KR20060030236A - 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 방송 수신기의 반송파 복구를 위한 반송파 복구 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 수신된 신호에 포함된 파일롯을 이용하여 주파수 / 위상 에러를 추정하는 중간 처리부와, 상기 파일롯 전력값이 기설정 전력보다 작으면 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추정하고, 상기 추정된 주파수 / 위상 에러값에 따라 주파수 복구하는 결정 지향 반송파 복구부를 포함하여 구성되는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치를 제공한다. 따라서, 고스트에 의해 주파수 스펙트럼 상에 파일롯이 없어지는 경우에도 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추적하게 되어 반송파를 복구하는 효과가 있다.

VSB, 반송파(주파수) 복구, 위상, 주파수 오프셋

Description

디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치 및 방법{Method of carrier recovery in digital broadcast receiver and Apparatus of the same}

도 1은 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구 장치의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 일반적인 VSB RF 스펙트럼을 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부를 장착한 VSB 수신기의 전체 구성을 나타낸 블록도

도 4는 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부의 구성을 나타낸 블록도

도 5는 본 발명에 따른 결정 지향 위상 에러 검출기의 구성을 나타낸 블록도

도 6은 본 발명에 따른 바이어스 위상 오프셋 보정기의 구성을 나타낸 블록도

도 7은 본 발명에 따른 파일롯 전력 검출기의 구성을 나타낸 블록도

도 8은 본 발명에 따른 중간 처리부의 구성을 나타낸 블록도

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부의 주파수 오프셋 추적 능력을 나타낸 그래프

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 전처리부 200 : 결정 지향 반송파 복구부

210 : 결정 지향 위상 에러 검출기 220 : 바이어스 위상 오프셋 보정기

230 : 멀티플렉서 240 : 파일롯 전력 검출기

250 : 루프 필터 260 : 수치제어 발진기

270 : 주파수 포착 및 추적기 300 : 중간 처리부

400 : 후처리부

본 발명은 주파수 복구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파일롯이 고스트에 의해 존재하지 않게 되는 경우에도 반송파의 주파수 오프셋을 추적할 수 있는 디지털 방송 수신기의 주파수 복구 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수신단에서 이루어지는 반송파 복구 방법에는 크게 2가지의 방법이 있는 바, 그 하나는 변조된 신호로부터 직접적으로 반송파의 주파수와 위상을 추정하는 방법으로 이러한 방법은 디지털 방송 시스템의 케이블 전송 시스템인 QAM(Quadrature Amplitude Modulaton) 및 PSK(Phase Shift Keying)의 반송파 복구에 사용된다.

다른 하나는 파일롯(Pilot) 신호가 스펙트럼 상에 존재하여 수신 단에서 이를 추출함으로써 국부 발진기의 출력 주파수와 위상을 수신 신호에 동기시키는 방법으로, 이러한 방법은 디지털 방송 시스템의 지상파 전송 시스템인 VSB(Vestigial Side Band)의 반송파 복구에 사용된다.

상기 VSB의 반송파 복구는 HDTV 지상파 전송 시스템의 VSB 수신기에서 사용되며, 상기 수신기에 장착되는 반송파 복구부는 튜너(Tuner)나 RF 발진기에서 발생되는 수백 KHz의 주파수 오프셋(Frequency Offset, Δω)을 잔류 위상 잡음(Phase Jitter, Δθ)을 최소화하는 방향으로 빠른 시간 안에 포착(Acquisition) 및 추적(Tracking)해야 한다. 또한, 낮은 SNR과 고스트가 심한 채널에서도 신뢰성 높은 포착 및 추적 동작을 수행해야 한다. 이때, 일반적으로 상기 포착(Acquisition)이란 비교적 넓은 범위의 주파수 오프셋을, 추적(Tracking)이란 매우 낮은 범위의 주파수 오프셋을 추정하는 것을 의미한다.

따라서, 이러한 반송파 복구부의 포착 및 추적 성능은 일반적으로 파일롯 기반 반송파 복구부의 주파수 위상 검출기 알고리즘과 PLL(Phase Lock Loop)의 구현 방법에 의해 결정된다.

그러나, 상기 VSB 방식은 수신 채널 상에 심한 다중 경로(Multipath fading)가 존재하면 상기 VSB 신호 특성상 원할한 수신이 쉽지 않게 된다. 이는, 채널 등화기 성능에 의한 수신 불능 상태와, 스펙트럼상에 존재하는 파일럿 정보를 이용하여 반송파 복구를 수행하는 반송파 복구부의 주파수 포착(acquisition) 및 추적(tracking) 성능 열화에 기인한다. 이를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1과 같이, 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구 장치는, 전처리 부(Pre-processing, 미도시)를 통해 디지털 변환되고, I 및 Q 신호가 분리된 신호를 입력받아 파일롯 추출용 기저대역 필터(20)를 통해 파일롯의 크기를 검출함으로써, 상기 검출된 파일롯의 크기를 이용하여 주파수 및 위상 에러를 검출하도록 동작하게 된다.

따라서, 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구 장치는 채널 환경에 따른 파일롯의 크기에 따라 주파수 오프셋의 포착 및 추적 성능이 결정되어 지며, 특히 0dB에 가까운 고스트(ghost)가 파일롯 위치에 존재하게 되면 상기 파일롯의 크기를 검출하는 기저대역 필터(20)의 결과는 거의 영(zero)에 가까워지게 된다.

이 때문에, 상기 파일롯의 크기를 이용하여 주파수 및 위상 정보를 추출하는 방법으로는 근본적으로 해당 주파수 오프셋을 포착 및 추적하기에는 불가능해지며, 후단의 주파수 및 위상 검출기(50)의 이득(Gain)을 아무리 조절해도 근본적인 문제는 해결할 수 없게 된다.

실제 수신 환경에서는 0dB에 가까운 고스트가 아주 느린 속도로 스펙트럼 상에 존재하며, 이를 보통 정적 고스트(static ghost, 10Hz 이하)라 한다. 상기 정적 고스트가 존재하는 경우 종래 파일롯 기반의 반송파 복구 장치는 파일롯 위치에서 벗어나 있는 고스트에 대해서는 포착 및 추적이 가능하지만, 시간이 지남에 따라 상기 고스트가 파일롯 위치로 접근하게 되어 파일롯의 양이 점점 영에 가까워지면 반송파 복구 장치는 추적 기능을 상실하게 되며 결국 수신기 전체의 수신 불능 상태로 이어지게 된다. 상기 파일롯 위치에 발생한 고스트는 첨부한 도 2에 도시하였다.

도 2와 같이, 0dB에 가까운 고스트가 파일롯에 생기면 파일롯 기반의 반송파 복구부는 근본적으로 해당 주파수 오프셋에 대한 포착 및 추적이 불가능해진다. 즉, 도 2는 VSB RF 스펙트럼을 나타낸 도면으로, 도 2의 (b)와 같이 파일롯 위치에 고스트가 발생하는 경우 파일롯 기반의 반송파 복구는 불가능해지는 것이다

따라서, 채널 등화기가 보상할 수 있는 채널 환경에서도 반송파 복구 장치가 반송파 주파수 오프셋을 포착 및 추적할 수 없게 되면, 전체 VSB 수신기는 해당 채널 환경에 대해서 수신 불능 상태가 되며, 이와 같은 현상은 현재가지 구현된 VSB 수신기의 현실이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주파수의 추적 모드에서 파일롯이 없어지는 채널 환경에서도 반송파 주파수 오프셋을 추적할 수 있는 반송파 복구 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수신된 신호에 포함된 파일롯을 이용하여 주파수 / 위상 에러를 추정하는 중간 처리부와, 상기 파일롯 전력값이 기설정 전력보다 작으면 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추정하고, 상기 추정된 주파수 / 위상 에러값에 따라 주파수 복구하는 결정 지향 반송파 복구부를 포함하여 구성되는 VSB 수신기의 반송파 복구 장치를 제공한다.

상기 중간 처리부는, 상기 주파수 복구된 신호를 입력받아 타이밍 복원하는 타이밍 복구부와, 신호 왜곡을 보상하기 위한 채널 등화기와, 상기 채널 등화기 출 력 신호의 위상을 분리하는 위상 분리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 결정 지향 반송파 복구부는, 상기 중간 처리부에서 등화되고 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 입력받아 결정기를 통해 결정하고, 상기 결정된 값과의 차를 통해 위상 에러를 검출하는 결정 지향 위상 에러 검출기와, 상기 주파수 복구된 신호에서 파일롯 전력을 검출하여 기설정 전력값과 비교하는 파일롯 전력 검출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 결정 지향 위상 에러 검출기는, 상기 등화되고 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 입력받아 각각 내부의 여러 소정 레벨 중 거리가 가장 가까운 신호 레벨로 결정하여 출력하는 결정기와, 상기 결정기를 통해 각각 결정된 신호(dI, dQ)와 상기 등화기의 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 곱하는 각각의 곱셈기와, 상기 각각의 곱셈기 출력값의 차를 구하여 결정 지향 위상 에러값을 출력하는 뺄셈기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 결정 지향 반송파 복구부는, 상기 파일롯을 이용한 주파수 오프셋 추정과 결정 지향방식의 위상 에러 추정간 모드 전환시 위상 오차의 바이어스를 보정하는 바이어스 위상 오프셋 보정기를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 수신된 신호에 포함된 파일롯을 이용하여 주파수 / 위상 에러를 추정하는 단계와, 상기 파일롯 전력값이 기설정 전력보다 작으면 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추정하고, 상기 추정된 주파수 / 위상 에러값을 이용하여 주파수 복구하는 단계를 포함하여 이루어지는 VSB 수신기의 반송파 복구 방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 고스트에 의해 주파수 스펙트럼 상에 파일롯이 없어지는 경우에도 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추적하게 되어 반송파를 복구하는 효과가 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

아울러 본발명에서 사용되는 용어는 가능한한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본발명을 파악하여야 됨을 밝혀두고자 한다. 관련하여 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 반송파 복구와 주파수 복구는 같은 의미로 사용됨을 밝혀둔다.

도 3은 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부를 장착한 VSB 수신기의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3과 같이, 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부(200)는, 아날로그-디지털 변환기(A/D converter), 위상 분리기(Phase Splitter)등의 구성 블록을 포함하는 전처리부(Pre-processing)(100)와, 주파수의 포착 및 추적 모드에서 주파수 및 위상 정보를 추출하는 주파수 및 위상 추적기(Frequency Phase Lock Loop), 재샘플링기(Resampler), 타이밍 복구부(Timing Recovery), 등화기(Equalizer)등의 구성 블록을 포함하는 중간 처리부(300) 사이에 존재한다. 상기 중간 처리부(300)의 후단에는 에러 보정기(FEC)등의 후처리부(Post-processing)(300)가 존재한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 주파수의 포착(acquisition)은 상기 중간 처리부 (300)에서 이루어지며, 추적(tracking) 모드에서 고스트의 영향으로 파일롯의 전력이 기준 이하로 떨어지면 상기 결정 지향 반송파 복구부(200)를 사용하여 주파수 추적이 이루어지도록 동작하게 된다.

이러한 동작을 수행하는 상기 결정 지향 반송파 복구부(200)를 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 4와 같이, 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부(200)는, 중간 처리부(300)에서 등화되어 출력된 값을 입력 받아 결정기를 통해 결정하고 상기 결정된 값과의 차를 통해 위상 에러를 검출하는 결정 지향 위상 에러 검출기(DDPED : Decision-directed Phase Error Detector)(210)와, 파일롯 기반의 반송파 복구 모드에서 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부로의 모드 전환시 위상 오차의 바이어스 문제를 해결하기 위한 바이어스 위상 오프셋 보정기(Bias Phase Offset Corrector)(220)와, 주파수 복구된 신호에서 파일롯 전력을 검출하여 기설정 전력값과 비교하고 상기 비교 결과에 따라 파일롯 기반의 반송파 복구 모드와 결정 지향 반송파 복구 모드간 모드 전환 신호를 내보내는 파일롯 전력 검출기(Pilot Energy Detector)(240)와, 상기 모드 전환 신호에 따라 중간 처리부(300)의 반송파 복구 모드에서의 위상 에러값과 결정 지향 반송파 복구 모드에서의 위상 에러값 중 하나를 선택하여 출력하는 멀티 플렉서(MUX : Multiplexer)(230)와, 상기 위상 에러값을 입력받아 누적하는 루프 필터(Loop Filter)(250)와, 상기 누적된 에러값에 따라 상기 값을 보정하는 주파수를 내보내는 수치 제어 발진기(NCO : Numerical Controlled Oscillator)(260)와, 상기 수치 제어 발진기(260)의 출력 신호를 이용하여 전처리부(100)의 출력 신호에서 주파수를 복원하는 주파수 포착 및 추적기(270)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부(200)의 동작 관계를 살펴보면 다음과 같다. 이때, 해당 블록에 대한 설명의 편의를 위해 첨부한 도면을 참조하여 설명함을 밝혀둔다.

먼저, 중간 처리부(300)를 통해 타이밍 복구되고 등화된 신호는 결정 지향 반송파 복구부(200)의 결정 지향 위상 에러 검출기(210)로 입력된다. 상기 중간 처리부(300)의 내부 구성 및 동작 관계는 후술하기로 한다.

이때, 상기 결정 지향 위상 에러 검출기(210)로 입력되는 신호는 상기 중간 처리부(300) 내의 위상 분리기(PS : Phase Splitter)에서 힐버트 연산(Hilbert Transform) 과정을 거쳐 I와 Q 신호가 분리된 형태로 입력된다.(PS_I, PS_Q)

상기 신호를 입력받은 결정 지향 위상 에러 검출기(210)는 내부의 결정기를 통해 결정된 값과의 차를 위상 에러 값으로 출력하게 되는데, 이를 첨부한 도 5에 도시하였다.

도 5는 본 발명에 따른 결정 지향 위상 에러 검출기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5와 같이, 입력되는 PS_I 신호와 PS_Q 신호는 결정기(slicer)(211)로 입력되고, 상기 결정기(211)에서는 상기 신호를 입력받아 내부의 여러 소정 레벨 중 거리가 가장 가까운 신호 레벨로 판정(결정)하여 출력한다.

상기 결정기(211)를 통해 결정된 I(dI : decision I) 및 Q(dQ : decision Q) 신호는 각각 곱셈기(213, 215)에서 상기 PS_I 신호 및 PS_Q 신호와 곱해져 출력된다. 상기 각각의 곱셈기(213, 215) 출력은 뺄셈기(217)에서 그 차가 구해지며, 상기 차 값이 바로 결정 지향 위상 에러값(θ)이 된다.

상기 위상 에러값(θ)은 스케일 팩터(Scale Factor)부(219)에서 외부 이득(gain)에 따라 적정 크기로 스케일링되어 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)로 출력된다.

상기 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)는 앞서 언급한 바와 같이, 파일롯 기반의 반송파 복구 모드에서 결정 지향 반송파 복구 모드로의 전환시 상기 두 위상 에러 검출기간 위상 오차의 바이어스 문제를 해결하기 위한 블럭이다.

상기 위상 오차의 바이어스가 발생되면 중간 처리부(300)내 채널 등화기의 입력 성상(constellation)이 회전하게 되는 문제가 발생하게 되고, VSB 신호의 특성상 채널 등화기 입력 성상의 회전은 다음의 2가지 문제를 야기한다.

첫째는 타이밍 복구부의 추가적인 타이밍 오프셋을 발생시키게 되어, 그 회전량이 90도를 넘어서게 되면 타이밍 복구부는 타이밍 오프셋을 추적할 수 없게 되며, 둘째는 채널 등화기의 극성을 변화시켜 채널 등화기의 채널 추적 기능을 붕괴시킨다.

따라서, 상기 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)는 채널 등화기 입력 성상이 회전하지 못하도록 상기 결정 지향 위상 에러 검출기(210)의 출력값에 바이어스 양 만큼을 보정해주는 역활을 수행한다. 이를 첨부한 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 바이어스 위상 오프셋 보정기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 6과 같이, 중간 처리부(300)에서 타이밍 복원(Timing Recovery)된 신호(TR_I, TR_Q)는 바이어스 위상 오프셋 보정기(220) 내부 분산 최소 역회전기(Dispersion Minimization Derotator)(221)로 입력된다.

상기 분산 최소 역회전기(221)는 상기 TR_I 및 TR_Q 신호를 입력 받아 성상(constellation)이 회전되는 경우, 상기 회전하는 성상이 회전하지 못하도록 반대 방향으로 회전시켜주는 역할을 수행한다. 상기 반대 방향의 회전값은 사분면 검출기(Quarter Detector)(223)를 통해 성상의 사분면 상의 값으로 표현된다.

한편, 결정 지향 위상 에러 검출기(210)에서 출력되는 위상 에러값은 양값 검출기(Positive Detector)(227)에서 그 양의 값(주파수의 +영역)이 검출되고, 상기 양 값 및 위상 에러 값은 스케일링 제어기(Scaling Controller)(225)로 입력된다.

상기 스케일링 제어기(225)에서는 상기 사분면 검출기(223)의 출력값 즉, 성상의 반대 방향 회전값에 따라 상기 양 값(양 값에 대한 스케일링만 필요한 경우) 또는 위상 에러 값을 보정하여 출력한다(pedout_SBO, Scaled Bias Offset). 따라서, 상기 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)를 통해 중간 처리부(300)내 채널 등화기로의 입력 성상에 대한 회전을 방지하게 된다.

한편, 상기 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)를 통해 보정되어 출력되는 위상 에러값은 멀티 플렉서(MUX)(230)로 입력되며, 또한 중간 처리부(300)에서 처리된 파일롯을 이용한 주파수 / 위상 에러 검출값도 상기 멀티 플렉서(MUX)(230)로 입력된다.

상기 멀티 플렉서(230)는 파일롯 전력 검출기(240)의 모드 전환 신호에 따라 상기 결정 지항 위상 에러값 또는 파일롯을 이용한 주파수 / 위상 에러값 중 하나를 선택하여 출력한다.

이를 위해, 상기 파일롯 전력 검출기(240)는 주파수(반송파) 복구(Carrier Recovery)된 신호(CR_I, CR_Q)를 입력받아 상기 신호에 포함된 파일롯 전력 값을 검출하고, 상기 검출된 파일롯 전력 값에 따라 상기 모드 전환 신호를 출력하게 된다. 이를 첨부한 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 파일롯 전력 검출기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 7과 같이, 주파수 포착 및 추적기(270)를 통해 주파수 복구된 신호(CR_I, CR_Q)는 파일롯 전력 검출기(240)내 파일롯을 위한 기저대역 필터(LPF : Low Pass Filter)(241)로 입력된다. 상기 기저대역 필터(241)에서는 입력되는 신호 중 파일롯 신호만을 추출해내게 되고, 상기 추출된 파일롯 신호는 제곱기(Square)(243)를 통해 전력값으로 변환된다.

상기 변환된 파일롯 전력값은 락 검출기(Lock Detector)(245)로 입력되고, 상기 락 검출기(245)에서는 기설정된 전력값과 비교하여, 모드 전환 신호인 락/언락(Lock/Unlock) 신호를 멀티 플렉서(230)로 출력한다.

즉, 상기 파일롯 전력값이 기설정 전력값 이상이면 락 신호를 출력하여 상기 멀티 플렉서(230)를 통해 파일롯을 이용한 위상 에러값이 선택되도록 하고, 반대로 상기 파일롯 전력값이 기설정 전력값 미만이면 언락 신호를 출력하여 멀티 플렉서(230)에서 결정 지향 위상 에러값이 선택되도록 하는 것이다.

이와 같은 방법으로 상기 멀티 플렉서(230)에서 선택되어 출력되는 파일롯 기반의 주파수 / 위상 에러 값 또는 결정 지향 위상 에러 값은 루프 필터(Loop Filter)(250)로 입력된다.

상기 루프 필터(250)에서는 상기 위상 에러값을 누적하여 주파수 오프셋(△ω)을 생성하는 1차 디지털 기저 대역(Low-pass) 필터의 역활을 수행한다.

상기 생성된 주파수 오프셋(△ω)은 수치 제어 발진기(NCO)(260)에서 상기 주파수 오프셋(△ω)에 따라 상기 주파수 오프셋(△ω)을 보정할 수 있도록 디지털 방식으로 정현파(COS)와 여현파(SIN)를 생성한다.

상기 생성된 정현파(COS)와 여현파(SIN)는 주파수 포착 및 추적기(270)로 입력되고, 상기 주파수 포착 및 추적기(270)에서는 상기 생성된 정현파와 여현파로 전처리부(100)에서 생성된 대역 통과 디지털 신호(PB_Data)를 복조(Demodulation)하여 주파수 오프셋(△ω)이 포착 또는 추적되어 보정된 기저대역 디지털 신호를 출력한다.

한편, 본 발명에 따른 중간 처리부의 구성은 첨부한 도 8에 도시하였다.

도 8과 같이, 주파수 포착 및 추적기(270)로부터 주파수 복원된 신호(CR_I, CR_Q)는 중간 처리부(300)내 재샘플기(Resampler)(301)로 입력된다. 상기 재샘플기 (301)에서는 타이밍 복구부(Timing Recovery)(303)를 통해 타이밍 복원된 신호를 입력 받아 재샘플링(Resampling)하여 출력한다.

상기 출력된 신호는 데시메이터(decimator)(305)에서 샘플율(sample rate)이 변화되어 출력되고, 상기 데시메이터(305)의 출력값은 타이밍 복원된 신호(TR_I, TR_Q)로써 바이어스 위상 오프셋 보정기(220)로 입력된다.

또한, 상기 타이밍 복원된 신호는 결정 궤환 등화기(Decision Feedback EQualizer)(307)에서 신호 왜곡을 바로잡아 주게 되고, 이 신호는 위상 분리기(Phase Splitter)(309)에서 I와 Q 신호로 분리되어 후처리부(400) 및 본 발명에 따른 결정 지향 위상 에러 검출기(210)로 입력된다.

한편, 상기 주파수 복원된 신호(CR_I, CR_Q)는 FPLL(Frequency Phase Lock Loop)부(311)를 통해 포착 또는 추적 모드에서 파일롯을 이용하여 주파수 및 위상 에러값이 검출되어 출력된다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부의 주파수 오프셋 추적 능력을 알아보기 위해 도시한 것으로, 1 symbol : 0.1us, SNR : 0.0dB, 0.2Hz Dopler Ghost, 20.0dB AWGN(Additive White Gaussian Noise) 환경에서 측정한 결과를 나타낸 도면이다.

먼저 도 9는 파일롯 전력의 크기, 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구부 및 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부의 주파수 오프셋 추적 곡선을 비교 도시한 도면이다. 이때, 도 9의 상단 그래프는 타이밍 복구된 신호를, 하단의 그래프는 주파수 복구된 신호를 비교 도시하였다.

도 9에서 파일롯 전력의 크기를 나타내는 그래프를 통해 파일롯 전력의 크기가 150만 심볼 근처에서 거의 영(zero)에 가까워지고 있음을 알 수 있다.

이처럼 파일롯 전력의 크기가 거의 영에 다다르는 범위에서 종래 파일롯 기반의 반송파 복구부는 타이밍 복구된 신호 및 주파수 복구된 신호 모두 상기 범위에서 발산됨을 보여주고 있고, 이는 주파수 오프셋의 추적 능력이 상실됨을 의미한다.(도 9의 상단 및 하단 그래프에서 짙은색)

반면, 상기 파일롯 전력의 크기에 따라 종래 파일롯 기반의 반송파 복구부에서 제안된 결정 지향 반송파 복구부로의 추적 역할이 전환되면 주파수 오프셋의 추적 능력이 그대로 유지되고 있음을 보여준다.(도 9의 상단 및 하단 그래프에서 옅은색)

도 10은 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구부와 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부에서 추적 기능의 여부에 따른 SNR 변화량을 도시한 것으로, 도 10과 같이, 종래 기술에 따른 파일롯 기반의 반송파 복구부는 일정 영역에서 SNR 값이 사라지지만, 본 발명에 따른 결정 지향 반송파 복구부는 SNR 값이 일정하게 유지되고 있음을 알 수 있다.

도 11은 앞서 언급한 분산 최소 역회전기(DM derotator)의 위상 회전량을 나타낸 도면으로, 도 11을 통해 상기 분산 최소 역회전기가 바이어스된 위상 오차를 지속적으로 보상하고 있음을 알 수 있다.

한편, 본 발명은 파일롯 신호를 사용하는 디지털 방송 시스템에 적용 가능한바, VSB 방식에 한정되지 않음은 자명한 일이다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치 및 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 고스트에 의해 주파수 스펙트럼 상에 파일롯이 없어지는 경우에도 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추적하게 되어 효율적으로 반송파를 복구하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 수신된 신호에 포함된 파일롯을 이용하여 주파수 / 위상 에러를 추정하는 중간 처리부와,

   상기 파일롯 전력값이 기설정 전력보다 작으면 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추정하고, 상기 추정된 주파수 / 위상 에러값에 따라 주파수 복구하는 결정 지향 반송파 복구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 처리부는,

   상기 주파수 복구된 신호를 입력받아 타이밍 복원하는 타이밍 복구부와,

   신호 왜곡을 보상하기 위한 채널 등화기와,

   상기 채널 등화기 출력 신호의 위상을 분리하는 위상 분리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 결정 지향 반송파 복구부는,

   상기 중간 처리부에서 등화되고 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 입력받아 결정기를 통해 결정하고, 상기 결정된 값과의 차를 통해 위상 에러를 검출하는 결정 지향 위상 에러 검출기와,

   상기 주파수 복구된 신호에서 파일롯 전력을 검출하여 기설정 전력값과 비교 하는 파일롯 전력 검출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 결정 지향 위상 에러 검출기는,

   상기 등화되고 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 입력받아 각각 내부의 여러 소정 레벨 중 거리가 가장 가까운 신호 레벨로 결정하여 출력하는 결정기와,

   상기 결정기를 통해 각각 결정된 신호(dI, dQ)와 상기 등화기의 위상 분리된 출력값(PS_I,PS_Q)을 곱하는 각각의 곱셈기와,

   상기 각각의 곱셈기 출력값의 차를 구하여 결정 지향 위상 에러값을 출력하는 뺄셈기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 결정 지향 위상 에러 검출기는,

   상기 구해진 결정 지향 위상 에러값을 외부 이득의 크기에 따라 스케일링하여 출력하는 스케일 팩터부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 결정 지향 반송파 복구부는,

   상기 파일롯을 이용한 주파수 오프셋 추정과 결정 지향방식의 위상 에러 추정간 모드 전환시 위상 오차의 바이어스를 보정하는 바이어스 위상 오프셋 보정기 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 바이어스 위상 오프셋 보정기는,

   상기 타이밍 복원된 신호를 입력받아 성상이 회전되는 경우 상기 성상이 회전하지 못하도록 회전하는 성상의 반대 방향으로 회전시키는 분산 최소 역회전기와,

   상기 반대 방향의 회전값을 성상의 사분면 상의 회전값으로 변환시키는 사분면 검출기와,

   상기 사분면 검출기의 출력값을 이용하여 상기 결정 지향 위상 에러값을 보정하여 출력하는 스케일링 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 장치.
8. 수신된 신호에 포함된 파일롯을 이용하여 주파수 / 위상 에러를 추정하는 단계와,

   상기 파일롯 전력값이 기설정 전력보다 작으면 결정 지향 방식으로 위상 에러를 추정하고, 상기 추정된 주파수 / 위상 에러값을 이용하여 주파수 복구하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 반송파 복구 방법.

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