KR100697526B1 - Tracking device for digital broadcast receiver - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치는, 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치에 있어서, 주파수 동조신호에 의해 입력되는 디지털 신호 성분에 대한 보상을 실행하는 주파수 보정기와, 상기 주파수 보정기를 통해 출력된 데이터를 주파수로 변환하는 FFT처리부와, 상기 FFT처리부에서 주파수 변환된 데이터를 시간방향으로 보간하고, 이를 다시 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산한 후 입력되는 주파수 데이터를 나누어 등화를 행하는 등화수단과, 상기 등화수단에서의 시간 보간의 출력에 의해 각 채널 응답의 파워를 계산하여 가장 큰 파워를 갖는 인덱스 값을 출력하는 FFT윈도 타이밍 트래킹 수단과, 상기 FFT윈도 트래킹 수단으로부터 입력되는 인덱스 값에 따라 상기 주파수 보정기로부터 입력되는 데이터 성분의 시간적인 타이밍 동기화로 FFT처리부로 인가하는 타이밍 동기화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A tracking apparatus for a digital broadcast receiver according to the present invention is a tracking apparatus for a digital broadcast receiver, comprising: a frequency corrector for performing compensation on a digital signal component input by a frequency tuning signal; Frequency FFT processing unit interpolates the frequency-converted data in the time direction, interpolates the frequency-converted data in the frequency direction, calculates the channel response in all the frequency indexes, divides the input frequency data, and performs equalization FFT window timing tracking means for calculating the power of each channel response by outputting the time interpolation in the equalizing means and outputting an index value having the largest power; The frequency of the data It characterized in that it comprises an application timing synchronization in the FFT processing in temporal synchronization of the timing component.
이 같은 본 발명에 의하면, FFT윈도 타이밍 정보를 추출하기 위하여 등화부의 출력 파워를 기준으로 최대 파워를 갖는 인덱스를 검출하여 FFT윈도 타이밍 트래킹을 지속적으로 가능하도록 할 수 있다. According to the present invention, in order to extract FFT window timing information, it is possible to continuously detect FFT window timing by detecting an index having a maximum power based on the output power of the equalizer.
Description
도 1은 종래 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치를 보인 블럭 구성도.1 is a block diagram showing a tracking apparatus of a conventional digital broadcast receiver.
도 2는 OFDM 심벌의 전송도.2 is a transmission diagram of an OFDM symbol.
도 3은 디지털 방송 수신기의 분산 파일럿의 배치도.3 is a layout diagram of distributed pilots of a digital broadcast receiver;
도 4는 종래 IFFT를 이용한 시간 응답을 추출하기 위한 구성도.4 is a configuration diagram for extracting a time response using a conventional IFFT.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치를 보인 블럭 구성도.5 is a block diagram illustrating a tracking apparatus of a digital broadcast receiver according to the present invention.
도 6은 본 발명 도 5에서 등화부 및 FFT윈도 타이밍 트래킹부의 상세 구성도.FIG. 6 is a detailed configuration diagram of an equalizer and an FFT window timing tracking unit in FIG. 5 of the present invention. FIG.
도 7은 본 발명을 위한 시간 응답과 주파수 보간과의 관계를 나타낸 가드 인터벌을 보인 도면.7 is a diagram showing a guard interval showing the relationship between time response and frequency interpolation for the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
101.201...튜너블럭 102,202...A/D변환기101.201 ... tuner block 102,202 ... A / D converter
103,203...I/Q발생부 104,204...주파수 보정기103, 203 ... I /
105,205...FFT처리부 106,206...등화부105, 205, ...
107,207...디맵퍼 108,208...내부 인터리버107, 207 ... demapper 108, 208 ... internal interleaver
109,209...FEC 110,211...타이밍 동기화부109, 209 ... FEC 110, 211 ... timing synchronization unit
111,212...AGC 112,213...주파수 동조기111,212 ... AGC 112,213 ... frequency tuner
113,214...클럭 동기화부 114,215...VCO113, 214 ...
121...파일럿 추출부 122...IFFT121 ...
123...FFT윈도 발생부 210...FFT윈도 타이밍 트래킹부123 ... FFT
206a...시간 보간부 206b...주파수 보간부206a ...
206c...분주기 210a...위상 로테이터206c
210b...디지털 필터 210c...파워 계산부210b ...
210d...비교부210d,
본 발명은 디지털 수신기에 있어서, 특히 FFT윈도 타이밍 회복에 있어 간단한 하드웨어로 필요한 정보를 추출하여 지속적인 트래킹이 가능하도록 한 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tracking device for a digital broadcast receiver, which is capable of continuously extracting information necessary for simple hardware in FFT window timing recovery in a digital receiver.
현재 DVB-T 방식은 최근 유럽의 차세대 지상파 디지털 방송 방식으로 결정되었으며, 현재 유럽 각 나라에서 시험 방송 및 부품 개발에 착수한 상태이며, 세계적으로 미국형 지상파 규격과 함께, 지상파 디지털 시장을 양분하고 있다.Currently, the DVB-T system has recently been decided to be the next generation terrestrial digital broadcasting system in Europe. Currently, it has started trial broadcasting and parts development in European countries, and divides terrestrial digital market together with US terrestrial standard .
DVB-T 규격은 변조/복조 방식으로 지상파라는 것을 감안, OFDM방식을 채택하고 있어, QPSK,QAM을 사용하는 DVB-S,DVB-C와는 전혀 다르다. 여기서 OFDM방식은 정보를 시간축에서 연속적으로 보내는 일반적인 단일 반송파 변조와 다중 반송파 변조와는 달리 정보를 다수의 주파수에 분산하여 보내는 방식으로써, 그 특징으로 인하여 지상파의 채널 특성 중, 크게 문제가 되는 다중 경로 채널등에 특히 강한 장점이 있다. Considering that the DVB-T standard is a terrestrial wave in the modulation / demodulation scheme, it adopts the OFDM scheme, which is quite different from DVB-S and DVB-C using QPSK and QAM. Unlike general single carrier modulation and multicarrier modulation, in which information is continuously transmitted on the time axis, the OFDM scheme distributes information to a plurality of frequencies and transmits the information to a plurality of channels, Channels and the like.
이러한, OFDM(Orthogonnal Frequency Division Multiplex)은 하나의 탭을 가진 간단한 등화기로 다중경로에 의한 심각한 주파수 선택적 페이딩에 잘 대처할 수 있고, 인접한 OFDM심볼 사이에 guard interval을 둠으로써 인접심볼간의 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 및 인접캐리어간의 간섭(ICI: Inter Carrier Interference)을 제거할 수 있다. 현재 OFDM을 이용한 시스템으로는 디지털 음성 방송(Digital Audio Broadcasting: DAB) 및 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 등이 있다. The Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) is a simple equalizer with a single tap, and can cope with severe frequency selective fading by multipath. By setting a guard interval between adjacent OFDM symbols, interference (ISI: Inter Symbol Interference and Inter Carrier Interference (ICI) can be eliminated. Currently, systems using OFDM include Digital Audio Broadcasting (DAB) and Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL).
종래의 디지털 수신기의 구성은 도 1과 같다.The configuration of a conventional digital receiver is shown in Fig.
도 1을 참조하면, 베이스 밴드 신호의 OFDM 변조된 비트스트림을 수신하여 원하는 채널을 튜닝하여 중간주파수로 출력하는 튜너블럭(101)과, 상기 튜너블럭(101)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(102)와, 상기 A/D변환부(102)에서 출력된 디지털 신호를 기저대역 신호인 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 발생하는 I/Q발생부(103)와, 주파수 동조신호(AFC)에 의해 상기 동상과 직교 성분을 보상하는 주파수 보정기(104)와, 상기 주파수 보정기(104)를 통해 출력된 동상과 직교 성분을 주파수로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)처리부(105)와, 상기 FFT처리부(105)에서 주파수 변환된 데이터를 등화 시키는 등화부(Equalizer)(106)와, 상기 등화부(106)에 의해 등화된 데이터를 변조방식에 따라 심볼을 원래의 비트로 대응시키는 디맵퍼(Demapper)(107)와, 상기 디맵퍼(107)에서 디맵핑된 신호의 전송중 발생된 비트 스트림상의 오류검출 및 정정하는 내부 디인터리버(Inner Deinterleaver)(108) 및 순방향 오류 정정부(FEC)(109)와, 상기 FFT처리부(105)의 타이밍 동기를 맞추어 주는 타이밍 동기화부(110)와, 상기 주파수 보정기(104)로 부터 출력된 신호를 튜너블럭(101)에 인가하여 수신된 신호를 조절하는 AGC(Auto Gain Controller)(111)와, 상기 FFT처리부(105)에서 출력된 데이터를 입력받아 자동주파수 제어하는 주파수 동조기(112)와, 클럭동기신호를 맞추어 주는 클럭 동기화부(113)와, 클럭동기신호를 A/D변환부(102)에 인가하는 VCO(Voltage Control Oscillator)(114)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a
상기와 같이 구성되는 종래 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The tracking apparatus of the conventional digital broadcast receiver configured as above will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 튜너블럭(101)으로 수신되는 OFDM신호는 RF변조된 기저대역 신호로 A/D변환부(102)로 입력되어 디지털 신호로 변환되며, 이 디지털 신호는 I/Q발생부(103)에 의해 완전한 기저대역 신호인 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 발생되어 동상(I)성분은 실수부로, 직교(Q) 성분은 허수부로 할당하고 각각 할당된 성분들은 주파수보정기(104)에 의해 자동주파수 제어 성분(AFC)으로 보정된 후 FFT처리부(105), 타이밍 동기화부(110), AGC(111)에 입력된다.First, the OFDM signal received by the
상기 FFT처리부(105)는 동상과 직교성분을 주파수 성분으로 변환하여 등화부(106)로 출력하게 되며, 타이밍 동기화부(110)는 동상과 직교성분을 이용하 여 FFT처리부(105)의 시작 펄스 발생을 위한 타이밍 동기화를 제어하고, AGC(111)는 AGC_IF신호를 튜너블럭(101)에 인가함으로써 수신되는 신호를 조절하게 된다.The FFT
이러한 주파수 성분은 등화부(106)에서 등화된 후 디맵퍼(107)에 입력되어 변조방식(DQPSK, QPSK,QAM 등)에 따라 심볼을 원래의 비트로 대응시킨다. 이 신호는 내부 디인터리버(108) 및 순방향 오류정정부(109)에 의해 디인터리빙(Deinterleaving) 및 디코딩(Decoding)을 수행하여 OFDM신호가 송신기로부터 수신기까지 전송되어 오는 동안 발생했을지도 모드는 비트 스트림상의 오류를 찾거나 정정한다.These frequency components are equalized in the
그리고, 상기 FFT처리부(105)로 부터 변환된 주파수 성분은 AFC(112), 클럭 동기화부(113)로 입력되어, AFC(112)는 주파수 성분을 동조시키기 위해 주파수 보정기(104)에 인가하고, 클럭 동기화부(113)는 클럭신호의 동기화를 위하여 VC0(114)에서 클럭신호를 만들어 A/D변환기(102)에 인가하게 된다.The frequency component converted from the
이러한, OFDM방식에서의 심볼 타이밍 복구는 단일 반송파 변조에서의 심볼 개념과는 전혀 다르다. 즉, 단일 반송파 방식에서는 시간 성분에서의 매 심볼이 하나의 정보단위가 되므로 이의 타이밍 복구는 결국 샘플링 시간 복구로 귀결되고, 보통 위상과 주파수의 동기화는 PLL(Phase Lock Loop) 혹은 FPLL(Frequency PLL)을 이용한 단일 루프로 처리된다.This symbol timing recovery in the OFDM scheme is quite different from the symbol concept in single carrier modulation. That is, in a single carrier method, since each symbol in a time component becomes one information unit, its timing recovery eventually results in recovery of the sampling time, and phase and frequency synchronization are usually performed by a PLL (Phase Lock Loop) As shown in Fig.
이에 반해 OFDM방식에서의 OFDM 심볼의 개념은 FFT의 포인트(보통 수천이상) 만큼의 샘플로 구성되어 지는 하나의 단위를 뜻하며, 타이밍 동기화부(110)에서 FFT처리부(105)의 시작 포인트를 찾기 위한 타이밍 동기화는 FFT 윈도 타이밍 복구 로 불리우며, A/D변환기(102)의 샘플링 주파수 복구와는 분리된다.On the other hand, the concept of an OFDM symbol in the OFDM scheme is a unit composed of samples of FFT points (usually several thousands or more), and a
도 2는 OFDM 심볼(symbol)의 전송구조와 FFT윈도 타이밍을 보여준 도면이다. 하나의 OFDM 심볼은 FFT 사이즈 만큼의 유용한 데이터 구간과 멀티패스 채널 하에서의 직교의 보전을 위해 유용한 데이터의 뒷부분을 유용한 데이터의 앞부분에 복사(copy)한 가드 데이터(Guard Data; 일반적으로 유용한 구간의 1/4~1/32) 구간의 합으로 이루어 진다.2 is a diagram showing a transmission structure of an OFDM symbol and an FFT window timing. One OFDM symbol includes guard data (guard data, generally 1/2 of a useful section) which is useful for an effective data interval of FFT size and orthogonalization under a multipath channel, 4 to 1/32).
이러한, 가드 인터벌 구간은 OFDM방식의 핵심적인 규격 중의 하나로 지상파의 가장 흔한 특징인 멀티-패스 환경하에서의 앞,뒤 OFDM 심볼과의 간섭(ISI;Inter -symbol Interference)을 없애 OFDM 신호의 직교성을 유지하는 역할을 한다.This guard interval interval is one of the key standards of the OFDM scheme. In the multi-path environment, which is the most common characteristic of the terrestrial wave, the OFDM symbol orthogonality is maintained by eliminating the inter-symbol interference (ISI) It plays a role.
만약, OFDM신호의 직교성이 훼손되면 FFT처리부(105) 이후의 신호처리에 심각한 장애를 주어, 시스템 성능을 크게 떨어 뜨린다. 따라서 수신기에서도 FFT 윈도 타이밍을 ISI가 최소화되도록 획득하는 것이 아주 중요하다.If the orthogonality of the OFDM signal is undermined, the signal processing after the
그리고, 멀티-패스가 없을시에는 도 2와 같이 가드 구간의 전구간이 적절한 윈도 타이밍(fine window timing) 이 될 수 있다. 하지만 채널이 복잡한 경우 특히 메인 신호가 존재하지 않을 수 있는 이동수신의 경우에는 적절한 윈도 타이밍을 획득하는 것이 명백하지 않으며, 시스템의 성능에는 큰 영향을 줄 수 있다.If there is no multi-path, the entire interval of the guard interval may be a fine window timing as shown in FIG. However, if the channel is complex, it is not obvious to acquire proper window timing in the case of mobile reception, in which the main signal may not exist, and it may have a large effect on the performance of the system.
이러한, FFT윈도 타이밍 복구는 단일 반송파 변조와 마찬가지로, 초기 포착 모드(Acquisition Mode)와 트래킹 모드(Tracking Mode)로 나눌 수 있다. 초기 포착모드는 수신기에서 최초로 이루어지는 동기화 과정이며, 이후 FFT 후단에서의 동기와 신호처리가 이루어진다. 이에 반해 트래킹 과정은 시스템이 정상 동작중(준비상 태)에 지속적으로 타이밍을 추적하는 과정으로 지상파 채널의 주된 특성인 멀티-패스 채널 응답이 시간적으로 변화는 것을 트래킹하는 것이다.Such FFT window timing recovery can be divided into an initial acquisition mode (Acquisition Mode) and a tracking mode (Tracking Mode) as well as single carrier modulation. The initial acquisition mode is the first synchronization process in the receiver, followed by synchronization and signal processing at the end of the FFT. On the other hand, the tracking process is a process in which the system keeps track of the timing during normal operation (ready state), and tracks that the multi-pass channel response, which is the main characteristic of the terrestrial channel, changes in time.
이를 위해서, 트래킹을 위한 방법으로는 시간 성분에서 포착 위상과 마찬가지로 알고리즘을 사용할 수 도 있고, 주파수 성분을 입력받은 등화부(106) 단에서 사용되어지는 분사 파일롯 신호를 IFFT하여 이를 시간 성분에서 분석하는 방법이 있다.For this purpose, as an approach for tracking, an algorithm may be used as well as a trap phase in a time component. An injection pilot signal used in the
시간 성분(Time Domain)에 의한 분석방법에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. DVB-T방식에서는 채널 등화를 행하기 위해 반드시 도 3과 같은 분산 파일럿(Scattered Pilot)을 인가하게 된다. 분산 파일럿으로 부터 보간을 통하여 채널응답(주파수 영역에서)을 도출한 뒤 이 값으로 인가되는 데이터를 복합 분할(complex division)을 행함으로써, 등화를 하게 된다.The time domain analysis method will be described in more detail as follows. In the DVB-T scheme, a scattered pilot as shown in FIG. 3 must be applied in order to perform channel equalization. The channel response (in the frequency domain) is derived from the scattered pilot through interpolation, and the data applied with this value is complex divided to perform equalization.
이때 얻어지는 채널응답을 위한 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 파일럿 검출부(121)와, IFFT(122), FFT윈도 발생부(123)로 구성되며, 상기 파일럿 검출부(121)는 FFT처리부의 출력 주파수 성분의 채널특성 응답(FDCR;Frequency Domain Channel Response)으로 나타내며, 이러한 채널응답을 IFFT(Inverse FFT)(122)를 통해 시간 성분 데이터로 전환할 경우, 채널의 시간 응답 성분(TDCR; Time Domain Channel Response)을 얻을 수 있다.4, the
이러한 과정을 통해 시간 응답을 도출할 경우 다양한 기준으로 최적의 타이밍을 계산, 보정할 수가 있게 된다.When the time response is derived through this process, the optimum timing can be calculated and corrected based on various criteria.
그러나, 이와 같이 채널의 시간 응답 성분(TDCR)을 알아내기 위해 IFFT(122) 를 다시 해주어야만 하기 때문에 비록, 분산 파일(scattered file)만 한다 할 지라도, 수백 포인트의 IFFT를 하여야만 한다. 따라서 프로세서등에서 오프라인으로 처리하지 않고 IC내부에서 처리할 경우 기 내장된 FFT처리부(104) 이외에 타이밍 복구를 위해 IFFT를 내장하여야 하므로 하드웨어 구현을 어렵게 만든다.However, even though only a scattered file is required,
또한, FFT윈도 타이밍 복구가 제대로 이루어지지 않았을 경우 ISI(Inter-symbol interference)를 발생시켜 FFT를 수행하게 되면, 직교성이 훼손되며, 결국 채널 응답의 증폭도를 떨어뜨리고, 노이즈를 증가시킨다. 그리고, FFT를 통과한 신호는 등화부에서 각종 채널에 대한 등화를 거치게 되는 데, 이때 채널 응답이 가드 인터벌을 벗어 날 경우 ISI요인이 되어 시스템의 성능을 떨어 뜨리는 요인이 됨으로써, 전체적인 시스템의 성능을 저하시키는 문제가 있다.In addition, if the FFT window timing recovery is not properly performed, if FFT is performed by generating inter-symbol interference (ISI), the orthogonality is degraded, thereby reducing the amplification of the channel response and increasing the noise. If the channel response is out of the guard interval, it becomes an ISI factor, which degrades the performance of the system. As a result, the overall system performance There is a problem of deterioration.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 최적 타이밍 정보를 추출하기 위하여 채널 등화부의 출력 파워를 기준으로 이용하는 한편, 상기 채널 등화부의 시간 보간의 복소수 출력으로 FFT윈도 타이밍 트래킹에 필요한 정보를 추출하기 위한 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for estimating optimal timing information by using output power of a channel equalizer as a reference and estimating FFT window timing by complex output of time interpolation of the channel equalizer And it is an object of the present invention to provide a tracking device for a digital broadcast receiver for extracting necessary information.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 디지털 수신기의 트래킹 장치는, According to another aspect of the present invention, there is provided a tracking apparatus for a digital receiver,
디지털 방송 수신기의 트래킹 장치에 있어서,A tracking apparatus for a digital broadcast receiver,
주파수 동조신호에 의해 입력되는 디지털 신호 성분에 대한 보상을 실행하는 주파수 보정기와,A frequency corrector for performing compensation on a digital signal component input by the frequency tuning signal,
상기 주파수 보정기를 통해 출력된 데이터를 주파수로 변환하는 FFT처리부와,An FFT processor for converting the data outputted through the frequency corrector into a frequency,
상기 FFT처리부에서 주파수 변환된 데이터를 시간방향으로 보간하고, 이를 다시 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산한 후 입력되는 주파수 데이터를 나누어 등화를 행하는 등화수단과,Equalizing means for interpolating the frequency-converted data in the time domain by the FFT processor, interpolating the frequency-domain data again in the frequency domain to calculate a channel response in all the frequency indexes,
상기 등화수단에서의 시간 보간의 출력에 의해 각 채널 응답의 파워를 계산하여 가장 큰 파워를 갖는 인덱스 값을 출력하는 FFT윈도 타이밍 트래킹 수단과,FFT window timing tracking means for calculating the power of each channel response by outputting the time interpolation in the equalizing means and outputting an index value having the largest power,
상기 FFT윈도 트래킹 수단으로부터 입력되는 인덱스 값에 따라 상기 주파수 보정기로부터 입력되는 데이터 성분의 시간적인 타이밍 동기화로 FFT처리부로 인가하는 타이밍 동기화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a timing synchronization unit for applying a timing synchronization of a data component input from the frequency corrector to an FFT processor according to an index value input from the FFT window tracking unit.
여기서, 상기 등화수단은 FFT처리부의 출력을 입력받아 분산 파일럿을 시간방향으로 1/3정도의 채널응답으로 보간하는 시간 보간부와, 상기 시간 보간부에 의해 보간된 분산 파일럿을 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산하는 주파수 보간부와, 상기 주파수 보간부에 의해 계산된 채널응답으로 FFT처리부의 출력 데이터를 나누는 분주기로 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the equalization means includes a time interpolator for receiving the output of the FFT processor and interpolating the scattered pilot in a time-domain channel response of about 1/3, and interpolating the scattered pilot interpolated by the time interpolator in the frequency domain A frequency interpolator for calculating a channel response at every frequency index and a frequency divider for dividing the output data of the FFT processor in response to the channel response calculated by the frequency interpolator.
그리고, 상기 FFT윈도 타이밍 트래킹수단은 등화부로 부터 시간 보간된 채널응답 출력의 시간 성분 응답을 시간축에서 스위핑(sweeping)하는 위상 로테이터와, 상기 위상 로테이터에 의해 시간축에서 스위핑된 출력을 주파수 보간의 대역폭(bandwidth)과 동일한 필터(filter)로 필터링하는 디지털 필터부와, 상기 디 지털 필터부에 의해 필터링된 출력 각각을 시간 오프셋에 대해 주파수 인덱스 값에 따른 파워로 출력하는 파워 계산부와, 상기 파워 계산부에 의해 계산된 파워 중 기 세팅된 스위핑 범위에 대해 시간 오프셋을 변화시켜 파워를 계산한 후 가장 큰 파워값을 갖는 인덱스를 최적 시간 오프셋으로 하여 타이밍 동기화부로 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The FFT window timing tracking means includes a phase rotator for sweeping a time-component response of the time-averaged channel response output from the equalizer on a time axis, and an output swept from the time axis by the phase rotator to a bandwidth a power calculator for outputting each of the outputs filtered by the digital filter with a power according to a frequency index value with respect to a time offset; And a comparator for calculating power by varying a time offset with respect to a preset sweeping range of the power calculated by the comparator and outputting the index having the largest power value as an optimal time offset to the timing synchronization unit.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치를 보인 블럭 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 등화부 및 FFT 윈도 타이밍 트래킹부의 세부 구성도이며, 도 7은 본 발명을 위한 시간 응답과 주파수 보간과의 관계를 보인 가드 인터벌의 도면이다. FIG. 5 is a block diagram showing a tracking apparatus of a digital broadcast receiver according to the present invention, FIG. 6 is a detailed configuration diagram of an equalizer and an FFT window timing tracking unit according to the present invention, FIG. 7 is a time- And the guard interval showing the relationship with the frequency interpolation.
도 5를 참조하면, 베이스 밴드 신호의 OFDM 변조된 비트스트림을 수신하여 원하는 채널을 튜닝하여 중간주파수로 출력하는 튜너블럭(201)과, 상기 튜너블럭(201)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(202)와, 상기 A/D변환부(202)로 부터 출력된 디지털 신호를 기저대역 신호인 동상(I)과 직교(Q) 신호로 발생시키는 I/Q발생부(203)와, 주파수 동조신호(AFC)에 의해 상기 디지털 신호의 동상과 직교 성분을 보상하는 주파수 보정기(204)와, 상기 주파수 보정기(204)를 통해 출력된 데이터 성분을 주파수로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)처리부(205)와, 상기 FFT처리부(205)에서 주파수 변환된 데이터를 시간 방향으로 보간하고, 이를 다시 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산한 후 입력되는 주파수 데이터를 나누 어 등화를 행하는 등화부(Equalizer)(206)와, 상기 등화부(206)의 시간보간의 출력에 의해 각 채널 응답의 파워를 계산하여 가장 큰 파워를 갖는 인덱스 값을 출력하는 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)와, 상기 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)로 부터 입력되는 인덱스 값에 따라 상기 주파수 보정기(204)로 부터 입력되는 동상과 직교 성분의 시간적인 타이밍 동기화로 FFT처리부(205)로 인가하는 타이밍 동기화부(211)로 구성된다.Referring to FIG. 5, a
여기서, 상기 등화부(206)는 FFT처리부(205)의 출력을 입력받아 분산 파일럿을 시간방향으로 보간하는 시간 보간부(206a)와, 상기 시간 보간된 분산 파일럿을 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산하는 주파수 보간부(206b)와, 상기 주파수 보간부(206b)에 의해 계산된 채널응답으로 FFT처리부(205)의 출력 데이터를 나누는 분주기(206c)로 구성된다.Here, the
상기 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)는 상기 시간 보간부(206a)의 출력 채널의 시간 성분 응답을 시간축에서 스위핑(sweeping)하는 위상 로테이터(Phase rotator)(210a)와, 상기 위상 로테이터(210a)에 의해 시간축에서 스위핑된 출력을 주파수 보간의 대역폭(bandwidth)과 동일한 저차 필터(filter)로 필터링하는 디지털 필터부(210b)와, 상기 디지털 필터부(210b)에 의해 필터링된 출력 각각을 시간 오프셋에 대해 주파수 인덱스 값에 따른 파워로 출력하는 파워 계산부(210c)와, 상기 파워 계산부(210c)에 의해 계산된 파워 중 기 세팅된 스위핑 범위에 대해 시간 오프셋을 변화시켜 파워를 계산한 후 가장 큰 파워값을 갖는 인덱스를 최적 시간 오프셋으로 하여 타이밍 동기화부(211)로 출력하는 비교부(210d)를 포함한 구성이 다.The FFT window
미 설명 부호 207은 디맵퍼, 208은 내부 디인터리버, 209는 순방향 오류 정정부(FEC),212는 AGC, 213은 AFC, 214는 클럭 동기화부, 215는 VCO이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 트래킹 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하고, 종래와 동일부분에 대하여서는 중복 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, a tracking apparatus for a digital broadcast receiver according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and redundant description of the same parts as those of the conventional art will be omitted.
먼저, 튜너블럭(201)으로 수신되는 OFDM신호는 RF변조된 기저대역 신호로 A/D변환부(202)를 입력되어 디지털 신호로 변환되며, 이 디지털 신호는 I/Q발생부(203)에서 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하여 동상(I)성분은 실수부로, 직교(Q) 성분은 허수부로 할당하고 각각 할당된 성분들은 주파수보정기(204)에 의해 자동주파수 제어 성분(AFC)으로 보정된 후 FFT처리부(205), 타이밍 동기화부(211), AGC(212)에 입력된다.The OFDM signal received by the
상기 FFT처리부(205)는 동상과 직교성분의 주파수 보정된 데이터를 주파수 성분으로 변환하여 등화부(206), AFC(213), 클럭동기화부(214)로 출력하게 된다. 이때 등화부(206)는 상기 FFT처리부(205)에서 주파수 변환된 데이터를 시간 방향으로 보간하고, 이를 다시 주파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산한 후 입력되는 주파수 데이터를 나누어 등화를 행하게 된다.The
이를 위해서, 등화부(206)는 시간 보간부(206a), 주파수 보간부(206b), 분주기(206c)로 구성되며, 상기 시간 보간부(206a)는 FFT처리부(205)의 출력을 입력받아 분산 파일럿을 시간방향으로 보간하고, 이를 다시 주파수 보간부(206b)에서 주 파수 방향으로 보간하여 모든 주파수 인덱스에서의 채널 응답을 계산하게 되며, 분주기(206c)는 상기 주파수 보간부(206b)에 의해 계산된 채널응답으로 FFT처리부(205)의 출력 데이터를 나누어 등화를 행하게 된다.For this, the
여기서, 상기 시간 보간부(206a)는 도 3의 분산 파일럿을 시간 방향에서 보간하여 전체 포인트 중 1/3 정도의 채널 응답을 추출한다. 이 추출 응답을 주파수 보간부(206b)는 멀티-탭(multi-tap)으로 이루어진 디지털 필터(digital filter)로 필터링하여 주파수 성분 보간을 행하여 최종 응답을 얻음으로써 모든 선형 왜곡들이 보상된다. 그리고, 디지털 필터의 대역폭 내에 채널 응답(channel response)이 모두 수용되어야만 등화시 왜곡이 발생하지 않는다.Here, the
이러한 등화시 왜곡은 일반적으로 채널 응답은 FFT의 직교성이 훼손되지 않는 범위이므로, 타이밍 응답이 되었을 경우 ISI로 인한 문제보다 채널 추정기(estimater) 내에서의 채널 응답의 잘못된 추정으로 인한 왜곡이 훨씬 심각하게 나타나기 때문에 가능한 채널 응답을 주파수 보간의 대역폭내에서 맞추게 된다.This equalization distortion is generally such that the orthogonality of the FFT is not impaired in the channel response. Therefore, in the case of the timing response, the distortion due to erroneous estimation of the channel response in the channel estimator is much more serious than the problem caused by the ISI The possible channel responses are matched within the bandwidth of the frequency interpolation.
도 5는 채널의 시간응답과 주파수 보간의 대역폭을 대비하여 나타낸 가드 인터벌(Guard Interval)이다. 도면에서 처럼, 채널응답은 FFT처리부(205)의 FFT시작 타이밍에 따라 시간 축(Time Index)에서 이동하며, 0부터 가드 인터벌까지만 유효하다. 그 이유는 상기 유효구간을 벗어날 경우 ISI요인이 되어 시스템 성능을 저하시키기 때문에, 유효구간 내로 시간 응답이 들어와야만 한다.5 is a guard interval in which the time response of the channel is compared with the bandwidth of the frequency interpolation. As shown in the figure, the channel response moves in the time axis according to the FFT start timing of the
그리고, 주파수 응답의 대역폭은 가드 인터벌을 넘지 않는 선에서 그 가드 인터벌 보다는 좁게 설계하게 되는 데, 그 이유는 대역폭을 넓히게 되면 비교적 긴 고스트(시간적으로 긴 멀티-패스)에 대한 대응력이 높아지나, 그 대신 노이즈를 많이 포함하게 되어 등화블럭에서의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 열화시키게 된다. 따라서, 가드 인터벌 내에서 고정적으로 혹은 가변적으로 대역폭이 결정된다.In addition, the bandwidth of the frequency response is designed to be narrower than the guard interval at a line that does not exceed the guard interval because if the bandwidth is widened, the response to a relatively long ghost (time-wise multi-path) Instead, it contains a lot of noise, which degrades the SNR (Signal to Noise Ratio) in the equalized block. Therefore, the bandwidth is fixed or variable within the guard interval.
한편, FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)는 최적의 FFT 시작 포인트를 트래킹하기 위해 상기 등화부(206)의 시간 보간부(206a) 출력 파워를 최대화하는 포인트를 최적의 타이밍으로 결정하는 기준으로 사용한다. On the other hand, the FFT window
즉, 상기 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)는 상기 등화부(206)의 시간 보간부(206a) 출력에 의해 각 채널 응답의 파워를 계산한 후 가장 큰 파워를 갖는 인덱스 값을 타이밍 동기화부(211)로 출력하게 된다.That is, the FFT
이를 위해서, 상기 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)는 위상 로테이터(210a), 디지털 필터(210b), 파워 계산부(210c), 비교부(210d)로 구성되며, 상기 위상 로테이터(210a)는 시간 보간부(206a)의 채널 응답 파워를 계산하기 위해 최적 시간 트래킹을 위한 스위핑 시간 오프셋의 영향을 주파수 데이터로 얻게 된다. 즉, 도 7에서 필터 대역폭 내의 파워를 시간적인 오프셋에 대해 얻기 위해서는 채널의 시간 성분 응답을 시간축에서 스위핑하여야만 한다. 이는 주파수 축(F)에서의 변이(n)와 FFT사이즈(N)이라 할 때 주파수 축에서 본다면 와 같이 주파수 인덱스 값(k)에 따라 로테이션 양이 선형적으로 증가하는 위상 로테이션(phase rotation) 형태로 나타난다.The
상기 위상 로테이션(210a)의 출력은 디지털 필터(210b)로 입력되며, 디지털 필터(210b)는 주파수 보간부(206b)의 대역폭과 거의 같은 저차 필터로 구성되어 필터링하게 된다. 그리고, 디지털 필터(210b)의 출력은 파워 계산부(210c)로 입력되어 하나의 시간 오프셋 값(n)에 대해 주파수 인덱스 값(k)에 따른 값들이 출력되어 진다. 즉, 이므로 인덱스 값(k)에 대해 파워를 계산한다.The output of the
상기의 파워계산부(210c)의 출력이 비교부(210d)에 입력되면, 비교부(210d)는 기 세팅된 스위핑 범위에 대해 시간 오프셋 값을 변화시켜 파워를 계산한 후 가장 큰 파워값을 갖는 인덱스 값(n)을 최적 시간 오프셋으로 추정하여 이를 타이밍 동기화부(211)로 출력하게 된다.When the output of the
그러면, 타이밍 동기화부(211)는 상기 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)로 부터 입력되는 인덱스 값에 따라 상기 주파수 보정기(204)로 부터 입력되는 동상과 직교 성분의 시간적인 타이밍 동기화로 FFT처리부(205)로 출력하게 된다. 이는, 최대 파워를 갖는 인덱스를 이용하여 가장 많은 시간 응답을 유효한 대역폭 내에 두고 시간응답을 구하지 않고 적절한 기준으로 파워를 추정하게 된다.The
본 발명의 다른 실시예는 FFT윈도 타이밍 트래킹부(210)에서 최적의 FFT시작 포인트를 트래킹하기 위해 주파수 보간부(206b) 출력의 파워를 최대화하는 포인트를 최적의 타이밍으로 결정하는 기준으로 사용한다. 이는 실질적으로 채널응답이 사용되어지는 주파수 보간부(206b)의 출력을 피드백함으로 인하여 가장 정확한 값을 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 파워를 최대화하여 가장 많은 시간 응답을 유효한 대역폭 내에 두었다고 할 수 있기 때문에 적절한 기준이라 할 수 있다. 또한, IFFT를 통해 시간 보간을 직접 구하는 방식이 아니라 파워를 추정하기 때문에 주파수 성분에서 필요한 정보를 추출하기 위한 하드웨어를 구현할 수 있어 하드웨어가 간단해 진다.Another embodiment of the present invention uses a point that maximizes the power of the
따라서, 시간 성분에서의 파워 계산치나, 주파수 성분에서의 파워 계산치가 이론적으로 동일하므로 시간보간부(206a)의 출력 또는 주파수 보간부(206b)의 출력을 이용하여 파워를 최대한 이용하는 것이 가능하다.Therefore, since the power calculation value in the time component and the power calculation value in the frequency component are theoretically the same, it is possible to utilize the power of the output of the
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 DVB-T수신기의 FFT윈도 시간 트래킹을 수행함에 있어서 등화부의 출력 파워를 최대화하는 기준으로 함으로써, 간단한 하드웨어로 시스템을 구성하여 IFFT 블럭을 사용할 때 보다, FFT윈도 시간 트래킹에 필요한 정보를 추출하여 지속적인 트래킹이 가능하도록 하는 효과가 있다. As described above, when performing the FFT window time tracking of the DVB-T receiver according to the present invention, by using the reference for maximizing the output power of the equalizer, There is an effect that information necessary for time tracking can be extracted to enable continuous tracking.
또한, 모든 OFDM방식의 전송 시스템에 응용, 적용하여 보다 간단한 시스템으로 효율적인 트래킹을 하는 효과가 있다. In addition, the present invention can be applied to all OFDM transmission systems, resulting in efficient tracking with a simpler system.
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