KR20010055543A - 고화질 텔레비전의 티시엠을 이용한 브이에스비 송/수신장치 - Google Patents

고화질 텔레비전의 티시엠을 이용한 브이에스비 송/수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부와; 상기 랜덤화부에서 랜덤화된 데이터의 리드-솔로몬 복호를 수행하는 리드-솔로몬 복호부와; 상기 리드-솔로몬 복호부의 데이터를 인터리빙하는 인터리버와; 상기 인터리버의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부와; 상기 격자 복호부의 데이터를 3/4 TCM 부호화시키는 3/4 TCM 부호부와; 상기 3/4 TCM 부호부의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하는 다중화부와; 상기 다중화부에서 출력되는 데이터에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부와; 상기 파일럿 삽입부의 데이터를 사전 등화 필터링시키는 전등화 필터와; 상기 전등화 필터의 데이터를 VSB 변조시키는 VSB 변조부와; 상기 VSB 변조부의 데이터를 업 컨버팅 시켜 안테나를 통해 무선신호로 송출하는 RF 업컨버터로 구성함으로써, HDTV의 지상파 전송방식인 8VSB를 TCM하여 2개의 8VSB 셋으로 변조할 수 있게 되는 것이다.

Description

고화질 텔레비전의 티시엠을 이용한 브이에스비 송/수신장치{Apparatus for transmitting and receiving VSB by using TCM in HDTV}
본 발명은 고화질 텔레비전(High Definition TeleVision, HDTV)의 VSB(Vestigial SideBand) 송/수신장치에 관한 것으로, 특히 HDTV의 지상파 전송방식인 8VSB를 TCM(Trellis Coded Modulation, 격자 코드 변조)하여 2개의 8VSB 셋으로 변조하여 TOV(Threshold Of Visibility)를 개선하기에 적당하도록 한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치에 관한 것이다.
일반적으로 GA(Grand Alliance, 미국의 대연합) 표준안에 따른 HDTV 등에서는 위상 추적 루프를 사용한다. 이러한 HDTV는 일반적인 텔레비전에 비해 주사선수를 2배이상 늘리고 화면비를 16:9(일반 텔레비전은 4:3)로 늘려 화면의 고정밀화, 대형화를 실현시킨 텔레비전이다.
또한 VSB 복호기는 이러한 HDTV에 사용되는 것으로, 지상파 및 케이블 모드를 이용하여 전송되어 오는 VSB 데이터 스트림을 수신하고 10.76MHz의심벌률(Symbol Rate)을 가지는 16, 8, 4, 2 VSB 신호를 복호한다. VSB는 잔류 측파대를 사용한 전송방식으로, DSB(Double Sideband, 양측파대)와 SSB(Single Sideband, 단측파대)의 중간에 상당하는 방식이다. 그래서 VSB는 필터의 차단 주파수 특성을 완만하게 하여, 소거할 측파대의 스펙트럼을 조금 잔류시키고 전송하게 된다.
도1은 일반적인 8VSB 데이터 세그먼트의 구성도이다.
그래서 한 프레임은 기필드와 우필드의 두 개의 필드로 구성되어 있고, 한 필드는 313개의 세그먼트로 이루어져 있다. 수신측에서는 이 필드의 시작 정보를 알 수 없으므로 이를 검출해내는 것이 필요하다. 이를 위해 VSB DTV 시스템에서는 매 필드마다 한 세그먼트 길이만큼 필드 동기 신호를 전송한다.
VSB 데이터 프레임 구조에서 1개의 필드는 313 세그먼트로 구성되어 있고, 그 구분은 필드 동기 세그먼트로서 가능하다. 이 필드 동기 세그먼트를 검출하는 것이 필드 동기 검출부이다. 지상 방송 HDTV 시스템은 NTSC(National Television Standards Committee, 미국 텔레비전 표준 위원회) 시스템과의 채널 공유로 인한 상호 간섭을 최소화되도록 해야 하기 때문에 채널 간섭이 심한 경우에는 NTSC 간섭 제거 필터를 사용하는 구조가 필요하다. 등화기에서는 ISI(Inter Symbol Interference, 심볼간 간섭)를 제거하며, 블라인드 모드와 트레이닝 모드로 동작한다. 위상 추적 블록은 수신기 내부에 존재하는 위상 잡음을 추적 및 보정함으로써 수신기의 성능을 향상시킨다. 격자 복호기 및 데이터 디인터리버, 리드-솔로몬 복호기, 디랜덤화부로 구성되는 순방향 오류정정기 블록에서는 수신 신호에 섞여 있는 오류를 검출/정정하여 시스템 디멀티플렉서에 출력한다.
도2는 종래 고화질 텔레비전의 VSB 송신장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부(11)와; 상기 랜덤화부(11)에서 랜덤화된 데이터의 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 복호를 수행하는 리드-솔로몬 복호부(12)와; 상기 리드-솔로몬 복호부(12)의 데이터를 인터리빙하는 인터리버(13)와; 상기 인터리버(13)의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부(14)와; 상기 격자 복호부(14)의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하는 다중화부(15)와; 상기 다중화부(15)에서 출력되는 데이터에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부(16)와; 상기 파일럿 삽입부(16)의 데이터를 사전 등화(Pre Equalizer) 필터링시키는 전등화 필터(17)와; 상기 전등화 필터(17)의 데이터를 VSB 변조시키는 VSB 변조부(18)와; 상기 VSB 변조부(18)의 데이터를 업 컨버팅 시켜 안테나를 통해 무선신호(RF, Radio Frequency)로 송출하는 RF 업컨버터(19)로 구성된다.
도3은 종래 고화질 텔레비전의 VSB 수신장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 안테나를 통해 전송받은 VSB 신호를 튜닝하는 튜너(21)와; 상기 튜너(21)에서 출력되는 신호에서 동기신호를 검출하는 동기검출부(22)와; 상기 동기검출부(22)의 데이터를 NTSC 리젝션(Rejection) 필터링하는 NTSC 리젝션 필터(23)와; 상기 NTSC 리젝션 필터(23)의 출력을 등화시키는 등화부(24)와; 상기 등화부(24)의 출력에서 위상을 추적하는 위상추적부(25)와; 상기 위상추적부(25)의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부(26)와; 상기 격자 복호부(26)의 데이터를 디인터리빙시키는 디인터리버(27)와; 상기 디인터리버(27)의 데이터를 리드-솔로몬 복호하는 리드-솔로몬 복호부(28)와; 상기 리드-솔로몬 복호부(28)의 데이터를 디랜덤화시키는 디랜덤화부(29)로 구성된다.
이러한 VSB 송/수신 장치는 송신단에서의 동작과 수신단에서의 동작이 역대칭적으로 수행된다.
즉, 랜덤화부(11)에서 데이터를 랜덤화하고, 리드-솔로몬 복호부(12)에서 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 복호를 수행하며, 인터리버(13)에서 인터리빙하고, 격자 복호부(14)에는 데이터의 격자 복호를 수행한다. 그리고 다중화부(15)는 격자 복호부(14)의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하고, 파일럿 삽입부(16)는 파일럿을 삽입하며, 전 등화 필터(17)는 사전 등화(Pre Equalizer) 필터링하고, VSB 변조부(18)는 VSB 변조시키며, RF 업컨버터(19)는 데이터의 업 컨버팅을 통해 안테나로 송출한다.
한편 수신단에서는 송출시의 역순으로, 격자복호부(26)에서 복호화하여 디인터리버(deinterleaver)(27)에서 역인터리빙 된다. 디인터리버(27)에서 출력된 신호는 리드-솔로몬 복호부(28)에서 복호된 후, 디랜덤화부(29)에서 역난수화되어 송신단의 원신호가 복구된다.
이처럼 종래의 기술에서 디지털 TV의 전송방식 중의 하나인 VSB는 지상파의 경우 8레벨로 전송하고 케이블의 경우는 16 레벨로 전송하게 된다. 그 이유는 지상파의 경우가 채널환경이 더욱 열악하기 때문이다.
그러나 종래의 기술은 TOV(Threshold Of Visibility)가 악화되면 화면을 볼 수 없을 만큼 에러가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 HDTV의 지상파 전송방식인 8VSB를 TCM하여 2개의 8VSB 셋으로 변조하여 TOV를 개선할 수 있는 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치는,
데이터를 랜덤화하는 랜덤화부와; 상기 랜덤화부에서 랜덤화된 데이터의 리드-솔로몬 복호를 수행하는 리드-솔로몬 복호부와; 상기 리드-솔로몬 복호부의 데이터를 인터리빙하는 인터리버와; 상기 인터리버의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부와; 상기 격자 복호부의 데이터를 3/4 TCM 부호화시키는 3/4 TCM 부호부와; 상기 3/4 TCM 부호부의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하는 다중화부와; 상기 다중화부에서 출력되는 데이터에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부와; 상기 파일럿 삽입부의 데이터를 사전 등화 필터링시키는 전등화 필터와; 상기 전등화 필터의 데이터를 VSB 변조시키는 VSB 변조부와; 상기 VSB 변조부의 데이터를 업 컨버팅 시켜 안테나를 통해 무선신호로 송출하는 RF 업컨버터로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치는,
안테나를 통해 전송받은 VSB 신호를 튜닝하는 튜너와; 상기 튜너에서 출력되는 신호에서 동기신호를 검출하는 동기검출부와; 상기 동기검출부의 데이터를 NTSC 리젝션 필터링하는 NTSC 리젝션 필터와; 상기 NTSC 리젝션 필터의 출력을 등화시키는 등화부와; 상기 등화부의 출력에서 위상을 추적하는 위상추적부와; 상기 위상추적부의 데이터를 3/4 TCM 복호시키는 3/4 TCM 복호부와; 상기 3/4 TCM 복호부의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부와; 상기 격자 복호부의 데이터를 디인터리빙시키는 디인터리버와; 상기 디인터리버의 데이터를 리드-솔로몬 복호하는 리드-솔로몬 복호부와; 상기 리드-솔로몬 복호부의 데이터를 디랜덤화시키는 디랜덤화부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 일반적인 8VSB 데이터 세그먼트의 구성도이고,
도2는 종래 고화질 텔레비전의 VSB 송신장치의 블록구성도이고,
도3은 종래 고화질 텔레비전의 VSB 수신장치의 블록구성도이며,
도4는 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송신장치의 블록구성도이고,
도5는 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 수신장치의 블록구성도이며,
도6은 도4 및 도5의 8VSB TCM 배열 세트를 보인 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31 : 랜덤화부 32 : 리드-솔로몬 부호부
33 : 인터리버 34 : 격자 부호부
35 : 3/4 TCM 부호부 36 : 다중화부
37 : 파일럿 삽입부 38 : 전등화 필터
39 : 변조부 40 : RF 업 컨버터
41 : 튜너 42 : 동기검출부
43 : NTSC 리젝션 필터 44 : 등화부
45 : 위상추적부 46 : 3/4 TCM 복호부
47 : 격자 복호부 48 : 디인터리버
49 : 리드-솔로몬 복호부 50 : 디랜덤화부
이하, 상기와 같은 본 발명 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
VSB는 차세대 디지털 TV의 지상파 전송 방식으로 사용되는데, 본 발명은 이러한 VSB의 전송이득을 올리는 방법으로 TCM을 적용하는 방법을 제안한다. 본 발명은 M-ary VSB를 사용하는 모든 전송 시스템에서 사용될 수 있다.
그래서 본 발명에서는 인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성한다. TCM을 적용하여 변조하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송한다. 따라서 전송심볼은 각 레벨간의 해밍거리를 그대로 유지하면 TCM 코딩(Coding) 이득을 얻게 된다.
도4는 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송신장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부(31)와; 상기 랜덤화부(31)에서 랜덤화된 데이터의 리드-솔로몬 복호를 수행하는 리드-솔로몬 복호부(32)와; 상기 리드-솔로몬 복호부(32)의 데이터를 인터리빙하는 인터리버(33)와; 상기 인터리버(33)의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부(34)와; 상기 격자 복호부(34)의 데이터를 3/4 TCM(Trellis Coded Modulation, 격자 코드 변조) 부호화시키는 3/4 TCM 부호부(35)와; 상기 3/4 TCM 부호부(35)의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하는 다중화부(36)와; 상기 다중화부(36)에서 출력되는 데이터에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부(37)와; 상기 파일럿 삽입부(37)의 데이터를 사전 등화 필터링시키는 전등화 필터(38)와; 상기 전등화 필터(38)의 데이터를 VSB 변조시키는 VSB 변조부(39)와; 상기 VSB 변조부(39)의 데이터를 업 컨버팅 시켜 안테나를 통해 무선신호(RF, Radio Frequency)로 송출하는 RF 업컨버터(40)로 구성된다.
도5는 본 발명의 일실시예에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 수신장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 안테나를 통해 전송받은 VSB 신호를 튜닝하는 튜너(41)와; 상기 튜너(41)에서 출력되는 신호에서 동기신호를 검출하는 동기검출부(42)와; 상기 동기검출부(42)의 데이터를 NTSC 리젝션(Rejection) 필터링하는 NTSC 리젝션 필터(43)와; 상기 NTSC 리젝션 필터(43)의 출력을 등화시키는 등화부(44)와; 상기 등화부(44)의 출력에서 위상을 추적하는 위상추적부(45)와; 상기 위상추적부(45)의 데이터를 3/4 TCM 복호시키는 3/4 TCM 복호부(46)와; 상기 3/4 TCM 복호부(46)의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부(47)와; 상기 격자 복호부(47)의 데이터를 디인터리빙시키는 디인터리버(48)와; 상기 디인터리버(48)의 데이터를 리드-솔로몬 복호하는 리드-솔로몬 복호부(49)와; 상기 리드-솔로몬 복호부(49)의 데이터를 디랜덤화시키는 디랜덤화부(50)로 구성된다.
도6은 도4 및 도5의 8VSB TCM 배열 세트를 보인 도면이다.
상기 3/4 TCM 부호부(35)는, 인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성하고 TCM을 적용하여 부호화하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송한다.
상기 3/4 TCM 복호부(46)는, 인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성하고 TCM을 적용하여 복호화하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에서는 도6에서와 같이, 인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성한다. TCM을 적용하여 변조하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송한다. 따라서 전송심볼은 각 레벨간의 해밍거리를 그대로 유지하면 TCM 코딩 이득을 얻게 된다.
즉, 송신기는 3비트의 데이터를 심볼에 매핑하는 대신 3/4 격자 부호기를 사용하여 TCM 변조를 행한다. 동기신호는 TCM과 상관없이 규정된 신호 레벨로 전송하며, 수신기는 TCM 복호 과정을 통해 데이터를 복원한다.
이러한 본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 송신기에서는 랜덤화부(31)에서 데이터를 랜덤화하고, 리드-솔로몬 복호부(32)에서 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 복호를 수행하며, 인터리버(33)에서 인터리빙하고, 격자 복호부(34)에는 데이터의 격자 복호를 수행한다.
그리고 3/4 TCM 부호부(35)에서는 송신기는 3비트의 데이터를 심볼에 매핑하는 대신 3/4 격자 부호기를 사용하여 TCM 변조를 행한다. 동기신호는 TCM과 상관없이 규정된 신호 레벨로 전송한다.
그러면 다중화부(36)는 3/4 TCM 부호부(35)의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하고, 파일럿 삽입부(37)는 파일럿을 삽입하며, 전 등화 필터(38)는 사전 등화(Pre Equalizer) 필터링하고, VSB 변조부(39)는 VSB 변조시키며, RF 업컨버터(40)는 데이터의 업 컨버팅을 통해 안테나로 송출한다.
한편 수신단에서는 송출시의 역순으로, 튜너(41)에서 안테나를 통해 전송받은 VSB 신호를 튜닝하고, 동기검출부(42)에서 동기신호를 검출한 다음 NTSC 리젝션 필터(43)에서 NTSC 리젝션 필터링을 수행하고, 등화부(44)에서 등화시키고, 위상추적부(45)에서는 위상을 추적한다.
그러면 3/4 TCM 복호부(46)에서는 3비트의 데이터를 심볼에 매핑하는 대신 3/4 격자 복호기를 사용하여 TCM 변조를 행한다.
그리고 격자 복호부(47)는 3/4 TCM 복호부(46)의 데이터를 복호화하여 디인터리버(deinterleaver)(48)에서 역인터리빙 된다. 디인터리버(48)에서 출력된 신호는 리드-솔로몬 복호부(49)에서 복호된 후, 디랜덤화부(50)에서 역난수화되어 송신단의 원신호가 복구된다.
이처럼 본 발명은 HDTV의 지상파 전송방식인 8VSB를 TCM하여 2개의 8VSB 셋으로 변조하여 TOV를 개선하게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송/수신장치는 종래의 8VSB 방식 보다 우수한 에러율을 갖고 보다 넓은 방송 커버리지와 신호품질을 얻을 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

  1. 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부와;
    상기 랜덤화부에서 랜덤화된 데이터의 리드-솔로몬 복호를 수행하는 리드-솔로몬 복호부와;
    상기 리드-솔로몬 복호부의 데이터를 인터리빙하는 인터리버와;
    상기 인터리버의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부와;
    상기 격자 복호부의 데이터를 3/4 TCM 부호화시키는 3/4 TCM 부호부와;
    상기 3/4 TCM 부호부의 데이터와 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호를 다중화하는 다중화부와;
    상기 다중화부에서 출력되는 데이터에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부와;
    상기 파일럿 삽입부의 데이터를 사전 등화 필터링시키는 전등화 필터와;
    상기 전등화 필터의 데이터를 VSB 변조시키는 VSB 변조부와;
    상기 VSB 변조부의 데이터를 업 컨버팅 시켜 안테나를 통해 무선신호로 송출하는 RF 업컨버터로 구성된 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 송신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3/4 TCM 부호부는,
    인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성하고 TCM을 적용하여 부호화하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송하는 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 수신장치.
  3. 안테나를 통해 전송받은 VSB 신호를 튜닝하는 튜너와;
    상기 튜너에서 출력되는 신호에서 동기신호를 검출하는 동기검출부와;
    상기 동기검출부의 데이터를 NTSC 리젝션 필터링하는 NTSC 리젝션 필터와;
    상기 NTSC 리젝션 필터의 출력을 등화시키는 등화부와;
    상기 등화부의 출력에서 위상을 추적하는 위상추적부와;
    상기 위상추적부의 데이터를 3/4 TCM 복호시키는 3/4 TCM 복호부와;
    상기 3/4 TCM 복호부의 데이터를 격자 복호하는 격자 복호부와;
    상기 격자 복호부의 데이터를 디인터리빙시키는 디인터리버와;
    상기 디인터리버의 데이터를 리드-솔로몬 복호하는 리드-솔로몬 복호부와;
    상기 리드-솔로몬 복호부의 데이터를 디랜덤화시키는 디랜덤화부로 구성된 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 수신장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 3/4 TCM 복호부는,
    인접한 레벨을 제외하고 한 레벨씩 건너서 두 가지의 8레벨의 세트를 구성하고 TCM을 적용하여 복호화하여 동기신호 전송시는 규정된 임의의 레벨로 전송하는 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비전의 TCM을 이용한 VSB 수신장치.
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