KR19990060484A - 에이치디티브이의 동기신호 복구장치 - Google Patents

Abstract

에이치디티브이의 동기신호 복구장치에 관한 것으로 수신된 아날로그 신호를 저역 통과 필터링 수행 및 디지탈 신호로 변환하는 필터 및 변환부와, 상기 필터 및 변환부의 출력신호에서 전처리 필터링을 수행하는 고스트 제거부, 상기 고스트 제거부의 출력신호에서 동기신호를 검출하여 상기 고스트 제거부로 출력하는 동기 검출부로 구성되어 입력 신호를 먼저 블라인드 모드에서 이퀄라이징을 수행한 후 고스트가 제거된 신호로 부터 각종의 동기신호들을 검출하므로 고스트 상황하에서도 안정된 동기신호를 검출할 수 있어 시스템의 구현시 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

에이치디티브이의 동기신호 복구장치

본 발명은 HDTV(High Definition TeleVision)에 관한 것으로 특히, HDTV 수신부의 동기신호 복구장치에 관한 것이다.

일반적으로 미국의 GA(Grand Alliance) HDTV 방송 규격에서는 지상용 VSB(Vestigial SideBan) 전송방식을 사용한다.

이때 일반적인 VSB 전송 방식은 VSB 전송 데이터에 HDTV 수신부에서 동기신호를 쉽게 검출할 수 있도록 특정 동기신호 패턴을 주기적으로 삽입한 형태의 데이터 스트림을 사용한다.

상기 데이터 스트림은 832 심볼(Symbol) 단위의 연속된 데이터 세그먼트(Data Segment)로 구성되며, 데이터 세그먼트는 예를 들어 +1, 0, 0, +1 등과 같이 4개의 심볼로 구성된 동기 신호 구간과 828개의 심볼로 구성된 데이터 구간으로 구분된다.

상기 4개의 심볼로 구성된 동기 신호 구간을 찾아 내어 수평동기를 복구한다.

이하, 종래기술에 따른 동기신호 검출장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 HDTV 시스템의 동기신호 검출장치를 설명하기 위한 구성 블록도로써, 종래의 HDTV 시스템 수신부의 아날로그 신호 처리부(12)는 안테나(11)를 통해 수신된 신호를 여러 가지 아날로그적인 처리를 하고, 이 신호를 LPF(Low Pass Filter)(13)를 통해 저역 통과 필터링을 한다.

그후 ADC(Analog/Digital signal Converter)(14)는 필터링된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하고 DS(Data Segment) 동기 검출부(15)로 입력된다.

DS 동기 검출부(15)는 입력된 디지탈 데이터로부터 데이터 세그먼트 동기신호를 검출한다.

도 2는 도 1의 고스트가 없는 경우 각 블록의 출력 파형을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 LPF의 출력파형을 클럭에 따라 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 고스트가 있는 경우 각 블록의 출력 파형을 나타내는 도면이다.

상기와 같은 HDTV 시스템의 동기신호 검출장치에서 채널상의 전혀 고스트 등에 의해 손상되지 않고 깨끗한 신호가 수신되었을 경우 도 2(a)는 시스템 클럭이고, 도 2(b)는 고스트 등에 의해 손상되지 않은 신호가 저역통과 필터링이 된 LPF(13)의 출력이고, 도 2(c)는 LPF(13)의 출력신호를 A/D 변환 후 DS 동기 검출부(15)에서 검출된 신호이다.

DS 동기 검출부(15)는 이미 알고 있는 DS 동기의 패턴을 입력된 LPF(13)의 출력신호가 A/D 변환된 데이터와 비교하여 그 입력되는 데이터가 DS 동기인지 안닌지를 판단한다.

또한, 도 3(a)는 클럭이고 도 3(b)는 DS 동기 검출부(15)에서 검출된 신호이고 도 3(c),(d),(e),(f)는 DS 동기 패턴인 1, 0, 0, 1을 하나씩 LPF(13)를 통과시킨 파형을 보여주고, 도 3(g)는 이들 도 3(c),(d),(e),(f) 파형의 합성을 보여주고 있다.

즉, 실제로 LPF(13)에서 도 3(g)인 파형을 출력시키는데 DS 동기신호의 0인 부분이 1인 부분보다 더 진폭이 큰 것은 DS 동기 패턴에서 볼 수 있듯이 0이 두개 연이어 있기 때문에 도 3의 (d),(e) 파형을 합성하게 되면 도 3(g)처럼 1인 부분보다 0인 부분의 파형이 더 크게 나타난다.

그러므로 도 2(b)를 보면 DS 동기 데이터가 1인 부분의 파형보다 0인 부분의 파형의 크기가 더 크다.

또한, 도 4는 수신 안테나에 수신된 신호에 1.5심볼 지연된 고스트가 첨가된 경우에 DS 동기신호를 검출하는 과정을 보여준다.

도 4(a)는 시스템 클럭이며, 도 4(b)는 원래의 DS 동기 신호에 고스트가 첨가된 것을 보여주며, 도 4(c)는 원래의 신호와 고스트가 LPF(13)를 통과한 파형이고 실제로 이 두파형의 합인 도 4(d)가 LPF(13)의 출력이 된다.

여기서, 도 4(c)의 ㉢부분은 도 4(c)의 ㉠부분의 고스트 성분이다.

그리고 ㉢부분이 ㉡부분보다 큰 경우는 도 4(d)의 ㉣부분이 기준선을 중심으로 슬라이싱(slicing)을 할 경우 ㉣부분은 DS 동기 검출부(15)에서 1로 인식할 수 없다.

즉, 도 1의 DS 동기 검출부(15)에서는 DS 동기 패턴을 인식할 수 없게 된다. 따라서, 이 도 4(d) 파형은 ADC(14)에서 시스템 클럭으로 디지탈 신호로 변환해 보면 원래의 DS 동기 신호가 고스트에 의해 깨져 있기 때문에 DS 동기 검출부(15)에서는 원래의 DS 동기 패턴인 1, 0, 0, 1을 찾을 수 없게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 보다 안정된 동기신호를 검출하는 에이치디티브이의 동기신호 복구장치을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에이치디티브이의 동기신호 복구장치의 가장 중요한특징은 등화기 뒷단에서 수평 동기신호와 필드 동기신호 및 VSB 모드 등을 검출한 이퀄라이징을 수행하여 고스트에 의한 동기신호 오검출을 방지함에 있다.

도 1의 종래기술에 따른 HDTV 시스템의 동기신호 검출장치를 설명하기 위한 구성 블록도.

도 2는 도 1의 고스트가 없는 경우 각 블록의 출력 파형을 나타내는 도면.

도 3은 도 1의 LPF의 출력파형을 클럭에 따라 보여주는 도면.

도 4는 도 1의 고스트가 있는 경울 각 블록의 출력 파형을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 HDTV 시스템의 동기신호 복구장치를 설명하기 위한 구성 블록도.

도 6는 본 발명에 따른 VSB 데이터 프레임의 구성을 보여주는 도면.

도 7은 도 6의 데이터 필터 동기신호의 구성을 보여주는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 동기 신호 복구를 위한 도 5의 각 블록에 대한 출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 안테나 52 : 아날로그 신호 처리부

53 : LPF 54 : ADC

55 : 등화부 56 : 동기 검출부

이하, 본 발명에 따른 에이치디티브이의 동기신호 복구장치을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 HDTV 시스템의 동기신호 복구장치를 설명하기 위한 구성 블록도로써, 본 발명에 다른 동기신호 복구장치는 안테나(51)를 통해 수신된 신호를 여러 가지 아날로그적인 처리를 수행하는 아날로그 신호 처리부(52)와, 아날로그 신호 처리부(52)에서 출력된 신호를 저역 통과 필터링을 수행하는 LPF(53)와, 저역 통과 필터링이 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 ADC(54)와, ADC(54)에서 출력되는 신호를 블라인드 모드(Blind mode)에서 이퀄라이징하다가 동기 검출 신호(sync_OK)가입력되면 이를 이용하여 고스트를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 등화부(55)와, 등화부(55)의 출력신호에서 수평 동기신호와 필드 동기신호 및 VSB 모드 등을 검출하여 등화부(55)로 출력하는 동기 검출부(56)로 구성된다.

이와 같이 구성된 에이치디티브이의 동기신호 복구장치의 복구 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 VSB 데이터 프레임의 구성을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 데이터 필드 동기신호의 구성을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 동기 신호 복구를 위한 도 5의 각 블록에 대한 출력 파형도이다.

먼저, 본 발명에 따른 동기신호 복구장치의 아날로그 신호 처리부(52), LPF(53), ADC(54)는 종래기술에 따른 도 1의 아날로그 신호 처리부(12), LPF(53), ADC(54)의 동작과 동일하다.

즉, 본 발명의 동기 검출부(56)는 등화부(55)에서 이퀄라이징을 수행한 신호를 입력받아 수평 동기신호와 필드 동기신호 및 VSB 모드 등을 검출한다.

상기 매 라인(세그먼트)마다의 수평 동기신호와 매 필드 마다의 필드동기신호와 시스템에 입력되는 신호가 8VSB 지상방송 신호인지 16VSB의 케이블 신호인지의 정확한 구별은 HDTV 시스템의 구현에 있어서 필요하다.

HDTV 방송용 데이터 프레임의 구조는 도 6과 같이 1프레임은 2개의 필드로 구성되어 있으며, 1개의 필드는 313라인(세그먼트)으로 필드신호와 데이터로 구성되어 있다.

또한, 1라인은 832 심볼로 구성되어 있으며, 그중 맨처음 5심볼이 수평 동기신호를 이루고 있다.

상기 필드 동기신호만 살펴보면 도 7과 같이 4심볼의 데이터 세그먼트(DS)동기신호와 피엔(PN) 시퀀스 및 VSB 모드 신호가 위치하고 있다.

이 VSB 모드 신호는 8VSB신호냐 16VSB 신호냐에 따라 일정한 값을 가지고 있다.

HDTV 등 디지탈 시스템의 구현에 있어서 수평 동기신호와 필드 동기신호 및 VSB 모드등 여러 가지 동기신호들의 검출은 필수적이며, 이 여러가지 동기신호들은 등화부(55) 뒷단에서 검출한다.

이와 같이 동기 검출부(56)가 안정된 동기신호 검출을 위해 첨부된 도 8을 첨조하여 설명하면 도 8(a)는 시스템 전체에 사용되는 클럭이며, 도 8(b)는 원래의 DS 동기신호에 1.5심볼 떨어진 곳에 고스트가 첨가되어 있음을 보여주고 있다.

도 8(c)은 도 8(b)과 같은 고스트가 첨가된 신호가 LPF(53)를 통과할 때의 파형이며, 도 8(d)는 도 8(b)과 같은 고스트가 첨가된 신호가 LPF(53)를 통과한 후의 파형이다.

도 8(c)의 ㉡,㉢ 부분에서 보이고 있듯이 원래의 파형에서 ㉡부분이 고스트 파형의 ㉢부분이 더 클 때 도 8(d)의 ㉣부분과 같이 된다.

이 도 8(d) 파형을 ADC(54)를 통해 변환을 수행하면 도 8(e)와 같이 원래의 DS 패턴인 1, 0, 0, 1이 출력되지 않고, 1, 0, 0, 0이 출력된다.

이 신호를 그냥 동기 검출부(56)에서 원래의 데이터 세그먼트 패턴인 1, 0, 0, 1과 비교하게 되면 데이터 세그먼트 동기신호를 검출하지 못한다.

따라서, 도 8(e) 신호로부터 바로 각종 동기신호들을 검출하지 않고 먼저 등화부(55)에서 이퀄라이징을 수행하여 신호에 첨가된 고스트를 제거아여 도 8(f)와 같은 파형으로 복구되도록 한다.

이때 입력신호로 부터 동기를 검출하기 전에 수행하는 이퀄라이징은 아직 수평 동기신호를 검출하지 못했기 때문에 매 필드 동기신호 구간에 있는 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 이용할 수 없으므로 데이터를 이용하여 이퀄라이징을 수행하는 블라인드(Blind) 이퀄라이징이어야 한다.

이렇게 블라인드 모드에서의 이퀄라이징을 수행하고 난 후의 복구된 파형 즉, 도 8(f) 신호를 DS 동기신호 패턴인 1, 0, 0, 1과 비교하게 되며 큰 고스트에 대해서도 DS 동기신호를 안정되게 검출할 수 있다.

이렇게 고스트가 제거된 파형으로 부터 동기 검출부(56)는 안정되게 수평 동기신호와 필드 동기신호 및 VSB 모드등을 검출하게 되면 모든 동기신호들을 잘 검출했다는 신호(sync_OK)를 등화부(55)로 출력한다.

등화부(55)는 그제서야 동기 검출부(56)로 부터의 수평 및 필드 동기신호들을 이용하여 트레이닝 시퀀스의 위치를 알수있게 되므로 블라인드 모드에서의 이퀄라이징을 종료하고, 트레이닝 시퀀스를 이용하여 보다 더 깨끗한 이퀄라이징을 수행하게 된다.

본 발명에 따른 에이치디티브이의 동기신호 복구장치는 입력 신호를 먼저 블라인드 모드에서 이퀄라이징을 수행한 후 고스트가 제거된 신호로 부터 각종의 동기신호들을 검출하므로 고스트 상황하에서도 안정된 동기신호를 검출할 수 있어 시스템의 구현시 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수신된 아날로그 신호를 저역 통과 필터링 수행 및 디지탈 신호로 변환하는 필터 및 변환부와,

   상기 필터 및 변환부의 출력신호에서 전처리 필터링을 수행하는 고스트 제거부와,

   상기 고스트 제거부의 출력신호에서 동기신호를 검출하여 상기 고스트 제거부로 출력하는 동기 검출부로 구성됨을 특징으로 하는 에이치디티브이의 동기신호 복구장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 등화부는

   상기 동기 검출부에서 동기신호를 검출하기 전에 블라인드 이퀄라이징을 수행하고 동기신호 검출 후에는 트레이닝 시퀀스를 이용하여 이퀄라이징을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 에이치디티브이의 동기신호 복구장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 동기 검출부는

   수평 동기신호와 필드 동기신호와 브이에스비 모드를 검출하도록 구성됨을 특징으로 하는 에이치디티브이의 동기신호 복구장치.