KR100747558B1 - Digital TV receiver - Google Patents
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Abstract
디지털 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 디지털화된 기저대역 신호를 적분기를 이용하여 일정 심볼 주기로 적분한 후 적분된 신호를 이용하여 수평 동기 신호를 검출하고, 상기 검출된 수평 동기 신호를 채널 등화 및 타이밍 복원에 이용함으로써, 심한 고스트 채널 환경, 시간에 따라 고스트의 특성이 변하는 채널에서도 타이밍 복원 및 채널 등화를 정확하고 안정되게 수행하여, 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 전송 채널의 특성이 좋은 환경하에서 순간적인 이동체 등이 채널 상에 존재하여 순간적으로 채널 특성이 열화되었다가 다시 좋은 특성을 가지는 경우에서도 타이밍 복원 및 채널 등화를 정확하고 안정되게 수행할 수 있다.In particular, the present invention relates to a digital TV receiver. In particular, a digitized baseband signal is integrated at a predetermined symbol period using an integrator, and then a horizontal sync signal is detected using the integrated signal, and the detected horizontal sync signal is used for channel equalization and timing recovery. By using this method, timing recovery and channel equalization can be performed accurately and stably even in a severe ghost channel environment and a channel whose ghost characteristics change with time, thereby improving performance of a receiver. In particular, even in the case where the characteristics of the transmission channel are good, instantaneous moving objects and the like exist on the channel, and thus the timing recovery and channel equalization can be accurately and stably performed even if the channel characteristics deteriorate momentarily and again have good characteristics.
시변 고스트, 수평 동기 신호, 타이밍 복원Time-varying ghost, horizontal sync signal, timing recovery
Description
도 1의 (a)는 아날로그 단에서의 수평 동기 신호의 일반적인 예를 보인 도면Figure 1 (a) is a diagram showing a general example of the horizontal synchronization signal in the analog stage
도 1의 (b)는 (a)의 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 후의 수평 동기 신호의 일반적인 예를 보인 도면Figure 1 (b) is a view showing a general example of the horizontal synchronization signal after the analog signal of (a) is converted into a digital signal
도 2는 전송 채널 상에 1 심볼 지연 특성을 가지고 원 신호에 비해 크기가 절반인 고스트가 존재하는 경우의 수평 동기 신호와 데이터의 예를 보여주는 일반적인 도면2 is a general diagram illustrating an example of a horizontal synchronization signal and data in a case where a ghost having a size of one symbol and a half size of the original signal is present on a transmission channel.
도 3은 일반적인 디지털 TV 수신기에서 수평 동기 신호 검출 및 타이밍 복원에 관련된 구성 블록도3 is a configuration block diagram related to horizontal sync signal detection and timing recovery in a general digital TV receiver;
도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기에서 수평 동기 신호 검출 및 타이밍 복원에 관련된 구성 블록도4 is a block diagram of a configuration related to horizontal synchronization signal detection and timing recovery in a digital TV receiver according to the present invention.
도 5의 (a),(b)는 도 4의 적분기의 실시예들을 보인 구성 블록도5A and 5B are block diagrams illustrating embodiments of the integrator of FIG. 4.
도 6은 아날로그 단에서의 수평 동기 신호와 도 4의 적분기에서 수평 동기 주기로 적분된 수평 동기 신호의 예를 보인 도면6 is a diagram illustrating an example of a horizontal synchronization signal integrated at a horizontal synchronization period in the integrator of FIG. 4 and a horizontal synchronization signal at an analog stage;
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
41 : 안테나 42 : 아날로그 처리부41: antenna 42: analog processing unit
43 : A/D 변환기 44 : 채널 등화기 43: A / D converter 44: channel equalizer
45 : 적분기 46 : 수평 동기 신호 검출부45: integrator 46: horizontal sync signal detector
47 : 타이밍 복원부47: timing recovery unit
본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로서, 특히 수평 동기 신호를 안정되게 검출하여 타이밍 복원 및 채널 등화를 수행하는 디지털 TV 수신기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 미국향 디지털 TV 전송 방식으로 제안된 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 8 VSB(Vestigial Side Band) 전송 시스템에는 수신기에서 수신된 신호를 정확하게 복원할 수 있도록 하기 위하여 송신시 주기적으로 동기 신호를 데이터들 사이에 삽입하여 전송한다. 그리고, 수신기에서는 수신된 신호들 사이에서 송신시 삽입한 동기 신호들을 복원하여야만 타이밍 복원, 채널 등화 그리고, 디코딩 작업을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 8 VSB 전송 시스템과 같은 송신기에서 삽입되는 동기 신호들은 데이터들보다 전송 신뢰성이 높아야 한다. 이는 데이터들의 순간적인 오류는 수신기에서 정정할 수 있도록 하기 위하여 채널 코딩 등의 방법들을 사용하여 전송하지만, 동기 신호들은 특별히 오류 정정을 위한 방법들을 사용하지 않고 그냥 주기적으로 삽입하여 전송하기 때문이다. The ATSC (Advanced Television Systems Committee) 8 VSB (Vestigial Side Band) transmission system, which is currently proposed as a digital TV transmission system for the United States, periodically transmits a synchronization signal during transmission in order to accurately recover a received signal from a receiver. Insert into and send. In addition, the receiver may recover timing, channel equalization, and decoding only by restoring synchronization signals inserted during transmission between the received signals. To this end, synchronization signals inserted in a transmitter such as the 8 VSB transmission system should have higher transmission reliability than data. This is because the instantaneous error of data is transmitted using methods such as channel coding in order to be corrected by the receiver, but the synchronization signals are inserted and transmitted periodically without using any method for error correction.
또한, 동기 신호들을 복원하지 못하면 데이터에 오류가 없더라도 데이터를 정확하게 복원할 수 없다. 이는 동기 신호 구간을 정확하게 알아야만 데이터들을 복원할 수 있도록 신호들이 구성되어 있기 때문이다. 따라서, 동기 신호의 복원에 대한 성능이 향상되면 수신기 전체의 성능도 향상된다.In addition, if the synchronization signals cannot be restored, the data cannot be correctly restored even if there is no error in the data. This is because the signals are configured to recover data only when the synchronization signal section is known correctly. Therefore, if the performance of the restoration of the synchronization signal is improved, the performance of the entire receiver is also improved.
그리고, 동기 신호의 복원이 완료되면, 타이밍 복원, 채널 등화, 디코딩 과정을 거쳐 데이터를 복원하게 된다.When the restoration of the synchronization signal is completed, data is restored through timing restoration, channel equalization, and decoding.
여기서, 상기 타이밍 복원은 수신된 아날로그 신호를 정확하게 디지털 신호로 변환시켜 주는 역할을 하며, 또한 채널 등화기의 부담을 줄여주는 역할을 한다. 따라서, 타이밍 복원의 성능이 향상되면 다른 디지털 처리부의 부담을 줄이게 되어 수신기의 성능 향상에 기여하게 된다.Here, the timing restoration serves to accurately convert the received analog signal into a digital signal, and also reduces the burden on the channel equalizer. Therefore, when the performance of timing recovery is improved, the burden of other digital processing units is reduced, thereby contributing to the performance improvement of the receiver.
따라서, 현재 미국향 디지털 TV 규격으로 채택된 ATSC 표준에서 동기 신호 검출 및 타이밍 복원부는 채널 상에 심한 백색 가우시안 잡음이 존재하여도 동기 신호 검출 및 타이밍 복원이 잘 이루어질 수 있도록 구성되어 있다.Therefore, in the ATSC standard, which is currently adopted as a digital TV standard for the United States, the synchronization signal detection and timing recovery unit is configured to perform the synchronization signal detection and timing recovery well even when there is a severe white Gaussian noise on the channel.
그러나, 채널 상에 다중 경로 전파에 의한 잡음인 고스트가 존재하는 경우에는 고스트 잡음의 크기에 비례해서 상기된 동기 신호 검출 및 타이밍 복원의 성능이 감소하는 단점이 있다. 특히, 한국 등과 같이 다중 경로 전파가 많이 발생할 수 있는 지역에서는 고스트의 의한 수신기의 성능 저하를 최소화하는 것이 중요하다.However, when ghost, which is noise due to multipath propagation, exists on a channel, the performance of the above-described sync signal detection and timing recovery decreases in proportion to the magnitude of the ghost noise. In particular, in regions where multipath propagation may occur, such as Korea, it is important to minimize performance degradation of the receiver due to ghosts.
따라서, 고스트가 존재하는 경우에 발생하는 수신기의 성능 저하를 최소화하기 위한 여러 가지 방법이 제안되고 있다. 그래서, 전송 채널 상에 일정한 고스트가 항상 존재하는 경우에는 현재까지 미국향 DTV 규격에 대응하기 위해 개발된 여러 가지 알고리즘 등으로도 해결이 가능하다. Therefore, various methods have been proposed to minimize the performance degradation of the receiver that occurs when ghosts are present. Thus, when a constant ghost always exists on a transmission channel, it is possible to solve the problem with various algorithms developed to cope with the US DTV standard.
그러나, 상기된 알고리즘들도 평소에는 상태가 좋은 채널인데, 전송 채널에 이동체 등의 간섭 물체가 순간적으로 존재하다 사라지는 경우에는 마찬가지로, 수 신기의 성능 감쇄를 초래한다.However, the algorithms described above are usually in good condition, and in the case where an interfering object such as a moving object is present and disappears momentarily in the transmission channel, it causes a performance degradation of the receiver.
즉, 전송 채널 상에 존재하는 이동체가 순간적으로 움직일 때에는 시간에 따라 변하는(시변 ; time varying) 고스트 형태의 잡음이 발생한다. 이때, 수신기는 상기 고스트 잡음의 순간적인 변화에도 잘 동작하여야 좋은 수신 특성을 가질 수 있다. 한편, 여기서 발생하는 고스트 잡음의 제거는 수신기 내에 있는 채널 등화기에서 수행한다. 따라서, 채널 등화기 설계시 이점을 고려하여야 한다. In other words, when a moving object existing on a transmission channel moves momentarily, ghost-like noise that changes with time (time varying) occurs. In this case, the receiver may have good reception characteristics when it operates well even with a momentary change of the ghost noise. On the other hand, the removal of ghost noise occurring here is performed by the channel equalizer in the receiver. Therefore, this should be taken into account when designing a channel equalizer.
이때, 상기 채널 등화기의 동작 전제 조건으로는 수신기가 이미 전송 신호 사이에 삽입되어 있는 동기 신호들을 검출하고, 아날로그/디지털(A/D) 변환기는 채널 등화기가 가장 잘 동작할 수 있는 상태가 되도록 수신되는 신호들을 디지털 신호로 변환하여야 한다. In this case, as a precondition for the operation of the channel equalizer, the receiver detects synchronization signals already inserted between the transmission signals and the analog / digital (A / D) converter is in such a state that the channel equalizer can operate best. The received signals must be converted into digital signals.
따라서, 수신 신호로부터 동기 신호 구간의 검출이 제대로 이루어지지 않거나, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 시점을 결정하는 타이밍 복원이 정상적으로 이루어지지 못하면, 상기 채널 등화기가 전송 채널의 순간적인 변화에도 잘 동작하도록 설계가 되어 있다고 가정을 하더라도 상기 채널 등화기는 정상적인 동작을 할 수 없다. 이로 인해, 수신기 전체의 성능은 자연히 열화된다.Therefore, if the detection of the synchronization signal interval from the received signal is not properly performed, or if the timing restoration for determining the timing of converting the analog signal into the digital signal is not normally performed, the channel equalizer may operate well even with a momentary change of the transmission channel. Even if it is designed, the channel equalizer cannot operate normally. As a result, the performance of the entire receiver is naturally degraded.
이때, 상기 수신기는 데이터와 동기 신호가 공존하는 수신 신호에서 동기 신호의 형태를 보고 송신시 삽입한 동기 신호를 복원하거나 또는, 수신기에서 발생시키는 기준 동기 신호와의 상관값을 보고 송신시 삽입한 동기 신호를 복원할 수 있다. 예를 들어, 매 데이터 세그먼트 주기로 4 심볼 구간동안 존재하는 수평 동기 신호(즉, 데이터 세그먼트 동기 신호) 구간은 입력되는 모든 수신 신호들로부터 패 턴 매치(pattern match) 또는 기준 수평 동기 신호와의 상관값을 이용하여 검출한다. In this case, the receiver restores the synchronization signal inserted in transmission by looking at the form of the synchronization signal in the received signal where the data and the synchronization signal coexist, or the synchronization inserted in transmission by viewing the correlation value with the reference synchronization signal generated by the receiver The signal can be restored. For example, a horizontal sync signal (i.e., data segment sync signal) section existing for 4 symbol intervals every data segment period is correlated with a pattern match or reference horizontal sync signal from all received signals. Detection using.
그러나, 전송 채널 상에 시변 고스트가 존재하면 수신 신호에 존재하는 동기 신호 또한 영향을 받아 동기 신호의 형태에 찌그러짐이 발생하고, 수신기에서 발생시키는 기준 신호와의 상관값이 작아진다. 이러한 경우에는 동기 신호의 판단이 어려워진다.However, when time-varying ghosts exist on the transmission channel, the synchronization signal present in the received signal is also affected, causing distortion in the shape of the synchronization signal, and decreasing the correlation value with the reference signal generated by the receiver. In this case, determination of the synchronization signal becomes difficult.
특히, 매 데이터 세그먼트 주기로 4 심볼 구간동안 존재하는 수평 동기 신호(즉, 데이터 세그먼트 동기 신호) 구간을 복원하는 경우, 4 심볼 이내의 근접 고스트가 존재하면, 고스트 성분에 포함된 동기 신호와 원 신호의 동기 신호의 형태 및 상관성에 심한 변형을 주게 되어 수평 동기 신호 구간 검출 성능에 극단적인 열화를 가져온다. 이때, 상기 고스트 성분은 평균이 '0'이고, 랜덤 특성을 가지는 데이터들의 검출 성능에는 큰 영향을 미치지 않는다.In particular, when restoring the horizontal synchronizing signal (i.e., data segment synchronizing signal) interval existing for 4 symbol intervals every data segment period, if there is a near ghost within 4 symbols, the synchronization signal included in the ghost component and the original signal Severe deformations in the shape and correlation of the synchronization signal result in extreme degradation of the horizontal synchronization signal detection performance. In this case, the ghost component has an average of '0' and does not significantly affect the detection performance of data having random characteristics.
따라서, 고스트에 의한 영향으로 수평 동기 신호의 형태가 심하게 왜곡되면 수평 동기 신호 구간의 검출이 불가능해진다. 한편, 수평 동기 신호의 검출이 이루어졌다 할지라도 상기 고스트의 영향으로 인해 타이밍 복원시 수렴 위치가 최적의 상태에서 벗어나게 된다. 이러한 경우는 채널 등화기의 성능을 열화시켜 수신기의 성능 감쇄를 초래한다. 이때, 1 데이터 세그먼트 동안 존재하는 수직 동기 신호(즉, 필드 동기) 구간을 검출하는 경우는 일단 사용할 수 있는 동기 신호의 길이가 상당히 긴 편이므로, 고스트에 의한 성능 열화는 수평 동기 신호 구간 검출에 대한 성능 열화보다는 상대적으로 미비한 편이다. Therefore, if the shape of the horizontal synchronization signal is severely distorted due to the ghost, the detection of the horizontal synchronization signal section becomes impossible. On the other hand, even though the detection of the horizontal synchronizing signal is made, the convergence position is out of the optimum state during timing restoration due to the influence of the ghost. This case degrades the performance of the channel equalizer, resulting in performance degradation of the receiver. In this case, when detecting the vertical synchronization signal (that is, field synchronization) section existing during one data segment, the usable synchronization signal length is quite long. It is relatively insignificant than performance deterioration.
도 1은 채널이 이상적인 경우의 수평 동기 신호의 형태이다. 도 1의 (a)는 수신 및 기저 대역 신호로 복원된 후 디지털 신호로 변환되기 전의 아날로그 단에서의 수평 동기 신호의 형태이다. 이때, 수평 동기 신호를 제외한 나머지 구간의 평균은 '0'이므로 '0'으로 표시하였다. 도 1의 (b)는 (a)의 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 후의 수평 동기 신호의 형태이다. 이때에는 심볼 타이밍이 정확하게 복원되었다고 가정한다.1 is a form of a horizontal synchronization signal in the case where the channel is ideal. FIG. 1A is a form of a horizontal synchronization signal at an analog stage after reception and restoration of a baseband signal and before conversion to a digital signal. At this time, since the average of the remaining sections except for the horizontal synchronization signal is '0', it is represented as '0'. FIG. 1B is a form of a horizontal synchronizing signal after the analog signal of (a) is converted into a digital signal. In this case, it is assumed that the symbol timing is correctly restored.
도 2는 전송 채널 상에 1 심볼의 지연 특성을 가지고 원 신호에 비해 크기가 절반인 고스트가 존재하는 경우의 수평 동기 신호와 데이터의 형태를 보여준다. 즉, 고스트에 의한 수평 동기 신호 및 데이터들에 의해서 원 신호의 수평 동기 신호 구간에 왜곡이 발생한 경우이다. 물론, 도 2의 경우는 심각한 고스트 환경이 아니어서 수신기는 잘 동작한다. 그러나, 고스트의 크기가 원 신호와 거의 같은 경우 또는 여러 개의 고스트가 동시에 존재하는 경우는 수신기가 정상적인 동작을 하기가 힘들다. 또한, 순간적인 채널의 열화로 고스트가 발생하였다가 깨끗한 상태의 채널로 돌아가는 경우는 채널의 상태가 열화되었을 때 이미 복원된 수평 동기 신호 구간의 정보를 잃거나, 심볼 타이밍 복원부에서 수렴 위치가 변하게 되어 수신기의 나머지 디지털 처리부에 영향을 준다. 특히, 채널 등화기는 심볼 타이밍 복원이 정확하게 되었다는 가정 하에서 설계하게 되는데, 상기 타이밍 복원부의 순간적인 수렴 위치의 변화는 채널 등화를 정상적으로 수행할 수 없게 한다. 또한, 채널 등화의 방식으로 주로 사용되는 적응 등화의 경우는 피드백 구조를 가지고 있어서 심볼 타이밍 복원부가 다시 정상적인 위치에서 수렴하더라도 이전의 왜곡된 상태의 정보 를 계속 누적하고 있어서 정상적인 동작을 할 수 없는 경우가 발생한다.FIG. 2 shows the shape of the horizontal synchronization signal and data when there is a ghost having a half symbol compared to the original signal with a delay characteristic of one symbol on a transmission channel. That is, the distortion occurs in the horizontal synchronization signal section of the original signal by the horizontal synchronization signal and data by the ghost. Of course, the case of Figure 2 is not a serious ghost environment, the receiver works well. However, when the size of the ghost is about the same as the original signal or when several ghosts exist at the same time, it is difficult for the receiver to operate normally. In addition, when a ghost occurs due to a momentary deterioration of the channel and the channel returns to a clean state, the information on the horizontal sync signal section, which has already been restored when the state of the channel deteriorates, or the convergence position is changed in the symbol timing restoration unit. This affects the rest of the digital processing of the receiver. In particular, the channel equalizer is designed under the assumption that the symbol timing recovery is correct, and the instantaneous change of the convergence position of the timing recovery unit makes it impossible to perform channel equalization normally. In addition, adaptive equalization, which is mainly used as a channel equalization method, has a feedback structure, and thus, even if the symbol timing recovery unit continues to accumulate information of the previous distorted state, the normal operation cannot be performed. Occurs.
도 3은 ATSC 표준에 나와 있는 수평 동기 신호 검출 및 심볼 타이밍 복원부에 관련된 구성 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a horizontal synchronization signal detection and symbol timing recovery unit shown in the ATSC standard.
먼저, 안테나(31)로부터 입력되는 공중파 신호는 아날로그 처리부(32)에서 기저대역 신호로 복원된 후 A/D 변환기(33)로 출력된다. 상기 A/D 변환기(33)는 입력되는 기저대역의 아날로그 신호를 기지대역의 디지털 신호로 변환하여 채널 등화기(34), 수평 동기 신호 복원부(35), 및 심볼 타이밍 복원부(36)로 출력한다.First, the airwave signal input from the
상기 수평 동기 신호 복원부(35)는 디지털로 변환된 기저대역 신호를 이용하여 송신시 삽입되었던 수평 동기 신호를 검출한 후 채널 등화기(34)와 심볼 타이밍 복원부(36)로 출력한다.The horizontal synchronizing
상기 채널 등화기(34)는 상기 수평 동기 신호 복원부(35)에서 복원된 수평 동기 신호를 트레이닝 신호로 이용하여 상기 디지털 기저대역 신호에 포함된 심볼간 간섭을 일으키는 진폭의 선형 왜곡, 건물이나 산등에서 반사되어 생기는 고스트 등을 수정하는 등화(Equalization)를 수행한다. The channel equalizer 34 uses the horizontal synchronization signal restored by the horizontal synchronization
이때, 송신기에서는 전송 신호에 데이터만을 실어보내므로, 수신측에서 이들 데이터를 복원하기 위해서는 송신시에 사용된 것과 같은 클럭을 생성하여야 한다. 이 역할을 수행하는 부분이 타이밍 복원(Timing Recovery)부(36)이다.In this case, since the transmitter carries only data in the transmission signal, the same clock as used at the time of transmission should be generated in order to recover these data on the receiving side. The part performing this role is the
그리고, 현재 제안된 ATSC 규격에는 송신기에서 규칙적으로 삽입한 수평 동기 신호를 이용하여 타이밍 복원을 수행하도록 되어 있다.In the currently proposed ATSC standard, timing restoration is performed by using a horizontal synchronization signal regularly inserted by a transmitter.
따라서, 상기 심볼 타이밍 복원부(36)는 상기 수평 동기 신호 복원부(35)에 서 검출한 수평 동기 신호를 이용하여 A/D 변환부(33)의 A/D 클럭(A/D clk)으로 사용할 타이밍을 복원한다. 일 예로, 상기 심볼 타이밍 복원부(36)는 수평 동기 신호 복원부(35)에서 검출된 수평 동기마다 존재하는 동기신호의 대칭성을 이용하여 타이밍 복원을 수행한다.Accordingly, the symbol timing
이때, 채널 상에 심한 고스트가 존재하거나 시변 고스트가 존재한다면, 상기 고스트에 의한 영향이 기저대역 신호에 영향을 주어 수평 동기 신호의 복원이 불가능하거나, 심볼 타이밍 복원부의 수렴 위치가 변하게 된다. 이러한 경우 전술한 바와 같이, A/D 변환 및 채널 등화부에 영향을 주어 수신기의 성능을 열화시킨다.At this time, if there is a severe ghost or time-varying ghost on the channel, the effect of the ghost affects the baseband signal, the restoration of the horizontal synchronization signal is impossible, or the convergence position of the symbol timing recovery unit is changed. In this case, as described above, the A / D conversion and channel equalizer are affected to degrade the performance of the receiver.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수평 동기 신호 구간에 해당하는 심볼 주기로 상기 기저대역 디지털 신호를 적분하고, 검출된 수평 동기 신호를 트레이닝 신호로 이용하여 상기 기저대역 디지털 신호에 포함된 채널 왜곡을 보상함으로써, 순간적인 변화가 심한 채널에서도 수평 동기 신호를 안정되게 검출하여 타이밍 복원, 채널 등화등을 정확하고 안정되게 수행하는 디지털 TV 수신기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to integrate the baseband digital signal in a symbol period corresponding to a horizontal synchronization signal interval, and to use the detected horizontal synchronization signal as a training signal for the baseband. The present invention provides a digital TV receiver that compensates for channel distortion included in a digital signal, and stably detects a horizontal synchronizing signal even in a channel having a severe instantaneous change to accurately and stably perform timing restoration and channel equalization.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기는, 수신되는 통과대역 아날로그 신호를 기저대역 디지털 신호로 복조하는 디지털 티브이의 수신기에 있어서, 인에이블 신호에 의하여 수평 동기 신호 구간에 해당하는 심볼 주기로 상기 기저대역 디지털 신호를 적분하여 수평 동기 신호 검출부와 타이밍 복원부로 출력하는 적분기; 상기 적분기의 출력과 기 설정된 기준 값을 비교하여 수평 동기 신호를 검출하는 수평 동기 신호 검출부; 상기 적분기의 출력과 수평 동기 신호 검출부의 출력을 입력받아, 수평 동기 신호 구간 동안 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구한 후 기저대역 디지털 신호로의 복조를 위해 출력하는 타이밍 복원부; 그리고 상기 수평 동기 신호 검출부에서 검출된 수평 동기 신호를 트레이닝 신호로 이용하여 상기 기저대역 디지털 신호에 포함된 채널 왜곡을 보상하는 등화부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 인에이블 신호는 수평 동기 신호이다. 상기 적분기는 상기 인에이블 신호와 관계 없이 상기 기저대역 디지털 신호를 데이터 세그먼트 구간에 해당하는 심볼 주기로 적분하여 상기 수평 동기 신호 검출부와 상기 타이밍 복원부로 출력한다.A digital TV receiver according to the present invention for achieving the above object is a digital TV receiver for demodulating a received passband analog signal into a baseband digital signal, which corresponds to a horizontal synchronization signal interval by an enable signal. An integrator for integrating the baseband digital signal at a symbol period and outputting the integrated signal to a horizontal synchronization signal detector and a timing recovery unit; A horizontal synchronization signal detector for detecting a horizontal synchronization signal by comparing the output of the integrator with a preset reference value; A timing recovery unit which receives the output of the integrator and the output of a horizontal synchronization signal detector, obtains a timing error of current symbols during a horizontal synchronization signal period, and outputs the demodulated signal to a baseband digital signal; And an equalizer for compensating for channel distortions included in the baseband digital signal by using the horizontal sync signal detected by the horizontal sync signal detector as a training signal.
The enable signal is a horizontal synchronization signal. The integrator integrates the baseband digital signal into a symbol period corresponding to a data segment period regardless of the enable signal, and outputs the integrated signal to the horizontal sync signal detector and the timing recoverer.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 순간적인 변화가 존재하는 채널에서도 수평 동기 신호 검출 및 타이밍 복원을 정확하고 안정되게 수행하여, 수신기의 성능을 향상시키는데 있다. 특히, 본 발명은 전송 채널의 특성이 좋은 환경하에서 순간적인 이동체 등이 채널 상에 존재하여 순간적으로 채널 특성이 열화되었다가 다시 좋은 특성을 가지는 경우에서도 수평 동기 신호 검출 및 타이밍 복원을 정확하게 안정되게 수행하는데 있다.The present invention improves the performance of a receiver by accurately and stably performing horizontal sync signal detection and timing recovery even in a channel in which a momentary change exists. Particularly, the present invention accurately and stably performs horizontal sync signal detection and timing recovery even in the case where instantaneous moving objects exist on the channel under instantaneous characteristics of the transmission channel and the channel characteristics deteriorate momentarily and then have good characteristics. It is.
즉, 채널 특성이 좋은 상태에서 순간적으로 열화되었다가 다시 양호한 상태로 되돌아가는 경우에는 순간적인 채널의 열화에 의해 수신기 내의 모든 피드백 구조를 가지는 블록들이 영향을 받지 않도록 하면 된다. 이때, 피드백 구조가 아닌 블록들은 순간적인 채널의 열화에 영향을 받더라도 정상 상태로 되돌아가는데 필요한 시간이 아주 짧다. 그러나, 피드백 구조를 가지는 블록들은 한번 열화가 생기면 원 상태로 복귀하는데 많은 시간이 필요하다. 따라서, 채널의 순간적인 열화에 대해서 피드백 구조를 가지는 블록들만 고려하면 된다. That is, when the channel characteristics deteriorate instantaneously in a good state and then return to a good state, blocks having all feedback structures in the receiver are not affected by the instantaneous channel deterioration. In this case, the blocks that are not the feedback structure have a very short time required to return to the normal state even though they are affected by the instantaneous channel degradation. However, blocks having a feedback structure need much time to return to the original state once degradation occurs. Therefore, only blocks having a feedback structure need to be considered for instantaneous degradation of the channel.
본 발명에서 모든 피드백 구조를 가지는 블록을 고려하기는 어려우므로 실시예로, 수평 동기 신호 검출과 심볼 타이밍 복원에 대해서만 고려한다. 즉, 본 발명은 상기 수평 동기 신호 검출과 심볼 타이밍 복원에만 한정되지 않는다.Since it is difficult to consider a block having all feedback structures in the present invention, only embodiments of horizontal synchronization signal detection and symbol timing recovery are considered. That is, the present invention is not limited only to the horizontal synchronization signal detection and symbol timing recovery.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 수평 동기 신호 검출 및 심볼 타이밍 복원에 관련된 구성 블록도이다.4 is a block diagram of a digital TV receiver according to the present invention, which is a block diagram related to horizontal synchronization signal detection and symbol timing recovery.
도 4를 보면, 안테나(41)를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 아날로그 처리부(42), 상기 아날로그 기저대역 신호를 디지털화하는 A/D 변환기(43), 상기 A/D 변환기(43)에서 디지털화된 기저대역 신호에 채널 등화를 수행하는 채널 등화기(44), 상기 A/D 변환기(43)에서 디지털화된 기저대역 신호를 일정 주기로 적분하는 적분기(45), 상기 적분기(45)의 출력으로부터 수평 동기 신호를 검출하는 수평 동기 신호 검출부(46), 및 상기 적분기(45)와 수평 동기 신호 검출부(46)에서 출력되는 수평 동기 신호 구간 동안 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구하여 상기 A/D 변환부(43)로 출력하는 심볼 타이밍 복원부(47)로 구성된다.4, an
이와 같이 구성된 본 발명에서, 안테나(41)를 통해 수신된 통과 대역의 공중파 신호는 아날로그 처리부(42)로 입력되어 기저 대역 신호로 복조된 후 A/D 변환기(43)로 출력된다. 상기 A/D 변환기(43)는 상기 아날로그 기저대역 신호를 심볼 타이밍 복원부(47)에서 제공하는 A/D 클럭에 따라 디지털 신호로 변환하여 채널 등화기(44), 적분기(45)로 출력한다.In the present invention configured as described above, the airwave signal of the pass band received through the
상기 적분기(45)는 입력되는 기저대역 신호를 수평 동기 신호 주기로 계속해서 적분한다. 이때 적분기(45)로 입력되는 신호는 순간적인 채널에 의한 영향 및 심한 고스트가 존재하는 경우 수평 동기 신호 주위의 데이터에 의한 영향을 받아서 상당히 심하게 왜곡된 상태이다. 그러나, 적분기(45)의 출력은 이미 적분된 값들이 있으므로 순간적인 채널 상태의 변화에 의한 영향을 적게 받게 된다. 또한, 수평 동기 신호에 존재하는 고스트들에 존재하는 수평 동기 신호 주위의 데이터에 의한 영향이 제거된다. 이는 데이터들의 평균은 '0'이므로 적분기(45)의 출력에는 수평 동기 신호 구간에 데이터들에 의한 영향이 제거되기 때문이다. 도 6은 1심볼 지연 특성을 가지는 고스트가 있는 경우의 수평 동기 신호가 상기 적분기(45)를 통과한 후의 결과를 보여준다.The
여기서, 상기 적분기(45)의 구현 예는 여러 가지가 있을 수 있으며, 본 발명에서는 실시예로 도 5의 (a)와 같이 입력되는 기저대역 디지털 신호를 수평 동기 신호 주기로 계속해서 적분하는 적분기와, 도 5의 (b)와 같이 입력되는 기저대역 디지털 신호를 1 데이터 세그먼트 주기로 적분하는 적분기를 도시하고 있다. 이때, 상기 도 5의 (a)와 같이, 수평 동기 신호 주기로 적분하는 경우는 인에이블 신호가 필요하며, 상기 인에이블 신호는 수평 동기 신호 검출부(46)에서 검출된 수평 동기 신호를 이용할 수 있다. 이 경우는 수평 동기 신호 구간에서만 적분기 내의 지연기들이 액티브된다. 또한, 도 5의 (b)와 같이 1 데이터 세그먼트 주기로 적분하는 경우 데이터 구간은 거의 0에 가까운 값을 가지므로 인에이블 신호가 없어도 된다. 이렇게 하면, 도 5의 (a), (b)의 적분기의 결과는 거의 동일하게 나타난다. 상기 적분기(45)의 지연 소자의 수는 설계자에 의해 달라질 수 있다.Here, there may be various implementation examples of the
그리고, 상기 적분기(45)에서 적분된 신호는 수평 동기 신호 검출부(46)와 심볼 타이밍 복원부(47)로 출력되고, 상기 수평 동기 신호 검출부(46)는 시변 고스트 등이 제거된 신호로부터 수평 동기 신호를 검출하여 채널 등화기(44)와 심볼 타이밍 복원부(47), 및 상기 적분기(45)로 출력한다.The integrated signal from the
즉, 상기 수평 동기 신호 검출부(46)는 순간적인 채널 고스트가 발생하더라도, 상기 순간적인 채널 고스트가 발생하기 전의 데이터 즉, 적분기(45)에서 누적되어 출력되는 데이터를 이용하여 수평 동기 신호를 검출한다. 그리고, 채널 등화기(44)와 타이밍 복원부(47)는 상기 검출된 수평 동기 신호를 기준 신호로 이용하여 채널 등화 및 타이밍 복원 등을 수행한다.That is, the horizontal
이와 같이, 채널의 순간적인 심한 변화가 상기 적분기(45)에 의해 제거되므로, 채널 등화기(44)와 심볼 타이밍 복원부(47)에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 순간적인 채널의 왜곡시 이로 인하여 발생하는 채널 등화기(44)의 성능 열화를 방지할 수 있고, 또한 기저대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(43)가 정확한 위치에서 계속적으로 디지털 신호로 변환할 수 있다. 그리고, 수평 동기 신호 구간에 존재하던 데이터에 의한 영향이 제거되므로, 심한 고스트 환경시 더욱 정확한 심볼 타이밍 복원 및 수평 동기 신호의 복원이 가능하게 되어 수신기의 성능 향상에 기여하게 된다.As such, the instantaneous severe change of the channel is eliminated by the
본 발명을 실제 수신기에 적용하면 시스템 초기 동작의 안정화 및 심한 고스트 채널 환경, 시간에 따라 고스트의 특성이 변하는 채널에서의 수신기 성능을 향상시킬 수 있다.Application of the present invention to an actual receiver can improve the performance of a receiver in a channel whose stability of a system initial operation, severe ghost channel environment, and ghost characteristics change with time.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기에 의하면, 디지털화된 기저대역 신호를 적분기를 이용하여 일정 심볼 주기로 적분한 후 적분된 신호를 이용하여 수평 동기 신호를 검출하고, 상기 검출된 수평 동기 신호를 채널 등화 및 타이밍 복원에 이용함으로써, 심한 고스트 채널 환경, 시간에 따라 고스트의 특성이 변하는 채널에서도 타이밍 복원 및 채널 등화를 정확하고 안정되게 수행하여, 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 전송 채널의 특성이 좋은 환경하에서 순간적인 이동체 등이 채널 상에 존재하여 순간적으로 채널 특성이 열화되었다가 다시 좋은 특성을 가지는 경우에서도 타이밍 복원 및 채널 등화를 정확하고 안정되게 수행할 수 있다. As described above, according to the digital TV receiver according to the present invention, after integrating a digitized baseband signal by a constant symbol period using an integrator, a horizontal synchronization signal is detected using the integrated signal, and the detected horizontal synchronization signal is detected. By using the channel equalization and timing recovery, the timing recovery and channel equalization can be performed accurately and stably even in a severe ghost channel environment and a channel whose ghost characteristics change with time, thereby improving performance of a receiver. In particular, even in the case where the characteristics of the transmission channel are good, instantaneous moving objects and the like exist on the channel, and thus the timing recovery and channel equalization can be accurately and stably performed even if the channel characteristics deteriorate momentarily and again have good characteristics.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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2001
- 2001-02-28 KR KR1020010010319A patent/KR100747558B1/en not_active IP Right Cessation
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