KR100396672B1 - Digital TV receiver - Google Patents
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Abstract
VSB 방식의 디지털 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 재샘플링된 후 정합 필터링되기 전의 실수 성분의 데이터와 허수 성분의 데이터를 이용하여 타이밍 복구를 수행함으로써, 기존의 정합 필터를 통과함에 의해 생기는 지연 시간을 줄일 수 있으므로 타이밍 포착 시간을 줄일 수 있다. 따라서, 타이밍 복구부 전체의 성능을 향상시켜 상대적으로 더 강한 고스트 신호에 대해서도 현재 시스템과 동일한 시간(샘플)동안 타이밍을 포착할 수 있다. 또한, 실수 성분과 허수 성분의 데이터를 모두 타이밍 복구에 사용함으로써, 타이밍 복구를 더욱 정확하게 수행할 수 있다.A digital TV receiver of a VSB type, and particularly, a timing recovery using real and imaginary component data after resampling and before matched filtering to reduce delay time caused by passing a conventional matched filter. This can reduce timing acquisition time. Therefore, the performance of the entire timing recovery unit can be improved to capture timing even for a relatively stronger ghost signal for the same time (sample) as that of the current system. In addition, by using both real component and imaginary component data for timing recovery, timing recovery can be performed more accurately.
Description
본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로서, 특히 고스트 환경에서 빠른 타이밍 포착(acquisition) 타임을 갖도록 하는 디지털 TV 수신기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to digital television, and more particularly, to a digital TV receiver having a fast timing acquisition time in a ghost environment.
현재 대부분의 디지털 전송 시스템 및 미국향 디지털 TV 전송 방식으로 제안된 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 8 VSB(Vestigial Side Band) 전송 시스템에서는 주파수 효율을 높이기 위하여 전송 신호에 데이터만을 실어 보낸다. 즉, 수신측에서 데이터 복원을 위하여 필요한 클럭에 대한 정보는 전송하지 않는다. 따라서, 수신측에서는 데이터만이 존재하는 수신 신호들 중에서 이들 데이터를 복원하기 위하여 송신시에 사용된 것과 같은 클럭을 생성하여야 한다. 이 역할을 수행하는 부분이 타이밍 복구부이다.Currently, the ATSC (Advanced Television Systems Committee) 8 VSB (Vestigial Side Band) transmission system, which has been proposed for most digital transmission systems and digital TV transmission systems for the United States, carries only data in a transmission signal to improve frequency efficiency. That is, the receiver does not transmit information about the clock necessary for data recovery. Therefore, the receiving side should generate the same clock as used at the time of transmission to recover these data among the received signals in which only data exists. The part which performs this role is a timing recovery part.
도 1은 이러한 타이밍 복구부가 구비된 일반적인 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, VSB 전송 방식을 예로 들고 있다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a general digital TV receiver provided with such a timing recovery unit, and illustrates a VSB transmission scheme as an example.
즉, 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.That is, when a RF (Radio Frequency) signal modulated by the VSB method is received through the antenna 101, the tuner 102 selects only a specific channel frequency desired by the user and then fixes the VSB signal of the RF band loaded on the channel frequency. Lower to the first intermediate frequency band (IF (typically 44 or 43.75 MHz is widely used)) and filter out other channel signals as appropriate.
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(102)를 통과하게 된다.The output signal of the tuner 102, which lowers the spectrum of an arbitrary channel to a fixed primary IF band, is a surface acoustic wave (SAW) filter 102 employed as a function of removing adjacent channel signals and removing noise signals. Will pass through.
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.At this time, the digital broadcast signal, for example, since all information is present in the band of 6 MHz from the intermediate frequency of 44 MHz, the SAW filter 103 removes all remaining sections except for the 6 MHz band in which the information exists from the output of the tuner 102. The output is then output to the down converter 104.
상기 다운 컨버터(104)는 상기 SAW 필터(103)에서 필터링된 신호를 제 2 IF 신호를 발생하기 위한 발진 주파수로 다운 컨버젼하여 제 2 IF 신호로 변환한 후 아날로그/디지털(A/D) 변환부(105)로 출력한다.The down converter 104 down-converts the signal filtered by the SAW filter 103 to an oscillation frequency for generating a second IF signal, converts the signal into a second IF signal, and then converts the analog / digital (A / D) converter. Output to (105).
상기 A/D 변환부(105)는 상기 다운 컨버터(104)의 출력을 고정 주파수로 샘플링시켜 지연기(106) 및 힐버트 변환기(107)로 출력한다.The A / D converter 105 samples the output of the down converter 104 at a fixed frequency and outputs the delayed converter 106 and the Hilbert converter 107.
이때, 상기 힐버트 변환기(107)는 입력되는 실수(real) 성분의 신호를 90도 반전시켜 허수 성분의 신호로 변환한 후 복소수 곱셈기(108)로 출력하고, 상기 지연기(106)는 상기 힐버트 변환기(107)에서의 처리 시간만큼 입력되는 실수 성분의 신호를 지연시킨 후 상기 복소수 곱셈기(108)로 출력한다.In this case, the Hilbert transformer 107 inverts the signal of the real component input by 90 degrees, converts the signal into an imaginary component signal, outputs the complex component to the complex multiplier 108, and the delay unit 106 outputs the Hilbert transformer. The signal of the real component input by the processing time at 107 is delayed and then output to the complex multiplier 108.
설명의 편의상 지연기(106)를 거친 신호를 I 채널 신호, 힐버트 변환기(107)를 거친 신호를 Q 채널 신호라 칭한다.For convenience of description, the signal passed through the delay unit 106 is referred to as an I channel signal, and the signal passed through the Hilbert converter 107 is referred to as a Q channel signal.
상기 복소수 곱셈기(108)는 반송파 복구부(109)에서 반송파 복구가 이루어진 반송파를 피드백 받아서 상기 지연기(106) 및 힐버트 변환기(107)에서 출력되는 통과대역의 I,Q 신호와 곱하여 상기 통과대역의 I,Q 신호를 기저대역으로 낮춘 후 심볼 복구된 신호로의 변환을 위해 재샘플부(Resampler)(110)로 출력한다.The complex multiplier 108 receives a carrier with carrier recovery from the carrier recovery unit 109 and multiplies the I, Q signals of a pass band output from the delayer 106 and the Hilbert transformer 107 to determine the passband. After the I and Q signals are lowered to the baseband, the signals are output to the resampler 110 for conversion into a symbol recovered signal.
상기 재샘플부(110)는 기저대역 신호처리를 통해 나온 현재 심볼들의 타이밍 에러를 타이밍 복구부(113)로부터 받아서 디지털화된 신호와 신호 사이의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 한 후 정합 필터(111)로 출력한다.The resampler 110 receives the timing error of the current symbols from the baseband signal processing from the timing recovery unit 113 and interpolates in the direction of reducing the error between the digitized signal and the matched filter 111. Will output
상기 정합 필터(111)는 전송 단에서 사용된 자승근 정합필터와 동일한 롤-오프 값을 가진 디지털 정합필터로서, 상기 재샘플부(110)에서 심볼 동기되어 출력되는 신호가 상기 정합 필터(111)를 통과하면 심볼 위치에서의 SNR은 최대가 되어진다.The matched filter 111 is a digital matched filter having a roll-off value that is the same as the square root matched filter used in the transmission stage, and a signal output in synchronization with the symbol from the resampler 110 is applied to the matched filter 111. When passed, the SNR at the symbol location is maximized.
그리고, 상기 정합 필터(111)에서 출력되는 신호는 가산기(112)에서 더해져 리얼 성분의 신호만이 채널 등화를 위해 출력됨과 동시에 타이밍 복구부(113)로 출력된다.The signal output from the matched filter 111 is added by the adder 112 so that only the signal of the real component is output for channel equalization and output to the timing recovery unit 113.
상기 타이밍 복구부(113)는 프리 필터(113a), 타이밍 에러 검출부(Timing Error Detector)(113b), 루프 필터(113c), 및 수치 제어 발진기(Numerically Controlled Oscillator ; NCO)(113d)로 구성된다.The timing recovery unit 113 is composed of a pre-filter 113a, a timing error detector 113b, a loop filter 113c, and a numerically controlled oscillator (NCO) 113d.
상기 프리 필터(113a)는 상기 가산기(112)에서 출력되는 리얼 성분의 신호로부터 타이밍 정보를 구할 수 있는 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시켜 타이밍 에러 검출부(113b)로 출력한다. 상기 타이밍 에러 검출부(113b)는 여러 가지 방식으로 타이밍 에러에 관한 정보(즉, 타이밍 옵셋에 대한 보상값)를 검출하는데 일 예로, 수정된 가드너(modified gardner) 방식을 이용한다고 가정한다.The prefilter 113a passes only the edge portion of the spectrum from which the timing information can be obtained from the signal of the real component output from the adder 112 and outputs the result to the timing error detector 113b. For example, it is assumed that the timing error detector 113b uses a modified gardner method to detect information (ie, a compensation value for timing offset) regarding timing errors in various ways.
즉, 상기 타이밍 에러 검출부(113b)는 인접한 두 개의 심볼 샘플들의 부호의 차값에 하나의 중간 샘플 값을 곱하여 타이밍 에러에 관한 정보를 구한 후 루프 필터(113c)로 출력한다. 상기 루프 필터(113c)는 상기 타이밍 에러 검출부(113b)에서 추출된 타이밍 에러 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하여 NCO(113d)로 출력한다. 상기 NCO(113d)는 상기 타이밍 에러 정보의 저대역 성분에 따라 출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부(110)의 샘플링 타이밍을 조절한다.That is, the timing error detector 113b multiplies one difference sample value by the difference value of the sign of two adjacent symbol samples, obtains information on the timing error, and outputs the information about the timing error to the loop filter 113c. The loop filter 113c filters only low-band signal components among the timing error information extracted by the timing error detector 113b and outputs the filtered low-band signal to the NCO 113d. The NCO 113d adjusts the sampling timing of the resample unit 110 by converting an output frequency according to the low band component of the timing error information.
그러나, 상기된 도 1의 디지털 TV 수신기는 정합 필터(111)를 통과한 실수 성분의 데이터를 이용하여 타이밍 복구를 수행함으로써, 다음과 같은 문제점이 있다.However, the digital TV receiver of FIG. 1 described above has the following problems by performing timing recovery using data of the real component that has passed through the matched filter 111.
즉, 가드너 방식의 타이밍 에러 검출부(113b)는 데이터의 제로-크로싱 성질을 이용하는데, 현재의 시스템에서는 프리 필터를 사용함으로써, 정합 필터(111)로부터 이러한 성질을 강화시키는데 대한 큰 효과를 얻지 못할뿐 아니라 정합 필터(111)를 지나는 지연 시간으로 인해 타이밍 복구부(113)의 포착 타임을 도 2와 같이 지연시킨다.That is, the Gardner-type timing error detection unit 113b uses the zero-crossing property of the data. In the current system, by using the pre-filter, the Gardner type timing error detection unit 113b does not obtain a great effect of enhancing this property from the matching filter 111. Instead, the acquisition time of the timing recovery unit 113 is delayed as shown in FIG. 2 due to the delay time passing through the matched filter 111.
도 2는 도 1과 같은 디지털 TV 수신기에서 타이밍 복구부(113)의 타이밍 포착 특성을 나타내는 그래프로서, 왼쪽부터 원신호 대비 고스트 신호의 SNR이 1.0dB, 0.9dB, 0.8dB, 0.7dB, 0.6dB, 0.5dB일때의 타이밍 포착 특성을 나타낸다. 도 2를 보면, 1000000 샘플 내에서 포착할 수 있는 고스트의 신호 크기는 0.8dB까지임을 알 수 있다.FIG. 2 is a graph illustrating the timing capturing characteristics of the timing recovery unit 113 in the digital TV receiver as shown in FIG. 1, in which the SNRs of the ghost signal are 1.0 dB, 0.9 dB, 0.8 dB, 0.7 dB, and 0.6 dB from the left. , Timing acquisition characteristic at 0.5dB. 2, it can be seen that the signal size of the ghost that can be captured within 1000000 samples is up to 0.8 dB.
이와 같이, 정합 필터(111)에 의한 지연 시간으로 인해 타이밍 복구부(113)는 매우 긴 지연시간을 갖게 되며 또한, 고스트 채널 환경에서 원 신호 대비 고스트 신호의 신호대 잡음비(SNR)이 높아질수록 그 지연 시간이 더 길어지게 됨을 알 수 있다.As such, the timing recovery unit 113 may have a very long delay time due to the delay time of the matched filter 111. In addition, as the signal-to-noise ratio (SNR) of the original signal to the ghost signal increases in a ghost channel environment, the delay is increased. It can be seen that the time is longer.
이러한 포착 시간의 지연은 타이밍 복구부(113)의 성능 저하를 초래하며, 이는 곧 디지털 TV 수신기 전체의 성능 저하를 의미한다.This delay of the acquisition time causes the performance of the timing recovery unit 113 to deteriorate, which means that the overall performance of the digital TV receiver is degraded.
즉, 상대적으로 강한 고스트 신호에 대해서는 포착 타임이 크게 증가함으로써 전체 시스템의 성능을 저하시키게 된다.That is, the acquisition time is greatly increased for relatively strong ghost signals, which degrades the performance of the entire system.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 정합 필터의 앞단에서 타이밍 복구를 수행함으로써, 포착 타임을 단축시켜 시스템의 성능을 향상시키는 디지털 TV 수신기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a digital TV receiver which improves the performance of the system by shortening the acquisition time by performing timing recovery at the front of the matched filter.
본 발명의 다른 목적은 정합 필터의 앞단에서 실수 성분의 데이터와 허수 성분의 데이터를 모두 이용하여 타이밍 복구를 수행함으로써, 타이밍 복구를 정확하게 수행하는 디지털 TV 수신기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a digital TV receiver that performs timing recovery accurately by performing timing recovery using both real data and imaginary data at the front of the matched filter.
도 1은 일반적인 VSB 방식의 디지털 TV 수신기의 구성 블록도1 is a configuration block diagram of a typical VSB digital TV receiver
도 2는 도 1의 타이밍 복구부의 타이밍 포착 성능을 나타낸 그래프2 is a graph illustrating timing acquisition performance of the timing recovery unit of FIG. 1;
도 3은 본 발명에 따른 VSB 방식의 디지털 TV 수신기의 구성 블록도3 is a block diagram of a digital TV receiver of a VSB type according to the present invention;
도 4a는 실수 데이터 성분의 S-커브 특성을 나타낸 그래프4A is a graph showing the S-curve characteristics of real data components.
도 4b는 허수 데이터 성분의 S-커브 특성을 나타낸 그래프4B is a graph showing the S-curve characteristic of an imaginary data component.
도 5는 도 3의 타이밍 복구부의 타이밍 포착 성능을 나타낸 그래프5 is a graph illustrating timing acquisition performance of the timing recovery unit of FIG. 3.
도 6a는 도 1의 타이밍 복구부의 S-커브 특성을 나타낸 그래프6A is a graph illustrating S-curve characteristics of the timing recovery unit of FIG. 1.
도 6b는 도 3의 타이밍 복구부의 S-커브 특성을 나타낸 그래프6B is a graph illustrating S-curve characteristics of the timing recovery unit of FIG. 3.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
301 : 안테나 302 : 튜너301: antenna 302: tuner
303 : SAW 필터 304 : 다운 컨버터303: SAW filter 304: down converter
305 : A/D 변환부 306 : 지연기305: A / D converter 306: Delay
307 : 힐버트 변환기 308 : 복소수 곱셈기307: Hilbert Converter 308: Complex Number Multiplier
309 : 반송파 복구부 310 : 재샘플부309: carrier recovery unit 310: resample unit
311 : 정합 필터 312 : 타이밍 복구부311: matching filter 312: timing recovery unit
312a,312c : 프리 필터 312b,312d : 타이밍 에러 검출부312a, 312c: pre-filter 312b, 312d: timing error detector
312e : 가산기 312f : 루프 필터312e: adder 312f: loop filter
312g : NCO312g: NCO
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기는, 수신되는 통과대역 아날로그 신호를 기저대역 디지털 신호로 복조하는 디지털 티브이의 수신기에 있어서, 현재 심볼들의 타이밍 에러를 입력받아 기저대역 디지털 신호의 샘플링 타임과 원하는 샘플링 타임간의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 수행하는 재샘플부와, 상기 재샘플부에서 재샘플링된 실수 성분의 데이터와 허수 성분의데이터를 이용하여 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구한 후 상기 재샘플부로 출력하는 타이밍 복구부와, 상기 재샘플부에서 출력되는 심볼 위치에서의 신호대 잡음비가 최대가 되도록 상기 재샘플부의 출력을 필터링한 후 채널 등화를 위해 출력하는 정합 필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the digital TV receiver according to the present invention for achieving the above object, in a digital TV receiver for demodulating the received passband analog signal into a baseband digital signal, the baseband digital signal is received by receiving the timing error of the current symbols The timing error of the current symbols is obtained by using a resampler that performs interpolation in a direction of reducing an error between a sampling time and a desired sampling time, and data of real and imaginary components resampled by the resampler. And a matching filter for outputting the resampler for channel equalization after filtering the output of the resampler to maximize the signal-to-noise ratio at the symbol position output from the resampler. It is characterized by.
바람직하게는 상기 타이밍 복구부는 상기 재샘플부에서 출력되는 두 개의 심볼 샘플들의 부호의 차값에 중간 샘플 값을 곱하여 데이터에 대한 타이밍 에러 정보를 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the timing recovery unit obtains timing error information on data by multiplying an intermediate sample value by a difference value of a sign of two symbol samples output from the resample unit.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation of the embodiment of the present invention, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, By the technical spirit of the present invention described above and its core configuration and operation is not limited.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 특히 타이밍 복구에 관련된 구성 블록도이다.3 is a block diagram of a digital TV receiver according to the present invention, in particular, a block diagram related to timing recovery.
도 3을 보면, 안테나(301), 튜너(302), SAW 필터(303), 다운 컨버터(304), A/D 변환부(305), 지연기(306), 힐버트 변환기(307), 복소수 곱셈기(308), 반송파 복구부(309), 및 재샘플부(310)의 구성 및 작용은 도 1과 동일하다.3, an antenna 301, a tuner 302, a SAW filter 303, a down converter 304, an A / D converter 305, a delay 306, a Hilbert converter 307, a complex multiplier 308, the carrier recovery unit 309, and the resample unit 310 are the same as those of FIG. 1.
본 발명이 상기된 도 1과 다른 점은 상기 재샘플부(310)의 출력이 정합 필터(311)로 출력됨과 동시에 타이밍 복구를 위해 타이밍 복구부(312)로 출력되는것이다. 그리고, 타이밍 복구시 실수 성분의 데이터와 허수 성분의 데이터를 모두 이용한다는 것이다.1 is different from the above-described embodiment in that the output of the resample unit 310 is output to the matching filter 311 and to the timing recovery unit 312 for timing recovery. And, the timing recovery is to use both the real component data and the imaginary component data.
이를 위해, 상기 타이밍 복구부(312)는 상기 재샘플부(310)에서 출력되는 실수 성분의 I 신호에서 일정 대역만을 통과시키는 제 1 프리 필터(312a), 상기 제 1 프리 필터(312a)의 출력으로부터 연속된 심볼의 부호값과 중간 샘플값을 취하여 타이밍 에러에 관한 정보를 구하는 제 1 타이밍 에러 검출부(312b), 상기 재샘플부(310)에서 출력되는 허수 성분의 Q 신호에서 일정 대역만을 통과시키는 제 2 프리 필터(312c), 상기 제 2 프리 필터(312c)의 출력으로부터 연속된 심볼의 부호값과 중간 샘플값을 취하여 타이밍 에러에 관한 정보를 구하는 제 2 타이밍 에러 검출부(312d), 상기 제 1, 제 2 타이밍 에러 검출부(312b,312d)의 출력을 더하여 최종 타이밍 에러 정보를 추출하는 가산기(312e), 상기 가산기(312e)에서 출력되는 타이밍 에러에 관한 정보 중 저대역 신호 성분만을 통과시키는 루프 필터(312f), 상기 루프 필터(312f)에서 출력되는 타이밍 에러의 저대역 성분에 따라 조절해야 하는 타이밍 오프셋 값 정보를 재샘플부(310)로 출력하는 NCO(312g)로 구성된다.To this end, the timing recovery unit 312 outputs the first prefilter 312a and the first prefilter 312a which pass only a predetermined band in the I signal of the real component output from the resample unit 310. The first timing error detector 312b, which obtains information about a timing error by taking the sign value and the intermediate sample value of consecutive symbols from the first signal, passes only a predetermined band in the imaginary component Q signal output from the resample unit 310. A second timing error detector 312d and a first timing error detector 312d which take a sign value and an intermediate sample value of consecutive symbols from the outputs of the second prefilter 312c and the second prefilter 312c to obtain information about a timing error; And an adder 312e for extracting the final timing error information by adding the outputs of the second timing error detectors 312b and 312d, and passing only a low band signal component of information on the timing error output from the adder 312e. Key is composed of a loop filter (312f), the loop filter (312f) NCO (312g) for outputting the timing offset information that needs to be adjusted to the low-band component of the timing error is outputted to the resampler 310 in.
이와 같이 구성된 본 발명에서 안테나(301), 튜너(302), SAW 필터(303), 다운 컨버터(304), A/D 변환부(305), 지연기(306), 힐버트 변환기(307), 복소수 곱셈기(308), 반송파 복구부(309)의 동작과 동일하므로 상세 설명을 생략한다.In the present invention configured as described above, an antenna 301, a tuner 302, a SAW filter 303, a down converter 304, an A / D converter 305, a delay 306, a Hilbert converter 307, a complex number Since the operation of the multiplier 308 and the carrier recovery unit 309 is the same, detailed description thereof will be omitted.
즉, 상기 복소수 곱셈기(308)에서 출력되는 기저대역의 I,Q 신호는 재샘플부(310)로 출력되고, 상기 재샘플부(310)는 상기 타이밍 복구부(312)의 NCO(312g)에서 출력되는 현재 심볼들의 타이밍 에러를 이용하여 상기 복소수 곱셈기(308)에서 출력되는 디지털화된 신호의 샘플링 타임과 원하는 샘플링 타임간의 에러를 줄이는 방향으로 보간을 한다.That is, the baseband I and Q signals output from the complex multiplier 308 are output to the resample unit 310, and the resample unit 310 is outputted from the NCO 312g of the timing recovery unit 312. The timing error of the output current symbols is used to interpolate in order to reduce the error between the sampling time of the digitized signal output from the complex multiplier 308 and the desired sampling time.
상기 재샘플부(310)에서 재샘플링된 I,Q 신호는 정합 필터(311)로 출력됨과 동시에 I 신호는 타이밍 복구부(312)의 제 1 프리 필터(312a)로, Q 신호는 타이밍 복구부(312)의 제 2 프리 필터(312c)로 출력된다.The I and Q signals resampled by the resampler 310 are output to the matched filter 311, and the I signal is the first prefilter 312a of the timing recovery unit 312, and the Q signal is the timing recovery unit. The second prefilter 312c of 312 is output.
상기 정합 필터(311)는 전송 단에서 사용된 자승근 정합필터와 동일한 롤-오프 값을 가진 디지털 정합필터로서, 상기 재샘플부(310)에서 심볼 동기되어 출력되는 신호가 상기 정합 필터(311)를 통과하면 심볼 위치에서의 SNR은 최대가 되어진다. 상기 정합 필터(311)에서 필터링된 신호는 채널 등화를 위해 출력된다.The matched filter 311 is a digital matched filter having the same roll-off value as the square root matched filter used in the transmission stage, and a signal output in synchronization with the symbol from the resampler 310 is applied to the matched filter 311. When passed, the SNR at the symbol location is maximized. The signal filtered by the matched filter 311 is output for channel equalization.
한편, 상기 타이밍 복구부(312)의 제 1 프리 필터(312a)는 입력되는 I 신호로부터 타이밍 에러 검출부의 특성을 강화시켜주기 위해 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시켜 제 1 타이밍 에러 검출부(312b)로 출력한다. 또한, 제 2 프리 필터(312c)는 입력되는 Q 신호로부터 타이밍 에러 검출부의 특성을 강화시켜주기 위해 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시켜 제 2 타이밍 에러 검출부(312d)로 출력한다. 일 예로, 상기 제 1, 제 2 타이밍 에러 검출부(312b,312d)는 수정된 가드너 방식을 이용하여 타이밍 에러에 관한 정보를 검출한다고 가정한다. 즉, 상기 제 1 타이밍 에러 검출부(312b)는 상기 제 1 프리 필터(312a)를 통과한 두 개의 I 신호의 심볼 샘플들의 부호의 차값에 중간 샘플 값을 곱하여 I 신호에 대한 타이밍 에러 정보를 구한다. 또한, 상기 제 2 타이밍 에러 검출부(312c)는 상기 제 2 프리 필터(312b)를 통과한 두 개의 Q 신호의 심볼 샘플들의 부호의 차값에 중간 샘플 값을 곱하여 Q신호에 대한 타이밍 에러 정보를 구한다.On the other hand, the first prefilter 312a of the timing recovery unit 312 outputs only the edge portion of the spectrum to the first timing error detector 312b to enhance the characteristics of the timing error detector from the input I signal. do. Also, the second prefilter 312c passes only the edge portion of the spectrum and outputs it to the second timing error detector 312d to enhance the characteristics of the timing error detector from the input Q signal. As an example, it is assumed that the first and second timing error detectors 312b and 312d detect information about timing errors using a modified Gardner method. That is, the first timing error detector 312b obtains timing error information on the I signal by multiplying the difference value of the sign of the symbol samples of the two I signals passing through the first prefilter 312a by an intermediate sample value. In addition, the second timing error detector 312c obtains timing error information about the Q signal by multiplying a difference value of a sign of symbol samples of two Q signals passing through the second prefilter 312b by an intermediate sample value.
상기 제 1, 제 2 타이밍 에러 검출부(312b,312d)에서 검출한 실수 성분과 허수 성분에 대한 타이밍 에러 정보는 가산기(312e)에서 더해져 최종적인 타이밍 에러 정보가 루프 필터(312f)로 출력된다. 상기 루프 필터(312f)는 상기 가산기(312e)에서 출력되는 타이밍 에러 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하여 NCO(312g)로 출력한다.The timing error information for the real and imaginary components detected by the first and second timing error detectors 312b and 312d are added by the adder 312e, and the final timing error information is output to the loop filter 312f. The loop filter 312f filters only the low-band signal components of the timing error information output from the adder 312e and outputs the same to the NCO 312g.
상기 NCO(312g)는 상기 타이밍 에러 정보의 저대역 성분에 따라 타이밍 오프셋 값을 재샘플부(310)에 출력한다. 그러면, 상기 재샘플부(310)는 상기 타이밍 오프셋 값에 따라 샘플링 타이밍을 조절한다.The NCO 312g outputs a timing offset value to the resample unit 310 according to the low band component of the timing error information. Then, the resample unit 310 adjusts the sampling timing according to the timing offset value.
도 4a는 실수 데이터 성분에 대한 S-커브를, 도 4b는 허수 성분에 대한 S-커브 특성을 나타낸 그래프로서, 허수 성분에 대해서도 실수 성분에 비해서는 그 특성이 약하지만 타이밍 복구에 사용할 수 있는 충분한 에러 특성이 얻어짐을 알 수 있다. 즉, 도 4b에서 보면, 허수 성분에 대해서도 S-커브가 기울기를 갖고 있으므로, 허수 성분에 대해서도 타이밍 에러 정보를 구할 수 있음을 알 수 있다.4A is a graph showing an S-curve for a real data component, and FIG. 4B is a graph showing an S-curve characteristic for an imaginary component. The imaginary component is weaker than a real component, but sufficient for use in timing recovery. It can be seen that error characteristics are obtained. In other words, as shown in Fig. 4B, since the S-curve has a slope with respect to the imaginary component, it can be seen that timing error information can also be obtained with respect to the imaginary component.
도 5는 본 발명에 따른 타이밍 포착 특성을 나타낸 그래프로서, 도 2와 비교하여 볼 때, 0.5dB의 동일한 크기 고스트 신호에 대해서 도 2의 기존 시스템은 1000000 샘플 내에서 수렴하지 못한 것에 비해 본 발명의 시스템은 약 850000 샘플 정도에서 수렴하고 있음을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph illustrating timing acquisition characteristics in accordance with the present invention. Compared with FIG. 2, for the same magnitude ghost signal of 0.5 dB, the conventional system of FIG. 2 does not converge within 1000000 samples of the present invention. It can be seen that the system is converging at about 850000 samples.
도 6은 기존 시스템과 본 발명의 시스템의 S-커브 특성을 나타낸 것으로서, 정합 필터를 통과한 실수 성분만의 데이터를 사용했던 도 6a의 기존의 시스템에 비해 실수 성분과 허수 성분 각각에 대한 타이밍 에러 정보를 이용한 도 6b의 본 발명 시스템의 S-커브 특성이 더 강화되었음을 알 수 있다.FIG. 6 shows the S-curve characteristics of the conventional system and the system of the present invention, and the timing error for each of the real component and the imaginary component is compared with those of the conventional system of FIG. 6A which used only the real component data passed through the matching filter. It can be seen that the S-curve characteristic of the system of FIG. 6B using the information is further enhanced.
또한, 본 발명의 타이밍 복구부(312)는 기존의 타이밍 복구부(113)보다 우수한 포착 특성을 가지므로, 이로 인해 수렴 시간을 단축할 수 있다.In addition, since the timing recovery unit 312 of the present invention has better capture characteristics than the existing timing recovery unit 113, the convergence time can be shortened.
여기서, 수렴 시간의 단축은 상대적으로 강한 고스트 신호에 대해서 안정적으로 타이밍을 포착할 수 있음을 의미하며, 이는 루프 전체의 성능 향상을 의미한다.Here, shortening of the convergence time means that the timing can be stably captured for a relatively strong ghost signal, which means that the performance of the entire loop is improved.
본 발명은 VSB 변조를 이용하는 ATSC 방식의 모든 지상파 디지털 방송 수신기에 적용 가능하다.The present invention is applicable to all terrestrial digital broadcast receivers of the ATSC method using VSB modulation.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기에 의하면, 재샘플링된 후 정합 필터링되지 않은 실수 성분의 데이터와 허수 성분의 데이터를 이용하여 타이밍 복구를 수행함으로써, 다음과 같은 잇점이 있다.As described above, according to the digital TV receiver according to the present invention, timing recovery is performed using data of real components and imaginary components that are not matched and filtered after resampling.
즉, 기존의 정합 필터를 통과함에 의해 생기는 지연 시간을 본 발명에서 줄임으로써, 타이밍 포착 시간을 줄일 수 있다. 따라서, 타이밍 복구부 전체의 성능을 향상시켜 상대적으로 더 강한 고스트 신호에 대해서도 현재 시스템과 동일한 시간(샘플)동안 타이밍을 포착할 수 있다.That is, the timing acquisition time can be reduced by reducing the delay time caused by passing through the existing matched filter in the present invention. Therefore, the performance of the entire timing recovery unit can be improved to capture timing even for a relatively stronger ghost signal for the same time (sample) as that of the current system.
또한, 허수 성분은 실수 성분보다는 약하지만 타이밍 복구에 사용될 수 있는 정보를 가지고 있으므로, 실수 성분과 허수 성분의 데이터를 모두 타이밍 복구에 사용함으로써, 타이밍 복구를 더욱 정확하게 수행할 수 있다.In addition, since the imaginary component is weaker than the real component but has information that can be used for timing recovery, timing recovery can be performed more accurately by using both real and imaginary component data for timing recovery.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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