. 1]. The basic operation thereof is the same as that of FIG. 5A, except that a method of detecting a timing error is different. The operation thereof will be described below.

먼저, 기저대역 아날로그 복합신호(ACS)는 샘플러(60)에 입력되고, 그 출력은 주파수 위상 보정기(61)에 입력된다. 주파수 위상보정기(FPLL)(61)는 반송파 억압 변조된 신호로부터 복조한 기저대역 신호의 반송 캐리어에 의한 위상오차를 보정하여 부합필터(62)측으로 출력한다.First, a baseband analog composite signal (ACS) is input to a sampler 60 and its output is input to a frequency phase corrector 61. The frequency phase corrector (FPLL) 61 corrects the phase error caused by the carrier carrier of the baseband signal demodulated from the carrier suppressed modulated signal and outputs it to the matched filter 62 side.

상기 부합필터(62)는 앞에서 설명한 바와 같이 송신 필터와 같은 특성을 갖도록 설계되어 있으며, 이 부합필터(62)의 출력은 세그먼트 동기 검출기(63)에 입력된다. 상기 세그먼트 동기 검출기(63)의 구현예를 도 6b에 나타내었으며, 이의 기술적 구성은 도 5a에서의 그것과 유사하다.The matching filter 62 is designed to have the same characteristics as the transmission filter as described above, and the output of the matching filter 62 is input to the segment sync detector 63. An embodiment of the segment sync detector 63 is shown in FIG. 6B, the technical configuration of which is similar to that in FIG. 5A.

즉, 도 6b에서와 같이, 입력신호가 앞서 설명한 동기부 상관기 필터(52)와 같은 특성의 동기부 상관기(63A)에 입력되어 상관값이 검출되고, 그 값들은 세그먼트 지연기(도 5a의 세그먼트 적분기(53)와 동일)(63D)에 차례로 저장되어 세그먼트가 진행되면서 계속 누적된다. 누적된 상관값이 원하는 레벨 이상이 되면 동기 발생기(63H)가 세그먼트 동기를 발생시킨다. 상기 세그먼트 지연기(63D)에 누적된 값들은 시스템이 동작하는 한 계속 누적 처리되고, 이로 인하여 오버 플로우가 발생될 수 있기 때문에 동기를 찾은 후 세그먼트 지연기(63D)에서 출력되는 상관값을 제산기(63E)를 통해 1/2로 줄여서 누적하게 되는데, 이를 제어하는 것이 멀티플렉서(63F)이다.That is, as shown in FIG. 6B, an input signal is input to a synchronizer correlator 63A having the same characteristics as the synchronizer correlator filter 52 described above to detect a correlation value, and the values are segment delay (segment of FIG. 5A). (Same as integrator 53) (63D) in order to accumulate as the segment progresses. When the accumulated correlation value is higher than or equal to a desired level, the synchronization generator 63H generates segment synchronization. The values accumulated in the segment delayer 63D continue to accumulate as long as the system operates, and as a result, an overflow may occur, so that the correlation value output from the segment delayer 63D after finding synchronization is divided. Accumulate by dividing by 1/2 through 63E, which is the multiplexer 63F.

상기 부합필터(62)의 출력이 다른 한편으로는 타이밍 오차검출기(64)에도 입력된다. 이 타이밍 오차 검출기(64)는 도 6c에서와 같이 두 개의 심볼 지연기(64A),(64B)와 한 개의 감산기(64C)로 이루어져 있다. 상기 감산기(64C)에 입력되는 두 입력 즉, 하나의 심볼 지연기(64A)를 통과한 값과 두 개의 심볼 지연기(64A),(64B)를 연속적으로 통과한 값은 각각 세그먼트 동기 부분 중 안쪽 두 심볼들의 값(-5,-5)이며, 두 지점의 차이 값은 결국 샘플링 포인트가 어긋난 정도를 나타낸다. 이 값의 부호에 의해 포인트가 앞으로 치우쳐 졌는지 뒤로 치우쳐 졌는지 알 수 있다.The output of the matched filter 62 is also input to the timing error detector 64 on the other hand. This timing error detector 64 is composed of two symbol delayers 64A and 64B and one subtractor 64C as shown in FIG. 6C. Two inputs input to the subtractor 64C, i.e., a value passed through one symbol delayer 64A and two successively passed through two symbol delayers 64A and 64B, are each inside of the segment synchronization part. The value of the two symbols (-5, -5), and the difference between the two points represents the degree of deviation of the sampling point. The sign of this value indicates whether the point is biased forward or backward.

상기와 같은 처리과정을 통해 획득된 타이밍 오차 신호는 래치(65)에 입력된다. 앞서 설명한 바와 같이 래치(65)는 세그먼트 동기신호에 의해 콘트롤되어 동기 구간에 대해서만 타이밍 오차를 디지탈 방식으로 설계된 루프필터(66)에 넘겨주게 된다.The timing error signal obtained through the above process is input to the latch 65. As described above, the latch 65 is controlled by the segment synchronizing signal to pass the timing error to the loop filter 66 which is designed in a digital manner only for the synchronizing period.

상기 루프필터(66)는 일종의 저역 필터역할을 수행하게 되며, 이의 출력신호는 시그마-델타 D/A변환기(67)에 입력되어 2진수로 표현된다. 이렇게 2진수로 표현된 신호는 다시 저역 통과 필터(68)에 입력되어 잡음의 영향을 제거하는데 사용된다. 상기 저역 통과 필터(68)의 출력신호는 마지막으로 전압조정형 발진기(69)에 입력되어 발진주파수를 조정하게 되며, 상기 샘플러(60)는 그 전압조정형 발진기(69)의 발진신호를 근거로 하여 타이밍 오차를 반영한 새로운 지점에서 주기적으로 데이터를 샘플링하게 된다.The loop filter 66 performs a kind of low pass filter, and its output signal is input to the sigma-delta D / A converter 67 and represented in binary. The binary representation of the signal is input to the low pass filter 68 and used to remove the influence of noise. The output signal of the low pass filter 68 is finally input to the voltage controlled oscillator 69 to adjust the oscillation frequency, and the sampler 60 is timing based on the oscillation signal of the voltage controlled oscillator 69. Data is periodically sampled at the new point that reflects the error.

한편, 도 7은 도 5a,6a에 의해 검출되는 동기분 상관값을 세그먼트가 진행되면서 어떻게 커지는지를 32개 세그먼트(=26624)동안 누적해서 나타낸 것이다. 즉, 도 7의 (a)는 SNR=20dB, (b)는 0dB의 경우이다. 여기서 알 수 있듯이 약 30개의 세그먼트가 입력된 후에야 비로서 동기를 찾아내게 된다. 그 동안은 물론 전압조정형 발진기(58),(69)는 계속 자유 발진하는 상태이며 동기를 찾은 후에야 비로서 심볼 타이밍을 추적하게 된다.On the other hand, Fig. 7 shows how the synchronization correlation value detected by Figs. 5A and 6A accumulates for 32 segments (= 26624) as the segment progresses. That is, FIG. 7A illustrates a case where SNR = 20dB and (b) 0dB. As you can see, after about 30 segments have been entered, synchronization is found. In the meantime, of course, the voltage-regulated oscillators 58 and 69 continue to free oscillate, and only after the synchronization is found, the symbol timing is tracked.

참고로, 도 7에서 상관값이 음의 값으로 커지고 있는 부분들은 정확한 동기 중간 부분이 아니라 한 심볼 좌우로 이동된 지점에서 나타나는 상관 값으로서 쓸모가 없다.For reference, in FIG. 7, portions in which the correlation value is increased to a negative value are not useful as correlation values appearing at the point shifted to the left and right of a symbol, rather than the exact synchronization middle portion.

상기의 설명에서와 같이 VSB HDTV에 적용된 종래의 동기화 장치에 있어서는 세그먼트 동기를 먼저 검출하고 그 검출된 동기 데이터만을 이용하여 데이터 샘플링 타이밍을 수정하고 추적하게 되므로, 초기부터 타이밍 추적이 불가능하고, 또 정확하지 않은 지점에서 샘플링된 데이터를 이용하여 동기부 상관필터를 동작시킴으로써 많은 세그먼트가 입력된 후에야 비로서 동기를 찾게 되어 결과적으로 티브이 수신기의 초기동작 시간이 지연되는 문제점이 있었다. 더욱이, 동기를 찾은 후에도 여전히 832 심볼 주기로 입력되는 동기부 데이터만으로 타이밍 오차를 계산해서 반영함으로써 잡음이 심한 채널에서 올바른 타이밍을 제공하기 어려우며, 필요에 따라 채널의 잡음을 줄이기 위해 루프 필터를 거치게 하여 오차 반영을 지연시키는 경우 예상하건대, 송신국 또는 수신국의 국부발진기의 온도 등에 의한 드리프트(drift)를 쉽게 따라가지 못하는 문제점이 있었다.In the conventional synchronization apparatus applied to the VSB HDTV as described above, since the segment synchronization is first detected and the data sampling timing is modified and tracked using only the detected synchronization data, timing tracking is impossible from the beginning and is accurate. By operating the sync correlation filter using the sampled data at the point where it was not, the synchronization was found only after many segments were input. As a result, the initial operation time of the TV receiver was delayed. Moreover, after finding synchronization, it is still difficult to provide correct timing in noisy channels by calculating and reflecting timing errors with only the synchronization data input at 832 symbol periods, and passing the loop filter to reduce the noise of the channel as needed. In case of delaying the reflection, there is a problem that the drift due to the temperature of the local oscillator of the transmitting station or the receiving station is not easily followed.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최대 가능성 추정기로 이루어진 심볼 타이밍 복원기와, 통상의 상관기 필터 및 세그먼트 지연기로 이루어진 동기 검출부를 이용하여 세그먼트 동기 검출과 심볼 타이밍 복원을 동시에 수행하고, 심볼 타이밍을 복원할 때 동기데이터만 이용하는 것이 아니라 모든 심볼 데이터를 이용하여 복원하며,심볼 타이밍을 복원할 때 세그먼트 동기 검출도 동시에 수행하는 고선명티브이의 타이밍 복원기 및 이를 이용한 동기화장치를 제공함에 있다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 최대 추정기를 이용한 심볼타이밍 복원기를 제1특징으로 하고, 심볼타이밍 복원기를 이용하여 동기를 검출하는 동기화 장치를 제2특징으로 한다.Accordingly, a technical problem to be achieved by the present invention is to simultaneously perform symbol synchronization detection and symbol timing recovery by using a symbol timing recoverer composed of a maximum likelihood estimator and a synchronization detector composed of a conventional correlator filter and a segment delay, and recover symbol timing. The present invention provides a high-definition timing reconstructor and a synchronization device using the same, which reconstructs all symbol data instead of using only synchronization data, and simultaneously performs segment synchronization detection when restoring symbol timing. The present invention also provides a symbol timing decompressor using the maximum estimator as the first feature, and a synchronization device for detecting synchronization using the symbol timing decompressor.

도 1a는 종래기술에서 간략화된 VSB 고선명티브이의 송신 블록도.1A is a simplified VSB transmission block diagram in the prior art.

도 1b는 종래기술에서 간략화된 VSB 고선명티브이의 수신 블록도.1B is a receive block diagram of a VSB high definition active simplified in the prior art.

도 1c는 도 1a에서 송신필터의 시간축 및 주파수측 충격응답 특성도.FIG. 1C is a time axis and frequency side shock response characteristic diagram of the transmission filter of FIG. 1A; FIG.

도 1d는 도 1b에서 수신필터의 시간축 및 주파수측 충격응답 특성도.FIG. 1D is a time axis and frequency side shock response characteristic diagram of the reception filter of FIG. 1B; FIG.

도 1e는 도 1a에서 (가)부의 파형도.1E is a waveform diagram of part (a) in FIG. 1A.

도 2의 (a)-(c)는 가산성 백색잡음 채널을 통해서 수신 필터에 입력되는 파형을 2심볼 주기로 겹쳐서 나타낸 파형도.2 (a) to 2 (c) are waveform diagrams showing waveforms superimposed on a reception filter through an additive white noise channel at two symbol periods.

도 3은 가산성 백색잡음(AWGN)의 채널 모델링도.3 is a channel modeling diagram of additive white noise (AWGN).

도 4는 세그먼트 동기가 포함된 VSB 고선명티브이의 데이터 포맷도.4 is a data format diagram of VSB high definition active with segment synchronization.

도 5a는 종래기술에 의한 심볼 타이밍 복원 블록도.5A is a symbol timing recovery block diagram according to the prior art;

도 5b는 도 5a에서 동기부 상관기 필터의 특성도.5B is a characteristic diagram of a synchronizer correlator filter in FIG. 5A.

도 5c는 도 5a에서 각형 필터의 특성도.Fig. 5C is a characteristic diagram of the square filter in Fig. 5A.

도 5d는 도 5a에서 세그먼트 적분기의 블록도.5D is a block diagram of a segment integrator in FIG. 5A.

도 5e는 도 5a에서 (가)부의 파형도.5E is a waveform diagram of part (a) in FIG. 5A.

도 6a는 종래기술에 의한 심볼 타이밍 복원기의 다른 블록도.6A is another block diagram of a symbol timing recoverer according to the prior art.

도 6b는 도 6a에서 세그먼트 동기 감지기의 상세 블록도.6B is a detailed block diagram of the segment sync detector in FIG. 6A.

도 6c는 도 6a에서 타이밍 오차 검출기의 상세 블록도.6C is a detailed block diagram of the timing error detector in FIG. 6A.

도 6d는 도 6a에서 세그먼트 동기의 샘플링 포인트 설명도.FIG. 6D is an explanatory diagram of sampling points of segment synchronization in FIG. 6A; FIG.

도 7의 (a),(b)는 SNR을 바꾸면서 측정한 종래 세그먼트 동기 감지 성능 설명도.7 (a) and 7 (b) are explanatory diagrams of a conventional segment sync detection performance measured while changing the SNR.

도 8a는 심볼들의 확률적인 경로 설명도.8A is a stochastic path explanatory diagram of symbols.

도 8b는 0.5T 구간에서의 심볼 경로에 따른 기울기 설명도.8B is an explanatory diagram of slopes along a symbol path in a section of 0.5T.

도 9의 (a)-(c)는 SNR 및 관찰 심볼수를 가변하면서 각 지점에서의 심볼의 음양 부호와 기울기의 곱을 나타낸 설명도.9 (a) to 9 (c) are explanatory diagrams showing a product of a negative sign and a slope of a symbol at each point while varying the SNR and the number of observed symbols.

도 10은 본 발명의 적용예를 보인 최대 가능성 추정기의 제1예시 블록도.10 is a block diagram of a first example of a maximum likelihood estimator showing an application of the invention.

도 11은 본 발명의 적용예를 보인 최대 가능성 추정기의 제2예시 블록도.11 is a block diagram of a second example of a maximum likelihood estimator showing an application of the invention.

도 12는 본 발명에 의한 최대 가능성 추정기의 일실시 예시 블록도.12 is an exemplary block diagram of a maximum likelihood estimator in accordance with the present invention.

도 13은 본 발명의 적용예를 보인 최대 가능성 추정기의 제1예시 블록도.13 is a block diagram of a first example of a maximum likelihood estimator showing an application of the invention.

도 14는 본 발명의 적용예를 보인 최대 가능성 추정기의 제2예시 블록도.14 is a block diagram of a second example of a maximum likelihood estimator showing an application of the invention.

도 15는 도 13에서 ML 타이밍 복원기의 예시 블록도.15 is an exemplary block diagram of the ML timing recoverer in FIG.

도 16은 도 14에서 ML 타이밍 복원기의 제1예시 블록도.FIG. 16 is a first example block diagram of the ML timing recoverer in FIG. 14; FIG.

도 17은 도 14에서 ML 타이밍 복원기의 제2예시 블록도.FIG. 17 is a block diagram of a second example of an ML timing recoverer in FIG. 14; FIG.

도 18은 도 15,16에서 전압조정형 발진기의 구현예를 보인 상세 블록도.FIG. 18 is a detailed block diagram illustrating an implementation of the voltage regulated oscillator in FIGS. 15 and 16.

도 19는 도 13,14에서 세그먼트 동기 검출기의 제1구현예를 보인 상세 블록도.FIG. 19 is a detailed block diagram showing a first embodiment of the segment sync detector in FIGS. 13 and 14; FIG.

도 20은 도 13,14에서 세그먼트 동기 검출기의 제2구현예를 보인 상세 블록도.20 is a detailed block diagram illustrating a second implementation of the segment sync detector in FIGS. 13 and 14.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

121 : 부합필터 122,125 : 샘플러121: Matched filter 122,125: Sampler

123 : 리미터 124 : 미분기123: limiter 124: differential

126 : 곱셈기 127 : 누적기126: multiplier 127: accumulator

128 : 전압조정형 발진기128: voltage controlled oscillator

도 10은 본 발명의 적용부위를 보인 최대가능성 추정기의 제1실시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 송신필터와 동일한 충격응답 f(t)를 갖도록 설계되어 가산성 백색잡음 채널에서 신호대 잡음비(SNR) 측면에서 양호한 신호 수신이 가능케 하는 부합필터(101)와; 상기 부합필터(101)로부터 입력되는 아날로그 복합신호를 비선형처리하는 비선형 장치(102)와; 상기 비선형 장치(102)의 출력신호를 미분하는 미분기(103)와; 상기 미분기(103)의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하여 출력하는 샘플러(104)와; 상기 샘플러(104)에서 출력되는 미분신호를 누적하는 누적기(105)와; 상기 누적기(105)의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 샘플러(104)로 샘플링 클럭을 출력하는 전압 조정형 발진기(106)로 구성하였다.FIG. 10 is a block diagram of a first embodiment of the maximum likelihood estimator showing the application of the present invention. As shown therein, the signal-to-noise ratio (SNR) in an additive white noise channel is designed to have the same impact response f (t) as the transmission filter. A matched filter 101 for allowing a good signal reception in terms of; A nonlinear device (102) for nonlinear processing the analog composite signal input from the matched filter (101); A differentiator (103) for differentiating the output signal of the nonlinear device (102); A sampler (104) for sampling and outputting the output signal of the differentiator (103) according to a sampling clock; An accumulator (105) for accumulating differential signals output from the sampler (104); The input signal of the accumulator 105 is inputted, and the timing is tracked so that the cumulative value becomes 0. The voltage adjusting oscillator 106 outputs a sampling clock to the sampler 104.

도 11은 본 발명의 적용부위를 보인 최대가능성 추정기의 제2실시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 송신필터와 동일한 충격응답 f(t)를 갖도록 설계되어 가산성 백색잡음 채널에서 신호대 잡음비(SNR) 측면에서 양호한 신호 수신이 가능케 하는 부합필터(111)와; 상기 부합필터(111)에서 출력되는 복합신호를 입력받아 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 샘플러(112)와; 상기 부합필터(111)에서 출력되는 복합신호를 입력받아 미분하는 미분기(1113)와; 상기 미분기(113)의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 샘플러(114)와; 상기 샘플러(112),(114)의 출력신호를 입력받아 곱셈처리하는 곱셈기(115)와; 상기 곱셈기의 출력신호를 입력받아 누적하는 누적기(116)와; 상기 누적기(116)의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 샘플러(112),(114)로 샘플링 클럭을 출력하는 전압 조정형 발진기(117)로 구성하였다.11 is a block diagram of a second embodiment of the maximum likelihood estimator showing the application of the present invention. As shown in FIG. 11, the signal-to-noise ratio (SNR) in an additive white noise channel is designed to have the same impact response f (t) as the transmission filter. A matched filter 111 for enabling a good signal reception in terms of; A sampler 112 for receiving a complex signal output from the matched filter 111 and sampling the sampled signal according to a sampling clock; A differentiator 1113 for receiving and differentiating a composite signal output from the matched filter 111; A sampler (114) for sampling the output signal of the differentiator (113) according to a sampling clock; A multiplier 115 for multiplying the output signals of the samplers 112 and 114; An accumulator 116 that receives and accumulates an output signal of the multiplier; The voltage adjusting oscillator 117 outputs a sampling clock to the samplers 112 and 114 by tracking the timing of receiving the output signal of the accumulator 116 so that the accumulated value becomes 0.

도 12는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 고선명티브이의 타이밍 복원기에 대한 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력되는 복합신호를 수신측에 부합되게 필터링하는 부합필터(121)와; 상기 부합필터(121)에서 출력되는 복합신호를 입력받아 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 샘플러(122)와; 상기 샘플러(122)의 출력을 제한하여 후술할 곱셈기(126)측으로 공급하기 위한 리미터(123)와; 상기 부합필터(121)에서 출력되는 복합신호를 입력받아 미분하는 미분기(124)와; 상기 미분기(124)의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 샘플러(125)와; 상기 제샘플러(122),(125)의 출력신호를 입력받아 곱셈처리하는 곱셈기(126)와; 상기 곱셈기(126)의 출력신호를 입력받아 누적하는 누적기(127)와; 상기 누적기(127)의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 샘플러(122),(125)에 샘플링 클럭을 공급하는 전압 조정형 발진기(128)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 13 내지 도 22를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.12 is an exemplary block diagram of a high-definition timing recoverer for achieving the object of the present invention. As shown therein, a matching filter 121 for filtering an input composite signal according to a receiving side; A sampler 122 that receives a complex signal output from the matched filter 121 and samples the sampled signal according to a sampling clock; A limiter 123 for supplying the output of the sampler 122 to the multiplier 126 which will be described later; A differentiator 124 that receives and differentiates the composite signal output from the matched filter 121; A sampler 125 for sampling the output signal of the differentiator 124 according to a sampling clock; A multiplier 126 that receives the output signals of the samplers 122 and 125 and multiplies the multipliers; An accumulator 127 for receiving and accumulating the output signal of the multiplier 126; It is composed of a voltage-adjustable oscillator 128 that receives the output signal of the accumulator 127 and tracks timing so that the cumulative value becomes 0, and supplies sampling clocks to the samplers 122 and 125. When described in detail with reference to Figure 13 to Figure 22 attached to the operation of the present invention.

도 8a,8b는 본 발명에 의한 심볼의 확률적 경로 및 기울기에 대한 착안점을 예시적으로 나타낸 것이고, 도 9는 SNR 및 관찰 심볼 수를 가변하면서 구해 본 각 지점에서의 심볼의 음양 부호와 기울기의 곱에 대한 착안점을 예시적으로 나타낸 것이다.8A and 8B exemplarily illustrate a focus point on a stochastic path and a slope of a symbol according to the present invention, and FIG. 9 illustrates a negative sign and a slope of a symbol at each point obtained by varying the SNR and the number of observed symbols. The focus point on the product is shown by way of example.

즉, 도 8a는 심볼 주기에 대해 각 심볼의 확률적 위치 및 그로 인한 심볼값의 경로를 도시한 것이다. 7,5,1,-1,-3,-5,-7의 값을 갖는 심볼을 부호에 따라 반씩 나누어서 고찰한다.That is, FIG. 8A shows the probabilistic location of each symbol and the resulting path of the symbol value with respect to the symbol period. Consider a symbol having a value of 7,5,1, -1, -3, -5, -7 divided by half according to the sign.

심볼 구간(interval)을 T라고 하면, -T 시간에서 양의 값을 갖는 심볼들에 대해 평균해서 보면 그 위치는 (가)가 되고, 음의 값을 갖는 심볼들에 대해 평균해서 보면 그 위치는 (다)가 된다. 이제 그 심볼 시간 즉, 0T에서 양의 값을 갖는 심볼들의 평균 위치는 (라), 음의 값을 갖는 심볼들의 평균 위치는 (마)가 되고, 그 다음 심볼 시간 T에서는 같은 방법으로 확률적인 위치들이 (바),(사),(아)가 된다. 다시 돌아가서 (가)와 (나)의 평균은 다시 (나)가 된다. 역시 같은 방법으로 (바)와 (아)의 평균도 (사)가 된다. 그리하여 시간 0T에서 관찰하게 될 (라)의 심볼값은 (나)로부터 온 것으로 볼 수 있으며, (라)에 궤적을 그린 심볼은 (사)로 간다. 그것을 나타낸 것이 굵은 실선이다.If the symbol interval is T, the average of the symbols with positive values at -T time is (a), and the average of the symbols with negative values is (a). (C) becomes Now the symbol time, i.e., the average position of positive symbols at (0T) is (D), the average position of symbols with negative values is (E), and then at stochastic time T in the same way (A), (sa), (a) become. Going back, the average of (a) and (b) is again (b). In the same way, the average of (a) and (a) is also (g). Thus, the symbol value of (D) to be observed at time 0T can be regarded as coming from (B), and the symbol whose trajectory is drawn at (D) goes to (G). It is shown by the thick solid line.

이제, (마)의 경우도 마찬가지로 생각할 수 있으며, 그 궤적을 그린다면 (라)의 경우와 반대가 될 것이다. 만약, 여기서 심볼들의 부호(음,양)를 감지하여 절대값을 취하면 오직 앞에 설명한 (라)를 통과하는 경로만 남는다고 볼 수 있다. 이 경로에 대해 기울기를 계산하면 (라)점에서의 기울기는 0이 된다. 이것은 아주 중요한 사실 즉, 각 심볼 지점(mT)에서 기울기를 취하여 그 심볼 값의 부호를 곱해주면 기울기는 0이 된다는 사실이다.Now, the case of (e) can be considered the same, and drawing the trajectory would be the opposite of the case of (e). In this case, if the sign (negative and positive) of the symbols is detected and the absolute value is obtained, only the path passing through (d) described above remains. If you calculate the slope for this path, the slope at point (D) is zero. This is a very important fact: if you take the slope at each symbol point (mT) and multiply the sign of that symbol's value, the slope becomes zero.

또 한 군데 기울기가 0이 되는 지점이 있다. 즉, 도 8b에서 -0.5T 그리고 0.5T 지점이 그것이다. 굵은 실선들은 그 지점을 통과하는 심볼들의 경로를 예로하여 도시한 것이다. 양의 값을 갖는 심볼들의 경우에는 기울기가 음,양 두가지가 같은 확률로 나타나며, 음의 경우도 그러하다. 그렇기 때문에 심볼들의 부호를 이 기울기들에 곱하면 역시 0이 된다.There is also a point where the slope is zero. That is, -0.5T and 0.5T points in FIG. 8B. The thick solid lines illustrate the path of symbols passing through the point as an example. For symbols with positive values, the slope is equally likely to be negative and positive, and so is negative. Therefore, multiplying the symbols of the symbols by these slopes is also zero.

도 9는 실제로 많은 데이터를 관찰하면서 기울기와 심볼 부호를 곱하여 평균한 값을 눈 그림과 함께 도시한 것이다. 즉, 도 9의 (a)는 SNR 20dB에 관찰 심볼 832개, (b)는 SNR 0dB에 관찰 심볼 832개, (c)는 SNR 0dB에 관찰 심볼 4160개의 경우를 나타낸 것이다. 앞에서 설명한 것과 같이 각 심볼 간격(mT)과 그로부터 반 심볼 주기 앞,뒤쪽 -0.5T, 0.5T에서 기울기값이 0임을 보여주고 있다. 이제 기울기 값이 0이 되도록 타이밍을 이동시켜 줌으로써 타이밍 복원이 가능해 진다.FIG. 9 illustrates the average value obtained by multiplying the slope and the symbol sign while observing a lot of data with an eye diagram. That is, (a) of FIG. 9 shows 832 observation symbols at SNR 20dB, (b) 832 observation symbols at SNR 0dB, and (c) 4160 observation symbols at SNR 0dB. As described above, the slope value is 0 at -0.5T and 0.5T before and after each symbol interval mT and a half symbol period therefrom. Now you can restore the timing by shifting the timing so that the slope value is zero.

여기서, 반 주기 앞뒤에서 나타나는 0의 기울기는 고려할 필요가 없다. 왜냐하면, 전압조정형 발진기의 조정용 전압으로 사용될 값이 음의 값이면 오른 쪽으로, 양의 값이면 왼쪽으로 이동하게 하면 오직 0T 근처에서만 타이밍이 머물게 될 것이기 때문이다.Here, the slope of zero appearing before and after the half period need not be considered. This is because if the value to be used as the voltage for adjusting the oscillator is moved to the right if the value is negative and to the left if the value is positive, the timing will remain only near 0T.

SNR이 아주 나쁜 경우에도 별다른 문제가 없다. 즉, 도 9의 (b)에서 타이밍 에러가 다소 크지만 그것은 도 9의 (c)에서와 같이 관찰 구간을 길게 설정하면 해결되기도 하고, 그렇게 하지 않더라도 후술하겠지만 새로운 심볼들이 계속 입력되어 그 포인트가 계속적으로 움직이기 때문에 1세그먼트의 심볼들만으로 타이밍 추적을 하더라도 별다른 문제가 발생되지 않는다.There is no problem even if the SNR is very bad. That is, although the timing error is somewhat large in FIG. 9 (b), it may be solved by setting a long observation interval as in FIG. 9 (c). Even if it is not done, as will be described later, new symbols are continuously input and the point continues. Since the timing tracking with only one segment of the symbol does not cause any problem.

상기의 설명들은 [참고 문헌4]를 근거로 하고 있다.The above descriptions are based on [Ref. 4].

도 10 내지 도 12는 본 발명에 의한 최대 가능성 추정기의 구현예를 보인 것이다.10-12 show an embodiment of the maximum likelihood estimator according to the present invention.

예로써, 도 10에서, 부합필터(101)는 송신필터와 동일한 충격응답 f(t)를 갖도록 설계되어 가산성 백색잡음 채널에서 신호대 잡음비(SNR) 측면에서 양호한 상태의 복합신호 수신이 가능케 하고, 비선형 장치(102)는 그 부합필터(101)로부터 입력되는 아날로그 복합신호를 비선형처리한다.For example, in FIG. 10, the matched filter 101 is designed to have the same impact response f (t) as the transmit filter to enable reception of a composite signal in a good state in terms of signal-to-noise ratio (SNR) in an additive white noise channel. The nonlinear device 102 nonlinearly processes the analog composite signal input from the matching filter 101.

또한, 미분기(103)는 상기 비선형 장치(102)의 출력신호를 미분하고,샘플러(104)는 그 미분기(103)의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하여 출력한다.In addition, the differentiator 103 differentiates the output signal of the nonlinear device 102, and the sampler 104 samples and outputs the output signal of the differentiator 103 in accordance with the sampling clock.

누적기(105)는 상기 샘플러(104)에서 출력되는 미분신호를 누적하고, 전압 조정형 발진기(106)는 그 누적기(105)의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 샘플러(104)로 샘플링 클럭을 공급하게 된다.The accumulator 105 accumulates the differential signal output from the sampler 104, and the voltage-controlled oscillator 106 receives the output signal of the accumulator 105 and tracks the timing so that the accumulated value becomes 0. The sampling clock is supplied to the sampler 104.

다중레벨 PAM(Multi-level PAM)에 적용되는 '로그를 취한 가능성 함수(Logged Likelihood Function)'를 심볼들의 확률 분포에 따라 평균값을 취한 것을 타이밍 τ의 함수로 ΛL(τ)라 하고 의미 없는 상수(Constant)를 제거하고 나면 다음의 식과 같이 표현된다.The average value of the Logged Likelihood Function applied to the multi-level PAM according to the probability distribution of the symbols is called Λ L (τ) as a function of timing τ. After removing (Constant), it is expressed as the following expression.

여기서, yn(τ)는 부합 필터링된 신호를 t=mT+τ에서 샘플링한 것이다. 이 가능성 함수가 τ에 대해 최대가 되기 위한 필요조건은 τ에 대해 미분한 값이 0이 되어야 한다. 상기의 식을 미분하면 다음의 식과 같이 된다.Here, y n (τ) is a sample of the matched filtered signal at t = mT + τ. The requirement for this probability function to be maximum for τ is that the derivative of τ must be zero. Differentiating the above equation gives the following equation.

이 식이 의미하는 것은 부합 필터링된 신호를 제곱한 것을 미분하거나 아니면 부합 필터링된 신호와 그것의 미분값을 곱한 값이 0이 되도록 τ를 제어하면 그것이 가장 '가능성 있는(Likelihood)' 타이밍이 된다는 것이다. 윗 식을 근거로 하여 도 10, 도 11과 같은 최대 가능성 추정기를 도출하였으며, 도 12는 도 11의 변형으로서 심볼값 대신 그 부호를 사용한다는 것이 다른 점이다.What this equation means is that if you control the τ so that the square of the matched filtered signal is squared, or multiply the matched filtered signal by its derivative, then it is the most 'likelihood' timing. Based on the above equations, the maximum likelihood estimators are derived as shown in FIGS. 10 and 11, and FIG. 12 differs in that a sign is used instead of a symbol value as a modification of FIG. 11.

이하, 본 발명의 블록도들과 설명상에서 최대 가능성 추정기를 이용한 심볼 타이밍 복원기를 "ML 타이밍 복원기" 라 칭한다.Hereinafter, in the block diagrams and the description of the present invention, a symbol timing recoverer using the maximum likelihood estimator is referred to as an "ML timing recoverer".

도 13에서, 아날로그 복합신호(ACS)가 한편으로는 샘플러(131)에 공급되고, 다른 한편으로는 ML타이밍 복원기(132)에 공급된다. 이때, ML타이밍 복원기(132)는 아날로그 복합신호(ACS)를 공급받아 샘플링되는 데이터(SD)들의 미분값을 누적하고, 그 누적된 값이 0의 값이 되도록 타이밍을 추적하여 위상이 보정된 샘플링 클럭신호(SCK)를 발생하고, 그 샘플링 클럭신호(SCK)가 샘플러(131)에 입력된다. 이것은 샘플링 포인트에서의 미분값을 얻기전에 그 데이터(SD)에 대해 비선형처리를 수행함으로써 가능하게 된다.In Fig. 13, the analog composite signal ACS is supplied to the sampler 131 on the one hand and to the ML timing recoverer 132 on the other hand. At this time, the ML timing reconstructor 132 accumulates derivative values of the data SDs sampled by receiving the analog composite signal ACS, and tracks timing so that the accumulated value becomes a value of zero to correct the phase. The sampling clock signal SCK is generated and the sampling clock signal SCK is input to the sampler 131. This is made possible by performing nonlinear processing on the data SD before obtaining the derivative at the sampling point.

한편, 세그먼트 동기검출기(133)는 상기 샘플러(131)로부터 832심볼 주기로 공급되는 4심볼로 구성된 동기신호와의 상관값을 832탭으로 구성된 지연기에 순환적으로 누적시키며, 그 누적된 값이 일정 레벨 이상의 값으로 입력되면 동기신호로 판단하여 세그먼트 동기신호(SS)를 발생시킨다.On the other hand, the segment sync detector 133 recursively accumulates a correlation value with a sync signal composed of 4 symbols supplied from the sampler 131 at 832 symbol periods in a delay configured with 832 taps, and the accumulated value is at a predetermined level. If it is input as the above value, it determines as a synchronization signal and generates the segment synchronization signal SS.

상기 ML타이밍 복원기(132)와 세그먼트 동기검출기(133)는 수신기가 기동될 때 동시에 동작하며, 보정되는 타이밍에 의해 샘플링된 데이터(SD)를 이용하여 동기신호를 신속하게 찾게 된다.The ML timing decompressor 132 and the segment synchronization detector 133 operate simultaneously when the receiver is activated, and quickly find the synchronization signal using the data SD sampled by the timing to be corrected.

아날로그 복합신호(ACS)가 한편으로는 샘플러(141)에 공급되고, 다른 한편으로는 ML타이밍 복원기(142)에 공급된다. 이때, ML타이밍 복원기(142)는 아날로그 복합신호(ACS)를 공급받아 샘플링되는 데이터(SD)들의 미분값을 누적하고, 그 누적된 값이 0의 값이 되도록 타이밍을 추적하여 위상이 보정된 샘플링 클럭신호(SCK)를 발생하게 되며, 그 샘플링 클럭신호(SCK)가 샘플러(141)에 입력된다. 그런데, 이 ML타이밍 복원기(142)는 상기 도 13의 ML타이밍 복원기(132)와 달리 샘플링 포인트에서의 미분값에 샘플링 데이터(SD)의 값 또는 그 부호를 곱하여 누적한다.The analog composite signal ACS is supplied to the sampler 141 on the one hand and to the ML timing recoverer 142 on the other hand. At this time, the ML timing restorer 142 accumulates derivative values of the data SDs sampled by receiving the analog composite signal ACS, and tracks timing so that the accumulated value becomes a value of zero, thereby correcting phase. The sampling clock signal SCK is generated, and the sampling clock signal SCK is input to the sampler 141. However, unlike the ML timing decompressor 132 of FIG. 13, the ML timing decompressor 142 multiplies the derivative value at the sampling point by multiplying the value of the sampling data SD or its sign.

한편, 세그먼트 동기검출기(143)는 상기 샘플러(141)로부터 832심볼 주기로 공급되는 4심볼로 구성된 동기신호와의 상관값을 832탭으로 구성된 지연기에 순환적으로 누적시키며, 그 누적된 값이 일정 레벨 이상의 값으로 입력되면 동기신호로 판단하여 세그먼트 동기신호(SS)를 발생시킨다.Meanwhile, the segment sync detector 143 recursively accumulates a correlation value with a sync signal composed of 4 symbols supplied from the sampler 141 at 832 symbol periods in a delay unit composed of 832 taps, and the accumulated value is at a predetermined level. If it is input as the above value, it determines as a synchronization signal and generates the segment synchronization signal SS.

상기 ML타이밍 복원기(142)와 세그먼트 동기검출기(143)는 수신기가 기동될 때 동시에 동작하며, 보정되는 타이밍에 의해 샘플링된 데이터(SD)를 이용하여 동기신호를 신속하게 찾게 된다.The ML timing decompressor 142 and the segment synchronization detector 143 operate simultaneously when the receiver is activated, and quickly find the synchronization signal using the data SD sampled by the timing to be corrected.

도 15는 도 13에서 ML 타이밍 복원기의 일실시 구현예를 보인 것으로서 이의 특징은 비선형기(150)에서 처리된 아날로그 복합신호를 미분한 후 누적하여 그 값이 0이 되도록 타이밍을 이동시키면 확률적으로 심볼값이 존재하는 지점에 타이밍이 머물게 되어 정확한 타이밍을 계속 유지할 수 있게 된다는 것이다.FIG. 15 illustrates an embodiment of the ML timing recoverer in FIG. 13. The characteristic of the ML timing reconstructor is that if the analog complex signal processed by the nonlinear machine 150 is differentiated and accumulated, the timing is shifted to a value of 0. That is, the timing stays at the point where the symbol value exists, so that accurate timing can be maintained.

즉, 아날로그 복합신호(ACS)가 비선형기(150)에 입력되어 비선형적으로 처리되고, 이의 출력신호가 미분기(151)에서 미분처리된 후 다시 샘플러(152)에 의해 샘플링된다. 상기 샘플러(152)에서 샘플링된 신호가 누적기(153)에 의해 누적 처리되는데, 조정전압 발생기(154)는 그 누적된 미분값에 따라 전압조정형 발진기(VCO)(155)에 출력하는 제어명령을 설정하게 된다.That is, the analog composite signal ACS is input to the nonlinear machine 150 to be processed nonlinearly, and its output signal is differentially processed by the differentiator 151 and then sampled by the sampler 152. The signal sampled by the sampler 152 is accumulated by the accumulator 153, and the adjustment voltage generator 154 outputs a control command to the voltage controlled oscillator (VCO) 155 according to the accumulated derivative value. Will be set.

예컨대, 누적된 미분값이 음(-)의 값이면 타이밍을 오른쪽으로, 양(+)의 값이면 왼쪽으로 이동하라는 제어신호를 출력하여 전압조정형 발진기(155)를 제어할 수도 있고, 필요에 따라 그 전압조정형 발진기(155)의 타이밍 수정 속도를 향상시키기 위해 누적된 값을 그대로 바이패스시켜 동작시킬 수도 있다. 이때는 다만 정상적인 위치에서도 좌우로 흔들림이 많을 수 있다.For example, when the accumulated derivative value is a negative value, a control signal for shifting the timing to the right and a left value to the left may be output to control the voltage-controlled oscillator 155. In order to improve the timing correction speed of the voltage-controlled oscillator 155, the accumulated value may be bypassed and operated. At this time, there may be a lot of shaking from side to side even in the normal position.

또한, 상기 조정전압 발생기(154)는 일반적인 PLL에서의 루프필터(Loop Filter)로 구현하여 노이즈에 면역성을 갖을 수 있도록 하거나 타이밍 오차 보정의 속도를 조절할 수도 있다. 그리고, 상기 누적기(153)를 정해진 심볼 주기로 리세트 시켜서 보정된 새로운 타이밍에서 누적을 실시할 수 있도록 하여야 한다. 이를 위해 카운터(156)는 상기 전압조정형 발진기(155)로부터 클럭을 공급받아 심볼 개수를 카운트하고, 이를 근거로 하여 상기 누적기(153)에 주기적으로 리세트 명령을 하달하게 된다.In addition, the adjustment voltage generator 154 may be implemented as a loop filter in a general PLL to be immune to noise or to adjust the speed of timing error correction. In addition, the accumulator 153 may be reset at a predetermined symbol period so that the accumulator 153 may be accumulated at a corrected new timing. To this end, the counter 156 receives a clock from the voltage controlled oscillator 155 to count the number of symbols, and periodically resets the accumulator 153 to the accumulator 153.

도 16은 도 11의 일실시 구현예를 보인 것이다.FIG. 16 illustrates one embodiment of FIG. 11.

도 16은 도 14에서 ML 타이밍 복원기(142)의 제1실시 구현예를 보인 것으로서의 이의 기본적인 동작은 상기 도 15와 동일하다. 다만, 미분기(151)에서 입력되는 아날로그 복합신호(ACS)를 미분하기 전에 도 15에서와 같이 비선형기(150)를 사용하는 것이 아니라, 곱셈기(157)에서 샘플링된 데이터(SD)와 미분값을 곱함으로써 역시 최대 가능성 추정기로서의 기능을 발휘할 수 있게 된다는 점이 다른 점이다.FIG. 16 illustrates the first embodiment of the ML timing recoverer 142 in FIG. 14, and its basic operation is the same as that of FIG. 15. However, instead of using the nonlinear unit 150 as shown in FIG. 15 before differentiating the analog composite signal ACS input from the differentiator 151, the data SD and the derivative value sampled by the multiplier 157 are not used. The difference is that multiplication also serves as the maximum likelihood estimator.

도 17은 도 12의 일실시 구현예를 보인 것이다.FIG. 17 illustrates an embodiment of FIG. 12.

도 17은 도 14에서 ML 타이밍 복원기(142)의 제2실시 구현예를 보인 것으로서 이의 기본적인 동작은 상기 도 16과 동일하다. 다만, 샘플링된 데이터(SD)를 상기 도 16에서와 같이 그대로 미분값과 곱하는 것이 아니라, 그 값을 리미터(158)를 통해 1,-1로 리미팅하여 부호만 얻어서 곱하는 것이 다른 점이다.FIG. 17 illustrates a second embodiment of the ML timing recoverer 142 in FIG. 14, and its basic operation is the same as that of FIG. 16. However, instead of multiplying the sampled data SD by the derivative as shown in FIG. 16, the value is limited to 1 and -1 through the limiter 158 to obtain only a sign and multiply it.

한편, 상기 도 15에서 비선형기(150)의 제1 구현예로서 제곱기( )를 들 수 있으며, 제2 구현예로서 절대화기( )를 들 수 있고, 제3 구현예로서 로그를 취한 하이퍼 코사인(ln cosh(.))을 들 수 있다.Meanwhile, as the first embodiment of the nonlinear machine 150 in FIG. 15, a squarer ( ), And as a second embodiment, an absoluteizer ( ), And as a third embodiment, a hyper cosine (ln cosh (.)) Having a log can be given.

또한, 상기 도 15 내지 도 17에서, 조정전압 발생기(154)의 제1 구현예로서 바이패스를 들 수 있으며, 제2 구현예로서 리미터를 들 수 있고, 제3 구현예로서 저역통과 필터를 들 수 있으며, 제4 구현예로서 도 18에서와 같이 리미터(181)와 저역통과 필터(182)를 직렬로 접속한 회로를 들 수 있다.15 to 17, the first embodiment of the regulation voltage generator 154 may be a bypass, the second embodiment may be a limiter, and the third embodiment may be a low pass filter. The fourth embodiment may include a circuit in which the limiter 181 and the low pass filter 182 are connected in series as shown in FIG. 18.

여기서, 바이패스는 입력된 미분값의 누적치를 그대로 전압조정형 발진기(155)에 입력함으로써 누적값의 크기에 따라 이의 발진출력의 움직임 량을 제어할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 리미터는 입력된 누적값의 부호만으로 그 전압조정형 발진기(155)를 제어하기 위한 것이다. 또한, 저역통과 필터는 입력되는 누적값에 실릴 수 있는 노이즈를 제거하거나 타이밍 오차를 대변하는 미분의 누적값이 크게 변하지 않게 하여 결과적으로 오차 보정속도를 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위한 것이고, 도 18에서 리미터(181)의 출력신호를 저역통과 필터(182)로 필터링하는 것도 같은 이유이다.Here, the bypass is to input the accumulated value of the input differential value to the voltage-controlled oscillator 155 as it is so that the amount of movement of its oscillation output can be controlled according to the magnitude of the accumulated value. In addition, the limiter is for controlling the voltage-controlled oscillator 155 only by the sign of the input accumulated value. In addition, the low pass filter is to remove the noise that can be carried on the input cumulative value or to prevent the cumulative value of the derivative representing the timing error from changing significantly, so that the error correction speed can be precisely controlled. The output signal of the limiter 181 is filtered by the low pass filter 182 for the same reason.

도 19는 도 13과 도 14에서 세그먼트 동기검출기(133),(143)의 일실시 구현예를 보인 것이다.FIG. 19 illustrates one embodiment of the segment sync detectors 133 and 143 in FIGS. 13 and 14.

샘플링된 데이터(SD)는 도 5b와 같은 특성을 갖는 동기부 상관기 필터(191)에 입력되어 상관값이 연산된다. 이 연산은 매 심볼 주기마다 행해지며 연산하는 심볼 위치에서 좌,우 2심볼씩을 같이 고려하여 동기와 얼마나 유사한지를 값으로 환산하는 것이다.The sampled data SD is input to the synchronizer correlator filter 191 having the characteristics as shown in FIG. 5B to calculate a correlation value. This operation is performed at every symbol period, and it is converted into a value that is similar to synchronization considering both left and right symbols at the symbol position to be calculated.

상기 동기부 상관기 필터(191)의 계수와 대응되는 위치의 심볼 값들이 곱해지고 곱해진 결과값 4개를 모두 더하기 때문에 동기 부분에서 큰 값이 출력된다. 랜덤한 데이터 중에도 확률적으로 동기와 같은 패턴이 많이 나올 수 있으며, 동기와 같은 패턴이 아니더라도 노이즈가 심한 채널에서 신호가 왜곡되어 동기 모양을 띨 수도 있다. 이와 같은 이유로 인하여 한 개의 세그먼트(832심볼)만 살펴보고 큰 상관값을 동기부분의 것이라고 단정 지을 수 없게 된다.Since the symbol values at positions corresponding to the coefficients of the synchronizer correlator filter 191 are multiplied and all four multiplied result values are added, a large value is output in the synchronization portion. Among random data, many patterns such as sync can be generated probabilisticly, and even if the patterns are not synchronized, signals may be distorted in a noisy channel and become out of sync. For this reason, it is impossible to look at only one segment (832 symbols) and conclude that a large correlation value is that of a synchronization part.

이러한 문제를 해결하기 위해 상기 동기부 상관기 필터(191)의 출력을 세그먼트 지연기(192)에 입력하여 여러 세그먼트에 대해 상관값을 누적해서 기억시켜 둔다. 즉, 세그먼트 지연기(192)는 정확히 832개의 탭으로 구성되어 있고, 이들을 통해 상관값이 세그먼트 주기로 순환되면서 누적된다. 수개의 세그먼트가 통과되면 진정한 동기 지점에서 상관값이 크게 증가하며, 노이즈의 영향에 의해 또는 데이터 자체가 동기와 닮을 수 있으므로 한때 큰 값을 가졌던 구간은 상대적으로 상관값이 작아진다. 그리하여 얻어진 우세한 상관값을 갖게 된 위치를 동기 구간으로 설정할 수 있게 된다.In order to solve this problem, the output of the synchronizer correlator filter 191 is input to the segment delay unit 192 to accumulate and store correlation values for several segments. In other words, the segment delay unit 192 is composed of exactly 832 taps, through which the correlation values accumulate as they cycle through the segment period. When several segments pass, the correlation value increases greatly at the true synchronization point, and the correlation value is relatively small in the once large section because of the influence of noise or the data itself. The position having the predominant correlation value thus obtained can be set as the synchronization section.

세그먼트 동기 감지기(193)는 상기 세그먼트 지연기(192)의 출력신호를 공급받아 원하는 레벨 이상의 값이 나타난 포인트를 동기 위치로 결정하여 그 포인트에서 세그먼트 동기신호를 발생시키게 된다. 이와 같은 과정을 통해 동기를 찾은 후에도 상기 세그먼트 지연기(192)의 값들은 계속 증가하게 되어 오버 플로우가 발생할 수 있으므로 동기 검출 후에는 누적된 상관값을 1/2로 줄여서 더해야 하는데, 세그먼트 지연기(192)는 이러한 기능을 수행할 수 있도록 설계되어 있다.The segment synchronization detector 193 receives the output signal of the segment delay unit 192 to determine a point at which a value equal to or greater than a desired level is displayed as a synchronization position, and generates a segment synchronization signal at that point. Even after the synchronization is found through this process, the values of the segment delay unit 192 continue to increase and overflow may occur. Therefore, after synchronization detection, the accumulated correlation value should be reduced to 1/2 and added. 192 is designed to perform this function.

세그먼트 동기신호는 프레임 동기 검출기, 채널 등화기 등 수신기가 필요로 하는 모든 장치에 입력된다. 또한, 동기 검출 이전까지는 입력되는 아날로그 복합신호(ACS)의 증폭도가 제대로 제어되지 않다가, 동기를 구성하는 4개의 심볼값 5,-5,-5,5를 기준으로 하여 신호의 증폭도를 조절할 수도 있게 된다.The segment sync signal is input to all devices required by the receiver such as a frame sync detector and a channel equalizer. In addition, the amplification degree of the input analog composite signal (ACS) is not properly controlled until the synchronization detection, and the amplification degree of the signal may be adjusted based on the four symbol values 5, -5, -5,5 constituting the synchronization. Will be.

도 20의 기본적인 동작은 도 19와 동일하다. 다만, 리미터(190)를 이용하여 입력 데이터의 부호만을 얻고 이 부호만으로 동기신호와의 상관값을 계산하는 것이 다를 뿐이다. 이 경우에도 역시 동기 부분에서 큰 상관값이 나온다.The basic operation of FIG. 20 is the same as that of FIG. The only difference is that the limiter 190 obtains only the sign of the input data and calculates the correlation value with the synchronization signal using only this sign. In this case too, there is a large correlation in the synchronization part.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서 인용된 참고문헌 리스트는 다음과 같다.Meanwhile, the list of references cited in the detailed description of the present invention is as follows.

[1] Digital Communication-Lee/Messerschmitt, Second Edition. P739∼764[1] Digital Communication-Lee / Messerschmitt, Second Edition. P739-764

[2] IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.41,No.3,August 1995.[2] IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 41, No. 3, August 1995.

[3] IEEE Transactions on Consumer Electronics,V.42N.3, 8/01/96[3] IEEE Transactions on Consumer Electronics, V.42N.3, 8/01/96

[4] Digital Communications-Proakis, Third Edition P358∼373[4] Digital Communications-Proakis, Third Edition P358-373

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 세그먼트 동기 검출과 심볼 타이밍 복원이 동시에 이루어지도록 함으로써 기존의 동기 검출시간에 비해 처리속도가 두배 이상 향상되고, 0dB 상황에서도 훌륭하게 동작한다. 본 발명에서 타이밍 오차를 검출하기 위해 단지 832개의 심볼만을 사용하여 신호대 잡음비가 나쁜 경우에도 타이밍이 평균적으로 적게 이탈되는 효과가 있으며, 예로써 관찰 구간을 3세그먼트(2996심볼)를 사용하는 경우에는 더욱 안정되고 신뢰성 있는 타이밍 추적이 가능해지는 효과가 있다. 결국, 본 발명은 최대 가능성 추정기를 이용하여 심볼 타이밍 복원을 동기신호 검출과 동시에 실시함으로써 검출속도를 향상시키는 것이 가능해지고 동기 검출 이후의 타이밍 추적 성능도 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention enables the segment synchronization detection and the symbol timing recovery to be performed at the same time, thereby improving the processing speed by more than twice compared to the conventional synchronization detection time, and operating well in the 0dB situation. In the present invention, only 832 symbols are used to detect the timing error, and even when the signal-to-noise ratio is bad, the timing is deviated by a small amount on average. For example, when three segments (2996 symbols) are used for the observation section, There is an effect that enables stable and reliable timing tracking. As a result, the present invention makes it possible to improve the detection speed by performing symbol timing recovery simultaneously with the synchronization signal detection using the maximum likelihood estimator, and also has the effect of improving the timing tracking performance after the synchronization detection.

Claims (10)

입력되는 복합신호를 수신측에 부합되게 필터링하는 부합필터와; 상기 부합필터에서 출력되는 복합신호를 입력받아 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 제1샘플러와; 상기 제1샘플러의 출력을 제한하여 후술할 곱셈기측으로 공급하기 위한 리미터와; 상기 부합필터에서 출력되는 복합신호를 입력받아 미분하는 미분기와; 상기 미분기의 출력신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하는 제2샘플러와; 상기 제1,2샘플러의 출력신호를 입력받아 곱셈처리하는 곱셈기와; 상기 곱셈기의 출력신호를 입력받아 누적하는 누적기와; 상기 누적기의 출력신호를 입력받아 누적값이 0이 되도록 타이밍을 추적하여 상기 제1,2샘플러에 샘플링 클럭을 공급하는 전압 조정형 발진기로 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.A matching filter for filtering the input composite signal according to the receiving side; A first sampler configured to receive a complex signal output from the matched filter and sample the sampled signal according to a sampling clock; A limiter for limiting the output of the first sampler and supplying it to a multiplier side, which will be described later; A differentiator for differentiating a complex signal output from the matched filter; A second sampler sampling the output signal of the differentiator according to a sampling clock; A multiplier configured to receive the output signals of the first and second samplers and multiply them; An accumulator for receiving and accumulating the output signal of the multiplier; And a voltage-adjustable oscillator configured to supply a sampling clock to the first and second samplers by tracking the timing of receiving the output signal of the accumulator so that the accumulated value becomes 0. 제1항에 있어서, 샘플링된 데이터를 1,-1로 리미팅하여 부호만 얻어서 곱셈기에 공급하기 위한 리미터와; 상기 누적기에 누적된 값에 따라 제어명령을 생성하여 전압조정형 발진기에 공급하는 조정전압 발생기와; 상기 전압조정형 발진기로부터 클럭을 공급받아 심볼 개수를 카운트하고, 이를 근거로 하여 상기 누적기에 주기적으로 리세트 명령을 하달하는 카운터를 더 포함시켜 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.2. The apparatus of claim 1, further comprising: a limiter for limiting the sampled data to 1, -1 to obtain only a sign and to supply the multiplier; A regulated voltage generator generating a control command according to the accumulated value in the accumulator and supplying the control command to a voltage regulated oscillator; And a counter which receives a clock from the voltage-regulated oscillator to count the number of symbols, and further includes a counter that periodically issues a reset command to the accumulator based on the clock. 제2항에 있어서, 조정전압 발생기는 바이패스 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.3. The high-definition timing recovery device according to claim 2, wherein the regulating voltage generator is composed of a bypass filter. 제2항에 있어서, 조정전압 발생기는 리미터로 구성된 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.The high-definition timing recovery device according to claim 2, wherein the regulating voltage generator is composed of a limiter. 제2항에 있어서, 조정전압 발생기는 저역통과 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.3. The high-definition timing recovery device according to claim 2, wherein the regulating voltage generator is comprised of a low pass filter. 제2항에 있어서, 조정전압 발생기는 리미터 및 저역통과 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기.3. The high-definition timing recovery device according to claim 2, wherein the regulating voltage generator is composed of a limiter and a low pass filter. 아날로그 복합신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하여 출력하는 샘플러와; 상기 아날로그 복합신호를 공급받아 샘플링되는 데이터들의 미분값을 누적하고, 그 누적된 값이 0의 값이 되도록 타이밍을 추적하여 위상이 보정된 샘플링 클럭신호(SCK)를 생성해서 이를 상기 샘플러에 공급하는 ML타이밍 복원기와; 상기 샘플러로부터 소정 심볼 주기로 공급되는 소정 심볼로 구성된 동기신호와의 상관값을 소정 탭으로 구성된 지연기에 순환적으로 누적시키며, 그 누적된 값이 일정 레벨 이상의 값으로 입력되면 동기신호로 판단하여 세그먼트 동기신호를 발생하는 세그먼트 동기검출기로 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기를 이용한 동기화 장치.A sampler for sampling and outputting an analog composite signal according to a sampling clock; Accumulate the derivative of the sampled data by receiving the analog composite signal, track the timing so that the accumulated value becomes 0, generate a phase-corrected sampling clock signal SCK, and supply it to the sampler. An ML timing restorer; A correlation value with a synchronization signal composed of predetermined symbols supplied from the sampler at predetermined symbol periods is cyclically accumulated in a delay tab composed of predetermined taps. When the accumulated value is input at a predetermined level or more, the synchronization signal is determined as a synchronization signal. A synchronization device using a high-definition timing recoverer characterized by comprising a segment synchronization detector for generating a signal. 제7항에 있어서, 세그먼트 동기검출기는 샘플링된 데이터를 입력받아 계수와 대응되는 위치의 심볼 값들을 곱하고 그 결과값을 모두 더하는 방식으로 필터링하는 동기부 상관기 필터와; 상기 동기부 상관기 필터의 출력을 입력하여 여러 세그먼트에 대해 상관값을 누적해서 기억하는 세그먼트 지연기와; 상기 세그먼트 지연기의 출력신호를 공급받아 원하는 레벨 이상의 값이 나타난 포인트를 동기 위치로 결정하여 그 포인트에서 세그먼트 동기신호를 발생시키는 세그먼트 동기 감지기로 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기를 이용한 동기화 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the segment sync detector comprises: a sync correlator filter that receives the sampled data and filters the multiplied symbol values at positions corresponding to the coefficients and adds all of the result values; A segment delay unit for inputting the output of the synchronizer correlator filter to accumulate and store correlation values for several segments; A synchronization device using a high-definition timing reconstructor comprising a segment synchronization detector configured to receive an output signal of the segment delay unit and determine a point at which a value equal to or greater than a desired level appears as a synchronization position and generate a segment synchronization signal at the point. . 제7항에 있어서, 세그먼트 동기검출기는 샘플링되는 입력 데이터의 부호만을 얻기 위한 리미터와; 상기 리미터의 출력 신호를 입력받아 계수와 대응되는 위치의 심볼 값들을 곱하고 그 결과값을 모두 더하는 방식으로 필터링하는 동기부 상관기 필터와; 상기 동기부 상관기 필터의 출력을 입력하여 여러 세그먼트에 대해 상관값을 누적해서 기억하는 세그먼트 지연기와; 상기 세그먼트 지연기의 출력신호를 공급받아 원하는 레벨 이상의 값이 나타난 포인트를 동기 위치로 결정하여 그 포인트에서 세그먼트 동기신호를 발생시키는 세그먼트 동기 감지기로 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기를 이용한 동기화 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the segment sync detector comprises: a limiter for obtaining only a sign of the input data to be sampled; A synchronizer correlator filter for receiving the output signal of the limiter and filtering the result by multiplying the symbol values at positions corresponding to coefficients and adding the result values; A segment delay unit for inputting the output of the synchronizer correlator filter to accumulate and store correlation values for several segments; A synchronization device using a high-definition timing reconstructor comprising a segment synchronization detector configured to receive an output signal of the segment delay unit and determine a point at which a value equal to or greater than a desired level appears as a synchronization position and generate a segment synchronization signal at the point. . 아날로그 복합신호를 샘플링 클럭에 따라 샘플링하여 출력하는 샘플러와; 상기 아날로그 복합신호(ACS)를 공급받아 샘플링되는 데이터들의 미분값을 누적하고, 그 누적된 값이 0의 값이 되도록 타이밍을 추적하여 위상이 보정된 샘플링 클럭신호(SCK)를 발생해서 이를 상기 샘플에 공급하되, 샘플링 포인트에서의 미분값에 샘플링 데이터의 값 또는 그 부호를 곱하여 누적하는 ML타이밍 복원기와; 상기 샘플러로부터 소정 심볼 주기로 공급되는 소정 심볼로 구성된 동기신호와의 상관값을 소정 탭으로 구성된 지연기에 순환적으로 누적시키며, 그 누적된 값이 일정 레벨 이상의 값으로 입력되면 동기신호로 판단하여 세그먼트 동기신호를 발생하는 세그먼트 동기검출기로 구성한 것을 특징으로 하는 고선명티브이의 타이밍 복원기를 이용한 동기화 장치.A sampler for sampling and outputting an analog composite signal according to a sampling clock; Accumulate the derivative of the sampled data by receiving the analog composite signal ACS, and track the timing so that the accumulated value becomes a value of zero to generate a sampling clock signal SCK whose phase is corrected to generate the sample. An ML timing restorer for supplying to and multiplying the derivative value at the sampling point by the value of the sampling data or the sign thereof; A correlation value with a synchronization signal composed of predetermined symbols supplied from the sampler at predetermined symbol periods is cyclically accumulated in a delay tab composed of predetermined taps. When the accumulated value is input at a predetermined level or more, the synchronization signal is determined as a synchronization signal. A synchronization device using a high-definition timing recoverer characterized by comprising a segment synchronization detector for generating a signal.
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