KR100617778B1 - 수신신호 열화 보상장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 텔레비젼 수신 시스템에 관한 것으로, 안테나 위치가 최적점에서 벗어남에 따라 나타나는 신호 열화를 반송파 복원 이전에 보상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 디지털 변환된 소정 대역폭의 중간주파수 신호를 입력되는 파라미터 조정신호에 따라 지연 및 게인 조정하여 출력하는 전치보정필터와, 상기 전치보정필터의 출력신호에 포함된 파일롯 신호를 이용하여 기저대역신호로 복조하고 타이밍을 복원하는 동기부 혹은 전송채널을 통과하면서 생기는 멀티패스 왜곡을 제거하는 채널등화기로부터 출력되는 수신신호의 상태가 최적이 되도록 파라미터 조정신호를 출력하는 제어부로 구성하여 채널별로 안테나 위치 부적합에 따라 발생하는 신호 열화를 보상함을 특징으로 한다.

전치보정필터, 채널탐색, 수신신호 열화

Description

수신신호 열화 보상장치 및 방법{APPASRATUS AND METHOD FOR COMPENSATING DEGRADATION OF A RECEIVED SIGNAL}

도 1은 안테나 위치 조정을 위한 디지털 텔레비젼 수신기의 블럭 구성 예시도.

도 2는 도 1에서 수신신호의 품질상태를 보이기 위한 디스플레이 예시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신신호 열화 보상장치가 결합되어 있는 디지털 텔레비젼 수신기의 일부 구성도.

도 4는 도 3중 전치보정(pre-distortion)필터(58)의 구성 예시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신신호 열화 보상을 위한 처리 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전치보정필터(58)의 동작에 의한 스펙트럼 변화 예시도.

본 발명은 디지털 텔레비젼 수신 시스템에 관한 것으로, 특히 멀티패스 채널 을 통해 전송되는 지상파 디지털 텔레비젼 신호의 수신 열화를 보상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

지상파 방송에 의한 텔레비젼 신호를 최상의 상태로 수신하기 위해서는 수신기에 접속된 안테나의 위치가 최적화되어 있어야 한다. 디지털 텔레비젼 수신기 안테나 위치를 최적화시키기 위한 하나의 기술로써 미합중국 특허번호 5,574,509에 기재된 "디지털 텔레비젼 수신기용 안테나 방위 시스템"을 예로 들 수 있다.

상기 미합중국 특허번호 5,574,509에 기재된 디지털 텔레비젼 수신기에서는 수신신호내에 존재하는 필드 싱크(sync) 구간동안 SNR을 계산하여 수신신호의 품질을 온-스크린으로 디스플레이해 줌으로써, 사용자가 안테나의 위치를 조정할 수 있도록 한 것이다. 그러나 DTV 방송이 하나의 송신기로부터 전송될 경우는 위와 같은 방법으로 안테나의 위치를 조정하여 DTV를 시청할 수 있겠으나, 현재의 NTSC 방송처럼 여러 송신기에서 다양한 채널로 전송되는 경우에는 하나의 방송에 대해서 최적인 안테나의 위치가 다른 방송의 수신에 있어서는 최악의 위치가 될 수 있다. 즉, 수신 안테나는 신호가 수신되는 경로의 특성을 결정해 주는 것이므로 송신기의 위치가 다르면 각 방송마다의 채널환경이 달라지게 되어 여러 방송을 수신함에 있어 안테나의 위치를 채널마다 변경해야 한다.

따라서 수신 안테나의 위치는 어느 한 방송만을 기준으로 설정할 수 없고, 되도록 많은 방송의 수신이 가능한 위치로 조정하는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라서는 안테나 위치가 현재 수신하는 방송의 송신 위치와 일치하지 못하여 수신 신호의 품질이 열화될 수 있기 때문에 각 채널마다 이를 보상해 주어 최적의 수 신상태를 유지해 줄 필요가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 텔레비젼 수신 시스템에서 안테나 위치의 변경없이 멀티패스 채널을 통해 수신되는 신호 각각의 품질상태를 최상의 상태로 유지시킬 수 있는 수신신호 열화 보상장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 디지털 텔레비젼 수신기에 있어서 안테나 위치가 최적점에서 벗어남에 따라 나타나는 신호 열화를 반송파 복원 이전에 보상해 줄 수 있는 수신신호 열화 보상장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 텔레비젼 수신기의 수신신호 열화 보상장치에 있어서,

디지털 변환된 소정 대역폭의 중간주파수 신호를 입력되는 파라미터 조정신호에 따라 지연 및 게인 조정하여 출력하는 전치보정필터와,

상기 전치보정필터의 출력신호에 포함된 파일롯 신호를 이용하여 기저대역신호로 복조하고 타이밍을 복원하는 동기부와,

텔레비젼 신호가 전송채널을 통과하면서 생기는 멀티패스 왜곡을 제거하는 채널등화기와,

상기 동기부 혹은 채널등화기로부터 출력되는 수신신호의 상태가 최적이 되도록 파라미터 조정신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 수신되는 텔레비젼 신호를 필터링하여 만들어진 중간주파수 신호를 입력되는 파라미터 조정신호에 따라 지연 및 게인 조정하여 복조부로 출력하는 전치보정필터를 구비하는 텔레비젼 수신기의 수신신호 열화 보상방법에 있어서,

파라미터 조정명령 입력시 수신 채널들을 탐색하는 제1과정과,

탐색된 채널에서 상기 전치보정필터의 파라미터 계수를 가변하면서 수신신호 상태를 검색하는 제2과정과,

상기 검색시 최적 상태를 나타내는 파라미터 계수를 해당 채널들 각각에 최적화된 값으로 저장하는 제3과정과,

특정 채널 선국시마다 해당 채널에 최적화된 값으로 파라미터 계수를 조정하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디지털 텔레비젼 수신기의 수신신호 최적화장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신신호 열화 보상장치가 결합되어 있는 디지털 텔레비젼 수신기의 일부 구성도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3중 전치보정(pre-distortion)필터(58)의 구성 예시도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 우선 안테나를 통해 수신된 HDTV신호는 튜너/IF처리부(50)에서 중간주파수 대역의 신호로 주파수 변환되어 출력된다. 상기 튜너/IF처리부(50)에서 출력된 IF신호는 표면탄성파(SAW)필터(52)를 통해 6MHz 대역폭의 IF신호로 필터링된다. 상기 SAW필터(52)는 인접 채널의 신호를 차단하기 위한 대역통과필터이다. 상기 SAW필터(52)를 통과한 6MHz 대역폭의 IF신호는 IF증폭기(54)에서 증폭된후 ADC(Analog-to-Digital Converter)(56)로 공급되어 AD변환된다. 상기 IF증폭기(54) 이득은 수신기에서 제공되는 자동이득제어(AGC)에 의해 결정된다.

한편 전치보정필터(58)는 마이컴(64)으로부터 출력되는 파라미터(parameter)조정신호에 따라 필터 파라미터(딜레이, 게인) 계수값들이 가변된다. 즉, 전치보정필터(58)는 상기 파라미터 조정신호에 따라 가변되는 양만큼 디지털변환된 IF신호를 딜레이시키고 게인조정하여 출력한다. 이러한 전치보정필터(58)로써 도 4에 도시한 바와 같이 딜레이(70)와 게인(72) 계수를 가변시킬 수 있는 가변 FIR필터 혹은 IIR필터를 사용할 수 있다. 도 4에서 a와 b는 각각 파라미터 조정신호인 딜레이 조정신호와 게인 조정신호를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시예에서는 각 방송 채널별로 최적의 신호가 수신되는지를 판단하는 척도로서 SNR 혹은 채널등화기(62)의 필터 탭 에너지를 이용할 수 있다. 상기 SNR은 수신된 데이터 필드 싱크 패턴과 데이터 필드 싱크 기준 패턴과의 차를 자승한 값으로 얻어진다. 따라서 마이컴(64)은 동기부(60) 혹은 채널등화기(62)로부터 출력되는 수신신호의 에러율(즉, SNR)이 최소일때 송신신호가 최적의 상태로 수신되는 것으로 인지할 수 있다.

채널등화기(62)는 송신신호가 전송채널을 통과하면서 생기는 멀티패스 왜곡(고스트라함)을 제거한다. 이러한 채널등화기(62)는 보통 탭 포워드 필터와 피드백 필터를 구비한다. 따라서 마이컴(64)은 채널등화기(62)로부터 리드된 메인 탭 에너 지와 기타 탭 에너지의 비가 최대일때 수신신호의 상태가 최적임을 인지할 수 있다.

마이컴(64)은 사용자 명령에 따라 특정 채널을 탐색하기 위한 튜닝제어신호를 발생하여 출력하며, 탐색된 채널에서 최적의 상태로 송신신호가 수신될 수 있는 필터 파라미터 계수값들을 찾아 이를 내부 메모리에 저장한다. 즉, 마이컴(64)은 채널스캔시 탐색된 채널에서 파라미터 조정신호를 순차적으로 가변 출력하고, 이러한 동작중 동기부(60) 혹은 채널등화기(62)의 출력신호 상태를 체크하여 수신신호의 상태가 최적이 되는 파라미터 조정신호를 해당 채널에 최적화된 파라미터 조정신호로 저장하고, 특정 채널 선국시마다 저장된 파라미터 조정신호를 전치보정필터(58)로 출력하여 각 채널에서 최적의 상태로 송신신호가 수신되도록 한다.

이하 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신신호 열화를 보상하기 위한 처리 흐름도를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전치보정필터(58)의 동작에 의한 스펙트럼 변화 예시도를 도시한 것이다.

우선 본 발명의 실시예에서 전치보정필터(58)를 채용하는 이유는 안테나의 위치를 변화시킬 수 없는 경우에도 복조 및 채널 등화가 용이한 상태로 복조부의 입력신호를 변화시키기 위함이다. 만약 튜너로 입력되는 VSB신호의 스펙트럼이 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 파일롯 톤(pilot tone:Pi) 부근이 깊게 함몰될 경우, 수신기에서는 파일롯 톤을 이용한 주파수 동기화가 이루어지기 어려워 신호의 수신 자체가 불가능해 질 수 있다. 이러한 경우 도 6의 (b)와 같은 응답을 갖도록 전치보정필터(58)의 파라미터 계수를 조정하여 VSB 신호의 스펙트럼을 도 6의 (c)와 같이 변화시키면 주파수 동기화가 정상적으로 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 동기부(60) 이전단에 위치한 전치보정필터(58)의 파라미터 계수값을 각 채널에서 수신되는 신호의 상태에 따라 가변 조정함으로써, 각 방송 채널별로 안테나 위치 부적합에 따른 신호 열화를 보상해 준다.

이하 도 5를 참조하여 채널별로 필터 파라미터 계수를 최적화하는 과정을 상세히 설명하면, 우선 사용자는 DTV 시스템을 초기 설치함에 있어 되도록 많은 방송신호가 수신되도록 안테나를 최적점에 위치시킨다. 이후 사용자는 송신신호가 모든 채널에서 최적의 상태로 수신되도록 하기 위해 파라미터 조정명령을 내린다. 이러한 파라미터 조정명령은 사용자 인터페이스 수단(예를 들면 리모콘)에 별도의 조작키를 구비시켜 입력할 수도 있으며, 일반적인 채널탐색명령 입력시에 파라미터 조정명령이 있는 것으로 할 수도 있다. 이와 같이 리모콘과 같은 사용자 인터페이스(66)를 통해 파마리터 조정명령이 입력되면 마이컴(64)은 이를 80단계에서 인지한후 82단계로 진행하여 채널탐색을 수행한다. 채널탐색은 튜닝제어신호를 순차적으로 가변시킴으로써 수신되는 모든 채널에 대하여 이루어진다.

한편 마이컴(64)은 채널탐색시 하나의 채널이 탐색되면 84단계 및 86단계를 통해 필터 파라미터 계수를 순차적으로 가변시키고 필터 파라미터 계수 가변시마다 동기부(60) 혹은 채널등화기(20)로부터 입력되는 SNR 값 혹은 메인 탭 에너지와 기 타 탭 에너지의 비를 내부 메모리에 저장한다. 이와 같은 반복 과정으로 구비된 필터 파라미터 계수 가변과정이 종료되면 마이컴(64)은 88단계로 진행한다. 88단계에서 마이컴(64)은 저장된 SNR 혹은 탭 에너지비를 검색하여 최소 에러율(SNR)을 나타내는 필터 파라미터 계수를 해당 채널의 최적 파라미터 계수로 저장한후 90단계로 진행한다. 90단계에서 마이컴(64)은 채널탐색이 완료되지 않았으면 82단계로 진행하여 또 다른 채널을 탐색한후 84단계 내지 88단계를 반복수행하여 탐색된 채널에서 필터 파라미터 계수 선정과정을 밟는다.

따라서 마이컴(64)은 80단계 내지 90단계를 통해 수신되는 모든 채널에 대하여 최적의 필터 파라미터 계수값을 선정 저장할 수 있고, 채널 탐색 이후에 수행되는 특정 채널 선국시에는 저장된 필터 파라미터 계수값을 로딩하여 전치보정필터(58)의 딜레이량과 게인을 자동 조정함으로써, 채널별 안테나 부적합에 따른 신호 열화를 보상할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 되도록 많은 방송신호를 수신할 수 있도록 안테나를 위치시킨후에, 각 방송 채널별로 안테나 위치 부적합에 따라 발생하는 신호 열화는 전치보정필터의 계수값들을 자동 조정하여 보상해 줌으로써, 채널별 방송신호 각각을 최상의 상태로 수신할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 디지털 텔레비젼 수신기의 수신신호 열화 보상장치에 있어서,

   디지털 변환된 소정 대역폭의 중간주파수 신호를 입력되는 파라미터 조정신호에 따라 지연 및 게인 조정하여 출력하는 전치보정필터와,

   상기 전치보정필터의 출력신호에 포함된 파일롯 신호를 이용하여 기저대역신호로 복조하고 타이밍을 복원하는 동기부와,

   텔레비젼 신호가 전송채널을 통과하면서 생기는 멀티패스 왜곡을 제거하는 채널등화기와,

   상기 채널등화기로부터 출력되는 필터 탭 에너지가 최대가 되도록 파라미터 조정신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 수신신호 열화 보상장치.
3. 수신되는 텔레비젼 신호를 필터링하여 만들어진 중간주파수 신호를 입력되는 파라미터 조정신호에 따라 지연 및 게인 조정하여 복조부로 출력하는 전치보정필터를 구비하는 텔레비젼 수신기의 수신신호 열화 보상방법에 있어서,

   파라미터 조정명령 입력시 수신 채널들을 탐색하는 제1과정과,

   탐색된 채널에서 상기 전치보정필터의 파라미터 계수를 가변하면서 수신신호 상태를 검색하는 제2과정과,

   상기 검색시 최적 상태를 나타내는 파라미터 계수를 해당 채널들 각각에 최적화된 값으로 저장하는 제3과정과,

   특정 채널 선국시마다 해당 채널에 최적화된 값으로 파라미터 계수를 조정하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 수신신호 열화 보상방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 수신신호 에러율은 수신되는 텔레비젼 신호의 데이터 필드 싱크 패턴과 데이터 필드 싱크 기준 패턴과의 차를 자승한 값으로 얻어짐을 특징으로 하는 수신신호 열화 보상방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 파라미터 조정명령은 채널탐색명령임을 특징으로 하는 수신신호 열화 보상방법.

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