KR100860036B1 - 송/수신 시스템 및 데이터 처리 방법 - Google Patents

Abstract

개선된 디지털 송/수신 시스템이 제공된다. 상기 수신 시스템은 부가 데이터 심볼임을 알려주고 전송측에 의해 미리 정의되고 상기 부가 데이터에 포함되는 시퀀스를 발생하는 시퀀스 발생부를 내부에 구비한다. 상기 수신 시스템은 또한 상기 내부에서 발생된 시퀀스를 이용하여 상기 전송측과는 역순으로 처리하는 MPEG 데이터 처리부와 상기 MPEG 데이터 처리부의 출력 데이터를 역다중화시켜 MPEG 데이터와 부가 데이터로 분리하는 디멀티플렉서를 구비한다. 또한 상기 디멀티플렉서로부터 출력된 상기 부가 데이터를 상기 전송측과는 역순으로 처리하여 원래 부가 데이터를 복원하는 부가 데이터 처리부가 상기 수신 시스템에 포함된다. 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하는 것에 의해 슬라이서 예측, 복호 과정, 그리고 부가 데이터의 심볼 판정을 보다 정확하게 수행하게 되므로 상기 수신 시스템의 성능이 향상된다.

송신 시스템, 수신 시스템, 시퀀스

Description

송/수신 시스템 및 데이터 처리 방법{Transmitting/receiving system and method of processing data}

본 발명은 기존의 수신 시스템보다 채널의 고스트 및 잡음에 강한 수신 시스템에 관한 것이다.

미국에서는 지상파 디지털 방송을 위해 ATSC 8T-VSB(8Trellis-Vestigial Sideband) 전송 방식을 1995년 표준으로 채택하여 1998년 하반기부터 방송을 하고 있으며, 우리 나라에서도 미국 방식과 동일한 ATSC 8T-VSB 전송 방식을 표준으로 채택하여 1995년 5월 실험 방송을 시작하였고 2000년 8월 31일 시험 방송 체제로 전환 하였다.

도1은 종래 ATSC 8T-VSB 송신 시스템을 나타낸 것이다.

도1에서, 데이터 랜더마이저(1)는 데이터를 랜덤하게 하며, 리드 솔로몬 부호기(2)는 데이터를 리드-솔로몬 부호화 하여 상기 데이터 내에 20 바이트의 패리티 부호를 첨가한다. 데이터 인터리버(3)는 데이터를 인터리빙하며 트렐리스 부호기(4)는 데이터를 바이트에서 심볼로 변환 시키고 나서 트렐리스 부호화 한다. 멀티플렉서(5)에서는 심볼열과 동기 신호들을 멀티플렉싱하며 파일럿 삽입기(6)는 파 일럿 신호를 심볼열에 추가하며, VSB 변조기(7)는 심볼열을 8T-VSB 신호로 변조한다. RF 변환기(8)는 기저 대역 신호를 RF 대역 신호로 변환하고 상기 RF 대역 신호는 안테나(9)를 통해 수신 시스템을 향해 전송된다.

상기 트렐리스 부호기(4)를 자세히 살펴보면, 상기 데이터 인터리버(3)로부터 출력된 바이트는 심볼로 변환되고 나서 복수개의 동일한 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,...32-12)에 한 심볼 씩 입력된다.

도2는 종래 ATSC 8T-VSB 수신 시스템을 나타낸 것이다.

도2에서, 복조기(11)는 안테나(10)을 통해 수신된 RF 대역의 신호를 기저 대역의 신호로 바꾸고, 동기 및 타이밍 복구기(도시되지 않음)는 세그먼트 동기 신호, 필드 동기 신호, 그리고 심볼 타이밍을 복구한다. 한편, 콤 필터(12)는 NTSC 간섭 신호를 제거하고, 채널 등화기(13)는 슬라이서 예측기(14)를 사용하여 왜곡된 채널을 보정한다. 위상 복원기(15)는 수신된 신호의 위상을 복원하고, 트렐리스 복호기(16)는 상기 위상 복원된 신호 상에 비터비 복호를 수행한다. 데이터 디인터리버(17)는 상기 전송 시스템의 데이터 인터리버(3)의 역동작을 수행하고 리드 솔로몬 복호기(18)는 리드 솔로몬 부호화된 신호를 복호한다. 한편, 데이터 디랜더마이저(19)는 상기 전송 시스템 내 상기 데이터 랜더마이저(1)의 역동작을 수행한다.

전술한 바와 같이, 종래 ATSC 8T-VSB 수신기는 단지 MPEG 데이터만을 수신할 뿐 부가 데이터를 수신할 수는 없었다. 따라서, MPEG 영상 및 음성 데이터는 물론 부가 데이터를 모두 수신할 수 있는 수신 시스템을 개발하는 것이 필요하다.

또한, 종래 수신 시스템은 채널의 잡음이 심하거나 고스트가 심한 상황하에서 신호 레벨 집합을 예측하는 슬라이서 예측기의 예측 신뢰도가 크게 저하된다. 따라서, 수신 시스템의 성능이 크게 저하되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 MPEG 데이터와 부가 데이터를 모두 수신할 수 있는 디지털 수신 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래 ATSC 8T-VSB 수신기 보다 채널의 잡음과 고스트에 대해 우수한 성능을 갖는 디지털 수신 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 수신 시스템은 디지털 방송용 송신 시스템에서 전송하는 부가 데이터에 포함되고 전송시 미리 정의된 시퀀스를 이용한다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 송신 시스템으로부터 전송된 MPEG 데이터 세그먼트와 부가 데이터 세그먼트를 포함하는 입력신호를 수신하여 디코딩하는 수신 시스템은, 상기 부가 데이터 세그먼트에 상응하는 심볼을 디코딩하여, 상기 부가 데이터 세그먼트에 부호화된 미리 정의된 시퀀스를 발생하는 시퀀스 발생부; 상기 발생된 시퀀스를 이용하여 상기 전송 시스템의 데이터 처리 순서와는 역순으로 상기 전송 시스템으로부터 수신된 데이터를 처리하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부로부터 출력된 데이터를 역다중화시켜 MPEG 데이터 세그먼트와 부가 데이터 세그먼트로 분리하는 디멀티플렉서; 그리고 상기 디멀티플렉서로부터 출력된 상기 부가 데이터 세그먼트를 상기 전송 시스템의 부가 데이터 처리 순서와는 역순으로 처리 하여 원래 부가 데이터로 복원하는 부가 데이터 처리부를 포함한다.

상기 데이터 처리부의 슬라이서 예측기는 상기 부가 데이터에 포함되는 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 예측을 수행하는 것에 의해 예측 신뢰도를 높힌다.

상기 데이터 처리부의 트렐리스 복호기는 상기 부가 데이터에 포함된 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 복호를 수행하는 것에 의해 복호 성능을 높힌다.

상기 데이터 처리부의 채널 등화기와 위상 복원기는 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 신호들간 거리가 더욱 더 먼 슬라이서들을 정하고 이 슬라이서들을 사용하여 상기 부가 데이터의 심볼을 판정한다. 따라서, 신호 판정시 오류를 줄일 수 있다.

본 발명의 수신 시스템에 따르면 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.

첫째, 상기 수신 시스템은 MPEG 데이터와 부가 데이터를 함께 처리할 수 있는 구성요소들을 구비하고 있으므로 상기 MPEG 데이터와 상기 부가 데이터를 모두 수신할 수 있게 된다.

둘째, 송신 시스템의 트렐리스 부호기의 입력 신호로서 미리 정의된 시퀀스를 발생하는 시퀀스 발생부가 상기 수신시스템내에 구비됨으로서 종래 ATSC 8T-VSB 수신기와 비교할 때 채널의 고스트 신호 및 잡음 신호에 대해 상기 수신 시스템의 수신 성능이 크게 향상 될 수 있다. 특히, 상기 수신 시스템내 슬라이서 예측기 및 트렐리스 복호기의 동작 성능이 크게 향상된다.

셋째, 상기 수신 시스템은 상기 송신 시스템에서의 부호시 미리 정의된 시퀀 스를 이용하는 것에 의해 내부의 채널 등화기와 위상 복원기에서 종래 슬라이서들과 비교하여 신호들간 거리가 더욱더 먼 슬라이서들을 사용할 수 있다. 그러므로, 신호 판정시 오류를 최소화시킬 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명에 따른 송신 시스템의 구성을 보여주는 다이어그램이다. 도3의 시스템은 종래 ATSC 8T-VSB 시스템과 호환 가능하고 MPEG 데이터는 물론 부가 데이터를 함께 전송할 수 있다.

도3의 시스템은 종래 ATSC 8T-VSB 전송 시스템(25), 상기 MPEG 데이터와 부가 데이터를 다중화 시키는 먹스(24), 종래 ATSC 8T-VSB 수신기와의 호환성을 유지시키기 위하여 상기 부가 데이터의 세그먼트에 MPEG 헤더를 삽입하는 MPEG 헤더 삽입부(23), 미리 정의된 시퀀스를 삽입 시키기 위한 널 시퀀스 삽입부(22), 상기 부가 데이터의 버스트 잡음에 대한 성능을 높이기 위하여 상기 부가 데이터를 인터리빙하는 인터리버(21), 그리고 상기 부가 데이터를 리드 솔로몬 부호화 하는 리드 솔로몬 부호기(20)로 구성된다.

도4는 도3의 널 시퀀스 삽입부(22)에서 부가 데이터에 미리 정한 시퀀스를 삽입하는 과정을 설명하는 다이어그램이다.

수신기측에서 상기 부가 데이터가 수신이 잘되도록 하기 위해서 상기 부가 데이터의 적어도 일부에 미리 정한 시퀀스를 삽입하여 전송한다. 상기 미리 정한 시퀀스는 1과 0이 미리 정한 순서로 나열되는 형태를 갖는다. 이때, 1과 0의 개수 는 평균적으로 동일하여야 한다. 상기 미리 정한 시퀀스의 예로서는 초기값을 미리 정한 슈도(pseudo) 랜덤 값 발생기의 출력을 들 수 있다.

상기 미리 정한 시퀀스를 상기 부가 데이터에 얼마나 많이 삽입하느냐에 따라 상기 수신기에서 상기 부가 데이터를 수신하는 성능이 결정된다. 다시말해서, 상기 부가 데이터에 상기 미리 설정된 시퀀스를 많이 삽입 할수록 상기 수신 시스템의 더 강한 수신 성능이 얻어진다.

상기 널 시퀀스 삽입부(22)는 1개 비트의 부가 데이터가 입력되면 도4와 같이 1개 비트의 널 비트를 삽입하여 2개의 비트를 출력한다. 상기 널 비트는 도3의 8T-VSB 송신 시스템 내에서 랜더마이징되고, 이어서 리드솔로몬 부호화된다. 이 부호화된 부가 데이터는 인터리빙된 후 트렐리스 부호기(도시되지 않음)의 한 입력(d0)으로 인가된다. 여기서, 상기 입력 신호(d0)는 상기 트렐리스 부호기에 입력되는 두 비트들 중 하위 비트에 해당한다.

도3에서, 8T-VSB 송신 시스템의 구성 및 동작은 도1에서 이미 설명되었으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기 수신 시스템은 상기 트렐리스 부호기의 입력 신호(d0)에 해당하는 상기 미리 정한 시퀀스를 발생시키는 구성 요소를 구비하고, 이 구성 요소를 통해 발생하는 상기 미리 정한 시퀀스를 상기 수신 시스템의 성능을 향상시키는데 사용한다. 도4에 나타낸 널 시퀀스는 간단한 예를 보여주는 것으로서, 이 널 시퀀스 대신에 다른 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 8T-VSB 송신 시스템과의 호환성을 위해 8레벨들의 발생 확률이 동일하여야 하므로, 상기 트렐리스 부호기의 입력 비트(d0)에 해 당하는 시퀀스 중 0의 존재 확률과 1의 존재 확률은 동일하여야 한다.

도5는 도3의 ATSC 8T-VSB 송신 시스템(25)에서 사용하는 트렐리스 부호기 및 프리코더의 구성을 나타낸 다이어그램이다.

도6은 도5에 나타낸 상기 트렐리스 부호기의 상태 천이도를 나타낸 것이다.

도5에서, 상기 트렐리스 부호기(28) 및 프리코더(27)는 두 개의 입력 비트들(d0)(d1)에 대해 세 개의 출력 비트들(C0)(C1)(C2)을 출력한다. 미설명 수 29는 8T-VSB 변조기로서, 상기 트렐리스 부호기(28) 및 프리코더(27)로부터 출력되는 상기 세 개의 출력 비트들(C0)(C1)(C2)을 해당하는 변조값(Z)을 출력한다. 도5에서, 27a 및 28b는 가산기를, 27b,28a, 및 28c는 레지스터들을 지시한다.

도5에 나타낸 바와 같이, 상기 입력 비트(d1)은 상기 프리코더(27)에 의해서 프리 코딩되어 출력 비트(C2)로 되고, 상기 입력 비트(d0)는 그대로 출력 비트(C1)으로 치환된다. 한편, 출력 비트(C0)는 상기 트렐리스 부호기(28)의 레지스터(28c)에 저장된 값에 의해 결정된다. 상기 트렐리스 부호기(28) 및 프리코더(27)의 출력 비트열(C0,C1,C2)에 따라 신호 레벨이 결정되는데, 레벨의 개수가 8인 신호 레벨의 전체 집합(-7,-5,-3,-1,+1,+3,+5,+7)은 상기 출력 비트(C0)에 따라 각각 레벨의 개수가 4인 두 개의 신호 레벨 집합들(-7,-3,+1,+5)(-5,-1,+3,+7)로 나뉘어진다.

다시 말해서, 상기 레지스터(28c)에 저장된 값에 의해 개수가 4개인 두 개의 신호 레벨의 집합들(-7,-3,+1,+5)(-5,-1,+3,+7) 중에서 하나가 선택된다. 따라서, 상기 수신 시스템에서 상기 트렐리스 부호기내의 상기 레지스터(28c)에 현재 저장된 값을 예측할 수 있다면, 다음의 상기 트렐리스 부호기(28)의 출력 신호 레벨이 상기 두 개의 신호 레벨 집합들 중에서 어느것에 해당하는지를 예측할 수 있다. 이 예측 정보를 이용하여 통상의 8레벨 슬라이서 대신 두배의 레벨간 거리를 갖는 4 레벨 슬라이서를 사용할 수 있다.

상기 트렐리스 부호기(28)내의 상기 레지스터(28c)에 저장된 값을 예측하기 위하여 상기 수신 시스템의 트렐리스 복호기에서는 비터비(Viterbi) 알고리즘을 사용한다. 한편, 상기 신호 레벨의 집합에 대한 예측이 올바르지 않으면 오히려 판정값의 오차가 더욱 커질 수 있다. 따라서, 종래 8T-VSB 수신 시스템은 전술한 바와 같이 판정 오류를 최소화하기 위하여 상기 예측값의 신뢰도가 높다면 4레벨 슬라이서를 사용하고, 상기 예측값의 신뢰도가 낮다면 원래의 8레벨 슬라이서를 사용한다. 본 발명은 전술한 바와 같이 데이터 방송 시스템과 같은 상기 송신 시스템에서 전송하는 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 상기 예측값의 신뢰도를 크게 향상 시킨다.

상기 ATSC 8T-VSB 수신 시스템에서 사용하는 슬라이서 예측기와 트렐리스 복호기는 모두 비터비(viterbi) 알고리즘을 사용한다. 상기 비터비 알고리즘은 상기 트렐리스 부호기의 시간에 따른 상태 천이(또는 경로)들 중 가장 확률이 높은 상태 천이(또는 경로)를 예측하기 위한 알고리즘이다.

시간(k)에서 상기 트렐리스 부호기의 상태(state) 값이 Si일 확률은 아래의 식(1)에 나타낸 바와 같이 상기 상태값(Si)의 누적 매트릭스(Mi)에 비례한다.

P(Si)∝

...........(1)

상기 시간(k) 까지의 누적 매트릭스는 아래의 식(2)와 같이 나타낼 수 있다. 아래의 식(2)에서, yi는 수신된 8T-VSB 신호값이고, xj는 도6의 상태 천이도에서 상태들 간을 연결하는 브랜치(branch)에 할당된 상기 8T-VSB 신호의 레벨값이다.

M_i =

...........(2)

도6의 상태 천이도에 나타낸 바와 같이, 상기 트렐리스 부호기의 입력 비트는 2비트이므로, 각 상태로 연결되는 브랜치의 개수는 4개가 된다. 상기 비터비 알고리즘에서는 각 상태(S1,S2,S3,S4)로 연결되는 4개의 경로들 중에서 상기 누적 매트릭스 값이 가장 작은 경로를 선택하여 저장한다. 이와 같은 과정을 진행하는 부분을 ACS(accumulate/compare/select)부라 한다. 이와 같이, 각 상태(S1,S2,S3,S4)에서 선택되고 저장된 매트릭스들 중에서 매트릭스 값이 가장 작은 것을 선택하는 방법으로 상기 시간(k)에서 가장 확률이 높은 상태를 결정한다.

전술한 바와 같이, 도3에 나타낸 디지털 텔레비젼 방송을 위한 VSB 송신 시스템에서는 상기 부가 데이터에 상기 널 시퀀스를 삽입하여 상기 트렐리스 부호기에 입력되는 상기 비트(d0)를 통해 상기 미리 정의된 시퀀스를 상기 수신 시스템으로 전송한다. 한편, 상기 미리 정의된 시퀀스를 상기 수신 시스템측에서 이용하면 상기 비터비 알고리즘의 성능을 크게 개선 시킬 수 있다.

예로서, 상기 시간(k)에서 상기 송신 시스템으로부터 전송된 상기 미리 정의된 시퀀스의 비트(d0)가 1인 경우를 고려하여 보자. 이 경우에 있어서, 각 상태(S1,S2,S3,S4)로 연결되는 4개의 브랜치들 중에서 d1d0가 00과 10인 브랜치들이 상기 가장 확률이 높은 상태로 결정되는 것이 불가능하다. 동일하게, 상기 미리 정 의된 시퀀스의 비트(d1)가 0인 경우를 고려하여 보자. 이 경우에 있어서, 상기 각 상태(S1,S2,S3,S4)로 연결되는 4개의 브랜치들 중에서 d1d0가 01 및 11인 브랜치들이 상기 가장 확률이 높은 상태로 결정되는 것이 불가능하다. 결국, 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하는 것에 의해 상기 ACS부는 상기 비터비 알고리즘을 가지고 상기 브랜치의 수를 4개로부터 2개로 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 수신 시스템내에서, 트렐리스 복호기의 성능과 슬라이서 예측기의 신뢰도를 크게 향상 시킬 수 있다.

도2에 나타낸 상기 ATSC 8T-VSB 수신 시스템의 채널 등화기와 위상 복원기는 각각 슬라이서와 슬라이서 예측기를 사용한다. 상기 위상 복원기에서 사용하는 상기 슬라이서 예측기는 통상 상기 트렐리스 복호기에 포함되어진다.

도7은 도3에 나타낸 ATSC 8T-VSB 송신 시스템에 포함된 트렐리스 부호기의 구성을 보여주는 다이어그램이다. 도7의 트렐리스 부호기는 12개의 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,...32-12), 입력 단자와 상기 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,...32-12)의 입력 단자들 사이에 연결되는 멀티플렉서(30), 그리고 출력 단자와 상기 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,...32-12)의 출력 단자들 사이에 연결되는 멀티플렉서(31)로 구성된다.

도8은 본 발명에 따른 디지털 VSB 수신 시스템의 구성을 보여주는 다이어그램이다. 도8에 나타낸 수신 시스템은 전술한 바와 같이 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 그것의 수신 성능을 향상 시킨다.

도8에서, 본 발명에 따른 VSB 수신 시스템은 부가 데이터 심볼을 지시하고 부가 데이터에 포함되는 미리 정의된 시퀀스를 발생하는 시퀀스 발생부(46), 전송 시스템으로부터 수신된 데이터를 상기 발생된 시퀀스를 이용하여 상기 전송 시스템과는 역순으로 처리하는 MPEG 데이터 처리부(100), 상기 MPEG 데이터 처리부(100)의 출력 데이터를 디멀티플렉싱 시켜 MPEG 데이터와 부가 데이터로 분리하는 디멀티플렉서(56), 그리고 상기 디멀티플렉서(56)로부터 출력된 상기 부가 데이터를 상기 전송 시스템과는 역순으로 처리하여 원래 부가 데이터를 얻는 부가 데이터 처리부(200)를 포함한다.

도8에 나타낸 바와 같이, 상기 MPEG 데이터 처리부(100)는 복조기(47), 콤 필터(48), 채널 등화기(49), 슬라이서 예측기(50), 위상 복원기(51), 트렐리스 복호기(52), 제1 데이터 디인터리버(53), 제1 리드 솔로몬 복호기(54), 그리고 데이터 디랜더마이저(55)를 포함한다. 한편, 상기 부가 데이터 처리부(200)는 MPEG 헤더 제거부(57), 널 시퀀스 제거부(58), 제2 데이터 디인터리버(59), 그리고 제2 리드 솔로몬 복호기(60)를 포함한다.

상기 복조기(47)에서는 RF 대역의 신호를 기저 대역의 신호로 바꾸고, 이어서 상기 동기 및 타이밍 복구기(도시되지 않음)에서는 세그먼트 동기 신호, 필드 동기 신호, 및 심볼 타이밍을 복구한다. 상기 콤 필터(48)에서는 NTSC 간섭 신호를 제거하고, 상기 채널 등화기(49)에서는 상기 슬라이서 예측기(50)를 사용하여 왜곡된 채널을 보정한다. 상기 위상 복원기(51)는 MPEG 데이터의 위상을 복원하고, 상기 트렐리스 복호기(52)에서는 상기 발생된 시퀀스 및 상기 비터비 알고리즘을 사용하여 비터비 복호를 수행한다. 여기서, 상기 채널 등화기(49), 상기 슬라이서 예 측기(50), 상기 위상 복원기(51) 및 상기 트렐리스 복호기(52)는 상기 시퀀스 발생부(46)로부터 발생된 시퀀스를 이용하여 상기 MPEG 데이터를 복호화 한다. 상기 제1 데이터 디인터리버(53)에서는 상기 ATSC 8T-VSB 전송 시스템의 데이터 인터리버에 대한 역동작을 수행하고 상기 제1 리드 솔로몬 복호기(54)는 상기 ATSC 8T-VSB 전송 시스템에서 리드 솔로몬 부호화된 신호를 다시 복호한다. 한편, 상기 데이터 디랜더마이저(55)는 상기 전송 시스템의 데이터 랜더마이저에 대해 역동작을 수행한다.

한편, 상기 시퀀스 발생부(46)은 상기 전송 시스템으로부터 수신된 심볼이 상기 부가 데이터에 해당하는 심볼인지 아닌지를 지시하고 상기 부가 데이터에 삽입되어 전송되는 상기 미리 정의된 시퀀스를 동일하게 발생 시킨다. 전술한 바와 같이, 상기 채널 등화기(49), 상기 슬라이서 예측기(50), 상기 위상 복원기(51), 및 상기 트렐리스 복호기(52)는 상기 미리 정의된 시퀀스 정보를 이용하여 각각 자신의 성능을 개선 시킨다. 이때, 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하는 구성 요소들은 이전 구성 요소들의 데이터 처리 지연을 고려하여 상기 시퀀스 정보를 지연시켜 사용한다.

한편, 상기 디멀티플렉서(56)는 상기 필드 동기 신호로부터 복원된 멀티플렉싱 정보를 사용하여 상기 MPEG 데이터 처리부(100)로부터 입력된 데이터를 부가 데이터 세그먼트와 MPEG 데이터 세그먼트로 디멀티플렉싱 한다. 전술한 상기 제1 리드 솔로몬 복호기(54)는 상기 부가 데이터 세그먼트에 대해서는 리드 솔로몬 복호를 수행하지 않고 상기 전송 시스템의 리드 솔로몬 부호기에서 추가된 20 바이트의 패리티 비트들 만을 제거한다. 채널의 잡음이 심한 경우에는 상기 부가 데이터에 비해 상기 ATSC 리드 솔로몬 부호의 패리티 바이트에서 오류가 많이 발생하게 된다. 그 이유는 상기 ATSC 리드 솔로몬 부호의 패리티 바이트에는 미리 정의된 시퀀스가 없고, 그래서 상기 트렐리스 복호기(52)에서 이득이 없기 때문이다. 상기 제1 리드 솔로몬 복호기(54)가 상기 부가 데이터 세그먼트에 대해 리드 솔로몬 복호를 수행하지 않는 이유는 상기 부가 데이터 세그먼트 상에 10 바이트를 초과하는 오류가 발생한 경우에는 상기 제1 리드 솔로몬 복호기(54)가 잘못된 오류 정정을 수행할 가능성이 있기 때문이다.

한편, 상기 디멀티플렉서(56)를 통해 출력된 상기 부가 데이터 세그먼트는 먼저 상기 MPEG 헤더 제거부(57)에 입력되고, 상기 MPEG 헤더 제거부(57)는 상기 부가 데이터 세그먼트로부터 3바이트의 MPEG 헤더를 제거한다. 상기 MPEG 헤더는 상기 전송 시스템에서 상기 부가 데이터를 ATSC 세그먼트 포맷으로 전송할 때 삽입하였던 것이다.

이어서, 상기 널 시퀀스 제거부(58)는 상기 부가 데이터 세그먼트로부터 상기 송신 시스템의 널 시퀀스 삽입부에서 삽입되었던 널 시퀀스를 제거한다. 그리고나서, 상기 제2 디인터리버(59)에서는 상기 부가 데이터 세그먼트 상에 상기 송신 시스템 에서의 인터리빙 과정에 대한 역동작을 수행한다. 만약, 상기 송신 시스템에서 인터리버가 생략된 경우, 상기 수신 시스템도 상기 제2 디인터리버(59)를 포함하지 않는다. 한편, 상기 제2 리드 솔로몬 복호기(60)에서는 상기 부가 데이터에 대한 리드 솔로몬 부호를 복호한다.

한편, 종래 ATSC 8T-VSB 수신 시스템의 상기 위상 복원기도 상기 트렐리스 복호기에 내장되어 있는 상기 슬라이서 예측기의 도움을 받아 내부에 있는 슬라이서를 선택적으로 사용한다. 단, 본 발명에 따른 수신 시스템의 위상 복원기는 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하여 상기 슬라이서를 예측하고 선택한다는 점에서 종래 수신 시스템과는 다르다.

상기 미리 정의된 시퀀스는 상기 부가 데이터의 심볼에만 의존하기 때문에 상기 수신 시스템은 어떤 심볼이 상기 부가 데이터의 심볼인지를 인식할 수 있어야 하고, 아울러 상기 전송 시스템에서 보내진 상기 미리 정의된 시퀀스가 0인지 아니면 1인지를 인식할 수 있어야 한다. 상기 수신 시스템에서 상기 부가 데이터 심볼 및 상기 미리 정의된 시퀀스에 대한 정보를 인식할 수 있는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법에 따르면, 한 ATSC 데이터 프레임의 한 필드에 해당하는 심볼들이 미리 롬(ROM:read only memory)에 저장된다. 참고로 상기 ATSC 8T-VSB 전송 시스템에 구비된 데이터 랜더마이저가 상기 필드 동기 신호에 동기되어 초기화되므로, 상기 미리 정의된 시퀀스의 주기 또한 필드 단위가 된다. 그러나, 이 첫째 방법은 상기 송신 시스템에서의 멀티 플렉싱 방식에 따라서 상기 미리 정의된 시퀀스가 필드 단위로 각각 저장되어야 하므로 큰 용량의 메모리가 요구된다는 단점이 있다. 두 번째 방법에 따르면, 상기 수신 시스템이 자체적으로 상기 미리 정의된 시퀀스를 발생하는 송신기를 구비한다는 것이다.

도9는 상기 두 번째 방법에 따른 것으로서, 도8의 수신 시스템 중 상기 시퀀스 발생부(46)의 상세 구성을 보여주는 블록 다이어그램이다.

도9의 시퀀스 발생부(46)는 멀티플렉서(61), 변형된 랜더마이저(62), 더미 패리티 삽입부(63), 데이터 인터리버(64), 그리고 트렐리스 부호기(65)를 구비하고 있다. 도9에 따르면, 상기 멀티플렉서(61)에는 부가 데이터 더미 패킷과 MPEG 데이터 더미 패킷이 입력된다. 먼저, 상기 MPEG 데이터 패킷의 경우에는 187개의 더미(dummy) 바이트 0x00을 발생시킨다. 상기 부가 데이터 패킷의 경우에는 MPEG 헤더 바이트에 해당하는 3개의 더미 바이트 0x00를 발생시키고 상기 부가 데이터에 해당하는 184개의 더미 바이트 0xAA를 발생시킨다.

이들 더미 바이트들은 멀티플렉서(61)에서 멀티플렉싱된 후 상기 변형된 랜더마이저(62)를 통해 랜더마이징 된다. 이때, 상기 변형된 랜더마이저(62)는 고의로 발생시킨 의사 랜덤 바이트와 0x55를 비트-와이즈(bit-wise)하게 앤드(AND) 연산하고 나서, 이 앤드 논리 연산한 결과를 다시 상기 멀티플렉서(61)로부터의 입력 바이트와 비트-와이즈 하게 익스크루시브 오아(Exclusive OR) 연산하는 것에 의해 랜더마이징 한다.

이어서, 상기 더미 패리티 삽입부(63)은 상기 ATSC 8T-VSB의 리드 솔로몬 부호기에서 추가되는 20개의 패리티에 해당하는 더미 바이트 0x00를 상기 랜더마이징된 데이터에 삽입한다. 상기 더미 패리티 삽입부(63)의 출력은 상기 데이터 인터리버(64)에서 인터리빙된다. 상기 인터리빙된 더미 바이트들은 심볼들로 변환되고, 상기 변환된 심볼들은 트렐리스 부호부(65)에 입력된다. 상기 트렐리스 부호부(65)의 상세 구성을 도7에 나타내었다. 즉, 상기 심볼들은 도7의 12개의 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,....32-12)에 입력되는데, 상기 심볼들은 실질적으로 상기 12개의 트렐리스 부호기 및 프리코더들(32-1,32-2,....32-12)에서 프리 코드 및 트렐리스 부호화 되지 않고 입력된 상태 그대로 출력된다. 이와 같이 최종적으로 출력된 심볼은 두 개의 비트들(d1d0)로 구성된다. 여기서, 상기 비트(d1)이 1이면 상기 심볼은 상기 부가 데이터의 심볼이고, 상기 비트(d1)이 0이면 상기 MPEG 데이터의 심볼임을 의미한다. 한편, 상기 비트(d1)가 1인 경우, 상기 비트(d0)는 상기 송신 시스템의 상기 트렐리스 부호기에 입력되었을 상기 미리 정의된 시퀀스에 해당한다. 상기 시퀀스 발생부(46)는 상기 수신 시스템에서 복원된 필드 동기 신호에 동기하여 동작한다.

도10a는 채널 등화기에서 사용되는 MPEG 데이터 심볼용 3가지 종류의 슬라이서들을 보여주는 다이어그램이다. 각 슬라이서는 판정할 신호의 레벨을 나타내고 있으며, 또한 각 슬라이서는 상기 송신 시스템으로부터 수신된 신호와 거리가 가장 가까운 신호를 판정하는 기능을 수행한다. 만약 슬라이서 예측의 신뢰도가 낮은 경우에는 8레벨을 갖는 슬라이서1을 사용한다. 만약 상기 슬라이서 예측의 신뢰도가 높은 경우에는 도5에 나타낸 상기 트렐리스 부호기(28)의 상기 레지스터(28c)의 예측된 값에 따라서 상기 슬라이서2와 상기 슬라이서3 중 어느 하나를 선택 한다. 만약, 상기 레지스터(28c)의 예측된 값이 0인 경우에는 상기 슬라이서2가 선택되고 상기 예측된 값이 1인 경우에는 상기 슬라이서3이 선택된다.

도10b는 부가 데이터 심볼용 6종류의 슬라이서들을 보여주는 다이어그램 이다. 즉, 상기 심볼들이 상기 부가 데이터의 심볼들인 경우에는 상기 미리 정의된 시퀀스의 비트(d0)를 사용하여 도10(b)와 같은 6개의 슬라이서들을 사용할 수 있 다. 먼저, 상기 시퀀스 비트(d0)가 0인 경우에 상기 송신 시스템으로부터 전송될 수 있는 신호 레벨들의 집합은 (-7,-5,+1,+3)이다. 한편, 상기 시퀀스 비트(d0)가 1인 경우에는 상기 송신 시스템으로부터 전송될 수 있는 신호 레벨들의 집합은 (-3,-1,+5,+7)이다. 따라서, 상기 슬라이서 예측기의 신뢰도가 작은 경우에는 상기 시퀀스 비트(d0)의 값에 따라서 상기 슬라이서4와 상기 슬라이서5 중 하나가 선택된다.

이하에서, 상기 슬라이서 예측기의 신뢰도가 높은 경우를 고려하여 보자. 상기 시퀀스 비트(d0)가 0인 경우에는 상기 트렐리스 부호기(28)내 상기 레지스터(28c)에 저장된 값에 따라서 상기 슬라이서4를 다시 상기 두 개의 슬라이서들 6과7로 나눌 수 있다. 즉, 상기 레지스터(28c)의 저장된 값이 0이면 상기 슬라이서6이 선택되고, 상기 레지스터(28c)의 저장된 값이 1이면 상기 슬라이서7이 선택 된다. 한편, 상기 시퀀스 비트(d0)가 1인 경우에는, 상기 트렐리스 부호기(28)내 상기 레지스터(28c)에 저장된 값에 따라서 상기 슬라이서5를 다시 상기 두 개의 슬라이서들 8과9로 나눌 수 있다. 즉, 상기 레지스터(28c)의 저장된 값이 0이면 상기 슬라이서8이 선택되고, 상기 레지스터(28c)의 저장된 값이 1이면 상기 슬라이서9가 선택된다.

전술한 바와 같이, 도10(b)의 슬라이서6,7,8,9들은 도10(a) 나타낸 종래 슬라이서2,3들과 비교할 때 신호들간 거리가 두배 만큼 멀다. 따라서, 상기 부가 데이터 심볼의 경우에 있어서, 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하는 것에 의해 신호들간 거리가 더욱 더 먼 슬라이서들을 사용할 수 있게 되고 나아가 신호 판정시 오 류를 최소화 할 수 있게 된다.

도11은 상기 미리 정의된 시퀀스를 이용하는 수신 시스템의 채널 등화기의 구성을 보여주는 블록 다이어그램이다. 도11에서, 상기 채널 등화기는 피이드-포워드(feed-forward) 필터(66), 피이드 백(feedback) 필터(67), 상기 필터들(66)(67)의 출력들을 가산하는 가산기(68), 9개의 슬라이서들(69-1,69-2,...69-9), 멀티플렉서(70), 그리고 제어부(71)를 포함한다.

도11에서, 상기 채널 등화기(49)의 입력 신호는 상기 피이드 포워드 필터(66)에 입력되고, 상기 피이드 포워드 필터(66)의 출력 신호와 상기 피이드백 필터(67)의 출력 신호는 상기 가산기(68)에서 가산된다. 상기 가산기(68)의 출력 신호는 상기 채널 등화기(49)의 출력 신호가 된다. 한편, 상기 채널 등화기(68)의 출력 신호는 상기 9개의 슬라이서들(69-1,69-2,....69-9)에 공통으로 입력되고, 상기 각 슬라이서(69-1,69-2,....69-9)는 상기 출력 신호를 판정한다.

상기 제어부(71)는 상기 멀티플렉서(70)를 제어하여 상기 슬라이서들(69-1,69-2,....69-9)의 출력들 중 어느 하나를 선택하고, 상기 선택된 출력은 상기 피드백 필터(67)와 상기 제어부(71)에 입력된다. 상기 제어부(71)는 상기 선택된 슬라이서 출력과 상기 채널 등화기(49)의 출력을 사용하여 상기 피이드 포워드 필터(66)와 상기 피드백 필터(67)의 필터 계수들을 갱신한다.

한편, 도8의 상기 슬라이서 예측기(50)는 상기 채널 등화기(49)의 출력 신호와 상기 시퀀스 발생부(46)의 출력 신호를 입력하고, 상기 입력된 신호들을 이용하여 상기 송신 시스템내 트렐리스 부호기(28)의 상기 레지스터(28c)에 저장된 값을 예측하고 또한 상기 예측된 값의 신뢰도를 계산하고나서, 이들 값들을 상기 채널 등화기(49)의 상기 제어부(71)로 전달한다. 한편, 상기 채널 등화기(49)의 제어부(71)는 상기 시퀀스 발생부(46)로부터 현재 수신된 심볼이 부가 데이터에 해당하는지 아니면 MPEG 데이터에 해당하는지에 대한 정보와 상기 부가 데이터 심볼에 삽입된 상기 미리 정의된 시퀀스(d0)를 제공 받는다. 또한, 상기 제어부(71)는 상기 슬라이서 예측기(50)로부터 상기 송신 시스템내 상기 트렐리스 부호기(28)의 상기 레지스터(28c)에 저장된 값을 예측한 상기 예측값 및 상기 예측 신뢰도 값을 제공 받아 전술한 바와 같이 상기 9개의 슬라이서들(69-1,69-2,....69-9)의 출력들 중 어느 하나를 선택한다.

도1은 ATSC 8T-VSB 송신 시스템

도2는 ATSC 8T-VSB 수신 시스템

도3은 본 발명의 디지털 텔레비젼 방송용 VSB 송신 시스템

도4는 널 시퀀스 삽입을 설명하는 다이어그램

도5는 트렐리스 부호기 및 프리코더의 구성을 보여주는 다이어그램

도6은 ATSC 8T-VSB 트렐리스 부호기의 상태 천이도

도7은 ATSC 8T-VSB 트렐리스 부호기의 구성을 보여주는 다이어그램

도8은 본 발명의 디비털 VSB 수신 시스템

도9는 본 발명의 시퀀스 발생부의 구성을 보여주는 다이어그램

도10a는 MPEG 데이터 심볼용 슬라이서들을 보여주는 다이어그램

도10b는 부가 데이터 심볼용 슬라이서들을 보여주는 다이어그램

도11은 본 발명의 채널 등화기의 구성을 보여주는 다이어그램

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

46: 시퀀스 발생부, 56: 디멀티플렉서, 100: MPEG 데이터 처리부, 200: 부가 데이터 처리부

Claims (10)

1. 제1,제2 에러 정정 부호화된 제1 데이터와 제2 에러 정정 부호화된 제2 데이터가 포함된 데이터에 대해 복조를 수행하는 복조부;

   상기 복조된 데이터에 대해 채널 등화를 수행하는 채널 등화부;

   상기 채널 등화된 데이터에 대해 복호를 수행하는 복호부;

   상기 복호된 데이터에 제1 에러 정정을 수행하여 상기 복호된 데이터에 발생된 에러를 정정하는 제1 에러 정정부;

   상기 제1 에러 정정된 데이터를 역다중화시켜 제1 데이터와 제2 데이터를 분리하는 역다중화기; 및

   상기 역다중화기에서 분리되어 출력되는 제1 데이터에 제2 에러 정정을 수행하여 제1 데이터에 발생된 에러를 정정하는 제2 에러 정정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 에러 정정부는

   상기 복호된 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 리드 솔로몬 복호기인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 에러 정정부는

   상기 분리된 제1 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 리드 솔로몬(RS) 복호기인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
4. 제1,제2 에러 정정 부호화된 제1 데이터와 제2 에러 정정 부호화된 제2 데이터가 포함된 데이터에 대해 복조를 수행하는 단계;

   상기 복조된 데이터에 대해 채널 등화를 수행하는 단계;

   상기 채널 등화된 데이터에 대해 복호를 수행하는 단계;

   상기 복호된 데이터에 제1 에러 정정을 수행하여 상기 복호된 데이터에 발생된 에러를 정정하는 단계;

   상기 제1 에러 정정된 데이터를 역다중화시켜 제1 데이터와 제2 데이터를 분리하는 단계; 및

   상기 분리된 제1 데이터에 제2 에러 정정을 수행하여 제1 데이터에 발생된 에러를 정정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템의 데이터 처리 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 에러 정정 단계는

   상기 복호된 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템의 데이터 처리 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 에러 정정 단계는

   상기 분리된 제1 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템의 데이터 처리 방법.
7. 제1,제2 인터리빙된 제1 데이터와 제2 인터리빙된 제2 데이터가 포함된 데이터에 대해 복조를 수행하는 복조부;

   상기 복조된 데이터에 대해 채널 등화를 수행하는 채널 등화부;

   상기 채널 등화된 데이터에 대해 복호를 수행하는 복호부;

   상기 복호된 데이터에 대해 제1 디인터리빙을 수행하는 제1 디인터리버;

   상기 제1 디인터리빙된 데이터로부터 제1 데이터를 분리하는 분리기;

   상기 분리된 제1 데이터에 대해 제2 디인터리빙을 수행하는 제2 디인터리버; 및

   상기 제2 디인터리빙된 제1 데이터에 대해 에러 정정을 수행하여 상기 제1 데이터에 발생된 에러를 정정하는 에러 정정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 에러 정정부는

   상기 제2 디인터리빙된 제1 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 리드 솔로몬 복호기인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
9. 제1,제2 인터리빙된 제1 데이터와 제2 인터리빙된 제2 데이터가 포함된 데이터에 대해 복조를 수행하는 단계;

   상기 복조된 데이터에 대해 채널 등화를 수행하는 단계;

   상기 채널 등화된 데이터에 대해 복호를 수행하는 단계;

   상기 복호된 데이터에 대해 제1 디인터리빙을 수행하는 단계;

   상기 제1 디인터리빙된 데이터로부터 제1 데이터를 분리하는 단계;

   상기 분리된 제1 데이터에 대해 제2 디인터리빙을 수행하는 단계;

   상기 제2 디인터리빙된 제1 데이터에 대해 에러 정정을 수행하여 상기 제1 데이터에 발생된 에러를 정정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템의 데이터 처리 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 에러 정정 단계는

    상기 제2 디인터리빙된 제1 데이터에 대해 리드 솔로몬(RS) 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템의 데이터 처리 방법.

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