KR100416866B1 - 수신기장치및신호처리방법 - Google Patents

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톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코포레이티드
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Abstract

위성 신호 수신기는 입력 복조기와 그 뒤를 따르는 비터비 디코더 및 리드-솔로몬 디코더를 포함한다. 수신된 신호는 에러 표시 정보를 나타내는 정보와 함께 인코딩되며, 위성 전송된 신호의 전력 레벨의 함수인 에러 정정 코드 레이트를 나타낸다. 복조기는 수신 신호와의 동기화(synchronism)의 존재 또는 부재를 나타내는 제어 신호들 및 신호 품질(예를 들어, 신호 대 잡음 비)을 발생한다. 리드-솔로몬 디코더는 에러 검출 및 정정이 적절하게 발생되는지 여부를 나타내는 제어 신호를 발생한다. 이들 제어 신호들은 필요하다면, 비터비 디코더의 코드 레이트를 변경하기 위해 제어 네트워크에 의해 감지된다.

Description

수신기 장치 및 신호 처리 방법
본 발명은 디지털 위성 통신 시스템들의 분야에 관한 것이며, 특히, 이와 같은 시스템내의 수신기에서의 에러 정정 장치에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로, 위성은 송신기로부터의 오디오, 비디오 또는 데이터 정보를 나타내는 신호를 수신할 수 있다. 위성은 이 신호를 증폭하여 특정 주파수 및 대역폭으로 통신 채널을 통해 수신기에 제공한다. 통신 채널들은 채널 자체내의 잡음과 외부 소스들에 의한 에러들을 받게 되며, 에러 정정이 바람직하다. 에러들을 감소시키거나 제거하는 한 기술로서는 포워드 에러 정정(FEC: Forward Error Correction)이 있다. 이 기술은 원래의 정보와 함께 일정한 양의 여분의 정보를 보낸다. 에러들이 발생할 때, 수신기는 송신기와 별도의 통신 없이 에러들을 알아내고 정정하기 위해 여분의 정보를 사용한다.
포워드 에러 정정 시스템들의 두 개의 폭넓게 사용된 유형들은 컨벌루션(convolutional) 코딩 및 블럭(block) 코딩을 채용한다. 컨벌루션 코딩은 인코더에 직렬로 그리고 연속으로 전달되는 데이터의 연속체(continuum of data)상에서 작용한다. 컨벌루션 인코더는 현재의 데이터 및 이전의 데이터의 일부를 분석한다. 컨벌루션 인코더는 에러 정정 데이터를 현재의 데이터에 부가하고, 그에 의해, 새로운 데이터 신호를 생성한다. 그 후, 그 시스템은 더 높은 레이트(rate)로 새로운 데이터의 연속 스트림을 출력하고, 더 신속하게 전송되는 데이터 또는 장기간에 걸쳐 전송된 데이터를 더 출력한다. 수신기는 송신기에 의해 사용된 컨벌루션 에러 코딩 방법으로 인코딩된 신호를 분석하기 위해 조절된다.
리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코딩과 같은 블럭 코딩은 특정 알고리즘을 이용하여 부가적인 에러 정정 데이터와 함께 데이터 신호를 인코딩한다. 리드-솔로몬 인코더에서, 데이터는 통상적으로 편리한 크기의 블럭들 또는 동일한 크기 단위들로 분할된다. 리드-솔로몬 알고리즘을 이용하면, 이들 블럭들은 그 데이터 자체에 의존하는 어떤 방법으로 이들 블럭들에 부가된 데이터를 갖는다. 이 처리는 원래의 데이터와 유사할 수 있거나 유사하지 않을 수 있는 약간 더 큰 크기의 새로운 블럭을 생성한다. 그러나, 사용된 코딩 체계를 이해하는 수신기에 의해, 에러들이 그 데이터내에서 생성될지라도, 데이터의 새로운 블럭이 분석될 수 있고 원래의 데이터가 추출될 수 있다.
에러 코딩의 각 유형은 인코더에 입력되는 비트들의 수를 인코더를 떠나는 비트들의 수로 나눈 수에 기초한 관련 코드 레이트(code rate)를 갖는다. 그러므로, 750 비트들의 데이터가 입력되고, 250 비트들의 에러 정정 코드가 부가되고, 1000 비트들(750+250)이 출력되면, 코드 레이트는 3/4(750/1000) 코드 레이트라고 하며, 그 장치는 3/4 에러 정정 코딩 레이트로 처리된다고 한다. 이것은 종종 레이트 3/4 포워드 에러 정정이라 불린다.
이들 동일한 레이트들은 역(reverse) 연산이 실행될지라도, 디코더에 의해 사용되는 에러 디코딩 레이트를 나타낸다. 예를 들어, 1000 비트들의 데이터가 입력될 수 있고, 그 중 250은 에러 정정 코드이고 나머지 750 비트들은 데이터이다. 250 비트들의 에러 정정 코드는 데이터 신호로부터 제거되며, 데이터 신호내의 에러들을 검출 및 정정하는데 사용된다. 나머지 750 비트들의 데이터는 출력된다. 디코더는 3/4 에러 정정 디코딩 레이트로 동작한다고 한다.
데이터 신호에 인코딩된 에러 정정 정보의 량은 부분적으로는 위성의 동작에 의존할 수 있다. 예를 들어, 위성 방송 시스템은 두 가지 전력 모드들, 즉, 로우(low) 및 하이(high) 모드로 동작할 수 있다. 하이 전력에서, 위성에 의해 수신 및 송신된 신호는 더 강하다. 그 결과, 수신된 신호의 품질이 개선되며, 소망의 데이터 품질을 얻기 위해 보다 적은 에러 정정 코딩이 필요하다. 예를 들어, 높은 전력에서, 송신된 데이터는 약 25%의 에러 정정 데이터와 약 75%의 가용 데이터일 수 있다. 유사하게, 위성이 낮은 전력에서 동작할 때, 송신 및 수신된 신호는 더 약하다. 따라서, 부가적인 에러 정정 데이터는 소망의 데이터 품질을 실현하는데 필요하다. 예를 들어, 낮은 전력에서 송신된 데이터의 약 40%는 에러 정정 데이터이고 약 60%는 가용 데이터이다.
바람직한 에러 정정 코딩 레이트는 가용 데이터를 최대화하고 송신된 에러 정정 데이터를 최소화할 것이다. 불충분한 에러 정정 데이터가 송신된 신호내에 포함되면, 그 신호는 수신기에 의해 수신된다 하더라도 신뢰성 있게 수신되지 않을 것이다. 과도한 에러 정정 데이터가 포함된다면, 신호는 정확하게 수신될 것이지만, 에러 정정 데이터가 위성의 송신 전력에 매칭했을 때보다도 더 작은 백분율의 출력 신호가 실제 데이터에 있어 이용될 수 있을 것이다.
발명의 개요
본 발명의 원리에 따르면, 여기에서는 에러 정정 코딩 레이트를 위성의 다른 전력 레벨들에 매칭하는 것이 바람직하다고 인식된다. 따라서, 에러 정정 코딩 레이트들은 위성의 다른 전력 레벨들의 함수이며, 이 코딩 레이트는 수신기에 직접 통지하지 않고 변경될 수 있다. 수신기는 에러 정정 코드 레이트가 송신기에서 변경되었음을 감지하고, 이에 응답하여 수신기에 의해 사용된 에러 정정 디코딩 레이트를 변경한다.
도면들의 간단한 설명
제 1 도는 본 발명에 따른 장치를 포함하는 위성 송신/수신 시스템의 블럭도.
제 2 도는 본 발명에 따른 복조기(demodulator)/포워드 에러(forward-error) 정정 유닛을 포함하는, 제 1 도의 수신기의 일부의 블럭도.
제 3 도는 제 2 도에 도시된 장치를 제어하여 발생하는 결과들의 순서를 이해하는데 도움을 주는 흐름도.
제 4 도는 제 2 도의 장치를 제어하여 발생하는 결과들의 다른 순서를 이해하는데 도움을 주는 흐름도.
도면들의 상세한 설명
제 1 도의 시스템은 소스(14)(예를 들어, 텔레비젼 신호원)로부터의 데이터 신호를 처리하고, 그 신호를 수신하여 수신기(12)에 다시 방송하는 위성(13)에 그 신호를 송신하는 송신기(1)를 포함한다. 송신기(1)는 인코더(2), 변조기(modulator)/포워드 에러 정정기(FEC)(3), 및 업링크(uplink) 유닛(4)을 포함한다. 인코더(2)는 MPEG 등과 같은 미리 정해진 표준에 따라 소스(14)로부터의 신호들을 압축 및 인코딩한다. (MPEG은 디지털 저장 매체상에 저장된 동화상들 및 관련 오디오의 코딩된 표시를 위한 국제 표준화 기구(ISO)의 동화상 전문가 그룹(Moving Pictures Expert Group)에 의해 개발된 국제 표준이다.) 유닛(2)으로부터의 인코딩된 신호는 변조기/포워드 에러 정정기(FEC)(3)에 공급되며, 이 FEC는 에러 정정 데이터를 갖는 신호를 인코딩하고, 이 인코딩된 신호를 캐리어(carrier)상으로 QPSK(Quaternary Phase Shift Key) 변조한다. 컨벌루션 및 RS 블럭 코딩은 블럭 3에서 실행된다.
업링크 유닛(4)은 압축 및 인코딩된 신호를 위성(13)에 전송하며, 이 위성은 그 신호를 선택된 지리적 수신 지역에 방송한다. 이 실시예에서, 위성(13)은 두개의 모드들에서 동작하며, 그것은 채널 용량 및 전송 전력을 트레이드오프(trade off)한다. 제 1 모드에서, 위성(13)은 예시적으로 각각 120 와트에서 16개 채널들로 전송한다. 제 2 모드에서, 위성(13)은 각각 240 와트에서 8개의 채널로 전송한다.
위성(13)으로부터의 신호는 예를 들어 텔레비젼 수신기의 상부에 위치된 인터페이스 장치인, 소위 셋톱(set-top) 수신기(12)의 입력에 결합된 안테나(5)에 의해 수신된다. 수신기(12)는 신호를 복조하고 에러 정정 데이터를 디코딩하기 위한 복조기/포워드 에러 정정(FEC) 디코더(7)와, 복조기/FEC(7)와 상호 동작하는 마이크로프로세서(6) 및, 신호의 내용, 즉, 오디오 또는 비디오 정보에 따라 유닛(9)내의 적당한 디코더에 신호를 전송하기 위한 트랜스포트(8)를 포함한다. 트랜스포트 유닛(8)은 유닛(7)으로부터 정정된 데이터 패킷들을 수신하고 그 루팅(routing)을 결정하기 위해 각 패킷의 헤더를 검사한다. 유닛(9)내의 디코더들은 신호를 디코딩하고, 만일 사용되면 부가된 트랜스포트 데이터를 제거한다. NTSC 인코더(10)는 표준 NTSC 텔레비젼 수신기(11)내의 신호 처리 회로들에 의한 사용에 적합한 포맷으로 디코딩된 신호를 인코딩한다.
제 2 도를 참조하면, 복조기/FEC 유닛(7)은 안테나(5)로부터 수신되는 데이터 신호를 포착하고 복조하며 디코딩한다. 이 유닛은 튜너(24), QPSK 복조기(25), 비터비(Viterbi) 컨벌루션 디코더(26), 디-인터리버(de-interleaver)(27), 및 리드-솔로몬(RS) 디코더(28)를 포함하며, 도시된 바와 같이 배치된 종래 설계의 모두를 포함한다.
튜너(24)는 안테나(5)로부터 입력 신호를 수신한다. 사용자의 채널 선택에 기초하여, 제어 유닛(6), 예를 들어, 마이크로프로세서는 주파수 신호를 튜너(24)에 보낸다. 이 신호는 튜너(24)를 적절한 채널에 동조시키고 마이크로프로세서(6)로부터 튜너(24)에 보낸 동조 주파수에 응답하여 수신 신호를 하향 변환(down-convert)한다. 튜너(24)로부터의 출력 신호는 QPSK 복조기(25)에 제공된다.
QPSK 복조기(25)는 동조된 채널상에 로크(lock; 동기화)시키고, 변조된 데이터 신호를 복조하고, 복조된 신호의 품질을 나타내는 신호를 발생한다. 복조기(25)는 수신된 데이터 신호의 에러 정정 코드 레이트에 상관없이, 변조된 입력 데이터 신호를 복조한다. 복조기(25)내의 위상 고정 루프 회로는 복조기(25)의 동작과 입력 신호를 잘 공지된 기술들을 이용하여 동기화시킨다. 복조기(25)는 복조기(25)가 입력 신호와 동기화 되었는지 여부를 나타내는 복조기 로크(lock) 출력 제어 신호를 발생하고, 이 신호를 마이크로프로세서(6)내의 저장 레지스터에 공급한다. 유닛(25)으로부터의 출력 복조된 데이터 신호는 비터비 디코더(26)에 제공된다. 복조기(25)는 또한 출력 신호 품질 신호를 발생한다. 이 신호는 위성 전송으로부터 수신된 신호의 품질을 나타내며, 수신된 신호의 신호대 잡음비와 관련된다. 레인 페이드(rain fade)와 잡음들의 각종 소스들은 수신된 신호의 품질을 손상시킬 수 있다. 유닛(25)으로서 사용하기에 적합한 QPSK 복조기는 Hughes Network Systems of Germantown, MD(제1016212호의 집적 회로) 및, 캘리포니아, 센 디에고, Comstream Corp.(제 CD2000호)로부터 상업적으로 이용할 수 있다.
디코더(26)는 비터비 알고리즘을 사용하여, 유닛(25)으로부터의 복조된 신호 내의 비트 에러들을 디코딩 및 정정한다. 디코더(26)는 공지된 바와 같이, 복조된 신호를 유효하게 디코딩하도록 인입 복조된 신호에 그 동작을 동기화 시키기 위해 내부 네트워크들을 포함한다.
디코더(26)는 송신기에서 제공된 에러 정정 코딩 레이트들에 대응하는 두 개의 에러 정정 디코딩 레이트들 중 한 레이트로 동작한다. 위성(13)이 저전력 모드에서 동작할 때, 송신된 신호는 레이트 2/3 에러 정정 코드를 사용한다. 위성(13)이 고전력 모드에서 동작할 때, 송신된 신호는 레이트 6/7 에러 정정 코드를 사용한다. 마이크로프로세서(6)내의 제어 유닛(22)에 의해 전개된 코드 레이트 제어 신호는 에러 정정 코드 레이트 디코더(26)가 어떤 것을 사용해야 하는지 지시한다. 코드 레이트 제어 신호는 유닛(26)에 의해 사용된 코드 레이트가 변경되지 않은 채로 유지되어야 함을 나타내는 하나의 논리 레벨 및, 유닛(26)이 다른 프로그래밍된 코드 레이트로 스위칭되게 하는 다른 논리 레벨을 갖는 이진(binary) 신호일 수 있다. 코드 레이트 제어 신호는 디지털 비교기(23)로부터의 출력에 응답하여 블럭(22)에 의해 제공된다. 비교기(23)는 입력 제어 신호들, 즉 신호 품질 및 블럭 에러들의 함수로서의 출력 논리 상태를 제공한다. 이들 신호들은 비교기(23)에 의해 모니터되는 저장 레지스터들에 인가된다. 디코더(26)가 복조된 데이터 신호를 디코딩하고 에러 정정한 후, 디코딩된 데이터 신호는 디-인터리버(27)에 공급된다. 디-인터리버(27)는 데이터 신호의 순서를 그 원래의 순서로 복원하고, 공지된 기술들에 따라 리드-솔로몬 블럭들(RS 블럭들)을 형성한다. 이 목적을 위해, 디-인터리버(27)는 각각의 RS 블럭의 시작부에서 인코더에 의해 삽입된 8 비트 동기(sync) 워드에 의존하며, 그에 의해, RS 블럭 동기화를 제공한다. 디-인터리브 신호는 리드-솔로몬(RS) 디코더(28)에 공급된다.
RS 디코더(28)는 예를 들어 130/146의 디코드 레이트를 이용하여, RS 블럭들을 디코딩하고 블럭내의 바이트 에러들을 정정한다. 각각의 리드-솔로몬 블럭에 부가된 8 비트 동기 바이트 워드는 각 리드-솔로몬 블럭의 시작부의 위치 결정을 용이하게 한다. 130/147의 유효한 RS 디코드 레이트는 부가된 동기 워드의 사용으로부터 발생된다. 이 8 비트 동기 바이트 워드는 리드-솔로몬 디코딩 전에 디-인터리버(27)에 의해 제거되어, 블럭당 146 바이트만이 RS 디코딩된다.
또한, RS 디코더(28)는 블럭내의 에러들의 수가 RS 코드의 정정 능력을 초과할 때 에러 검출을 제공한다. 예를 들어, RS 디코더(28)는 블럭내의 8 바이트 에러들까지 정정할 수 있다. 8 바이트 이상의 에러들이 검출되면, RS 디코더(28)는 예를 들어, 정정될 수 있는 것보다 많은 에러들이 존재한다는 것을 나타내도록, 하이(high) 논리 레벨을 갖는 이진 신호를 갖는, 출력 블럭 에러 신호를 발생한다. 정정 불가능한 RS 블럭은 포기되고 사용되지 않는다. RS 블럭이 미리 정해진 8 바이트 파라미터들내에서 RS 디코딩 가능하다면, 디코딩된 신호는 트랜스포트 유닛(8)에 공급된다. RS 블럭 디코더가 후속되는 비터비 알고리즘 컨벌루션 디코더의 개시된 조합은 특히, 위성 전송들에 일반적으로 관련된 신호대 잡음 환경 및 에러 레이트에서 매우 우수한 에러 검출/정정 결과들을 발생하게 된다.
송신기(제 1 도의 유닛(3))는 수신기 복조기/디코더(7)에 변경을 통지하지 않고 임의의 시간에 에러 정정 코드 레이트를 변경할 수 있다. 이 예에서, 그 시스템은 두 개(비터비 및 RS)의 에러 정정 코드 레이트들, 즉, 저 위성 전력에서는 2/3 * 130/147, 고 위성 전력에서는 6/7 * 130/147를 지원한다. 전력 모드가 스위칭될 때, 에러 정정 코드 레이트는 스위칭될 수 있다. 수신기의 RS 디코더(28)의 에러 정정 코딩 레이트가 일정하게(130/147) 유지되므로, 비터비 디코더 에러 정정디코딩 레이트만이 하나의 프로그래밍된 레이트로부터 다른 레이트로(2/3 내지 6/7, 또는 그 반대로) 스위칭함으로써 변경될 필요가 있다. 비터비 디코더(26)에 의해 사용된 에러 정정 디코딩 레이트는 마이크로프로세서(6)에 의해 공급된 코드 레이트 제어 신호의 사용을 통해 변경된다. 마이크로프로세서(6)는 RS 디코더(28)로부터의 블럭 에러 신호의 상태에 응답하여 코드 레이트 신호의 상태를 확립한다. 마이크로프로세서(6)는 논의될 바와 같이, 코드 레이트 신호의 상태를 결정하기 위해 복조기(25)로부터의 신호에 응답한다.
각종 조건들은 수신기 에러 정정 디코드 레이트가 불확실하게 되도록 야기할 수 있다. 예를 들어, 시스템이 하나의 에러 정정 디코드 레이트를 사용하여 동작될 때, 그 레이트는 에러 정정 레이트가 알려지지 않은 채널로 채널 변경하거나 송신기에서 스위칭될 수 있다. 본 발명에 따르면, 부정확한 에러 정정 디코드 레이트의 사용이 검출되며 에러 정정 디코드 레이트는 변경된다. 이것은 블럭 에러 신호로 나타낸 바와 같이 RS 디코더(28)에 의한 디코딩의 결과를 분석함으로써 실현될 수 있다. 이것은 또한 RS 디코더(28)로부터의 블럭 에러 신호에 의해 결정된 바와 같은 RS 디코딩의 결과와 관련하여, QPSK 복조기(25)에 의해 결정된 바와 같은, 데이터 신호의 품질을 분석함으로써 실현될 수 있다. 각 경우에, 복조기(25)는 인입 데이터 신호와 자체로 동기화 한다. 수신된 위성 신호의 전력 레벨 및 에러 정정 코딩 레이트는 복조기(25)에 대해 투명하다(transparent). 따라서, 복조기(25)는 수신된 데이터 신호를 복조하고 복조된 신호를 비터비 디코더(26)에 공급하도록 항상 시도할 것이다.
비터비 디코더(26)로부터의 디코딩된 신호는 디-인터리버(27)를 통해 RS 디코더(28)에 제공된다. 디코더(26)가 데이터 신호를 디코딩하기 위해 적절한 에러 정정 디코드 레이트를 사용하면, 디-인터리버(27) 및 리드-솔로몬 디코더(28)는 정상적으로 동작할 것이다. 이와 같은 경우, 블럭 에러 신호는 주어진 상태, 예를 들어, 정상 디코딩을 나타내는 논리 "로우" 레벨을 나타낸ㄹ 것이다. 디코더(26)가 주어진 입력 신호에 대해 부정확한 에러 정정 코드 레이트를 사용하면, 디코더(28)는 정상 출력을 제공하지는 않을 것이다. 이런 경우, 블럭 에러 신호는 RS 디코더(28)로부터의 비정상 출력을 나타내기 위해 다른 상태, 예를 들어, 논리 "하이" 레벨을 나타낼 것이다. 각 경우에, 블럭 에러 신호는 비터비 디코더(26)에 의해 사용된 에러 정정 코드 레이트가 변경되어야 하는지를 결정하도록 분석된다.
제 3 도는 예를 들어 에러 정정 코드 레이트가 송신기에서 변경될 때 수신기에서 발생하는 결과들의 순서를 나타내는 흐름도이다. 이 변경은 새로운 에러 정정 코드 레이트로 스위칭하는 변조기 때문에, 전송된 데이터 신호내에 혼란(perturbation)을 야기할 수 있다. 혼란은 또한 레인 페이드 또는 새로운 채널로의 동조에 의해 발생될 수 있다. 이와 같은 혼란은 수신기에서의 QPSK 복조기가 데이터 신호와의 동기화에 실패하게 할 수 있다.
제 2 도와 함께 제 3 도를 고려해 보면, 복조기(25)가 데이터 신호와의 동기화(로크)에 실패할 때, 복조기(25)내의 논리 회로들은 예를 들어, 동기화의 실패를 나타내는 하이 논리 레벨 복조기 로크 신호를 발생한다(단계 31). 복조기(25)는 데이터 신호가 적절한 수신을 위해 충분히 강할 때까지 입력 데이터 신호와재동기화(re-synchronize)를 시도한다. 복조기(25)가 다시 동기화를 얻을 때, 복조기 로크 신호는 동기화가 이루어졌음을 나타내기 위해 로우 논리 레벨을 드러낸다. 그 후, 비터비 디코더(26)는 코드 레이트 신호를 사용하여 마이크로프로세서(6)에 의해 디폴트(default) 에러 정정 코드 레이트에 설정된다(단계 34). 디폴트 코드 레이트는 가용 코드 레이트들 중 미리 프로그래밍된 코드 레이트이다.
복조기(25)가 데이터 신호와의 동기화에 실패할 때, 비터비 디코더(26)와 관련된 동기화 회로는 복조기의 출력으로부터의 신호와 통상적으로 동기화 할 수 없을 것이다. 그 결과, 부정확한 정보가 비터비 디코더의 코어(core)에 제공될 것이며 비터비 디코더는 비정상 신호를 출력할 것이다. 이와 같은 경우, 디-인터리버(27)는 RS 블럭들을 정렬하기 위한 삽입된 8 비트 동기 워드를 알아내고 사용할 것이다. 따라서, RS 디코더(28)는 비터비 디코더(26)로부터의 출력 신호를 적절히 디코딩할 수 없게 될 것이며, 블럭 에러 신호의 레벨은 RS 디코더(28)에 의한 부적절한 디코딩을 나타낼 것이다.
복조기(25)가 동기화를 다시 얻은 후의 미리 정해진 시간 주기에, 마이크로프로세서(6)는 블럭 에러 신호를 검사할 것이다(단계 35). 블럭 에러 신호 상태(로우)가 정상 디코딩을 나타내면, 비터비 디코더(26)에 의해 사용되는 (디폴트) 에러 정정 코드 레이트는 전송된 코드 레이트에 대응하는 것으로 가정된다(단계 39). 대안적으로, 블럭 에러 신호가 비정상 디코딩임을 나타내는 다른 상태(하이)를 나타낸다면, 비터비 디코더(26)의 에러 정정 코드 레이트는 부정확한 것으로 가정되며, 비터비 디코더(26)가 부정확한 에러 정정 코딩 레이트를 사용한다면, RS디코더(28)는 정상의 RS 블럭 디코딩을 제공할 수 있지 않을 것이다. 그 후, 마이크로프로세서(6)는 비터비 디코더(26)의 에러 정정 코드 레이트가 변경되어야 함을 나타내는 상태를 코드 레이트 신호에 제공한다(단계 37).
블럭 에러 신호는 마이크로프로세서(6)의 비교기(23)에 의해 미리 정해진 간격들로 검사된다. 비터비 에러 정정 코드 레이트는 그 데이터 신호가 정상적으로 디코딩된다는 것을 나타내는 상태를 블럭 에러 신호가 나타낼 때까지, 가용 에러 정정 코드 레이트들 사이에서 스위칭될 것이다.
새로운 채널에의 동조는 반드시 복조기(25)가 동기화에 실패하게 하는 것은 아닐 수 있다. 동기화가 채널 변경동안 실패하면, 단계 35, 37, 39를 포함하는 상술한 과정이 반복될 것이다.
다른 실시예로서, QPSK 복조기(25)로부터의 신호 품질 신호는 잘못된 에러 정정 코드 레이트가 비터비 디코더(26)에 의해 사용되었는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 제 4 도(제 2 도와 함께 고려됨)는 이 경우에 발생되는 결과들의 순서를 설명한다. 제 4 도에서, 단계 44, 45, 49 는 각각 제 3 도의 단계 34, 35, 39 에 대응한다. 제 4 도는 단계 46, 47, 48 이 부가된 점에서 다르다.
QPSK 복조기(25)가 데이터 신호와의 동기화(로크)를 처음 얻을 때, 비터비 디코더(26)는 논의된 바와 같이 디폴트 코드 레이트에 설정된다(단계 44). 그 후, 비터비 디코더(26)는 그 자체를 복조된 데이터 신호와 동기화 하도록 시도한다. 동기화가 얻어지면, 디-인터리버(27) 및 RS 디코더(28)는 디코딩 가능한 신호를 수신한다. 그 후 RS 디코더(28)는 적절한 디코딩을 나타내기 위해 로우 레벨 블럭 에러신호를 발생한다(단계 45). 마이크로프로세서(6)는 로우 레벨 블럭 에러 신호를 감지하고 비터비 디코더에 의해 적절한 에러 정정 코드 레이트가 사용되는 것을 결정한다(단계 49).
대조적으로, 비터비 디코더(26)가 데이터 신호와 동기화 할 수 없다면, 디-인터리버(27) 및 RS 디코더(28)는 비터비 디코더(26)로부터의 디코딩 불가한 데이터 신호를 수신한다. 그 후, 디-인터리버(27) 및 RS 디코더(28)는 데이터 신호에 대해 적절하게 동작할 수 없을 것이며, RS 디코더(28)는 이 상태를 나타내는 하이 레벨 블럭 에러 신호를 발생할 것이다. 마이크로프로세서(6)는 QPSK 복조기에 의해 공급된 신호 품질 신호를 (비교기(23)를 통해) 감지한다(단계 46). 신호 품질 신호의 레벨이 하이(high) 즉, RS 디코더(28)가 데이터 신호를 디코딩할 수 있음을 나타내면, 마이크로프로세서(6)는 에러 정정 코드 레이트를 스위칭하기 위해 비터비 디코더(26)에 명령하는 코드 레이트 신호를 발생한다(단계 47).
신호 품질 신호의 레벨이 로우, 즉, 비터비 디코더(26)가 적절한 에러 정정 코딩 레이트를 사용하였더라도 RS 디코더가 충분히 디코딩된 신호를 발생할 수 없음을 나타내며, 마이크로프로세서(6)는 비터비 디코더(26)의 에러 정정 코드 레이트의 변경을 야기하지 않을 것이다. 이 상태는 예를 들어 레인 페이드의 결과로서 발생할 수 있다. 그 후, 마이크로프로세서(6)는 블럭 에러 신호를 샘플링하기 전에 지정된 시간 주기 대기하여(단계 48), 현재의 에러 정정 코드 레이트에서 디코더(26)가 그 자체로 동기화 되도록 한다. 블럭 에러 신호가 (부적절한 디코딩을 나타내는) 하이 레벨에 있다면, 마이크로프로세서(6)는 신호 품질 신호를 다시샘플링할 것이다. 마이크로프로세서(6)는 적절한 디코딩이 블럭 에러 신호에 의해 표시될 때까지 미리 정해진 간격들로 블럭 에러 신호를 여러 번 샘플링할 것이다. 제 4 도에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(6)는 블럭 에러 신호 및 에러 품질 신호를 계속 샘플링할 것이고, 에러 정정 코드 레이트를 변경하거나 블럭 에러 신호가 적절한 디코딩을 나타내는 로우 레벨을 나타낼 때까지 지정된 시간 주기 동안 대기하도록 비터비 디코더(26)에 명령할 것이다.
다음의 표는 신호 품질 및 블럭 에러 제어 신호들의 가능한 조건들(레벨들)에 관련하여 상술한 상태들을 요약한다.
비터비 디코더(26)는 특정한 시스템의 요건들에 따라 두 개 이상의 에러 정정 코드 레이트들에 응답하여 동작할 수 있다. 유사하게, 상술된 제어 신호들은 하이 또는 로우 논리 레벨을 나타낼 수 있다. 비터비 및 리드-솔로몬 이외의 다른 인코더 및 디코더 네트워크들이 본 발명을 포함하는 장치에서 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 위성 전송 채널로부터 수신된 입력 신호를 처리하기 위한 수신기 장치로서, 상기 입력 신호는 인코딩된 정보 및 에러 정정 코드 레이트 정보를 포함하는 상기 수신기 장치에 있어서:
    에러 정정 디코드 레이트와 관련하여 상기 입력 신호를 디코딩하기 위한 디코더 네트워크(26)와;
    상기 디코더 네트워크에 결합되어, 상기 디코더 네트워크에 의한 바람직한 또는 바람직하지 않은 디코딩을 나타내는 제어 신호를 국부적으로 제공하기 위한 제어 네트워크(28)를 포함하며;
    상기 디코더 네트워크가, a) 상기 수신기로부터 귀환(return) 채널을 통해 송신기에 있는 관련 인코더로, 또는 b) 상기 송신기로부터 상기 디코더 네트워크로의 에러 관련 통신들 없이, 상기 국부적으로 발생된 제어 신호의 조건(condition)의 함수로서 새로운 에러 정정 디코드 레이트로 동작하도록 자기-조정(self-adjust)하는(6,22,23), 수신기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디코더 네트워크는, 상기 제어 신호가 상기 디코더 네트워크에 의해 부정확한 디코딩을 나타낼 때 올바른 에러 정정 디코드 레이트로 동작하도록 자기-조정하는, 수신기 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 각각 관련된 다른 에러 정정 코드 레이트들을 가진 다른 전력 레벨들로 전송되는 위성 신호인, 수신기 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 네트워크는 상기 입력 신호의 품질을 나타내는 품질 신호(Quality signal)에 응답하는, 수신기 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 네트워크가 상기 품질 신호와, 상기 디코더의 에러 정정 상태를 나타내는 에러 신호에 응답함으로서, 상기 디코더 네트워크가 상기 품질(Quality) 신호 및 상기 에러 신호(Error signal) 둘 모두의 조건에 응답하여 새로운 에러 정정 디코드 레이트로 동작하도록 자기-조정되는, 수신기 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 디코더 네트워크는 컨벌루션(convolutional) 디코더와 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 디코더를 포함하고, 상기 제어 신호는 리드 솔로몬 디코더의 디코딩 상태를 나타내는, 수신기 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨벌루션 디코더는 비터비(Viterbi) 디코더인, 수신기 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 네트워크는 상기 수신기 장치가 상기 입력 신호와 동기화되거나 또는 동기화되지 않는 것을 지시하는 동기 신호(Sync signal)에 응답하는, 수신기 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 신호를 복조하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 동기 신호(Sync signal)는 상기 복조 수단의 상기 입력 신호와의 동기화(synchronization)를 나타내는, 수신기 장치.
  10. 위성 전송 채널로부터 수신된 입력 신호를 처리하기 위한 수신기 장치에서, 상기 입력 신호는 인코딩된 정보 및 에러 정정 코드 레이트 정보를 포함하는, 신호 처리 방법에 있어서:
    에러 정정 디코드 레이트와 관련하여 상기 입력 신호를 디코딩하는 단계와;
    상기 디코딩 단계에 의한 바람직한 또는 바람직하지 않은 디코딩을 나타내는 국부적 제어 신호를 발생하는 단계와;
    a) 상기 수신기로부터 귀환 채널을 통해 송신기에 있는 관련 인코더로, 또는b) 상기 송신기로부터 디코더 네트워크로의 에러 관련 통신들 없이, 상기 국부적 제어 신호의 미리 정해진 조건에 응답하여, 상기 디코딩 단계에서 새로운 에러 정정 디코드 레이트로 동작하도록 자기-조정하는 단계를 포함하는, 신호 처리 방법.
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