KR20020045309A - Complex adaptive channel equalizer for digital VSB receiver - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for equalizing a complex adaptive channel of a VSB(Vestigial Sideband) receiver is provided to output an I channel signal and a Q channel signal as complex signals, and to update coefficients of each signal for minimizing differences between a transmitted symbol value and an output value of an adaptive channel equalizer, thereby improving a capacity of a digital VSB receiving system. CONSTITUTION: The first multiplier(110) multiplies a received signal by the first local carrier signal to demodulate the multiplied signal to an I channel signal. The first LPF(Low Pass Filter)(120) removes a high frequency component from the I channel signal. The first A/D converter(130) performs a discrete cosine transform process for the I channel signal. The second multiplier(140) multiplies a received signal by the second local carrier signal to demodulate the multiplied signal to a Q channel signal. The second LPF(150) removes a high frequency component from the Q channel signal. The second A/D converter(160) performs a discrete cosine transform process for the Q channel signal. A complex adaptive channel equalizer(170) equalizes the I channel signal and the Q channel signal as complex signals having a real number and an imaginary number. An adder(180) adds an output of the complex adaptive channel equalizer to a discrete symbol, and outputs the added symbol to the complex adaptive channel equalizer.

Description

VSB 수신기의 복소수 적응 채널 등화장치{Complex adaptive channel equalizer for digital VSB receiver}Complex adaptive channel equalizer for PSS receiver

본 발명은 디지털 VSB수신기에 있어서, 특히 변화가 심한 채널에서 디지털 VSB 수신 시스템의 성능을 향상시키기 위해서 I채널 신호 뿐 만 아니라, Q채널 신호도 이용하는 복소수(complex) 적응 채널 등화장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a complex adaptive channel equalizer using not only I-channel signals but also Q-channel signals in order to improve the performance of digital VSB receiving systems, particularly in highly variable channels.

미국에서는 지상파 디지털 방송을 위해 8VSB 전송 시스템을 1995년 표준으로 채택하였으며 1998년 하반기부터 방송을 하고 있으며, 우리나라에서는 미국방식을 기본으로 한 지상파 디지털 VSB 방송을 시험 방송 중이다.In the United States, the 8VSB transmission system was adopted as a standard for terrestrial digital broadcasting in 1995, and has been broadcasting since the second half of 1998. In Korea, the terrestrial digital VSB broadcasting based on the American method is being tested.

기저 대역 신호를 이용하여 단일 반송파로 진폭 변조하면 주파수 스펙트럼 상에서 반송파를 중심으로 상측대파와 하측대파에 동일한 정보를 가지는 출력신호를 얻는다. 이 출력신호를 전송 채널에서 그대로 전송하는 것은 주파수 대역 이용 효율면에서 바람직하지 못하다. 그러므로 상측대파나 하측대파 중 하나의 측대파만을 전송하는 변조 방식이 필요한데, 그 방법이 SSB(Single Sideband) 또는 VSB(Vertigial Sideband) 변조 방식이다. 이 두 방식은 매우 비슷한 방식인데, VSB방식에서는 수신측에서 복조를 쉽게 할 수 있도록 나머지 측대파의 일부를 추가로 송신하는 것이 크게 다르다.Amplitude modulation with a single carrier using a baseband signal yields an output signal with the same information in the upper and lower bands around the carrier in the frequency spectrum. It is undesirable to transmit this output signal in the transmission channel in terms of frequency band utilization efficiency. Therefore, a modulation scheme for transmitting only one sideband of an upper sideband or a lower sideband is required. The method is a single sideband (SSB) or vertical sideband (VSB) modulation. These two methods are very similar, but the VSB method differs greatly in transmitting additional parts of the remaining sidebands so that the demodulator can easily demodulate.

지상파 디지털 방송을 위한 디지털 VSB신호의 발생장치는 도 1과 같다.An apparatus for generating a digital VSB signal for terrestrial digital broadcasting is shown in FIG.

도 1을 참조하면, VSB 기저대역 입력신호[x(t)]를 반송파 신호[]로 변조하는 제 1승산기(10)와, 상기 VSB 기저대역 입력신호[x(t)]를 힐버트 변환하는힐버트 변환기(20)와, 상기 힐버트 변환된 신호를 반송파신호[]로 변조하는 제 2승산기(20)와, 상기 제 1승산기(10)에 의해 변조된 신호와 제 2승산기(30)에 의해 변조된 신호를 가산하여 출력하는 가산기(40)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the VSB baseband input signal [x (t)] is converted into a carrier signal [ ] A first multiplier 10 for modulating with Hilbert, a Hilbert transformer 20 for Hilbert transforming the VSB baseband input signal [x (t)], and a Hilbert transformed signal with a carrier signal [ A second multiplier 20 modulated by] and an adder 40 which adds and outputs a signal modulated by the first multiplier 10 and a signal modulated by the second multiplier 30.

상기와 같이 구성되는 종래 디지털 VSB수신기의 복소수 응답 채널 등화기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The complex response channel equalizer of the conventional digital VSB receiver configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, VSB 기저대역 입력신호[x(t)]는 I채널로 제 1승산기(10)에 입력되며, 제 1승산기(10)에서는 반송파 신호[]로 상기 입력신호를 변조하여 가산기(40)로 출력하게 된다.First, the VSB baseband input signal [x (t)] is input to the first multiplier 10 on an I channel, and the first multiplier 10 carries a carrier signal [ ] Modulates the input signal and outputs it to the adder 40.

그리고, 상기 VSB 기저대역 입력신호[x(t)]는 힐버트 변환기(20)에 의해 힐버트(Hilbert) 변환되어 Q채널의 신호[x^h (t)]를 얻고, 상기 Q채널 신호는 제 2승산기(30)에서 반송파 신호[]로 변조되어 상기 가산기(40)로 입력된다.The VSB baseband input signal [x (t)] is Hilbert transformed by the Hilbert converter 20 to obtain a signal of the Q channel [x ^ h (t)], and the Q channel signal is a second signal. In the multiplier 30 Is modulated into] and input to the adder 40.

상기 가산기(40)는 반송파[,]로 변조된 상기 두 채널 신호(I,Q)를 가산하여 출력하게 된다. 그 가산기(40)의 출력신호[v(t)]는 수학식 1과 같다.The adder 40 is a carrier [ , The two channel signals I and Q modulated by] are added and output. The output signal v (t) of the adder 40 is expressed by the following equation.

여기서, 도 2의 (a)(b)에 도시된 바와 같이 상기 변조된 I,Q 채널 신호는 주파수 스펙트럼상 서로 연관관계가 있는데, 중앙의 일부를 제외하면 하측대파는 I,Q 채널신호가 동일한 값을 가지고 상측대파는 서로 크기가 같고 부호가 반대인 값을가진다.Here, as shown in (a) and (b) of FIG. 2, the modulated I and Q channel signals are related to each other in the frequency spectrum. Except for a part of the center, the lower band wave has the same I and Q channel signal. The upper wave has the same size and opposite sign.

그러므로, I,Q 채널 성분을 서로 더하면 도 2의 (c)와 같이 하측대파와 상측대파의 일부만 남는다. 즉 신호의 대역폭이 반으로 줄어드는 결과가 된다.Therefore, when the I, Q channel components are added to each other, only a part of the lower wave and the upper wave remain as shown in FIG. That is, the bandwidth of the signal is cut in half.

즉, VSB 기저대역 입력신호x(t)를 퓨리에 변환을 X(w)라고 할 때 VSB신호의 주파수 스펙트럼의 관계는 도 2와 같다. 도 2의 (c)는 I,Q채널 신호(a)(b)의 파형을 더한 주파수 스펙트럼을 가진다.That is, when the VSB baseband input signal x (t) is the Fourier transform as X (w), the relationship between the frequency spectrum of the VSB signal is shown in FIG. FIG. 2C has a frequency spectrum obtained by adding waveforms of I and Q channel signals a and b.

상기 수학식 1에서 변조신호는 수신기에서 기저대역으로 복조할 수 있는 데, 수학식 1에 국부 반송파[]를 곱하면 복조된 신호[r(t)]는 수학식 2와 같다.In Equation 1, a modulated signal may be demodulated to a baseband at a receiver. ], The demodulated signal r (t) is given by Equation 2.

r(t) = x(t) + hfcr (t) = x (t) + hfc

상기 수학식 2에서 hfc는 고주파수 성분으로서 저역통과 필터를 통화시키면 제거된다. 따라서 고주파성분(hfc)을 제거하면 기저대역 신호[x(t)]만 남는다. 그러나 송신기와 수신기 사이에 있는 산이나 고층건물에 의한 전파 반사로 채널에서 고스트가 존재하면 수학식 1의 변조신호는 수학식 3과 같이 다시 쓸수 있다.In Equation 2, hfc is a high frequency component and is removed by passing a low pass filter. Therefore, if the high frequency component hfc is removed, only the baseband signal [x (t)] remains. However, if there is a ghost in the channel of the radio wave reflection between the transmitter and the receiver by the mountain or the tall building, the modulated signal of Equation 1 can be rewritten as Equation 3.

상기 수학식 3에서 g는 고스크의 크기이고, τ는 고스트의 지연시간, θ는 고스트의 위상이다.In Equation 3, g is the magnitude of the gosk, τ is the delay time of the ghost, and θ is the phase of the ghost.

그리고, 상기 수학식 3에서 기저대역으로 복조하면 복조된 신호는 r(t)는 수학식 4와 같다.When demodulating the baseband in Equation 3, the demodulated signal is r (t) as Equation 4.

따라서, 고스트의 위상(θ)이 0이 아니면 복조된 신호에는 신호[x(t-τ)]의 힐버트 변환된 성분[x^h (t-τ)]이 존재한다.Accordingly, if the ghost phase θ is not zero, the demodulated signal has a Hilbert transformed component [x ^ h (t−τ)] of the signal [x (t−τ)].

도 3의 (a)와 (b)는 고스트의 위상(θ)이 각각 0일 때와 - pi/2일 때의 채널 임펄스 응답으로서, 이때 고스트 지연시간(τ)이 1 심벌 근처인 근접 고스트 채널에서 고스트의 크기가 클 경우 x^h (t-τ)에 의해 주신호의 감쇄가 커져서 고스트 신호가 주신호가 되는 현상이 발생할 수 있다(도 3c).(A) and (b) of FIG. 3 are channel impulse responses when the ghost phase θ is 0 and-pi / 2, respectively, where a near ghost channel having a ghost delay time? In the case where the ghost is large in size, the attenuation of the main signal is increased by x ^ h (t-τ), which may cause the ghost signal to become a main signal (FIG. 3C).

이러한 도 3의 (a)(b)(c) 각각에 대한 복소수 평면상에서 고스트가 있는 채널의 임펄스 응답은 도 4의 (a)(b)(c)에 각각 나타내었다.The impulse response of the ghosted channel on the complex plane for each of these Figs. 3 (a) (b) (c) is shown in Figs. 4 (a) (b) (c), respectively.

이와 같이 디지털 VSB 시스템에서는 고스트의 위상에 의한 채널의 변화가 매우 커서 적응 채널 등화기가 채널의 변화를 충분히 따라가지 못할 수 가 있다. 따라서 이를 해결할 효과적인 적응 채널 등화기가 요구된다.As described above, in the digital VSB system, the channel change due to the ghost phase is very large, and thus the adaptive channel equalizer may not sufficiently follow the channel change. Therefore, an effective adaptive channel equalizer is needed to solve this problem.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 디지털 VSB 수신 시스템에서 변화가 심한 채널에서 디지털 VSB 수신 시스템의 성능을 향상시키기 위해서 I채널 신호 뿐 만 아니라, Q채널 신호도 이용하여 복소수 신호로 출력하는 한편, 각 신호의 계수를 전송된 심벌값과 적응 채널 등화기의 출력값의 차를 최소화하는 방향으로 갱신시켜 줄 수 있도록 한 VSB수신기의 복소수 적응 채널등화장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In order to improve the performance of the digital VSB receiving system in a channel that is highly variable in the digital VSB receiving system, a complex number using not only an I channel signal but also a Q channel signal is used. It is an object of the present invention to provide a complex adaptive channel equalizer of a VSB receiver which outputs a signal and updates the coefficient of each signal in a direction that minimizes the difference between the transmitted symbol value and the output value of the adaptive channel equalizer. .

도 1은 종래 디지털 VSB 시스템에서, VSB신호 발생장치를 보인 구성도.1 is a block diagram showing a VSB signal generator in a conventional digital VSB system.

도 2의 (a~c)는 종래 VSB 신호의 주파수 스펙트럼.2A to 2C are frequency spectra of conventional VSB signals.

도 3의 (a~c)는 종래 디지털 VSB시스템에서 고스트가 있는 채널의 임펄스 응답 그래프.Figure 3 (a ~ c) is a graph of the impulse response of the ghosted channel in the conventional digital VSB system.

도 4의 (a~c)는 종래 복소수 평면상에서 고스트가 있는 채널의 임펄스 응답 그래프.Figure 4 (a ~ c) is a graph of the impulse response of the channel with the ghost on the conventional complex number plane.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 VSB수신기의 복소수 적응 채널 등화장치를 나타낸 구성도.5 is a block diagram showing a complex adaptive channel equalizer of a digital VSB receiver according to the present invention;

도 6의 (a)는 진폭변조시 복소수 적응 채널 등화기의 상세 구성도.Figure 6 (a) is a detailed block diagram of a complex adaptive channel equalizer during amplitude modulation.

(b)는 잔류측대파 변조시 복소수 적응 채널 등화기의 상세 구성도.(b) is a detailed block diagram of a complex adaptive channel equalizer in residual sideband modulation.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10,30,110,140...승산기20...힐버트 변환기10,30,110,140 ... Multiplier 20 ... Hilbert Converter

40,180,175,176,170c...가산기170...복소수 적응 채널 등화기40,180,175,176,170c ... adder170 ... complex adaptive channel equalizer

170~174,170a,170b...계수기170 ~ 174,170a, 170b ... counter

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 VSB수신기의 복소수 적응 채널 등화장치는,In order to achieve the above object, the complex adaptive channel equalizer of the VSB receiver according to the present invention,

수신되는 신호에 제 1, 제 2국부 반송파 신호를 곱하여 I,Q채널 신호로 각각 복조하는 승산기와;A multiplier for multiplying the received signal by the first and second local carrier signals and demodulating the I and Q channel signals, respectively;

상기 복조된 I,Q채널 신호의 고주파 성분을 각각 제거하는 저역통과필터와;A low pass filter for removing high frequency components of the demodulated I, Q channel signals;

상기 고주파 성분이 제거된 신호인 I채널신호와 Q채널 신호를 각각 실수측, 허수측으로 하는 복소수 신호로 채널 응답하여 등화시키는 복소수 적응 채널 등화기와;A complex adaptive channel equalizer which equalizes the I-channel signal and the Q-channel signal, which are the signals from which the high frequency component is removed, with a complex signal having a real side and an imaginary side, respectively, in response to a channel response;

상기 복소수 적응 채널 등화기의 출력이 입력 신호와의 차가 최소가 되도록 상기 복수수 적응 채널 등화기의 출력에 이산심벌을 가산하여 상기 복소수 적응 채널 등화기로 출력하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.And an adder for outputting the complex adaptive channel equalizer to the complex adaptive channel equalizer by adding discrete symbols to the outputs of the plurality of adaptive channel equalizers so that the difference between the input signals is minimized.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 VSB수신기의 복소수 적응 채널 등화기를 나타낸 구성도이고, 도 6의 (a)(b)는 QAM,VSB 수신기의 경우 복소수 적응 채널 등화기의 상세 구성도이다.5 is a block diagram illustrating a complex adaptive channel equalizer of a digital VSB receiver according to the present invention, and FIG. 6 (a) (b) is a detailed block diagram of a complex adaptive channel equalizer in the case of a QAM and VSB receiver.

도 5를 참조하면, 수신되는 신호[v(t)]에 제 1국부 반송파 신호[]를 곱하여 I채널 신호[rI(t)]로 복조하는 제 1승산기(110)와, 상기 복조된 I채널신호[rI(t)]의 고주파 성분을 제거하는 제 1저역통과필터(LPF)(120)와, 상기 고주파 성분이 제거된 I채널 신호를 이산신호로 변환하는 제 1아날로그/디지털 변환기(A/D)(130)와, 수신되는 신호 신호[v(t)]에 제 2국부 반송파 신호[]를 곱하여 Q채널 신호[rQ(t)]로 복조하는 제 2승산기(140)와, 상기 복조된 Q채널 신호[rQ(t)]의 고주파 성분을 제거하는 제 2저역통과필터(150)와, 상기 고주파 성분이 제거된 Q채널 신호를 이산신호로 변환하는 제 2아날로그/디지털 변환기(160)와, 상기 이산 신호로 변환된 I채널 신호와 Q채널 신호를 각각 실수측, 허수측으로 하는 복소수 신호로 채널 응답하여 등화시키는 복소수 적응채널 등화기(170)와, 상기 복소수 적응채널 등화기(170)의 출력이 입력 신호와의 차가 최소가 되도록 상기 복수수 적응 채널 등화기(170)의 출력과 이산심벌[dI(n)]을 가산하여 상기 복소수 적응 채널 등화기(170)로 출력하는 가산기(180)로 구성된다.Referring to FIG. 5, the first local carrier signal [ ] A multiplying the I channel signal [r I (t)] The first multiplier 110, a first low-pass filter for removing high-frequency components of the demodulated I-channel signal [r I (t)] for demodulating a (LPF 120, a first analog-to-digital converter (A / D) 130 for converting the I-channel signal from which the high frequency component is removed into a discrete signal, and a second to the received signal signal v (t). Local carrier signal [ ] Q channel signal [r Q (t)] The second multiplier 140, a second low-pass filter (150 to eliminate high frequency components of the demodulated Q-channel signal [r Q (t)] for demodulating by multiplying the ), A second analog-to-digital converter 160 for converting the Q-channel signal from which the high frequency component has been removed to a discrete signal, and the I-channel signal and the Q-channel signal converted to the discrete signal are respectively real and imaginary. An output of the complex adaptive channel equalizer 170 which equalizes the channel response with a complex signal, and the output of the multiple adaptive channel equalizer 170 such that the output of the complex adaptive channel equalizer 170 is minimal from an input signal And an adder 180 that adds the discrete symbols d I (n) and outputs the complex adaptive channel equalizer 170.

그리고, 상기 복소수 적응 채널 등화기(170)는, QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식인 경우 도 6의 (a)를 참조하면, I채널 신호와 Q채널 신호를 입력받아 계수하는 계수기(171~174), 상기 계수기(171,173)에 의해 계수된 신호를 가산하여 I채널의 복소수 신호로 출력하는 제 2가산기(175)와, 상기 계수기(172,174)에 의해 계수된 신호를 가산하여 Q채널의 복소수 신호로 출력하는 제 3가산기(176)로 구성된다.In addition, when the complex adaptive channel equalizer 170 is a quadrature amplitude modulation (QAM) method, referring to (a) of FIG. And a second adder 175 for adding the signals counted by the counters 171 and 173 to output complex signals of the I channel, and adding the signals counted by the counters 172 and 174 to output the complex signals of the Q channel. It consists of a third adder 176.

그리고, VSB 방식일 경우 도 6의 (b)를 참조하면, I채널 신호 및 Q채널 신호를 입력받아 각각 계수하는 계수기(170a)(170b)와, 상기 계수기(170a)(170b)에서 계수된 I채널 신호를 실수측, Q채널 신호를 허수측으로 가산하여 복소수 I채널 신호를 출력하는 제 4가산기(170c)로 구성된다.In the case of the VSB method, referring to FIG. 6B, the counters 170a and 170b that receive and count the I-channel signals and the Q-channel signals, respectively, are counted by the counters 170a and 170b. And a fourth adder 170c for adding the real signal and the Q channel signal to the imaginary side to output a complex I-channel signal.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 VSB 수신기의 적응 채널 등화기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The adaptive channel equalizer of the VSB receiver according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5를 참조하면, 송신기로부터 수신기에 수신된 수학식 1과 같은 신호[v(t)]는 제 1 및 제 2승산기(110)(140)에 입력된다. 제 1승산기(110)는 상기 수신 신호에 제 1국부 반송파 신호[]를 곱하여 I채널 신호[r_I (t)]로 복조하고, 제 2승산기(140)는 상기 수신 신호에 제 2국부 반송파 신호[]를 곱하여 Q채널 신호[r_Q (t)]로 복조한다.Referring to FIG. 5, a signal v (t) such as Equation 1 received from a transmitter to a receiver is input to the first and second multipliers 110 and 140. The first multiplier 110 adds a first local carrier signal [ Multiplied by] to demodulate the I-channel signal [r_I (t)], and the second multiplier 140 adds the received local signal to the second local carrier signal [ Multiply by] to demodulate the Q-channel signal [r_Q (t)].

상기 제 1승산기(110)의 출력 I채널 신호[r_I (t)]는 제 1저역통과필터(120)를 통과하면 고주파 성분이 제거된 I채널 신호[x(t)]가 구해지며, 상기 I채널 신호는 제 1아날로그/디지털 변환기(130)에 의해 이산신호[r_I (n)]로 변환되어 복소수 적응 채널 등화기(170)로 입력된다.When the output I-channel signal r_I (t) of the first multiplier 110 passes through the first low pass filter 120, an I-channel signal [x (t)] from which high-frequency components are removed is obtained. The channel signal is converted into a discrete signal r_I (n) by the first analog-to-digital converter 130 and input to the complex adaptive channel equalizer 170.

그리고, 제 2승산기(140)의 출력 Q채널 신호[r_Q (t)]는 제 2저역통과필터(150)를 통과하면 고주파 성분이 제거된 Q채널 신호[x^h (t)]가 구해지며, 상기 Q채널 신호는 제 1아날로그/디지털 변환기(160)에 의해 이산신호[r_Q (n)]로 변환되어 출력된다.When the output Q channel signal r_Q (t) of the second multiplier 140 passes through the second low pass filter 150, the Q channel signal [x ^ h (t)] from which the high frequency component is removed is obtained. The Q channel signal is converted into a discrete signal r_Q (n) by the first analog-to-digital converter 160 and output.

여기서, 채널에 크기가 g이고 지연이 τ, 위상이 θ인 고스트가 존재하면 복조된 I채널 신호[r_I (t)]는 다음 수학식 5와 같이 쓸수 있고, 복조된 Q채널 신호 r_Q (t)는 수학식 6과 같이 쓸수 있다.Here, if there is a ghost having a magnitude g, a delay τ, and a phase θ in the channel, the demodulated I-channel signal r_I (t) can be written as Equation 5 below, and the demodulated Q-channel signal r_Q (t) Can be written as in Equation 6.

따라서, I채널 신호와 Q채널 신호를 각각 실수측, 허수측으로 하는 복소수 신호로 해석하면, 복조된 신호 r(t)는 수학식 7 과 같이 쓸수 있다.Therefore, when the I-channel signal and the Q-channel signal are interpreted as complex signals having the real side and the imaginary side, respectively, the demodulated signal r (t) can be written as in Equation (7).

r(t) = r_I (t)+jr_Q (t)r (t) = r_I (t) + jr_Q (t)

그리고, 크기가 g이고 지연이 τ, 위상이 θ인 고스트는 수학식 8과 같이 쓸수 있다.In addition, a ghost having a magnitude g, a delay τ, and a phase θ can be written as Equation 8.

g e^jθ [x(t-τ)+jx^h (x-τ)]g e ^ jθ [x (t-τ) + jx ^ h (x-τ)]

도 4는 고스트의 위상(θ)이 각각 0일 때, -π/2일 때와 근접 고스트가 있을 때의 복소수 평면상에서의 채널 임펄스 응답으로, 이러한 복소수 평면 상에서 존재하는 고스트를 제거하기 위해서는 복소수 적응 채널 등화기(170)가 복소수 평면 상에서 정의되어야 한다. 복소수 평면 상에서 정의되는 복소수 적응 채널 등화기(170)의 계수는 복소수 평면 상에서 수학식 9와 같이 쓸수 있다.4 is a channel impulse response on the complex plane when the ghost phase θ is 0, -π / 2, and when there is a near ghost, and complex adaptation is performed to remove ghosts present on the complex plane. Channel equalizer 170 must be defined on the complex plane. The coefficient of the complex adaptive channel equalizer 170 defined on the complex plane can be written as Equation 9 on the complex plane.

c^j (n) = c_I^j (n) + jc_Q^j (n), [j=-n,....,0,....,n]c ^ j (n) = c_I ^ j (n) + jc_Q ^ j (n), [j = -n, ...., 0, ...., n]

상기 복소수 적응 채널 등화기(170)의 입력신호[r(t)]를 아날로그/디지털 변환기(130)(160)에서 이산신호로 바꾼 값 r(n)은 수학식 10과 같이 쓸수 있으므로, 복소수 적응 채널 등화기(170)의 출력 y(n)은 수학식 11과 같이 쓸 수 있다.Since the value r (n) obtained by converting the input signal r (t) of the complex adaptive channel equalizer 170 into a discrete signal in the analog / digital converter 130 or 160 can be written as in Equation 10, complex adaptive The output y (n) of the channel equalizer 170 can be written as Equation (11).

r(n) = r_I(n) +jr_Q (n)r (n) = r_I (n) + jr_Q (n)

상기 수학식 11에서 필요한 것은 I채널 출력[y(n)]이므로 복소수 적응 채널 등화기(170)의 출력은 수학식 12와 같이 다시 쓸 수 있다.Since Equation 11 requires I channel output y (n), the output of complex adaptive channel equalizer 170 can be rewritten as Equation 12.

즉, VSB의 경우에는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 경우와 다르게 복소수 평면 상에서 정의되는 적응 채널 등화기이지만 채널 Q의 출력 y_Q (n)이 필요없다. 따라서, 도 6과 같이 QAM에 비해서 그 복잡도가 1/2인 장점이 있다.That is, in the case of VSB, unlike the case of Quadrature Amplitude Modulation (QAM), although it is an adaptive channel equalizer defined on a complex plane, the output y_Q (n) of the channel Q is not necessary. Therefore, there is an advantage that the complexity is 1/2 compared to the QAM as shown in FIG.

이를 위해서, 복소수 적응 채널 등화기(170)은, QAM수신기일 때 도 6의 (a)를 참조하면, 계수기(171)(173)는 I채널 신호[r_I (t)]의 입력받아 계수하고, 계수기(172)(174)는 Q채널 신호[r_Q (t)]를 입력받아 계수하게 된다.To this end, when the complex adaptive channel equalizer 170 is a QAM receiver, referring to FIG. 6A, the counters 171 and 173 receive and count I channel signals r_I (t). The counters 172 and 174 receive the Q channel signals r_Q (t) and count them.

그리고, 제 2가산기(175)는 계수기(171)에서 계수된 신호를 정의 신호로, 계수기(172)에서 계수된 신호를 부의 신호로 입력받아 가산하여 I채널 신호[y_I (n)]로 출력되며, 상기 제 3가산기(176)는 계수기(173)(174)에서 계수된 신호는 가산하여 Q채널 신호[y_Q (n)]로 출력한다.The second adder 175 receives the signal counted by the counter 171 as a positive signal and adds the signal counted by the counter 172 as a negative signal and adds the negative signal as an I-channel signal [y_I (n)]. The third adder 176 adds the signal counted by the counters 173 and 174 to output the Q channel signal y_Q (n).

이에 반해서, 본 발명의 VSB수신기의 복소수 적응 채널 등화기(170)는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 계수기(170a)는 I채널 신호를 입력받아 계수하고, 계수기(170b)는 Q채널 신호를 계수한 후, 가산기(170c)는 상기 계수된 I채널 신호를 정(+)의 실수측으로, 계수된 Q채널 신호를 부(-)의 허수측으로 하는 복소수 신호로 가산하여, I채널 신호[y_I (n)]를 출력한다. 이는 VSB방식이 QAM방식에 비해 그 복잡도가 1/2정도이다.In contrast, the complex adaptive channel equalizer 170 of the VSB receiver of the present invention, as shown in (b) of FIG. 6, the counter 170a receives an I-channel signal and counts the counter 170b. After counting the Q-channel signals, the adder 170c adds the counted I-channel signals to the positive real side and the counted Q-channel signals to a complex signal making the negative imaginary side the I-channel. Output the signal [y_I (n)]. This is about half the complexity of the VSB method compared to the QAM method.

여기서, 복소수 적응 채널 등화기(170)의 계수는 다음 수학식 13과 같은 MSE(Mean-Squared Error)를 최소화하는 방향으로 갱신된다.Here, the coefficient of the complex adaptive channel equalizer 170 is updated in a direction to minimize Mean-Squared Error (MSE) as shown in Equation (13).

상기은 앙상블 평균이고, dI(n)은 송신기에서 전송된 이산 심벌값으로서, 신호[x(t)]는 제 1가산기(180)에서 이산 심벌 dI(n)를 입력받아 가산하여 채널 전송에 적합하게 연속적인 값으로 변환되어 상기 복소수 적응 채널 등화기(170)에 오류값[e_I (n)]으로 입력된다. 즉, 복소수 적응 채널 등화기(180)의 계수는 전송된 심벌값과 적응 채널 등화기의 출력값의 차를 최소화하는 방향으로 갱신된다.remind Is an ensemble average, and d I (n) is a discrete symbol value transmitted from a transmitter, and a signal [x (t)] is received by the first adder 180 and added to the discrete symbol d I (n) for channel transmission. Suitably converted to continuous values and input to the complex adaptive channel equalizer 170 as an error value [e_I (n)]. That is, the coefficients of the complex adaptive channel equalizer 180 are updated to minimize the difference between the transmitted symbol values and the output values of the adaptive channel equalizer.

상기 수학식 13과 같이, 계수의 갱신은 채널(Q)의 출력 yQ(n)과는 무관하게 진행된다.As shown in Equation 13, the update of the coefficient proceeds irrespective of the output y Q (n) of the channel Q.

LMS(Least Mean-Square) 알고리즘을 수학식 13에 적용하기 위하여 수학식 13을 각각 cI(n)과 cQ(n)에 대하여 편미분하면 수학식 14와 같다.In order to apply the Least Mean-Square (LMS) algorithm to Equation 13, Equation 13 is partially divided with respect to c I (n) and c Q (n), as shown in Equation 14.

이를 이용한 계수 갱신식은 수학식 15와 같다.The coefficient update equation using this is as shown in equation (15).

상기 수학식 15에서 μ는 스텝 사이즈이다.In Equation 15, μ is a step size.

상기 수학식 15에서 복소수 적응 채널 등화기의 계수갱신을 위해서 필요한 것은 I채널의 오류 값 eI(n)을 구하기 위해 필요한 값이 dI(n)인데, 수신기에서 이 값을 송신기와의 약속에 의해 미리 알고 있는 경우에는 그 값을 그대로 이용하면 되고 그렇지 않을 경우에는 실수 적응 채널 등화기에서 사용되는 다양한 블라인드 등화방법을 그대로 적용하면 된다.In Equation 15, the necessary value for the coefficient update of the complex adaptive channel equalizer is necessary to obtain the error value e I (n) of the I channel, which is d I (n) at the receiver. If it is known in advance, the value may be used as it is. Otherwise, various blind equalization methods used in the real adaptive channel equalizer may be applied as it is.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 디지털 VSB 수신 시스템에 복소수 적응 채널 등화기를 적용하여, 기존의 실수 적응 채널 등화기 보다 변화가 심한 채널에서의 수신 시스템의 성능을 향상시켜 줄 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of improving the performance of the reception system in a channel that is more variable than the conventional real adaptive channel equalizer by applying a complex adaptive channel equalizer to the digital VSB receiving system.

Claims (1)

수신되는 신호에 제 1, 제 2국부 반송파 신호를 곱하여 I,Q채널 신호로 각각 복조하는 승산기와;A multiplier for multiplying the received signal by the first and second local carrier signals and demodulating the I and Q channel signals, respectively; 상기 복조된 I,Q채널 신호의 고주파 성분을 각각 제거하는 저역통과필터와;A low pass filter for removing high frequency components of the demodulated I, Q channel signals; 상기 고주파 신호가 제거된 신호인 I채널신호와 Q채널 신호를 각각 실수측, 허수측으로 하는 복소수 신호로 채널 응답하여 등화시키는 복소수 적응 채널 등화기와;A complex adaptive channel equalizer which equalizes the I-channel signal and the Q-channel signal, which are the signals from which the high frequency signal has been removed, with a complex signal having a real side and an imaginary side, respectively; 상기 복소수 적응 채널 등화기의 출력이 입력 신호와의 차가 최소가 되도록 상기 복수수 적응 채널 등화기의 출력에 이산심벌을 가산하여 상기 복소수 적응 채널 등화기로 출력하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 VSB수신기의 복소수 적응 채널 등화장치.And an adder for outputting the complex adaptive channel equalizer to the complex adaptive channel equalizer by adding discrete symbols to the output of the plurality of adaptive channel equalizers so that the difference between the input signal and the input signal is minimized. Complex Adaptive Channel Equalizer of Receiver.
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