KR100556385B1 - Apparatus of digital broadcast receiving set and Method of digital broadcast receiving - Google Patents
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Abstract
본 발명은 MLSE 신호를 이용한 잡음 제거기를 포함한 디지털 방송 수신 시스템에 관한 것으로 본 발명에 따르면, 수신된 RF 신호를 캐리어/타이밍 복원 등을 통하여 기저 대역 신호로 복조하는 복조기와, 상기 수신된 신호가 송신기에서 수신기까지 도달하는 동안에 발생하는 각종 페이딩을 보상하는 주파수 영역 등화기와, 상기 등화 과정에서 증폭된 잡음을 제거하는 잡음 제거기와, 상기 잡음 제거기의 출력을 입력받아 신뢰성 높은 결정 신호인 MLSE를 생성하고, 상기 MLSE 신호를 상기 잡음 제거기로 궤환(feedback)시켜 주는 MLSE부를 포함하여 구성되어, 매우 큰 페이딩이 있는 채널을 통과한 신호에 대해서도 상기 MLSE 신호를 이용하여 정확한 기준 잡음 신호를 생성함으로써, 종래 잡음 제거기에 비해 성능이 개선된 잡음 제거기를 갖는 디지털 방송 수신 시스템을 제작하는 효과가 있다.The present invention relates to a digital broadcast receiving system including a noise canceller using an MLSE signal. According to the present invention, a demodulator for demodulating a received RF signal into a baseband signal through carrier / timing recovery, etc., and the received signal is a transmitter. A frequency domain equalizer for compensating for various fadings occurring during the arrival to the receiver, a noise canceller for removing amplified noise during the equalization process, an output of the noise canceller, and generating a reliable determination signal MLSE, And a MLSE unit for feeding back the MLSE signal to the noise canceller, and generating an accurate reference noise signal using the MLSE signal even for a signal passing through a channel having a very large fading. When receiving digital broadcasts with noise canceller with improved performance compared to It has the effect of making a stem.
잡음 제거기, MLSE, LSM, 등화기, 비터비 디코더Noise Canceller, MLSE, LSM, Equalizer, Viterbi Decoder
Description
도 1은 일반적인 주파수 영역 등화기를 사용한 수신기 시스템을 나타낸 블록도1 is a block diagram illustrating a receiver system using a general frequency domain equalizer.
도 2는 일반적인 수신기에서의 페이딩 섞인 채널과 수신 신호의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면2 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a fading mixed channel and a received signal in a typical receiver.
도 3은 일반적인 주파수 영역 등화기를 사용하여 페이딩 성분을 보상하였을 때 신호와 잡음의 스펙트럼 변화를 보여주는 도면3 shows spectral changes in signal and noise when a fading component is compensated using a general frequency domain equalizer.
도 4는 종래 기술에 따른 잡음 제거기를 포함한 수신 시스템을 나타낸 블록도4 is a block diagram illustrating a receiving system including a noise canceller according to the prior art.
도 5는 도 4에 따른 수신 시스템의 잡음 제거기를 상세히 나타낸 도면5 is a detailed view of the noise canceller of the reception system according to FIG.
도 6은 본 발명에 따른 잡음 제거기를 포함한 수신 시스템을 나타낸 도면6 illustrates a receiving system including a noise canceller according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 MLSE 출력을 이용한 잡음 제거기의 구조를 나타낸 도면7 is a view showing the structure of a noise canceller using the MLSE output according to the present invention
도 8은 본 발명에 따른 잡음 제거기가 사용된 수신기의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도면8 illustrates a frequency spectrum of a receiver using a noise canceller according to the present invention.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-
110 : 복조기 120 : 주파수 영역 등화기110: demodulator 120: frequency domain equalizer
130 : 잡음 제거기 131 : 제 1 감산기130: noise canceller 131: first subtractor
133 : 제 2 감산기 135 : 필터부133: second subtractor 135: filter unit
135 : 제 3 감산기 140 : MLSE부135: third subtractor 140: MLSE part
본 발명은 디지털 방송 수신 시스템에 관한 것으로, 특히 MLSE 출력을 이용한 잡음 제거기를 포함한 디지털 방송 수신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a digital broadcast reception system, and more particularly, to a digital broadcast reception system including a noise canceller using an MLSE output.
현재 대부분 사용되는 디지털 전송 시스템 및 미국향 디지털 티브이 전송 방식으로 제안된 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 8VSB 전송 시스템과, PAM 또는 QAM을 이용한 전송 시스템이 공중파나 유선으로 전송되어질 때, 디지털 티브이 수신기에는 여러 반사체에 반사되어진 신호들이 전송된 본래의 신호에 합쳐져서 수신된다. 이때, 반사되어진 성분들은 본래의 신호를 왜곡시키므로, 수신된 신호만으로는 본래의 신호를 얻을 수가 없다. 여기서, 상기 본래의 신호를 왜곡시키는 성분들로는 고스트(ghost) 또는 페이딩(fading) 등이 있다.When the ATSC (Advanced Television Systems Committee) 8VSB transmission system, which is currently used for the digital transmission system and the US digital TV transmission system, and the transmission system using PAM or QAM, are transmitted by air or wire, the digital TV receiver has many The signals reflected by the reflector are received in combination with the original signal transmitted. At this time, since the reflected components distort the original signal, the original signal cannot be obtained only by the received signal. Here, the components that distort the original signal include ghost or fading.
즉, ATSC 8VSB 전송 시스템을 포함한 디지털 전송 시스템의 물리적 채널은 자유 공간이다. 이 채널은 매질이 없는 진공 상태인 경우에는 이상적인 채널로 생각할 수 있으나, 실제 전송 신호는 공기, 구름, 대기층 등의 기상 변화 또는 태양의 영향에 의해 전파되는 경로가 굴절되어 여러 개의 다중 경로를 거쳐 수신된다.That is, the physical channel of the digital transmission system including the ATSC 8VSB transmission system is free space. This channel can be thought of as an ideal channel when there is no vacuum in the medium, but the actual transmission signal is received through multiple paths due to the deflection of paths propagated by weather changes such as air, clouds, atmospheric layers, or the effects of the sun. do.
또한, 산, 절벽, 대지 등의 지형과 숲, 건물 등에 의해 반사, 투과되어 전파되는 고정된 다중 경로와 비행기, 자동차 등에 의해 발생되는 시변화 다중 경로등이 발생하게 된다. In addition, a fixed multi-path that is reflected, transmitted and propagated by a terrain, a mountain, a cliff, a land, and the like, and a time-varying multi-path generated by an airplane, a car, or the like, may occur.
이러한 다중 경로 전파는 같은 신호가 각기 다른 전파 시간을 갖는 여러 개의 경로를 거쳐 전달되므로 디지털 신호의 전송에 있어서는 고속의 디지털 전송 시스템의 성능을 저하시키는 가장 큰 요인인 심볼 간의 간섭을 일으키게 된다.Such multipath propagation causes the same signal to be transmitted through multiple paths having different propagation times, thereby causing interference between symbols, which is the biggest factor that degrades the performance of a high-speed digital transmission system.
이와 같이, 다중 경로 전파에 의한 신호의 왜곡은 디지털 티브이 수신기에서 비트 검출 오류를 일으킴으로써, 화면 전체가 복원이 불가능하거나 전혀 다른 화상이 나타나는 현상이 발생할 가능성이 있다.As described above, the distortion of the signal due to the multipath propagation causes a bit detection error in the digital TV receiver, so that the entire screen may be impossible to recover or an entirely different image may appear.
이러한 현상을 극복하기 위하여 디지털 티브이 수신기에는 상기 송신단과 수신단 사이의 전송 신호를 왜곡시키는 성분(즉, 고스트 또는 페이딩)을 보상하는 등화기를 사용한다.In order to overcome this phenomenon, a digital TV receiver uses an equalizer for compensating for a component (that is, ghost or fading) that distorts a transmission signal between the transmitter and the receiver.
상기 등화기에는 시간 영역 등화기(time-domain equalizer)와 주파수 영역 등화기(frequency-domain equalizer)로 나눌 수 있는데, 모두 본래의 신호를 왜곡시키는 성분들을 제거하는 역할을 한다.The equalizer may be divided into a time-domain equalizer and a frequency-domain equalizer, all of which remove components that distort the original signal.
도 1은 일반적인 주파수 영역 등화기를 사용한 수신기 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a receiver system using a general frequency domain equalizer.
도 1과 같이, 수신된 RF 신호를 캐리어/타이밍(carrier/timing) 복원 등을 통하여 베이스 밴드(base-band) 신호로 복조하는 복조기(demodulator)(1)와, 수신된 신호가 송신기에서 수신기까지 도달하는 동안에 발생하는 각 종 페이딩(fading) 을 보상하는 주파수 영역 등화기(2)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a
상기 주파수 영역 등화기(2)는 시간 영역 신호에서 채널의 임펄스 응답을 추정한 후, 추정된 채널 임펄스 응답을 주파수 영역 신호로 변환하여 채널에 의해 왜곡된 주파수 영역 신호를 이상적인 주파수 영역 신호가 되도록 상기 주파수 영역 등화기(2)의 계수를 조정하여 왜곡을 보정하는 역할을 한다.The
따라서, 시간 영역의 수신 신호는 주파수 영역의 신호로 변환된 후, 주파수 영역 등화기(2)에 의해 페이딩(fading) 성분이 보상되는 것으로, 상기 보상된 주파수 영역 신호는 다시 시간 영역 신호로 변환된다.Therefore, after the received signal in the time domain is converted into a signal in the frequency domain, the fading component is compensated by the
도 2는 일반적인 수신기에서의 페이딩 섞인 채널과 수신 신호의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면으로, (a)는 주신호와 시간 지연된 3개의 페이딩 신호를 가진 채널 임펄스 응답이며, (b)는 송신기에서 보낸 이상적인 송신 신호의 주파수 스펙트럼과 페이딩이 존재할 때의 주파수 스펙트럼을 보여주며, 백색 잡음인 AWGN이 더해진 모습이다.Figure 2 shows the frequency spectrum of a faded mixed channel and a received signal in a typical receiver, where (a) is a channel impulse response with three fading signals delayed with the main signal, and (b) is an ideal transmission from the transmitter. It shows the frequency spectrum of the signal and the frequency spectrum in the presence of fading, plus the white noise AWGN.
도 2와 같이, 페이딩이 있는 채널은 채널의 주파수 임펄스 응답이 주파수 영역 신호로 변환하였을 경우, 이상적인 채널이 크기 1을 가지면서 평편한데 반해 매우 낮은 크기를 갖는 부분(spectrum null)이 발생한다.As shown in FIG. 2, when a frequency impulse response of a channel is converted into a frequency domain signal, an ideal channel having a
도 3은 주파수 영역 등화기를 사용하여 페이딩 성분을 보상하였을 때, 신호와 잡음의 스펙트럼 변화를 보여주는 도면이다. 3 is a diagram illustrating spectral changes in signal and noise when a fading component is compensated using a frequency domain equalizer.
도 3의 (a)는 등화하기 전의 신호와 잡음의 스펙트럼인데, AWGN은 일정한 크기로 전대역에 더해져 있음을 알 수 있으며, 페이딩이 섞인 수신 신호는 특정 주파 수에서 스펙트럼의 크기가 매우 작음을 알 수 있다.Figure 3 (a) is the spectrum of the signal and noise before equalization, it can be seen that the AWGN is added to the entire band with a constant size, the fading received signal can be seen that the size of the spectrum is very small at a specific frequency have.
도 3의 (b)는 주파수 영역 등화를 거친 신호의 주파수 스펙트럼인데, 신호의 스펙트럼은 이상적인 신호와 일치하지만 보상 전에 신호 스펙트럼의 크기가 적던 부분의 잡음이 커지게 된다. 3 (b) shows a frequency spectrum of a signal that has undergone frequency domain equalization, and the signal spectrum coincides with an ideal signal, but the noise of a portion where the signal spectrum is small before compensation is increased.
즉, 주파수 영역 등화를 거친 신호를 다시 시간 영역 신호로 변환하여 페이딩은 보상되었지만, 특정 주파수 구간에서의 잡음 증가 때문에 신호 전체의 잡음이 증가하여 성능이 열화되게 되는 것이다.That is, fading is compensated by converting a signal that has undergone frequency domain equalization back to a time domain signal, but the noise of the entire signal increases due to the noise increase in a specific frequency section, thereby degrading performance.
이 때문에, 종래에는 이러한 잡음을 제거하기 위해 잡음 제거기를 사용하였다.For this reason, a noise canceller has been conventionally used to remove such noise.
상기 잡음 제거기를 사용하여 구성한 수신 시스템을 도 4에 도시하였다.The receiving system constructed using the noise canceller is shown in FIG.
도 4는 종래 기술에 따른 잡음 제거기를 포함한 수신 시스템을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a receiving system including a noise canceller according to the prior art.
도 4와 같은 구성은, 도 1의 구성에 잡음 제거기(3)를 추가한 형태이다. 즉, 주파수 영역 등화기(2)를 통해 발생된 잡음을 제거하기 위해, 상기 주파수 영역 등화기(2) 후단에 잡음 제거기(3)를 설치한 것이다.4 is the form which added the
상기 잡음 제거기(3)의 구성은 첨부한 도 5에 도시하였다.The configuration of the
도 5는 도 4에 따른 수신 시스템의 잡음 제거기를 상세히 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating in detail the noise canceller of the reception system according to FIG. 4.
도 5와 같이, 입력값은 주파수 영역 등화기(2)에서 주파수 영역 등화 후 시간 영역으로 변환된 신호 출력이다. 상기 입력값은 제 1 감산기(3a)에서 잡음 제거기(3)의 출력을 VSB 슬라이서(3e)를 통해 결정(decision)한 신호와의 차를 통해 보 상해야 하는 기준 잡음(reference error)을 만들어 내고, 상기 기준 잡음은 필터(3d)의 입력으로 사용된다.As shown in FIG. 5, the input value is a signal output converted from the
그리고, 제 2 감산기(3b)는 상기 기준 잡음과 추정한 잡음과의 차이를 구하여 오차(error)로 사용한다. 상기 오차는 필터(3d)의 오차 입력으로 사용되며, 제 3 감산기(3c)는 잡음 제거기(3) 입력 신호로부터 상기 필터(3d)에서 추정한 잡음을 뺌으로써 주파수 영역 등화기(2)에서 증가된 잡음을 제거한다.In addition, the
또한, 상기 필터(3d)는 탭 지연 라인(tapped delay-line) 형태의 LMS(Least Mean Square) 방식의 계수 갱신 방식을 사용하는 필터이다.In addition, the
상기 계수 갱신 방식은 다음과 같다.The coefficient update scheme is as follows.
c(k, n+1) = c(k,n) + u*e(n)*x(k,n)c (k, n + 1) = c (k, n) + u * e (n) * x (k, n)
여기서, n은 0부터 n까지의 정수를 나타내고, k는 k번째 탭 계수를 나타낸다. 그리고, u는 갱신되되는 값의 크기를 결정하는 정수이고, e(n)은 입력되는 오차값이며, x(k,n)는 n시간에 k번째 탭의 입력 값이다.Here, n represents an integer from 0 to n, and k represents a k-th tap coefficient. U is an integer that determines the magnitude of the value to be updated, e (n) is the error value to be input, and x (k, n) is the input value of the k-th tap at n time.
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 슬라이서(3e)는 VSB 신호를 결정하는 부분으로 VSB 신호를 결정할 수 있는 여러 형태의 알고리즘을 사용한다.On the other hand, as mentioned above, the
이와 같은 구성을 갖는 잡음 제거기를 사용하여, 주파수 영역 등화기(2)에서 증폭된 잡음을 제거하게 된다.By using the noise canceller having such a configuration, the amplified noise in the
그러나, 매우 큰 페이딩(fading)을 갖는 신호가 수신될 경우, 잡음 증폭 역시 매우 크게 되어 잡음 제거기(3)에서 사용하는 기준 잡음 신호(reference error)가 부정확하게 되어 잡음 제거기가 효율적으로 동작하지 못하는 문제가 있었다.However, when a signal having a very large fading is received, the noise amplification is also very large so that the reference noise signal used in the
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 잡음 제거기의 출력 신호로부터 신뢰성 높은 결정 신호를 생성해 주는 MLSE 출력을 이용함으로써 매우 큰 페이딩 환경에서도 효율적으로 동작하는 잡음 제거기를 갖는 디지털 방송 수신 시스템을 제안하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, by using the MLSE output that generates a reliable decision signal from the output signal of the noise canceller, the noise that operates efficiently in a very large fading environment Disclosed is a digital broadcast reception system having a canceller.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잡음 제거기를 포함한 디지털 방송 수신 시스템은 수신된 RF 신호를 캐리어/타이밍 복원 등을 통하여 기저 대역 신호로 복조하는 복조기와, 상기 수신된 신호가 송신기에서 수신기까지 도달하는 동안에 발생하는 각종 페이딩을 보상하는 주파수 영역 등화기와, 상기 등화 과정에서 증폭된 잡음을 제거하는 잡음 제거기와, 상기 잡음 제거기의 출력을 입력받아 신뢰성 높은 결정 신호인 MLSE를 생성하고, 상기 MLSE 신호를 상기 잡음 제거기로 궤환(feedback)시켜 주는 MLSE부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A digital broadcast reception system including a noise canceller according to the present invention for achieving the above object is a demodulator for demodulating the received RF signal into a baseband signal through a carrier / timing recovery, etc., the received signal is a receiver at the transmitter A frequency domain equalizer for compensating for various fadings occurring during the process, a noise canceller for removing amplified noise during the equalization process, an output of the noise canceller, and generating an MLSE that is a reliable determination signal. And a MLSE unit for feeding back a signal to the noise canceller.
상기 잡음 제거기는, 상기 등화기를 통해 증폭된 잡음을 포함한 신호와 상기 잡음 제거기의 출력 신호를 결정한 신호를 각각 지연시킨 후 그 차를 구하여 제 1 기준 잡음 신호를 생성하는 제 1 감산기와, 상기 제 1 기준 잡음 신호와 상기 잡음 제거기 내부 필터부를 통해 예측된 잡음 신호를 지연시킨 신호와의 차를 통해 오차 신호를 생성하는 제 2 감산기와, 상기 제 1 기준 잡음 신호 및 오차 신호를 이용하여 계수 갱신 방식으로 잡음을 예측하는 제 1 LMS 필터와, 상기 MLSE부를 통해 생성된 MLSE 신호와, 상기 증폭된 잡음을 포함한 신호를 각각 지연시켜 빼줌으로써 다수의 제 2 기준 잡음 신호를 각각 생성하는 다수의 필터 감산기와, 상기 제 2 기준 잡음 신호와 상기 오차 신호를 이용하여 계수 갱신 방식으로 잡음을 예측하는 다수의 제 2 LMS 필터들과, 상기 제 1 LMS 필터 및 다수의 제 2 LMS 필터들을 통해 예측된 잡음을 더하여 하나의 예측 잡음을 만들어내는 가산기와, 상기 등화기를 통해 증폭된 잡음을 포함한 신호에서 상기 가산기를 통해 더해진 예측 잡음을 빼는 제 3 감산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The noise canceller may include: a first subtractor configured to delay a signal including noise amplified by the equalizer and a signal for determining an output signal of the noise canceller, and obtain a difference to generate a first reference noise signal; A second subtractor for generating an error signal through a difference between a reference noise signal and a signal delayed by the noise signal predicted through the noise canceller internal filter unit, and using the first reference noise signal and the error signal in a coefficient update scheme. A first LMS filter for predicting noise, a plurality of filter subtractors each generating a plurality of second reference noise signals by delaying and subtracting each of the MLSE signal generated through the MLSE unit and the signal including the amplified noise; A plurality of second LMS filters for predicting noise by a coefficient update method using the second reference noise signal and the error signal; An adder that adds predicted noise through a first LMS filter and a plurality of second LMS filters to produce one predicted noise, and a third subtracts the predicted noise added through the adder from a signal containing the noise amplified by the equalizer It is characterized by including a subtractor.
이하 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 잡음 제거기를 포함한 수신 시스템을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a receiving system including a noise canceller according to the present invention.
도 6과 같이, 본 발명에 따른 잡음 제거기를 포함한 수신 시스템은, 수신된 RF 신호를 캐리어/타이밍(carrier/timing) 복원 등을 통하여 베이스 밴드(base-band) 신호로 복조하는 복조기(demodulator)(110)와, 수신된 신호가 송신기에서 수신기까지 도달하는 동안에 발생하는 각종 페이딩(fading)을 보상하는 주파수 영역 등화기(120)와, 상기 등화 과정에서 증폭된 잡음을 제거하는 잡음 제거기(130)와, 상기 잡음 제거기(130)의 출력을 입력받아 신뢰성 높은 결정 신호인 MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation)를 생성하고, 상기 MLSE 신호를 상기 잡음 제거기(130)로 궤환(feedback)시켜 주는 MLSE부(140)로 구성된다. 상기 MLSE 신호는 VSB 변조 방식의 경우 비터비(viterbi) 디코더를 이용하여 생성된다.As shown in FIG. 6, a reception system including a noise canceller according to the present invention includes a demodulator for demodulating a received RF signal into a baseband signal through carrier / timing recovery or the like ( 110, a
본 발명에 따르면, 상기 MLSE부(140)의 출력 신호를 상기 잡음 제거기(130) 의 기준 잡음(reference) 신호를 생성하는데 이용함으로써 잡음 제거 성능을 높이게 되는데, 이와 같은 관계를 좀 더 자세히 살펴보기 위해 상기 잡음 제거기의 구조를 첨부한 도 7을 통해 설명하면 다음과 같다.According to the present invention, by using the output signal of the
도 7은 본 발명에 따른 MLSE 출력을 이용한 잡음 제거기의 구조를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating the structure of a noise canceller using the MLSE output according to the present invention.
도 7과 같이, 본 발명에 따른 잡음 제거기(130)의 구조는 도면의 필터부(135)를 제외하면 도 5의 구조와 같다. 즉, MLSE 출력을 이용함으로 인해 필터 부분의 구조가 변경된 것이다.As shown in FIG. 7, the structure of the
도 7과 같이 구성된, 본 발명에 따른 잡음 제거기의 동작 관계를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the noise canceller according to the present invention, configured as shown in Figure 7 as follows.
상기 잡음 제거기(130)로 입력(input)되는 신호는 주파수 영역 등화기(120)의 출력 신호로써 증폭된 잡음을 가지고 있는 신호이다.The signal input to the
상기 증폭된 잡음을 가지고 있는 입력 신호는 잡음 제거기(130)의 제 1 감산기(131) 및 필터부(135)로 입력된다.The input signal having the amplified noise is input to the
상기 제 1 감산기(131)는 상기 입력된 신호와, 슬라이서(미도시)에서 결정된 신호(Sliced data)로부터 각각 지연된 신호의 차를 구해, 보상해야하는 기준 잡음(reference error)을 만들어 낸다.The
상기 기준 잡음은 필터부(135)의 (12+m)tap 길이 LMS 필터(135a) 입력으로 사용된다. The reference noise is used as the (12 + m) tap
또한, 상기 기준 잡음과 필터부(135)로부터 예측된 잡음을 지연시켜 제 2 감 산기(133)에서 빼줌으로써 그 차이를 오차로 사용하게 되는데, 상기 오차는 (12+mtap)길이의 LMS 필터(135a)를 비롯한 다수의 12 tap길이의 LMS 필터들(135b,‥·,135c)의 오차 입력으로 사용된다.In addition, by delaying the reference noise and the noise predicted from the
즉, 상기 LMS 필터는 상기 기준 잡음(reference error)과 오차(error)를 이용하여 tapped-delay-line 형태의 least mean square(LMS) 방식의 계수 갱신 방식으로 오차를 예측해내는 것이다.That is, the LMS filter predicts an error by using a tapped-delay-line least mean square (LMS) coefficient update method using the reference error and an error.
상기 계수 갱신 방식은 다음과 같다.The coefficient update scheme is as follows.
c(k, n+1) = c(k,n) + u*e(n)*x(k,n)c (k, n + 1) = c (k, n) + u * e (n) * x (k, n)
여기서, n은 0부터 n까지의 정수를 나타내고, k는 k번째 탭 계수를 나타낸다. 그리고, u는 갱신되는 값의 크기를 결정하는 정수이고, e(n)은 입력되는 오차값이며, x(k,n)는 n시간에 k번째 탭의 입력 값이다. Here, n represents an integer from 0 to n, and k represents a k-th tap coefficient. U is an integer for determining the magnitude of the value to be updated, e (n) is an error value to be input, and x (k, n) is an input value of the k-th tap at n time.
상기 LMS 필터 대신 잡음 예측(noise predicton)이 가능한 다른 형태의 필터를 사용할 수 있다.Instead of the LMS filter, another type of filter capable of noise prediction may be used.
한편, MLSE부(140)로부터 궤환(feedback)되는 MLSE 결정 신호는 12심볼 시간 지연마다 각각 출력되어 도 7의 fb_mlse 신호로써 입력된다.On the other hand, the MLSE determination signal fed back from the
이때, 필터부(135)로 입력되는 잡음 제거기(130)의 입력 신호는 (12+m)D블록(135d)에서 (12+m)D만큼 지연되는데, 상기 (12+m)D는 최초 입력 신호 지연을 의미하고, 상기 m은 잡음 제거기의 출력으로부터 MLSE 출력 신호를 얻는데까지 걸리는 시간을 의미한다.At this time, the input signal of the
상기 (12+m)D만큼 지연된 입력 신호와 상기 MLSE부(140)로부터 궤환된 fb_mlse 결정 신호는 각각 지연되어 필터 제 1 감산기(135e)를 통해 그 차가 구해져 12tap 길이를 갖는 LMS필터(135a)의 기준 잡음 신호(reference error)가 된다. The input signal delayed by (12 + m) D and the fb_mlse determination signal fed back from the
상기 LMS필터(135a)는 상기 기준 잡음 신호와 앞서 구한 오차 신호를 입력값으로 하여 LMS 방식의 계수 갱신 방법으로 잡음을 예측한다.The
또한, 상기 (12+m)D만큼 지연된 신호는 다시 12D블록(135f)에서 12심볼 시간 지연되고, MLSE부(140)에서 궤환된 신호(fb_mlse)와의 차를 통해 분리된 각 12tap 길이를 갖는 LMS 필터들(‥·,135c)의 기준 잡음 신호 입력 값이 된다. 상기 기준 잡음 신호와 앞서 구한 오차 신호를 통해 마찬가지 방법으로 잡음을 예측한다.In addition, the signal delayed by (12 + m) D is again delayed by 12 symbols in the
이와 같은 과정은 12tap 길이를 갖는 LMS 필터 수만큼 반복되며, 상기 필터수가 많을수록 잡음 제거 성능이 증가된다.This process is repeated by the number of LMS filters having a length of 12 taps, and as the number of filters increases, the noise reduction performance increases.
상기 LMS 필터들(135a,‥·,135c)을 통해 12tap 간격으로 예측된 잡음은 가산기(135h)를 통해 합쳐져 예측 잡음이 된다.The noise predicted at intervals of 12 taps through the
상기 예측된 잡음은 제 3 감산기(137)를 통해 잡음 제거기(130)의 입력 신호와의 차를 구하기 위해 사용된다. 즉, 증폭된 잡음을 가지고 있는 잡음 제거기(130)의 입력 신호에서 상기 예측된 잡음을 빼줌으로써 잡음이 제거된 신호를 출력하게 되는 것이다.The predicted noise is used to find the difference with the input signal of the
이와 같이, 신뢰성 높은 MLSE 출력 신호의 궤환을 이용한 기준 잡음 신호가 입력됨에 따라 종래 잡음 제거기에 비해 개선된 성능을 얻게 된다.As such, as the reference noise signal using the feedback of the reliable MLSE output signal is input, improved performance is obtained compared to the conventional noise canceller.
다음 표 1은 본 발명에서 제안한 MLSE 출력을 이용한 잡음 제거기의 성능 개선 결과를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the performance improvement of the noise canceller using the MLSE output proposed in the present invention.
상기 표의 결과는 VSB 수신 시스템에서 0dB, 단일 고스트(ghost)에 대해 수신 가능한 범위를 측정한 것이다. 종래 잡음 제거기는 고스트의 최대 지연 시간이 3us이고, 본 발명에서 제안한 잡음 제거기는 5us의 최대 지연 시간을 가지므로, 본 발명의 잡음 제거기가 개선된 성능을 보여준다. The results in the table above measure the acceptable range for a 0 ghost, single ghost in a VSB receiving system. In the conventional noise canceller, the maximum delay time of the ghost is 3us, and the noise canceller proposed in the present invention has a maximum delay time of 5us, so that the noise canceller of the present invention shows improved performance.
도 8은 본 발명에 따른 잡음 제거기가 사용된 수신기의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a receiver using a noise canceller according to the present invention.
도 8의 (a)는 종래의 주파수 영역 등화를 거친 신호에서 등화 후의 스펙트럼을 나타낸 도면으로 잡음 증가가 있음을 보여주고 있으며, 도 8의 (b)는 본 발명에 따른 잡음 제거기를 수행했을 경우를 나타낸 도면으로 잡음 증가 성분을 제거하여 전체적인 잡음 크기가 줄어듦을 볼 수 있다.FIG. 8 (a) is a diagram illustrating a spectrum after equalization in a signal that has undergone conventional frequency domain equalization, and shows that there is an increase in noise. FIG. 8 (b) shows a case where the noise canceller according to the present invention is performed. In the figure, it can be seen that the overall noise level is reduced by removing the noise increase component.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 잡음 제거기를 포함한 디지털 방송 수신 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, an apparatus and method for receiving digital broadcast including a noise canceler according to the present invention have the following effects.
첫째, 매우 큰 페이딩이 있는 채널을 통과한 신호에 대해서도 MLSE 신호를 이용하여 정확한 기준 잡음 신호를 생성함으로써, 종래 잡음 제거기에 비해 개선된 성능을 갖는 잡음 제거기를 제작하는 효과가 있다.First, an accurate reference noise signal is generated using an MLSE signal even for a signal passing through a channel having a very large fading, thereby producing a noise canceller having improved performance compared to a conventional noise canceller.
둘째, 상기 개선된 성능을 갖는 잡음 제거기를 수신 시스템에 사용함으로써 전체 디지털 방송 수신 시스템의 성능을 향상시키는 효과가 있다. Second, by using the noise canceller having the improved performance in the reception system, there is an effect of improving the performance of the entire digital broadcast reception system.
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 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
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