KR20010037172A - 브이.에스.비 모드 검출기와 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템 - Google Patents

브이.에스.비 모드 검출기와 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템에 관한 것으로, 특히 전송 레벨 수에 따라 다양한 모드를 가지는 VSB모드를 자동적으로 검출하기 위한 모드 검출기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 복조된 디지털 데이터 스트림에서 MSB만을 발췌하여 8비트의 입력신호를 만들고, 8비트의 입력신호와 미리 설정된 기준신호와의 상관값을 일정 횟수 만큼 누적시킨 다음 가장 큰 값을 가지는 VSB모드를 현재 입력신호의 VSB모드로 검출하여 위상추적기 및 트렐리스 디코더와 심볼/바이트 변환기로 출력함으로써, 등화기 이전단의 출력신호에서 VSB모드를 신속히 검출할 수 있는 특징이 있다.

Description

브이.에스.비 모드 검출기와 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템{VSB MODE DETECTOR AND DIGITAL TELEVISION SIGNAL RECEIVING SYSTEM}
본 발명은 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템에 관한 것으로, 특히 전송 레벨 수에 따라 다양한 모드를 가지는 VSB모드를 자동적으로 검출하기 위한 모드 검출기와 그를 포함하는 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템에 관한 것이다.
최근에 HDTV 방송을 위한 전송방식으로서 잔류측파대(Vestigial Sideband) 변조방식이 각광을 받고 있다. ″Zenith″사(社)에 의해 디지털 TV와 케이블 방송의 표준으로 제안된 VSB 전송방식들은 전송 레벨 수에 따라 여러가지의 VSB모드(2/4/8/8T/16)가 존재한다. VSB 전송 시스템은 ″ATSC Digital Television Standard A/53″에 정의된 8VSBT와 16VSB, 그리고 ″ITU-T Recommendation J.83 ANNEX D″에 정의된 2/4/8 VSB가 있다. 여기서 2/4/8/16 VSB는 케이블 방송이나 MMDS를 위한 전송 시스템이고 8VSBT는 지상방송 디지털 TV를 위한 것이다.
따라서 DTV 신호 수신 시스템에서는 VSB 모드에 따라 입력 신호의 처리방식을 달리하여야 하기 때문에 입력신호의 VSB 모드를 검출하기 위한 구성을 반드시 필요로 한다. 이것이 바로 VSB 모드 검출기 구비 목적이며, VSB 모드 검출에 이용되는 신호는 313 세그먼트 마다 반복되는 필드 동기 세그먼트에 포함되어 있는 VSB 모드 신호이다. 이를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 도 1은 미국향 지상방송(GA-VSB) 고품위 텔레비젼 시스템의 데이터 세그먼트 포맷을 도시한 것으로, 하나의 데이터 프레임은 626라인 세그먼트(segment)로 이루어지고, 각 세그먼트는 828심볼 데이터와 4 심볼의 데이터 세그먼트 동기신호로 이루어진다.
한편 도 2는 도 1에서 데이터 필드 동기신호 포맷도를 도시한 것으로, 상기 데이터 필드 동기신호에는 24심볼로 구성되는 VSB 모드 신호가 포함되어 있다. VSB 모드 신호는 기본적으로 3비트(abc)로서 8가지의 모드를 나타낼 수 있으며, 3비트의 VSB 모드 신호는 1바이트의 VSB 모드 바이트(pabc pabc)로 인코딩되어 전송된다. 여기서 p는 3비트의 abc를 위한 우수(even) 패러티 비트이고 pabc는 pabc의 역상을 나타낸다. 하기 표 1에는 VSB 모드에 따른 VSB 모드 코드가 주어져 있으며, 이러한 8가지의 코드는 (n,k)=(8,3) 코드에 대하여 코드간의 거리가 최대/최소 가능거리가 4가 되도록 설계된 코드이다.
pabc VSB 모드 pabc pabc VSB 모드
0000 1111 2 VSB 1100 0011 16 VSB
1001 0110 4 VSB 0101 1010 8 VSBT
1010 0101 8 VSB 0110 1001 reserved
0011 1100 reserved 1111 0000 reserved
도 3은 VSB 모드 검출기(120)를 포함하는 일반적인 고품위 텔레비젼 신호 수신 시스템의 개략적인 블럭구성도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 일반적인 고품위 텔레비젼 신호 수신 시스템의 등화기(50)로부터 출력되는 필드 동기 세그먼트 심볼들은 2 레벨 슬라이서(110)를 통해 VSB 모드 검출기(120)로 입력된다. VSB 모드 검출기(120)는 필드 동기 세그먼트 데이터 중에 VSB 모드 바이트만을 검출하여 에러검출/컨피던스 카운팅 방법을 사용하여 현재 입력신호의 VSB 모드를 검출한 다음 VSB 모드 검출신호를 트렐리스 디코더(60), 심볼/바이트 변환기(70) 등으로 인가해 준다. 한편 NRF(NTSC Rejection Filter)(40)가 동작상태일 경우에는 VSB 모드 검출기(120)의 백색 가우시안 잡음 제거성능을 감소시키기 때문에 모드 검출 동작중에는 NRF(40)의 입력신호를 항상 바이패스시킨다. 그리고 모드 검출이 종료된후 검출된 VSB 모드가 8VSBT일 경우에만 NRF(40)내의 NTSC 간섭 검출기를 ″온(on)″상태로 하고 나머지 모드에서는 ″오프(off)″상태가 유지되도록 한다.
그러나 상술한 구성을 갖는 시스템에서는 등화기(50) 출력단으로부터 출력되는 데이터를 이용하여 VSB 모드를 검출하기 때문에 초기 검출시간이 지연되고, 8심볼의 VSB 모드 코드 모두가 에러가 없어야만 정상적인 모드 검출이 이루어짐에 따라 채널 열화가 심한 경우에는 모드 검출시간이 장기화되는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 전송된 VSB 모드 바이트가 손상된 경우에도 신속하고 정확하게 VSB 모드를 검출할 수 있는 VSB 모드 검출기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 등화기가 안정화되기 이전에 전송되는 VSB 모드를 신속히 검출할 수 있는 VSB 모드 검출기를 구비하는 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잔류측파대(VSB) 변조방식에 의해 변조되어 전송되는 텔레비젼 신호의 VSB모드를 검출하기 위한 VSB모드 검출기에 있어서,
복조된 텔레비젼 신호의 디지털 데이터 스트림에서 최상위 비트만을 발췌하여 n비트의 입력신호를 발생하는 쉬프트 레지스터와,
상기 n비트의 입력신호와 여러가지의 VSB모드를 구분하기 위해 미리 설정되어 있는 m비트의 기준신호들 각각의 상관값을 일정 횟수 만큼 누적하는 상관/누산기들과,
상기 상관/누산기들의 출력을 비교하여 최대값을 가지는 VSB모드를 현재 입력신호의 VSB모드 검출신호로 출력하는 비교기와,
필드 싱크 세그먼트내의 VSB모드신호에 대한 상관값만이 누적되도록 상기 디지털 데이터 스트림에서 검출된 필드 싱크신호를 지연시켜 상기 상관/누산기들로 출력하는 지연기와,
상기 필드 싱크신호를 카운팅한 값이 미리 설정된 문턱값 이상이면 상기 VSB모드 검출신호가 출력되도록 제어하는 소정 레벨의 컨피던스 신호를 발생하는 필드싱크 계수부로 구성함을 특징으로 한다.
도 1은 미국향 지상방송(GA-VSB) 고품위 텔레비젼 시스템의 데이터 세그먼트 포맷도.
도 2는 도 1에서 데이터 필드 동기신호 포맷도.
도 3은 VSB 모드 검출기(120)를 포함하는 텔레비젼 신호 수신 시스템의 개략적인 블럭구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 VSB 모드 검출기를 포함하는 텔레비젼 신호 수신 시스템의 블럭구성도.
도 5는 도 4중 VSB 모드 검출기(120)의 상세 구성도.
도 6은 도 5중 상관/누산기(144)의 상세 구성도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디지털 텔레비젼 수신 시스템의 VSB 모드 검출기 구성과 동작을 상세히 설명하기로 한다.
우선 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 VSB 모드 검출기(120)를 포함하는 텔레비젼 신호 수신 시스템의 블럭구성도를 도시한 것이다. 도 4에서 튜너(10)는 안테나를 통해 수신된 RF신호를 신시사이저(synthesizer)로부터 인가되는 국부발진신호에 동조시켜 IF신호로 변환시킨다. 그리고 튜너(10)는 수신기의 자동이득제어(AGC)에 응답하여 출력신호의 이득제어도 수행한다. 상기 튜너(10)에서 출력되는 IF신호는 이후 SAW필터를 통해 소정 대역폭의 IF신호로 필터링된다. 상기 SAW필터는 인접 채널의 신호를 차단하기 위한 대역통과필터로써 상기 IF신호를 6MHz의 대역폭으로 필터링하는 특성을 가진다. 한편 상기 SAW필터를 통과한 IF신호는 IF증폭기에서 증폭된후 DFPLL(Digital Frequency Phase-Locked Loop) 및 정합필터(20)로 입력된다. 상기 DFPLL 및 정합필터(20)는 증폭된 IF신호에 포함된 파일롯신호를 이용하여 IF신호를 기저대역신호로 복조하고 복조된 신호를 디지털데이터로 변환출력한다. 동기 및 타이밍 발생기(30)는 상기 DFPLL 및 정합필터(20)로부터 출력되는 디지털데이터에서 필드동기패턴 검출시 그에 응답하는 필드싱크신호를 발생한다.
한편 NTSC 제거필터(40)는 NTSC신호에 의한 HDTV신호의 열화를 방지하기 위하여 상기 DFPLL 및 정합필터(20)의 출력으로부터 NTSC성분을 제거하고, 등화기(50)는 전송채널을 통과하면서 발생한 멀티패스 왜곡(고스트라고도 함)을 제거한다. 위상추적기 및 트렐리스 디코더(60)는 VSB모드 검출기(120)로부터 출력되는 VSB모드 검출신호에 따라 동작하여 상기 등화된 신호의 위상잡음을 제거하며, 위상추적기의 출력을 트렐리스 복호화하여 출력한다. 따라서 위상추적기 및 트렐리스 디코더(60)에 의해 동일 채널 간섭신호 이외의 다른 간섭신호들이 대부분 제거 내지는 감소하게 된다. 심볼/바이트 변환기(70)는 RS(Reed-Solomon) 디코더(90)로의 인가를 위해 트렐리스 복호화된 심볼 데이터를 리드 솔로몬 에러정정 코딩 바이트들로 변환한다. 심볼/바이트 변환기(70) 역시 상기 VSB모드 검출기(120)로부터 출력되는 VSB모드 검출신호에 따라 신호처리방식이 가변된다. 데이터 바이트 디인터리버(80)는 콘볼루셔널 데이터 인터리버의 역과정으로 수행됨으로써 인터리빙된 데이터를 디인터리브시킨다. 그리고 RS 디코더(90)는 데이터 디랜더마이저(Data Derandomizer)(100)에 공급되는 에러정정된 바이트 스트림을 발생시킬 수 있도록 리드 솔로몬 디코딩을 수행하며, 상기 데이터 디랜더마이저(100)는 수신 시스템의 나머지 부분(도시되지 않았음)에 재생된 데이터를 공급한다.
VSB모드 검출기(120)는 상기 DFPLL 및 정합필터(20)의 출력을 입력받아 필드 동기 세그먼트에 포함되어 있는 VSB 모드신호와 미리 설정된 기준신호와의 상관정도를 누적하여 입력신호의 VSB모드를 검출한다. VSB모드 검출결과로써 출력되는 신호는 ″VSB모드 검출신호″로써 상기 위상추적기 및 트렐리스 디코더(60)와 심볼/바이트 변환기(70)로 입력된다.
이하 도 5와 도 6을 참조하여 상기 VSB모드 검출신호가 발생되는 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 4중 VSB 모드 검출기(120)의 상세 구성도를 도시한 것이며, 도 6은 도 5중 상관/누산기(144)의 상세 구성도를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 7개의 레지스터로 구성되는 쉬프트 레지스터(122)는 상기 정합필터의 출력에서 사인 비트(sign bit)인 MSB만을 취하여 쉬프트 출력하고, 입력과 7개의 레지스터(122) 출력으로 구성되는 8비트 데이터는 5개의 상관/누산기(124) 각각으로 입력되어 미리 설정된 기준신호와 비교된다. 상기 기준신호는 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 VSB모드에 따르는 8비트 코드이다. 한편 상기 상관/누산기(124) 각각에서 상관기(correlator)는 도 6에 도시한 바와 같이 8개의 익스클루시브-오아 게이트(124a)와 하나의 가산기(124b)로 구성되며, 누산기는 하나의 가산기(124c)와 MUX(124d) 및 래치(124e)로 구성된다. 따라서 8비트의 입력신호코드와 미리 설정된 기준신호코드가 동일할 경우에는 상관기에서 최대 8의 값이 출력될 수 있다. 그리고 상관기의 출력은 일정 횟수만큼 누적되는데, 이때 누적되는 값은 필드 동기 세그먼트내의 VSB모드신호에 대한 상관값만 누적되어야 하므로, 이를 필드 동기 신호의 시작을 나타내는 1심볼 길이의 필드 싱크를 지연시켜 MUX(124d)의 출력을 제어하도록 한다. 따라서 도 4의 동기 및 타이밍 발생기(30)에서 출력되는 필드 싱크를 지연기(128)를 통해 지연시킨후 MUX(124d)의 출력을 제어함으로써, 상관기 출력이 VSB모드 코드에 대한 출력일 경우에만 가산기(124c)를 통해 누산되어 출력된다. 이러한 출력(output)은 비교기(126)로 입력된다.
한편 도 5의 카운터(130)는 상기 필드 싱크 횟수를 계수하며, 비교기(132)는 상기 카운터(130)의 계수값이 미리 정해진 문턱값(THR)에 도달하면 1비트의 컨피던스(confidence)신호 CON을 ″하이″레벨로 출력한다. ″하이″레벨의 상기 컨피던스신호 CON은 누산기의 일 구성요소인 래치(124e)를 리셋시킴은 물론, 필드 싱크 횟수 계수기인 카운터(130)를 리셋시키는데 이용된다. 또한 ″하이″레벨의 컨피던스신호 CON 입력시 비교기(126)는 5개의 상관/누산기(124) 출력중 가장 큰 값을 가지는 VSB모드를 결정하여 VSB모드신호로 출력한다. VSB모드의 종류는 5가지 이므로 3비트만으로 표현할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 DFPLL 및 정합필터(20)에서 복조된 디지털 데이터 스트림에서 MSB만을 발췌하여 8비트의 입력신호를 만들고, 8비트의 입력신호와 미리 설정된 기준신호와의 상관값을 일정 횟수 만큼 누적시킨 다음 가장 큰 값을 가지는 VSB모드를 현재 입력신호의 VSB모드로 검출하여 위상추적기 및 트렐리스 디코더(60)와 심볼/바이트 변환기(70)로 출력함으로써, 상기 위상추적기 및 트렐리스 디코더(60)와 심볼/바이트 변환기(70)는 검출된 VSB 모드에 따라 입력 신호를 처리한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 등화기로부터 출력되는 신호로부터 VSB모드를 검출하는 일반적인 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템에 비해, 등화기 이전단에서 복조 완료된 방송신호로부터 VSB모드를 검출함으로써 VSB모드의 초기검출시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있으며, 등화기가 안정화되기 이전에 VSB모드를 검출함은 물론 채널이 심하게 열화된 경우에도 정확하게 VSB모드를 검출할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 잔류측파대(VSB) 변조방식에 의해 변조되어 전송되는 텔레비젼 신호의 VSB모드를 검출하기 위한 VSB모드 검출기에 있어서,
    복조된 텔레비젼 신호의 디지털 데이터 스트림에서 최상위 비트만을 발췌하여 n비트의 입력신호를 발생하는 쉬프트 레지스터와,
    상기 n비트의 입력신호와 여러가지의 VSB모드를 구분하기 위해 미리 설정되어 있는 m비트의 기준신호들 각각의 상관값을 일정 횟수 만큼 누적하는 상관/누산기들과,
    상기 상관/누산기들의 출력을 비교하여 최대값을 가지는 VSB모드를 현재 입력신호의 VSB모드 검출신호로 출력하는 비교기와,
    필드 싱크 세그먼트내의 VSB모드신호에 대한 상관값만이 누적되도록 상기 디지털 데이터 스트림에서 검출된 필드 싱크신호를 지연시켜 상기 상관/누산기들로 출력하는 지연기와,
    상기 필드 싱크신호를 카운팅한 값이 미리 설정된 문턱값 이상이면 상기 VSB모드 검출신호가 출력되도록 제어하는 소정 레벨의 컨피던스 신호를 발생하는 필드싱크 계수부로 구성함을 특징으로 하는 VSB모드 검출기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상관/누산기들 각각은;
    상기 n비트 입력신호중 하나와 m비트 기준신호중 하나를 각각 2입력으로 하는 익스클루시브 오아 게이팅 소자들과 이들의 출력을 가산하는 제1가산기로 구성되는 상관기와,
    상기 상관기의 출력과 이전 누적치를 가산하기 위한 제2가산기와; 상기 제2가산기의 출력과 이전 누적치중 하나를 지연된 상기 필드싱크신호 입력에 따라 선택출력하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서의 출력을 래치 출력하는 래치수단으로 구성되는 누산기로 구성됨을 특징으로 하는 VSB모드 검출기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 VSB검출신호는 최소 3비트 신호로 출력됨을 특징으로 하는 VSB모드 검출기.
  4. 입력되는 VSB모드검출신호에 따라 입력신호를 달리 처리하는 위상추적기, 트렐리스 디코더 및 심볼/바이트 변환기를 구비하는 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템에 있어서,
    수신신호를 신시사이저(synthesizer)로부터 인가되는 국부발진신호에 동조시켜 중간주파수 신호로 변환시키는 튜너와,
    상기 중간주파수신호에 포함된 파이롯신호를 이용하여 상기 중간주파수신호를 기저대역신호로 복조하고 복조된 신호를 디지털 데이터로 변환 출력하는 디지털 주파수 위상 동기 루프 회로와,
    상기 복조된 디지털 데이터 스트림에서 최상위 비트만을 발췌하여 n비트의 입력신호를 만들고, 상기 입력신호와 미리 설정된 기준신호와의 상관값을 일정 횟수 만큼 누적시켜 최대값을 가지는 VSB모드를 현재 입력신호의 VSB모드 검출신호로 발생하여 출력하는 VSB모드 검출기를 적어도 포함하는 디지털 텔레비젼 신호 수신 시스템.
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