KR100630681B1 - An Angle doubling Auto Frequency Control circuit with stable frequency offset and an Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator - Google Patents
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Abstract
안정한 주파수 오프셋 특성을 가지는 AD-AFC 회로 및 ATSC DTV 복조기가 개시된다. 상기 AD-AFC 회로는, 소정의 기준신호에 대하여 밴드 나치 필터기능을 수행하는 필터블록, 상기 필터블록의 출력데이터에 대하여 소정의 연산을 가하는 앵글 더블링 블록 및 상기 앵글 더블링 블록의 출력데이터를 이용하여 상기 기준신호에 포함된 주파수 오프셋에 대한 정보를 가지는 에러신호를 출력하는 주파수 판별장치를 구비한다. 상기 ATSC DTV 복조기는, 상기 AD-AFC 회로를 내장하여 ATSC DTV의 트랜스미터를 통하여 전달된 신호를 복원한다. 상기 AD-AFC 회로는 상기 ATSC DTV 복조기에 사용될 때, 그 효용가치가 최대로 된다. Disclosed are an AD-AFC circuit and an ATSC DTV demodulator having stable frequency offset characteristics. The AD-AFC circuit uses a filter block that performs a band Nazi filter function on a predetermined reference signal, an angle doubling block that performs a predetermined operation on the output data of the filter block, and an output data of the angle doubling block. And a frequency discriminating device for outputting an error signal having information on the frequency offset included in the reference signal. The ATSC DTV demodulator has a built-in AD-AFC circuit to restore the signal transmitted through the transmitter of the ATSC DTV. When the AD-AFC circuit is used in the ATSC DTV demodulator, its useful value is maximized.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래의 ATSC DTV 복조기(Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator)의 블록 다이어그램이다. 1 is a block diagram of a conventional ATSC DTV demodulator (Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator).
도 2는 도 1에 도시된 AD-AFC(171)의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of the AD-
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ATSC DTV 복조기의 블록 다이어그램이다. 3 is a block diagram of an ATSC DTV demodulator according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 AD-AFC 회로의 블록 다이어그램이다. 4 is a block diagram of the AD-AFC circuit shown in FIG.
본 발명은 ATSC DTV에 관한 것으로서, 특히, ATSC DTV의 복조기(Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator) 및 상기 복조기에 사용되는 AD-AFC 회로(Angle Doubling Auto Frequency Control circuit)에 관한 것이다. The present invention relates to ATSC DTV, and more particularly, to an ATSC DTV demodulator (Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator) and an AD-AFC circuit (Angle Doubling Auto Frequency Control circuit) used in the demodulator.
DPSK(Differential Phase Shift keying) 신호를 트랙킹(tracking)하기에 적당한 AD-AFC 루프(loop)에 대해서는, 나탈리(F. D. Natali.)의 논문(AFC Tracking Algorithm. IEEE Trans. On Commun., Vol. COM-32, No.8, Aug. 1984, pp.935-947)을 참조하면 쉽게 이해할 수 있다. For an AD-AFC loop suitable for tracking a DPSK (Differential Phase Shift Keying) signal, see AF Tracking Algorithm. IEEE Trans.On Commun., Vol. COM- 32, No. 8, Aug. 1984, pp. 935-947).
상기 AD-AFC 루프가 ATSC DTV 복조기에 적용될 때, AWGN(Additive White Gaussian Noise)의 주파수 오프셋 값과 다중경로(multipath) 채널들의 주파수 오프셋(offset) 값이 서로 큰 차이가 나기 때문에, 상기 ATSC DTV 복조기는 불안정하게 된다. When the AD-AFC loop is applied to an ATSC DTV demodulator, the ATSC DTV demodulator has a large difference between the frequency offset value of AWGN and the frequency offset value of multipath channels. Becomes unstable.
도 1은 종래의 ATSC DTV 복조기의 블록 다이어그램이다. 1 is a block diagram of a conventional ATSC DTV demodulator.
도 1을 참조하면, 상기 ATSC DTV 복조기(100)는, ADC(110), PPF(120), 곱셈블록(130), 저역통과 필터블록(140, low pass filter block), 업 컨버터(150, up converter), STR(160) 및 주파수 복원장치(170)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the ATSC DTV demodulator 100 includes: an
ADC(Analog to Digital Converter, 110)는, ATSC DTV 전송기(미도시)로부터 전송되어온 아날로그 신호 R(t)를 디지털 신호로 변환시킨다. An analog to digital converter (ADC) 110 converts an analog signal R (t) transmitted from an ATSC DTV transmitter (not shown) into a digital signal.
PPF(Poly Phase Filter, 120)는, ADC(110)에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여, 샘플링 주파수 로 샘플링 된 신호 을 생성시킨다. 여기서,
는 샘플링 시간이고, 이며, n은 정수이다. PPF(120)의 동작은, STR(Symbol timing recovery, 160)의 출력신호에 의하여 제어된다. The poly phase filter (PPF) 120 receives a digital signal output from the
곱셈블록(130)은, 제1곱셈기(131) 및 제2곱셈기(132)를 구비한다. The
제1곱셈기(131)는, 샘플링 된 신호 및 제1정현파 신호(fs1)를 곱하여, 샘플링 된 신호 와 위상이 동일한(In Phase) 제1가지신호 을 출력한다. 제2곱셈기(132)는, 샘플링 된 신호 및 제2정현파 신호(fs2)를 곱하여, 샘플링 된 신호 와 위상이 90도 차이가 나는(Quadrature) 제2가지신호 을 출력한다. The
저역통과 필터블록(low pass filter block, 140)은, 제1저역통과필터(141) 및 제2저역통과필터(142)를 구비한다. The low
제1저역통과필터(141)는, 제1가지신호 에 포함된 소정의 저주파 신호만을 통과시킨 제3가지신호 을 출력한다. 제2저역통과필터(142)는, 제2가지신호 에 포함된 소정의 저주파 신호만을 통과시킨 제4가지신호 을 출력한다. The first
업 컨버터(150)는, 제3가지신호 및 제4가지신호 을 이용하여 샘플링 된 신호 의 실수 성분을 추출한 신호 을 STR(160) 및 주파수 복원장치(170)에 전송하고, 허수 성분을 추출한 신호 을 주파수 복원장치(170)에 전송한다. The up
STR(160)은, 실수성분신호 를 이용하여 샘플링 주파수를 제어하는 제어신호(C1)를 출력한다.
주파수 복원장치(170)는, AD-AFC(171), 위상 판별장치(172, phase discriminator), 덧셈기(173), 루프필터(174), NCO(Number Controlled Oscillator, 175) 및 위상 이동장치(176, phase shifter)를 구비한다. The
AD-AFC(171)는, 제3가지신호 및 제4가지신호 을 수신하여 주파수의 오프셋에 대응하는 에러신호 을 출력한다. 위상 판별장치(172)는, 실수성분신호 및 허수성분신호 을 이용하여 위상을 판별한다. 덧셈기(173)는, AD-AFC(171)의 출력신호 및 위상 판별장치의 출력신호를 더한다. 루프필터(174)는, 덧셈기(173)의 출력신호에 포함된 고주파 잡음 성분을 제거한다. AD-
NCO(Number Controlled Oscillator, 175)는, 루프필터(174)의 출력신호에 따라 주파수가 결정되는 제1정현파 신호(fs1, fixed frequency sinusoidal signal) )를 출력한다. The NCO (Number Controlled Oscillator) 175 is a first sine wave signal (fs1, fixed frequency sinusoidal signal) whose frequency is determined according to the output signal of the loop filter 174. )
위상 이동장치(phase shifter, 176)는, 제1정현파 신호(fs1)의 위상을 90도 이동시킨 제2정현파 신호(fs2) )를 출력한다. 여기서 는 ATSC DTV의 트랜스미터(transmitter, 미도시)와 상기 복조기(100) 사이의 주파수 오프셋(frequency offset) 및 위상 오프셋(phase offset)을 각각 나타낸다. The
도 2는 도 1에 도시된 AD-AFC(171)의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of the AD-
도 2를 참조하면, AD-AFC(171)는, 앵글 더블링 블록(210, angle doubling block) 및 주파수 판별장치(220, frequency discriminator)를 구비한다. Referring to FIG. 2, the AD-AFC 171 includes an
앵글 더블링 블록(210)은, 수신된 제3가지신호 및 제4가지신호 의 전력(power)에 소정의 연산을 수행하여 구한 제5가지신호 을 출력하는 제1앵글 더블링 서브블록(211) 및 수신된 제3가지신호 및 제4가지신호 에 소정의 다른 연산을 수행하여 구한 제6가지신호 을 출력하는 제2앵글 더블링 서브블록(212)을 구비한다. The angle
주파수 판별장치(220)는, 제1지연기(221, delay unit), 제2지연기(223), 제3곱셈기(222), 제4곱셈기(224) 및 제2덧셈기(225)를 구비한다. 제1지연기(221)는, 제5가지신호 을 소정의 시간(T) 지연시켜 출력한다. 제2지연기(223)는, 제6가지신호 을 소정의 시간(T) 지연시켜 출력한다. 제3곱셈기(222)는, 제1지연기(221)의 출력신호 및 제6가지신호 을 곱한다. 제4곱셈기(224)는, 제2지연기(223)의 출력신호 및 제5가지신호 을 곱한다. 제2덧셈기(225)는, 제3곱셈기(222) 및 제4곱셈기(224)의 출력신호를 더하여 구한 에러신호 을 출력한다. The
이하에서 ATSC DTV 복조기에 대하여 보다 자세하게 설명한다. Hereinafter, the ATSC DTV demodulator will be described in more detail.
이 DPSK 신호라 하면, 은 일반적으로 수학식 1과 같은 형태로 표시될 수 있다. If this DPSK signal, In general, may be represented in the form of Equation 1.
여기서, , A는 크기(Amplitude), 는 ATSC DTV 트랜스미터(transmitter)의 캐리어 주파수(carrier frequency)이다. 은 AWGN(Additive White Gaussian Noise)를 샘플링 주파수 로 샘플링 한 신호의 임의의 시간 에서의 값이다. here, , A is amplitude, Is the carrier frequency of the ATSC DTV transmitter. Sampling Frequency Additive White Gaussian Noise (AWGN) Any time of the signal sampled by The value at.
상기 AD-AFC 루프가 ATSC DTV 복조기에 적용될 때, 수신된 등가(equivalent) IF(Intermediate Frequency) 신호 는 수학식 2와 같이 표시할 수 있다. Received equivalent intermediate frequency (IF) signal when the AD-AFC loop is applied to an ATSC DTV demodulator May be expressed as in Equation 2.
여기서 및 은, ATSC DTV 변조기(100)에 전송된 신호의 실수부분(Real part) 및 허수부분(Imaginary part)에 대한 임의의 시간 에서의 잔류측파대(Vestigial Side Band) 값을 나타낸다. here And Is any time for the real part and the imaginary part of the signal transmitted to the ATSC DTV modulator 100. The residual side band value at.
AD-AFC(171)의 출력인 에러신호 는 일반적으로 수학식 3과 같이 표시할 수 있다. Error signal output from AD-AFC 171 In general, may be expressed as in Equation 3.
여기서 T는 도 1에서의 제1지연기(221, delay unit) 및 제2지연기(222)의 지연성분을 나타낸다. T denotes delay components of the
수학식 3을 참조하면, 수학식 2의 구성요소인 AWGN 은, 수학식 3에 표시된 에러신호 의 평균 특성(mean characteristics)에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있으므로, 수학식을 보다 간단하게 하기 위하여, 이 후에 유도(derivation)되는 수학식에서는 생략될 것이다. Referring to Equation 3, AWGN which is a component of Equation 2 Is an error signal shown in equation (3). It can be seen that does not affect the mean characteristics of, in order to simplify the equation, it will be omitted in the following equation (derivation).
곱셈블록(130)에서의 연산 결과로 얻어진 제1가지신호 및 제2가지신호 는, 신호 에 포함된 I(In phase) 신호 및 Q(Quadrature) 신호의 가지신호(branch signal)들로서, 각각 수학식 4 및 5로 표시할 수 있다. First signal obtained as a result of the operation in the
도 1을 참조하면, 수학식 4 및 5에 표시된 신호들의 고 주파수 성분은, 저역통 과 필터블록(140)을 구성하는 제1저역통과필터(141) 및 제2저역통과필터(142)를 각각 통과하면서 제거된다. 따라서, 제1저역통과필터(141)로부터 출력되는 제3가지신호 및 제2저역통과필터(142)로부터 출력되는 제4가지신호 는, 수학 식 4 및 수학식 5의 신호의 고주파 성분인 를 포함하는 항은 모두 제거되고, 저 주파수 성분만이 포함된 신호가 된다. Referring to FIG. 1, the high frequency components of the signals represented by Equations 4 and 5 may include the first
저역통과 필터블록(140)의 출력신호 제3가지신호 및 제4가지신호 는 수학식 6 및 7로 표시된다. The third signal output signal of the low
앵글 더블링 블록(angle doubling block, 50)의 제5가지신호 및 제6가지신호 는, 수학식 8 및 수학식 9와 같이 표시할 수 있다. The fifth signal of the angle doubling block 50 And the sixth signal Can be expressed as in Equations 8 and 9.
상기 위상이 일치하는(In phase) 제3가지신호 및 위상이 90도(degree) 차이가 나는(Quadrature) 제4가지신호 가 주파수 판별장치(170)의 AD-AFC(171)에 입력되었을 때, 수학식 10에 표시된 에러신호 을 얻는다. The third kind of signal in phase And the fourth signal having a phase difference of 90 degrees. Is input to the AD-
수학식 10에서 가 공통으로 곱하여지는 두 번째 항(term)은, 주파수 오프셋 ()에 대한 예측 및 제어가 가능한, 다시 말하면, 바람직한 에러 신호(desired error signal)를 나타낸다. 그러나 오프셋은, 수학식 10을 참조하면, 가 공통으로 곱하여지는 첫 번째 항에 의해서도 발생한다. In equation (10) The second term, where is multiplied in common, is the frequency offset ( ), That is, a desired error signal is indicated. However, the offset, referring to Equation 10, Is also caused by the first term multiplied by.
AWGN 및 다중경로채널(multi pass channel)에 종래의 AD-AFC 루프를 적용하면 AWGN에 대한 오프셋 값 및 다중경로채널에서의 오프셋 값이 서로 큰 차이가 나기 때문에, AD-AFC 루프를 적용하는 ATSC DTV의 복조기는 불안정하게 된다. When the conventional AD-AFC loop is applied to the AWGN and the multi pass channel, the offset value of the AWGN and the offset value of the multipath channel are greatly different from each other. Therefore, the ATSC DTV using the AD-AFC loop is applied. Demodulator becomes unstable.
따라서 가 공통으로 곱하여지는 항은 그대로 두더라도, 가 공통으로 곱하여지는 항을 상기 에러신호 성분에서 제거할 수 있다면, ATSC DTV의 복조기는 주파수 오프셋에 대하여 안정할 수 있다. therefore The terms that are multiplied in common remain unchanged, If the common multiplication term can be removed from the error signal component, the demodulator of the ATSC DTV can be stable with respect to the frequency offset.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 안정한 주파수 오프셋 특성을 가지는 AD-AFC 회로(Angle Doubling Auto Frequency Control circuit)를 제공하는데 있 다. An object of the present invention is to provide an AD-AFC circuit (Angle Doubling Auto Frequency Control circuit) having a stable frequency offset characteristics.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 주파수 오프셋 특성이 안정한 ATSC DTV(Advanced Television Systems Committee Digital Television) 복조기를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide an ATSC DTV (Advanced Television Systems Committee Digital Television) demodulator with stable frequency offset characteristics.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 AD-AFC 회로는, 필터블록, 앵글 더블링 블록 및 주파수 판별장치를 구비한다. AD-AFC circuit according to the present invention for achieving the above technical problem is provided with a filter block, an angle doubling block and a frequency discriminating device.
상기 필터블록은, 소정의 입력신호와 위상이 동일한 성분만을 추출한 제1가지신호(branch signal) 및 상기 입력신호와 위상이 90도 차이가 나는 성분만을 추출한 제2가지신호를 수신하여, 각각 소정의 주파수 영역만을 통과시킨 제3가지신호 및 제4가지신호를 출력한다. 상기 앵글 더블링 블록은, 수신된 상기 제3가지신호 및 상기 제4가지신호에 각각 소정의 앵글 더블링 연산을 수행하여 제5가지신호 및 제6가지신호를 출력한다. 상기 주파수 판별장치는, 수신된 상기 제5가지신호 및 상기 제6가지신호를 이용하여 상기 입력신호에 포함된 주파수 오프셋의 정도를 나타내는 에러신호를 출력한다. The filter block receives a first branch signal that extracts only a component having a phase in phase with a predetermined input signal and a second branch signal that extracts only a component having a phase difference of 90 degrees from the input signal. A third branch signal and a fourth branch signal that pass only the frequency domain are output. The angle doubling block performs a predetermined angle doubling operation on the received third branch signal and the fourth branch signal, respectively, and outputs a fifth branch signal and a sixth branch signal. The frequency discriminating apparatus outputs an error signal indicating the degree of frequency offset included in the input signal by using the received fifth branch signal and the sixth branch signal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 ATSC DTV 복조기는, ATSC DTV demodulator according to the present invention for achieving the above another technical problem,
AD 변환기(ADC), 다중 위상 필터(PPF), 곱셈블록, 저역통과 필터블록, 업 컨버터, 심볼 타이밍 복원회로(Symbol Timing Recovery, STR) 및 캐리어 복원장치를 구비한다. An AD converter, a multi-phase filter (PPF), a multiplication block, a low pass filter block, an up converter, a symbol timing recovery circuit (STR), and a carrier recovery device.
상기 AD 변환기는, 전송된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 PPF는, 소정의 제어신호에 따라, 상기 AD 변환기의 출력신호에 대하여, 샘플링 주파수 로, 샘플링 한 샘플링 된 신호(sampled signal)를 출력한다. 상기 곱셈블록은, 상기 샘플링 된 신호, 주파수가 고정된 제1정현파 신호(sinusoidal signal) 및 주파수가 고정된 제2정현파 신호를 수신하여 제1가지신호(branch signal) 및 제2가지신호를 출력한다. 상기 저역통과 필터블록은, 수신한 상기 제1가지신호 및 제2가지신호 중 소정의 저 주파수 신호만을 필터링 한다. 상기 업 컨버터는, 상기 저역통과 필터블록의 출력신호들을 이용하여 상기 샘플링 된 신호의 실수성분신호 및 허수성분신호를 추출하여 출력한다. 상기 STR은, 상기 실수성분신호를 수신하여 샘플링 주파수를 제어하는 상기 제어신호를 출력한다. 상기 캐리어 복원장치는, 상기 실수성분신호, 상기 허수성분신호, 상기 제1가지신호 및 상기 제2가지신호를 수신하여 상기 제1정현파신호 및 상기 제2정현파 신호를 출력한다. The AD converter converts the transmitted analog signal into a digital signal. The PPF has a sampling frequency with respect to an output signal of the AD converter in accordance with a predetermined control signal. Outputs a sampled sampled signal. The multiplication block receives the sampled signal, a first sinusoidal signal having a fixed frequency, and a second sinusoidal signal having a fixed frequency, and outputs a first branch signal and a second branch signal. . The low pass filter block filters only a predetermined low frequency signal of the received first branch signal and the second branch signal. The up converter extracts a real component signal and an imaginary component signal of the sampled signal using the output signals of the low pass filter block. The STR outputs the control signal for controlling the sampling frequency by receiving the real component signal. The carrier recovery apparatus receives the real component signal, the imaginary component signal, the first branch signal and the second branch signal, and outputs the first sinusoidal wave signal and the second sinusoidal wave signal.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings that illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ATSC DTV 복조기(Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator)의 블록 다이어그램이다. 3 is a block diagram of an ATSC DTV demodulator (Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator) according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 복조기는, ADC(310), PPF(320, 다중 위상 필터), 곱셈블록(330), 저역통과 필터블록(340), 업 컨버터(350), STR(360, 심볼 타이밍 복원회로) 및 캐리어 복원장치(370)를 구비한다. Referring to FIG. 3, the demodulator includes an
ADC(310, Analog to Digital Converter)는, 전송된 아날로그 신호 R(t)를 디지털 신호로 변환한다. An analog-to-digital converter (ADC 310) converts the transmitted analog signal R (t) into a digital signal.
PPF(320, Poly Phase Filter)는, 제어신호(C1)에 따라, ADC(31)의 출력신호에 대하여, 샘플링 주파수 로, 샘플링 한 샘플링 된 신호(sampled signal) 을 출력한다. The PPF 320 (Poly Phase Filter) has a sampling frequency with respect to the output signal of the ADC 31 according to the control signal C1. Sampled signal Outputs
곱셈블록(330)은, 제1곱셈기(331) 및 제2곱셈기(332)를 구비한다. The
제1곱셈기(331)는, 샘플링 된 신호 및 제1정현파 신호(fs1, sinusoidal signal)를 곱하여 제1가지신호(branch signal) 을 출력한다. 제2곱셈기(332)는, 샘플링 된 신호 및 제2정현파 신호(fs2)를 곱하여 제2가지신호 을 출력한다. The
저역통과 필터블록(340)은, 제1저역통과필터(341) 및 제2저역통과필터(342)를 구비한다. The low
제1저역통과필터(341)는, 제1가지신호 의 소정의 저주파수 성분만을 통과시킨다. 제2저역통과필터(342)는, 제2가지신호 의 소정의 저주파수 성분만을 통과시킨다. The first
업 컨버터(350)는, 저역통과 필터블록(340)의 출력신호들을 이용하여 상기 샘플링 된 신호 의 실수성분신호 및 허수성분신호 을 추출하여 출력한다. The up
STR(360)은, 실수성분신호 을 수신하여 샘플링 주파수를 제어하는 제어신호(C1)를 출력한다.
캐리어 복원장치(370, carrier recovery unit)는, 실수성분신호 , 허수성분신호 , 제1가지신호 및 상기 제2가지신호 을 수신하여 제1정현파신호(fs1) 및 상기 제2정현파 신호(fs2)를 출력한다. 캐리어 복원장치(370)는, 상기 기능을 수행하기 위하여, AD-AFC 블록(371), PD(372, Phase Discriminator), 덧셈기(373), 루프필터(374), NCO(375) 및 위상 이동기(376)를 구비한다. The
AD-AFC(Angle Doubling Auto Frequency Control) 블록(371)은, 제1가지신호 및 제2가지신호 을 수신하여 샘플링 된 신호 의 주파수 오프셋에 관한 정보를 가지고 있는 제1에러신호 을 출력한다. AD-AFC (Angle Doubling Auto Frequency Control) block 371 is a first signal And second signal Receive the sampled signal First error signal containing information about the frequency offset of Outputs
PD(372, 위상 판별장치)는, 실수성분신호 및 허수성분신호 을 수신하여 위상을 판별한다. The PD 372 (phase discrimination device) is a real component signal. And imaginary component signals To determine the phase.
덧셈기(373)는, 제1에러신호 및 위상 판별장치(372)의 출력신호를 더한다. The
루프필터(374)는, 덧셈기(373)의 출력신호의 고주파 성분을 필터링 하여 제2에러신호 을 출력한다. The
NCO(375, Number Controlled Oscillator)는, 제2에러신호 에 따라 발진주파수(oscillating frequency)가 결정되는 제1정현파 신호(fs1)를 출력한다. NCO (375, Number Controlled Oscillator) is a second error signal The first sinusoidal wave signal fs1 having an oscillating frequency determined according to the output is output.
위상 이동기(376, phase shifter)는, 제1정현파 신호(fs1)의 위상을 소정의 각도로 이동시킨 제2정현파 신호(fs2)를 출력한다. The
여기서, 제1정현파 신호는 이고, 제2정현파 신호는 로 표시할 수 있다. Here, the first sinusoidal signal is And the second sinusoidal signal is Can be displayed as
도 4는 도 3에 도시된 AD-AFC 회로의 블록 다이어그램이다. 4 is a block diagram of the AD-AFC circuit shown in FIG.
도 4를 참조하면, 상기 AD-AFC 회로(371)는, 필터블록(430), 앵글 더블링 블록(410, angle doubling block), 주파수 판별장치(420, frequency discriminator)를 구비한다. Referring to FIG. 4, the AD-
필터블록(430)은, 제1가지신호 에 대하여 밴드 나치(band notch) 필터링 하여 제3가지신호 을 출력하는 제1필터서브블록(431) 및 제2가지신호 에 대하여 밴드 나치 필터링 하여 제4가지신호 을 출력하는 제2필터서브블록(435)을 구비한다.
제1필터서브블록(431)은, 제1가지신호 의 소정의 저주파수 성분만을 통과시키는 제3저역통과필터(432), 제1가지신호 의 소정의 고주파수 성분만을 통과시키는 제1고역통과필터(433) 및 제3저역통과필터(432)의 출력신호 및 상기 제1고역통과필터(433)의 출력신호를 더하여 제3가지신호 을 출력하는 제1덧셈기(434)를 구비한다. 제2필터서브블록(435)은, 제2가지신호 의 소정의 저주파수 성분만을 통과시키는 제4저역통과필터(436), 제2가지신호 의 소정의 고주파수 성분만을 통과시키는 제2고역통과필터(437) 및 제4저역통과필터(436)의 출력신호 및 제2고역통과필터(437)의 출력신호를 더하여 제4가지신호 을 출력하는 제2덧셈기(438)를 구비한다. The first
앵글 더블링 블록(410)은, 제3가지신호 및 제4가지신호 의 전력(power)에 대하여 소정의 연산을 수행하여 제5가지신호 을 출력하는 제1앵글 더블링 서브블록(411) 및 제3가지신호 및 제4가지신호 에 대하여 소정의 다른 연산을 수행하여 제6가지신호 을 출력하는 제2앵글 더블링 서브블록(412)을 구비한다. The
제3가지신호 , 제4가지신호 , 제5가지신호 및 제6가지신호 들 사이의 관계는, 수학식 11 및 수학식 12와 같이 표시할 수 있다. Third kind signal , Fourth signal , Fifth signal And the sixth signal The relationship between them can be expressed as in Equations (11) and (12).
주파수 판별장치(420)는, 제1지연기(421), 제2지연기(423), 제3곱셈기(422), 제4곱셈기(424) 및 덧셈기(425)를 구비한다. The
제1지연기(421)는, 제5가지신호 의 위상을 소정의 시간 지연시킨다. The
제2지연기(423)는, 제6가지신호 의 위상을 소정의 시간 지연시킨다. The
제3곱셈기(422)는, 제1지연기(421)의 출력신호 및 제6가지신호 을 곱한다. The
제4곱셈기(424)는, 제2지연기(423)의 출력신호 및 제5가지신호 을 곱한다. The
덧셈기(425)는, 제3곱셈기(422) 및 제4곱셈기(424)의 출력신호를 더하여 제1에러신호 을 출력한다. The
상기 소정의 시간(T)은, The predetermined time T is
이며, Is,
는, ATSC DTV 트랜스미터(Advanced Television Systems Committee Digital Television Transmitter)의 캐리어 주파수인이다. ATSC DTV 트랜스미터의 캐리어 주파수 는, Is the carrier frequency of the ATSC DTV transmitter (Advanced Television Systems Committee Digital Television Transmitter). Carrier Frequency of ATSC DTV Transmitters Is,
이며, Is,
는, 샘플링 주파수이다. 샘플링 주파수가 캐리어 주파수의 4배의 주파수를 가질 때 본 발명의 효과가 가장 확실하게 나타난다. Is the sampling frequency. The effect of the present invention is most evident when the sampling frequency has a frequency four times the carrier frequency.
필터블록에서 출력되는 실제의 제3가지신호 및 제4가지신호 는, 수학식 13 및 수학식 14와 같이 표시될 수 있다. Actual third signal output from the filter block And fourth signal May be represented as in Equation 13 and Equation 14.
제3가지신호 및 제4가지신호 을 이용하여 생성시킨 제5가지신호 및 제6가지신호 을 주파수 판별장치(420)에 입력시켜 얻은 제1에러신호 는, 수학식 15와 같이 표시될 수 있다. Third kind signal And fourth signal Fifth signal generated using And the sixth signal Error signal obtained by inputting the signal to the
+ 고주파성분(high frequency components)+ High frequency components
본 발명의 일 실시 예에 따른 ATSC DTV 복조기(200)의 내부 신호인 에러신호를 표시하는 수학식 15 및 종래의 기술에 따른 ATSC DTV 복조기(100)의 내부 신호인 에러신호를 표시하는 수학식 10을 비교하면, 코사인(cosine)과 곱하여지는 수학식 10의 앞쪽의 항이 수학식 15에는 없음을 알 수 있다. 대신 수학식 15에는 고주파성분(high frequency components)이 존재한다. Equation 15 for displaying an error signal that is an internal signal of the ATSC DTV demodulator 200 and Equation 10 for displaying an error signal that is an internal signal of the ATSC DTV demodulator 100 according to the related art. In comparison, it can be seen that the front term of Equation 10, which is multiplied by the cosine, does not exist in Equation 15. Instead, high frequency components are present in Equation 15.
이는, 제5가지신호 및 제6가지신호 의 고주파 성분이, 주파수 판별장치(420)를 구성하는 제1지연기(421) 및 제2지연기(423)에 정의된 지연시간 에 의하여 서로 상쇄되고, 그 과정에서 코사인 항이 고 주파수 성분(high frequency components)으로 흡수되었기 때문이다. This is the fifth signal And the sixth signal The high frequency component of the delay time defined in the
수학식 15에 표시된 고주파성분(high frequency components)은, 루프 필터(374)에 의하여 제거된다. 루프필터(374)의 출력신호인 제2에러신호 는 수학식 16과 같이 표시할 수 있다. The high frequency components shown in Equation 15 are removed by the
NCO(375)에 입력되는 제2에러신호 는, AWGN 및 다중 경로 채널에서 주파수 오프셋에 특히 안정적인 신호이다. Second error signal input to
본 발명의 핵심 아이디어는, 수신된 신호의 고주파 성분을 이용하여 AD-AFC 루프가 ATSC DTV 복조기에 적용될 때 발생하는 불안정한 성분들을 중화(counteract)시키는 것이다. 이를 구현하기 위하여, AD-AFC 루프를 구성하는 필터블록(230)의 특성을 변경하여 주파수 판별장치(270)의 출력신호인 에러신호의 구성성분 중에서 주파수 오프셋에 대하여 부정적 영향을 끼치는 항을 제거하는 것이다. The key idea of the present invention is to counteract the unstable components that occur when the AD-AFC loop is applied to an ATSC DTV demodulator using the high frequency components of the received signal. In order to implement this, by changing the characteristics of the filter block 230 constituting the AD-AFC loop to remove the term that negatively affects the frequency offset from the components of the error signal that is the output signal of the frequency discriminator 270 will be.
ATSC(Advanced Television Systems Committee) DTV 복조기에 대한 파일럿(pilot) 또는 파일럿이 없는(pilotless) 캐리어 복원은, 본 발명에 따른 AD-AFC 루프의 주파수 획득(acquisition) 범위를 넓힘(enlarge)으로써 구현될 수 있다. Pilot or pilotless carrier reconstruction for an Advanced Television Systems Committee (ATSC) DTV demodulator can be implemented by enlarging the frequency acquisition range of the AD-AFC loop according to the present invention. have.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the optimum embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 안정한 주파수 오프셋 특성을 가지는 AD-AFC 회로(Angle Doubling Auto Frequency Control circuit) 및 주파수 오프셋 특성이 안정한 ATSC DTV(Advanced Television Systems Committee Digital Television) 복조기는, 주파수 오프셋에 대하여 안정한 특성을 가지기 때문에 주파수 및 위상을 빠른 시간 내에 트랙킹 할 수 있게 하는 장점이 있다. As described above, an AD-AFC circuit (Angle Doubling Auto Frequency Control circuit) having a stable frequency offset characteristic and an ATSC DTV (Advanced Television Systems Committee Digital Television) demodulator having a stable frequency offset characteristic are stable with respect to frequency offset. Because of its characteristics, it has the advantage of allowing fast tracking of frequency and phase.
Claims (19)
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KR1020040021243A KR100630681B1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | An Angle doubling Auto Frequency Control circuit with stable frequency offset and an Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator |
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KR1020040021243A KR100630681B1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | An Angle doubling Auto Frequency Control circuit with stable frequency offset and an Advanced Television Systems Committee Digital Television demodulator |
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