KR20010032615A

KR20010032615A - 디지털 방송 신호를 복조하는 복조기

Info

Publication number: KR20010032615A
Application number: KR1020007005891A
Authority: KR
Inventors: 니노미야구니오; 사카시타세이지; 가토히사야
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-25
Also published as: CN100578979C; KR100367636B1; CN1286842A; CN1501604A; TW435030B; CN1496035A; US6967694B1; WO2000019645A1; JP2000115263A; CN100409676C; CN100382587C; CN1178413C; CN1503484A

Abstract

코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신하는 디지털 육상 방송 등의 복조기는 수신 패킷 데이터의 최상위 비트신호로부터 구획동기 코드패턴을 검출하는 동기 코드패턴 검출회로, 수신 패킷 데이터 내 심볼 데이터 수를 카운트하는 심볼수 카운터 회로, 심볼수 카운터 회로가 특정수의 카운팅을 마쳤을 때 동기 코드패턴 검출회로로부터 구획동기 코드패턴을 구함으로써 올바른 구획동기 코드패턴을 판정하는 동기검출 설정회로, 및 동기 코드패턴 검출회로의 출력 및 심볼수 카운터 회로의 특정수의 카운트업으로부터 수신 데이터 내 구획동기 신호를 검출하여 설정하는 동기검출 보호 카운터 회로를 포함한다. 이 구성으로, 약한 전계, 혹은 강한 고스트 혹은 육상파들의 다중경로 특성에 기인한 신호의 C/N의 열화 등의 방송 수신에 열악한 환경에서도, 패킷 동기검출, AGC, 클럭재생을 안정하고 정밀하게 처리할 수 있는 디지털 방송 복조기가 제공된다.

Description

디지털 방송 신호를 복조하는 복조기{Demodulator for demodulating digital broadcast signals}

최근에, 디지털 압축기술 및 디지털 변조 및 복조기술의 향상으로, 위성 및 CATV를 사용하여 텔레비전 방송이 제공되고 있다. 비디오 데이터는 MPEG2로 코드화되고 디지털 변조시스템은 위성방송에서 QPSK 방법 혹은 CATV에서 QAM 방법으로 실현된다. 미국에서, 육상 디지털 방송(DTV)은 1998년 가을부터 예정되어 있고, MPEG2으로 비디오 압축에 의한 디지털 변조 8VSB 시스템이 계획되어 있다.

도면을 참조하여, 디지털 육상방송 수신 및 복조장치에 대한 종래의 예를 이하 설명한다.

도 10은 육상 디지털 방송의 복조기의 블록도이다. RF 신호를 수신하는 안테나(1)에 의해 수신된 RF 변조파 신호는 채널을 선택하는 튜너(2)에 입력되며 임의의 채널이 선택된다. 튜너(2)에서, 선택된 신호는 이득이 제어되고 주파수가 변환되어 중간 주파수(IF)로서 출력된다. 튜너(2)로부터의 IF 출력은 SAW 필터(3)에서 결정된 주파수 특성으로 대역이 제한되고, 신호를 증폭하는 증폭기(4)로 입력된다.

증폭기(4)에서, 후술하는 AGC 검출기(11)로부터 제어신호에 의해, 신호레벨이 제어되어 믹서(5, 6)에 공급된다. 믹서(5, 6)에서, IF 신호는 전압제어 발진기(8)(VCO)로부터 로컬 주파수 신호와 곱해져 쿼드래처 검출된다. 쿼드래처 검출후에, I, Q 신호의 기저대 신호는 LPF(9, 10)에 개별적으로 공급된다.

여기서, 믹서(6)는 IF 캐리어 주파수와 VCO(8)로부터의 주파수 신호간 차에 의해 발생된 비트신호를 전달하는 것으로 LPF(9)에 가해지고 주파수 에러신호로서 VCO(9)에 공급된다. VCO(8)로부터 재생 캐리어는 믹서(5)에 가해지고, 위상이 90도로 지연된 캐리어는 90도만큼 위상을 지연시키는 90도 위상 시프터(7)를 통해 믹서(6)로 공급된다. PLL을 믹서(6), LPF(9), VCO(8) 및 90도 위상 시프터(7)의 시스템으로 구성함으로써, 수신 변조파의 IF 캐리어 신호와 동일한 로컬 신호가 VCO(8)에 의해 발진될 수 있다.

LPF(10)에 공급된 기저대 신호는 원하는 주파수 특성으로 제한되며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(12) 및 신호진폭의 평균을 결정하는 AGC 검출기(11)로 공급된다. AGC 검출기(11)에서, 입력된 기저대 신호의 포락선을 검출하여, AGV 제어신호가 발생된다. AGC 제어신호가 증폭기(4) 및 튜너(2)로 귀환되어 제어되기 때문에 AGC 동작이 수행된다.

한편, A/D 변환기(12)에 공급되는 기저대 신호는 디지털 신호로 변환되어 복조처리부 및 후단의 파형 등화기(12)에 공급된다. A/D 변환기(12)로부터 전달된 디지털 데이터는 BPF(13)에 가해지고, 데이터 속도의 심볼 주파수(Fs)의 반 주파수 성분이 추출된다.

Fs/2의 주파수 성분이 제곱회로(14)로 공급되어 제곱되고 BPF(15)에 가해진다. BPF(15)에서, 심볼속도와 동일한 주파수 성분이 추출되고, 위상에러를 검출하는 위상 검출기(16)에 가해진다. 위상 검출기(16)에서, 심볼 주파수(Fs)로부터의 위상 에러가 검출되어 루프 필터(17)에 공급된다.

루프필터(17)에서, 위상에러신호를 적분하여 VCO(18)의 제어신호로서 공급한다. BPF(Fs/2)(13), 제곱회로(14), BPF(Fs)(15), 위상 비교기(16), 루프필터(17), 및 VCO(18)로의 귀환루프를 구성함으로써, 클럭이 재생된다.

더욱이, A/D 변환기(12)로부터의 출력 디지털 데이터는 심볼 데이터의 값을 판정하는 심볼 판정회로(19)로 공급되고, 수신 심볼 데이터의 값이 판정되어 수신 데이터 내 동기신호를 검출하기 위한 동기신호 검출회로(21)에 공급된다. 동기신호 검출회로(21)에서, 기지의 동기신호의 데이터 값을 전달하는 동기신호의 기지의 데이터 회로(21)로부터의 동기기준 신호의 심볼 데이터값과 비교하여, 패킷 데이터의 동기신호가 검출된다.

따라서, 디지털 육상 방송 8VSB 등을 복조하기 위한 중요단계는 송신 패킷 데이터의 동기신호 검출처리단계, 신호진폭을 제어하는 AGC 처리단계, 및 송신 데이터로부터 클럭성분을 추출하여 재생하는 클럭재생단계이다.

그러나, 디지털 육상방송의 특정 고스트 및 다중경로 등 방송을 수신하는 환경이 열악하고 NTSC 혹은 다른 아날로그 방송에 의한 동일 채널 상호간섭이 발생한 경우, 심볼의 데이터 값을 정밀하게 판정함에 의한 이러한 동기검출처리, 검출된 기저대 신호의 평균을 결정함에 의한 AGC 처리, 혹은 송신 데이터 내 주파수 성분을 추출하는 클럭 재생처리에서, 동기를 검출하거나, AGC를 동작시키거나, 정밀하게 클럭을 재생하기란 극히 어렵다. 따라서, 정밀도를 높이기 위해서는 샘플링 주파수를 높이는 처리, 혹은 상당히 큰 회로로 필터를 구성해야 했다.

본 발명은 비디오 오디오 정보를 코드화하여 디지털 송신하는 디지털 방송에서 예를 들면 복수 값 VSB 변조로 변조된 디지털 변조된 신호를 복조하는 디지털 방송 복조기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 디지털 방송 복조기의 전체 블록도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에서 디지털 방송 복조기의 필수 블록도, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에서 디지털 방송 복조기의 필수 블록도, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에서 디지털 방송 복조기의 필수 블록도, 도 5는 디지털 육상 방송 VSB 변조 시스템의 데이터 프레임도, 도 6은 디지털 육상 방송 VSB 변조 시스템의 필드 동기신호도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예를 설명하는 구획동기 신호의 파형도, 도 8은 본 발명의 제3 실시예를 설명하는 구획동기 신호의 파형도, 도 9는 본 발명의 클럭위상 에러검출 회로의 블록도, 도 10은 종래기술에서 디지털 방송 복조기의 구성을 도시한 블록도이다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 디지털 방송 복조기는 일면에서, 수신 트랜스포트 패킷 데이터의 양 혹은 음의 부호를 나타내는 최상위 비트(MSB)에 의해 수신 데이터 내 동기신호를 설정하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이러한 구성으로, 강한 고스트 혹은 디지털 육상방송의 다중경로 상호간섭 특성의 열악한 라디오파 상태에서도, 패킷 내 동기신호를 극히 저렴한 회로구성으로 안정하게 검출하여 설정할 수 있다.

본 발명의 디지털 방송 복조기의 제2 면은 본래 동일 레벨이어야 하는 수신 패킷 데이터의 동기신호의 차이를 결정하여 송신 데이터의 클럭위상 에러를 검출함으로서, 이 위상 에러에 근거하여 위상제어에 의해 클럭을 재생하는 것이다.

본 발명의 이러한 구성으로, 강한 고스트 혹은 디지털 육상방송의 다중경로 상호간섭 특성의 열악한 라디오파 상태에서도, 수신 데이터의 클럭의 위상에러를 검출하고 VCO에 피드백하여 제어하도록 함으로써, 클럭을 극히 저렴한 회로구성으로 안정하고 정밀하게 재생할 수 있다.

본 발명의 디지털 방송 복조기의 제3 면은 수신된 패킷 데이터 내 동기신호를 검출하고, 검출된 동기신호의 데이터값과 기준값간의 차를 결정하고, 이 차이에 기초하여 ATC를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이러한 구성으로, 열악한 라디오파 상태에서도 정밀한 AGC가 실현된다.

도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 이하 설명한다. 먼저 도 1에서, 본 발명의 디지털 방송 복조기에 대해서 특히 디지털 육상 방송 VSB 변조 시스템의 디지털 방송 복조기의 개략적인 구성에 대해서 기술한 후 본 발명의 청구범위에 대응하는 실시예를 구체적으로 기술한다.

디지털 육상 방송에 대한 종래의 수신 복조기를 도시한 도 10과 동일한 기능의 구성요소엔 동일 참조부호를 할당하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

A/D 변환기(12)의 출력 디지털 데이터(Data)는 4부분으로 분할된다. 이들 중 하나는 구획 동기검출 설정회로블록(116)의 동기코드 패턴 검출회로(101)에 가해지고, 부호(sign) 비트(정 혹은 부 부호를 나타내는 최상위 비트(MSB))를 검출함으로써 동기패턴이 검출된다. 동기코드패턴 검출회로(101)의 출력은 3개의 부분으로 분할되는데, 이들은 개별적으로 검출보호 카운터 회로(103), 구획 동기검출 설정회로(104), 및 클럭위상 에러 검출회로(105)에 공급된다.

각 구획의 올바른 동기패턴을 판정하는 구획동기 검출설정 회로(104)의 출력은 리셋신호로서 심볼 수 카운터(102)에 공급되며, 한 패킷 내 심볼수를 카운팅한 결과는 검출보호 카운터(103) 및 구획 동기검출 설정회로(104)에 귀환된다. 검출보호 카운터(103)는 귀환된 정보에 기초하여 패킷 내 구획동기 신호의 위치를 나타내는 구획 시작 신호(Segst)를 단자(109)로 내 보내며, 구획 동기 신호의 검출설정을 나타내는 구획 동기 설정신호(Shld)를 단자(110)로 내보낸다.

구획 동기설정 신호(Shld)는 스위치 회로(111)에 가해져 후술하는 AGC 에러검출회로(106)로부터 제어신호(Gerr)와 AGC 검출기 회로(11)로부터의 제어신호를 절환하는 스위치 신호가 된다.

A/D 변환기(12)로부터 나온 제2 출력 디지털 데이터(Data)는 클럭위상 에러검출회로(105)에 동기코드 패턴검출회로(101)로부터 신호와 검출보호 카운터(103)로부터의 구획 시작신호(Segst)가 함께 공급되어, 데이터의 클럭위상 에러는 클럭 재생제어 신호(Pherr)로서 단자(108)로 출력된다. 이 클럭재생 제어신호(Pherr)는 D/A 변환기(112)에 가해져, 아날로그 신호로 변환되고, 이 신호는 LPF(113)로 공급된다. LPF(113)에서 적분된 제어신호는 VCO(18)에 가해져 이의 발진 주파수를 제어한다. 피드백 루프는 VCO(18), A/D 변환기(12), 클럭위상 에러검출 회로(105), D/A 변환기(112), LPD(113)의 흐름으로 구성된다.

더욱이, A/D 변환기(12)의 디지털 데이터(Data)의 제3 분할출력은 AGC 에러검출회로(116)에 가해져 기지의 값과는 다른 AGC 제어신호(Gerr)로서 단자(107)로 출력된다. 이 AGC 제어신호(Gerr)은 D/A 변환기(114)에 가해져서 아날로그 신호로 변환되어 LPF(115)에 공급된다. LPF(115)에서 적분된 AGC 제어신호는 스위치 회로(111)에 공급된다.

스위치 회로(111)는 구획설정 신호(Shld)에 의해, 아날로그 AGC 검출기(11)로부터의 제어신호와 디지털 처리에 의해 검출된 LPF(115)로부터의 AGC 제어신호간을 절환한다. 스위치 회로(111)로부터 출력된 ATC 제어신호는 증폭기(4) 및 튜너(2)에 가해져, 입력신호의 진폭이 제어된다.

A/D 변환기(12)의 제4 출력은 파형 등화기(22)에 가해져 수신출력이 된다.

이와 같이 구성된 디지털 방송 복조기에서, 청구항에 대응한 구체적인 실시예를 이하 기술한다.

(실시예 1)

도 2는 본 발명의 청구항 1, 2, 3에 대응한 실시예의 블록도를 도시한 것이다. 이 실시예는 코드화된 디지털 비디오 및 디지털 오디오 정보를 패킷형태로 송신된 디지털 방송을 수신하는 장치에서 사용되는 디지털 방송 복조기에 관한 것으로, 특히 디지털 VSB 송신 시스템에서, 본 회로는 수신 트랜스포트 패킷 데이터의 코드비트(MSB)를 처리하도록 구성되며 수신데이터 내 동기신호가 설정된다. 이 구성에서, 고스트, 다중경로, 혹은 NTSC의 동일 채널 상호간섭 등 방송을 수신하는 라디오파 상태가 열악해도, 패킷 내 동기신호가 검출될 수 있고 정밀하고 확실하게 설정될 수 있다.

도 2를 참조하여 구성 및 동작을 이하 기술한다. 본 발명의 실시예에서, 쿼드래처 검출 후의 기저대 신호는 A/D 변환기(12)에 가해지고 클럭재생은 이미 록(lock)되어 있다. A/D 변환기(12)로부터 출력 디지털 데이터(Data) 중에서, 코드비트(MSB)는 구획 동기검출 설정회로블록(116) 내의 동기코드 패턴검출회로(101) 및 심볼수 카운터(116)에 공급된다. 여기서, VSB 디지털 육상방송의 패킷의 데이터 구조를 도 5 및 도 6에 도시하였다. 도 5에 도시한 송신 프레임은 한 패킷 내에 832개의 심볼로 구성되며, 구획동기 신호는 단지 시작점부터 4개의 심볼 부분만큼 삽입된다.

매 313개 패킷(구획)마다, 필드 동기신호 #1, #2가 삽입된다. 도 6은 필드동기 신호를 도시한 것이다. 패킷의 시작엔, 4개의 구획동기 신호, 및 특정 개수의 PN 코드가 구성된다. 구획동기신호는 도 6에 도시한 바와 같이 값들이 +5, -5, -5, +5인 맵핑신호이다. 이 신호는 알려진 데이터이며, 도 5에 도시한 바와 같은 모든 패킷의 시작부분에 삽입된다.

동기코드 패턴검출회로(101)에서, 모든 수신 데이터의 부호비트(MSB)가 처리되며, 구획동기 신호의 코드패턴으로서 +, -, -, +가 검출된다. 2의 보수로 이 신호를 처리할 때, 구획동기 신호의 코드들은 -, +, +, -가 된다.

디지털 육상 방송의 강한 고스트, 다중경로 상호간섭 혹은 NTSC 동일 채널 상호간섭특성이 있어도, 코드비트들만을 처리할 때, 수신 데이터는 임피던스 영향을 상당히 받아 열화가 발생한다. 그러나, 코드비트 정보는 파 수신이 열악한 상황에서도 상호간섭 영향에 대해 극히 강하므로, 구획동기 신호의 동기패턴을 안정하게 검출할 수 있다.

동기코드 패턴검출회로(101)에서 모든 수신 데이터 내의 4개의 심볼에 대한 동기패턴을 동시에 검출할 때, 신호(Sdet)가 검출보호 카운터(103) 및 구획동기 검출설정회로(104)에 출력된다. 전원이 공급될 때, 전인인가 리셋이 적용되고 심볼속도(Fs)와 동일한 신호처리 클럭에 동기되어 자동으로 카운트업이 시작된다. 한 패킷 내의 832 심볼을 카운트할 때, 카운트업 신호(Co)가 검출보호 회로(103) 및 구획동기 검출설정회로(104)에 출력된다.

구획동기 검출설정회로(104)에서, 동기패턴 검출신호(Sdet), 심볼수 카운트업 신호(Co), 및 검출보호 카운터(103)로부터의 신호(Shld)가 공급되고, 모든 수신 데이터 내에 구획동기 코드패턴과 동일한 패턴이 있다면, 어느 패턴이 올바른 구획동기 신호인지 판정된다.

구획동기 검출설정회로(104)의 동작에서, 심볼수 카운터(102)가 패킷의 심볼수 카운트값 832에 도달할 때 출력되는 신호(Co)든지, 동기코드 패턴 검출회로(101)로부터 구획동기 코드패턴 검출신호(Sdet)가 입력될 때엔 출력신호(Lo)가 나온다.

통상, 수신 데이터엔, 구획동기 코드패턴과 동일한 코드패턴 데이터가 많이 있으나, 구획동기 신호와 동일한 코드패턴 검출신호(Sdet)가 구획동기 검출설정회로(104)에 공급되고 1클럭 부분만큼 로우로 떨어뜨리는 Lo 신호가 입력될 때 심볼수 카운터(102)는 한번 리셋되어 한 패킷 내에 심볼수인 832까지 카운트한다. 카운트업하는 중에, 동기코드패턴과 동일한 패턴이 검출될 때, 구획동기 검출설정회로(104)는 신호(Lo)를 출력하여 심볼수 카운터(102)를 리셋시킨다. 따라서, 카운트 동작은 한 패킷의 심볼수의 카운트업 신호(Co)의 출력과 동시에 신호(Sdet)이 입력될 때까지 반복된다. 즉, 올바른 구획동기신호인 경우, 832개 카운트가 끝났을 때, 동시에 다음 패킷의 구획동기신호가 있으며 신호(Sdet) 및 신호(Co)가 동시에 구획동기 검출설정회로(104)에 입력되며, Lo 신호가 출력되어 심볼수 카운터(102)가 리셋된다.

심볼수 카운터(102)의 출력신호(Co) 및 동기패턴 검출회로(101)의 출력신호(Sdet)는 또한 검출보호 카운터(103)에 공급된다. 결국, 검출보호 카운터(103)는 언제든 한번 홀딩신호(Shld)를 하이로 설정하고 이 신호(Shld)에 의해 구획동기 검출설정회로(104)가 홀딩되고, 회로(101)로부터 신호(Sdet)와 회로(102)로부터의 신호(Co)가 동시에 입력될 때까지 리셋신호(Lo)가 출력되지 않는 상태를 유지한다. 그러나, 이러한 첫번에, 신호(Co)가 다음으로 회로(103)에 입력된다면, 신호(Sdet)가 동시에 입력되지 않는다면, 심볼수 카운터(102) 및 검출보호 카운터(103)가 리셋되며, 신호(Shld)는 로우가 된다. 검출보호 카운터(103)에서, 신호(Sedt) 및 신호(Co)가 동시에 입력되는 회수를 카운트하고, Sedt 및 Co가 명시된 회수, 예를 들면 4번 연속하여 동시에 입력될 때, 수신 데이터 내에 올바른 구획동기 신호로서 검출되어 설정된다. 그 이유는 신호(Co)가 출력되는 경우, 패턴은 동일하나 올바른 구획동기 신호가 아닌 신호를 회피할 수 있다. 따라서, 수신 데이터 내 구획동기 신호가 소정 회수만큼 반복되어 검출되어 설정될 때, 구획설정 신호(Shld)는 하이레벨에 고정된다.

이 Shld 신호에 의해서, 구획동기 검출설정회로(104)가 홀딩되고 회로(101)로부터 Sdet 신호와 회로(102)로부터 신호(Co)가 동시에 입력될때까지 리셋신호(Lo)가 출력되지 않는 상태로 유지된다. 그러므로, 그러는 동안 Sdet신호만이 입력된다면, 리셋신호(Lo)가 출력되지 않는다. 이 홀딩상태에서도, 신호(Sdet) 및 신호(Co)가 동시에 입력될때만, 리셋신호(Lo)가 출력되며, 심볼수 카운터(102)가 갱신된다.

일단 구획동기신호가 설정되고, 신호(Sdet) 및 신호(Co)가 동시에 입력되지 않는다면, 구획설정은 즉시 취소되지 않고 소정 회수만큼, 예를 들면 8번이상 실수하였을 때, 구획 동기신호 검출의 설정이 취소되고 신호(Shld)는 로우레벨로 설정된다.

따라서, 구획동기신호와 동일한 파형이 검출될때마다 심볼수 카운터(102)가 검출되는 한편, 올바른 구획동기신호에 의해 리셋되고 명시된 수를 카운트업할 때까지 동기신호와 유사한 파형이 입력되지 않을 때, 심볼수 카운터(102)의 카운트업 및 다음 구획의 올바른 동기신호의 입력이 동시에 일어나며 신호(Shld)가 검출보호 카운터로부터 출력되고, 회로(102)가 카운트업하는 동안 유사한 파형이 제거되며, 이러한 동작이 소정 회수 반복될 때, 올바른 구획동기신호로서 검출되어 설정된다.

본 실시예의 구성은 수신 데이터의 코드비트(MSB)만을 처리함으로써 기지의 동기신호 코드패턴을 검출하는 동기코드 패턴 검출회로(101), 한 패킷 내 심볼수를 카운트하는 심볼수 카운터(102), 동기신호 코드패턴을 동시에 검출하는 동안 심볼수 카운터(102)가 명시된 카운트값을 검출할 때 올바른 구획동기 코드패턴을 판정하여, 심볼수 카운터(102)를 리셋시키는 신호를 출력하는 구획동기 검출설정회로(104), 및 동기코드 패턴검출회로(101)의 출력 및 심볼수 카운터 회로(102)의 소정 수의 카운트 업으로부터 수신 데이터 내 구획동기 신호를 검출하여 설정함으로써 신호(Shld)를 출력하는 검출보호 카운터 회로를 포함하므로, 강한 고스트 혹은 디지털 방송의 다중경로 특성, NTSC 방송의 동일채널 상호간섭, 낮은 C/N, 및 기타 등 방송을 수신함에 있어 열악한 라디오파 수신상태에서도, 동기신호를 안정하게 검출하여 설정할 수 있어 복호를 안정하게 처리할 수 있다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명의 청구항 4, 5, 6, 7에 대응하는 실시예 2의 블록도를 도시한 것이다. 이 실시예는 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신한 디지털 방송을 수신하는 장치에서, 특히 디지털 VSB 송신 시스템에서 사용되는 디지털 방송 복조기에 관한 것으로, 수신 데이터의 클럭위상 에러는 수신 데이터의 N번째 및 N+1번째(N〉1) 패킷 동기신호의 차를 계산하여 얻어지며, 클럭은 열악한 라디오파 수신환경에서도 안정하게 재생된다.

도 3를 참조하여 구성 및 동작을 이하 기술한다. 점선으로 표시한 블록(116)은 실시예 1의 도 2에 도시한 구획동기 검출설정 회로블록에 대응하며, 수신 데이터(Data) 내 구획 동기신호의 검출의 수립을 나타내는 구획동기 설정신호(Shld), 및 패킷 내 구획동기신호의 위치를 나타내는 구획시작 신호(Segst)를 출력한다. 블록(116)의 동작은 실시예1의 설명한 바와 동일하므로 생략한다.

A/D 변환기(12)로부터 수신 디지털 데이터출력(Data)는 클럭위상 에러 검출 회로(105)에 가해진다. 구획동기 검출 설정회로 블록(116)은 패킷 데이터 내 동기신호의 코드패턴과 동일한 데이터의 위치를 나타내는 신호(Sdet) 및 패킷 데이터 내 구획신호의 위치를 나타내는 신호(Segst)를 공급한다.

도 9는 클럭위상 에러 검출회로(105)의 블록도이다. A/D 변환기(12)의 디지털 데이터(Data)는 래치(203)를 통해 감산회로(202)의 가산입력에 가해진다. 이 입력은 래치(204)를 통해 감산회로(202)의 감산입력에도 가해진다. 감산회로(202)에서, N번째 입력은 N+1번째 입력으로부터 감해지고, 감산값은 래치회로(207)에 가해진다. 감산동작 순서는 제한이 없고, 값이 0이되는지 여부가 중요하다. 래치회로(207)에서, 데이터는 구획동기신호의 코드패턴 검출의 신호(Sdet)에 의해 래치되고 래치회로(208)로 출력된다. 신호(Sdet)는 래치회로(205)에 의한 수신 데이터의 제2 및 제3 구획동기신호의 감산동작 후의 타이밍에서 감산값을 래치하도록 시간이 조정된다. 래치회로(208)에서, 구획 동기신호를 검출하고 설정한 후에 내보내도록 구획동기 신호의 위치를 나타내는 신호(Segst)에 의해 래치함으로서, 클럭위상 에러신호(Pherr)로서 출력된다. 신호(Segst)는 래치회로(206)에서 제2 및 제3 구획동기신호의 감산된 값들에 의해, 래치회로(208)에 의해 래치되는 타이밍으로 시간이 조정된다.

이 회로는 도 7에 도시한 바와 같은 4개의 심볼의 구획동기 신호를 검출하도록 구성되며, 상이한 코드 패턴을 사용한다면 회로는 다르게 구성될 수 있다.

도 7은 이와 같이 하여 얻어진 구획동기 신호 유닛의 샘플점을 도시한 것이다. 샘플점은 VCO(18)의 발진 주파수가 수신 데이터의 클럭과 위상이 완전히 일치할 때 a, b, c, d이다. 데이터 값들은 전단에서 SAW 필터(3)의 필터처리에 의한 코드간 상호간섭을 야기하기 않도록 대역이 제한되기 때문에 스무드한 값들이다. 여기서, N번째 데이터가 제2 데이터 값 b이라고 하면, N+1번째 값 c로부터 감함으로써 c-b가 처리된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 감산처리는 원래는 동일 레벨인 샘플점 b 및 c, 혹은 b' 및 c'의 연결선의 기울기를 결정하는 것이다. 여기서, 수신 데이터의 클럭과 VCO(18)에 의해 발진된 주파수 신호의 위상이 완전하게 동기되었을 때, c-b의 값은 0이다. 주파수 혹은 위상이 벗어낫다면, 도 7에 점선으로 나타낸 바와 같이, 이것은 c'-b'와 같게 되고, 클럭위상 에러신호(Pherr)는 감산처리에 의해 결정된다. 피드백 제어는 이 클럭위상 에러신호(Pherr)가 0에 가깝게 될 수 있게 실행된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 클럭위상 에러는 D/A 변환기(112)에 귀환되어 아날로그 신호로 변환되고 LPF(113)에 공급된다. 아날로그 신호로 변환된 클럭위상 에러는 LPF(113)에서 적분되고, 클럭위상 제어신호로서 VCO(18)로 공급된다. VCO(18)에서, 발진 주파수 신호는 클럭위상 제어신호에 근거하여 제어되고, PLL에 의해 수신 데이터의 클럭신호에 동기된다. 이 예에서, 레벨은 원래 동일 레벨인 2개의 연속한 신호간에 비교되고, 연속하지 않다면, 레벨은 본래 동일 레벨인 것으로 상정된 2개의 신호간에 비교될 수 있다.

또한, 청구항 7에 개시된 발명에 따라서, 전원을 넣거나 채널을 절환하였을 때, 패킷의 구획동기신호가 검출되어 설정될 때까지, 패킷 데이터 내의 동기신호와 코드패턴간 일치되는 원래 동일 레벨인 모든 데이터의 차이값을 계속적으로 클럭위상 에러로서 VCO(18)에 피드백함으로써 신속하게 클럭재생을 마치도록 한다.

이 실시예에서, 패킷형태로 내보내지는 데이터의 동기신호의 위치를 나타내는 신호(Segst)와 동일 데이터인 패킷 데이터 및 코드패턴 내에 동기신호를 나타내는 신호(Sdet)로부터 원래 동일 레벨인 패킷 데이터의 N번째 및 N+1번째 동기신호는 감산에 의해 처리되고, 클럭위상 에러신호가 결정되고 클럭재생 처리는 에러가 0가 되게 제어하도록 실행된다.

이 구성에서, 디지털 방송을 수신하는 열악한 라디오파 상태에서도, 클럭재생은 매우 간단하고 저렴한 회로구성으로 안정하게 실현된다.

(실시예 3)

도 4는 본 발명의 청구항 8, 9, 10에 대응하는 실시예의 블록도이다. 이 실시예는 디지털 방송 복조기, 즉 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷 형태로 송신한 디지털 방송을 수신하는 다지털 방송 복조기를 나타내며, 여기서 특히 디지털 VSB 송신 시스템에서, 동기신호는 수신 패킷 데이터 내에서 검출되며, 동기검출 설정신호와 패킷 내 동기신호의 위치를 나타내는 신호로부터, 동기신호의 값과 기준값간 차이가 계산되고 그럼으로써 AGC가 실현된다.

도 4를 참조하여, 구성 및 동작을 이하 기술한다. 점선 블록(116)은 실시예 1에 도시한 구획동기 검출 설정회로 블록에 대응하며, 이것은 수신 데이터(Data) 내에 구획동기 신호의 검출의 수립을 나타내는 구획동기 설정신호(Shld), 및 패킷 내 구획동기 신호의 위치를 나타내는 구획시작 신호(Segst)를 출력한다. 블록(116)의 동작은 실시예 1에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다. A/D 변환기(12)로부터 디지털 데이터 출력(Data)은 AGC 에러검출회로(106)에 가해진다.

도 8은 패킷 데이터의 시작점에 부가된 4개 심볼의 구획동기 신호를 도시한 것이다. 구획동기 신호는 도 8에 도시한 바와 같이 ±5의 값들로 맵핑된다. 이들은 기지의 값이기 때문에, 수신측에서, ±에 대응하는 데이터값들은 기준값들로서 처리될 수 있다. 구획동기 설정신호(Shld)가 AGC 에러검출회로(106)에 입력될 때, 패킷 내 구획동기 신호의 위치를 나타내는 신호(Segst)로부터, 구획동기의 시작점부터 4개 심볼의 데이터의 위치가 명시되고, 이 값과 내부 기준값과의 차이가 결정된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 수신 데이터가 점선으로 나타낸 바와 같이 입력될 때, 기준값과의 차이는 +측에서 d로, -측에서서 d'로 나타낸 바와 같다. 피드랙 제어를 실행하여 기준값과의 차이 d, d'를 0에 가깝게 되게 한다.

이것은 구획동기신호의 기준값보다 큰 수신 데이터가 입력된 경우를 보이는 것이나, 기준값보다 작은 데이터가 입력되었을 때, 절대값 처리 후에 감산함으로서 코드는 감산처리에 의해 반전되지 않게 되어 차이값을 증가시키게 되고, 에러신호(Gerr)가 AGC 제어신호로서 출력된다. AGC 제어신호(Gerr)은 도 1에 도시한 바와 같은 단자(107)로부터 D/A 변환기(114)에 가해지고, 아날로그 신호로 변환되어 LPF(115)에 공급된다. LPF(115)에 의해 적분된 AGC 제어신호는 스위치 회로(111)를 통해서 증폭기(4) 및 튜너(2)에 귀환되고, 피드백 제어에 의해서, 수신 데이터의 진폭은 AGC를 실현하도록 제어된다.

본 발명의 청구항 10에 따라서, 전원을 넣거나 채널 절환을 하였을 때, 패킷 데이터 내 구획동기 신호가 검출되어 설정될 때까지, 도 1에 도시한 단자(110)로부터 출력된 구획동기 설정신호(Shld)를 스위치 회로(111)로 공급함으로써, 아날로그 신호의 포락선으로부터 진폭에러를 검출하는 제어신호와 디지털 처리에 의해 동기레벨로부터 진폭에러를 검출하는 제어신호간 AGC 제어신호를 절환하도록 한다. 수신 데이터가 입력되었을 때, 패킷의 구획동기 신호가 검출되어 설정될 때까지, 진폭에러는 전단에서 아날로그 처리부에서 아날로그 검출에 의해 기저대 신호의 포락선으로부터 검출되고, 이 에러에 기초하여 AGC 제어는 우선으로 적용되고, 패킷 내 구획동기 신호를 검출하여 설정한 후에, 동기신호로부터 진폭에러를 검출하는 디지털 처리로부터 에러신호가 피드백되어, AGC는 효율적으로 행해진다.

이 실시예 3에서, 패킷 형태로 보내진 데이터의 동기신호의 위치를 나타내는 신호(Segst), 및 동기신호의 검출 및 설정을 나타내는 신호(Shld)로부터, 수신데이터의 구획동기 신호와 구획신호의 기준값와의 감산처리에 의해서, 진폭에러 신호(Gerr)이 결정되고, D/A 변환되고, LPF에 의해 적분되고, 아날로그 증폭기 및 튜너로 스위치 회로(111)를 통해 피드백되고, 그럼으로서 진폭이 제어되어 AGC가 실현된다. 이 방법에서, 고스트 및 다중경로 등, 디지털 방송을 수신하는 열악한 라디오파 상태에서도, AGC는 매우 저렴한 회로구성으로 안정하게 실현된다.

전술한 실시예들에서, 육상 디지털 방송의 복조기를 보였으나 다른 응용에도 적용될 수 있다.

심볼수, 구획수, 펄스 부분들의 구성, 및 신호 포맷의 상세는 청구범위 내에서 변경 혹은 수정될 수 있다.

물론, 실시예들에서 개별 회로의 동작은 마이크로프로세서의 처리에 의해 실현될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 디지털 방송 복조기는 패킷 데이터의 디지털 육상 방송 등에 관계된 것으로, 수신 데이터의 코드비트를 처리하고 동기신호 패턴을 검출하는 동기패턴 검출회로, 동기검출 보호 카운터 회로, 및 동기검출 설정회로를 포함하여, 올바른 동기신호 패턴이 설정되고 검출되며, 따라서 강한 고스트 및 디지털 육상방송의 다중경로 상호간섭 특성 등의 열악한 라디오 파 상태에서도, 패킷 내 동기신호는 매우 저렴한 회로구성으로 안정하게 설정 및 검출될 수 있다.

또한 수신 데이터의 감산수단을 포함하여, 동기신호와 동일한 코드패턴 검출신호 및 패킷 내 동기신호의 위치를 나타내는 신호로부터, 본래 동일 레벨인 동기신호들간 레벨차를 결정함으로서, 수신 데이터의 클럭위상 에러가 검출되고, 제어하기 위해 VCO로 피드백되며, 따라서, 강한 고스트, 디지털 육상 방송의 다중경로 상호간섭 특성, 낮은 C/N, 및 기타 등의 열악한 라디오파 상태에서도, 매우 저렴한 회로구성으로 클럭을 안정하고 정밀하게 재생할 수 있다.

더욱이, 수신 데이터의 동기신호와 기지의 기준값을 수신 패킷 데이터 내 동기신호의 위치를 나타내는 신호 및 패킷 데이터 내 동기신호를 검출 및 설정하는 신호로부터 감산함으로서, 진폭에러가 결정되고 아날로그 증폭기 회로 및 튜너에 피드백하여 제어함으로서 열악한 라디오파 환경에서도 정밀한 AGC가 실현된다.

Claims

디지털 VSB 변조 시스템에 의해 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신함에 의한 디지털 방송을 수신하는 장치인 디지털 방송 복조기에 있어서,

수신 트랜스포트 패킷 데이터의 양 혹은 음의 부호를 나타내는 최상위 비트(MSB)에 의해 수신 데이터 내 동기신호를 설정하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
제1항에 있어서, 수신 데이터 내 상기 동기신호를 설정하는 회로는

상기 수신 패킷 데이터의 최상위 비트 신호로부터 구획동기 코드 패턴을 검출하는 동기코드 패턴 검출회로,

상기 수신 패킷 데이터 내 심볼 데이터 수를 카운트하는 심볼수 카운터 회로,

상기 심볼수 카운터 회로가 특정수의 카운팅을 마쳤을 때 상기 동기코드 패턴 검출회로로부터 상기 구획동기 코드 패턴을 얻는 것에 의해 올바른 구획동기 코드 패턴을 판정하는 동기검출 설정회로, 및

상기 동기코드 패턴 검출회로의 출력 및 상기 심볼수 카운터 회로의 명시된 수의 카운트 업으로부터 상기 수신 데이터 내 구획동기 신호를 검출 및 설정하는 동기검출 보호 카운터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
제2항에 있어서, 상기 수신 패킷 데이터의 최상위 비트 신호를 처리하여 데이터 내 동기신호의 시작위치를 나타내는 신호 및 동기신호를 검출 및 설정하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
본래 동일 레벨어야 하는 수신 패킷 데이터의 동기신호의 차이값을 결정하여 송신 데이터의 클럭위상 에러를 검출하고, 이 위상 에러에 근거하여 위상제어에 의해 클럭을 재생하는 것으로, 디지털 VSB 변조 시스템에 의해 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신함에 의한 디지털 방송을 수신하는 장치인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
제4항에 있어서, 본래 동일 레벨이어야 하는 N번째 및 N+1번째 (N〉1) 동기신호들의 차를, 동기신호의 코드패턴 검출신호 및 동기신호의 위치를 나타내는 신호로부터 결정함으로써 송신 데이터의 클럭위상 에러를 출력하는 클럭위상 에러검출회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
제4항에 있어서,

모든 수신 데이터의 차를 처리하는 회로,

동기신호의 코드패턴과 일치하는 데이터에 대해서만 상기 차이 값을 검출하는 회로, 및

동시신호의 데이터에 대해서만 상기 차이 값을 검출하는 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
수신 패킷 데이터의 동기신호가 검출되어 설정될 때까지 수신 데이터의 동기신호 코드패턴에 일치하는 본래 동일 레벨이어야 하는 데이터의 차이 값으로부터 클럭위상 에러를 검출함으로써 클럭을 재생하는 것으로, 디지털 VSB 변조 시스템에 의해 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신함에 의한 디지털 방송을 수신하는 장치인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
수신된 패킷 데이터 내 동기신호를 검출하고, 동기신호의 검출된 데이터값과 기준간 차를 결정하고, 이 차에 기초하여 AGC를 실현하는 것으로, 디지털 VSB 변조 시스템에 의해 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신함에 의한 디지털 방송을 수신하는 장치인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
제8항에 있어서, 상기 수신 데이터 내에 동기신호의 검출 및 설정을 나타내는 신호 및 동기신호의 위치를 나타내는 신호로부터 동기신호의 특정위치를 검출하며, 이 특정위치에서의 동기신호와 기준값과의 에러를 제어신호로서 출력하는 AGC 에러검출회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.
수신 패킷 데이터의 동기신호가 검출되어 설정될 때까지, 아날로그 검출된 기저대 신호의 포락선으로부터 진폭차를 검출함으로써 AGC를 실현하는 것으로, 디지털 VSB 변조 시스템에 의해 코드화된 디지털 비디오 및 오디오 정보를 패킷형태로 송신함에 의한 디지털 방송을 수신하는 장치인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 복조기.