KR20010061936A

KR20010061936A - 잔류측파대역 수신기에 대하여 위상 검출 및 타이밍복구를 수행하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010061936A
Application number: KR1020007012969A
Authority: KR
Inventors: 랜달 브레트 펄로우
Original assignee: 윌리암 제이. 버크; 사르노프 코포레이션; 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2001-07-07
Also published as: WO1999060746A1; US6430234B1; TW416244B; KR100612594B1; CN1303552A

Abstract

고차 비선형성을 사용하여 복소수 값의 통과대역 VSB 신호를 처리하므로써 상기 VSB 신호의 위상을 검출하기 위하여, 잔류측파대역(VSB) 신호에 대한 위상 검출과 타이밍 복구를 수행하기 위한 방법 및 장치이다. 그에 따라, 고화질 텔레비젼을 위한 타이밍 복구의 모든 디지털 해법이 제공된다.

Description

잔류측파대역 수신기에 대하여 위상 검출 및 타이밍 복구를 수행하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING PHASE DETECTION AND TIMING RECOVERY FOR A VESTIGIAL SIDEBAND RECEIVER}

여기서는 전체가 참고되는 "ATSC 디지털 TV 기준의 사용 가이드", 문서 A/54, 진보된 TV 시스템 위원회, pp 110-111,1995년 4월 12일에 설명된 바와 같이, 고화질 TV(HDTV)를 위한 통상적인 잔류측파대역(VSB) 신호 수신기는 캐리어 복구를 수행하기 위한 아날로그 회로를 포함한다. 상기 통상적인 캐리어 복구 프로세스는 상기 VSB 신호의 파일럿 캐리어상으로 로크하도록 함께 동작하는 상기 주파수 로크 루프(FLL) 및 위상 로크 루프(PLL)를 사용한다. 상기 복구된 캐리어 신호는 상기 VSB 신호의 동위상 및 직교 위상 성분을 발생하는데 사용된다. 일단 상기 VSB 신호 성분이 복구되면, 상기 동위상(I) 성분은 디지털화되고, 그 다음 심볼 타이밍을 복구하도록 디지털적으로 처리되며, 상기 VSB 신호 내에서 전송된 데이터를 디코딩한다.

심볼 타이밍 복구는 상기 디지털화된 I성분만을 사용하여 수행된다. 상기 I성분만을 사용하여 정확한 타이밍 복구를 위해, 상기 VSB 신호 수신기의 타이밍 복구 회로는 상기 VSB 신호내에서 4개의 심볼 세그먼트 동기화 헤더를 감지해야 한다. 상기 동기화 헤더는 상기 수신기 심볼 타이밍을 상기 수신된 신호와 동기화하므로써 상기 심볼들이 정확히 디코딩되어 상기 VSB 신호내에서 전송된 데이터를 복구하도록 하는데 사용된다. 결과적으로, 현재의 VSB 수신기는 상기 신호를 디지털화하기에 앞서 어떠한 기능을 수행하기 위한 아날로그 회로를 가져야만 하고, 정확한 심볼 타이밍을 달성하기 위해 동기화 헤더 정보를 이용하여야 한다. 아날로그 회로의 사용은 상기 수신된 신호에 잡음을 가하는 경향이 있고, 상기 동기화 헤더를 디코딩하기 위해 요구되는 프로세싱은 상기 수신기를 비효율적으로 사용하는 것이다.

그러므로, VSB 신호에 대해서 캐리어 복구 및 심볼 타이밍 복구를 수행하는 디지털 통과대역 캐리어 및 타이밍 복구 회로가 해당 분야에서 필요하다.

본 발명은 잔류측파대역(VSB) 신호 수신기에 관련된 것이며, 특히 그러한 VSB 수신기를 위한 타이밍 복구 회로에 관련되어 있다.

도 1은 본 발명을 구체화시키는 VSB 신호 수신기의 간단한 블록 다이어그램이다.

도 2는 본 발명에 따른 캐리어 및 타이밍 복구 회로에 대한 상세한 블록 다이어그램이다.

도 3은 본 발명의 위상 검출기에 대한 상세한 다이어그램이다.

도 4는 도 2의 캐리어 및 타이밍 복구 회로에서 사용되는 NCO의 블록 다이어그램이다.

종래 기술과 관련된 문제점들은 상기 VSB 신호의 위상을 검출하기 위하여 고차원의 비선형성을 사용하여 복소수 값의 통과대역 VSB 신호를 프로세싱하므로써 잔류측파대역(VSB) 신호에 대한 위상 검출과 타이밍 복구를 수행하기 위한 방법과 장치에 대한 본 발명에 의해 극복 된다. 상기 비선형성은 VSB 신호로부터 상기 복소수 밴드에지 신호를 추출하고, 상기 하위 밴드에지 신호를 복소수 곱셈기를 사용하여 상기 상위 밴드에지 신호와 곱하므로써 발생된다. 상기 곱셈기 출력의 실수 및 허수 성분은 실수 곱셈기를 사용하여 서로 곱해진다. 상기 결과는 수치 제어 오실레이터를 위한 제어 신호로 사용되는 위상 에러 신호이다. 상기 비선형성은 수학적으로 다음과 같이 정의된다.

v(t) = g₊(t) × g_- ^*(t)

y(t) = sgn(Re{v(t)}) × Im{v(t)}

여기서, y(t)는 상기 위상 검출기의 출력(위상 에러 신호)이고, g₊(t)는 복소 상위(양의 주파수) 밴드에지 신호이며, g_- ^*(t)는 상기 하위(음의 주파수) 밴드에지 신호의 공액 복소수이다. 그에 따라, 고화질 텔레비젼을 위하여 VSB 신호로부터의 타이밍 복구에 대한 모든 디지털 해법이 제공된다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 설명에 의해 쉽게 이해된다.

이해를 돕기 위해, 도면들에 공통된 동일한 엘리먼트를 표시하기 위해, 가능하면 동일한 참조 번호가 사용된다.

도 1은 튜너(104), A/D 컨버터(106), 자유-동작 오실레이터(108), 타이밍 복구 회로(110) 및 디코더(112)를 포함하는 고화질 텔레비젼(HDTV)을 위한 잔류측파대(VSB) 신호 수신기의 간단한 블록 다이어그램이다. 입력 커넥터(102)는 일반적으로 케이블 텔레비젼 네트워크 또는 안테나 같은 상기 VSB 신호의 소스에 연결된다. 상기 튜너(104)는 상기 A/D 컨버터(106)로 특정 VSB 신호를 연결하기 위한 다수의 채널들 중에서 특정 채널을 선택한다. 상기 A/D 컨버터(106)는 상기 선택된 VSB 신호를 디지털화 한다. 상기 자유 동작 오실레이터(108)에 의해 발생되는 샘플 주파수는 상기 VSB 신호의 심볼 속도의 적어도 2배이다. 상기 디지털화된 신호는 상기 샘플링 속도의 4분의 1(f_samp/4)인 공칭 주파수를 갖고, 상기 캐리어 및 타이밍 복구 회로(110)로 연결되어 상기 수신된 VSB 신호에 상기 수신기의 심볼 샘플링 프로세스를 동기화시킨다. 상기 캐리어 및 타이밍 복구 회로(110)는 상기 디지털화된 VSB 신호로부터 상기 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 신호를 추출하는 완전 디지털 회로이다. 상기 I 및 Q 신호는 상기 수신된 신호의 I성분으로부터 데이터를 추출하는 상기 디코더(112)로 연결된다.

도 2는 도 1의 타이밍 복구 회로(110)에 대한 상세한 블록 다이어그램을 도시한다. 상기 타이밍 복구 회로(110)는 주파수 편이 장치(200), 추림(decimation) 필터(201), 다상(polyphase) 보간 필터(202), 밴드에지 전치 필터(204), 위상 검출기(206), 루프 필터(208) 및 샘플링 수치 제어 오실레이터(NCO;210)를 포함한다. 상기 굵은 선으로 연결된 경로는 복소수 신호 경로를 나타내고 그 밖의 연결 경로들은 실수 신호 경로를 나타낸다.

상기 타이밍 복구 회로(110)는 단일 클록을 사용하여 동작한다. 그러나, 상기 회로(110)는 3개의 프로세싱 속도, 즉 샘플링 속도(f_samp), 샘플링 속도의 절반(f_samp/2) 및 상기 심볼 속도(f_sym)에서 동작한다. 단일 클록으로 이러한 3개의 프로세싱 속도를 갖기 위해서는, 상기 다양한 하부회로들은 원하는 사이클에 대해 선택적으로 동기화된 프로세싱을 수행할 수 있도록 된다.

상기 주파수 편이 장치는 상기 디지털화된 VSB 신호(실수 신호)를 복소수 사인 곡선(상기 샘플링 속도의 4분의 1의 주파수를 가짐)의 샘플들과 곱하므로써 동작한다. 상기 주파수를 적절히 편이시켜서 본 발명이 동작하도록 하기 위해서, 상기 샘플링 속도는 에일리어징된(aliased) 상기 VSB 신호의 복사본이 상기 샘플링 주파수의 1/4에 위치하도록 선택된다. 예를 들어, 상기 튜너에 의해 발생되는 신호의 IF 주파수는 공칭 43.75MHz이며, 이 신호는 25 MHz에서 부샘플링 (subsampling)되고, ±6.25MHz에서는 신호 에일리어징이 된다. x(n)의 값들은 항상 {1,j,-1,-j} 집합 내에 있기 때문에, 상기 주파수 편이 동작은 상기 디지털화된 신호를 DC로 편이시키고 멀티플레서와 인버터들만으로 수행되어, 상기 회로를 다소 간단하고 저렴하게 구현시킬 수 있도록 유지한다. 상기 주파수 편이 장치(200)의 출력은 DC로 편이된 통과대역 신호이고, ±f_sym/4에 상위 및 하위 밴드에지를 갖는VSB 신호의 복소수 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을 포함한다. 상기 추림 필터(201)는 상기 주파수 편이된 신호로부터 원치않는 측파대역 및 스펙트럼 에일리어즈를 제거하고 상기 보간 필터(202)를 위한 샘플링 속도 감소를 제공한다. 상기 추림 필터(201)는 실수 계수를 갖는 N-탭 저역 FIR 필터이다. 필터링 후에, 모든 다른 출력 샘플은 무시되고 상기 출력 속도는 f_samp/2(예를 들어, 12.5MHz)이다. 모든 짝수 계수는 0이 아니고 상기 필터의 중심에서 오직 하나의 0이 아닌 홀수 계수를 가지며,대칭적이고, 홀수길이 이며, 윈도우화된 싱크 함수를 예로 들어 보자. 상기 탭 계수는 (N-1)/2에 대해서 대칭적이고, 상기 추림 필터는 다음 식에 의해 정의된다.

여기서,

T는 심볼 주기인 동시에 탭 간격이고, T'=2T이다.

n은 상기 필터 출력의 샘플 인덱스이다.

k는 컴벌루션 합에 사용되는 샘플 인덱스이다.

h()는 싱크 함수의 샘플들이다.

이 필터는 ((N+1)/4)+1개의 곱셈 함수만을 사용하여 효율적으로 구현된다. 상기 필터가 상기 샘플링 주파수의 2배로 클록되면, 하드웨어 곱셈기의 실제 수는자원 공용에 의해 4만큼 감소될 수 있다. 예를 들어, (13개의 0이 아닌 실계수를 가진)23-탭 복소수 추림 필터는 7개의 곱셈 동작을 필요로 하고, 자원 공용으로 2개의 하드웨어 곱셈기만을 사용하여 구현될 수 있다.

상기 다상 보간 필터(202)는 상기 추려진 VSB 신호로부터 모든 원치않는 스펙트럼을 제거하고(즉, 고주파 성분은 억제된다.), 상기 수치 제어 오실레이터 (NCO;210)의 출력(위상 선택 신호)에 의해 특정되는 타이밍 딜레이를 더한다. 상기 다상 필터는, 상기 심볼 주기의 배수에서 크기가 0인 펄스 모양을 갖는 통상적인 다상 FIR 저역 필터를 사용하여 구현된다. 상세하게 설명하면, 상기 NCO(210)는 입력에 나타난 위상 에러값을 축적하고, 상기 축적된 값을 사용하여 상기 다상 필터(202)의 위상 선택 포트를 구동한다. 상기 NCO(210)로의 입력은 축적 속도를 제어하여, 상기 위상 선택 신호가 변화하는 속도를 제어한다. 선형 램프의 형태를 갖는 위상 선택 신호를 발생할 때, 상기 다상 보간 필터는 샘플링 속도 변환을 수행한다. 상기 보간 필터로의 입력 속도는 상기 심볼 속도 f_sym(10.76MHz)보다 빠른 f_samp/2(12.5MHz)이다. 상기 필터는 해밍-윈도우화된 싱크 함수를 사용하여 256개의 선택가능한 위상을 갖도록 구현된다. 상기 보간 필터는 f_samp/4의 속도에서 출력 데이터를 발생하고, 바람직한 출력 데이터 속도는 f_sym이다. 이 속도를 얻기 위해, 상기 샘플링 NCO는 상기 보간 필터의 위상 선택을 제어하고, 상기 밴드에지 전치 필터(204)에 대한 신호가 상기 보간 필터(202)로부터의 데이터 흐름을 제어할 수 있도록 한다. 상기 위상 선택 신호 및 상기 인에이블 신호는 평균속도 f_sym로 변화하고, 원하는 속도 변환을 수행한다. 상기 캐리어 및 타이밍 복구 루프의 수렴뒤에, 상기 NCO(210)으로의 입력은 (대략)상수값이 될 것이고, 상기 보간 필터(202)의 출력 속도는 상기 심볼 속도(f_sym)가 된다. 상기 다상 보간 필터(202)의 출력 신호는 복소수 I 및 Q 성분을 포함하는 재샘플링된 통과대역 VSB 신호이다.

상기 밴드에지 전치필터(204)는 (주파수 편이 장치 204A 및 204B를 사용하여) 상기 보간 필터(202)의 출력에 대해 양 및 음의 주파수 편이를 수행하므로써, 상기 재샘플링된 VSB 신호로부터 밴드에지 정보를 추출하고, 상기 주파수 편이된 결과를 (필터 204C 및 204D를 사용하여)저역 필터링한다. 상기 주파수 편이는 상기 복소수 입력 신호를 복소수 사인 함수와 곱하므로써 블록 204A 및 204B에서 수행된다. 각 밴드에지에 대해서 하나의 주파수 편이 장치(204A 또는 204B)가 요구된다. 그에 따라, 편이 장치(240A)는 상기 복소수 입력 신호를 -f_sym/4만큼 편이시키고, 편이 장치(204B)는 상기 복소수 입력 신호를 +f_sym/4만큼 편이시킨다. x(n)의 값들은 항상 집합 {i,j,-1,-j}내에 있기 때문에, 상기 주파수 편이 동작은 멀티플렉서와 인버터만으로 수행될 수 있고, 상기 회로를 다소 간단하고 저렴하게 구현할 수 있도록 해준다.

상기 전치 필터(204)의 저역 필터부는 한쌍의 단일 극 저역 IIR 필터(204C 및 204D)를 사용하여 구현될 수 있다. 각 필터(204C 및 204D)의 극이 z=(2^N-1)/2^N,N은 0보다 큰 정수,에 있도록 제한된 경우에, 상기 저역 필터는 간단한 편이 장치와 덧셈기를 사용하여 구현될 수 있다.

일반적으로, 통상적인 QAM 신호 타이밍 복구에 사용되는 2차 비선형성은 VSB 신호에는 불충분하다. 결과적으로, 본 발명의 캐리어 및 타이밍 복구 회로는 다음 식에 의해 수학적으로 정의되는 유일하고도 고차원의 비선형성을 사용한다.

v(t)=g₊(t)×g_- ^*(t)

y(t)=sgn(Re{v(t)})×Im{v(t)}

여기서, y(t)는 상기 위상 검출기의 출력, g₊(t)는 상위(양의 주파수) 밴드에지에 대한 복소수 값인 전치필터 출력, g_- ^*(t)는 하위(음의 주파수) 밴드에지에 대한 전치필터 출력의 공액 복소수 값이다. 상기 출력 v(t)는 고다드. "완전 디지털 모뎀 수신기에서의 통과대역 타이밍 복구". 통신에 관한 IEEE 회보, 컴-26, No.5, 1978년 5월,의 QAM 시스템에서의 위상 검출을 위해 제안되었다. v(t)의 실수 및 허수 성분들을 곱하여 y(t)를 발생하기 위한 추가적인 프로세싱은 VSB 시스템을 위한 위상 검출을 가능하게 한다. 즉, 상기 신호 y(t)의 크기는 상기 수신 클록에 대하여 상기 수신된 VSB 신호의 위상 에러에 비례한다.

도 3은 앞의 식들에 대한 블록 다이어그램 표현을 도시한다. 하위 밴드에지 신호 g_-(t)는 공액 복소수 블록(300)에서 처리된다. 상기 하위 밴드에지 신호 g_-(t)의 공액 복소수는 복소수 곱셈기(302)의 제1입력에 인가된다. 상기 곱셈기의 제2입력은 상기 상위 밴드에지 신호 g₊(t)이고, 상기 복소수 곱셈기(302)의 출력은 v(t)이다. 상기 신호 v(t)는 v(t)의 허수 성분만을 실수 곱셈기(310)의 제1입력에 인가하는 허수 성분 추출기(308)에 인가된다. 상기 신호 v(t)는 또한 v(t)의 실수 성분만을 추출하여 시그넘(sgn) 함수 블록(306)에 인가하는 실수 성분 추출기(304) 에 인가된다. 상기 시그텀 함수 블록(306)의 출력은 상기 실수 곱셈기(310)의 제2입력에 인가된다. 상기 곱셈기(310)의 출력은 신호 y(t)이며, 또한 위상 에러 신호라고도 불리운다.

도 2로 돌아가서, 상기 위상 검출기(206)의 출력은 상기 루프 필터(208)에 연결되는 실수값 신호이다. 상기 루프 필터(208)는 상기 타이밍 복구 루프에 의해 주파수 및 위상 트래킹을 편리하게 하는 통상적인 2차 디지털 저역 필터이다. 상기 루프 필터의 출력은 상기 NCO(210)의 제어부에 연결된다.

도 4는 상기 NCO(210)의 단순화된 블록 다이어그램이다. 상기 NCO(210)는 축적기(400) 및 오버플로우 검출기(402)를 포함한다. 상기 루프 필터로부터의 상수 제어 신호를 위해, 상기 NCO(210)의 출력 위상 선택 신호는 Tsym 속도, 즉 상기 위상 에러가 0일때 상기 보간 필터를 위한 적절한 재샘플링 속도의 주기 신호이다. 상기 보간 필터내의 속도 T_sym/2의 속도로 발생하는 입력 샘플 위치와 Tsym의 속도로 발생하는 출력 샘플 위치 간의 차이(증가 시간 딜레이 d)는 상기 축적기(400)내에 축적된다. 상기 보간을 최적화 하기 위해, 상기 출력 샘플 시간(위치)을 입력 샘플 시간(위치)에 가까이 유지하는 것이 바람직하다. 상기 수신된 VSB 신호의 위상이상기 수신기 클록에 대해 변화할때, 상기 시간 딜레이 d는 변화할 것이다. 즉, 위상 에러와 함께 슬루(slew)할 것이다. 결과적으로, 입력 샘플이 제시간에 발생할 때와 출력 샘플이 제시간에 발생할 때의 차이는 각 심볼 주기가 지나감에 따라 상기 딜레이가 전체 주기를 초과할 때까지 증가할 것이다. 상기 축적기(400)는 이전 시간 딜레이를 다음 시간 딜레이에 더하고, 또 그 다음 시간 딜레이에 더하고, 그와 같은 작업을 계속 진행시킨다. 이러한 증가하는 축적은 상기 위상 선택 신호, 즉 선형 램프를 형성한다. 상기 딜레이 검출기(402)가 상기 딜레이가 상기 샘플링 주기 T_samp/2를 초과하는 값이 축적되었음을 감지하면, 상기 밴드에지 필터(204)는 한 샘플링 주기 동안 디세이블되어 한 심볼 주기동안 상기 위상 검출 프로세스를 정지시키게 된다. 이것은 심볼 주기 내의 서로 가까이에서, 상기 T_samp/2 및 T_sym주기내에, 샘플링 위치를 갖도록 하고, 상기 시간 딜레이 축적을 재시작 시킨다.

본 발명의 캐리어 및 타이밍 복구 회로는 HDTV의 VSB 신호 수신기에서 타이밍 복구를 수행하기 위한 모든 디지털 기술을 제공한다. 종래 기술의 아날로그 타이밍 복구 회로를 대신하여 본 발명을 사용하므로써, 본 발명을 사용하는 수신기의 회로는 수신된 신호에 잡음을 더 적게 가하고 또한 구현하기에도 비용이 저렴하다.

본 발명의 앞선 실시예들은 하드웨어 구현 환경에서 설명된다. 해당 분야의 당업자들은 본 발명이 전체적으로 혹은 부분적으로 범용 컴퓨터상에서 실행되는 소프트웨어 루틴으로 구현될 수 있다는 것을 알 것이다. 그러한 소프트웨어 루틴은 컴퓨터가 해독가능한 매체상에서 실행될 때까지 저장되어 있을 것이다. 본 발명은또한 전체적으로 혹은 부분적으로 응용분야 특정 집적회로(ASIC)로서도 구현될 수 있다. 본 발명을 구현하기 위한 특정 기술의 설명이 어떤 식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 여겨져서는 안될 것이다.

본 발명을 구체화하는 다양한 실시예들이 여기에 자세하게 보여지고 설명되었지만, 해당 분야의 당업자들은 쉽게 많은 다른 변형예를 만들 수 있을 것이다.

Claims

하위 복소수 밴드에지 신호 및 상위 복소수 밴드에지 신호를 포함하는 신호를 위한 위상 검출기로서,

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 발생하기 위한 공액 복소수 블록;

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 상기 상위 복소수 밴드에지 신호와 곱하여, 곱해진 신호를 발생하기 위한 복소수 곱셈기;

상기 곱해진 신호의 허수 성분을 추출하기 위한 허수 추출기;

상기 곱해진 신호의 실수 성분을 추출하기 위한 실수 추출기;

상기 곱해진 신호의 실수 성분에 시그넘 함수를 인가하기 위한 시그넘 함수 블록; 및

시그넘 함수 블록의 출력을 상기 곱해진 신호의 허수 성분과 곱하여 위상 에러 신호를 발생하기 위한 실수 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 검출기.
타이밍 복구 장치로서,

주파수 편이 장치;

상기 주파수 편이 장치에 연결된 다상 보간 필터;

상기 다상 보간 필터에 연결된 밴드에지 전치필터;

상기 밴드에지 필터에 연결되고 4차 비선형성을 갖는 위상 검출기;

상기 위상 검출기에 연결된 루프 필터; 및

상기 루프 필터 및 상기 다상 보간 필터에 연결된 수치제어 오실레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 복구 장치.
제2항에 있어서, 상기 위상 검출기의 출력은 실수값인 것을 특징으로 하는 타이밍 복구 장치.
제2항에 있어서, 상기 4차 비선형성은 다음과 같은 식,

v(t) = g₊(t) × g_- ^*(t)

y(t) = sgn(Re{v(t)}) × Im{v(t)}에 의해 정의되며,

여기서, y(t)는 상기 위상 검출기의 출력(위상 에러 신호)이고, g₊(t)는 복소수 값인, 상위 밴드에지에 대한 전치 필터 출력 신호이며, g_- ^*(t)는 하위 밴드에지 신호에 대한 전치 필터 출력의 공액 복소수인 것을 특징으로 하는 타이밍 복구 장치.
제2항에 있어서, 상기 밴드에지 전치필터는 하위 복소수 밴드에지 신호 및 상위 복소수 밴드에지 신호를 발생하고, 상기 위상 검출기는

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 발생하기 위한 공액 복소수 블록;

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 상기 상위 복소수 밴드에지 신호와 곱하여, 곱해진 신호를 발생하기 위한 복소수 곱셈기;

상기 곱해진 신호의 허수 성분을 추출하기 위한 허수 추출기;

상기 곱해진 신호의 실수 성분을 추출하기 위한 실수 추출기;

상기 곱해진 신호의 실수 성분에 시그넘 함수를 인가하기 위한 시그넘 함수 블록; 및

시그넘 함수 블록의 출력을 상기 곱해진 신호의 허수 성분과 곱하여 위상 에러 신호를 발생하기 위한 실수 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 복구 장치.
측파대역(VSB) 신호의 위상을 검출하는 방법으로서,

상기 VSB 신호로부터 복소수 신호를 추출하는 단계;

상기 VSB 신호의 복소수 밴드에지 성분을 발생하기 위해 상기 복소수 신호를 밴드에지 전치필터링하는 단계; 및

고차 비선형성을 상기 VSB 신호의 복소수 밴드에지 성분에 인가하므로써 상기 VSB 신호의 위상을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 검출 방법.
제6항에 있어서, 상기 고차 비선형성은 다음과 같은 식

v(t) = g₊(t) × g_- ^*(t)

y(t) = sgn(Re{v(t)}) × Im{v(t)}에 의해 정의되며,

여기서, y(t)는 상기 위상 검출기의 출력(위상 에러 신호)이고, g₊(t)는 복소수 값인, 상위 밴드에지에 대한 전치 필터 출력 신호이며, g_- ^*(t)는 하위 밴드에지 신호에 대한 전치 필터 출력의 공액 복소수인 것을 특징으로 하는 위상 검출 방법.
제6항에 있어서, 상기 밴드에지 전치필터링 단계는 하위 복소수 밴드에지 신호 및 상위 복소수 밴드에지 신호를 발생하고, 상기 검출 단계는

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 발생하는 단계;

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수와 상기 상위 복소수 밴드에지 신호를 곱하여 곱해진 신호를 발생하는 단계;

상기 곱해진 신호의 허수 성분을 추출하는 단계;

상기 곱해진 신호의 실수 성분을 추출하는 단계;

시그넘 함수를 상기 곱해진 신호의 실수 성분에 적용하는 단계; 및

시그넘 함수 블록의 출력을 상기 곱해진 신호의 허수 성분과 곱하여 위상 에러 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 검출 방법.
고화질 텔레비젼으로서,

다수의 VSB 신호로부터 측파대역(VSB) 신호를 선택하기 위한 튜너;

상기 선택된 VSB 신호를 디지털화 하기 위한 A/D 컨버터;

상기 VSB 신호의 위상을 검출하기 위하여 고차 비선형성을 사용하고, 상기 디지털화된 VSB 신호를 처리하여 상기 VSB 신호의 동위상 및 직교위상 성분을 추출하는 타이밍 복구회로; 및

상기 VSB 신호의 동위상 성분으로부터 데이터를 추출하기 위한 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비젼.
제9항에 있어서, 상기 타이밍 복구 회로는

주파수 편이 장치;

상기 주파수 편이 장치에 연결된 다상 보간 필터;

상기 다상 보간 필터에 연결된 밴드에지 전치필터;

상기 밴드에지 필터에 연결되고, 4차 비선형성을 갖는 위상 검출기;

상기 위상 검출기에 연결된 루프 필터; 및

상기 루프 필터에 연결된 수치제어 오실레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비젼.
제10항에 있어서, 상기 위상 검출기의 출력은 실수값인 것을 특징으로 하는고화질 텔레비젼.
제10항에 있어서, 상기 위상 검출기는 다음 식, 즉

v(t) = g₊(t) × g_- ^*(t)

y(t) = sgn(Re{v(t)}) × Im{v(t)}에 의해 정의되며,

여기서, y(t)는 상기 위상 검출기의 출력(위상 에러 신호)이고, g₊(t)는 복소수 값인, 상위 밴드에지에 대한 전치 필터 출력 신호이며, g_- ^*(t)는 하위 밴드에지 신호에 대한 전치 필터 출력의 공액 복소수인 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비젼.
제12항에 있어서, 상기 밴드에지 전치필터는 하위 복소수 밴드에지 신호 및 상위 복소수 밴드에지 신호를 발생하고, 상기 위상 검출기는

상기 하위 복소수 밴드에지 신호의 공액 복소수를 발생하기 위한 공액 복소수 블록;

상기 하위 복소수 밴드에지 신호를 상기 상위 복소수 밴드에지 신호와 곱하여 곱해진 신호를 발생하는 복소수 곱셈기;

상기 곱해진 신호의 허수 성분을 추출하기 위한 허수 추출기;

상기 곱해진 신호의 실수 성분을 추출하기 위한 실수 추출기;

시그넘 함수를 상기 곱해진 신호의 실수 성분에 인가하기 위한 시그넘 함수 블록; 및 시그넘 함수의 출력을 상기 곱해진 신호의 허수 성분과 곱하여 위상 에러 신호를 발생하기 위한 실수 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비젼.