KR20000031138A - Pre-compensator of transmission system including linear distortion and nonlinear distortion and method for estimating delay between transmission signal and feedback signal and phase difference therebetween - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템의 전치보상기 구성 및 송신신호와 궤환신호간의 지연과 위상차이 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a predistorter configuration of a transmission system in which linear and nonlinear distortions are mixed, and a method of estimating delay and phase difference between a transmission signal and a feedback signal.
본 발명이 속하는 기술분야는 방송 및 무선통신 송신기에서 비선형 왜곡 및 선형 왜곡에 의하여 일어나는 스펙트럼 왜곡, 심볼 간 간섭 등의 문제에 대처하는 왜곡 보상기술이다.The technical field of the present invention is a distortion compensation technique for coping with problems such as spectral distortion and inter-symbol interference caused by nonlinear distortion and linear distortion in broadcast and wireless communication transmitters.
왜곡 보상 기술분야로 대표적인 대책기술로는 비선형 왜곡에 대해서는 전력 앰프 앞에 전치왜곡기를 두어 증폭기에서 왜곡이 되는 것만큼 미리 왜곡시켜 상쇄되는 효과를 갖게 함으로서 전체적으로 볼 때 왜곡이 없는 것으로 만들어 버린다.As a typical countermeasure technique in the field of distortion compensation, non-linear distortion has a predistorter in front of the power amplifier, so that it is distorted and canceled as much as it is in the amplifier.
또한 선형 왜곡에 대해서는 전치등화기를 사용하여 선형 왜곡이 되는 것만큼 미리 전치등화시켜 상쇄되는 효과를 갖게 함으로서, 전체적으로 볼 때 왜곡이 없는 것으로 만들어 버린다.In addition, the linear distortion is pre-equipped to cancel as much as the linear distortion using the pre-equalizer, so that the distortion is not seen as a whole.
그러나 기존에는 선형 왜곡 아니면 비선형 왜곡 어느 하나만이 시스템에 심각하게 존재할 때의 대책방법을 생각해 왔다.However, conventionally, the countermeasures have been taken when only linear distortion or nonlinear distortion exists seriously in the system.
또한, 송신데이터와 송신기를 거쳐 왜곡된 신호를 비교하여 보상계수를 구하기 위해서는 먼저 송신신호와 궤환신호간에 지연 및 위상차이를 없애야 한다.In addition, in order to obtain a compensation coefficient by comparing the distorted signal through the transmission data and the transmitter, first, the delay and the phase difference between the transmission signal and the feedback signal should be eliminated.
이러한 추정을 기존에는 하드웨어로 이루어져 있어 시스템이 복잡한 문제점이 있었다.This estimation is made of hardware in the past, the system has a complicated problem.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템의 왜곡을 보상할 수 있게 하고, 송신신호와 궤환신호간의 지연 및 위상차이를 소프트웨적으로 정확히 추정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for compensating for distortion of a transmission system in which linear and nonlinear distortions are mixed, and accurately estimating delay and phase difference between a transmission signal and a feedback signal in software. The purpose.
따라서 본 발명에서는 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템의 대책방법을 생각하였는데, 단순히 두 방법을 붙이면, 두 왜곡이 적당히 클 경우 서로의 왜곡특성의 성격이 아주 다르기 때문에 전치왜곡기와 전치등화기 모두 보상계수를 제대로 추정할 수 없으므로, 이러한 두 가지 원인에 의한 왜곡이 동시에 존재할 시의 왜곡을 보상하는 시스템, 즉 전치보상기의 구성을 찾아냈다.Therefore, in the present invention, a countermeasure of a transmission system in which linear and nonlinear distortions are mixed is considered. When the two methods are simply applied, both the predistorter and the pre-equalizer are different because the characteristics of the distortion characteristics are very different when the two distortions are moderately large. Since the compensation coefficient cannot be estimated properly, a system for compensating for the distortion when these two causes exist at the same time is found.
또한 이러한 전치보상을 하기 위하여 송신데이터와 송신기를 거쳐 왜곡된 신호의 궤환신호를 비교하여 전치보상기의 보상계수를 계산해 내야 되는데, 이를 위해서 송신데이터와 궤환신호간의 타이밍동기 및 위상동기가 이루어져야 한다.In addition, in order to perform this precompensation, the compensation coefficient of the predistorter should be calculated by comparing the feedback signal of the distorted signal through the transmission data and the transmitter. For this purpose, timing synchronization and phase synchronization between the transmission data and the feedback signal should be performed.
이러한 동기는 기존에는 하드웨어로 이루어져 있어 시스템이 복잡해 질 뿐만 아니라 보상기술 특성상 매우 정확하게 치러야 하므로 본 발명에서는 소프트웨어적으로 정확히 처리할 수 있는 방법을 제공한다.Since the synchronization is made of hardware in the past, the system is complicated, and the compensation technology needs to be performed very accurately. Therefore, the present invention provides a method capable of accurately processing software.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 디지털 방송송신시스템의 발생 신호를 선형 왜곡보상을 위한 전치등화기를 통해 전치등화시켜 방송 및 무선통신 처리에 맞도록 처리하여 입력하는 송신신호 입력부(100), 상기 입력된 신호의 비선형 왜곡보상을 위한 전치왜곡부(200), 상기 전치왜곡부(200)의 출력신호를 아날로그신호로 변환하여 필터링한 후 증폭하여 그 신호를 안테나를 통해 송신하는 송신부(300), 상기 송신신호를 프로그램으로 스위칭 및 궤환시켜 왜곡계수 및 등화 필터계수를 구하기 위한 신호로 변환하는 신호선택 처리부(400), 상기 궤환된 신호와 상기 송신신호간의 지연 및 위상차이에 의거하여 상기 전치왜곡부(200)의 왜곡계수 및 상기 전치등화기의 등화 필터계수를 구하여 상기 전치왜곡부 및 전치등화기를 제어하는 신호왜곡보상계수 발생부(500)로 구성되어, 동시에 존재하는 선형 왜곡과 비선형 왜곡을 보상하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the transmission signal input unit 100 for pre-lightening the generated signal of the digital broadcast transmission system through a pre-equalizer for linear distortion compensation to match the broadcast and wireless communication processing, Pre-distortion unit 200 for non-linear distortion compensation of the input signal, Transmitter 300 for converting and filtering the output signal of the pre-distortion unit 200 to an analog signal and then amplifying the signal through an antenna And a signal selection processor 400 for switching and feedbacking the transmission signal to a program to obtain a distortion coefficient and an equalization filter coefficient, and the predistortion based on a delay and a phase difference between the feedback signal and the transmission signal. Signal distortion compensation coefficient for controlling the predistorter and the pre-equalizer by obtaining the distortion coefficient of the unit 200 and the equalization filter coefficient of the pre-equalizer. It is composed of a living part 500, characterized in that to compensate for the linear and non-linear distortion existing at the same time.
또한, 송신신호와 궤환신호간의 타이밍동기와 위상동기를 추정하기 위해 A/D 변환부(405)로부터 데이터를 직교하향변환기(650)를 거친 후 내삽기(640)를 통해 인터폴레이션(내삽)하고, 전송데이터의 VSB 변조의 I/Q 채널(101)의 출력을 내삽(610)하며, 상기 내삽한 두 데이터를 이용하여 지연값 계산부(620)를 통해 지연값을 찾은 후 데시메이션(720, 820)으로 전송하고, 상기 두 내삽한 데이터를 이용하여 위상차이 계산부(630)를 통해 데이터의 위상차이를 구하여 주파수 하향변환기(740)로 전송하는 것을 특징으로 한다.Also, in order to estimate the timing synchronization and the phase synchronization between the transmission signal and the feedback signal, the data is passed through the quadrature down converter 650 from the A / D converter 405 and then interpolated (interpolated) through the interpolator 640. The output of the I / Q channel 101 of the VSB modulation of the transmission data is interpolated 610, and the decimation 720, 820 is performed after finding the delay value through the delay value calculator 620 using the interpolated two data. ), And the phase difference calculator 630 obtains the phase difference of the data using the two interpolated data and transmits the phase difference of the data to the frequency downconverter 740.
다음으로 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 시스템에서 송신신호와 궤환신호를 받아서 구한 지연값을 이용하여 전치왜곡기의 왜곡계수를 구하기 위해, 스위치를 방향성결합기(307)에 연결한 상태에서 A/D 변환부(405)로부터 데이터를 받아 내삽기(810)를 통해 내삽하고 지연값 계산부(620)로 부터 지연값을 받아 데시메이션(820)을 수행하고, 데시메이션 수행 후 직교하향변환기(830)를 거쳐 VSB 필터(104)의 출력 데이터와 함께 전치왜곡계수를 계산하여(840) 참조테이블(202)로 저장하는 것을 특징으로 한다.Next, in order to obtain the distortion coefficient of the predistorter using the delay value obtained by receiving the transmission signal and the feedback signal in a system in which linear and nonlinear distortions are mixed, while the switch is connected to the directional coupler 307, A / D Receives data from the converter 405 and interpolates through the interpolator 810, receives the delay value from the delay calculator 620, performs the decimation 820, and performs orthogonal down converter 830 after decimation. The predistortion coefficient is calculated along with the output data of the VSB filter 104 and stored in the reference table 202.
그리고 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템에서 송신신호와 궤환신호를 받아서 구한 지연값과 위상차이를 이용하여 전치등화기의 등화 필터계수를 구하기 위해, 스위치(401)를 방향성결합기(309)에 연결한 상태에서 A/D 변환부(405)로부터 데이터를 받아 내삽기(710)를 통해 내삽하고, 지연값 계산부(620)로부터 지연값을 받아 데시메이션(720)을 수행한 후 매취 필터(730)를 통과시켜 위상차이 계산부(630)로부터의 위상차이 값을 받아 주파수 하향변환기(740)로 통과시킨 후 데시메이션(750)을 수행하고 신호발생기(101)로부터의 데이터와 함께 선형등화기(760)를 거치며 이때 발생한 전치등화계수를 전치등화기(102)에 저장하는 것을 특징으로 한다.In order to obtain the equalization filter coefficient of the pre-equalizer using the delay value and the phase difference obtained by receiving the transmission signal and the feedback signal in a transmission system having a mixture of linear and nonlinear distortion, the switch 401 is connected to the directional coupler 309. In the connected state, it receives data from the A / D converter 405 and interpolates through the interpolator 710, receives the delay value from the delay value calculator 620, performs the decimation 720, and then performs an acquiring filter ( Pass 730 to receive the phase difference value from the phase difference calculator 630 and pass it to the frequency downconverter 740 and then perform decimation 750 and linear equalizer with the data from the signal generator 101. Through 760, the pre-lighting coefficient generated at this time is stored in the pre-equalizer 102.
도 1은 본 발명이 적용되는 전송시스템의 블럭 구성도,1 is a block diagram of a transmission system to which the present invention is applied;
도 2는 본 발명에 따른 송신신호와 궤환신호간의 지연 및 위상차이 추정 블럭 구성도,2 is a block diagram illustrating a delay and phase difference estimation between a transmission signal and a feedback signal according to the present invention;
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 전치등화기의 필터계수 및 전치왜곡기의 참조테이블(LUT) 계수 계산 흐름도.3A to 3B are flow charts for calculating filter coefficients and pre-distorter reference table (LUT) coefficients of a pre-equalizer according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 송신신호 입력부 101 : 신호발생기100: transmission signal input unit 101: signal generator
102 : 전치등화기 103 : 내삽기102: pre-equalizer 103: interpolator
104 : VSB 필터 200 : 전치왜곡부104: VSB filter 200: predistortion
201 : 복소곱셈기 202 : 참조테이블(Look-Up Table, LUT)201: Complex Multiplier 202: Look-Up Table (LUT)
203 : 주소 발생기 300 : 송신부203: address generator 300: transmitter
301 : 혼합기 302 : D/A 변환기 및 저역통과 필터301: Mixer 302: D / A Converter and Lowpass Filter
303 : 가산기 304 : 혼합기303: adder 304: mixer
305 : 대역통과 필터 306 : 전력증폭기305: bandpass filter 306: power amplifier
307,309 : 방향성결합기 308 : 대역통과 필터307,309 Directional Coupler 308 Bandpass Filter
310 : 안테나 311 : 오실레이터310: antenna 311: oscillator
400 : 신호선택 처리부 401 : 스위치400: signal selection processing unit 401: switch
402 : 이득 제어기 403 : 혼합기402: gain controller 403: mixer
404 : 저역통과 필터 405 : A/D 변환부404: low pass filter 405: A / D conversion unit
500 : 신호왜곡 보상계수 발생부 501 : 디지털 신호처리기500: signal distortion compensation coefficient generator 501: digital signal processor
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용되는 전송시스템의 블럭 구성도로서, 발생된 신호를 선형 왜곡을 위하여 전치등화기로 전치등화시켜 방송이나 무선통신 처리에 부합하도록 입력하는 송신신호 입력부(100)와, 입력된 신호중 비선형 왜곡을 위한 전치왜곡부(200)와, 전치왜곡부의 출력신호를 디지털에서 아날로그신호로 변환하여 필터링시킨 후 증폭하여 그 증폭된 신호를 안테나를 통해 송신하는 송신부(300)와, 상기 송신신호를 프로그램적으로 스위칭 및 궤환시켜 왜곡계수 및 등화필터 계수를 구하기 위한 신호로 변환하는 신호선택 처리부(400)와, 상기 궤환된 신호와 상기 송신신호간의 지연 및 위상차이에 의거하여 상기 전치왜곡부의 왜곡계수 및 상기 전치등화기의 등화 필터계수를 구하여 상기 전치왜곡부 및 전치등화기를 제어하는 신호왜곡 보상계수 발생부(500)로 구성되어 있다.1 is a block diagram of a transmission system to which the present invention is applied and includes a transmission signal input unit 100 for pre-lighting a generated signal with a pre-equalizer for linear distortion, and inputting the signal according to broadcasting or wireless communication processing. A predistortion unit 200 for nonlinear distortion of the pre-distorted signal, a transmitter 300 for converting the predistortion unit output signal from a digital signal to an analog signal, filtering and amplifying the amplified signal and transmitting the amplified signal through an antenna; A signal selection processing unit 400 for programmatically switching and feedback a signal and converting the signal into a signal for obtaining a distortion coefficient and an equalization filter coefficient, and the predistortion unit based on a delay and a phase difference between the feedback signal and the transmission signal. Obtain a distortion coefficient and an equalization filter coefficient of the pre-equalizer to generate a signal distortion compensation coefficient for controlling the predistorter and the pre-equalizer It is composed of 500.
그리고, 상기 도 1에 대한 보다 구체적 구성을 살펴보면 다음과 같다.In addition, a more specific configuration of FIG. 1 will be described.
먼저, 송신신호 입력부(100)는, 디지털 정보를 발생하는 정보발생부(101)와, 발생한 신호의 선형 왜곡보상을 위해 전지등화시키는 전치등화기(102)와, 전치등화된 신호를 VSB 변조를 위해 인터폴레이션(내삽)하는 내삽기(103)와, 내삽된 신호를 필터링을 하는 VSB 필터(104)로 구성되어 있다.First, the transmission signal input unit 100 includes an information generation unit 101 for generating digital information, a pre-equalizer 102 for battery equalization for linear distortion compensation of the generated signal, and a VSB modulation for the pre-lighted signal. The interpolator 103 interpolates (interpolates) and the VSB filter 104 filters the interpolated signals.
다음으로, 전치왜곡부(200)는, 상기 신호왜곡보상부(400)의 제어를 통해 구한 왜곡계수를 저장하는 참조테이블(202)과, 상기 송신신호 입력부(100)의 출력신호를 받아서 상기 참조테이블(202)의 값을 찾는데 이용되는 주소발생기(203)와, 상기 참조테이블(202)의 값을 참조하여 상기 송신신호 입력부(100)로 출력신호를 받아서 복소곱셈을 수행하는 복소곱셈기(201)로 구성된다.Next, the predistortion unit 200 receives the reference signal 202 for storing the distortion coefficient obtained through the control of the signal distortion compensator 400 and the output signal of the transmission signal input unit 100 to receive the reference signal. An address generator 203 used to find a value of the table 202 and a complex multiplier 201 that receives an output signal from the transmission signal input unit 100 and performs a complex multiplication by referring to the value of the reference table 202. It consists of.
또한, 상기 송신부(300)는, 상기 전치왜곡부(200)의 출력신호와 반송신호를 각각 혼합하는 혼합기(301)와, 혼합된 각 신호를 디지털신호에서 아날로그신호로 변환한 후 필터링하는 D/A 변환기 및 저역통과 필터(302)와, 상기 저역통과 필터(302)를 통과한 신호를 가산한 후 발진신호를 이용하여 그 신호의 주파수를 상향하는 가산기 및 주파수 상향기(303, 304)와, 주파수 상향된 신호를 1차 대역통과 필터링을 한 후 전력증폭하여 2차 대역통과 필터링하여 안테나를 통해 송신하는 2개의 대역통과 필터 및 전력증폭기(305, 306, 308)로 구성되어 있다.In addition, the transmitter 300, a mixer 301 for mixing the output signal and the carrier signal of the predistortion unit 200, respectively, and converts each mixed signal from a digital signal to an analog signal and then filter D / An adder and a frequency uplinker 303, 304 for adding an A converter and a lowpass filter 302, a signal passing through the lowpass filter 302, and then raising the frequency of the signal using an oscillation signal, It consists of two bandpass filters and power amplifiers 305, 306, and 308 that transmit power through an antenna by performing primary bandpass filtering and then amplifying the frequency upstream signal.
다음으로, 상기 신호선택 처리부(400)는, 전치왜곡계수를 구하기 위해 상기 전력증폭된 전송신호를 받아 궤환시키는 제 1 방향성결합기(307)와, 전치등화 필터계수를 구하기 위해 상기 2차 대역통과 전송신호를 받아 궤환시키는 제 2 방향성결합기(309)와, 상기 전치왜곡부의 왜곡계수를 구하기 위해 상기 제 1 방향성결합기(307)에 연결하고, 상기 전치등화기의 등화 필터계수를 구하기 위해 상기 제 2 방향성결합기(309)에 연결하는 프로그램 가능한 스위치(401)와, 상기 스위치(401)의 출력을 송신신호와 수신신호의 크기가 비슷한 수준에 오도록 제어하는 이득제어기(402)와, 상기 송신 시와 동일한 발진신호를 이용하여 주파수하향기(403)를 거쳐 아날로그신호에서 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기(405)로 구성된다.Next, the signal selection processing unit 400 includes a first directional coupler 307 for receiving and feeding back the power-amplified transmission signal to obtain a predistortion coefficient, and the second bandpass transmission for obtaining a pre-equalization filter coefficient. A second directional coupler 309 for receiving a signal and a feedback signal; and a second directional coupler 307 for obtaining a distortion coefficient of the predistortion portion; A programmable switch 401 connected to the combiner 309, a gain controller 402 for controlling the output of the switch 401 so that the magnitude of the transmission signal and the reception signal are at a similar level, and the same oscillation as in the transmission A / D converter 405 converts an analog signal into a digital signal through a frequency downlinker 403 using a signal.
또한, 상기 신호왜곡보상계수 발생부(500)는, 디지털 신호처리기(Digital Signal Processor, 이하 DSP라 칭함)(501)를 사용하여 이루어져 있다.In addition, the signal distortion compensation coefficient generator 500 is configured by using a digital signal processor (hereinafter referred to as a DSP) 501.
상기와 같은 구성에 의한 그 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation by the above configuration is as follows.
먼저, 보내고자 하는 디지털신호를 소스(Source) 부호기와 채널 부호기 및 인터리버 등과 같은 정보발생부(101)에서 발생하며, 전치등화기(102)에서 전치등화를 하여 VSB 변조를 위해 내삽기(103)를 통해 인터폴레이션(내삽)을 하고, 필터(104)를 통한 필터링을 거쳐 전치왜곡을 위한 복소곱셈기(201)를 통과한다.First, the digital signal to be sent is generated in the information generator 101 such as a source encoder, a channel encoder, an interleaver, etc., and the interpolator 103 is pre-equipped in the pre-equalizer 102 to perform VSB modulation. Through interpolation (interpolation) through, and filtered through the filter 104, and passes through the complex multiplier 201 for predistortion.
복소곱셈기(201) 출력은 혼합기(301), 디지털에서 아날로그신호로 변환하는 디지털/아날로그(D/A) 변환기 및 저역통과 필터(Low Pass Filter, 이하 LPF라 칭함)(302)를 통과하여 다시 주파수 상향기(303)를 거치게 된다.The complex multiplier 201 outputs again through a mixer 301, a digital-to-analog (D / A) converter that converts digital to analog signals, and a low pass filter (hereinafter referred to as LPF) 302 again. It goes through the riser (303).
이 신호는 비선형 왜곡 특성을 갖는 전력증폭기(306)를 거쳐 대역통과 전송필터(308)를 거쳐 안테나(310)를 통하여 방송된다.This signal is broadcast via an antenna 310 via a power amplifier 306 having a nonlinear distortion characteristic, through a bandpass transmission filter 308.
전치왜곡기(201, 202, 203)의 왜곡계수를 구하기 위하여 상기 전력증폭기(306) 바로 뒤에 방향성결합기(307)를 통하여 전송신호를 궤환시키고, 전치등화기(102)의 등화 필터계수를 구하기 위해서는 대역통과 전송필터(308) 바로 뒤에 방향성결합기(309)를 통하여 전송신호를 궤환시킨다.In order to obtain the distortion coefficients of the predistorters 201, 202, and 203, the transmission signal is fed back through the directional coupler 307 immediately after the power amplifier 306, and the equalization filter coefficient of the pre-equalizer 102 is obtained. The transmission signal is fed back through the directional coupler 309 immediately after the bandpass transmission filter 308.
프로그램으로 제어가능한 스위치(401)는 전치왜곡기(201, 202, 203)의 왜곡계수를 구하기 위하여 상기 전력증폭기(306) 바로 뒤의 방향성결합기(307)쪽을 연결하고, 전치등화기(102)의 등화 필터계수를 구하기 위해서는 상기 대역통과 전송필터(308) 바로 뒤에 방향성결합기(309)쪽을 연결한다.A program controllable switch 401 connects the directional coupler 307 directly behind the power amplifier 306 to obtain the distortion coefficients of the predistorters 201, 202, and 203, and the pre-equalizer 102. In order to obtain the equalization filter coefficient of, the directional coupler 309 is connected directly after the bandpass transmission filter 308.
상기 스위치(401)의 출력은 디지털 신호처리기(501)에서 전송신호와 수신신호의 크기가 비슷한 수준에 오도록 이득제어기(402)를 거치며, 송신 시와 같은 오실레이터(311)를 이용하여 주파수하향기(403)를 거쳐 아날로그신호에서 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기(405)를 통과하여 디지털 신호처리기(501)에 입력된다.The output of the switch 401 is passed through the gain controller 402 so that the magnitude of the transmission signal and the reception signal in the digital signal processor 501 is at a similar level, and using the oscillator 311 as in the transmission, The digital signal processor 501 passes through an A / D converter 405 that converts an analog signal into a digital signal via the 403.
디지털 신호처리기(501)는 전치등화기(102)의 등화 필터계수와 전치왜곡기(201, 202, 203)의 왜곡계수를 구한다.The digital signal processor 501 calculates the equalization filter coefficients of the pre-equalizer 102 and the distortion coefficients of the predistorters 201, 202, and 203.
상기와 같은 보상계수를 구하기 위해서는 송신신호(101, 104)와 수신신호(405) 간의 타이밍동기와 위상동기가 이루어져야 한다.In order to obtain the compensation coefficient as described above, the timing synchronization and the phase synchronization between the transmission signals 101 and 104 and the reception signal 405 should be made.
송신신호(101, 104)와 수신신호(405)간의 타이밍동기와 위상동기를 맞추기 위하여 다음과 같은 계산 절차를 밟는다.In order to match the timing synchronization and the phase synchronization between the transmission signals 101 and 104 and the reception signal 405, the following calculation procedure is performed.
A/D 변환부(405)로부터의 데이터와 VSB 필터(104)로부터의 출력 데이터를 이용하여 타이밍동기를 구하는데, 상기 A/D 변환부(405)로부터의 데이터를 직교하향변환기(650)를 거친 후 내삽기(640)를 통해 인터폴레이션(내삽)한 데이터와 전송데이터의 VSB 변조의 I/Q 채널의 출력(104)을 내삽한 데이터를 이용하여 지연값 계산부(620)를 통해 지연값을 찾는데 다음과 같은 방식을 이용한다.The timing synchronization is obtained by using the data from the A / D converter 405 and the output data from the VSB filter 104. The data from the A / D converter 405 is converted into an orthogonal down converter 650. After coarse, the delay value is calculated through the delay calculator 620 using data interpolated (interpolated) through the interpolator 640 and data interpolated from the output 104 of the I / Q channel of VSB modulation of the transmission data. Use the following method to find it.
상기 VSB 변조의 I/Q 채널의 출력(104)을 인터폴레이션(내삽)한 데이터를 각각 f1, f2라고 하고, A/D 변환 데이터(405)를 직교하향변환기(650)를 거친 후 인터폴레이션 한 I/Q 데이터를 각각 b1, b2라고 하면, 다음 수학식 1과 같이 송수신 신호열간의 평균신호크기 차이 e(m)이 최소가 되는 시간 지연 m을 전파지연 값으로 추정한다.The data obtained by interpolating (interpolating) the output 104 of the I / Q channel of the VSB modulation is referred to as f1 and f2, respectively, and the A / D converted data 405 is passed through the quadrature down converter 650 and then interpolated. When the Q data are b1 and b2, respectively, the time delay m at which the average signal size difference e (m) between the transmission and reception signal strings is minimum is estimated as the propagation delay value as shown in Equation 1 below.
여기서, k는 이산 시간 지연 인덱스이고 m은 송신신호와 궤환신호간의 지연시간 인덱스이다.Where k is a discrete time delay index and m is a delay time index between the transmission signal and the feedback signal.
송신신호와 궤환신호간의 상관함수를 이용하는 방법은, 일반적인 디지털 통신시스템에서는 사용하는 데는 문제가 없으나, 심볼 간 많은 인터폴레이션을 하여 정교한 전파지연을 찾고자 하는 지금과 같은 경우에는 상관함수의 최대치를 안정되게 찾을 수 없고 여러 샘플값만큼 흔들리는 결과를 갖기 때문에 문제가 있다.The method of using the correlation function between the transmission signal and the feedback signal is not a problem in the general digital communication system. However, in the present case where the interpolation between symbols is used to find the sophisticated propagation delay, the maximum value of the correlation function is stably found. It's a problem because it can't be counted and it will shake by multiple samples.
그러나 상기 발명 방법을 사용하면 상관함수를 이용하는 경우와 비교하면 아주 안정되게 전파지연 값을 찾을 수 있다.However, using the above method, the propagation delay value can be found very stably compared with the case of using the correlation function.
일단 전파지연 값이 추정되면, 위상차이를 구하여야 하는데 선형 왜곡이 있는 채널에서는 많은 송신신호와 궤환신호간의 단순한 위상비교 평균값에 의하여서는 위상차이를 구할 수 없다.Once the propagation delay value is estimated, the phase difference should be obtained. In a channel with linear distortion, the phase difference cannot be obtained by a simple average value of phase comparison between many transmission signals and feedback signals.
또한 상기 도 1과 같은 방송송신시스템에서는 전치등화기가 1차원 등화기인 관계로 송신신호와 궤환신호간의 위상차이가 있으면 등화계수를 구할 수 없기 때문에 다음과 같은 방식을 고안하였다.In addition, in the broadcast transmission system as shown in FIG. 1, since the pre-equalizer is a one-dimensional equalizer, the equalization coefficient cannot be obtained if there is a phase difference between the transmission signal and the feedback signal.
즉, A/D 변환부(405)로부터의 데이터를 직교하향변환기(650)를 거친 후 내삽기(640)를 통해 인터폴레이션(내삽)한 데이터와 전송데이터의 VSB 변조의 I/Q 채널의 출력(104)을 인터폴레이션 한 데이터를 이용하여 복소등화기의 복소필터계수를 구하여 이것의 첫 항의 위상을 구하면, 이것이 송신신호와 궤환신호간의 위상차이가 된다.That is, the output of the I / Q channel of VSB modulation of data and transmission data interpolated (interpolated) by the interpolator 640 after passing the data from the A / D converter 405 through the quadrature down converter 650 ( If the complex filter coefficient of the complex equalizer is obtained using the interpolated data, and the phase of the first term is obtained, this becomes the phase difference between the transmission signal and the feedback signal.
상기와 같이 하여 얻은 전파지연값과 위상차이를 이용하여 다음 도 3과 같이 전치왜곡기의 왜곡계수 및 전치등화기의 필터계수를 구한다.Using the propagation delay value and the phase difference obtained as described above, the distortion coefficient of the predistorter and the filter coefficient of the pre-equalizer are obtained as shown in FIG.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 전치등화기의 필터계수 및 전치왜곡기의 왜곡계수 계산 흐름도로서, 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템의 경우 전치왜곡기(201, 202, 203)의 왜곡계수를 먼저 구하여야 하는데 스위치(401)를 방향성결합기(307)에 연결한 상태에서 A/D 변환부(405)로부터의 데이터와 VSB 필터(104)의 출력 데이터를 이용하여 왜곡계수를 구하는데, 그 흐름을 보면 다음과 같다.3A to 3B are flow charts illustrating the filter coefficients and the distortion coefficients of the predistorter according to the present invention. In the transmission system in which linear and nonlinear distortions are mixed, the predistorters 201, 202, and 203 of FIG. The distortion coefficient should be obtained first. The distortion coefficient is obtained by using the data from the A / D converter 405 and the output data of the VSB filter 104 with the switch 401 connected to the directional coupler 307. The flow is as follows.
상기 A/D 변환부(405)로부터 데이터를 받아 내삽기(810)를 통해 인터폴레이션(내삽)하고 지연값 계산부(620)로부터 지연값을 받아 데시메이션(820)을 수행한 후 직교하향변환기(830)를 거쳐 상기 VSB 필터(104)의 출력 데이터와 함께 왜곡계수를 계산하여 참조테이블(202)로 저장하는데, 이 참조테이블(202)의 값을 찾아 전치왜곡하여 비선형 왜곡을 보상한다.After receiving data from the A / D converter 405, interpolating (interpolating) through the interpolator 810, receiving a delay value from the delay calculator 620, performing decimation 820, and then performing an orthogonal down converter ( A distortion coefficient is calculated and stored in the reference table 202 along with the output data of the VSB filter 104 via 830. The value of the reference table 202 is found and predistorted to compensate for nonlinear distortion.
그런 다음 스위치(401)를 연결한 상태에서 A/D 변환부(405)로부터 데이터를 받아 내삽기(710)를 통해 인터폴레이션(내삽)한 후 지연값 계산부(620)로부터 지연값을 받아 데시메이션(720)을 한 후 매취필터(730)를 통과하여 위상차이 계산부(630)로부터의 위상차이 값을 받아 주파수 하향변환기(740)를 통과한 후 데시메이션을 수행하고 신호발생기(101)로부터의 데이터를 기준으로 하여 선형등화기(760)에서 선형등화를 하면 이때의 선형등화기의 계수가 바로 전치등화기(102)의 전치등화계수가 된다.Then, the data is received from the A / D converter 405 with the switch 401 connected, interpolated (interpolated) through the interpolator 710, and the decimation is received from the delay calculator 620. After the 720, the filter passes through the filter 730, receives the phase difference value from the phase difference calculator 630, passes the frequency down converter 740, and then decimates the signal from the signal generator 101. When linear equalization is performed in the linear equalizer 760 based on the data, the coefficient of the linear equalizer is the pre-equalization coefficient of the pre-equalizer 102.
상술한 바와 같이 본 발명은, 선형 왜곡 아니면 비선형 왜곡 어느 하나만이 시스템에 심각하게 존재할 때만이 아닌 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 혼재된 전송시스템의 왜곡을 효과적으로 보상할 수 있다.As described above, the present invention can effectively compensate for distortion of a transmission system in which linear distortion and nonlinear distortion are mixed, not only when only linear distortion or nonlinear distortion is seriously present in the system.
또한, 정확한 타이밍동기 및 위상동기는 전치보상기의 계수를 구함에 있어 중요한 일로서 하드웨어로 이루기에 큰 대가를 치러야 했던 것을 소프트웨어적으로 정확한 전파지연 및 위상차이를 추정할 수 있는 방법을 제공함으로써, 시스템의 복잡도 및 경제성을 크게 제고할 수 있다.In addition, accurate timing synchronization and phase synchronization are important in obtaining the coefficients of the predistorter, and by providing a method for estimating the propagation delay and phase difference that is accurate in software, it was necessary to pay a large price in hardware. Can greatly increase the complexity and economic efficiency of the.
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