KR100603608B1 - 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법 - Google Patents

지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 지상파 디지털 TV 방송 시스템에서 동일채널 중계기(OCR)의 복조시 사용되는 필터에 의해 야기되는 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 지상파 디지털 TV 방송 서비스를 위하여, 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법에 있어서, 주송신기로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하는 제 1 단계; 상기 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I), 직교(Q) 신호를 각각 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키는 제 2 단계; 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 필터링하여, 신호대 잡음비를 최대화시키는 제 3 단계; 필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키는 제 4 단계; 및 주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복 원하는 제 5 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 미국식 지상파 디지털 TV 방송 시스템 등에 이용됨.
동일채널 중계기, 복조, 시간지연, DTV, VSB, ATSC

Description

지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법{Apparatus and method of demodulation to reduce time delay of on-channel repeater for terrestrial digital TV broadcasting system}
도 1 은 종래의 중계기를 이용한 방송서비스 개념도.
도 2 는 일반적인 동일채널 중계기(OCR)를 이용한 방송서비스 개념도.
도 3 은 상기 도 2의 동일채널 중계기(OCR)의 일실시예 구성도.
도 4 는 종래의 동일채널 중계기(OCR)에 사용되는 복조 장치의 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치의 일실시예 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
31 : 수신 안테나 32 : RF 수신부
33 : IF 하향 변환부 51 : 아날로그-디지털 변환부(ADC)
52 : 제2 하향 변환부 53 : 정합필터부
54 : 상향 변환부 55 : 가산부
본 발명은 디지털 TV 방송 서비스 기술분야에 관한 것으로, 특히 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식의 지상파 디지털 TV 방송 시스템에서 동일채널 중계기(OCR : On-Channel Repeater)의 시간지연(time delay)을 줄이기 위한 복조(demodulation) 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방송서비스를 위해서는 주변 지형/지물에 따라, 그리고 방송사의 방송구역에 따라 주송신기 및 중계기를 배치한다.
상기 중계기는 상기 주송신기의 방송신호가 약하게 수신되는 지역에 설치하여 난시청지역을 해소하고, 주송신기 신호의 전송 영역을 넓히는 역할을 한다.
따라서, 현재 지상파 디지털 방송서비스를 위해 사용되고 있는 중계기들은 주송신기로부터 방송신호를 입력받아 각각에 할당된 상이한 주파수를 통해 방송신호를 전송한다.
그럼, 도 1을 참조하여 종래의 중계기를 이용한 방송서비스 형태를 살펴보면, 주송신기(11)에서 방송신호를 송신주파수 A를 통해 송출하고, 각각의 중계기(12~15)에서는 송신주파수 A와 다른 주파수(B,C,D,E)로 방송신호를 중계한 다. 즉, 도 1과 같은 지상파 디지털 TV 방송 서비스시에는 각각의 중계기(12~15)마다 각각 다른 주파수(B,C,D,E)를 부여하여 주송신기 신호의 난시청 지역을 해소하거나 방송구역을 증가시키고 있다.
그러나, 도 1과 같이 중계기(12~15)마다 각각 다른 주파수(B,C,D,E)를 사용하여 지상파 디지털 TV 방송서비스를 하기 위해서는, 각각의 중계기(12~15)가 복수개의 주파수 대역을 사용해야 하므로, 많은 주파수 자원을 필요로 한다. 따라서, 동일 주파수 간섭이 없는 원거리 지역 외에서는 같은 주파수를 재사용할 수 없기 때문에 주파수 이용 관점에서는 상당히 비효율적일 수밖에 없다.
그러나, 각 중계기(12~15)에서도 주송신기(11)와 동일한 주파수(A)를 사용하여 방송서비스를 실시하면, 근거리 지역에서도 주파수를 재사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있으므로 주파수 이용 효율이 상당히 높아진다.
따라서, 도 2와 같이 주송신기(21)에서 방송신호를 송신주파수 A를 통해 송출하고 각각의 동일채널 중계기(22~25)에서는 송신주파수 A와 동일한 주파수로 방송신호를 중계하면, 주파수 이용 효율을 높일 수 있다.
이러한 방송서비스가 가능하기 위해서는, 동일 주파수 대역을 사용하는 주송신기(21) 및 동일채널 중계기(22~25)로부터 전송되는 방송신호를 수신기가 식별해 낼 수 있어야 한다. 일반적으로, 수신기에는 등화부(하기 도 3의 35)라고 하는 다중경로 신호를 제거하는 장치가 구비되는 바, 등화부는 동일한 주파수 대역에서 원하는 신호 외에 시간적으로 지연되어 입력되는 신호를 제거할 수 있다.
그러나, 도 2와 같이 동일채널 중계기(22~25)를 사용하여 동일한 주파수(B,C,D,E)로 방송신호를 중계하는 경우에는, 동일채널 간섭신호가 발생될 수 있고, 다중경로 신호 발생에 따라 발생되는 시간지연 신호를 수신기의 등화부에서 제거하지 못한다. 즉, 주송신기(21)와 동일채널 중계기(22~25)로부터 전송되는 각각의 신호가 수신기 등화부(하기 도 3의 35)의 다중경로 신호제거 능력을 벗어나는 시간적 지연을 갖게 되면, 수신기 등화부(35)는 지연된 신호를 제거하지 못한다.
따라서, 동일채널 중계기(22~25)를 통한 지상파 디지털 TV 방송서비스를 위해서는, 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호가 주송신기(21)의 출력신호와 동일해야 하며, 두 출력신호의 시간지연은 작아야 한다는 전제 조건이 필요하다. 즉, 동일채널 중계기(22~25)의 시간지연을 최대한 줄여야 한다.
이에, 기 출원(대한민국 특허출원번호 10-2003-32007, 2003년 5월 20일 출원)된 바 있는 도 3과 같은 동일채널 중계기(22~25)에, 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호가 주송신기(21)의 출력신호와 동일하며, 두 신호의 시간지연은 작고, 아울러 주송신기(21)와 동일채널 중계기(22~25) 간의 전송로에 의해 야기된 잡음 및 다중경로 신호를 제거하여 동일채널 중계기 출력신호의 특성이 동일채널 중계기 입력신호 보다 우수하고, 동일채널 중계기 송수신 안테나의 낮은 격리로 인해 야기된 피드백 신호를 동일채널 중계기(22~25)에서 제거하여 동일채널 중계기 송신출력을 높일 수 있는 기술사상이 개시된 바 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이 동일채널 중계기(22~25)는 주송신기(21)로부터 전송된 RF(Radio Frequency) 방송신호를 중계기 수신 안테나(31)를 통해 수신하기 위한 RF 수신부(32)와, RF 수신부(32)에 수신 된 RF 방송신호를 제1 기준주파수에 의거하여 중간주파수(IF) 신호로 변환하기 위한 IF 하향 변환부(33)와, IF 하향 변환부(33)에서 변환된 IF 신호를 기저대역신호로 변환하기 위한 복조부(34)와, 복조부(34)에 의해 변환된 기저대역신호로부터 주송신기(21)와 동일채널 중계기(22~25) 간에 발생하는 기저대역 신호에서 잡음, 다중경로 신호, 피드백 신호를 제거하기 위한 등화부(35)와, 등화부(35)의 기저대역 출력신호를 IF 신호로 변환하기 위한 변조부(36)와, 변조부(36)에 의해 변환된 IF 신호를 제2 기준주파수에 의거하여 RF 방송신호로 변환하기 위한 RF 상향 변환부(37)와, RF 상향 변환부(37)에서 변환된 RF 방송신호를 증폭한 후 중계하기 위한 고전력 증폭부(38)와, 고전력 증폭부(38)에서 출력된 방송신호를 전송하기 위한 송신 안테나(39) 및 송수신 신호의 주파수 및 위상 동기를 위하여, 복조부(34)에서 IF 신호를 기저대역신호로 천이시키는 점을 고려해 제1 기준주파수를 발생하여 IF 하향 변환부(33)로 제공하며, 제1 기준주파수에 바탕으로 제2 기준주파수를 발생하여 RF 상향 변환부(37)로 제공하기 위한 국부 발진기(LO)(40)를 구비한다.
동일채널 중계기(22~25)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 수신 안테나(31) 및 RF 수신부(32)에서는 주송신기(21)로부터 전송된 RF 방송신호를 수신하며, 수신된 RF 신호는 IF 하향 변환부(33)를 통해 IF 신호로 변환되고, IF 신호는 복조부(34)를 통해 기저대역 신호로 변환되며, 변환된 기저대역 신호로부터 고성능의 등화부(35)는 주송신기(21)와 동일채널 중계기(22~25) 간의 전송로에 의해 야기된 잡음 및 다중경로 신호, 동일채널 중계기 송수신 안테나(31,39)의 낮은 격리로 인해 야기된 피드백 신호를 제거하고, 잡음 및 다중경로 신호, 피드백 신호가 제거된 기저대역 신호는 변조부(36)를 통해 IF 방송신호로 변환되며, IF 신호는 RF 상향 변환부(37)를 통해 RF 신호로 변환되고, RF 신호는 고전력 증폭부(38)를 통해 증폭된 후, 송신 안테나(39)를 통해 전송된다. 이때, 수신된 신호와 송신되는 신호의 주파수와 위상은 서로 동기가 맞아야 한다.
송신단 및 수신단의 신호와 주파수 및 위상 동기를 맞추기 위한 방법을 살펴보면 다음과 같다.
삭제
RF 주파수 대역에서 송수신 신호의 주파수를 일치시키기 위해 LO(40)는 IF 하향 변환부(33)와 RF 상향 변환부(37)에 기준주파수만을 제공하고, IF 대역에서 송수신 신호의 주파수를 일치시킨다. IF 대역에서 송수신 신호의 주파수를 일치시키기 위해 복조부(34)내의 동기 복원 과정에서 추출된 주파수 및 타이밍 옵셋 정보를 변조부(36)에서 동일하게 사용한다. 이와 같이 함으로써 동일채널 중계기(22~25)의 송신단에서 출력되는 신호는 수신되는 신호와 주파수 및 위상이 일치되므로 별도의 기준신호를 사용하지 않고도 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호를 주송신기(21)에서 발생되는 신호와 주파수 및 위상이 일치되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 주송신기(21)와 동일채널 중계기(22~25)로부터 전송되는 각각의 신호가 수신기 등화부(35)의 다중경로 신호제거 능력을 벗어나는 시간적 지연을 갖게 되면 수신기 등화부(35)는 지연된 신호를 제거하지 못하므로, 동일채널 중계기(22~25)를 통한 디지털 방송 서비스를 위해서는 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호와 주송신기(21)의 출력신호의 시간지연이 작아야 함을 시사한 바 있다.
이처럼 동일채널 중계기(22~25)를 통한 디지털 방송 서비스를 위해서는 동일채널 중계기(22~25)의 시간지연을 최대한 줄여야 함에도 불구하고, 상기와 같은 동일채널 중계기(22~25)에서 도 4와 같은 종래의 복조 장치(34)로는 긴 시간지연을 가질 수밖에 없다.
도 4를 참조하여 종래의 복조 장치(34)를 살펴보면, 동일채널 중계기 수신 안테나(31) 및 RF 수신부(32)에서는 주송신기(21)에서 전송된 RF 방송신호를 수신하고, 수신된 RF 신호는 IF 하향 변환부(제1 하향 변환부)(33)를 통해 IF 신호로 변환되며, 제1 하향 변환된 아날로그 IF 신호는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(41) 에 의해 디지털 IF 신호로 변환되고, 변환된 디지털 IF 신호는 제2 하향 변환부(42)에 의해 유사 기저대역(near baseband) 신호로 변환된다. 이때, 제2 하향 변환부(42)가 삽입되는 이유는 IF 주파수 대역(44MHz 근처지역)보다 기저대역 근처에서 정합필터(43)의 설계가 용이하기 때문이다. 여기서, 주파수 fNB는 IF 대역의 주파수를 유사 기저대역의 주파수로 하향 변환하는 주파수이다.
이후, 제2 하향 변환부(42)에 의해 유사 기저대역으로 변환된 신호는 신호 대 잡음비를 최대화시키기 위해 정합필터(43)를 통과하고, 정합필터(43)를 통과한 신호는 파일롯 성분이 0 주파수에 위치하도록, 즉 신호의 중심주파수가 2.69MHz에 위치하는 잔류측대파(VSB : Vestigial Sideband) 방송용 기저대역 신호가 되도록 제3 하향 변환부(44)에 의해 제3 하향 변환된다. 여기서, 주파수 fB는 유사 기저대역의 주파수를 VSB 방송용 기저대역의 주파수로 하향 변환하는 주파수이다. 상기 제3 하향 변환된 VSB 방송용 기저대역 신호는 저역통과필터(45)에 의해 이미지(image) 성분이 제거되어 복원하고자 하는 VSB 방송용 기저대역 신호가 된다.
상기 종래의 복조 장치(34)에서의 VSB 복조시, 두 개의 시간지연 소자, 즉 정합필터(43)와 저역통과필터(45)를 가지며, 이때 두 개의 필터(43,45)에 의한 시간지연은 사용되는 필터 탭의 수에 의해 결정된다. 즉, 정합필터(43)의 탭 수를 N, 저역통과필터(45)의 탭 수를 M이라 가정하면, 각각 N/2 및 M/2 탭 크기의 시간지연이 발생하고, 두 개의 필터(43,45)에 의한 총 시간지연은 (N+M)/2 탭 크기만큼 발 생한다.
따라서, 동일채널 중계기(22~25)를 통한 디지털 방송 서비스를 위해서는 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호와 주송신기(21)의 출력신호의 시간지연이 작은, 즉 동일채널 중계기(22~25)의 시간지연을 최소한으로 줄일 수 있는 복조 방안이 절실히 요구된다.
본 발명은, 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 지상파 디지털 TV 방송 시스템에서 동일채널 중계기(OCR)의 복조시 사용되는 필터에 의해 야기되는 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지상파 디지털 TV 방송 서비스를 위하여, 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치에 있어서, 주송신기로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환수단; 상기 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I), 직교(Q) 신호를 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 하향변환수단; I 신호에 대한 정합필터와 Q 신호에 대한 정합필터를 통해 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 저역통과 필터링하여 신호대 잡음비를 최대화시키는 필터링수단; 필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 상향변환수단; 및 주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복원하는 가산수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 지상파 디지털 TV 방송 서비스를 위하여, 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법에 있어서, 주송신기로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하는 제 1 단계; 상기 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I), 직교(Q) 신호를 각각 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키는 제 2 단계; I 신호에 대한 정합필터와 Q 신호에 대한 정합필터를 통해 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 저역통과 필터링하여 신호대 잡음비를 최대화시키는 제 3 단계; 필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키는 제 4 단계; 및 주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복원하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 궁극적으로 시스템 지연이 낮고 중계기 출력신호의 특성이 우수한 동일채널 중계기를 사용하여 디지털 방송신호를 중계하고자 한다.
시스템 지연이 낮고 중계기 출력신호의 특성이 우수한 동일채널 중계기를 사용하게 되면, 상대적으로 낮은 시스템 지연으로 인해 기존 수신기에서의 영향도 적 고, 우수한 출력신호의 특성으로 인해 중계 영역의 확대가 가능하다.
따라서, 본 발명은 디지털 TV 방송시스템에 있어서 동일채널 중계기의 시간지연(time delay)을 줄이기 위하여, 복조(demodulation)시 주송신기(main transmitter)에서 동일채널 중계기로 전송된 RF 방송신호를 IF 신호로 제1 하향(down) 변환하고, 제1 하향 변환된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하고, 변환된 디지털 IF 신호의 중심주파수(center frequency)가 0 주파수가 되게 제2 하향 변환하고, 제2 하향 변환된 신호의 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화시키기 위해 정합필터(matched filter)를 통과시키고, 정합필터를 통과한 신호의 파일롯(pilot) 성분이 0 주파수에 위치하도록 상향 변환하고, 상향 변환된 I(In-phase) 신호와 Q(Quadrature) 신호를 가산하여 기저대역 신호를 획득함으로써 동일채널 중계기의 시간지연을 줄일 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 5 는 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치의 일실시예 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)에 사용되는 복조 장치(34)는, 동일채널 중계기 수신안테나(31) 및 RF 수신부(31)를 통해 주송신기(21)로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 IF 하향 변환부(제1 하향 변환부)(33)에서 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부(ADC)(51)와, 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I : In-phase), 직교(Q : Quadrature) 신호를 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 제2 하향 변환부(52)와, 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 필터링하여, 신호대 잡음비를 최대화시키기 위한 정합필터부(53)와, 필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 상향 변환부(54)와, 주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복원하는 가산부(55)를 포함한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)에 사용되는 복조 장치(34)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 동일채널중계기 수신안테나(31) 및 RF 수신부(32)에서는 주송신기(21)로부터 전송된 RF 방송신호를 수신하고, 수신된 RF 신호는 IF 하향 변환부(제1 하향 변환부)(33)에 의해 IF 신호로 변환되어, 제1 하향 변환된 아날로그 IF 신호는 아날로그-디지털 변환부(ADC)(51)에 의해 디지털 IF 신호로 변환되고, 변환된 디지털 IF 신호는 제2 하향 변환부(52)에 의해 중심주파수가 0 주파수에 위치하도록, 즉 신호의 파일롯 성분이 -2.69MHz에 위치하도록 천이된다. 이때, 제2 하향 변환부(52)는 cos(2πㆍf C ㆍnT)가 곱해져 I(In-phase) 성분을 생성하는 제2-1 하향 변환부(521)과 sin(2πㆍf C ㆍnT)가 곱해져 Q(Quadrature) 성분을 생성하는 제2-2 하향 변환부(522)로 구성된다. 여기서, 주파수 f C 는 IF 대역의 파일롯 주파수를 -2.69MHz의 주파수로 하향 변환하는 주파수이다.
이후, 제2 하향 변환부(52)에 의해 천이된 신호는 신호대 잡음비를 최대화시키기 위해 정합필터부(53)를 통과한다. 이 정합필터부(53)는 I 신호에 대한 정합필터(531)와 Q 신호에 대한 정합필터(532)로 구성되며, 두 정합필터(531,532)의 구조는 동일하다.
다음으로, 정합필터부(53)를 통과한 신호는 파일롯 성분이 0 주파수에 위치하도록, 즉 신호의 중심주파수가 2.69MHz에 위치하는 기저대역 신호가 되도록 상향 변환부(54)에 의해 상향 변환된다. 이때, 상향 변환부(54)는 cos(2πㆍf D ㆍnT)가 곱해지는 I 신호에 대한 제1 상향 변환부(541)와 sin(2πㆍf D ㆍnT)가 곱해지는 Q 신호에 대한 제2 상향 변환부(542)로 구성된다. 여기서, 주파수 f D 는 신호의 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치시키는, 즉 신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치시키는 주파수이다.
마지막으로, 상향 변환된 I 신호와 Q 신호는 가산부(55)에 의해 더해져 복원하고자 하는 VSB 방송용 기저대역신호가 된다.
상기 VSB 복조 장치(34)는 기저대역 정합필터부(53)가 저역통과필터(도 4의 45)의 역할을 동시에 수행하기 때문에 하나의 시간지연 소자(즉, 정합필터부(53))만을 가지며, 이때 정합필터부(53)에 의한 시간지연은 사용되는 필터 탭의 수에 의해 결정된다. 따라서, 각각의 정합필터(531,532)의 탭 수를 N 탭이라 가정하면, 각 각 N/2 탭 크기의 시간지연이 발생하고, 두 개의 정합필터(531,532)에 의한 시간지연은 하나의 정합필터(도 4의 43)에 의한 시간지연과 동일하기 때문에 총 시간지연은 N/2 탭 크기만큼 발생한다.
따라서, 이러한 구조를 갖는 복조 장치를 사용하면, 동일채널 중계기(22~25)의 출력신호와 주송신기(21)의 출력신호의 시간지연이 작은, 즉 작은 시간지연을 갖는 동일채널 중계기(22~25)를 만들 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 동일채널 중계기(OCR)의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 동일채널중계기 수신안테나(31) 및 RF 수신부(32)에 주송신기(21)로부터 전송된 RF 방송신호가 수신되면(601), IF 하향 변환부(제1 하향 변환부)(33)가 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환한다(602).
이후, 아날로그-디지털 변환부(ADC)(51)가 IF 하향 변환부(제1 하향 변환부)(33)에 의해 제1 하향 변환된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환한다.
다음으로, 제2 하향 변환부(52)가 아날로그-디지털 변환부(ADC)(51)에 의해 변환된 디지털 IF 신호를 중심주파수가 0 주파수에 위치하도록, 즉 신호의 파일롯 성분이 -2.69MHz에 위치하도록 천이시킨다(604,605). 즉, 제2 하향 변환부(52)는 디지털 IF 신호에 cos(2πㆍf C ㆍnT)를 곱해서 I(In-phase) 성분을 생성하고, sin(2πㆍf C ㆍnT)를 곱해서 Q(Quadrature) 성분을 생성하여, IF 대역의 파일롯 주파수를 -2.69MHz의 주파수로 하향 변환한다.
이어서, 정합필터부(53)가 제2 하향 변환부(521,522)에 의해 각각 천이된 I, Q 신호의 신호대 잡음비를 최대화시킨다(606,607).
다음으로, 상향 변환부(54)가 정합필터부(53)를 통과한 신호를 파일롯 성분이 0 주파수에 위치하도록, 즉 신호의 중심주파수가 2.69MHz에 위치하는 기저대역 신호가 되도록 상향 변환한다(608,609). 이때, 상향 변환부(54)는 필터링된 I 신호에 cos(2πㆍf D ㆍnT)를 곱해서, 그리고 필터링된 Q 신호에 sin(2πㆍf D ㆍnT)를 곱해서 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치시킨다. 즉, 신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치시킨다.
마지막으로, 가산부(55)가 상향 변환부(54)에 의해 상향 변환된 I 신호와 Q 신호를 가산하여(610), 복원하고자 하는 VSB 방송용 기저대역 신호를 생성한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 시스템 지연이 낮고 중계기 출력신호의 특성이 우수한 동일채널 중계기를 사용함으로써, 상대적으로 낮은 시스템 지연으로 인해 기존 수신기에서의 영향도 적고, 우수한 출력신호의 특성으로 인해 중계 영역의 확대가 가능하여, 한정된 주파수 자원의 이용 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 지상파 디지털 TV 방송 서비스를 위하여, 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치에 있어서,
    주송신기로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환수단;
    상기 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I), 직교(Q) 신호를 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 하향변환수단;
    I 신호에 대한 정합필터와 Q 신호에 대한 정합필터를 통해 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 저역통과 필터링하여 신호대 잡음비를 최대화시키는 필터링수단;
    필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키기 위한 상향변환수단; 및
    주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복원하는 가산수단
    을 포함하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하향변환수단은,
    상기 디지털 IF 신호에 cos(2πㆍf C ㆍnT)(여기서, 주파수 f C 는 IF 대역의 파일롯 주파수를 -2.69MHz의 주파수로 하향 변환하는 주파수임)를 곱해서 I(In-phase) 성분을 생성하는 제1 하향 변환부; 및
    상기 디지털 IF 신호에 sin(2πㆍf C ㆍnT)를 곱해서 Q(Quadrature) 성분을 생성하는 제2 하향 변환부
    를 포함하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향변환수단은,
    필터링된 I 신호에 cos(2πㆍf D ㆍnT)(여기서, 주파수 f D 는 신호의 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치시키는, 즉 신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치시키는 주파수임)를 곱해서 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치(신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치)시키는 제1 상향 변환부; 및
    필터링된 Q 신호에 sin(2πㆍf D ㆍnT)를 곱해서 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치(신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치)시키는 제2 상향 변환부
    를 포함하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터링수단은,
    사용되는 필터 탭의 수에 의해 시간지연이 결정되며, 두 개의 정합필터에 의한 시간지연이 하나의 정합필터에 의한 시간지연과 동일한 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 장치.
  5. 지상파 디지털 TV 방송 서비스를 위하여, 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법에 있어서,
    주송신기로부터 전송된 무선주파수(RF) 방송신호가 중간주파수(IF) 신호로 하향 변환되어 입력되면, 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하는 제 1 단계;
    상기 디지털 IF 신호의 주파수를 변환하여 동상(I), 직교(Q) 신호를 각각 생성하되, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 주파수 하향 변환하여, I, Q 신호 각각의 중심주파수를 영(0) 주파수로 천이시키는 제 2 단계;
    I 신호에 대한 정합필터와 Q 신호에 대한 정합필터를 통해 주파수 하향 변환된 I, Q 신호를 각각 저역통과 필터링하여 신호대 잡음비를 최대화시키는 제 3 단계;
    필터링된 I, Q 신호 각각의 중심주파수가 기저대역 신호가 되도록 상향 변환하여, I, Q 신호 각각의 파일롯 성분을 영(0) 주파수로 천이시키는 제 4 단계; 및
    주파수 상향 변환된 I, Q 신호를 가산하여, 방송용 기저대역 신호로 복원하는 제 5 단계
    를 포함하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 디지털 IF 신호에 cos(2πㆍf C ㆍnT)(여기서, 주파수 f C 는 IF 대역의 파일롯 주파수를 -2.69MHz의 주파수로 하향 변환하는 주파수임)를 곱해서 I(In-phase) 성분을 생성하고, 상기 디지털 IF 신호에 sin(2πㆍf C ㆍnT)를 곱해서 Q(Quadrature) 성분을 생성하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    필터링된 I 신호에 cos(2πㆍf D ㆍnT)(여기서, 주파수 f D 는 신호의 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치시키는, 즉 신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치시키는 주파수임)를 곱해서 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치(신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치)시키고, 필터링된 Q 신호에 sin(2πㆍf D ㆍnT)를 곱해서 중심주파수를 2.69MHz 주파수에 위치(신호의 파일롯 성분을 0 주파수에 위치)시키는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 동일채널 중계기의 시간지연을 줄이기 위한 복조 방법.
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