KR20040110217A - Apparatus and Method of Adaptive Frequency Phase Locked Loop with Low Phase Jitter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An adaptive frequency phase detection system is provided to increase an S/N ratio of a recovered signal and reduce an error rate by adaptively a point of convergence of a frequency according to an input signal. CONSTITUTION: A complex frequency multiplier(304) is used for performing a complex frequency multiplication process for a received pilot signal and an oscillation signal. A phase converter(305) is used for converting a phase of a real part of an output signal from the complex frequency multiplier. A limiter(306) is used for limiting an output signal of the phase converter. A synchronous detector(307) is used for detecting a synchronous convergence. A mode selector(310) is used for limiting selectively a band of an imaginary part by using the synchronous convergence as a control signal. A multiplier(311) is used for multiplying an output of the limiter by an output of the mode selector.

Description

위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 및 그 방법{Apparatus and Method of Adaptive Frequency Phase Locked Loop with Low Phase Jitter}Adaptive frequency phase detection device with low phase noise and its method {Apparatus and Method of Adaptive Frequency Phase Locked Loop with Low Phase Jitter}

본 발명은 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신시스템 수신단에서 수신된 신호에 포함된 반송파의 주파수와 위상을 복원함에 있어 주파수 위상 검출 루프(FPLL : Frequency Phase Locked Loop)를 사용하는 경우 복원된 반송파의 위상잡음의 양을 줄이기 위한 적응형 주파수 위상 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive frequency phase detection device with low phase noise and a method thereof. More particularly, the present invention relates to a frequency phase detection loop (FPLL) in recovering frequency and phase of a carrier wave included in a signal received at a receiver of a wireless communication system. The present invention relates to an adaptive frequency phase detection apparatus and method for reducing the amount of phase noise of a recovered carrier when using a Frequency Phase Locked Loop.

우선, 무선통신시스템에서 반송파 복원에 대해 간단히 살펴보면, 반송파 복원이란 수신기에 입력되는 신호의 반송파와 수신기에서 자체적으로 발생시키는 반송파와의 주파수 및 위상을 일치시키는 과정으로 주파수의 차이, 즉 주파수 옵셋을 제거하는 것을 주파수 동기라고 하며, 일치된 주파수를 갖는 반송파의 위상을 일치시키는 것을 위상 동기라고 한다. 이러한 동기 과정은 오차를 줄여가는 포착(acquisition)과 동기를 유지시키는 추적(tracking)의 과정으로 이루어고, 포착 후 추적이 시작되는 동기 과정을 수렴이라고 한다.First, a brief description of carrier recovery in a wireless communication system, carrier recovery is a process of matching a frequency and a phase of a carrier of a signal input to a receiver with a carrier generated by the receiver to eliminate a difference in frequency, that is, a frequency offset. This is called frequency synchronization, and matching the phase of a carrier wave having a matching frequency is called phase synchronization. This synchronization process consists of an acquisition process that reduces errors and a tracking process that maintains synchronization, and a synchronization process that starts tracking after acquisition is called convergence.

예를 들어, 종래의 무선통신시스템 수신단에서 주파수 위상 검출 루프를 사용하여 반송파를 복원함에 있어, 8 레벨 잔류측파대(8-VSB : 8-Vestigial Side Band)를 변조 방식으로 사용하는 미국형 디지털 전송 규격인 ATSC(AdvancedTelevision System Committee) 시스템은 다음과 같다.For example, in recovering a carrier by using a frequency phase detection loop at a receiver of a conventional wireless communication system, an American digital transmission using an 8-level residual side band (8-VSB: 8-Vestigial Side Band) as a modulation method. The Advanced Advanced Telecom System Committee (ATSC) system is as follows.

8-VSB 송신시스템에서는 신호 스펙트럼이 대칭이라는 점을 이용하여 10.76Msps(symbol per second)의 데이터 전송을 위해 10.76MHz 대역의 절반인 5.38MHz와 롤-오프 팩터(roll-off factor)에 의해 추가된 대역을 합쳐 총 6MHz의 종래 아날로그 방송 대역을 통하여 신호를 전송한다.In the 8-VSB transmission system, the signal spectrum is symmetrical, added by a roll-off factor of 5.38 MHz, half of the 10.76 MHz band, for data transmission at 10.76 Msps (symbol per second). The bands are combined to transmit signals through a conventional analog broadcast band of 6 MHz in total.

또한, 8-VSB 송신시스템에서는 심볼 타이밍 동기나 등화를 위해 일정한 간격으로 삽입된 기준 신호를 이용한다. 그러나, 주파수 동기를 위해서는 특별히 정해진 기준 신호를 이용하지 않고 잔류측파대 변조전에 각 신호마다 파일럿이라고 하는 일정한 직류 성분을 더하여 전송한다. 이 파일럿은 수신시 기저대역에서 직류 성분의 위치에 있게 되며, 무선주파수(RF : Radio Frequency) 대역으로 주파수를 상향시키면 단일 주파수 성분, 즉 파일럿 톤으로 나타나게 된다.In addition, the 8-VSB transmission system uses reference signals inserted at regular intervals for symbol timing synchronization or equalization. However, for frequency synchronization, a predetermined DC component called a pilot is added to each signal before transmission of the residual sideband modulation without using a special reference signal. This pilot is located at the position of the DC component in the baseband upon reception. When the frequency is raised to the radio frequency (RF) band, the pilot appears as a single frequency component, that is, a pilot tone.

이와같이 8-VSB 변조된 신호는 공중으로 전파되고, 이는 8-VSB 수신부를 거쳐 복조된다. 간단하게 복조의 동작 원리를 설명하면, 튜너로 원하는 채널 주파수를 선택하고 표면탄성파 필터(SAW Filter : Surface Acoustic Wave Filter)로 타채널의 신호를 제거한 VSB 신호를 아날로그/디지털 변환부에서 샘플링하여 디지털 신호로 변환시킨다. 이와같이 디지털화된 8-VSB 신호는 수치제어 발진부에서 생성하는 반송파 신호(5.38MHz)와 곱셈기에서 곱해져서 실수부(I)와 허수부(Q) 성분으로 분리되며, 정합필터를 거치고 다시 곱셈기에서 고정주파수 발진부의 신호(2.69MHz)와 곱해져서 기저대역의 신호로 복원된 후 채널 등화부를 통과한다. 이를 도 1 및 도 2 를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.The 8-VSB modulated signal is thus propagated into the air, which is demodulated via the 8-VSB receiver. To explain the operation of demodulation, simply select the desired channel frequency with the tuner, and use the Surface Acoustic Wave Filter (SAW Filter) to remove the other channel signal from the analog / digital converter. To. The digitized 8-VSB signal is multiplied by the multiplier with the carrier signal (5.38MHz) generated by the numerically controlled oscillator and separated into the real part (I) and the imaginary part (Q). It is multiplied by the oscillator's signal (2.69MHz), restored to the baseband signal, and passed through the channel equalizer. This will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

도 1 은 종래의 8 레벨 잔류측파대 수신기의 일실시예 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a conventional eight-level residual sideband receiver.

도 1 에 도시된 바와 같이, 8 레벨 잔류측파대 수신기는 튜너(101), SAW 필터(102), 아날로그/디지털 변환부(103), 곱셈기(104), 정합필터(105), 덧셈기(111), 타이밍 복원부(112), 채널 등화부(113), 및 반송파 복원부(114) 등을 포함한다.As shown in FIG. 1, the eight-level residual sideband receiver includes a tuner 101, a SAW filter 102, an analog / digital converter 103, a multiplier 104, a matched filter 105, and an adder 111. , A timing recovery unit 112, a channel equalizer 113, a carrier recovery unit 114, and the like.

그 동작을 설펴보면, 무선주파수 대역의 8-VSB 신호가 안테나를 통해 수신되면 튜너(101)는 헤테로다인 복조방식을 이용하여 원하는 채널 주파수를 선택한 후 상기 채널 주파수에 실려진 무선주파수 대역의 VSB 신호를 고정된 중간주파수 대역으로 보내고, SAW 필터(102)는 타채널의 신호를 적절히 제거하게 된다. 그리고, 이러한 중간주파수 대역의 신호는 타이밍 복원부(112)에서 복원된 클럭을 이용하여 아날로그/디지털 변환부(103)에서 샘플링되어 디지털 신호로 변환된다. 이 때, 아날로그/디지털 변환부(103)를 통과한 수신신호는 그 중심 주파수가 최종 중간주파수(5.38MHz)에 위치한다. 이와같이 디지털화된 8-VSB 신호는 수치제어 발진부(110)에서 발생되는 반송파 신호와 곱셈기(104)에서 곱해져서 각각 실수부(I)와 허수부(Q) 성분으로 분리된 후 각각 정합필터(105)를 거치고 다시 곱셈기에서 고정주파수 발진부(107)의 신호(2.69MHz)와 곱해져 기저대역의 신호로 복원된 후 덧셈기(111)에서 다시 더해진 후 채널 등화부(113)를 거치게 된다.In operation, when the 8-VSB signal of the radio frequency band is received through the antenna, the tuner 101 selects a desired channel frequency using a heterodyne demodulation method and then the VSB signal of the radio frequency band loaded on the channel frequency. Is transmitted to a fixed intermediate frequency band, and the SAW filter 102 properly removes signals of other channels. The signal of the intermediate frequency band is sampled by the analog / digital converter 103 using the clock recovered by the timing recovery unit 112 and converted into a digital signal. At this time, the center frequency of the received signal passing through the analog-digital converter 103 is located at the final intermediate frequency (5.38MHz). The 8-VSB signal digitized as described above is multiplied by the carrier signal generated by the numerically controlled oscillator 110 and the multiplier 104, and separated into a real part (I) and an imaginary part (Q). The multiplier multiplies the signal of the fixed frequency oscillator 107 (2.69MHz) to restore the baseband signal, and then adds the multiplier 111 again to pass through the channel equalizer 113.

그런데, 이러한 8-VSB 신호의 수신시 공중파 전송채널, 튜너(101), 그리고 무선 주파수 발진기에 의해 수백 kHz의 주파수 옵셋과 위상 잡음 등이 발생하게 되는데, 이를 최소화시켜야 정확한 수신신호 복원이 가능하다. 따라서, 도 1의 대역통과 필터(106), 주파수 위상 검출부(108), 루프필터(109), 수치제어 발진부(110), 및 고정주파수 발진부(107)로 구성된 반송파 복원부(114)는 상기 주파수 옵셋과 위상잡음을 최소화시키는 방향으로 동작하여야 한다.However, when the 8-VSB signal is received, a frequency offset of several hundred kHz and a phase noise are generated by the over-the-air transmission channel, the tuner 101, and the radio frequency oscillator. Accordingly, the carrier recovery unit 114 composed of the band pass filter 106, the frequency phase detection unit 108, the loop filter 109, the numerically controlled oscillator 110, and the fixed frequency oscillator 107 of FIG. Operate in a direction that minimizes offset and phase noise.

도 2 는 종래의 8 레벨 잔류측파대 반송파 복원부 중 주파수 위상 검출 장치(108)의 일실시예 상세 구성도이다.2 is a detailed block diagram of an embodiment of the frequency phase detection device 108 of the conventional eight-level residual sideband carrier recovery unit.

도 2 에 도시된 바와 같이, 주파수 위상 검출 장치(108)는, 디지털화된 8-VSB 수신 신호와 고정주파수 발진부(107)에서 생성된 신호에 대해 복소주파수 곱셈을 수행하는 복소주파수 곱셈기(206), 상기 복소주파수 곱셈기(206)에서 출력된 실수부 신호의 주파수 위상을 전환하는 저역통과 필터(207), 상기 저역통과 필터(207)의 출력을 제한하는 리미터(208), 및 상기 리미터(208)의 출력과 상기 복소주파수 곱셈기(206)에서 출력된 허수부 신호를 곱하는 곱셈기(209)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the frequency phase detection device 108 includes a complex frequency multiplier 206 for performing complex frequency multiplication on the digitized 8-VSB received signal and the signal generated by the fixed frequency oscillator 107. A low pass filter 207 for switching the frequency phase of the real part signal output from the complex frequency multiplier 206, a limiter 208 for limiting the output of the low pass filter 207, and the limiter 208. And a multiplier 209 for multiplying an output and an imaginary part signal output from the complex frequency multiplier 206.

상기 주파수 위상 검출 장치(108)의 동작을 좀 더 상세히 살펴보면, 디지털화된 8-VSB 신호는 먼저 수치제어 발진부(110)에서 발생되는 반송파 신호(5.38MHz)와 곱셈기(104)를 통해 곱해진 후 실수부(I)와 허수부(Q) 성분으로 각각 분리되고, 이 때 8-VSB 신호의 파일럿 성분은 2.69MHz 대역에 위치하게 된다. 따라서, 이러한 파일럿 성분만을 추출하기 위하여 각각의 신호를 2.69MHz를 중심으로 하는 대역통과 필터(BPF : Band Pass Filter)(106)에 입력한다. 이 때, 대역통과 필터(106)의 통과대역은 반송파 복원 초기 동작시 수치제어 발진부(110)에서 반송파 복원이 이루어지지 않은 채 자유 발진하는 반송파 신호와 공중파 전송 채널, 튜너(101) 그리고 무선주파수 발진기에 의해 발생되는 수백 kHz의 주파수 옵셋에 의해 파일럿의레벨이 영향을 받지 않도록 충분히 넓어야 한다. 이와같이 대역통과 필터(106)를 통과한 실수부(I) 및 허수부(Q) 신호는, 발진기(201)와 90도 위상 변환기(202)로 구성되는 고정주파수 발진부(107)에서 2.69MHz 주파수를 갖고 출력되는 실수부(I') 및 허수부(Q') 신호와 복소주파수 곱셈기(206)에서 각각 복소주파수 곱이 수행되어 각각 실수부(I") 및 허수부(Q") 신호로 출력된다.Looking at the operation of the frequency phase detection device 108 in more detail, the digitized 8-VSB signal is first multiplied by the carrier signal (5.38MHz) generated by the numerically controlled oscillator 110 through the multiplier 104, and then real The I component and the imaginary component Q are respectively separated, and the pilot component of the 8-VSB signal is located in the 2.69 MHz band. Therefore, in order to extract only these pilot components, each signal is input to a band pass filter (BPF) 106 centered on 2.69 MHz. At this time, the passband of the bandpass filter 106 is a carrier signal, an air wave transmission channel, a tuner 101 and a radio frequency oscillator that are freely oscillated without performing carrier recovery in the numerical control oscillator 110 during the carrier recovery initial operation. It should be wide enough so that the level of the pilot is not affected by the frequency offset of several hundred kHz caused by. The real part I and the imaginary part Q signals passing through the bandpass filter 106 in this manner have a frequency of 2.69 MHz in the fixed frequency oscillator 107 composed of the oscillator 201 and the 90 degree phase shifter 202. The complex frequency multiplication is performed by the real part I 'and imaginary part Q' signals and the complex frequency multiplier 206, respectively, and are output as the real part I "and imaginary part Q" signals.

이후, 상기 I" 신호는 저역통과 필터(LPF: Low Pass Filter)(207)를 통과하게 되는데, 상기 저역통과 필터(207)의 특성은 직류 성분을 중심으로 주파수 옵셋에 따라 위상 응답이 90도 차이가 나는 것을 특징으로 한다. 이와같은 저역통과 필터(207)를 통과한 I" 신호는 리미터(208)를 통과하게 되는데 상기 리미터(208)는 입력 신호의 부호가 양인 경우에는 +1을 음인 경우에는 -1을 출력한다.Thereafter, the I ″ signal passes through a low pass filter (LPF) 207. The characteristics of the low pass filter 207 are 90 degrees different in phase response according to a frequency offset with respect to a DC component. This I pass through the low pass filter 207 is passed through the limiter 208, the limiter 208 is +1 if the sign of the input signal is positive is negative Output -1

이와같은 리미터(208)의 출력과 Q" 신호를 곱셈기(209)에서 곱하게 되면 주파수 옵셋에 따라 양의 신호 혹은 음의 신호가 출력되므로 주파수 옵셋의 크기를 검출할 수 있다. 이후, 검출된 주파수 옵셋 신호는 루프 필터(109)를 거쳐 수치제어 발진부(110)에 입력되어 복원된 반송파를 발생시키게 되는데 이러한 과정을 거쳐 주파수 동기를 맞추게 된다. 즉, 복원된 주파수가 입력되는 주파수보다 작게 되면 주파수 옵셋 검출 신호는 양의 신호 성분을 갖게 되고, 그에 따라 수치제어 발진부(110)의 주파수를 증가시켜 입력되는 주파수와 같게 되도록 한다. 이 때, 루프필터(109)는 검출된 주파수 옵셋 신호의 고주파 성분을 제거하고 검출된 주파수 옵셋 신호의 크기를 누적시키는 역할을 한다.When the output of the limiter 208 and the Q " signal are multiplied by the multiplier 209, a positive signal or a negative signal is output according to the frequency offset, so that the magnitude of the frequency offset can be detected. The offset signal is input to the numerically controlled oscillator 110 through the loop filter 109 to generate a restored carrier, which is synchronized with the frequency through this process, ie, when the restored frequency is smaller than the input frequency, frequency offset is performed. The detection signal has a positive signal component, thereby increasing the frequency of the numerically controlled oscillator 110 so as to be equal to the input frequency, at which time the loop filter 109 adjusts the high frequency component of the detected frequency offset signal. And accumulates the magnitude of the detected frequency offset signal.

한편, 주파수 동기가 종료되면 위상 옵셋을 검출하는데 검출된 위상 옵셋 신호 역시 루프필터(109)를 거쳐 수치제어 발진부(110)에 입력되어 위상 옵셋을 보상하게 된다.On the other hand, when the frequency synchronization is completed, the phase offset signal detected to detect the phase offset is also input to the numerically controlled oscillator 110 through the loop filter 109 to compensate for the phase offset.

여기서, 루프 필터(109)의 대역폭은 대역통과 필터(106)에서 추출된 파일럿 신호를 기준으로 수치제어 발진부(110)의 주파수 및 위상 옵셋을 보상하는 동기과정의 수렴 시간과 수렴 후 잔존하는 위상잡음의 양을 결정한다. 즉, 대역폭이 넓게 되면 수렴시간은 줄어들 수 있으나 수렴 후 위상잡음의 양이 증가하게 되고 대역폭이 좁으면 위상잡음의 양은 줄어들게 되지만 수렴시간이 증가하게 되는 문제점이 있다.Here, the bandwidth of the loop filter 109 is the convergence time of the synchronization process for compensating the frequency and phase offset of the numerically controlled oscillator 110 based on the pilot signal extracted from the bandpass filter 106 and the residual phase noise after convergence. Determine the amount of. In other words, if the bandwidth is wider, the convergence time may be reduced, but after convergence, the amount of phase noise is increased. If the bandwidth is narrow, the amount of phase noise is decreased, but the convergence time is increased.

또한, 수신된 신호의 파일럿 신호만을 선택하는 대역통과 필터(106)의 대역폭은 반송파 복원 초기 동작시 수치제어 발진부(110)에서 반송파 복원이 이루어지지 않은 채 자유 발진하는 반송파 신호와 공중파 전송채널 그리고 튜너나 무선주파수 발진기에 의해 발생되는 수백 kHz의 주파수 옵셋에 의해 파일럿의 레벨이 영향을 받지 않도록 고려해야 하므로, 파일럿 신호뿐만 아니라 데이터 신호 스펙트럼 성분도 같이 통과시키게 된다. 따라서, 넓은 범위의 주파수 옵셋을 보상하기 위해서는 대역통과 필터(106)의 대역을 넓게 설정해야 하고, 이 경우 대역통과 필터(106)를 통과한 파일럿 신호에 데이터 신호 스펙트럼 성분이 많이 포함되어 수렴 후 위상잡음이 증가하게 되는 문제점이 있다.In addition, the bandwidth of the bandpass filter 106 that selects only the pilot signal of the received signal is a carrier signal, an air wave transmission channel, and a tuner that are freely oscillated without performing carrier recovery in the numerical control oscillator 110 during initial carrier recovery. However, it is necessary to consider that the level of the pilot is not affected by the frequency offset of several hundred kHz generated by the radio frequency oscillator, so that not only the pilot signal but also the data signal spectrum components are passed together. Therefore, in order to compensate for a wide range of frequency offsets, the band of the bandpass filter 106 should be set wide. In this case, the pilot signal passing through the bandpass filter 106 includes a large number of data signal spectral components, and thus the phase after convergence. There is a problem that the noise is increased.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 주파수 동기 수렴점을 주파수 위상 검출 루프 내의 리미터 출력을 이용하여 변화하는 입력신호의 변화하는 채널 상황에 따라 적응적으로 찾아내고 주파수 동기 수렴 검출 여부에 따라 저역통과 필터를 선택적으로 연결함으로써 위상잡음을 낮춘 적응형 주파수 위상 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and adaptively finds a frequency synchronization convergence point according to a changing channel condition of a changing input signal by using a limiter output in a frequency phase detection loop. Accordingly, an object of the present invention is to provide an adaptive frequency phase detection device and method for reducing phase noise by selectively connecting a lowpass filter.

도 1 은 종래의 8 레벨 잔류측파대 수신기의 일실시예 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a conventional eight-level residual sideband receiver.

도 2 는 종래의 8 레벨 잔류측파대 반송파 복원부 중 주파수 위상 검출 장치의 일실시예 상세 구성도.Figure 2 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the frequency phase detection apparatus of the conventional eight-level residual sideband carrier recovery unit.

도 3 은 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치의 일실시예 전체 구성도.Figure 3 is an overall configuration diagram of an embodiment of a low frequency noise adaptive frequency phase detection apparatus according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 중 동기 검출기의 동작 설명도.4 is an operation explanatory diagram of a synchronous detector in an adaptive frequency phase detection device with low phase noise according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 중 동기 검출기의 일실시예 상세 구성도.5 is a detailed block diagram of an embodiment of a synchronization detector of an adaptive frequency phase detection device with low phase noise according to the present invention.

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

108 : 주파수 위상 검출부 206, 304 : 복소주파수 곱셈기108: frequency phase detection unit 206, 304: complex frequency multiplier

305 : 제 1 저역통과 필터 306 : 리미터305: first low pass filter 306: limiter

307 : 동기 검출기 310 : 모드 선택기307: sync detector 310: mode selector

312 : 적응형 주파수 위상 검출부312: adaptive frequency phase detector

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 적응형 주파수 위상 검출 장치에 있어서, 수신 파일럿 신호와 발진 신호를 입력받아 복소주파수 곱셈을 수행하기 위한 복소주파수 곱셈 수단; 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 실수부 신호의 위상을 변환시키기 위한 위상 변환 수단; 상기 위상 변환 수단으로부터의 출력 신호를 제한하여 주파수 동기 수렴 전과 후에 서로 다른 신호를 출력하기 위한 리미팅 수단; 상기 리미팅 수단의 출력을 입력받아 적응적으로 동기 수렴 여부를 검출하기 위한 동기 검출 수단; 상기 동기 검출 수단에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 허수부 신호의 대역을 선택적으로 제한하기 위한 모드 선택 수단; 및 상기 리미팅 수단의 출력과 상기 모드 선택 수단의 출력을 곱하기 위한 곱셈 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object comprises: a complex frequency multiplication means for performing complex frequency multiplication by receiving a received pilot signal and an oscillation signal; Phase shifting means for shifting a phase of a real part signal among the output signals of said complex frequency multiplication means; Limiting means for outputting different signals before and after frequency synchronization convergence by limiting the output signal from said phase shifting means; Sync detection means for adaptively detecting whether the sync converged with the output of the limiting means; Mode selection means for selectively limiting the band of the imaginary part signal among the output signals of the complex frequency multiplication means by using whether or not the synchronization detection is detected by the synchronization detection means; And multiplication means for multiplying the output of said limiting means and the output of said mode selection means.

또한, 본 발명은, 적응적인 주파수 위상 검출 방법에 있어서, 복소주파수 곱셈기가 수신 파일럿 신호와 발진 신호를 입력받아 복소주파수 곱셈을 수행하는 제 1 단계; 상기 복소주파수 곱셈기에서 복소주파수 곱셈 수행으로 출력된 신호 중 실수부 신호의 위상을 변환시키는 제 2 단계; 리미터가 상기 위상이 변환된 실수부 신호를 제한하여 주파수 동기 수렴 전과 후에 서로 다른 신호를 출력하는 제 3 단계; 동기 검출기가 상기 리미터의 출력을 입력받아 적응적으로 주파수 동기 수렴 여부를 검출하는 제 4 단계; 모드 선택기가 상기 동기 검출기에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈기의 출력 신호 중 허수부 신호의 대역을 선택적으로 제한하는 제 5 단계; 및 상기 리미터의 출력과 상기 모드 선택기의 출력을 곱하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides an adaptive frequency phase detection method comprising: a first step in which a complex frequency multiplier receives a received pilot signal and an oscillation signal and performs complex frequency multiplication; A second step of converting a phase of a real part signal among signals output by complex frequency multiplication by the complex frequency multiplier; A third step of limiting the phase shifted real part signal to output a different signal before and after frequency synchronization convergence; A fourth step of receiving, by the sync detector, the output of the limiter and adaptively detecting whether or not the frequency sync is converged; A fifth step of selectively limiting the band of the imaginary part signal among the output signals of the complex frequency multiplier by using a mode selector as a control signal as to whether or not the sync detector detects sync convergence; And a sixth step of multiplying the output of the limiter by the output of the mode selector.

이처럼 본 발명은 무선통신시스템의 수신단에서 주파수 위상 동기 검출 루프를 이용하여 반송파를 복원하는 경우, 주파수 위상 동기 검출 루프 내의 리미터 출력을 이용하여 변화하는 입력 신호의 변화하는 채널 상황에 따라 적응적으로 주파수 동기 수렴점을 찾아내고, 그 결과에 따라 주파수 동기 수렴 전에는 허수부 신호라인에 저역통과 필터를 선택적으로 연결하지 않고 주파수 동기 수렴 후에는 허수부 신호라인에 저역통과 필터를 선택적으로 연결하여 추적과정에서 노이즈의 영향을 줄임으로써, 수렴시간의 증가없이 추적과정에서의 위상잡음을 감소시켜 반송파 동기성능을 향상시킬 수 있다.As described above, when the carrier is reconstructed using the frequency phase locked detection loop at the receiving end of the wireless communication system, the present invention adaptively adjusts the frequency according to the changing channel condition of the input signal which is changed using the limiter output in the frequency phase locked detection loop. Find the synchronization convergence point and according to the result, do not selectively connect the lowpass filter to the imaginary signal line before the frequency synchronization convergence, and after the frequency synchronization convergence, selectively connect the lowpass filter to the imaginary signal line. By reducing the influence of noise, it is possible to improve the carrier synchronization performance by reducing the phase noise in the tracking process without increasing the convergence time.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치(312)의 일실시예 전체 구성도이다.Figure 3 is a schematic diagram of an embodiment of an adaptive frequency phase detection device 312 with low phase noise according to the present invention.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적응형 주파수 위상 검출부(312)는, 디지털화된 8-VSB 수신 신호에서 추출된 파일럿 신호와 고정주파수 발진부(107)에서 생성된 신호를 입력받아 복소주파수 곱셈을 수행하기 위한 복소주파수 곱셈기(304), 상기 복소주파수 곱셈기(304)의 출력 신호 중 실수부 신호의 위상을 90도 변환시켜 주파수 편차를 검출하기 위한 제 1 저역통과 필터(305), 상기 제 1 저역통과 필터(305)의 출력을 입력으로 하여 주파수 동기 수렴 전에는 양의 신호 또는 음의 신호를 출력하고 주파수 동기 수렴 후에는 양의 신호 또는 음의 신호 중 한 값만 일정하게 출력하기 위한 리미터(306), 상기 리미터(306)의 출력을 받아 적응적으로 동기 수렴 여부를 검출하기 위한 동기 검출기(307), 상기 동기 검출기(307)의 출력을 제어 신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈기(304)의 출력 신호 중 허수부 신호를 선택적으로 제 2 저역통과 필터(309)에 연결하거나 연결하지 않는, 즉 상기 동기 검출기(307)에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로 하여 동기 수렴 전에는 상기 복소주파수 곱셈기(304)로부터의 허수부 신호를 통과시키고 동기 수렴 후에는 상기 복소주파수 곱셈기(304)로부터의 허수부 신호의 대역을 제한하기 위한 모드 선택기(310), 및 상기 리미터(306)의 출력과 상기 모드 선택기(310)의 출력을 곱하여 주파수 편차를 검출하기 위한 곱셈기(311)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the adaptive frequency phase detector 312 according to the present invention receives a pilot signal extracted from a digitized 8-VSB received signal and a signal generated by the fixed frequency oscillator 107 and receives a complex frequency. Complex frequency multiplier 304 for performing multiplication, a first low pass filter 305 for detecting a frequency deviation by converting the phase of the real part signal of the output signal of the complex frequency multiplier 304 by 90 degrees, the first 1 Limiter 306 for outputting a positive signal or a negative signal before the frequency synchronization convergence with the output of the low pass filter 305 as an input, and a constant value of only one of the positive signal or the negative signal after the frequency synchronization convergence. ), The complex detector for receiving the output of the limiter 306 and adaptively detecting the synchronization convergence, using the output of the sync detector 307 as a control signal. Among the output signals of the multiplier 304, the imaginary convergence is selectively connected to or not connected to the second lowpass filter 309, that is, whether or not the synchronization detection is detected by the synchronization detector 307 as a control signal. A mode selector 310 for passing the imaginary signal from the complex frequency multiplier 304 and limiting the band of the imaginary signal from the complex frequency multiplier 304 after synchronous convergence, and the limiter 306 And a multiplier 311 for detecting the frequency deviation by multiplying the output of the multiplier by the output of the mode selector 310.

상기 모드 선택기(310)는, 상기 동기 검출기(307)에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈기(304)의 출력 신호 중 허수부 신호를 동기 수렴 전에는 제 2 저역통과 필터(309)에 연결하지 않고 그냥 통과시키고동기 수렴 후에는 연결하기 위한 스위치(308), 및 상기 스위치(308)의 상황에 따라 상기 복소주파수 곱셈기(304)의 출력 신호 중 허수부 신호의 잡음 대역을 감소시키기 위한 제 2 저역통과 필터(309)를 포함한다.The mode selector 310 uses a second low-pass filter 309 before synchronous convergence of the imaginary part of the output signals of the complex frequency multiplier 304 by using whether the synchronization detector 307 detects synchronous convergence. To reduce the noise band of the imaginary part of the output signal of the complex frequency multiplier 304 according to the switch 308, and the situation of the switch 308 A second low pass filter 309 for the filter.

다음으로, 상기 각 구성요소의 동작을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation of each component will be described in detail.

상기 적응형 주파수 위상 검출부(312)의 복소주파수 곱셈기(304)를 통과한 실수부 신호(I")는 주파수 옵셋 크기에 따라 주파수 위상을 90도 변환시켜 주파수 편차를 검출하는 제 1 저역통과 필터(305)를 통과한다.The real part signal I ″ passing through the complex frequency multiplier 304 of the adaptive frequency phase detector 312 is a first low pass filter that detects a frequency deviation by converting the frequency phase by 90 degrees according to the frequency offset ( 305).

이후, 상기 리미터(306)는, 상기 제 1 저역통과 필터(305)의 출력 신호를 입력받아 주파수 동기 수렴 전에는 +1 또는 -1의 값을 출력하고, 주파수 수렴 후에는 +1 또는 -1 중의 한 값만 출력하여 상기 제 1 저역통과 필터(305)의 출력 신호를 제한한다.Thereafter, the limiter 306 receives the output signal of the first low pass filter 305 and outputs a value of +1 or -1 before frequency synchronization convergence, and one of +1 or -1 after frequency convergence. Only a value is output to limit the output signal of the first low pass filter 305.

그리고, 상기 리미터(306)의 출력은 두 방향으로 나뉘어 하나는 곱셈기(311)로 입력되어 허수부의 신호(Q") 또는 제 2 저역통과 필터(309)를 통과하여 대역이 제한된 허수부의 신호와 곱해져 주파수 및 위상 편차를 검출하는데 이용되고, 다른 하나는 본 발명에 따른 동기 검출기(307)에 입력된다.In addition, the output of the limiter 306 is divided in two directions, one of which is input to the multiplier 311 and passes through the imaginary part signal Q ″ or the second low pass filter 309 to multiply the signal of the imaginary part of which the band is limited. And is used to detect frequency and phase deviation, the other being input to a sync detector 307 according to the present invention.

상기 동기 검출기(307)는 매시간 +1과 -1로 한정된 값을 출력하는 리미터(304)의 출력의 합과 그에 대한 절대값을 이용하여 상황에 따른 적절한 주파수 동기 수렴점을 찾아내며 수렴 전에는 0을, 수렴 후에는 1을 출력하여 모드 선택기(310)의 스위치(308)를 제어한다. 이 때, 본 발명에 따른 동기 검출기(307)는 반송파 복원부로 입력되는 신호의 주파수 옵셋의 양에 따라 자동적으로 문턱값을 조절하여 주파수 동기를 검출하는 특징이 있다.The sync detector 307 finds an appropriate frequency sync convergence point according to the situation by using the sum of the output of the limiter 304 outputting the value limited to +1 and -1 every hour and the absolute value thereof. After convergence, 1 is output to control the switch 308 of the mode selector 310. At this time, the synchronization detector 307 according to the present invention has a feature of detecting frequency synchronization by automatically adjusting a threshold value according to the amount of frequency offset of the signal input to the carrier recovery unit.

한편, 상기 복소주파수 곱셈기(304)를 통과한 허수부의 신호(Q")는 상기 모드 선택기(310)를 통과하게 되는데, 모드 선택기(310)의 스위치(308)는 동기 검출기(307)로부터 제어 신호를 입력받아 주파수 동기 수렴 전에는 상기 허수부의 신호를 그대로 통과시켜 빠른 주파수 동기 수렴이 이루어지도록 하고, 주파수 동기 수렴 후에는 제 2 저역통과 필터(309)를 통과시켜 모든 주파수 대역에 낮게 깔려있는 잡음 성분을 제 2 저역통과 필터(309)의 대역폭으로 제한함으로써 잡음 대역을 감소시킨다.On the other hand, the signal Q " of the imaginary part passing through the complex frequency multiplier 304 passes through the mode selector 310. The switch 308 of the mode selector 310 controls the control signal from the sync detector 307. After inputting the signal, the imaginary part of the imaginary part passes through the signal as it is, so as to achieve fast frequency synchronization, and after the frequency synchronization, the second low pass filter 309 passes through the noise component that is low in all frequency bands. The noise band is reduced by limiting the bandwidth of the second lowpass filter 309.

도 4 는 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 중 동기 검출기(307)의 동작 설명도이다.4 is an explanatory diagram of the operation of the synchronous detector 307 of the adaptive frequency phase detection device with low phase noise according to the present invention.

도 4 에 도시된 바와 같이, 좌측 그래프는 리미터의 출력값의 합을 나타내는 그래프로 주파수 수렴 전에는 +1과 -1의 기울기를 가지고 움직이던 출력이 주파수 수렴 후에는 +1 또는 -1 중 하나의 기울기로 일정하게 유지되고 있고, 우측 그래프는 좌측의 결과에 대하여 절대값을 취한 그래프로 수렴 후에는 반드시 +1의 일정한 기울기로 유지된다.As shown in FIG. 4, the left graph shows the sum of the output values of the limiter. The output moving with a slope of +1 and -1 before the frequency convergence has a slope of either +1 or -1 after the frequency convergence. It is kept constant, and the graph on the right is a graph that takes an absolute value with respect to the result on the left. After convergence, it is always kept at a constant slope of +1.

상기 동기 검출기(307)의 동작은 크게 두 과정으로 나뉘어진다. 예를 들어, 도 4의 (a) 그래프를 설명하면, 첫번째 과정은 수렴전의 동작 과정으로서 'a' 점과 같은 최대값을 찾는 동작을 수행한다. 이를 위해 최대값을 저장하기 위한 임시 버퍼를 하나 두고 매 심볼마다 현재 심볼 값과 버퍼에 저장된 심볼 값을 비교하여 큰 값을 다시 버퍼에 넣는 동작을 반복함으로써 수렴 전의 구간에서 최대값을 검출한다. 두번째 과정은 수렴후의 동작 과정으로서 동기 루프가 일정한 수렴값을 유지하게 되어 일정한 기울기 1을 가지는 구간이 나타났을 때, 현재의 심볼 값과 첫번째 과정에서 버퍼에 저장된 최대값(a)을 비교하여 일치하는 값(b)에 도달하면 이 점을 수렴점으로 판단하고 모드를 전환하게 된다. 이와같은 특징으로 인하여 모드 전환시 별도의 문턱값을 설정해 주지 않더라도 상황에 따라 적응적으로 문턱값을 추정하여 모드를 전환할 수 있다.The operation of the sync detector 307 is largely divided into two processes. For example, referring to the graph of FIG. 4A, the first process is an operation process before convergence and performs an operation of finding a maximum value such as a point 'a'. To this end, a temporary buffer is stored to store the maximum value, and the maximum value is detected in the section before convergence by comparing the current symbol value with the symbol value stored in the buffer and inserting a large value back into the buffer for each symbol. The second process is the post-convergence operation. When the synchronization loop maintains a constant convergence value and a section with a constant slope 1 appears, the current symbol value is compared with the maximum value (a) stored in the buffer in the first process. When the value (b) is reached, this point is determined as a convergence point and the mode is switched. Due to such a feature, even if a separate threshold value is not set at the time of mode switching, the mode can be switched by adaptively estimating the threshold value according to the situation.

도 5 는 본 발명에 따른 위상잡음이 낮은 적응형 주파수 위상 검출 장치 중 동기 검출기(307)의 일실시예 상세 구성도이다.5 is a detailed block diagram of an embodiment of a synchronization detector 307 of an adaptive frequency phase detection device with low phase noise according to the present invention.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동기 검출기(307)는, 상기 리미터(306)의 출력을 더하여 값을 누적시키기 위한 누적기(503), 상기 누적기(503)의 출력값의 최대값을 인지하여 주파수 동기 여부를 판단하는데 이용할 수 있도록 상기 누적기(503)의 출력값을 절대값으로 변환시키기 위한 절대값 변환기(504), 상기 절대값 변환기(504)의 출력값을 입력받아 과거의 값과 현재 입력되는 값을 비교하여 과거의 값이 클 경우에는 과거값을 최대값으로서 루프 안에 유지하고, 현재의 값이 클 경우에는 현재값을 최대값으로 루푸 안에 유지하고 루프 밖으로 신호를 출력하기 위한 비교기(511), 및 상기 절대값 변환기(504)의 현재값이 과거값보다 클 경우 루프 밖으로 출력된 비교기(511)의 신호에 따라 모드 선택기(310)의 스위치(308)를 제어하기 위한 스레쉬홀드 검출기(512)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the sync detector 307 according to the present invention includes an accumulator 503 for accumulating values by adding an output of the limiter 306 and a maximum value of an output value of the accumulator 503. The absolute value converter 504 for converting the output value of the accumulator 503 into an absolute value and the output value of the absolute value converter 504 are inputted to be used to determine whether the frequency is synchronized or not. Comparators for comparing the current input value and keeping the past value as the maximum value in the loop if the past value is large, and keeping the current value as the maximum value in the loop if the current value is large and outputting the signal out of the loop. 511 and a threshold for controlling the switch 308 of the mode selector 310 according to the signal of the comparator 511 output out of the loop when the present value of the absolute value converter 504 is larger than the past value. detection And a 512. The

상기 누적기(503)는, 상기 리미터(306)의 출력값을 더하는 덧셈기(501)와 상기 덧셈기(501)의 출력값을 지연시킨 후에, 그 지연된 값을 다시 덧셈기(501)에 입력시키는 지연기(502)를 포함한다.The accumulator 503 delays the adder 501 adding the output value of the limiter 306 and the output value of the adder 501, and then delays the delayed value to the adder 501. ).

상기 비교기(511)는, 상기 절대값 변환기(504)의 출력값과 제 1 지연기(507)로부터의 과거값을 입력받아 비교하는 제 1 비교기(505), 상기 제 1 비교기(505)와 같은 동작을 하는 제 2 비교기(506), 상기 절대값 변환기(504)의 출력값과 상기 제 1 비교기(505)의 출력값을 곱하는 제 1 곱셈기(509), 상기 제 2 비교기(506)의 출력값과 제 2 지연기(508)의 출력값을 곱하는 제 2 곱셈기(510), 상기 제 1 곱셈기(509)의 출력값과 상기 제 2 곱셈기(510)의 출력값을 더하는 덧셈기(511), 상기 덧셈기(511)의 출력값을 입력받아 그 값을 제 1 및 제 2 비교기(505,506)에 입력하는 제 1 지연기(507), 및 상기 덧셈기(511)의 출력값을 입력받아 그 값을 제 2 곱셈기(510)에 입력하는 제 2 지연기(508)를 포함한다.The comparator 511 may operate in the same manner as the first comparator 505 and the first comparator 505 that receive and compare an output value of the absolute value converter 504 and a past value from the first delay unit 507. The second comparator 506, the first multiplier 509 to multiply the output value of the absolute value converter 504 and the output value of the first comparator 505, the output value and the second delay of the second comparator 506 Input the second multiplier 510 to multiply the output value of the unit 508, the adder 511 to add the output value of the first multiplier 509 and the output value of the second multiplier 510, the output value of the adder 511 A second delay 507 that receives the first and second comparators 505 and 506 and inputs an output value of the adder 511 to the second multiplier 510. Group 508.

상기 누적기(503)는 매 순간 입력들의 합을 구하여 현재값으로 삼고, 절대값 변환기(504)에서는 상기 누적기(503)에서 누적한 값을 절대값으로 변환하여 그 절대값을 현재값으로하여 비교기(512)로 입력한다. 제 1 비교기(505) 및 제 2 비교기(506)에서는 현재값과 버퍼 역할을 하는 제 1 지연기(507)와 제 2 지연기(508)에 유지되어 있는 과거값을 비교하여 현재값이 과거값보다 작을 경우 제 1 비교기(505)에서는 0을 제 2 비교기(506)에서는 1을 출력하여 최대값이 루프 안에 유지되도록 하고, 현재값이 과거값보다 클 경우 반대로 제 1 비교기(505)에서는 1을 제 2 비교기(506)에서는 0을 출력하여 현재값이 최대값으로서 루프 안에 유지되도록 하고 스레쉬홀드 검출기(513)에 1을 전달하여 모드 선택기(310)의 스위치(308)에 제어 신호를 출력하도록 한다.The accumulator 503 calculates the sum of the inputs at every instant and uses the present value. The absolute value converter 504 converts the value accumulated by the accumulator 503 into an absolute value and converts the absolute value to the present value. Input to comparator 512. In the first comparator 505 and the second comparator 506, the present value is compared with the past value held in the first delayer 507 and the second delayer 508 serving as a buffer, and the present value is the past value. If smaller, the first comparator 505 outputs 0 and the second comparator 506 outputs 1 to maintain the maximum value in the loop.If the current value is greater than the past value, the first comparator 505 returns 1. The second comparator 506 outputs 0 to maintain the current value in the loop as the maximum value, and passes 1 to the threshold detector 513 to output the control signal to the switch 308 of the mode selector 310. do.

이와 같은 제어 신호, 즉 동기 검출기(307)의 출력은, 복소주파수 곱셈기(304)를 통과한 허수부 신호(Q")에 연결된 모드 선택기(310)의 스위치(308)를 제어하여 주파수 동기 수렴 전에는 제 2 저역통과 필터(309)를 연결하지 않고 주파수 동기 수렴 후에는 제 2 저역통과 필터(309)를 연결한다. 따라서, 본 발명에 따른 주파수 위상 검출 장치는, 동일한 루프 필터를 갖는 조건에서 보상할 수 있는 주파수 옵셋의 크기와 수렴 속도가 종래의 방식과 동일하면서도 주파수 동기 수렴 후의 추적과정에서 위상잡음이 줄어들어 복원된 반송파의 위상잡음을 제거하는 효과가 있다.This control signal, i.e., the output of the sync detector 307, controls the switch 308 of the mode selector 310 connected to the imaginary part signal Q "passed through the complex frequency multiplier 304 before the frequency sync convergence. After the frequency synchronization convergence without connecting the second low pass filter 309, the second low pass filter 309 is connected. Thus, the frequency phase detection device according to the present invention can compensate under conditions having the same loop filter. Although the size and frequency of convergence can be the same as in the conventional method, the phase noise is reduced in the tracking process after the frequency synchronization, thereby eliminating the phase noise of the restored carrier.

한편, 주파수 동기가 검출되면 위상 옵셋을 검출하는데 검출된 위상 옵셋 신호 역시 루프필터(109)를 거쳐 수치제어 발진부(110)에 입력되어 위상 옵셋을 보상하게 된다. 상기와 같은 위상 검출 과정은 주파수 검출 과정과 동일하므로 상세히 설명하지 않기로 한다.On the other hand, when frequency synchronization is detected, the phase offset signal detected to detect the phase offset is also input to the numerically controlled oscillator 110 through the loop filter 109 to compensate for the phase offset. The phase detection process as described above is the same as the frequency detection process and will not be described in detail.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은, 무선통신시스템의 수신단에서 반송파를 복원하는 경우 변화하는 입력 신호에 따라 적응적으로 주파수 동기 수렴점을 찾아내고, 그 결과에 따라 주파수 동기 수렴 전에는 허부수에 저역통과 필터를 선택적으로 연결하지 않고 주파수 동기 수렴 후에는 허수부에 저역통과 필터를 선택적으로 연결하여 위상잡음을 감소시켜 복원된 신호의 신호대 잡음비를 높임으로써, 에러 발생율을 낮출 수 있는 우수한 효과가 있다.As described above, the present invention adaptively finds a frequency synchronization convergence point in accordance with a changing input signal when the carrier is restored at a receiving end of the wireless communication system, and according to the result, a lowpass filter is applied to the imaginary number before the frequency synchronization convergence. After the frequency synchronization convergence without selective connection, the low pass filter is selectively connected to the imaginary part to reduce the phase noise to increase the signal-to-noise ratio of the restored signal, thereby reducing the error occurrence rate.

Claims (7)

적응형 주파수 위상 검출 장치에 있어서,In the adaptive frequency phase detection device, 수신 파일럿 신호와 발진 신호를 입력받아 복소주파수 곱셈을 수행하기 위한 복소주파수 곱셈 수단;Complex frequency multiplication means for receiving a received pilot signal and an oscillation signal and performing complex frequency multiplication; 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 실수부 신호의 위상을 변환시키기 위한 위상 변환 수단;Phase shifting means for shifting a phase of a real part signal among the output signals of said complex frequency multiplication means; 상기 위상 변환 수단으로부터의 출력 신호를 제한하여 주파수 동기 수렴 전과 후에 서로 다른 신호를 출력하기 위한 리미팅 수단;Limiting means for outputting different signals before and after frequency synchronization convergence by limiting the output signal from said phase shifting means; 상기 리미팅 수단의 출력을 입력받아 적응적으로 동기 수렴 여부를 검출하기 위한 동기 검출 수단;Sync detection means for adaptively detecting whether the sync converged with the output of the limiting means; 상기 동기 검출 수단에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 허수부 신호의 대역을 선택적으로 제한하기 위한 모드 선택 수단; 및Mode selection means for selectively limiting the band of the imaginary part signal among the output signals of the complex frequency multiplication means by using whether or not the synchronization detection is detected by the synchronization detection means; And 상기 리미팅 수단의 출력과 상기 모드 선택 수단의 출력을 곱하기 위한 곱셈 수단Multiplication means for multiplying the output of the limiting means and the output of the mode selection means 을 포함하는 적응형 주파수 위상 검출 장치.Adaptive frequency phase detection device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 동기 검출 수단은,The synchronization detecting means is 상기 리미팅 수단의 출력을 입력받아, 입력되는 값들을 계속 누적하기 위한 누적 수단;Accumulating means for receiving an output of the limiting means and continuously accumulating the input values; 상기 누적 수단의 출력값을 절대값으로 변환시키기 위한 절대값 변환 수단;Absolute value converting means for converting the output value of the accumulation means into an absolute value; 상기 절대값 변환 수단의 출력값을 입력받아 과거의 값과 현재 입력되는 값을 비교하여 과거의 값이 클 경우에는 과거값을 최대값으로서 루프 안에 유지하고, 현재의 값이 클 경우에는 현재값을 최대값으로 루프 안에 유지하고 루프 밖으로 신호를 출력하기 위한 비교 수단; 및The output value of the absolute value converting means is input and the past value is compared with the currently input value. If the past value is large, the past value is kept in the loop as the maximum value, and if the present value is large, the current value is maximum. Comparison means for keeping the value in the loop and outputting the signal out of the loop; And 상기 비교 수단의 출력 신호를 입력받아 상기 모드 선택 수단으로 제어 신호를 전달하기 위한 스레쉬홀드 검출 수단Threshold detection means for receiving the output signal of the comparison means and transmitting a control signal to the mode selection means 을 포함하는 적응형 주파수 위상 검출 장치.Adaptive frequency phase detection device comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 모드 선택 수단은,The mode selection means, 상기 동기 검출 수단에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 허수부 신호를 동기 수렴 전에는 통과시키고 동기 수렴 후에는 필터링 수단으로 스위칭하기 위한 스위칭 수단; 및Switching means for passing an imaginary part signal of the output signal of the complex frequency multiplication means before synchronous convergence and switching to a filtering means after synchronous convergence, with or without synchronous convergence detection in the synchronous detection means as a control signal; And 상기 스위칭 수단의 스위칭에 따라 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 허수부 신호를 입력받아 통과 대역을 제한하기 위한 상기 필터링 수단The filtering means for limiting a pass band by receiving an imaginary part signal of an output signal of the complex frequency multiplication means according to the switching of the switching means 을 포함하는 적응형 주파수 위상 검출 장치.Adaptive frequency phase detection device comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 위상 변환 수단은,The phase conversion means, 상기 복소주파수 곱셈 수단의 출력 신호 중 실수부 신호의 주파수 옵셋 크기에 따라 주파수 위상을 90도 변환시키는 저역통과 필터인 것을 특징으로 하는 적응형 주파수 위상 검출 장치.And a low pass filter converting the frequency phase by 90 degrees according to the frequency offset of the real part signal among the output signals of the complex frequency multiplication means. 적응적인 주파수 위상 검출 방법에 있어서,In the adaptive frequency phase detection method, 복소주파수 곱셈기가 수신 파일럿 신호와 발진 신호를 입력받아 복소주파수 곱셈을 수행하는 제 1 단계;A first step in which the complex frequency multiplier receives the received pilot signal and the oscillation signal and performs complex frequency multiplication; 상기 복소주파수 곱셈기에서 복소주파수 곱셈 수행으로 출력된 신호 중 실수부 신호의 위상을 변환시키는 제 2 단계;A second step of converting a phase of a real part signal among signals output by complex frequency multiplication by the complex frequency multiplier; 리미터가 상기 위상이 변환된 실수부 신호를 제한하여 주파수 동기 수렴 전과 후에 서로 다른 신호를 출력하는 제 3 단계;A third step of limiting the phase shifted real part signal to output a different signal before and after frequency synchronization convergence; 동기 검출기가 상기 리미터의 출력을 입력받아 적응적으로 주파수 동기 수렴 여부를 검출하는 제 4 단계;A fourth step of receiving, by the sync detector, the output of the limiter and adaptively detecting whether or not the frequency sync is converged; 모드 선택기가 상기 동기 검출기에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어 신호로하여 상기 복소주파수 곱셈기의 출력 신호 중 허수부 신호의 대역을 선택적으로 제한하는 제 5 단계; 및A fifth step of selectively selecting a band of the imaginary part signal among the output signals of the complex frequency multiplier by using a mode selector as a control signal as to whether or not the sync detector detects sync convergence; And 상기 리미터의 출력과 상기 모드 선택기의 출력을 곱하는 제 6 단계A sixth step of multiplying the output of the limiter by the output of the mode selector 를 포함하는 적응적인 주파수 위상 검출 방법.Adaptive frequency phase detection method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 4 단계는,The fourth step, 누적기가 상기 리미터의 출력을 입력받아, 입력되는 값들을 계속 누적하는 제 7 단계;A accumulator receives the output of the limiter and continuously accumulates the input values; 상기 누적기의 출력값을 절대값으로 변환시키는 제 8 단계;An eighth step of converting the output value of the accumulator to an absolute value; 비교기가 상기 절대값으로 변환된 출력값을 입력받아, 과거의 값과 현재 입력되는 값을 비교하여 과거의 값이 클 경우에는 과거값을 최대값으로 루프 안에 유지하고, 현재의 값이 클 경우에는 현재값을 최대값으로 루프 안에 유지하고 루프 밖으로 신호를 출력하는 제 9 단계; 및The comparator receives the output value converted into the absolute value, compares the past value with the current input value, and keeps the past value as the maximum value in the loop if the past value is large, and if the current value is large, A ninth step of keeping the value at the maximum in the loop and outputting a signal out of the loop; And 스레쉬홀드 검출기가 상기 비교기의 출력을 입력받아 상기 모드 선택기를 제어하는 제 10 단계A tenth step in which a threshold detector receives the output of the comparator and controls the mode selector 를 포함하는 적응적인 주파수 위상 검출 방법.Adaptive frequency phase detection method comprising a. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 제 5 단계는,The fifth step, 스위치가 상기 동기 검출기에서의 동기 수렴 검출 여부를 제어신호로 하여 상기 복소주파수 곱셈기의 출력 신호 중 허수부 신호를 동기 수렴 전에는 통과시키고 동기 수렴 후에는 필터로 스위칭하는 제 11 단계; 및An eleventh step, wherein the switch passes the imaginary part signal of the output signal of the complex frequency multiplier before synchronous convergence and switches to a filter after synchronous convergence, using whether the synchronization detector detects synchronous convergence in the synchronous detector; And 상기 필터가 상기 스위치의 스위칭에 따라 상기 복소주파수 곱셈기의 출력 신호 중 허수부 신호의 통과 대역을 제한하는 제 12 단계A twelfth step of the filter limiting a pass band of an imaginary part signal of an output signal of the complex frequency multiplier according to switching of the switch 를 포함하는 적응적인 주파수 위상 검출 방법.Adaptive frequency phase detection method comprising a.
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