KR100710294B1

KR100710294B1 - 채널 등화 장치

Info

Publication number: KR100710294B1
Application number: KR1020040118038A
Authority: KR
Inventors: 강경원; 김우찬; 최인환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2007-04-23
Also published as: KR20060078724A

Abstract

본 발명은 반송파 복원과 이득 제어를 포함하는 채널 등화 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 채널 등화 장치에 반송파/이득 루프를 더 포함하여 구성되며, 상기 반송파/이득 루프에서 잔류 반송파 위상 에러와 이득 에러를 추정한 후 이를 선형 등화기의 출력에서 보상하고, 또한 상기 선형 등화기의 탭 계수를 적응시키기 위해 생성한 에러 값에 상기 추정된 반송파 위상 에러와 이득 에러의 역수를 곱하여 상기 선형 등화기로 출력한다. 따라서 본 발명은 상기 잔류 반송파 위상 에러와 이득 에러가 보상된 신호를 가지고 결정을 내리기 때문에 결정 오류가 감소하고 이로 인해 채널 등화의 성능이 개선된다.

반송파 잔류 위상 에러, 결정 궤환, 잔류 이득 에러

Description

채널 등화 장치{Channel equalizer}

도 1은 종래의 예측 결정 궤환 등화 장치의 구성 블록도

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 채널 등화 장치의 구성 블록도

도 3은 도 2의 반송파/이득 루프의 상세 블록도

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 채널 등화 장치의 구성 블록도

도 5는 도 4의 반송파/이득 루프의 상세 블록도

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 채널 등화 장치의 구성 블록도

도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 채널 등화 장치의 구성 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

111 : 선형 등화기 112 : 잡음 제거부

113 : 결정부 114 : 에러 생성부

211,411 : 디-로테이션 곱셈기 212,412 : 반송파/이득 루프

213,413 : 역수부 214,414 : 리-로테이션 곱셈기

310,510 : 반송파 루프 311,511 : 위상 에러 검출기

312,512 : 위상 루프 필터 313,513 : NCO

320,520 : 이득 루프 321,521 : 이득 에러 검출기

322,522 : 이득 루프 필터 330 : 복소 곱셈기

340 : 다중화기

본 발명은 디지털 방송 수신기에서 반송파 복원과 이득 제어를 포함하는 채널 등화 장치에 관한 것이다.

통상, 디지털 통신 시스템에서는 송신단의 디지털 정보(음성, 데이타 혹은 영상)를 심볼로 매핑하고 각 심볼을 크기 혹은 위상에 비례하는 아날로그 신호로 변환시켜 전송 채널을 통해 수신단까지 전송하게 된다. 수신단에 도착한 신호는 다중 경로의 전송채널을 통과하면서 인접신호와의 간섭을 일으켜서 심하게 왜곡이 되어 있는 상태가 된다. 따라서 왜곡된 수신 신호로부터 원 신호를 복원해 내기 위해서는 채널에 의한 왜곡을 완화시켜주는 것이 필요하고, 이때 채널 등화기를 사용한다.

일반적으로 가장 많이 사용되는 채널 등화기로는 LMS 알고리즘을 이용한 결정 궤환 등화기(Decision Feedback Equalizer ; DFE)가 있다. 상기 DFE는 잡음 증가가 적고 무한 응답(Infinite Impulse Response ; IIR) 필터를 포함하기에 필터의 길이에 해당하는 시간 지연에 따른 신호 왜곡을 보상할 수 있다는 장점이 있는 반면, 잘못된 결정에 의한 불안정성이 단점이 된다.

그러한 단점을 보완하기 위한 것으로 선형 필터만을 가지는 예측 결정 궤환 등화기(predictive Decision Feedback Equalizer ; pDFE) 구조의 일 실시예가 도 1 에 도시되어 있다.

도 1을 보면, 선형 등화기(111)는 입력 신호 u(n)와 에러 신호 e(n)를 이용하여 적응 등화(adaptive equalization)를 수행함에 의해 채널에서 왜곡된 신호를 보상한다.

상기 선형 등화기(111)에서 채널 왜곡이 보상된 신호 x(n)는 잡음 제거부(112)로 입력된다.

이때 상기 선형 등화기(111)의 출력은 등화가 이루어진 원 신호와 등화 과정에서 백색 잡음이 증폭되어 유색 잡음화된 신호의 합으로 이루어진다. 따라서 상기 잡음 제거부(112)는 상기 유색 잡음을 추정하고 실제 유색 잡음에서 추정된 유색잡음을 빼 줌으로써, 등화 과정에서 증폭된 유색 잡음을 제거한다.

이를 위해 상기 잡음 제거부(112)는 크게 감산기(112-1)와 잡음 예측기(112-2)로 구성된다.

상기 감산기(112-1)는 선형 등화기(111)에서 출력되는 신호로부터 추정된 유색 잡음(colored noise)을 빼 등화 과정에서 증폭된 유색 잡음을 제거한다. 그리고 상기 잡음 예측기(112-2)는 상기 잡음 제거된 신호의 결정값으로부터 유색 잡음을 추정하여 상기 감산기(112-1)로 출력한다.

상기 잡음 제거부(112)에서 잡음이 제거된 신호는 채널 디코딩을 위해 출력됨과 동시에 결정부(113)에도 출력된다.

상기 결정부(113)는 잡음 제거부(112)의 출력과 가장 가까운 결정값을 잡음 예측기(112-2)와 에러 생성부(114)로 출력한다.

상기 에러 생성부(114)는 선형 등화기(111)의 출력과 결정부(113)의 출력과의 차를 구하여 상기 선형 등화기(111)에 에러 신호로서 출력한다.

이때 상기 선형 등화기(111)는 시간 영역에서 FIR 필터를 사용하여 구현할 수도 있고, 복잡도를 감소시키기 위해 FFT(Finite Fourier Transform)와 IFFT(Inverse Fourier Transform)을 사용하여 주파수 영역에서 구현할 수도 있다.

일반적으로 채널 등화를 수행하기 전에 복조부(demodulator)에서 반송파의 주파수 및 위상 복원를 수행하게 되는데, 충분히 보상되지 않은 잔류 반송파 위상 오차가 채널 등화기에 입력되면 채널등화의 성능을 저하시키게 된다. 마찬가지로 채널 등화 전에 복조부에서는 입력 신호를 적절한 크기로 유지해주는 자동 이득 제어(Automatic Gain Control)를 수행하게 되지만 역시 잔류 이득 오차가 발생하여 채널 등화의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 잔류 반송파 위상 오차 및 잔류 이득 오차는 채널 등화기가 보상하기 어렵기 때문에 반송파 복원 루프와 별도의 이득 제어를 수행하는 루프를 별도로 채널 등화기 내에 포함함으로써 채널 등화기 성능을 개선할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 채널 등화된 신호로부터 보상하는 채널 등화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식의 디지털 방송 수신기에서 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 채널 등 화된 신호로부터 보상하는 채널 등화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 VSB(Vestigial Side-Band) 방식의 디지털 방송 수신기에서 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 채널 등화된 신호로부터 보상하는 채널 등화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 이용하는 디지털 방송 수신기에서 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 채널 등화된 신호로부터 보상하는 채널 등화 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채널 등화 장치는, 선형 등화기와 반송파 루프, 그리고 위상 루프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 반송파 루프에서 잔류 반송파 위상 에러를 추정하고, 이를 선형 등화기 출력에서 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 이득 루프에서 잔류 이득 에러를 추정하고, 이를 선형 등화기 출력에서 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 선형 등화기의 탭 계수를 적응시키기 위해 생성한 에러 값에 상기 추정된 반송파 위상 에러를 보상하는 신호의 역수를 곱하여 상기 선형 등화기로 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 선형 등화기의 탭 계수를 적응시키기 위해 생성한 에러 값에 상기 이득 에러를 보상하는 신호의 역수를 곱하여 상기 선형 등화기로 출력하는 것을 특징으 로 한다.

상기 반송파 루프와 이득 루프는 잡음 제거부의 출력과 이를 결정한 값을 입력받아 결정 지향(decision-directed) 방식으로 잔류 반송파 위상 에러와 이득 에러를 추정하는 것을 특징으로 한다.

상기 반송파/이득 루프를 포함한 예측 결정 궤환 등화기 구조는 QAM 변조 방식의 디지털 방송 수신기와 VSB 변조 방식의 디지털 방송 수신기 모두에 적용 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 VSB 변조 방식의 디지털 방송 수신기에서는 선형 등화기의 입력을 복소수 입력으로 만들기 위해서 상기 선형 분리기 전단에 위상 분리기를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 반송파/이득 루프는 다중 안테나를 이용하는 예측 결정 궤환 등화기에도 같은 방식으로 적용 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

그리고 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로 채널 등화를 수행하기 전에 복조부(demodulator, 도시되지 않음)에서 반송파의 주파수 및 위상 복원을 수행하게 되는데, 충분히 보상되지 않은 잔류 반송파 위상 에러가 채널 등화기에 입력되면 채널 등화의 성능을 저하시키게 된다. 마찬가지로 채널 등화 전에 복조부에서는 입력 신호를 적절한 크기로 유지해주는 자동 이득 제어(Automatic Gain Control)를 수행하게 되지만 역시 잔류 이득 에러가 발생하여 채널 등화기에 입력되면 채널 등화의 성능을 저하시키게 된다.

이러한 잔류 반송파 위상 에러 및 잔류 이득 에러는 채널 등화기가 보상하기 어렵기 때문에 본 발명에서는 반송파 복원 루프와 별도의 이득 제어를 수행하는 루프를 채널 등화기 내에 포함함으로써, 채널 등화기 성능을 개선할 수 있다.

본 발명에서는 예측 결정 궤환 등화기(pDFE, predictive Decision Feedback Equalizer) 구조에서 반송파 루프와 이득 루프를 포함하는 시스템을 제안한다.

상기 시스템은 QAM 방식의 디지털 방송 수신기, VSB 방식의 디지털 방송 수신기, 다중 안테나를 이용하는 QAM 또는, VSB 방식의 디지털 방송 수신기 중 어느 하나가 될 수 있다. 본 발명에서는 각각의 경우를 제1 내지 제 4 실시예로 나누어 설명한다.

상기 QAM 방식은 In-Phase 성분과 Quadrature-Phase 성분을 모두 사용하여 정보를 전송하는 변조 방식이고, VSB 방식은 In-Phase 성분만을 사용하여 정보를 전송하는 방식이다.

따라서 QAM과 같은 변조 방식에서는 도 1의 모든 신호는 복소수(Complex) 신호가 되며, VSB와 같은 변조 방식에서는 모두 실수(Real) 신호이다.

제 1 실시예

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치의 구성 블록도이다.

상기 채널 등화 장치는 예측 결정 궤환 등화기를 이용하는 것을 실시예로 한다.

도 2를 보면, 상기된 도 1의 선형 등화기(111), 잡음 제거부(112), 결정부(113), 및 에러 생성부(114)에 디-로테이션(De-rotation) 곱셈기(211), 반송파/이득 루프(Carrier/Gain Loop)(212), 역수부(inverse)(213), 및 리-로테이션(Re-rotation) 곱셈기(214)가 추가된 구조이다.

상기 디-로테이션 곱셈기(211)는 선형 등화기(111)와 잡음 제거부(112) 사이에 구비되고, 상기 디-로테이션 곱셈기(211)의 출력은 에러 생성부(114)로 제공된다. 상기 반송파/게인 루프(212)는 잡음 제거부(112)의 출력과 결정부(113)의 출력을 입력받고, 반송파/게인 루프(212)의 출력은 디-로테이션 곱셈기(211)와 역수부(213)로 제공된다. 상기 리-로테이션 곱셈기(214)는 역수부(213)의 출력과 에러 생성부(114)의 출력을 입력받고, 상기 리-로테이션 곱셈기(214)의 출력은 선형 등화기(111)로 제공된다.

즉, 상기 선형 등화기(111)에서 채널 왜곡이 보상된 신호 x(n)는 디-로테이션 곱셈기(211)로 출력된다. 상기 디-로테이션 곱셈기(211)는 선형 등화기(111)의 출력 x(n)과 반송파/이득 루프(212)의 출력 gain*cos(φ),gain*sin(φ)을 복소곱하여 잡음 제거부(112)와 에러 생성부(114)로 출력한다.

상기 잡음 제거부(112)는 상기 디-로테이션 곱셈기(211)의 출력으로부터 유색 잡음을 추정하여 상기 디-로테이션 곱셈기(211)의 출력에 포함된 유색 잡음을 제거한 후 결정부(113)와 반송파/이득 루프(212)로 출력한다.

상기 반송파/이득 루프(212)는 잡음 제거부(112)의 출력 y(n)과 이를 결정한 결정부(113)의 결정값 d(n)을 입력받아 결정 지향(decision-directed) 방식으로 반송파 위상 에러 및 이득 에러 신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 추정한다. 즉 상기 반송파/이득 루프(212)는 상기 잡음 제거부(112)의 출력 y(n)과 결정부(113)의 출력 d(n)을 입력받아 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 추정하여 디-로테이션 곱셈기(211)와 역수부(213)로 출력한다.

한편 상기 역수부(213)에서는 반송파/이득 루프(212)의 출력신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)의 역수를 계산하여 리-로테이션 곱셈기(214)로 출력한다. 상기 리-로테이션 곱셈기(214)에서는 상기 역수부(213)의 출력 cos(φ)/gain, -sin(φ)/gain과 에러 생성부(114)의 출력 e(n)을 복소곱하여 선형 등화기(111)로 출력한다.

이때 도 2는 QAM 방식이므로 모든 신호는 복소수 신호이다.

도 3은 도 2의 반송파/이득 루프(212)의 상세 블록도를 나타낸 것으로서, 크게 반송파 루프(Carrier Loop)(310), 이득 루프(Gain Loop)(320), 상기 반송파 루프(310)의 출력 cos(φ), sin(φ)과 이득 루프(320)의 출력 gain을 복소곱하여 반송파 위상 에러 및 이득 에러를 보상하는 신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 출력하는 복소 곱셈기(330)로 구성된다. 상기 반송파 루프(310)는 위상 에러 검출기 (311), 위상 루프 필터(312), NCO(Numerically Controlled Oscillator)(313)로 구성된다. 상기 이득 루프(320)는 이득 에러 검출기(321), 및 이득 루프 필터(322)로 구성된다.

이때 상기 반송파 루프(310)의 위상 루프 필터(312)와 이득 루프(320)의 이득 루프 필터(322)는 통상적으로 비례부(proportional part)와 적분부(integral part)로 구성되는 1차 필터로 구성할 수 있다.

이와 같이 구성된 반송파/이득 루프에서 반송파 루프(310)의 위상 에러 검출기(311)는 잡음 제거부(112)의 출력 y(n)과 결정부(113)의 결정값 d(n)을 입력받아 위상 에러를 계산하여 위상 루프 필터(312)로 출력한다. 상기 위상 루프 필터(312)는 위상 에러를 비례적분 필터링하고, 그 결과 φ를 NCO(313)로 출력한다. 상기 NCO(313)는 필터링된 위상 에러 φ에 해당하는 정현파 cos(φ), sin(φ)를 생성하여 복소 곱셈기(330)로 출력한다.

마찬가지로 상기 이득 루프(320)의 이득 에러 검출기(321)에서는 잡음 제거부(112)의 출력 y(n)과 결정부(113)의 결정값 d(n)을 입력받아 이득 에러를 계산하고 이것을 이득 루프 필터(322)로 출력한다.

상기 이득 루프 필터(322)는 입력되는 이득 에러를 비례적분 필터링하여 복소 곱셈기(330)로 출력한다. 상기 이득 루프 필터(322)의 출력이 최종 이득 제어 신호 gain로 사용된다.

상기 복소 곱셈기(330)는 반송파 루프(310)의 NCO(313)의 출력 cos(φ), sin(φ)과 이득 루프(320)의 이득 루프 필터(322)의 출력 gain을 복소곱하여 반송 파 위상 에러 및 이득 에러를 보상하는 신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 디-로테이션 곱셈기(211)과 역수부(213)로 출력한다.

그리고 이득 루프(320)를 사용하지 않는 경우를 위해 이득 루프(320)와 복소 곱셈기(330) 사이에 다중화기(340)를 더 구비한다. 상기 다중화기(340)는 이득 루프 인에이블 신호(Gain Loop Enable)에 따라 상기 이득 루프(320)의 출력 또는 상수 1을 선택하여 상기 복소 곱셈기(330)에 최종 이득 제어 신호 gain로서 출력한다.

한편 VSB 변조 방식과 같은 SSB(Single Side-Band) 시스템에서는 in-phase 성분에만 정보를 실어 전송하기 때문에 quadrature-phase에는 유의미한 정보가 존재하지 않는다. 예를 들어, ATSC 8T-VSB 전송 시스템에서는 in-phase 성분에 8개의 이산(discrete) 신호 레벨(level)이 존재하는 반면에, quadrature-phase 성분으로는 연속적인 신호 레벨이 존재하는데 이 신호의 레벨 값은 일정한 관계에 의해 in-phase 성분으로 결정되는 값이다. 이러한 quadrature-phase 성분은 in-phase 성분을 디지털 필터링하여 생성할 수가 있다. 상기 quadrature-phase 성분을 생성하기 위해 사용되는 디지털 필터는 보통 힐버트 변환(Hilbert Transform) 필터이며, 상기 힐버트 변환 필터로 quadrature-phase 성분을 근사화(approximation)할 수 있다.

제 2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 VSB 방식과 같은 SSB의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치의 구성 블록도로서, 마찬가지로 채널 등화 장치는 예측 결정 궤환 등화기를 이용하는 것을 실시예로 한다.

도 4도 마찬가지로, 상기된 도 1의 선형 등화기(111), 잡음 제거부(112), 결정부(113), 및 에러 생성부(114)에 디-로테이션(De-rotation) 곱셈기(411), 반송파/이득 루프(Carrier/Gain Loop)(412), 역수부(inverse)(413), 및 리-로테이션(Re-rotation) 곱셈기(414)가 추가된 구조이다.

그런데 VSB 방식은 이산 신호 레벨이 in-phase 성분에만 존재하기 때문에 결정부(113)는 in-phase 성분만을 결정하고, 잡음 제거부(112)도 in-phase 성분만을 처리한다. 또한, 상기 결정부(113)에서 결정된 결정값이 in-phase 성분만 있기 때문에, 선형 등화기를 적응시키기 위해 에러 생성부(114)에서 생성하는 에러 신호도 in-phase 성분만을 포함한다.

그러나, 잔류 반송파 위상 에러를 추정하고 보상하기 위해서는 in-phase 성분뿐만 아니라 quadrature-phase 성분이 필요하기 때문에 상기 선형 등화기(111)는 복소수 입력을 받아서 채널 왜곡을 보상한 후, 채널 왜곡이 보상된 복소수 신호를 디-로테이션 곱셈기(411)로 출력한다.

이를 위해 상기 선형 등화기(111) 전단에 위상 분리기(phase splitter)를 더 구비하여 in-phase 성분으로부터 quadrature-phase 성분을 생성한다. 그리고 상기 선형 등화기(111)는 in-phase 성분과 quadrature-phase 성분을 모두 입력받아 적응 등화를 수행한다.

본 발명에서는 상기 위상 분리기의 일 실시예로 힐버트 변환 필터를 이용한다. 통상적으로 힐버트 변환 필터는 FIR 필터로 구현한다.

한편 상기 디-로테이션 곱셈기(411)는 선형 등화기(111)의 복소수 출력 x(n)과 반송파/이득 루프(412)의 출력 gain*cos(φ),gain*sin(φ)을 복소곱한다.

이때 상기 디-로테이션 곱셈기(411)의 출력 중 in-phase 성분은 잡음 제거부(112)와 에러 생성부(114)로 출력되고, quadrature-phase 성분은 반송파/이득 루프(412)로 출력된다.

상기 반송파/이득 루프(412)는 잡음 제거부(112)의 출력 y(n)과 이를 결정한 결정부(113)의 결정값 d(n), 그리고 디-로테이션 곱셈기(411)의 quadrature-phase 신호를 입력받아 결정 지향(decision-directed) 방식으로 반송파 위상 에러 및 이득 에러 신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 추정한다.

즉 상기 반송파/이득 루프(412)는 잡음 제거부(112)의 in-phase 출력 y(n)과 결정부(113)의 in-phase 출력 d(n) 그리고, 디-로테이션 곱셈기(411)의 quadrature-phase 신호를 입력받아 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러 gain*cos(φ), gain*sin(φ)를 추정하여 디-로테이션 곱셈기(411)와 역수부(413)로 출력한다.

한편 상기 역수부(413)에서는 반송파/이득 루프(412)의 출력신호 gain*cos(φ), gain*sin(φ)의 역수를 계산하여 리-로테이션 곱셈기(414)로 출력한다. 상기 리-로테이션 곱셈기(414)에서는 상기 역수부(413)의 출력 cos(φ)/gain, -sin(φ)/gain과 에러 생성부(114)의 in-phase 출력 e(n)을 복소곱하여 선형 등화기(111)로 출력한다.

도 5는 상기 반송파/이득 루프(412)의 상세 블록도로서, 기본적인 구조는 도 3의 QAM 시스템의 반송파/이득 루프의 동일하다.

도 3의 QAM 시스템의 반송파/이득 루프와의 차이점은 반송파 루프(510)의 위상 에러 검출기(511)와 이득 루프(520)의 이득 에러 검출기(521)에서 잡음 제거부(112)의 in-phase 출력 y(n)과 결정부(113)의 in-phase 결정값 d(n) 그리고 상기 디-로테이션 곱셈기(411)의 quadrature-phase 출력을 입력받아 각각 위상 에러와 이득 에러를 추정한다는 것이다.

제 3 실시예

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 안테나를 이용하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치의 구성 블록도로서, 채널 등화 장치는 예측 결정 궤환 등화기를 이용하는 것을 실시예로 한다.

도 6에서 알 수 있듯이 N개의 안테나로 수신된 QAM 방식의 디지털 방송 신호가 자동 이득 제어(AGC), 반송파 복구, 심볼 클럭 복구 등의 복조 과정을 거쳐 각각 등화부(610) 내 N개의 선형 등화기(611~61N)에 입력된다. 즉 상기 선형 등화기는 안테나 개수만큼 구비된다.

상기 등화부(610)는 안테나의 개수(N)만큼 구비되는 N개의 선형 등화기(611~61N)와, 상기 N개의 선형 등화기의 결과를 모두 더하여 출력하는 가산기로 구성된다.

상기 등화부(610)를 제외한 나머지 구성은 상기된 도 2의 QAM 방식의 채널 등화 장치와 같은 구조이므로, 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이때 상기 등화부(610) 내 각각의 선형 등화기(611~61N)는 모두 동일한 에러 값 e(n)을 입력받아 탭 계수를 적응시킨다. 각 선형 등화기(611~61N)의 출력들은 가산기에서 모두 합해져서 디-로테이션 곱셈기(211)로 출력된다.

상기 디-로테이션 곱셈기(211)는 다중 안테나를 이용한 선형 등화기들의 합성 신호를 입력받아 반송파/이득 루프(212)의 출력 gain*cos(φ),gain*sin(φ)과 복소곱하여 잡음 제거부(112)와 에러 생성부(114)로 출력한다.

제 4 실시예

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 안테나를 이용하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치의 구성 블록도로서, 채널 등화 장치는 예측 결정 궤환 등화기를 이용하는 것을 실시예로 한다.

도 7에서도 상기 도 6과 마찬가지로 N개의 안테나로 수신된 VSB 방식의 디지털 방송 신호가 자동 이득 제어(AGC), 반송파 복구, 심볼 클럭 복구 등의 복조 과정을 거쳐 각각 등화부(610) 내 N개의 선형 등화기(611~61N)에 입력된다. 즉 상기 선형 등화기는 안테나 개수만큼 구비된다.

상기 등화부(610)는 안테나의 개수(N)만큼 구비되는 N개의 선형 등화기(611~61N)와, 상기 N개의 선형 등화기(611~61N)의 결과를 모두 더하여 출력하는 가산기로 구성된다.

상기 등화부(610)를 제외한 나머지 구성은 상기된 도 4의 VSB 방식의 채널 등화 장치와 같은 구조이므로, 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이때 상기 등화부(610) 내 각각의 선형 등화기(611~61N)는 각 선형 등화기 전단에 구비되는 위상 분리기를 통해 in-phase 성분과 quadrature-phase 성분을 모두 입력받는다. 이에 반해, 에러 값 e(n)은 에러 생성부(114)에서 모두 동일하게 입력받는다. 각 선형 등화기는 각 위상 분리기에서 출력되는 in-phase 성분과 quadrature-phase 성분의 신호에 상기 에러 값 e(n)을 적응시켜 채널에서 왜곡된 신호를 보상한다.

각 선형 등화기(611~61N)의 출력은 가산기에서 모두 합해져서 디-로테이션 곱셈기(411)로 출력된다.

상기 디-로테이션 곱셈기(411)는 다중 안테나를 이용한 선형 등화기들의 합성 신호를 입력받아 반송파/이득 루프(412)의 출력 gain*cos(φ),gain*sin(φ)과 복소곱한다. 이때 상기 디-로테이션 곱셈기(411)의 출력 중 in-phase 성분은 잡음 제거부(112)와 에러 생성부(114)로 출력되고, quadrature-phase 성분은 반송파/이득 루프(412)로 출력된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 채널 등화 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 복조부에서 충분히 제거되지 않은 잔류 반송파 위상 에러를 추정할 수 있으며 채널 등화기의 출력에서 이를 보상할 수 있다.

둘째, 상기 잔류 반송파 위상 에러가 보상된 신호를 가지고 결정부에서 결정을 내리기 때문에 결정 오류가 감소하고 이로 인해 채널 등화의 성능이 개선된다.

셋째, 복조부에서 충분히 제거되지 않은 잔류 이득 에러를 추정할 수 있으며 채널 등화기의 출력에서 이를 보상할 수 있다.

넷째, 상기 잔류 이득 에러가 보상된 신호를 가지고 결정기에서 결정을 내리기 때문에 결정 오류가 감소하고 이로 인해 채널 등화의 성능이 개선된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

채널을 통과한 QAM 방식의 디지털 방송 신호에 에러 값을 적응시켜 채널 왜곡을 보상하는 등화기;

상기 등화기의 출력과 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 추정된 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 보상하는 신호를 복소곱하여 출력하는 제1 보상부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 In-Phase 성분과 Quadrature-Phase 성분의 신호와 가장 가까운 결정값을 출력하는 결정부;

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값을 입력받아 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 이를 보상하는 신호를 상기 제1 보상부로 출력하는 반송파/이득 루프; 및

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값과의 차로 에러 값을 구하고, 상기 에러 값에 상기 반송파/이득 루프에서 출력한 신호의 역수를 복소곱하여 상기 등화기로 출력하는 제2 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반송파/이득 루프는

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값을 입력받아 위상 에러를 추정하고 루프 필터링한 후 그 결과에 해당하는 정현파를 생성하여 출력하는 반송파 루프;

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값을 입력받아 이득 에러를 추정하고 루프 필터링하여 출력하는 이득 루프; 및

상기 반송파 루프에서 출력되는 정현파와 이득 루프에서 출력되는 이득 보상 신호를 복소곱하여 잔류 반송파 위상 에러와 이득 에러를 보상하는 신호를 출력하는 복소 곱셈기로 구성되는 것을 특징으로 하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 반송파 루프는 비례부와 적분부로 구성되는 1차 루프 필터를 이용하여 추정된 위상 에러를 필터링하는 것을 특징으로 하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 이득 루프는 비례부와 적분부로 구성되는 1차 루프 필터를 이용하여 추정된 이득 에러를 필터링하는 것을 특징으로 하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
채널을 통과한 VSB 방식의 in-phase 성분의 디지털 방송 신호로부터 quadrature-phase 성분의 디지털 방송 신호를 생성하여 복소수 신호로 출력하는 위상 분리기;

상기 위상 분리기에서 출력되는 복소수 신호에 에러 값을 적응시켜 채널 왜곡을 보상하는 등화기;

상기 등화기의 출력과 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 추정된 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 보상하는 신호를 복소곱하여 출력하는 제1 보상부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 in-phase 성분의 신호와 가장 가까운 결정값을 출력하는 결정부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 복소수 출력과 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값을 입력받아 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 이를 보상하는 신호를 상기 제1 보상부로 출력하는 반송파/이득 루프; 및

상기 제1 보상부의 in-phase 성분의 출력과 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값과의 차로 에러 값을 구하고, 상기 에러 값에 상기 반송파/이득 루프에서 출력한 신호의 역수를 복소곱하여 상기 등화기로 출력하는 제2 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 반송파/이득 루프는

상기 제1 보상부에서 출력되는 복소수 출력과 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값을 입력받아 결정 지향 방식으로 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 반송파 위상 에러 및 이득 에러 신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 반송파/이득 루프는

상기 제1 보상부에서 출력되는 quadrature-phase 성분의 신호와 잡음이 제거된 in-phase 성분의 신호, 그리고 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값을 입력받아 위상 에러를 추정하고 루프 필터링한 후 그 결과에 해당하는 정현파를 생성하여 출력하는 반송파 루프;

상기 제1 보상부에서 출력되는 quadrature-phase 성분의 신호와 잡음이 제거된 in-phase 성분의 신호, 그리고 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값을 입력받아 이득 에러를 추정하고 루프 필터링하여 출력하는 이득 루프; 및

상기 반송파 루프에서 출력되는 정현파와 이득 루프에서 출력되는 이득 보상 신호를 복소곱하여 잔류 반송파 위상 에러와 이득 에러를 보상하는 신호를 출력하는 복소 곱셈기로 구성되는 것을 특징으로 하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
채널을 통과한 디지털 방송 신호를 수신하기 위해 다수개의 안테나를 사용하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치에 있어서,

상기 안테나의 수만큼 등화기가 구비되며, 해당 안테나를 통해 수신된 신호에 에러 값을 적응시켜 채널 왜곡을 보상하는 각 등화기의 출력들을 모두 더하여 출력하는 등화부;

상기 등화부의 출력과 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 추정된 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 보상하는 신호를 복소곱하여 출력하는 제1 보상부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 신호와 가장 가까운 결정값을 출력하는 결정부;

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값을 입력받아 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 이를 보상하는 신호를 상기 제1 보상부로 출력하는 반송파/이득 루프; 및

상기 제1 보상부의 출력과 상기 결정부의 결정값과의 차로 에러 값을 구하고, 상기 에러 값에 상기 반송파/이득 루프에서 출력한 신호의 역수를 복소곱하여 상기 등화부 내 각 등화기에 동시에 출력하는 제2 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 QAM 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
채널을 통과한 디지털 방송 신호를 수신하기 위해 다수개의 안테나를 사용하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치에 있어서,

상기 안테나의 수만큼 등화기가 구비되며, 해당 안테나를 통해 수신된 in-phase 성분의 신호로부터 quadrature-phase 성분의 신호를 생성하고, 이 복소수 신호에 에러 값을 적응시켜 채널 왜곡을 보상하는 각 등화기의 출력들을 모두 더하여 출력하는 등화부;

상기 등화부의 출력과 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 추정된 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 보상하는 신호를 복소곱하여 출력하는 제1 보상부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 in-phase 성분의 신호와 가장 가까운 결정값을 출력하는 결정부;

상기 제1 보상부에서 출력되는 복소수 출력과 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값을 입력받아 상기 디지털 방송 신호의 반송파로부터 잔류 반송파 위상 에러와 잔류 이득 에러를 추정하여 이를 보상하는 신호를 상기 제1 보상부로 출력하는 반송파/이득 루프; 및

상기 제1 보상부의 in-phase 성분의 출력과 상기 결정부의 in-phase 성분의 결정값과의 차로 에러 값을 구하고, 상기 에러 값에 상기 반송파/이득 루프에서 출력한 신호의 역수를 복소곱하여 상기 등화부 내 각 등화기에 동시에 출력하는 제2 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VSB 방식의 디지털 방송 수신기에서의 채널 등화 장치.
제1항, 제5항, 제8항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 보상부와 결정부 사이에는 상기 제1 보상부의 출력으로부터 등화시 증폭된 잡음을 예측하여 상기 제1 보상부에서 출력되는 신호에 포함되어 있는 증폭 잡음을 제거하는 잡음 제거부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 채널 등화 장치.