KR100939715B1 - 디지털 ｔｖ 수신기 및 신호 처리 방법 - Google Patents

디지털 ｔｖ 수신기 및 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 TV 수신기에서 심볼 클럭 복구의 완료를 검출하여 록업 신호를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 작으면 심볼 클럭 복구가 이루어졌다고 판단하여 심볼 클럭 복구가 완료되었음을 나타내는 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부로 출력하고, 상기 반송파 복구부는 록업 신호에 의해 초기화되어 반송파 복구를 수행함으로써, 상기 반송파 복구부는 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수대역을 사용하여 반송파 복구를 수행할 수 있으므로 전송 채널 상에 다중 경로에 의한 심한 고스트 잡음이 있어 수신 신호에 반송파 신호가 없는 경우에도 정상적으로 반송파 복구를 할 수가 있다.
Figure R1020030003740
심볼 클럭, 록업, 반송파 복구

Description

디지털 ＴＶ 수신기 및 신호 처리 방법{Digital TV receiver and method of processing signal}
도 1은 일반적인 디지털 TV 수신기의 구성 블록도
도 2는 도 1의 반송파 복구부의 일반적인 구성 블록도
도 3은 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도
도 4는 도 3의 심볼 클럭 복구부의 전치 필터의 출력 신호의 특성을 보인 파형도
도 5는 도 3의 록업 생성부의 상세 블록도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
104 : A/D 변환부 105 : 위상 분리기
106 : 반송파 복구부 300 : 심볼 클럭 복구부
301,302 : 제곱기 303 : 덧셈기
304 : 전치 필터 305 : 가드너 위상 오차 검출부
306 : 저역 통과 필터 307 : NCO
401 : 재샘플링부 402 : 고정 발진자
500 : 록업 신호 생성부 501 : 지연기
502,503 : 절대값 연산부 504 : 비교기
505 : 신뢰도 검사기
본 발명은 디지털 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 수신된 데이터로부터 심볼 클럭 복구시 심볼 클럭 복구의 완료를 나타내는 록업(Lock Up) 신호를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 대부분의 디지털 전송 시스템 및 미국향 디지털 TV 전송 방식으로 제안된 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 8 VSB(Vestigial Side Band) 전송 시스템에서는 주파수 효율을 높이기 위하여 전송 신호에 데이터만을 실어 보낸다. 즉, 수신측에서 데이터 복원을 위하여 필요한 클럭에 대한 정보는 전송하지 않는다. 따라서, 수신측에서는 데이터만이 존재하는 수신 신호들 중에서 이들 데이터를 복원하기 위하여 송신시에 사용된 것과 같은 클럭을 생성하여야 한다. 이 역할을 수행하는 부분이 심볼 클럭 복구부이다.
도 1은 일반적인 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, VSB 방식으로 변조된 RF(Radio Frequency) 신호가 안테나(101)를 통해 수신되면 튜너(102)는 사용자가 원하는 특정 채널 주파수만을 선택한 후 상기 선택된 채널 주파수에 실려진 RF 대역의 VSB 신호를 제 1 중간 주파수(IF) 대역으로 변환하여 아날로그 처리부(103)로 출력한다. 상기 아날로그 처리부(103)는 상기 튜너(102)에서 출력되는 제 1 IF 신호에 통과대역 필터링 및 이득 등을 제어하여 상기 제 1 IF 신호를 제 2 IF 신호로 변환하여 A/D 변환부(104)로 출력한다. 상기 A/D 변환부(104)는 제 2 IF 신호를 디 지털화하여 위상 분리기(105)로 출력한다.
상기 위상 분리기(105)는 상기 디지털 신호를 위상이 서로 -90°가 되는 실수 성분과 허수 성분의 통과대역 신호로 분리하여 반송파 복구부(106)로 출력한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상기 위상 분리기(105)에서 출력되는 실수 성분의 신호를 I 신호라 하고, 허수 성분의 신호를 Q 신호라 한다.
상기 반송파 복구부(106)는 상기 위상 분리기(105)에서 출력되는 I,Q 통과대역 디지털 신호를 I,Q 기저대역 디지털 신호로 천이한 후 심볼 클럭 복구를 위해 심볼 클럭 복구부(107)로 출력함과 동시에 실제 데이터 복구를 위해 채널 등화, 위상 추적, 에러 정정등을 수행하는 디지털 처리부(108)로 출력한다.
이때, 도 1을 보면, 모든 아날로그 처리 과정을 거친 신호는 A/D 변환기(104)에서 디지털 신호로 변환된 후 위상 분리기(105)를 거쳐 반송파 복구부(106)로 출력된다. 따라서, 상기 반송파 복구부(106) 후단의 모든 디지털 처리 블록들은 반송파 복구부(106)에서 반송파 복구가 이루어지지 않으면 정상적인 동작을 할 수 없다.
따라서, DTV 수신기내의 반송파 복구부(106)에서는 전송 신호의 주파수 상에 존재하는 파일롯 주파수의 위치를 정확하게 복원하여 이를 기저대역 신호로 변환한다.
현재 반송파 복구부(106)의 가장 일반적인 알고리즘으로는 도 2와 같이 FPLL(Frequency Phase Locked Loop)이라는 것을 사용하는데, 그 회로의 구현이 간단하며 성능이 우수하여 많이 사용하고 있다. 즉, FPLL로 구성된 반송파 복구부(106)는 상기 위상 분리기(105)에서 출력되는 통과 대역의 I,Q 신호를 기저대역의 I,Q 신호로 복조하여 주파수와 위상을 록킹한다.
도 2에서 보면, A/D 변환부(104), 및 위상 분리기(phase splitter)(105)를 통해 디지털화된 통과대역의 I,Q 신호는 반송파 복구부(106)의 복소 곱셈기(201)로 입력된다.
상기 복소 곱셈기(201)는 상기 통과대역 I,Q 신호에 NCO(205)에서 출력되는 기준 반송파 신호(NCOI,NCOQ)를 곱하여 상기 통과대역 I,Q 신호를 기저대역 I,Q 신호로 변환한다.
여기서, 상기 기저대역 I,Q 신호는 저역 통과 필터(202)로 출력됨과 동시에, 심볼 클럭 복구부(107)와 디지털 처리부(108)로 출력된다.
상기 저역 통과 필터(202)는 상기 기저대역 I,Q 신호를 각각 저역 통과 필터링하여 반송파 부분만을 추출한 후 오차 검출부(203)로 출력한다. 즉, 반송파를 복구하는 반송파 복구부(106)에서는 6MHz의 대역폭 중 파일롯 주파수(p)가 존재하는 주파수 주변의 신호만을 필요로 하므로, 상기 저역 통과 필터(202)는 데이터 성분들이 존재하는 주파수 성분을 I, Q 신호로부터 제거하여 데이터에 의하여 반송파 복구부의 성능이 저하되는 것을 방지한다.
상기 오차 검출부(203)는 상기 반송파 신호로부터 반송파의 잔류 오차를 검출하여 저역 통과 필터(204)로 출력한다. 즉, 상기 오차 검출부(203)에서 검출된 반송파의 잔류 오차는 순간적인 오검출을 방지하기 위하여 상기 저역 통과 필터(204)를 거쳐 NCO(205)로 출력된다. 상기 NCO(205)는 상기 저역 통과 필터(204)의 출력으로부터 새로운 기준 반송파 신호(NCOI,NCOQ)를 생성하여 상기 복소 곱셈기(201)로 출력한다.
이와 같이 상기 반송파 복구부(106)는 수신 신호 중 반송파 신호만을 추출하여 반송파 복구를 한다.
그러나, 전송 채널 상에 다중 경로에 의한 심한 고스트 잡음이 있는 경우는 수신 신호에 반송파 신호가 없는 경우가 있다.
이러한 경우에는 도 2와 같은 반송파 복구부로는 반송파 복구를 할 수가 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 심볼 클럭 복구시 록업(Lock Up) 신호를 생성하여 반송파 복구의 초기화에 이용하도록 함으로써, 전송 채널상에 존재하는 심한 고스트 잡음으로 인하여 반송파 신호가 존재하는 주파수가 없어지는 경우에도 반송파 복구가 가능하도록 하는 디지털 TV 수신기 및 신호 처리 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명예에 따른 디지털 TV 수신기는, VSB 방식의 아날로그 통과대역 신호를 디지털 통과대역 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 록업 신호에 의해 초기화되며, 상기 디지털 통과대역 신호에 반송파 복구 과정을 통해 생성된 기준 반송파 신호를 곱하여 디지털 기저대역 신호로 변환하는 반송파 복구부와, 상기 반송파 복구부에서 출력되는 디지털 기저대역 실수 성분과 허 수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 전치 필터링하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하고, 검출된 심볼 클럭의 위상 오차로부터 보정된 2배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 심볼 클럭 복구를 수행하는 심볼 클럭 복구부와, 상기 심볼 클럭 복구부에서 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 작으면 록업 신호를 생성하여 상기 반송파 복구부로 출력하는 록업 신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 심볼 클럭 복구부는 상기 디지털 기저대역 실수 성분의 신호와 허수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 그 결과를 출력하는 제곱 연산부와, 상기 제곱 연산부의 출력으로부터 심볼 클럭 복구를 위해 특정 대역의 주파수만을 통과시키는 전치 필터와, 상기 전치 필터에서 출력되는 인접한 두 개의 심볼 샘플들의 차값에 하나의 중간 샘플 값을 곱하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하는 가드너 위상 오차 검출부와, 상기 가드너 위상 오차 검출부에서 출력되는 심볼 클럭의 위상 오차 중 저대역 신호 성분만을 필터링하고, 필터링된 위상 오차의 저대역 성분에 따라 새로 보정된 두배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 필터 및 NCO로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 록업 신호 생성부는 상기 전치 필터의 출력을 1/2 심볼 클럭 지연시키는 지연기와, 상기 지연기의 출력에 절대값을 취하는 제 1 절대값 연산부와, 상기 전치 필터의 출력에 절대값을 취하는 제 2 절대값 연산부와, 상기 제 1 절대값 연산부에서 출력되는 신호와 제 2 절대값 연산부에서 출력되는 신호의 크기를 비교하고 비교 결과를 출력하는 비교기와, 상기 제 1 절대값 연산부에서 출력되는 신호의 크기가 제 2 절대값 연산부에서 출력되는 신호의 크기보다 클때만 신뢰도를 증가시킨 후 기 설정된 신뢰도를 만족시키면 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부로 출력하는 신뢰도 검사기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 반송파 복구부는 상기 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수 대역을 사용하여 반송파 복구를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 A/D 변환부는 고정 발진자에서 생성된 고정 주파수로 아날로그 통과대역 신호를 샘플링하여 디지털 통과대역 신호로 변환하며, 상기 반송파 복구부와 심볼 클럭 복구부 사이에는 상기 반송파 복구부에서 출력되는 디지털 기저대역 실수 성분과 허수 성분의 신호를 심볼 클럭 복구부에서 출력되는 2배의 심볼 클럭의 주파수로 재샘플링하여 각각 보간하는 재샘플링부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 A/D 변환부는 상기 심볼 클럭 복구부에서 출력되는 2배의 심볼 클럭의 주파수로 아날로그 통과대역 신호를 샘플링하여 디지털 통과대역 신호로 변환하는 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.
즉, 전송 채널 상에 다중 경로에 의한 심한 고스트 잡음이 있는 경우는 수신 신호에 반송파 신호가 없는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 수신 신호의 다른 성분을 이용하여 반송파 복구를 하여야 한다. 여기서, 수신 신호의 다른 성분을 이용하는 방법 중 하나는 수신 신호 중 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 성분을 이용하여 반송파 복구를 하는 것이다.
그러나, 반송파 복구를 위하여 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수 대역을 사용하는 경우에는 심볼 클럭 복구가 완료된 후에야 사용이 가능하다. 만약 심볼 클럭 복구가 이루어지지 않는 경우는 정상적으로 반송파 복구를 할 수가 없다.
따라서, 본 발명은 심볼 클럭 복구의 완료를 검출하고, 이를 나타내는 LOCK UP 신호를 생성하여 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수 대역을 사용하는 반송파 복구부의 초기화에 사용하도록 하는데 그 특징이 있다.
도 3은 이러한 본 발명의 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 심볼 클럭 복구부는 반송파 복구부의 영향을 받지 않고 가드너 위상 오차 검출기를 아용하여 심볼 클럭 복구를 수행하는 경우를 실시예로 하고 있다.
도 3을 보면, 록업 신호 생성부(500)는 심볼 클럭 복구부(300)의 전치 필터의 출력으로부터 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부(106)로 출력한다.
상기 심볼 클럭 복구부(300)는 재샘플부(401)로부터 보간되어 출력되는 기저대역 I,Q 신호를 각각 제곱하는 제 1, 제 2 제곱기(301,302), 상기 제 1, 제 2 제곱기(301,302)에서 각각 제곱되어 출력되는 I,Q 신호를 서로 더하는 덧셈기(303), 상기 덧셈기(303)의 출력 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시키는 전치 필터(304), 상기 전치 필터(304)를 통과한 신호로부터 심볼 클럭의 위상 오차에 관한 정보를 검출하는 가드너(Gardner) 위상 오차 검출기(305), 상기 가드너 위상 오차 검출기(305)에서 출력되는 심볼 클럭의 위상 오차 정보 중 저대역 신호 성분만을 필터링하는 저역 통과 필터(306), 및 상기 심볼 클럭의 위상 오차 정보의 저대역 성분에 따라 출력 주파수를 변환시켜 상기 재샘플부(401)의 샘플링 타이밍을 조절하는 NCO(307)로 구성된다.
도 5는 상기 록업 신호 생성부(500)의 상세 블록도로서, 전치 필터의 출력을 지연시키는 지연기(501), 상기 지연기(501)의 출력에 대해 절대값을 취하는 제 1 절대값 연산기(502), 상기 전치 필터의 출력에 대해 절대값을 취하는 제 2 절대값 연산기(503), 상기 제 1, 제 2 절대값 연산기(502,503)의 두 출력 신호의 크기를 비교하는 비교기(504), 상기 비교기(504)의 출력에 대해 신뢰도를 검사하여 기 설정된 신뢰도를 만족시키면 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부(106)로 출력하는 신뢰도 검사기(505)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 심볼 클럭 복구부(400)에서 사용하는 주파수 대역을 반송파 복구부(106)에 사용할 수 있도록 심볼 클럭 복구의 완료를 나타내는 록업 신호를 생성한 후 반송파 복구부의 초기화에 사용하도록 한다. 여기서 사용되는 심볼 클럭 복구부의 위상 오차 검출은 Gardner 위상 오차 검출기를 사용한다.
그리고, 본 발명은 A/D 변환부(104)가 고정 발진자(402)에서 발진된 고정 주파수(즉, 상기 고정 주파수는 심볼 클럭의 주파수와 다르며 보통 25MHz임)로 제 2 IF 신호를 샘플링시켜 디지털화한 경우이다. 즉, 송신측에서는 심볼 클럭 주파수(fs)의 2배인 21.52MHz로 샘플링된 데이터가 전송되지만, 상기 A/D 변환부(104)에서 출력되는 데이터는 25MHz로 샘플링된 디지털 데이터이다.
이때, 상기 고정 발진자(402)에서 발진된 고정 주파수는 2배의 심볼 주파수(2fs)보다 높으며 조정이 안되므로 반송파 복구부(106)와 심볼 클럭 복구부(300) 사이에 재샘플링부(401)를 배치한다.
상기 재샘플부(401)에서는 심볼 클럭 복구를 위해 상기 디지털 기저대역 신호를 2배의 심볼 클럭 주파수(2fs) 즉, 21.52MHz로 샘플링하여 출력하게 된다. 상기 재샘플링부(401)는 기본적으로 샘플링 레이트를 바꿔주는 역할을 한다. 즉, 21.52MHz로 샘플링되어 수신된 데이터를 상기 A/D 변환부(104)에서 25MHz로 샘플링하여 출력하므로, 상기 재샘플부(401)에서는 다시 2배의 심볼 클럭 주파수 즉, 21.52MHz로 샘플링하여 출력하게 된다.
이를 위해 상기 재샘플링부(401)는 A/D 변환부(104)와 반송파 복구부(106)를 거쳐 출력되는 기저대역의 디지털 신호를 심볼 클럭 복구부(300)의 출력 주파수를 이용하여 2배의 심볼 클럭 주파수에 동기된 디지털 신호로 보간하여 심볼 클럭 복구부(300)로 출력함과 동시에, 채널 등화, 위상 추적, 에러 정정등을 위해 디지털 처리부(108)로 출력한다.
상기 심볼 클럭 복구부(300)는 현재 심볼들의 타이밍 오차를 구한 후 상기 타이밍 오차에 비례하는 주파수를 생성하여 상기 재샘플링부(401)로 출력한다.
즉, 상기 심볼 클럭 복구부(300)의 제 1 제곱기(301)는 상기 재샘플링부(401)에서 보간되어 출력되는 기저대역 I 신호를 제곱하여 덧셈기(303) 로 출력하고, 제 2 제곱기(302)는 상기 재샘플링부(401)에서 보간되어 출력되는 기저대역 Q 신호를 제곱하여 상기 덧셈기(303)로 출력한다. 상기 덧셈기(303)는 제곱된 기저대역 I, Q 신호를 서로 더하여 불완전한 반송파 복구로 인한 주파수와 위상 오차를 제거한 후 전치 필터(304)로 출력한다.
상기 전치 필터(304)는 상기 덧셈기(303)에서 출력되는 신호로부터 심볼 클럭 복원을 위하여 원하는 주파수 대역 즉, 타이밍 정보를 구할 수 있는 스펙트럼의 에지 부분만을 통과시켜 가드너 위상 오차 검출부(305)로 출력한다. 상기 가드너 위상 오차 검출부(305)는 입력되는 인접한 두 개의 심볼 샘플들의 차값에 하나의 중간 샘플 값을 곱하여 심볼 클럭의 위상 오차를 구한 후 저역 통과 필터(306)로 출력한다. 상기 저역 통과 필터(306)는 상기 가드너 위상 오차 검출부(305)에서 추출된 심볼 클럭의 위상 오차 중 저대역 신호 성분만을 필터링하여 NCO(307)로 출력한다. 상기 NCO(307)는 상기 심볼 클럭의 위상 오차의 저대역 성분에 따라 새로 보정된 두배의 심볼 클럭(2fs, fs = 심볼 클럭의 주파수)을 생성하여 상기 재샘플링부(401)로 출력한다.
한편, 록업 신호 생성부(500)에서는 상기 전치 필터(304)의 출력으로부터 심볼 클럭 복구부(300)의 심볼 클럭 복구 상태 즉, 록업에 대한 상태를 검출하고 검출 결과에 따라 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부(106)로 출력한다.
여기서 점 A0, B0 그리고, C0는 심볼 클럭의 위상 오차가 없는 경우의 값이다. 만약, 심볼 클럭의 위상 오차가 존재하여 A1, B1 그리고, C1인 위치로부터 위상 오차를 검출하면 위상 오차가 양(+)의 값을 가진다. 반대로, 심볼 클럭의 위상 오차가 존재하여 A-1, B-1 그리고, C-1인 위치로부터 위상 오차를 검출하면 위상 오차가 양(-)의 값을 가진다.
이때, 상기 심볼 클럭 복구부(300)는 가드너 위상 오차 검출기(305)에서 출력되는 위상 오차의 값을 항상 '0'이 되도록 만들어 주기 위하여 NCO(307)를 조정한다.
도 4에서 보면 심볼 클럭의 위상 오차가 존재하지 않는 경우는 항상 점 C0의 값이 점 B0의 값보다 크다.
그런데, 심볼 클럭의 위상 오차가 심하여 심볼 클럭 주기의 절반에 해당하는 위상 오차가 존재하고, 가드너 위상 오차 검출기(305)의 입력 신호값이 점 Af, Bf, 그리고, Cf와 같다면 점 Cf와 Bf의 값의 크기는 같다. 이보다 위상 오차가 심한 경우는 점 Bf의 크기가 Cf의 값보다 크다. 이러한 경우는 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 커져서 심볼 클럭 복구부(300)는 다음 클럭으로 수렴을 하게 된다. 이때, 심볼 클럭의 미끄러짐(slip)이 발생하여 수신부에 오류가 발생하게 된다. 상기 심볼 클럭 복구부(300)에서 정상적인 동작을 수행할 경우는 심볼 클럭의 미끄러짐 현상이 존재하지 않고, 정상적인 동작을 하지 못하는 경우에 미끄러짐 현상이 발생한다.
본 발명에서는 심볼 클럭의 위상 오차가 항상 심볼 클럭 주기의 절반보다 작 은 경우를 록업이라고 판단하고, 상기와 같이 심볼 클럭의 미끄러짐이 발생하는 경우를 언록(UNLOCK)인 경우라고 판단하여 심볼 클럭 복구부(300)의 록업 신호를 생성한다.
도 5는 상기 심볼 클럭 복구부의 록업 신호 생성부(500)의 실시예로서, 전치 필터(304)의 출력은 그대로 제 2 절대값 연산기(502)로 출력됨과 동시에 지연기(501)를 통해 제 1 절대값 연산기(501)로 출력된다.
상기 지연기(501)는 전치 필터(304)의 출력을 1/2 심볼 클럭 지연시킨 후 절대값 연산부(502)로 출력한다. 이는 록업 신호의 생성을 위해 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 큰지 작은지를 비교하기 위해서이다.
즉, 상기 지연기(201)에서 1/2 심볼 클럭 지연된 신호는 제 1 절대값 연산부(502)에서 절대값이 취해져 비교기(504)로 출력되고, 상기 전치 필터(304)에서 제 2 절대값 연산부(503)로 바이패스되는 신호는 제 2 절대값 연산부(503)에서 절대값이 취해져 비교기(504)로 출력된다.
이때, 1/2 심볼 클럭 지연된 신호의 절대값은 도 4의 점 A 또는, 점 C의 경우의 크기이고, 전치 필터(304)의 출력 신호의 절대값은 점 B의 경우의 크기이다. 상기 비교기(504)는 두 절대값 신호의 크기를 비교하고 그 결과를 출력한다. 일 예로, 상기 비교기(504)는 제 1 절대값 연산부(502)의 출력(A나 C의 절대값 즉, 중간 샘플)이 제 2 절대값 연산부(503)의 출력(B의 절대값 즉, 심볼 샘플)보다 크면 '1'을, 작거나 같으면 '0'을 신뢰도 검사기(505)로 출력한다.
상기 신뢰도 검사기(505)는 상기 비교기(504)의 출력에 대해 신뢰도를 검사 하여 기 설정된 신뢰도를 만족하면 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부(106)로 출력한다. 상기 신뢰도 검사기(505)는 보통 카운터로 구성되며, 상기 비교기(504)에서 1이 출력될 때마다 기 설정된 증가 스텝만큼 카운터 값을 증가시킨 후 기 설정된 임계값과 비교하여 임계값보다 크면 록업 신호를 출력하고, 크지 않으면 언록 신호를 출력한다.
여기서, 상기 신뢰도 검사기(505)의 카운터의 증가 스텝은 설계자에 의해 달라질 수 있는데 일 예로, 비교기(504)에서 1이 출력될 때마다 1 또는 2씩 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 신뢰도 검사기(505)는 상기 비교기(504)에서 0이 출력되면 상기 카운터가 이전 값을 그대로 유지하게 할 수도 있고, 기 설정된 감소 스텝만큼 감소시킬 수도 있다.
이러한 과정이 반복되어 신뢰도 검사기(505)의 카운터의 값이 임계값보다 커지면 즉, 신뢰도가 만족되면 상기 신뢰도 검사기(505)는 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부(106)로 출력한다. 즉, 상기 록업 신호는 심볼 클럭 복구부(300)에서 심볼 클럭 복구가 완료되었음을 나타낸다.
상기 반송파 복구부(106)는 상기 록업 신호 생성부(500)에서 록업 신호가 입력되면 초기화되어 반송파 복구를 시작한다.
따라서, 상기 반송파 복구부(106)는 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수대역을 사용하여 반송파 복구를 수행할 수 있으므로 전송 채널 상에 다중 경로에 의한 심한 고스트 잡음이 있어 수신 신호에 반송파 신호가 없는 경우에도 정상적으 로 반송파 복구를 할 수가 있다.
한편, 도 3에서는 A/D 변환부(104)가 고정 발진자에서 발진된 고정 주파수를 이용하여 아날로그 신호를 디지털화하는 경우를 실시예로 하고 있지만, 다른 실시예로서 상기 A/D 변환부(104)가 2배의 심볼 클럭 주파수(2fs)를 이용하여 아날로그 신호를 디지털화할 수도 있다. 이때는 상기 심볼 클럭 복구부(300)의 출력이 상기 A/D 변환부(104)로 입력되고, 반송파 복구부(106)와 심볼 클럭 복구부(300) 사이에는 재샘플링부가 필요없게 된다.
또한, 상기 심볼 클럭 복구부(300)는 본 발명의 하나의 실시예이며, 전치 필터와 가드너 위상 오차 검출기를 사용하는 심볼 클럭 복구부는 어느 것이나 가능하다. 따라서, 상기 심볼 클럭 복구부는 보다 넓고 다양하게 응용될 수 있으므로 상기 예로 제시한 것에 제한되지 않을 것이다.
즉, 본 발명은 잔류측파대(VSB) 전송 방식을 DTV의 전송 규격으로 채택한 미국과 한국의 수신기 개발시 록업 신호에 의해 심볼 클럭 복구부가 완료된 후 반송파 복구를 할 수 있도록 하므로, VSB 변조를 이용하는 ATSC 방식의 모든 지상파 디지털 방송 수신기에 적용 가능하다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기에 의하면, 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 작으면 심볼 클럭 복구가 이루어졌다고 판단하여 심볼 클럭 복구가 완료되었음을 나타내는 록업 신호를 생성하고, 반송파 복구부는 록업 신호에 의해 초기화되어 반송파 복구를 수행함으로써, 상기 반송파 복 구부는 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수대역을 사용하여 반송파 복구를 수행할 수 있으므로 전송 채널 상에 다중 경로에 의한 심한 고스트 잡음이 있어 수신 신호에 반송파 신호가 없는 경우에도 정상적으로 반송파 복구를 할 수가 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 (11)

  1. 아날로그 통과대역 신호를 디지털 통과대역 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    록업(Lock up) 신호에 의해 초기화되며, 상기 디지털 통과대역 신호에 반송파 복구 과정을 통해 생성된 기준 반송파 신호를 곱하여 디지털 기저대역 신호로 변환하는 반송파 복구부;
    상기 반송파 복구부에서 출력되는 디지털 기저대역 실수 성분과 허수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 전치 필터링하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하고, 검출된 심볼 클럭의 위상 오차로부터 보정된 두배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 심볼 클럭 복구부; 그리고
    상기 심볼 클럭 복구부에서 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 작으면 록업 신호를 생성하여 상기 반송파 복구부로 출력하는 록업 신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 심볼 클럭 복구부는
    상기 디지털 기저대역 실수 성분의 신호와 허수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 그 결과를 출력하는 제곱 연산부와,
    상기 제곱 연산부의 출력으로부터 심볼 클럭 복구를 위해 특정 대역의 주파수만을 통과시키는 전치 필터와,
    상기 전치 필터에서 출력되는 인접한 두 개의 심볼 샘플들의 차값에 하나의 중간 샘플 값을 곱하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하는 가드너 위상 오차 검출부와,
    상기 가드너 위상 오차 검출부에서 출력되는 심볼 클럭의 위상 오차 중 저대역 신호 성분만을 필터링하고, 필터링된 위상 오차의 저대역 성분에 따라 새로 보정된 두배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 필터 및 NCO로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 록업 신호 생성부는
    상기 전치 필터의 출력을 1/2 심볼 클럭 지연시키는 지연기와,
    상기 지연기의 출력에 절대값을 취하는 제 1 절대값 연산부와,
    상기 전치 필터의 출력에 절대값을 취하는 제 2 절대값 연산부와,
    상기 제 1 절대값 연산부에서 출력되는 신호의 크기가 제 2 절대값 연산부에서 출력되는 신호의 크기보다 크다고 판단되면 록업 신호를 출력하는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 비교기의 출력에 대해 신뢰도를 검사하여 기 설정된 신뢰도를 만족시키면 최종적인 록업 신호를 생성하여 반송파 복구부로 출력하는 신뢰도 검사기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반송파 복구부는
    상기 심볼 클럭 복구부에서 사용하는 주파수 대역을 사용하여 반송파 복구를 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 A/D 변환부는
    고정 발진자에서 생성된 고정 주파수로 아날로그 통과대역 신호를 샘플링하여 디지털 통과대역 신호로 변환하며, 상기 반송파 복구부와 심볼 클럭 복구부 사이에는 상기 반송파 복구부에서 출력되는 디지털 기저대역 실수 성분과 허수 성분의 신호를 심볼 클럭 복구부에서 출력되는 두배의 심볼 클럭의 주파수로 재샘플링하여 각각 보간하는 재샘플링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 A/D 변환부는
    상기 심볼 클럭 복구부에서 출력되는 두배의 심볼 클럭의 주파수로 아날로그 통과대역 신호를 샘플링하여 디지털 통과대역 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  8. 입력되는 록업(Lock up) 신호에 의해 반송파 복구를 수행하는 반송파 복구부를 초기화하며, 수신되어 디지털화된 통과대역 신호에 반송파 복구 과정을 통해 생성된 기준 반송파 신호를 곱하여 디지털 기저대역 신호로 변환하는 반송파 복구 단계;
    상기 단계에서 변환된 디지털 기저대역 실수 성분과 허수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 전치 필터링하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하고, 검출된 심볼 클럭의 위상 오차로부터 보정된 두배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 심볼 클럭 복구 단계; 및
    상기 단계에서 생성된 심볼 클럭의 위상 오차가 심볼 클럭 주기의 절반보다 작으면 록업 신호를 생성하여 반송파 복구 단계로 출력하는 록업 신호 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기의 신호 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 심볼 클럭 복구 단계는
    상기 디지털 기저대역 실수 성분의 신호와 허수 성분의 신호를 각각 제곱하여 더한 후 그 결과를 출력하는 연산 단계;
    상기 연산 단계의 출력 중 심볼 클럭 복구를 위해 특정 대역의 주파수만을 통과시키는 제1 필터링 단계;
    상기 제1 필터링 단계에서 통과되는 주파수 내 인접한 두 개의 심볼 샘플들의 차값에 하나의 중간 샘플 값을 곱하여 심볼 클럭의 위상 오차를 검출하는 위상 오차 검출 단계;
    상기 위상 오차 검출 단계에서 검출된 심볼 클럭의 위상 오차 중 저대역 신호 성분만을 필터링하는 제2 필터링 단계; 및
    상기 제2 필터링 단계에서 필터링된 위상 오차의 저대역 성분에 따라 새로 보정된 두배의 심볼 클럭의 주파수를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기의 신호 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 록업 신호 생성 단계는
    상기 제1 필터링 단계의 출력을 1/2 심볼 클럭 지연시켜 절대값을 취하는 제1 연산 단계;
    상기 제1 필터링 단계의 출력에 절대값을 취하는 제2 연산 단계; 및
    상기 제1 연산 단계의 절대값의 크기가 제2 연산 단계의 절대값의 크기보다 크다고 판단되면 록업 신호를 생성하여 상기 반송파 복구 단계로 출력하는 비교 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기의 신호 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비교 단계에서 출력되는 록업 신호의 신뢰도를 검사하여 기 설정된 신뢰도를 만족시키면 최종적인 록업 신호를 생성하여 상기 반송파 복구 단계로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기의 신호 처리 방법.
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