KR100781250B1 - 채널 등화 장치 - Google Patents

Abstract

미국 오픈 케이블(Open Cable)의 아웃 오브 밴드(OOB) 사양에 대응하는 디지털 케이블 셋톱 수신 장치의 채널 등화 장치에 관한 것으로서, 특히 최고의 SNR값이 나오는 센터탭의 위치를 찾기 위해 알고리즘은, 수신된 I,Q 신호로부터 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산하고, 다시 필터부의 FIR 필터만 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산하며, 다시 상기 필터부의 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산한 후 상기 계산된 SNR 중 최고의 SNR을 갖는 센터 탭의 위치를 찾아 고정하고 이때의 동작 모드에 의해 FIR 필터 및 IIR 필터의 온/오프를 제어함으로써, 최적의 센터 탭 위치를 자동적으로 추적하여 셋팅하므로 반사파에 의한 근접 고스트(near ghost)에 적응적으로 대응할 수 있다. 특히 각 사용자 가정의 환경에 따른 다양한 근접 고스트에 대해 적응적으로 대응할 수 있다.

오픈 케이블, 센터 탭, 채널 등화

Description

채널 등화 장치{Channel equalizer}

도 1은 본 발명에 따른 채널 등화 장치의 구성 블록도

도 2는 도 1의 제어부에서 센터 탭의 위치를 지정하는 과정을 보인 흐름도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 결정 에러 계산부 102 : 제어부

103 : 필터부

본 발명은 미국 오픈 케이블(Open Cable)의 아웃 오브 밴드(OOB) 사양에 대응하는 디지털 케이블 셋톱 수신 장치의 채널 등화기에 관한 것이다.

현재 상용 서비스를 위해 보급되고 있는 디지털 케이블 셋톱은 디지털 케이블용 프로그램을 보내주는 일종의 방송국인 케이블 헤드-엔드와 연결되어 케이블 주파수 대역 중 인-밴드(In Band) 대역을 통해 A/V 방송 프로그램을 수신하고 아웃 어브 밴드(Out-Of-Band ; OOB) 대역을 통해 헤드-엔드와 양방향 통신을 하게 된다. 즉, 상기 OOB 채널을 통해 헤드 엔드와 셋톱 박스 사이의 콘트롤 데이터 송수신이 이루어진다. 실제로 가입자의 인증이나 데이터 통신을 할 수 있는 채널이 OOB인 것 이다.

즉, 상기 헤드-엔드에서는 가입자를 관리하고 유료 TV(pay TV)나 페이퍼-뷰(paper-view)와 같은 유료 프로그램에 대한 신청을 받아 그 프로그램을 볼 수 있는 정보들을 OOB를 통해 내려주어서 셋톱에서 프로그램을 풀 수 있도록 하는 가입자 관리 서버 시스템(server system)들이 케이블 네트워크에 대한 전체적인 관리 및 운영을 하도록 되어 있다.

이런 시스템에서는 셋톱의 동작이 잘 되지 않는 경우 헤드-엔드에서 셋톱에게 진단(diagnostic)을 해보는 명령을 내리면 셋톱은 자신의 진단 프로그램을 동작시켜 각 서브 시스템의 이상 유무를 진단하고 이 결과를 OOB를 통해 헤드-엔드에게 보고하면 헤드-엔드는 이 보고를 서버에서 관리하고 기타 필요한 조치들을 하게 된다.

그런데, 이런 셋톱은 표준이 정해져 있어 누구나 만들 수 있는 제품은 아니며 케이블 시스템 운영자와 제휴한 셋톱 메이커만이 주문을 받아 납품을 하는 클로우즈드 비즈니스 형태를 띠고 있었다. 즉, 지금까지 미국의 케이블 방송은 송신기와 수신기가 동일 업체의 규약을 따라야 호환되는 방식으로 양대 사업자인 SA와 GI에 의해 그 시장이 양분되어 왔다.

그러다 보니, 케이블 시스템 운영자(SO)들이 미리 셋톱 주문을 내고 납품받아 재고로 갖고 있다가 가입자가 신청하면 그때 셋톱을 설치해야 하므로 케이블 SO의 셋톱에 대한 재고 부담이 상당히 많으며 셋톱 기능이 업그레이될 때 교체해 주어야 하는 등 여러 문제점을 갖고 있다.

그래서, 최근 연방 통신 위원회(FCC)에 의해 이러한 폐쇄성이 철폐되고 누구나 수신기 시장에 참여할 수 있는 오픈 케이블 규약이 제시되게 되었다.

이 규약의 특징은 수신기에서 제한 수신(Conditional Access)를 관장하는 안전 모듈(Point Of Deployment ; POD)을 분리하는데 있다. 즉, 사업자의 헤드엔드 장비와 짝을 이루는 POD를 가지고 있으면 어떤 메이커의 셋톱 박스라도 수신이 가능하게 한다는 것이다.

즉, 상기 오픈 케이블의 개념은 기존 케이블 셋톱 내에 존재하던 제한 수신(CA) 시스템을 포함한 POD을 셋톱으로부터 분리하고 셋톱과 POD 모듈간 표준 인터페이스(I/F)를 정의하여 이 POD I/F만 맞추면 누구나 셋톱을 만들 수 있도록 하여 소비자가 상기 셋톱을 VCR처럼 직접 구입하도록 하고 케이블 시스템 운영자(system operator ; SO)는 가입자에게 POD 모듈만 주면 가입자는 상기 POD 모듈과 오픈케이블 셋톱을 사용하여 각종 케이블 방송을 수신하게 된다.

이때, 상기 오픈 케이블 규약에서는 상기 OOB 채널에 QPSK 모듈을 사용하도록 제안하고 있다.

따라서, 상기 OOB용 QPSK 수신기는 이러한 컨트롤 데이터를 수신하여 POD로 넘겨주는 역할을 한다. 일반적으로 상기 OOB용 QPSK 수신기는 튜너를 포함하는 아날로그부, ADC(Analog/Digitar convert) 이후의 타이밍 복원부, 캐리어 복구부, 채널 등화부 등을 포함하게 되는데 각각의 세부 기능 블록은 밴드 특성과 QPSK 특성에 맞게 설계되어야 한다.

여기서, 상기 채널 등화기는 수신 채널의 특성에 따라 그 크기와 제어 알고 리즘, 수신기 내부에서의 위치 등이 많이 달라진다. 상기 OOB 채널의 특성은 케이블용 저속 채널이며, OOB 채널에 발생하는 주요 고스트 원인은 사용자 가정에서 단자들의 종단 효과에 의한 비교적 작은 반사파에 의한 것으로 추정된다.

이때, 각 사용자 가정의 종단 효과는 임의적으로 결정될 수 없고, 가정마다 어느 정도 차이가 있을 것으로 예상된다. 즉, 고스트의 현상이 다소 틀릴 수 있음을 의미한다. 또한, 이는 최적의 센터 탭 위치가 언제든지 변할 수 있음을 의미한다.

그런데, 종래의 채널 등화기들은 복잡한 고스트 환경에 대응하기 위해 상당히 많은 유한 임펄스 응답(FIR) 필터탭과 무한 임펄스 응답(IIR) 필터 탭을 사용하는 복잡한 구조이다. 따라서, 이를 그대로 OOB용 QPSK 수신기에 적용하면 필터 탭의 불필요한 낭비를 초래하고, 비용 상승을 초래한다.

또한, 기준이 되는 센터 탭을 어느 위치에 설정하느냐에 따라 어떤 고스트 환경에 대응할 수 있는가가 결정되는데, 종래의 채널 등화기에서 센터 탭의 위치는 설계시에 이미 채널 데이터에 의해서 고정하거나 I2C에 의해 외부에서 수동으로 변경하는 구조이다. 즉, 각 가정마다의 작은 차이는 고려하지 않고 있다. 따라서, 종래의 채널 등화기는 각 사용자 가정의 환경에 따른 다양한 근접 고스트에 대해 제대로 대응하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각 사용자 가정의 고스트 환경에 적응적으로 대응할 수 있는 채널 등화 장치를 제 공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채널 등화 장치는, 수신된 I,Q 신호로부터 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산하고, 다시 필터부의 FIR 필터만 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산하고, 다시 상기 필터부의 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산한 후 상기 계산된 SNR 중 최고의 SNR을 갖는 센터 탭의 위치를 고정하고 이때의 동작 모드에 의해 FIR 필터 및 IIR 필터의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.

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

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 반사파에 의한 근접 고스트(near ghost)에 대응하는 간단한 채널 등화기를 제공하는데 있다. 즉, 각 사용자 가정의 환경에 따른 다양한 근접 고스트 에 대해 적응적으로 대응하도록 한다. 이를 위해 본 발명은 최적의 센터 탭 위치를 자동적으로 추적해서 셋팅시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 케이블 셋톱 수신 장치의 채널 등화기의 구성 블록도로서, 결정 에러 계산부(101), 제어부(102), 및 필터부(103)로 구성된다. 일 예로, 상기 필터부(103)는 4개의 탭으로 된 FIR 필터와 IIR 필터로 구성된다. 이 중 2개는 FIR 필터 탭으로, 나머지 2개는 IIR 필터 탭으로 사용한다.

도 2는 도 1의 제어부(102)의 동작 흐름도이다.

즉, OOB 채널을 통해 수신된 데이터는 QPSK 수신기에서 A/D 변환부, 타이밍 복원부, 캐리어 복원부를 거치면서 I,Q 기저대역 디지털 신호로 변환된 후 도 1의 채널 등화기로 출력된다. 또한, 상기 I,Q 기저대역 디지털 신호의 각 신호 레벨에 맞는 결정신호가 생성되어 도 1의 채널 등화기로 출력된다.

따라서, 도 1의 채널 등화기의 결정 에러 계산부(101)는 상기 I,Q 기저대역 디지털 신호와 I,Q 결정 신호와의 차를 구하여 위상 오차를 검출한 후 필터부(103)로 출력한다. 즉, 상기 결정 에러 계산부(101)는 상기 I,Q 기저대역 디지털 신호의 위상과 I,Q 결정신호의 위상과의 차를 구하는데, 두 위상 차가 결국 위상 오차이다.

또한, 상기 결정 에러 계산부(101)는 센터 탭의 위치를 결정하기 위해 상기 I,Q 기저대역 디지털 신호를 제어부(102)로 출력한다.

상기 제어부(102)는 각 가정마다의 고스트 환경을 자동으로 추정하기 위해 신호대잡음비(SNR)를 계산한다. 여기서, 고스트 환경은 센터 탭의 위치에 따른 SNR의 계산으로 추정하게 되며 가장 좋은 SNR이 나오는 위치가 최적의 고스트 대응으로 생각할 수 있다.

이를 위해, 상기 제어부(102)는 도 2에서와 같이, 시스템 파워 온, 자동 게인 제어(AGC), 타이밍 복구의 록 신호가 나올 때 즉, 게인과 타이밍이 수렴했을 때 등화기 동작을 시작한다(단계 201).

먼저, 상기 결정 에러 계산부(101)에서 출력되는 I,Q 기저대역 디지털 신호 로부터 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산한 후 저장한다(단계 202).

그리고, 상기 필터부(103)의 FIR 필터만 온시킨 채 즉, 상기 위상 오차에 대해 FIR 필터링만 한 결과에 대해 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산한 후 저장한다(단계 203).

마지막으로, 상기 필터부(103)의 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 온시킨 채 즉, 상기 위상 오차를 FIR 필터링 및 IIR 필터링한 결과에 대해 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 SNR을 계산한 후 저장한다(단계 204).

그리고, 상기된 단계 202 내지 204가 수행되고 나면 저장된 SNR 중 최고값을 갖는 SNR을 추출하고, 상기 추출된 SNR이 구해질 때의 센터탭의 위치를 상기 필터부(103)의 센터 탭 위치로 결정한다(단계 204). 즉, 상기 최고의 SNR이 검출될 때의 필터 구조로 고정한다.

일 예로, FIR 필터만 온시킨 후 측정된 SNR이 최고값이라면 상기 SNR이 측정될 때의 센터탭 위치를 고정한다. 또한, 상기 제어부(102)의 제어에 의해 상기 필터부(103)는 FIR 필터만 온시키고 IIR 필터는 오프시켜 사용하지 않는다.

만일, 결정 에러 계산부(101)에서 출력된 I,Q 기저대역 디지털 신호로부터 구한 SNR이 최고값으로 검출되는 경우에는 고스트가 거의 발생하지 않은 경우로 이때에는 필터부(103)를 동작시키지 않는다. 이는 고스트가 없을 때 필터를 거치면 SNR이 더 나빠지기 때문이다.

상기 필터부(103)의 출력은 상기 결정 에러 계산부(101)로 입력되어 위상 오차를 보상한다.

통상 이러한 동작은 파워 온시 한번만 하도록 한다. 즉, 채널 변경시는 할 필요가 없다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 케이블 셋톱 수신 장치의 채널 등화기에 의하면, 최적의 센터 탭 위치를 자동적으로 추적하여 셋팅시킴으로써, 반사파에 의한 근접 고스트(near ghost)에 적응적으로 대응할 수 있다. 특히 각 사용자 가정의 환경에 따른 다양한 근접 고스트에 대해 적응적으로 대응할 수 있다. 또한, 사용자의 가정 환경마다 다른 채널 고스트 환경에서는 기존의 고정된 동작 모드의 등화기에 비해 그 복조된 데이터의 성능을 향상시킬 수 있다.

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 (4)

1. 수신된 I,Q 신호와 상기 I,Q 신호의 각 신호 레벨에 맞는 결정신호와의 차를 구하여 위상 오차로 출력하는 결정 에러 계산부;

   N탭의 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와 M탭의 무한 임펄스 응답(IIR) 필터로 구성되며, 결정된 센터 탭의 위치와 동작 모드에 따라 상기 위상 오차를 필터링한 후 상기 결정 에러 계산부의 위상 오차를 보상하는 필터부;및

   상기 수신된 I,Q 신호로부터 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 계산한 SNR과, 상기 필터부의 FIR 필터만 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 계산한 SNR과, 상기 필터부의 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 온시킨 후 센터 탭의 위치를 옮겨가면서 계산한 SNR 중 최고의 SNR을 갖는 센터 탭의 위치를 상기 필터부의 센터 탭 위치로 결정하고 이때의 동작 모드에 의해 상기 필터부의 FIR 필터 및 IIR 필터의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 채널 등화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동작 모드는

   상기 필터부의 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 오프시킨 모드, 상기 FIR 필터만 온시킨 모드, 상기 FIR 필터와 IIR 필터를 모두 온 시킨 모드 중 하나인 것을 특징으로 하는 채널 등화 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는

   시스템 파워가 온되었을 때만 센터 탭 위치와 동작 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 채널 등화 장치.

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