KR100747542B1 - 반송파 복구 장치 및 디지털 방송 수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 VSB 수신 시스템의 반송파 복구 장치에 관한 것으로서, 특히 피드백되어 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 추출하여 반송파 복구에 이용함으로써 파일롯 신호를 이용하지 않고도 반송파 복구를 정확하게 수행할 수 있다.
VSB 전송 방식, 파일롯 신호, 측대역 분리, 옵셋 보정

Description

반송파 복구 장치 및 디지털 방송 수신 장치{CARRIER RECOVERING DEVICE AND DIGITAL BROADCAST RECEIVING APPARATUS}
도 1은 종래 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도
도 2는 종래의 디지털 방송 수신 장치의 구성 중 반송파복구부의 구조를 더욱 구체적으로 도시한 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 복구 장치의 구성을 나타내는 개념도
도 4는 도 3의 반송파 복구 장치로 입력되는 신호의 처리 흐름을 나타내는 개념도
도 5는 도 3의 반송파 복구 장치의 구성 중 에러정보추출부의 구성을 나타내는 개념도
도 6은 도 5의 에러정보추출부의 구성 중 측대역분리부의 구성을 나타낸 개념도
도 7은 도 5의 에러정보추출부의 구성 중 톤생성부의 구성을 나타낸 개념도
도 8은 도 5의 에러정보추출부의 구성 중 제1, 제2 하향변환부의 구성을 나타낸 개념도
도 9는 도 3의 반송파 복구 장치의 구성 중 에러검출부의 동작원리를 보이는 개념도
도 10은 도 5에 따른 에러정보추출부의 각 구성요소별 주파수 응답을 나타내는 도면
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도
본 발명은 VSB 방식을 사용하는 디지털 TV 수신기에 관한 것으로, 특히 반송파를 복구하기 위한 복구 장치에 관한 것이다.
Grand Alliance가 제안하고 SDTV/ HDTV 지상파 전송규격으로 미국 등에서 채택된 ATSC A/ 53 디지털 텔레비전 규격은 19.4MHz 속도의 payload 데이터를 6MHz의 채널에 8-VSB(8 level Vestigial Side Band)로 변조하여 전송하는 것을 근간으로 한다. 이 규격에 의하면 데이터는 데이터 필드의 배열로 구성되어 있으며, 각 필드는 313 세그먼트로 구성된다. 313 세그먼트는 다시 한 개의 2 레벨 필드 싱크(Field Sync) 세그먼트와 312 개의 데이터 세그먼트로 구성된다. 각 데이터 세그먼 트의 처음 4 심벌은 2 레벨 데이터 세그먼트 싱크(Data Segment Sync) 패턴으로 구성된다. 이때 작은 파일럿 신호가 수신단에서 반송파 복구를 용이하게 하기 위하여 첨가된다.
도 1은 종래 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 종래 디지털 방송 수신 장치는 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 중간대역주파수신호(Intermediate Frequency, 이하 IF 신호라 한다)로 변환시키는 튜너(101), 상기 튜너(101)에서 출력하는 IF 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환기(102)(이하 A/D 변환기라 한다), 상기 A/D 변환기(102)로부터 출력된 디지털 신호를 동상 성분의 신호(In-phase, 이하 I 신호라 한다)와 상기 동상 신호와 직교성분 신호(Quadrature-phase, 이하 Q 신호라 한다)로 분리시키는 위상분리기(103), 상기 IF 주파수의 복소 신호를 주파수 변환을 통하여 기저대역 신호로 복구하는 반송파 복구부(104), 상기의 기저대역 신호를 전송단의 클럭과 수신단의 클럭을 동기화시켜 다시 샘플링을 하는 리샘플러(105)를 포함하여 구성된다. 이렇게 해서 출력되는 신호는 수신부 정합필터를 통과한 후 DC 제거기에서 파일럿 신호를 제거후 등화부에서 전송채널에 의하여 발생된 Inter Symbol Interference(ISI)를 제거하는 하여 출력된다.
도 2는 종래의 디지털 방송 수신 장치의 구성 중 반송파복구부의 구조를 더욱 구체적으로 도시한 개념도이다. 도 2의 수신 장치는 파일럿 신호를 이용하여 주파수 획득과 추적을 동시에 수행하는 이미 잘 알려진 방법인 FPLL(Frequency and Phase Locked Loop)을 도시하였다. 도 2를 참조하면, 위상분리기를 통과한 통과대 역 복소신호의 파일럿 주파수(fp)에 추정된 파일럿 주파수(fp,est)의 복소 공액(complex conjugate)을 곱하면, 파일럿 신호는 DC로부터 주파수 옵셋 (Δfp = fp - fp,est) 만큼 벗어난 위치에 존재하게 된다. 주파수 옵셋을 안고 있는 파일럿 신호로부터 데이터 패턴지터에 의한 영향을 줄이기 위해서 기저대역필터(LPF)를 통과시킨 후 잘 알려진 방법인 FPED에 의해서 반송파 주파수 에러와 위상에러를 추출하게 된다. FPED는 Delay를 조절하여 풀-인(pull-in) 범위를 조절할 수 있다.
상기와 같은 종래의 반송파 복구부는 반송파 복구가 파일럿 신호의 주파수와 위상만 전적으로 의존하기 때문에 주파수 선택적인 채널(frequency selective channel)에서 심볼 간의 간섭등에 의하여 파일럿 위치에 해당하는 주파수가 심하게 감쇄할 경우 반송파 복구가 불가능하게 된다. 또한, 채널의 일관성 대역(coherence bandwidth)이 신호대역에 비해서 매우 좁은 경우 감쇄되지 않은 하단 측대역 신호들은 패턴지터로 작용하여 전체적으로 수신기의 성능 열하를 가져오게 된다.
그러므로 파일럿 신호를 기준 신호로 사용하여 동기를 수행하는 알고리즘에서는 파일럿 신호가 채널 환경에 의해 심한 왜곡을 받는 경우 반송파 복구를 할 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 보완하여 파일럿 신호가 제거되거나 훼손된 경우에도 VSB 신호로부터 반송파 주파수 옵셋을 추정하여 반송파를 복구하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 파일럿 신호가 왜곡된 채널 환경에서도 반송파를 복 구할 수 있는 반송파 복구 장치를 구비한 디지털 방송 수신 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 VSB 수신 시스템에서의 반송파 복구 장치는 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 분리된 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부; 상기 출력된 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부; 및 상기 검출된 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하는 필터 및 발진기; 상기 생성된 복소 반송파를 복소공액으로 통과 대역 I/Q 신호에 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에러정보추출부는 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 입력받아 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 출력하는 측대역 분리부, 상기 측대역 분리부에서 출력하는 상단 측대역의 톤을 생성하는 제1 톤생성부, 상기 측대역 분리부에서 출력하는 하단 측대역의 톤을 생성하는 제2 톤생성부, 상기 제1 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제1 하향 변환부, 상기 제2 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제2 하향 변환부 및 상기 제1, 제2 하향 변환부에서 출력하는 기저대역의 톤을 복소합하여 에러 정보를 출력하는 정보조합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 장치는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너, 상기 튜너에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기, 상기 A / D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기, 상기 위상분리기에서 출력하는 통과대역 I/Q 신호와 미리 설정된 소정의 신호를 복소공액으로 복소곱하여 소정의 옵셋을 갖는 기저대역 신호를 출력하는 믹서, 상기 믹서에서 출력하는 기저대역 신호를 입력받아 일정한 주파수로 다시 샘플링하여 출력하는 리샘플러 및 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하고여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 리샘플러에서 입력받은 샘플링된 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하여 출력하고, 이를 다시 입력단으로 피드백시키는 반송파 복구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 디지털 방송 수신 장치는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너, 상기 튜너에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기, 상기 A / D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기, 리샘플링되어 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 출력하는 반송파 복구부 및 상기 반송파 복구부에서 출력하는 I/Q 신호를 일정한 주파수로 다시 샘플링하고 이를 반송파 복구부로 피드백시키는 리샘플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디지털화된 특정 채널의 통과 대역 I/Q신호를 반송파 복구을 통해 기저대역 신호로 변환하는 반송파 복구 방법에 있어서, 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 추출하는 에러정보추출단계; 상기 추출된 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 단계; 상기 검출된 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 복소 반송파를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 복소 반송파를 입력받아 상기 통과 대역 I/Q 신호의 에러를 보정하여 기저대역으로 출력하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 복구 장치의 구성을 나타내는 개념도를 나타낸다. 도 3에 따른 반송파 복구 장치는 I/Q 신호와 상기 I/Q신호의 오차에 비례하는 기준 복소 반송파를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기(301), 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송 파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부(303), 상기 에러정보추출부(303)에서 출력하는 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부(305), 상기 에러검출부(305)에서 출력하는 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 복소곱셈기로 출력하는 필터(307) 및 발진기(309)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 반송파 복구 장치를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
상기 복소곱셈기(301)는 디지털화된 특정 채널의 I/Q신호를 입력받아 I/Q 신호와 상기 I/Q신호의 오차에 비례하는 기준 복소 반송파를 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력한다. 도 4는 상기 도 3의 반송파 복구 장치로 입력되는 신호의 처리 흐름을 나타내는 개념도이다. 도 4에 도시된 것처럼 상기 복소곱셈기(301)로 입력되는 신호는 튜너(310), A/D 변환기(320) 및 위상분리기(330)를 거쳐서 출력되는 디지털화된 복소 신호와 NCO(350)를 통해 고정주파수인 미리 설정된 파일럿 주파수 fp,o의 복소신호로 출력한 신호를 복소공액으로 곱함으로써 반송파 주파수 옵셋 Δfp(= fp - fp,o)의 위치에 파일럿 신호를 위치시킨다. 상기와 같이 Δfp의 반송파 옵셋을 가지고 기저대역으로 천이된 신호를 이용하여 리샘플러(360)에서는 심벌 타이밍 복구를 통해 심벌주파수 fs의 두배인 2fs로 샘플링된 신호를 출력한다. 이와 같이 처리된 신호는 도 3에 따른 본 발명에 의한 반송파 복구 장치의 복소곱셈기(301)에서 추정된 주파수 옵셋 Δfp,est의 복소공액을 곱하고, 복소 곱셈기의 출력으로부터 다시 추정 에러를 구하여 추정 치를 갱신함으로써 반송파 주파수 및 위상 옵셋을 추적하여 보정한다.
상기 에러정보추출부(303)는 상기 복소곱셈기(301)에서 출력하는 기저대역 I/Q 신호를 입력받아 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 추출하여 출력한다.
도 5는 상기 에러정보추출부(303)의 구성을 나타내는 개념도이고, 도 6은 상기 에러정보추출부(303)의 구성 중 측대역분리부의 구성을 나타낸 개념도이고, 도 7은 상기 에러정보추출부(303)의 구성 중 톤생성부의 구성을 나타낸 개념도이며, 도 8은 상기 에러정보추출부(303)의 구성 중 제1, 제2 하향변환부의 구성을 나타낸 개념도이며, 도 10은 도 5에 따른 에러정보추출부(303)의 각 구성요소별 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 에러정보추출부(303)는 측대역분리부(401), 제1, 제2 톤생성부(403, 404), 제1, 제2 하향변환부(405, 406) 및 정보조합부(407)를 포함하여 구성된다. 상기 복소곱셈기(301)에서 출력된 신호는 신호 스펙트럼의 양측단을 분리하는 측대역분리부(401)로 입력된다. 측대역분리부(401)는 도 6과 같이 위상 지연기(501)와 대역통과필터(503, 504)로 구성되어 입력되는 복소신호를 두 경로로 나누어 그 측대역을 출력한다. 즉, Δfp의 옵셋을 갖는 도 10의 (a)와 같은 신호가 입력되면 도 6과 같이 하나의 신호는 그대로 제1 필터(503)로 출력되고, 하나의 신호는 위상 지연기(501)를 통해서 -j1/2fs만큼 지연되어 출력되어 도 10의 (b)와 같은 스펙트럼을 나타낸다. 상기 나누어진 신호를 대역통과 필터(503, 504)를 통해 측대역 분리를 한다. 즉, 제1 필터(503)는 1/2fs 인근의 대역만을 통과시키고, 제2 필터(504)는 -1/2fs 인근의 대역만을 통과시켜 도 10의 (c)와 같은 출력을 한다. 측대역분리부(401)에서 분리된 측대역 중 상단 측대역은 제1 톤생성부(403)로 입력되어 톤을 생성하고 하단 측대역은 제2 톤생성부(404)로 입력되어 톤을 생성한다. 도 7은 톤생성부(403, 404)의 구조를 나타내는 도면으로 상기 톤생성부(403, 404)는 도 7과 같은 복소자승기를 통해 도 10의 (d)와 같은 주파수응답특성을 갖는 톤을 생성하게 된다. 이때 도 10의 (a)의 신호는 Δfp의 옵셋을 포함하고 있으므로 상기 측대역으로 분리된 신호도 Δfp의 옵셋을 포함하고 있다. 따라서 제1 톤생성부(403)에서 복소자승기를 통과한 상단 측대역은 엄격하게 말해서 fs+2Δfp에 위치하여 톤을 생성하고, 제2 톤생성부(404)를 통과한 하단 측대역은 엄격히 말하면 -fs+2Δfp에 위치하여 톤이 생성된다. 톤생성부에서 생성된 톤으로부터 주파수 옵셋을 반영하는 에러를 추출하기 위해서 생성된 톤을 하향 변환(down conversion)한다. 즉, 제1 톤생성부(403)에서 출력하는 신호는 도 8의 (a)와 같은 구조를 갖는 제1 하향 변환부(405)에서 주파수가 -fs만큼 이동하여 출력되며, 제2 톤생성부(404)에서 출력하는 신호는 도 8의 (b)의 구조를 갖는 제2 하향 변환부(406)에서 주파수가 fs만큼 이동하여 출력되어 도 10의 (e)와 같은 주파수 응답특성을 갖는 톤을 출력한다. 이와 같은 하향 변환부(405, 406)의 출력신호는 실제 반송파 주파수 및 위상 옵셋의 두배에 해당하는 2Δfp(미도시)의 정보를 담고 있다. 정보조합부(407)에서는 상기 제1, 제2 하향 변환부(405, 406)에서 출력하는 기저대역의 톤을 복소합하여 에러 정보를 에러 검출부(305)로 출력한다. 상기 정보조합부(407)에서는 이득제어 및 그 조합은 충분한 실험을 통하여 이루어져야 한다. 상술한 동작 원리를 통해 상기 에러정보추출부(303)는 2Δfp의 에러정보를 갖는 신호를 에러검출부(305)로 출력한다.
상기 에러검출부(305)는 상기 에러정보추출부(303)에서 출력하는 신호를 입력하여 입력신호의 주파수 추적과 에러검출을 한다. 도 9는 에러검출부(305)의 동작원리를 보이는 개념도며, 이는 종래 파일럿 신호를 이용하여 주파수 획득과 추적을 동시에 수행하는 이미 잘 알려진 방법인 FPLL(Frequency and Phase Locked Loop)과 동일한 동작원리를 갖는다. 따라서 구체적인 동작원리에 대해서는 설명을 생략한다.
상기 필터(307) 및 발진기(309)는 상기 에러검출부(305)에서 출력하는 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 출력한다. 특히, 본 발명의 반송파 복구 장치에는 복소 반송파를 생성하는 발진기로 NCO(Numerically Controlled Oscillator)가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 NCO(309)에서 출력하는 기준 복소 반송파는 복소공액으로 상기 복소곱셈기(301)로 출력되어 에러를 보정한다. 즉, 처음에 추정된 주파수 옵셋 Δfp,est은 상기 NCO(309)에서 출력하는 기준 복소 반송파로 갱신되며, 이러한 피드백이 계속됨으로 해서 점차 반송파의 주파수 옵셋 및 위상 옵셋은 보정된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 11을 참조하면 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 장치는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너(130), 상기 튜너(130)에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(131), 상기 A / D 변환기 (131)에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기(132), 상기 위상분리기(132)에서 출력하는 통과대역 I/Q 신호와 미리 설정된 소정의 신호를 복소공액으로 복소곱하여 소정의 옵셋을 갖는 기저대역 신호를 출력하는 믹서(133), 상기 믹서(133)에서 출력하는 기저대역 신호를 입력받아 일정한 주파수로 다시 샘플링하여 출력하는 리샘플러(134) 및 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하고, 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 리샘플러에서 입력받은 통과대역 I/Q 신호와 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 입력단으로 피드백시키는 반송파 복구부(1300)를 포함하여 구성된다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예의 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 12를 참조하면, 본 발명에 의한 디지털 방송 수신 장치는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너(120), 상기 튜너(120)에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(121), 상기 A / D 변환기(121)에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기(122), 리샘플링되어 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 출력하는 반송파 복구부(1200) 및 상기 반송파 복구부(1200)에서 출력 하는 I/Q 신호를 일정한 주파수로 다시 샘플링하고 이를 반송파 복구부(1200)로 피드백시키는 리샘플러(124)를 포함하여 구성된다.
상기의 반송파 복구부(1200)는 상기 I/Q 신호와 상기 I/Q신호의 오차에 비례하는 기준 복소 반송파를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기(123), 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부(125), 상기 에러정보추출부(125)에서 출력하는 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부(126) 및 상기 에러검출부(126)에서 출력하는 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 복소곱셈기(123)로 출력하는 필터(129) 및 발진기(127)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 리샘플러(124)가 상기 복소곱셈기(123) 후단으로 오는 경우, 상기 필터(127) 후단에서 미리 설정된 파일럿 주파수 fp,o에 에러를 부가한 주파수 신호를 NCO(129)를 통해 기준 복소 반송파로 출력된다. 상기 복소곱셈기(123)는 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기(122)에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱을 하여 오차가 보정된 기저대역신호를 출력한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 장치는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너(110), 상기 튜너(110)에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(111), 상기 A / D 변환 기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기(112), 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하고, 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 위상분리기(112)에서 출력하는 I/Q 신호와 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 입력단으로 피드백시키는 반송파 복구부(1100) 및 상기 반송파 복구부(1100)에서 출력하는 I/Q 신호를 일정한 주파수로 샘플링하여 출력하는 리샘플러(119)를 포함하여 구성된다.
상기 반송파 복구부(1100)는 상기 I/Q 신호와 상기 I/Q신호의 오차에 비례하는 기준 복소 반송파를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기(113), 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부(114), 상기 에러정보추출부(114)에서 출력하는 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부(115) 및 상기 에러검출부(115)에서 출력하는 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 복소곱셈기(113)로 출력하는 필터(118) 및 발진기(117)를 포함하여 구성된다.
상기 필터(116) 후단에서 미리 설정된 파일럿 주파수 fp,o에 에러를 부가한 주파수 신호를 NCO(118)를 통해 기준 복소 반송파로 출력된다. 상기 복소곱셈기(113)는 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기(112)에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱을 하여 오차가 보정된 기저대역신호를 출력한다.
상술한 것과 같은 본 발명에 따른 VSB 수신 시스템에서의 반송파 복구 장치 및 반송파 복구부를 구비한 디지털 방송 수신 장치에 의하면, 파일럿 신호를 이용하지 않고서도 반송파 복구를 정확하게 수행할 수 있으므로, 파일럿 신호가 심하게 감쇄되는 상황에서도 반송파 복구가 가능하여 주파수 선택적인 채널환경에서 수신기의 수신 성능 향상에 기여할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 분리된 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부;
    상기 출력된 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부; 및
    상기 검출된 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하는 필터 및 발진기;
    상기 생성된 복소 반송파를 복소공액으로 통과 대역 I/Q 신호에 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반송파 복구 장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 에러정보추출부는,
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 입력받아 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 출력하는 측 대역 분리부;
    상기 측대역 분리부에서 출력하는 상단 측대역의 톤을 생성하는 제1 톤생성부;
    상기 측대역 분리부에서 출력하는 하단 측대역의 톤을 생성하는 제2 톤생성부;
    상기 제1 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제1 하향 변환부;
    상기 제2 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제2 하향 변환부; 및
    상기 제1, 제2 하향 변환부에서 출력하는 기저대역의 톤을 복소합하여 에러 정보를 출력하는 정보조합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반송파 복구 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에러정보추출부는 상기 복소곱셈기 후단에서 출력하는 I/Q 신호를 그대로 입력되거나 리샘플링되어 입력되는 것을 특징으로 하는 반송파 복구 장치.
  4. 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너;
    상기 튜너에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기;
    상기 A / D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기;
    상기 위상분리기에서 출력하는 통과대역 I/Q 신호와 미리 설정된 소정의 신호를 복소공액으로 복소곱하여 소정의 옵셋을 갖는 기저대역 신호를 출력하는 믹 서;
    상기 믹서에서 출력하는 기저대역 신호를 입력받아 일정한 주파수로 다시 샘플링하여 출력하는 리샘플러; 및
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하고여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 리샘플러에서 입력받은 샘플링된 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하여 출력하고, 이를 다시 입력단으로 피드백시키는 반송파 복구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  5. 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너;
    상기 튜너에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기;
    상기 A / D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기;
    리샘플링되어 입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 출력하는 반송파 복구부; 및
    상기 반송파 복구부에서 출력하는 I/Q 신호를 일정한 주파수로 다시 샘플링 하고 이를 반송파 복구부로 피드백시키는 리샘플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 디지털 방송 수신 장치.
  6. 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 출력하는 튜너;
    상기 튜너에서 튜닝된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기;
    상기 A / D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 동상(I)과 직교(Q) 성분으로 분리하는 위상분리기;
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 각각의 톤을 생성하고, 상기 톤으로부터 반송파 에러를 검출하여 상기 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하고, 상기 기준 복소 반송파와 상기 위상분리기에서 출력하는 I/Q 신호를 복소공액으로 복소곱하여 기저대역의 I/Q 신호로 천이시켜 입력단으로 피드백시키는 반송파 복구부; 및
    상기 반송파 복구부에서 출력하는 I/Q 신호를 일정한 주파수로 샘플링하여 출력하는 리샘플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 디지털 방송 수신 장치.
  7. 제4항 내지 제6항에 있어서 상기 반송파 복구부는,
    상기 I/Q 신호와 상기 I/Q신호의 오차에 비례하는 기준 복소 반송파를 복소공액으로 복소곱하여 주파수 및 위상 옵셋을 보정하고 기저대역의 I/Q 신호로 출력하는 복소곱셈기;
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 출력하는 에러정보추출부;
    상기 에러정보추출부에서 출력하는 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 에러검출부; 및
    상기 에러검출부에서 출력하는 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 기준 복소 반송파를 생성하여 상기 복소곱셈기로 출력하는 필터 및 발진기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  8. 제7항에 있어서 상기 에러정보추출부는,
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 입력받아 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하여 출력하는 측대역 분리부;
    상기 측대역 분리부에서 출력하는 상단 측대역의 톤을 생성하는 제1 톤생성부;
    상기 측대역 분리부에서 출력하는 하단 측대역의 톤을 생성하는 제2 톤생성부;
    상기 제1 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제1 하향 변환부;
    상기 제2 톤생성부에서 출력하는 톤을 기저대역으로 변환하는 제2 하향 변환부; 및
    상기 제1, 제2 하향 변환부에서 출력하는 기저대역의 톤을 복소합하여 에러 정보를 출력하는 정보조합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  9. 디지털화된 특정 채널의 통과 대역 I/Q신호를 반송파 복구을 통해 기저대역 신호로 변환하는 반송파 복구 방법에 있어서,
    입력되는 기저대역 I/Q 신호를 상단 측대역과 하단 측대역으로 분리하고, 각각의 톤을 생성하여 반송파 에러 정보를 추출하는 에러정보추출단계;
    상기 추출된 에러 정보를 이용하여 에러를 검출하는 단계;
    상기 검출된 에러를 여과하고 적산한 후 에러에 비례하는 복소 반송파를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 복소 반송파를 입력받아 상기 통과 대역 I/Q 신호의 에러를 보정하여 기저대역으로 출력하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반송파 복구 방법.
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