KR100351833B1

KR100351833B1 - 디지털 ｔｖ 수신기

Info

Publication number: KR100351833B1
Application number: KR1020000061883A
Authority: KR
Inventors: 홍성룡
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-09-11
Also published as: US20020145680A1; US6803966B2; KR20020031635A

Abstract

디지털 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 VSB 복조는 디지털 영역에서 수행하고, 타이밍 복구부는 재샘플부의 출력만을 이용하며, 동기 복구부는 등화부의 출력을 이용하여 타이밍 에러와 동기 신호의 복구를 독립적으로 수행함으로써, 시스템 구성을 간단하게 할 뿐만 아니라 시스템의 안정성과 성능을 높여 심한 근접 고스트가 인가된 채널에서도 타이밍 복구와 동기 신호를 정확하게 복구할 수 있다.

Description

디지털 ＴＶ 수신기{Digital TV receiver}

본 발명은 지상파로 전송되는 잔류 측파대(VSB) 신호를 수신하여 복조하는 디지털 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 수신된 데이터로부터 심볼 클럭과 동기 신호를 복구하는 디지털 TV 수신기에 관한 것이다.

일반적으로 미국 및 국내에서 디지털 TV(예, HDTV) 전송 방식의 표준으로 채택된 그랜드 얼라이언스(Grand Alliance)의 VSB 방식은 신호를 진폭 변조했을 때, 반송파를 중심으로 위아래로 생기는 두개의 측대역중 한쪽 측대역 신호를 크게 감쇠시켰을 때의 나머지 부분만을 변조하는 방식이다. 즉, 기저대역의 한쪽 측파대역 스펙트럼만을 취해 통과대역으로 옮겨서 전송하는 방식으로 밴드 영역을 효율적으로 사용하는 방식 중 하나이다.

상기 VSB 전송 방식이 다른 디지털 TV 전송 방식에 대해 가장 주목할 만한 특성은 파일롯 신호, 데이터 세그먼트 동기 신호, 그리고 필드 동기 신호라도 볼수 있다. 이러한 신호들은 캐리어 복구와 타이밍 복구등의 특성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 그리고 상기 동기 신호들을 얼마나 잘 복원시키는가는 VSB 전체 시스템의 퍼포먼스에 많은 영향을 주게 된다.

즉, 방송국과 같은 송신측에서는 신호를 송신하기 전에 원하는 전력 레벨로 변화시켜 주는 맵퍼(Mapper)를 통과시키게 되는데 지상방송용 8 VSB의 경우 맵퍼의 출력 레벨은 8 단계의 심볼 값(진폭 레벨) 즉, -168, -120, -72, -24, 24, 72, 120, 168 중 하나이다. 또한, 상기 맵퍼에서는 약속에 의해 832 심볼마다 4심볼의 세그먼트 동기 신호를 강제로 만들어 삽입하고, 313 데이터 세그먼트 위치에서는 필드 동기 신호를 강제로 만들어 삽입한다.

이때, 상기 세그먼트 동기 신호의 약속된 형태는 논리적으로 1, 0, 0, 1이고, 맵퍼 출력 레벨은 동기가 '1'일 때 '120', '0'일 때 '-120'으로 할당된다. 즉, 세그먼트 동기 신호는 2개의 레벨만을 갖고 계속해서 매 데이터 세그먼트마다 반복된다.

도 1은 이러한 데이터와 동기 신호를 포함한 VSB 데이터 프레임 포맷을 나타내고 있다. 한 프레임은 두 개의 필드로 구성되고, 한 필드는 313 데이터 세그먼트로 구성된다. 그리고 한 데이터 세그먼트는 832 심볼들로 구성된다. 이때, 한 데이터 세그먼트에서 첫 번째 4 심볼은 세그먼트 동기 부분이고, 한 필드에서 첫 번째 데이터 세그먼트는 필드 동기 부분이 된다.

도 2는 상기 필드 동기 부분의 구성을 보이고 있다.

4 심볼의 세그먼트 동기, 유사 랜덤 시퀀스(Pseudo Random Sequence)인PN511 시퀀스, 3개의 PN63 시퀀스, 24 심볼의 VSB 모드 관련 정보, 그리고 나머지 104 심볼은 미사용(Rererved)이다. 즉, PN511 시퀀스는 511개의 의사 랜덤(pseudo-random) 심볼로 구성되어 있다. 그리고 PN63 시퀀스 중에서 두 번째 PN63 시퀀스는 매 필드마다 심볼의 구성이 반전되게 된다. 즉, '1'은 '0'으로, '0'은 '1'로 바뀐다. 따라서, 두 번째 PN 63의 극성에 따라 짝수(even)/홀수(odd) 필드로 나눌 수 있다.

도 3은 이러한 동기 신호가 삽입되어 전송되는 신호를 수신하여 복원하는 일반적인 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, VSB 방식으로 변조된 RF(Radio Frequency) 신호가 안테나(101)를 통해 수신되면 튜너(102)는 사용자가 원하는 특정 채널 주파수만을 선택한 후 상기 채널 주파수에 실려진 RF 대역의 VSB 신호를 고정된 1차 중간 주파수 대역(IF; 보통 44MHz나 43.75MHz가 널리 사용됨)으로 내리고 타채널 신호를 적절히 걸러낸다.

그리고, 임의의 채널의 스펙트럼을 고정된 1차 IF 대역으로 내리는 튜너(102)의 출력 신호는 인접 채널 신호의 제거, 잡음 신호제거의 기능으로 채용된 소오(Surface Acoustic Wave ; SAW) 필터(103)를 통과하게 된다.

이때, 디지털 방송 신호는 일 예로, 44MHz의 중간 주파수로부터 6MHz의 대역 내에 모든 정보가 존재하므로 SAW 필터(103)에서는 튜너(102)의 출력으로부터 정보가 존재하는 6MHz의 대역만 남기고 나머지 구간을 모두 제거한 후 다운 컨버터(104)로 출력한다.

상기 다운 컨버터(104)는 제 2 IF 신호를 발생하기 위한 발진 주파수로 상기SAW 필터(103)에서 필터링된 신호를 다운 컨버젼하여 제 2 IF 신호로 변환한 후 복조부(105)로 출력한다.

상기 복조부(105)는 VSB 변조된 신호를 아날로그 방식으로 VSB 복조하여 A/D 변환부(106)로 출력한다.

상기 A/D 변환부(106)는 상기 VSB 복조된 신호를 타이밍 복구부(107)에서 제공하는 A/D 클럭에 따라 디지털 신호로 변환하여 타이밍 복구부(107), 동기 신호 복구부(108), 및 등화부(109)로 출력한다.

이때, 미국향 디지털 TV(DTV) 방식으로 제안된 ATSC(Advanced Television Systems Committee) VSB 전송 시스템에서는 전송 신호에 데이터만을 실어보낸다.

따라서, 상기 도 3과 같은 수신측에서 이들 데이터를 복원하기 위해서는 송신시에 사용된 것과 같은 클럭을 생성하여야 한다. 이 역할을 수행하는 부분이 타이밍 복구(Timing Recovery)부(107)이다. 현재 제안된 ATSC 규격에는 송신부에서 규칙적으로 삽입되는 데이터 세그먼트 동기 신호를 이용하여 타이밍 복원을 수행하도록 되어 있다.

즉, 상기 타이밍 복구부(107)는 상기 동기 검출부(108)에서 검출한 세그먼트 동기 신호를 이용하여 A/D 변환부(106)의 A/D 클럭(A/D clk)으로 사용할 심볼 타이밍 에러를 구한다.

이와 같이 상기 세그먼트 동기 신호는 세그먼트의 시작 위치를 판별하는 동시에 시스템의 타이밍 복구를 위해 사용된다. 그러므로, 상기 동기 복구부(108)에서 먼저 세그먼트 동기 신호를 검출하여 타이밍 복구부(107)와 등화부(109)로 출력하고, 상기 타이밍 복구부(107)는 이를 이용하여 타이밍 복구를 수행한다. 또한, 동기 복구부(108)는 상기 검출된 세그먼트 동기 신호를 이용하여 필드 동기 신호를 복구한 후 등화부(109)로 출력한다.

그러나, 세그먼트 동기 신호는 4개의 심볼(1001)로만 구성되어 있으므로 비록 매 세그먼트마다 반복되지만 근접 고스트의 크기가 큰 손상된 채널에 의해 검출이 어려운 경우가 있다. 특히 세그먼트 동기 신호 부근에 극심한 널(Null)을 생성하는 고스트 채널 상황에서는 세그먼트 동기 신호의 검출이 더욱 어렵다. 일반적으로 큰 빌딩들이 많은 도심 지역이나 실내 안테나로 VSB 지상파 방송을 수신하는 경우에는 심한 근접 고스트 신호가 생긴다는 것은 널리 알려져 있다.

따라서, 상기와 같은 이유들로 인해 세그먼트 동기 신호가 검출되지 않으면 타이밍 복구와 필드 동기 신호 검출을 시작하지 않으므로 채널 등화기뿐만 아니라 전체 시스템이 제 기능을 못하게 되어 데이터 복원이 늦어지거나 데이터 복원이 전혀 이루어지지 않는 등의 치명적인 결과를 초래한다.

즉, 상기 동기 검출부(108)에서 세그먼트 동기 신호를 제대로 검출하지 못하면 타이밍 복구부(107)는 타이밍 정보를 제대로 복원할 수 없으며, 타이밍 정보는 다시 A/D 변환부(106)의 A/D 클럭으로 제공되므로 타이밍 정보를 제대로 복원하지 않으면 세그먼트 동기 신호를 제대로 검출하지 못하는 악순환을 초래하게된다.

또한, 도 3과 같은 구조는 아날로그 구성 부분이 많아 제어가 어려울뿐만 아니라 시스템 구성시 부품이 많아지는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 타이밍 복원과 세그먼트 동기 신호의 복구를 독립적으로 수행하는 디지털 TV 수신기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 VSB 복조를 디지털 방식으로 수행하는 디지털 TV 수신기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 디지털 TV의 데이터 프레임의 구조를 보인 도면

도 2는 도 1의 필드 동기 신호의 구조를 보인 도면

도 3은 일반적인 디지털 TV 수신기의 구성 블록도

도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도

도 5는 도 4의 타이밍 복구부의 상세 블록도

도 6은 도 4의 동기 복구부의 상세 블록도

도 7a, 도 7b는 본 발명에서 심볼 타이밍 복구부의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 알아 본 도면으로,

도 7a는 고스트가 인가되지 않은 상태에서의 수렴 특성을 나타낸 도면

도 7b는 스펙트럼 에지 부분에 널을 생기게 하는 1dB 정도의 아주 심한 근접 고스트가 인가되었을 때의 수렴 특성을 나타낸 도면

도 8은 본 발명을 적용한 시스템의 성능과 종래 시스템의 성능을 비교한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 안테나 202 : 튜너

203 : SAW 필터 204 : 다운 컨버터

205 : A/D 변환부 206 : 복조부

207 : 재샘플부 208 : 타이밍 복구부

209 : 등화부 210 : 동기 복구부

301 : 프리 필터 302 : 타이밍 에러 검출부

303 : 루프 필터 304 : NCO

305 : 클럭 처리부 306 : DC 제거부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기는, VSB 변조된 신호를 디지털 신호로 변환한 후 VSB 방식으로 복조하는 A/D 변환 및 복조부와, 현재 심볼들의 타이밍 에러를 입력받아 A/D 변환 및 복조부에서 디지털화된 신호와 신호 사이의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 하는 재샘플부와, 상기 재샘플부의 출력으로부터 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구한 후 다시 상기 재샘플부로 출력하는 타이밍 복구부와, 세그먼트, 필드 동기 신호들을 트레이닝 신호로 이용하여 상기 재샘플부의 출력 신호에 포함된 신호를 등화하는 등화부와, 상기 등화부의 출력으로부터 세그먼트, 필드 동기 신호를 복구하여 다시 상기 등화부로 출력하는 동기 복구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 타이밍 복구부는 상기 재샘플부의 출력으로부터 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시키는 프리 필터와, 상기 프리 필터를 통과한 두 개의 심볼 샘플의 부호와 하나의 중간 샘플을 이용하여 타이밍 에러에 관한 정보를 추출하는 타이밍 에러 검출부와, 상기 타이밍 에러 검출부에서 추출된 타이밍 에러 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하는 루프 필터와, 상기 타이밍 에러 정보의 저대역 성분에 따라출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부의 샘플링 타이밍을 조절하는 NCO로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 동기 복구부는 수신된 신호와 미리 셋팅시킨 수직 동기 신호와의 상관도를 구하는 수직 동기 상관부와, 매 필드마다 최대의 상관도를 갖는 심볼의 위치를 찾아 출력하는 최대값 위치 검출부와, 상기 최대값 검출부에서 검출한 심볼 위치의 신뢰도를 검사하여 동기 록 신호를 발생하는 동기 록 신호 발생부와, 상기 동기 록 신호 발생부에서 동기 록 신호가 발생하면 최대값을 갖는 심볼 위치의 상대적 위치를 계산하여 세그먼트 동기 신호와 필드 동기 신호를 검출하는 동기 신호 검출부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 타이밍 복구와 세그먼트 동기 신호의 복구를 서로 독립적으로 수행하며, VSB 복조를 디지털 영역에서 수행함으로써, 시스템 구성과 제어를 간단하게 하면서, 심한 근접 고스트가 존재하는 채널 상황에서도 심볼 타이밍뿐만 아니라 동기화 신호들을 잘 복원할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 안테나(201), 튜너(202), SAW 필터(203), 다운 컨버터(204)는 아날로그 영역에서 수행된다. 그리고, A/D 변환부(205), VSB 복조부(206), 재샘플부(207), 타이밍 복구부(208), 등화부(209), 및 동기 복구부(210)는 디지털 영역에서 수행된다.

즉, VSB 복조부(206)는 디지털 방식으로 VSB 복조를 수행하고, 타이밍 복구부(208)는 재샘플부(207)의 출력만을 이용하여 타이밍 복구를 수행한다. 또한, 동기 신호 복구부(210)는 등화부(209)의 출력으로부터 세그먼트 동기 신호, 필드 동기 신호를 복원한 후 다시 등화부(209)로 출력한다. 여기서, 상기 동기 복구부(210)에서 복구된 세그먼트 동기 신호는 타이밍 복구부(208)로 출력되지 않는다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 VSB 방식으로 변조된 RF 신호가 안테나(201)를 통해 수신되면 튜너(202)는 사용자가 원하는 특정 채널 주파수만을 선택한 후 상기 채널 주파수에 실려진 RF 대역의 VSB 신호를 고정된 1차 IF 대역으로 내리고 타채널 신호를 적절히 걸러낸 후 SAW 필터(203)로 출력한다.

상기 SAW 필터(203)는 튜너(202)의 출력으로부터 정보가 존재하는 6MHz의 대역만 남기고 나머지 구간을 모두 제거한 후 다운 컨버터(204)로 출력한다. 상기 다운 컨버터(204)는 제 2 IF 신호를 발생하기 위한 발진 주파수로 상기 SAW 필터(203)에서 필터링된 신호를 다운 컨버젼하여 제 2 IF 신호로 변환한 후 A/D 변환부(205)로 출력한다.

상기 A/D 변환부(205)는 상기 다운 컨버터(204)의 출력을 고정 주파수(예, 25MHz)로 샘플링시켜 디지털 신호로 변환한 후 복조부(206)로 출력한다. 상기 복조부(206)는 상기 A/D 변환부(205)에서 디지털화된 신호를 VSB 방식으로 복조한 후 심볼 복구된 신호로의 변환을 위해 재샘플부(Resampler)(207)로 출력한다.

상기 재샘플부(207)는 기저대역 신호처리를 통해 나온 현재 심볼들의 타이밍에러를 타이밍 복구부(208)로부터 받아서 디지털화된 신호와 신호 사이의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 한다. 즉, 25MHz로 샘플링 된 6MHz의 디지털 신호는 재샘플부(207)를 거치면서 실제 심볼 율의 n배(예, n=2)로 보간된다.

그리고, 상기 재샘플부(207)의 출력은 타이밍 복구부(208)와 등화부(209)로 출력된다.

도 5는 상기 타이밍 복구부(208)의 상세 블록도로서, 재샘플부(207)의 출력에서 일정 대역만을 통과시키는 프리 필터(pre filter)(301), 상기 프리 필터(301)의 출력으로부터 부호만을 취하여 타이밍 에러를 구하는 타이밍 에러 검출부(302), 상기 타이밍 에러에 관한 정보중 저대역 신호 성분만을 통과시키는 루프 필터(303), 상기 타이밍 에러의 저대역 성분에 따라 출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부(207)의 샘플링 타이밍을 조절하는 수치제어 발진기(Numerically Controlled Oscillator ; NCO)(304), 및 상기 재샘플부(207)의 출력으로부터 DC를 제거한 후 등화부(208)로 출력하는 DC 제거부(306)로 구성된다. 미언급된 305는 클럭 처리부로서, 상기 NCO(304)의 출력을 이용하여 각 부에 필요한 클럭을 생성하여 출력한다.

일반적으로 VSB 방식의 디지털 TV 수신기 중에서 근접 고스트가 인가되었을 때 가장 영향을 많이 받는 심볼 타이밍 복구부(208)와 동기 신호 복구부(209)이다.

따라서, 본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구부(208)는 블라인드(blind) 모드로 동작할 수 있는 알고리즘을 채택한다. 여기서, 블라인드 모드란 일정 시간 간격을 두고 2-레벨 슬라이싱, 4-레벨 슬라이싱, 8-레벨 슬라이싱을 순차적으로 수행하는것이다. 즉, 상기 타이밍 복구부(208)는 세그먼트 동기 신호와 상관없이 수신된 데이터를 통해서 동작한다.

본 발명에서는 이를 위해 타이밍 에러 검출부(302)를 'Gardner 방식'을 변형시켜 구현하였다. 이때에는 타이밍 복구를 위해 세그먼트 동기 신호를 검출할 필요가 없다.

즉, 상기 '가드너 방식'은 시스템 타이밍 복구에 세그먼트 동기 신호를 이용하지 않고 일반 데이터 심볼을 이용하는 방법으로, 하기의 수학식 1에서처럼 두 개의 심볼 샘플과 하나의 중간 샘플을 이용한다.

일반적으로, 상기된 수학식 1과 같은 '가드너 방식'은 포착 성능과 추적 성능 모두가 뛰어나고 타이밍 지터도 작은 장점을 가지고 있다. 하지만, VSB 전송과 같이 롤-오프가 작고 스펙트럼 에지 부분에 심한 널이 생기는 고스트가 가해지는 경우에는 아주 취약하다고 알려져 있다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 경우에서도 안정적인 심볼 타이밍 복구를 위해 상기 '가드너 방식'을 변형하였다. 즉, 타이밍 에러 검출부(302)는 상기 수학식 1에서 두 개의 심볼 샘플에 이진 판정기(binary slicer)를 취하는 '수정된 가드너 방식'을 통해 타이밍 에러 정보를 구한다. 이는 통상, 8 VSB 방식이면 수신되는 값을 8개로 슬라이스하여야 하는데, 부호만을 이용하면 두 개의 값으로만 슬라이스하면 되므로 고스트나 에러가 삽입된 경우에도 정확한 판정을 수행할 수 있기 때문이다.

또한, 롤-오프가 작은 전송 방식에서도 상기 수정된 가드너 방식을 적용시키기 위해 스펙트럼 에지 부분을 필터링하는 대역 통과 필터를 재샘플부(207)와 타이밍 에러 검출부(302) 사이에 배치하였다. 본 발명에서는 편의상 상기 대역 통과 필터를 프리-필터(pre-filter)(301)라 칭한다. 이는 스펙트럼의 에지 부분에 타이밍 정보가 존재하기 때문이다.

즉, 상기 재샘플부(207)의 출력은 프리 필터(301)로 입력되고, 상기 프리 필터(301)는 타이밍 정보를 구할 수 있는 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시켜 타이밍 에러 검출부(302)로 출력한다. 이때, 상기 재샘플부(207)의 출력이 상기 프리 필터(301)를 통과함으로써, 롤-오프가 작은 전송 방식에 적용시킬 수 있을 뿐만 아니라 백색 잡음에 의한 영향도 더 줄일 수 있어 타이밍 지터도 더 줄일 수 있다.

상기 타이밍 에러 검출부(302)는 상기 프리 필터(301)를 통과한 심볼 샘플들을 상기 수학식 1에 적용시켜 타이밍 에러에 관한 정보를 추출하는데 이때, 상기 두 개의 심볼 샘플의 부호만을 이용하여 타이밍 에러에 관한 정보를 추출한다.

그리고, 루프 필터(303)는 상기 타이밍 에러 검출부(302)에서 추출된 타이밍에러 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하여 NCO(304)로 출력한다.

상기 NCO(304)는 상기 타이밍 에러 정보의 저대역 성분에 따라 출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부(207)의 샘플링 타이밍을 조절한다.

이와 같이, 프리 필터(301)와 수정된 가드너 방식을 적용한 타이밍 에러 검출부(302)를 이용하여 타이밍 에러를 구함으로써, 가장 취약한 지점, 스펙트럼 에지 부분에 널이 생기게 하는 고스트의 크기가 메인 신호의 90%(0.5dB) 정도의 채널에서도 안정적인 심볼 타이밍 복구를 해 준다. 또한, 이러한 심볼 타이밍 복구부의 성능 향상은 전체 수신기의 성능을 향상시킨다.

한편, 본 발명에서 제안한 심볼 타이밍 복구부(208)는 기어 시프팅(gear shifting) 기법도 같이 적용시킬 수 있으며 이때는, 타이밍 지터 특성을 더 향상시킬 수 있다.

도 7a, 도 7b는 본 발명에서 심볼 타이밍 복구부의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 알아 본 것이다. 즉, 도 7a는 고스트가 인가되지 않은 상태에서의 수렴 특성을 보여 주고, 도 7b는 스펙트럼 에지 부분에 널을 생기게 하는 1dB 정도의 아주 심한 근접 고스트가 인가되었을 때의 수렴 특성을 보여준다.

도 8은 본 발명을 적용한 시스템의 성능과 종래 시스템의 성능을 비교한 도면으로서, 본 발명의 경우 근접 고스트에 대한 성능 향상을 볼 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 타이밍 복구부(208)는 세그먼트 동기 신호를 사용하지 않고도 타이밍 에러를 구할 수 있으므로, 타이밍 복구부(208)와 동기 복구부(210)를 분리시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 재샘플부(207)의 출력은 DC 제거부(306)를 통해 등화부(209)로 출력된다. 상기 등화부(209)는 상기 동기 복구부(210)에서 복원된 세그먼트, 필드 동기 신호들을 트레이닝 신호로 이용하여 상기 DC 제거부(306)의 출력에 삽입된 심볼간 간섭을 일으키는 진폭의 선형 왜곡, 건물이나 산등에서 반사되어 생기는 고스트 등을 수정하는 등화(Equalization)를 수행한다.

또한, 상기 등화부(209)는 상기 DC 제거부(306)의 출력에 포함된 다중경로에 의한 심볼간의 간섭(Inter-Symbol Interference)을 제거한다. 즉, HDTV와 같은 디지털 전송 시스템에서는 송신 신호가 다중경로(multi-path) 채널을 통과하여 생기는 왜곡이나 NTSC 신호에 의한 간섭, 송수신 시스템에 의한 왜곡에 의하여 수신측에서 비트 검출에러를 일으키게 되며 특히 다중경로를 통한 신호의 전파는 심볼간의 간섭(Inter-symbol Interference)을 일으켜 비트 검출 에러의 주원인이 된다. 따라서, 상기 등화부(209)는 상기 심볼간의 간섭을 제거한다.

상기 등화부(209)의 출력은 다시 동기 복구부(210)로 출력된다.

상기 동기 복구부(210)는 여러 가지 방법으로 동기 신호를 복구할 수 있으며, 본 발명에서는 도 6과 같이 가변 카운터를 이용한 상관 기법을 사용하여 동기 신호를 복구하는 것을 실시예로 설명하고 있다. 상기된 도 6은 본 출원인에 의해 출원된 바 있다(출원번호 : )

즉, 도 6은 본 발명에 따른 동기 복구부(210)의 상세 블록도의 일 예로서, 상관부(401), 최대값 검출부(402), 필드 동기 신호 발생부(403), 세그먼트 동기 신호 발생부(404), 동기 록 신호 발생부(405), Foe 신호 발생부(406), 및 VSB 모드검출부(407)로 구성된다.

상기 상관부(401)는 등화부(209)에서 등화된 VSB 신호와 기준 필드 동기 신호와의 상관도를 구하여 최대값 검출부(402)로 출력하고, 상기 최대값 검출부(402)는 매 필드마다 최대의 상관도를 갖는 심볼의 위치를 검출하여 필드 동기 신호 발생부(403), 세그먼트 동기 신호 발생부(404), 동기 록 신호 발생부(405), Foe 신호 발생부(406)로 출력한다.

이때, 상기 상관부(401)는 512-탭 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 구성된다. 상기 FIR 필터의 계수는 일 예로, PN511 시퀀스의 계수와 덤으로 PN63 시퀀스의 첫 번째 심볼을 사용할 수 있으며, 상기 FIR 필터의 탭수는 설계자에 의해 달라질 수 있다.

만일, 상기 FIR 필터의 입력 신호의 부호와 계수의 부호가 모두 일치하면 상기 상관값은 제일 큰값을 갖게 되고, 입력 신호의 부호와 계수의 부호가 모두 일치하지 않으면 0을 갖게 된다.

상기 최대값 검출부(402)는 한 필드 동안에 상관부(401)에서 출력되는 모든 상관값을 비교하여 필드 동기 신호와 상관도가 가장 큰 심볼의 위치를 검출한다. 개념적으로 살펴보면 최대 상관값을 구하기 위한 비교 동작은 한 필드의 심볼 수에 해당하는 만큼의 카운터를 동작시킨 다음에 최대가 일어났던 위치로부터 필드 동기의 위치를 찾게 된다. 즉, 심볼의 위치를 가리키는 카운터와 비교기를 이용하여 한 필드내에서 매 심볼마다 수신된 VSB 신호와 필드 동기 신호와의 상관도를 비교하여 그 값이 가장 큰 심볼의 위치를 검출하여 필드 동기 신호 발생부(403), 세그먼트동기 신호 발생부(404), 동기 록 신호 발생부(405), Foe 동기 신호 발생부(406)로 출력한다.

먼저, 동기 록 신호 발생부(405)는 현재의 상관 최대 위치와 이전의 최대 위치를 비교해서 같으면 nsynclock 신호를 액티브 로우로 만든다.

상기 동기 록 신호 발생부(405)에서 nsynclock 신호가 액티브 로우로 바뀌면 필드 동기 신호 발생부(403)와 세그먼트 동기 신호 발생부(404)는 상기 최대값 검출부(402)에서 확인된 최대 상관도를 갖는 심볼의 위치로부터 VSB 전송 형식에 맞게 필드 동기 신호, 세그먼트 동기 신호의 위치를 계산하여 필드 동기 신호(nfsync)와 세그먼트 동기 신호(ndssync)를 생성한다.

또한, 상기 Foe 동기 신호 발생부(406)는 두 번째 PN63 신호열로부터 홀수/짝수 필드 동기 신호를 생성한다. 여기서, 필드 동기 신호의 두 번째 PN 63은 매 필드마다 극성이 바뀌어야 정상이다. 그러므로, 상기 Foe 동기 신호 발생부(406)는 상기 최대값 검출부(402)에서 확인된 최대 상관도를 갖는 심볼의 위치로부터 짝수/홀수 필드를 나타내는 Foe 동기 신호를 생성하여 출력한다.

이와 같이, 상기 동기 복구부(210)는 등화부(209)에서 채널에서의 왜곡 현상이 제거된 신호를 이용하여 동기 신호를 복구함으로서, 세그먼트 동기 신호에 널을 생기게 하는 고스트가 인가된 채널에서도 동기 신호를 안정적으로 복구할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기에 의하면, 아날로그 영역에서 제어하는 부분들을 디지털 영역으로 옮기고, 타이밍 복구와 동기 신호 복구를서로 독립적으로 수행함으로써, 시스템 구성을 간단하게 할 뿐만 아니라 시스템의 안정성과 성능을 높여 심한 근접 고스트가 인가된 채널에서도 타이밍 복구와 동기 신호를 정확하게 복구할 수 있다. 특히 도심 지역이나 실내 안테나로의 수신시와 같이 심한 근접 고스트가 존재하는 경우에도 동기 신호를 잘 검출할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

잔류측파대(VSB) 변조 방식으로 전송되는 데이터를 수신하여 복조하는 디지털 티브이(TV)의 수신 장치에 있어서,

상기 VSB 변조된 신호를 디지털 신호로 변환한 후 VSB 방식으로 복조하는 A/D 변환 및 복조부;

현재 심볼들의 타이밍 에러를 입력받아 A/D 변환 및 복조부에서 디지털화된 신호와 신호 사이의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 하는 재샘플부;

상기 재샘플부의 출력으로부터 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구한 후 다시 상기 재샘플부로 출력하는 타이밍 복구부;

세그먼트, 필드 동기 신호들을 트레이닝 신호로 이용하여 상기 재샘플부의 출력 신호에 포함된 신호를 등화하는 등화부; 그리고

상기 등화부의 출력으로부터 세그먼트, 필드 동기 신호를 복구하여 다시 상기 등화부로 출력하는 동기 복구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 복구부는

상기 재샘플부의 출력으로부터 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시키는 프리 필터와,

상기 프리 필터를 통과한 두 개의 심볼 샘플의 부호와 하나의 중간 샘플을이용하여 타이밍 에러에 관한 정보를 추출하는 타이밍 에러 검출부와,

상기 타이밍 에러 검출부에서 추출된 타이밍 에러 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하는 루프 필터와,

상기 타이밍 에러 정보의 저대역 성분에 따라 출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부의 샘플링 타이밍을 조절하는 NCO로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 타이밍 에러 검출부는

하기의 식을 적용하여 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 동기 복구부는

수신된 신호와 미리 셋팅시킨 수직 동기 신호와의 상관도를 구하는 수직 동기 상관부와,

매 필드마다 최대의 상관도를 갖는 심볼의 위치를 찾아 출력하는 최대값 위치 검출부와,

상기 최대값 위치 검출부에서 검출한 심볼 위치의 신뢰도를 검사하여 동기 록 신호를 발생하는 동기 록 신호 발생부와,

상기 동기 록 신호 발생부에서 동기 록 신호가 발생하면 최대값을 갖는 심볼 위치의 상대적 위치를 계산하여 세그먼트 동기 신호와 필드 동기 신호를 검출하는 동기 신호 검출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신 장치.