KR100311522B1 - Distortion Signal Compensation Method and Device in Digital TV - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 TV 중계기(Translator)의 변조기 출력의 기준신호와 왜곡신호의 시간적 동기를 이용한 전치 보상 방법을 적용하여 왜곡 신호를 보상하기 위한 디지털 TV 중계기에서의 왜곡 신호 보상 방법 및 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은, 입력된 신호를 I 및 Q 신호로 분리하여 출력하는 변조기와, 상기 변조기로부터 출력된 신호를 처리하여 일반 가입자에게 전송하는 송신부로 구성된 디지털 TV 중계기에서, 상기 변조기에서 기준신호를 추출하는 단계와; 상기 기준신호를 상기 송신부의 고출력증폭기로부터 출력된 왜곡신호와 시간적 동기를 맞추는 단계와; 상기 시간적 동기가 맞추어진 기준신호와 왜곡신호를 이용하여 왜곡보상을 하기 위한 참조용 메모리 테이블(Loop Up Table : 이하 LUT라 약칭함) 계수를 생성하는 단계와; 상기 생성된 LUT 계수를 상기 송신부의 변조기에 구성된 전치보상기의 계수값으로 전치보상하는 단계로 이루어지므로서, 고가의 벡터 신호 분석기를 사용하지 않고도 변조기의 출력신호를 그대로 이용하여 선형/비선형 왜곡 신호의 보상 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method and an apparatus for compensating a distortion signal in a digital TV repeater for compensating for a distortion signal by applying a precompensation method using a temporal synchronization of a reference signal and a distortion signal of a modulator output of a digital TV translator. The present invention is a digital TV repeater comprising a modulator for separating and outputting the input signal to the I and Q signals, and a transmitter for processing the signal output from the modulator and transmitting the signal to the general subscriber, the reference signal in the modulator Extracting; Synchronizing the reference signal with a distortion signal output from the high output amplifier of the transmitter; Generating a reference memory table coefficient (hereinafter, referred to as LUT) coefficients for distortion compensation using the reference signal and the distortion signal with which the time synchronization is performed; Precompensating the generated LUT coefficients with coefficient values of a predistorter configured in the modulator of the transmitter, the linear / nonlinear distortion signal of the modulator can be obtained by using the output signal of the modulator without using an expensive vector signal analyzer. There is an effect that can obtain the reward characteristics.
Description
본 발명은 디지털 TV 중계기(Translator)의 변조기 출력의 동기를 이용한 전치 보상 방법을 적용하여 디지털 TV 중계기의 왜곡 신호를 보상하기 위한 디지털 TV 중계기에서의 왜곡 신호 보상 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for compensating for a distortion signal in a digital TV repeater for compensating for a distortion signal of a digital TV repeater by applying a precompensation method using synchronization of a modulator output of a digital TV repeater.
일반적으로, 디지털 TV 중계기의 왜곡 보상 기술은 이미 예전부터 많은 논문 및 이론들이 제안되고 있으며 현재 가장 많이 사용되는 방법은 벡터 신호 분석기(Vector Signal Analyzer)라는 계측기를 이용한 참조용 메모리 테이블(Loop Up Table ; 이하 LUT 라 약칭함)방식의 왜곡 보상 방법이 있다.In general, a large number of papers and theories have been proposed for the distortion compensation technology of a digital TV repeater, and the most widely used method is a reference memory table (Loop Up Table) using an instrument called a vector signal analyzer; DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS There is a distortion compensation method of the following).
도 1은 종래의 벡터 신호 분석기를 이용한 참조용 메모리 테이블(LUT)방식의 왜곡 보상 방법을 설명하기 위한 블록구성도이다.1 is a block diagram illustrating a distortion compensation method of a reference memory table (LUT) method using a conventional vector signal analyzer.
도 1을 참조하면, 이 방식은 송신부와 선형/비선형 보상 수신부로 구성된다.Referring to Figure 1, this scheme consists of a transmitter and a linear / nonlinear compensation receiver.
먼저, 송신부는 VSB 프로세서(11), 선형필터(Linear Filter)(12), 비선형전치보상기(Non linear Pre-Corrector)(13)로 이루어지는 변조기(10)와 중간주파수(IF)변조기(20), 상향 변환기(Up-Converter)(30),중간출력증폭기(Intermediate Power Amplifier ; 이하 IPA라 약칭함)(40), 고출력증폭기(High Power Amplifier ; 이하 HPA라 약칭함)(50), 방향성결합기(60), 안테나(70)로 구성된다.First, the transmitter includes a modulator 10 and an intermediate frequency (IF) modulator 20, which are composed of a VSB processor 11, a linear filter 12, a non linear pre-corrector 13, Up-Converter 30, Intermediate Power Amplifier (hereinafter abbreviated as IPA) 40, High Power Amplifier (hereinafter abbreviated as HPA) 50, Directional Coupler (60) ) And an antenna 70.
또한, 선형/비선형 보상 수신부는 하향변환기(Down-Converter)(82), 복조기(81)로 이루어지는 벡터신호 분석기(80)와 컴퓨터(90)로 이루어진다.In addition, the linear / nonlinear compensation receiver includes a vector signal analyzer 80 and a computer 90 including a down-converter 82 and a demodulator 81.
도 2는 종래의 참조용 메모리 테이블(LUT)방식의 왜곡 보상 방법에 의해 출력된 왜곡 신호에 대한 기준 신호를 만들기 위한 컴퓨터 내부의 소프트웨어를 설명하기 위한 블록구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating software inside a computer for generating a reference signal for a distortion signal output by a conventional reference memory table (LUT) distortion compensation method.
도 2를 참조하면, 컴퓨터의 소프트웨어 구조는 성단슬라이스(Slice)부(91), 선형필터(linearFilter)부(92),비선형전치보상기(Non-linearPre-Corrector)부(93), RRC(RootRaised Cosine)필터부(94), 스케일링(Scaling)부(95), 파일롯(Pilot) 신호 복원부(98), 복소 연산(Complex Division)(96)부 및 참조용 메모리 테이블(LUT) 저장용 메모리(97)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the software structure of the computer includes a slice section 91, a linear filter section 92, a non-linear pre-corrector section 93, and a root raised cosine. Filter unit 94, scaling unit 95, pilot signal recovery unit 98, complex division 96 unit and reference memory table (LUT) storage memory (97) It is composed of
이와 같이 구성된 종래의 벡터 분석기를 활용한 참조용 메모리 테이블(LUT)방식의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.The operation of the reference memory table (LUT) method using the conventional vector analyzer configured as described above will be described with reference to the drawings.
우선, 입력되는 데이터를 VSB 프로세서(11)에 입력하여 신호를 채널 코딩시킨후 심볼(Symbol)을 생성하고, 선형필터(12)를 거쳐 I 및 Q 신호를 생성한다.First, input data is input to the VSB processor 11 to channel-code the signal to generate a symbol, and the I and Q signals are generated through the linear filter 12.
생성된 I 및 Q 신호를 중간주파수(IF) 변조기(20)에 전송한 후, 상향변환기(30)를 거쳐 주파수를 상향변환한다. 이 상향 변환된 주파수는 중간출력증폭기(IPA)(40), 고출력증폭기(HPA)(50)를 통해 출력되어 안테나(70)로 송신되어 일반 가입자에게 TV 신호를 전달한다.The generated I and Q signals are transmitted to the intermediate frequency (IF) modulator 20, and then upconverted through the up-converter 30. The up-converted frequency is output through the intermediate power amplifier (IPA) 40 and the high power amplifier (HPA) 50 and transmitted to the antenna 70 to transmit a TV signal to the general subscriber.
그러나, 신호는 기저대역 변조기에서 출력된 후 중간주파수(IF) 변조기(20), IPA, HPA로 전송되면서 온도, 노후화, 잡음 등의 비 선형성으로 인해 VSB 신호가 왜곡되는 현상이 발생한다. 이와 같은 왜곡을 보상하기 위해서는 HPA(50)출력을 방향성 결합기(60)를 통해서 추출한 왜곡신호와 이 왜곡신호로부터 성단 슬라이스 기법을 도입하여 기준신호를 만들어서, 이 기준신호와 왜곡신호를 비교하여 송신기의 왜곡된 값을 추출하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 비선형 왜곡에 관한 보상 방법이다.However, as the signal is output from the baseband modulator and then transmitted to the intermediate frequency (IF) modulator 20, IPA, and HPA, the VSB signal is distorted due to nonlinearity such as temperature, aging, and noise. In order to compensate for such distortion, a distortion signal extracted from the output of the HPA 50 through the directional coupler 60 and a star clustering technique are introduced from the distortion signal, and a reference signal is generated. A method of extracting distorted values is presented. This method is a compensation method for nonlinear distortion.
또한, 기준신호를 만드는 방법은, 벡터 신호 분석기(80)를 이용하여 상향변환된 주파수를 하향변환기(82)를 거쳐 44Mhz의 중간주파수(IF)로 하향변환 한 다음, 복조기(81)를 통과하면, I 및 Q의 디지털 데이터를 추출할 수 있다. 이와 같이 추출된 디지털 신호는 왜곡된 신호이기 때문에 기준신호를 만들기 위해서 컴퓨터(90)내부의 소프트웨어를 이용한다.In addition, the method of making a reference signal, by down-converting the frequency up-converted using the vector signal analyzer 80 to the intermediate frequency (IF) of 44Mhz through the down-converter 82, and then through the demodulator 81 Digital data of, I and Q can be extracted. Since the extracted digital signal is a distorted signal, software inside the computer 90 is used to generate a reference signal.
도 2에 도시된 바와 같이, 왜곡된 신호에서 기준신호를 만들어 내기 위한 루틴으로 이루어진다. 우선, 왜곡된 신호를 성단 슬라이스(91)기법을 사용하여 원시기준신호를 만들고 도 1에 도시한 변조기의 출력과 같은 신호 형태로 만들기 위해서 소프트웨어로 구현된 선형필터부(92)와 비선형 전치 보상부(93)로 전송한다.As shown in FIG. 2, the routine consists of a routine for generating a reference signal from the distorted signal. First, the linear filter unit 92 and the nonlinear pre-compensator implemented in software are used to create the original reference signal using the cluster slice 91 technique and form the same signal as the output of the modulator shown in FIG. To 93.
또한, 벡터 신호 분석기 내부에서 RRC, 파일롯(Pilot) 제거 및 스케일링 기능이들어가 있으므로 왜곡된 신호와 비교를 하기 위해서는 RRC(94) 및 스케일링 기능(95)이 소프트웨어로 구현되어야 한다.In addition, since the RRC, pilot removal and scaling functions are included in the vector signal analyzer, the RRC 94 and the scaling function 95 must be implemented in software in order to compare the distorted signals.
이와 같은 루틴을 통해 전송되는 신호는 복소 연산부(96)에서 왜곡된 신호와 이를 이용하여 추출한 기준신호를 바탕으로 에러 계산 및 비 선형 보상을 위한 참조용 메모리 테이블(LUT)계수를 만든다. 따라서, 생성된 참조용 메모리 테이블(LUT)계수는 LUT 저장용 메모리(97)에 임시 저장되어 표준 직렬 케이블(RS-232C)를 이용하여 변조기의 선형필터(12) 및 비선형 전치 보상기(13)의 계수값으로 활용되어 비선형 특성을 제거하게된다.The signal transmitted through the routine generates a reference memory table (LUT) coefficient for error calculation and nonlinear compensation based on the distorted signal from the complex operator 96 and the reference signal extracted using the signal. Therefore, the generated reference memory table (LUT) coefficients are temporarily stored in the memory for storing LUT 97 so that the linear filter 12 and the nonlinear precompensator 13 of the modulator are connected using a standard serial cable RS-232C. It is used as a coefficient value to remove nonlinear characteristics.
이와 같은 신호의 선형 왜곡에 대한 보상 방법은 벡터 신호 분석기 내부의 적응 복소등화기(Adaptive Complex Equalizer)를 사용하여 보상시킬 수 있다.The compensation method for the linear distortion of the signal may be compensated by using an adaptive complex equalizer inside the vector signal analyzer.
그러나, 이와 같은 종래의 벡터 신호분석기를 이용한 참조용 메모리 테이블(LUT) 왜곡 신호 보상 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional LUT distortion signal compensation method using the conventional vector signal analyzer has the following problems.
첫째, 벡터 신호 분석기 및 고성능 컴퓨터등의 부가 장치가 필요하기 때문에 장치 구비에 필요한 비용 소모가 크다.First, since additional devices such as a vector signal analyzer and a high performance computer are required, the cost required for providing the device is high.
둘째, 벡터 분석기를 이용한 참조용 메모리 테이블(LUT) 왜곡 신호 보상 방법은 소프트웨어 처리를 함으로서, 한 번 계수를 계산하는데 수십분의 시간이 소요되는 단점이 있다.Second, the LUT distortion signal compensation method using a vector analyzer has a disadvantage in that it takes several tens of minutes to calculate a coefficient once by performing software processing.
셋째, 벡터 분석기를 이용한 참조용 메모리 테이블(LUT) 왜곡 신호 보상 방법은 중간주파수(IF)변조기, 중간출력증폭기(IPA), 고출력증폭기(HPA)를 통과한 RF 신호를 다시 하향변환(Down-Converter)하여 기준 신호를 구성하기가 매우 복잡한 단점이 있다.Third, the reference memory table (LUT) distortion signal compensation method using a vector analyzer down-converts the RF signal passed through the intermediate frequency (IF) modulator, the intermediate output amplifier (IPA), and the high output amplifier (HPA) again. There is a disadvantage that it is very complicated to construct a reference signal.
본 발명의 목적은 디지털 TV 중계기(Translator)의 왜곡 신호에 대한 보상방법 중 변조기 출력의 동기를 이용한 전치 보상 방법을 적용하여 디지털 TV 중계기의 왜곡 신호 보상에 적당하도록 한 디지털 TV 중계기에서의 왜곡 신호 보상 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to compensate for distortion signal of digital TV repeater by applying precompensation method using synchronization of modulator output among compensation methods for distortion signal of digital TV translator. To provide a method and apparatus.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 입력된 신호를 I 및 Q 신호로 분리하여 출력하는 변조기와, 상기 변조기로부터 출력된 신호를 처리하여 일반 가입자에게 전송하는 송신부로 구성된 디지털 TV 중계기에서, 상기 변조기에서 기준신호를 추출하는 단계와; 상기 기준신호를 상기 송신부의 고출력증폭기로부터 출력된 왜곡신호와 시간적 동기를 맞추는 단계와; 상기 시간적 동기가 맞추어진 기준신호와 왜곡신호를 이용하여 왜곡보상을 하기 위한 참조용 메모리 테이블(Loop Up Table : 이하 LUT라 약칭함) 계수를 생성하는 단계와; 상기 생성된 LUT 계수를 상기 송신부의 변조기에 구성된 전치보상기의 계수값으로 전치보상하는 단계로 이루어진다.A feature of the present invention for achieving the above object is a digital TV repeater consisting of a modulator for separating and outputting the input signal into I and Q signals, and a transmitter for processing the signal output from the modulator and transmitting to the general subscriber Extracting a reference signal from the modulator; Synchronizing the reference signal with a distortion signal output from the high output amplifier of the transmitter; Generating a reference memory table coefficient (hereinafter, referred to as LUT) coefficients for distortion compensation using the reference signal and the distortion signal with which the time synchronization is performed; Precompensating the generated LUT coefficients with coefficient values of a predistorter configured in a modulator of the transmitter.
바람직하게는, 상기 시간적 동기를 맞추는 단계는, 상기 송신부로부터 귀환된 왜곡 신호를 소프트웨어로 구현된 자동 보상기의 시간동기부에 입력하는 단계와; 상기 시간동기부에서 직교보상법(Cross Correlation Method)을 사용하여 상기 기준신호와 왜곡신호의 시간적 동기를 일치시키는 단계를 더 포함하여 이루어진다.Preferably, the step of synchronizing the time, the step of inputting the distortion signal fed back from the transmitter to the time synchronization unit of the automatic compensator implemented in software; And synchronizing the time synchronization of the reference signal and the distortion signal using a cross-correlation method in the time synchronization unit.
또한, 상기 LUT 생성 단계는, 상기 기준신호와 왜곡신호의 크기를 비교하는 단계와; 상기 비교결과에 따라, 두 신호에 대해 복소 연산을 수행하여 상기 왜곡신호에 대한 상기 기준신호의 오차를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.The generating of the LUT may include comparing the magnitudes of the reference signal and the distortion signal; The method may further include calculating a error of the reference signal with respect to the distortion signal by performing a complex operation on the two signals according to the comparison result.
또한, 이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은 입력된 신호를 I 및 Q 신호로 출력하는 변조기를 구비하고, 상기 변조기로부터 출력된 신호를 처리하여 일반 가입자에게 전송하는 송신부를 포함하여 구성된 디지털 TV 중계기에서, 상기 변조기에서 추출된 기준신호와 상기 송신부에 구비된 고출력 증폭기를 통해 출력된 왜곡신호의 시간적 동기를 맞추는 시간동기부와; 상기 시간동기부를 통해 출력된 기준신호와 왜곡신호를 이용하여 비선형 왜곡신호를 보상하기 위한 참조용 메모리 테이블(LUT) 계수를 생성하는 연산부와; 상기 시간동기부를 통해 출력된 선형왜곡 신호를 보상하기 위한 계수를 생성하는 복소등호부와; 상기 참조용 메모리 테이블(LUT)계수를 저장한 후, 상기 송신부의 변조기에 구성된 전치보상기의 계수값으로 전치보상하는 계수저장부를 구비한 자동보상부를 포함하여 구성된다.In addition, another feature of the present invention for achieving the above object is provided with a modulator for outputting the input signal as the I and Q signal, and includes a transmitter for processing the signal output from the modulator to transmit to the general subscriber In the digital TV repeater configured to include: a time synchronization unit for synchronizing the temporal synchronization between the reference signal extracted from the modulator and the distortion signal output through the high output amplifier provided in the transmitter; A calculation unit for generating a reference memory table (LUT) coefficient for compensating for the nonlinear distortion signal using the reference signal and the distortion signal outputted through the time synchronization unit; A complex equalization unit for generating a coefficient for compensating the linear distortion signal output through the time synchronization unit; And an automatic compensation unit having a coefficient storage unit for storing the reference memory table (LUT) coefficient and predistorting the coefficient values of the predistorter configured in the modulator of the transmitter.
도 1은 종래의 벡터 신호분석기를 이용한 참조용 메모리 테이블(LUT)방식의 왜곡 보상 방법을 설명하기 위한 블록구성도.1 is a block diagram illustrating a distortion compensation method of a reference memory table (LUT) method using a conventional vector signal analyzer.
도 2는 종래의 참조용 메모리 테이블(LUT)방식의 왜곡 보상 방법에 의해 출력된 왜곡 신호에 대한 기준 신호를 만들기 위한 컴퓨터 내부의 소프트웨어를 설명하기 위한 블록구성도.Fig. 2 is a block diagram for explaining software inside a computer for producing a reference signal for a distortion signal output by a conventional reference memory table (LUT) distortion compensation method.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 TV 중계기에서의 신호 왜곡에 대한 변조기 출력 동기를 이용한 전치 보상 방법을 설명하기 위한 블록구성도.3 is a block diagram illustrating a precompensation method using modulator output synchronization with respect to signal distortion in a digital TV repeater according to the present invention.
도 4는 비선형 왜곡을 설명하기 위한 블록구성도.4 is a block diagram for explaining nonlinear distortion.
도 5는 선형 왜곡을 설명하기 위한 블록구성도.5 is a block diagram for explaining linear distortion.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 변조기 101 : VSB 프로세서100: modulator 101: VSB processor
102 : 선형필터 103 : 비선형 전치 보상기102: linear filter 103: nonlinear precompensator
110 : IF 변조기 120 : 상향 변환기110: IF modulator 120: upconverter
130 : 중간출력증폭기(IPA) 140 : 고출력증폭기(HPA)130: intermediate power amplifier (IPA) 140: high power amplifier (HPA)
150 : 방향성 결합기 160 : 안테나150: directional coupler 160: antenna
170 : 데이터획득 및 시간동기부 180 : A/D 변환기170: data acquisition and time synchronization unit 180: A / D converter
190 : I-Q 복조기 200 : 하향 변환기190: I-Q demodulator 200: down converter
210 : 참조 메모리 테이블 저장부 220 : 복소 연산부210: reference memory table storage unit 220: complex calculation unit
230 : 적응 복소 등화기 240 : 제어부230: adaptive complex equalizer 240: control unit
이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 TV 중계기에서의 신호 왜곡에 대한 변조기 출력 동기를 이용한 전치 보상 방법을 설명하기 위한 블록구성도이다.3 is a block diagram illustrating a precompensation method using modulator output synchronization with respect to signal distortion in a digital TV repeater according to the present invention.
도 3을 참조하면, 송신부는 VSB 프로세서(101), 선형필터(linear Filter)(102), 비선형 전치보상기(Non Linear Pre Corrector)(103)로 이루어지는 변조기와 중간주파수(Intermediate Frequency ; IF)변조기(110), 상향변환기(Up Converter)(120), 중간출력증폭기(Intermediate Power Amplifier ; IPA)(130), 고출력 증폭기(HPA)(140), 방향성 결합기(Direct Coupler)(150) 및 안테나(160)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, the transmitter includes a modulator and an intermediate frequency (IF) modulator (VSB) configured by a VSB processor 101, a linear filter 102, and a nonlinear pre corrector 103. 110, Up Converter 120, Intermediate Power Amplifier (IPA) 130, High Power Amplifier (HPA) 140, Direct Coupler 150, and Antenna 160 Consists of
또한, 자동 보상부(Auto Corrector)부의 구성은 하향변환기부(Down Converter)(200), I-Q 복조기(I-Q Demodlator)(190), 아날로그-디지털 변환기(AD Converter)(180), 데이터 획득 및 시간 동기부(Data Acquisition and Time Synchronization)(170), 복소 연산부(Complex Division)(220), LTU 저장부(210), 적응 복소 등화기(230) 및 제어부(240)로 종래의 경우와 비교하여 매우 간단하게 구성되어 있다.In addition, the configuration of the auto corrector may include a down converter 200, an IQ demodulator 190, an analog-to-digital converter 180, data acquisition and time synchronization. Data Acquisition and Time Synchronization 170, Complex Division 220, LTU Storage 210, Adaptive Complex Equalizer 230 and Control Unit 240 are very simple compared to the conventional case. It is composed.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 변조기 출력 동기를 이용한 전치 보상 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.A precompensation method using a modulator output synchronization according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
우선, MPEG 2 신호로 변환된 디지털 신호는 VSB 프로세서(101)를 거치게 하여 채널 코딩을 시킨 후 심볼(Symbol)을 생성하고, 선형 필터(Linear Filter)(102) 및 비선형 전치보상기(103)를 거쳐, I 및 Q 신호를 생성시키고 이를 중간주파수(IF) 변조기(110)에 전달하여 상향변환기(120)를 거쳐 주파수를 상향 변환시킨다.First, a digital signal converted into an MPEG 2 signal is subjected to channel coding through the VSB processor 101 to generate a symbol, and then through a linear filter 102 and a nonlinear predistorter 103. , I and Q signals are generated and transferred to the intermediate frequency (IF) modulator 110 to upconvert the frequency through the up-converter 120.
상향변환된 신호는 중간출력증폭기(IPA)(130), 고출력증폭기(HPA)(140)를 거쳐 출력신호로 만들어 안테나(160)를 통해 일반 가입자에게 공급된다. 그러나 신호는 변조기(101, 102, 103)를 거친 다음 중간주파수(IF)변조기(110), 상향변환기(120), 중간출력증폭기(IPA)(130), 및 고출력증폭기(140)을 통과하면서 온도, 노후화, 잡음등의 비선형성으로 인하여 VSB 신호가 왜곡되는 현상이 발생한다.The up-converted signal is converted into an output signal through an intermediate output amplifier (IPA) 130 and a high output amplifier (HPA) 140 and supplied to the general subscriber through the antenna 160. However, the signal passes through modulators 101, 102, 103 and then passes through intermediate frequency (IF) modulator 110, up-converter 120, intermediate output amplifier (IPA) 130, and high output amplifier 140. The VSB signal is distorted due to nonlinearity such as noise, aging, and noise.
이러한 왜곡 신호는 크게 두가지로 나뉘어 진다. 이와 같은 왜곡 신호의 종류에 대해 도면을 참조하여 설명한다.This distortion signal is largely divided into two types. The kind of such a distortion signal is demonstrated with reference to drawings.
도 4는 비선형 왜곡 신호를 설명하기 위한 블록구성도이다.4 is a block diagram for explaining a nonlinear distortion signal.
도 4를 참조하면, 비선형 왜곡 신호는 8-VSB 신호왜곡이 크기(Amplitude)와 위상(Phase)의 함수로 인하여 발생한다.Referring to FIG. 4, a nonlinear distortion signal is generated due to a function of amplitude and phase of 8-VSB signal distortion.
이와 같은 비선형 왜곡 신호를 보상하는 방법으로는 기준 신호와 왜곡된 신호를 모두 비교하여 계산함으로서 신호를 보상하는 방법이 있다. 기준 신호를 만드는 방법은 매우 간단하여 송신기의 변조기 출력에서 얻을 수 있다. 또한, 고출력증폭기(HPA)(140)의 왜곡된 출력신호에서 방향성 결합기(150)를 통해서 귀환된 신호를 기준 신호와 비교하기 위해서 하향 변환기(200)를 통과시켜 44Mhz 대역으로 옮긴 후 I, Q 복조기(190) 통과 후 각각 아날로그-디지털 변환기를 거치게 하여 송신기의 출력신호와 같은 형태로 신호를 만든다.As a method of compensating the nonlinear distortion signal, there is a method of compensating the signal by comparing and calculating both the reference signal and the distorted signal. The method of generating the reference signal is very simple and can be obtained from the transmitter's modulator output. In addition, in order to compare the signal returned through the directional coupler 150 in the distorted output signal of the high power amplifier (HPA) 140 with the reference signal, it is passed through the down converter 200 to the 44 MHz band and then the I, Q demodulator After passing through each of the analog-to-digital converter to make a signal in the same form as the output signal of the transmitter.
그리고, 두 신호의 시간 동기를 맞추기 위하여 데이터 획득 및 시간 동기부(170)를 통해 기준 신호와 왜곡된 측정 신호를 직교 상관(Cross Correlation)방법을 사용하여 시간에 관한 동기 신호를 찾을 수 있다. 이것은 크로스 상관방법 수행으로 얻어진 출력값들 중, 기준 신호를 기준으로 점으로 표시된 부분의 상관성이 높은 지점으로 왜곡 신호를 움직여 얻은 상관성이 최고가 되는 지점에서 기준신호와 측정신호와의 동기를 얻을 수 있다.In order to match the time synchronization of the two signals, the data acquisition and time synchronization unit 170 may use a cross-correlation method of the reference signal and the distorted measurement signal to find a synchronization signal with respect to time. It is possible to obtain the synchronization between the reference signal and the measurement signal at the point where the correlation obtained by moving the distortion signal to the point of high correlation among the output values obtained by performing the cross correlation method is high.
최종적으로 시간 동기가 맞추어진 기준신호와 왜곡 신호를 이용해 복소 연산부(220)에서 에러 계산 및 비선형 왜곡보상을 위한 참조용 메모리 테이블(LUT) 계수를 만들고 참조용 메모리 테이블(LUT) 저장부에 임시 저장한다. 참조용 메모리 테이블(LUT)생성단계는 우선 기준신호와 왜곡신호의 크기를 표준화(Normalization)한다.Finally, the complex calculation unit 220 generates a reference memory table (LUT) coefficient for error calculation and nonlinear distortion compensation by using the time-synchronized reference signal and distortion signal, and temporarily stores the reference memory table (LUT) storage unit. do. The reference memory table (LUT) generation step first normalizes the magnitudes of the reference signal and the distortion signal.
이와 같은 두 신호는 I, Q 의 복소수 형태이므로 복소 연산을 수행하여 아래수학식과 같이 왜곡신호에 대한 기준 신호의 오차를 계산한다.Since these two signals are complex numbers of I and Q, a complex operation is performed to calculate an error of the reference signal with respect to the distortion signal as shown in the following equation.
, ,
: 기준신호의 I신호: 기준신호의 Q 신호 : I signal of reference signal : Q signal of reference signal
:왜곡신호의 I신호: 왜곡신호의 Q 신호 I signal of distortion signal : Q signal of distortion signal
위의 수학식을 참조하면, 초기에 변조기내의 비선형 전치보상기(103)에 들어 있는 α 와 β값은 각각 0 과 1 이다. 따라서, 변조기의 초기 출력 신호는 (1+j0)*(I+jQ) = I + jQ 이다.Referring to the above equation, α and β values initially included in the nonlinear predistorter 103 in the modulator are 0 and 1, respectively. Thus, the initial output signal of the modulator is (1 + j0) * (I + jQ) = I + jQ.
이 신호는 한번의 비선형 보상 알고리즘이 수행된 후 변화하게 된다.This signal changes after one nonlinear compensation algorithm is performed.
결국, 제어부(240)는 비선형 왜곡 신호의 보상을 위해 복소 연산부(220)의 출력을 RS-232C 표준 직렬 케이블을 통해 송신기 내부의 변조기에 있는 비선형 전치 보상기(103)의 계수 값으로 활용되어 비선형 특성을 전치 보상(Pre Correction)할 수 있게된다. 이러한 자동 보상기(Auto Corrector)는 매우 간단한 하드웨어와 소프트웨어(또는 DSP로 구현시에는 간단한 하드웨어도 필요없음)로 구성되어 있다.As a result, the control unit 240 utilizes the output of the complex operation unit 220 as a coefficient value of the nonlinear precompensator 103 in the modulator inside the transmitter through the RS-232C standard serial cable to compensate for the nonlinear distortion signal. Pre Correction can be performed. These auto correctors consist of very simple hardware and software (or even simple hardware when implemented in a DSP).
도 5는 선형 왜곡을 설명하기 위한 블록구성도이다.5 is a block diagram for explaining linear distortion.
도 5를 참조하면, 선형 왜곡은 8-VSB 신호의 대역폭 중에서 6Mhz대역 왜곡이 주파수 함수에 의해 발생하는 것으로 대역폭 내에서 신호의 왜곡이 발생하여 평탄(Flat)하지 않는 채널 현상을 나타내는 것이다.Referring to FIG. 5, the linear distortion is a 6 Mhz band distortion of the bandwidth of the 8-VSB signal caused by a frequency function, and represents a channel phenomenon that the signal is not flat due to distortion of the signal within the bandwidth.
이러한 선형 왜곡을 보상하기 위해서는 도 3에 도시한 바와 같은 데이터 획득 및 시간 동기부(170)를 통과한 신호는 제어부(240)에 의해 적응 복소 등호기(Adaptive Complex Equalizer)(230)를 통과함으로서 ZERO-Forcing 또는 최소평균제곱(Least Means Square ; LMS)알고리즘을 사용하여 등호기의 탭(Taps) 계수를 얻게된다. 여기서 최소평균제곱(LMS)알고리즘은 실제 사용자 정보를 포함하는 데이터 채널과, 송신단과 수신단 모두에 알려진 기준신호(훈련신호)를 보내는 채널을 이용하는 적응 알고리즘이다. 이 LMS 알고리즘은 기준신호를 이용하기 때문에 안정적으로 필터의 계수를 갱신할 수 있으며, 평가함수가 컨백스(Convex)되므로 범용 최소 값(global minimum)으로의 수렴이 보장된다. 또한 하드웨어 측면에서는 그 구조가 단순하여 설계가 용이하다. LMS 알고리즘은 이와 같은 장점 때문에 기준신호를 이용할 수 있는 시스템에서 널리 사용되고 있다.In order to compensate for the linear distortion, the signal passing through the data acquisition and time synchronizer 170 as shown in FIG. 3 passes through the adaptive complex equalizer 230 by the controller 240 and thus, zeros. The Taps coefficients of the equalizer can be obtained by using the Forcing or Least Means Square (LMS) algorithm. The LMS algorithm is an adaptive algorithm using a data channel including actual user information and a channel for transmitting a known reference signal (training signal) to both a transmitter and a receiver. Since the LMS algorithm uses a reference signal, it is possible to stably update the coefficients of the filter. Since the evaluation function is convexed, the convergence to the global minimum is guaranteed. In addition, in terms of hardware, the structure is simple and easy to design. Because of these advantages, LMS algorithms are widely used in systems that can use reference signals.
이와 같은 LMS 알고리즘을 이용하여 등호기의 탭 계수를 얻은 후, 변환하여 LUT 저장부(210)에 전송후 RS-232C를 통해 변조기의 선형 필터(102)계수 값으로 활용되어 선형 왜곡을 보상할 수 있게 된다.By using the LMS algorithm, the tap coefficient of the equalizer is obtained, converted, transmitted to the LUT storage unit 210, and used as a coefficient value of the linear filter 102 of the modulator through RS-232C to compensate for linear distortion. Will be.
상기와 같이 언급한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention mentioned above has the following effects.
첫째, 종래의 고전력 증폭기의 비선형특성에 의해 출력되는 왜곡된 신호를 보상하는 방법으로 사용되던 고가의 계측 장비인 벡터 신호 해석기를 대신하여 소프트웨어 제어기술(또는 DSP)을 이용하여 기존의 선형/ 비선형 특성 보상기의 역할을 대신하기 때문에 고가의 벡터 신호 분석기를 사용하지 않고도 선형/비선형 특성 보상을 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.First, the conventional linear / nonlinear characteristics using software control technology (or DSP) can be used instead of the vector signal analyzer which is an expensive measurement equipment used to compensate for the distorted signal output by the nonlinear characteristics of the conventional high power amplifier. It takes the role of a compensator, which simplifies linear and nonlinear characteristic compensation without the need for expensive vector signal analyzers.
둘째, 본 발명을 통하여 왜곡 보상을 실시할 경우에는 종래의 계측기를이용하여 왜곡 보상을 수동으로 수행하던 것에 비해 자동으로 소프트웨어를 조작할 수 있는 효과가 있다.Second, in the case of performing the distortion compensation through the present invention, there is an effect that the software can be automatically operated compared to performing the distortion compensation manually using a conventional measuring instrument.
셋째, 종래의 기술은 기준신호를 만들어 내기 위해 왜곡된 신호로부터 기준 신호를 추출해 냈지만 본 발명에서는 변조기의 출력신호를 그대로 이용하여 보다 좋은 특성을 얻을수 있는 효과가 있다.Third, although the conventional technology extracts the reference signal from the distorted signal to produce the reference signal, the present invention has an effect of obtaining better characteristics by using the output signal of the modulator as it is.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR870011796A (en) * | 1986-05-29 | 1987-12-26 | 글렌에이취. 브르스틀 | Demodulation Phase Era Attenuation Circuit |
| KR920702155A (en) * | 1989-04-14 | 1992-08-12 | 베르너 드라이코른-린드너, 알프레드 이히슈타트 | Color television system with coding and decoding of color television signals |
| KR960040023A (en) * | 1995-04-21 | 1996-11-25 | 구자홍 | Phase Error Compensator in HTV Receiver Systems |
| KR960043875A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-23 | 김광호 | Symbol clock recovery circuit |
| KR19980030720A (en) * | 1996-10-30 | 1998-07-25 | 배순훈 | Bitstream Switching Circuit of Set Top Box |
| KR19980053229A (en) * | 1996-12-26 | 1998-09-25 | 김영환 | Phase Error Measurement Method in Receiver of High-definition Television Receiver System Using Residual Sideband Method |
| KR19990055255A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-15 | 김영환 | Phase Code Detection Device of High Definition Television |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR870011796A (en) * | 1986-05-29 | 1987-12-26 | 글렌에이취. 브르스틀 | Demodulation Phase Era Attenuation Circuit |
| KR920702155A (en) * | 1989-04-14 | 1992-08-12 | 베르너 드라이코른-린드너, 알프레드 이히슈타트 | Color television system with coding and decoding of color television signals |
| KR960040023A (en) * | 1995-04-21 | 1996-11-25 | 구자홍 | Phase Error Compensator in HTV Receiver Systems |
| KR960043875A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-23 | 김광호 | Symbol clock recovery circuit |
| KR19980030720A (en) * | 1996-10-30 | 1998-07-25 | 배순훈 | Bitstream Switching Circuit of Set Top Box |
| KR19980053229A (en) * | 1996-12-26 | 1998-09-25 | 김영환 | Phase Error Measurement Method in Receiver of High-definition Television Receiver System Using Residual Sideband Method |
| KR19990055255A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-15 | 김영환 | Phase Code Detection Device of High Definition Television |
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