KR20110119119A

KR20110119119A - 잔류 측파대 신호를 처리하는 다이버시티 수신기

Info

Publication number: KR20110119119A
Application number: KR1020100038632A
Authority: KR
Inventors: 세르게이 지드코프; 김도한; 김범곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-11-02
Also published as: US20110261873A1; US8526542B2

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 다이버시티 수신기는, 제 1 VSB 신호를 수신하여 제 1 VSB 데이터로 변조하는 제 1 변조기, 제 2 VSB 신호를 수신하여 제 2 VSB 데이터로 변조하는 제 2 변조기, 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터의 시작점을 검출하여 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 동기시키는 경로 정렬 유닛, 그리고 동기된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각을 피드포워드 방식으로 필터링하고, 필터링된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 혼합하여 결정 피드백 방식으로 필터링하는 등화 처리를 수행하되, 상기 등화 처리를 선택된 섹션에 대해서 반복적으로 수행하는 듀얼 채널 등화기/디코더를 포함한다.

Description

잔류 측파대 신호를 처리하는 다이버시티 수신기{DIVERSITY RECEIVER FOR PROCESSING VSB SIGNAL}

본 발명은 디지털 방송 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 잔류 측파대 신호를 처리하는 다이버시티 수신기에 관한 것이다.

최근 방송 시스템은 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 급격히 대체되고 있다. 향후 몇 년 후에는 디지털 방송 시스템이 기존의 아날로그 방송 시스템을 완전히 대체할 것으로 전망된다.

디지털 방송 또는 디지털 통신 시스템의 이론 및 실무에서 부닥치는 중요한 문제 중 하나가 채널에서의 심벌간 간섭(Inter-symbol Interference: 이하, ISI)이다. 심벌간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 다양한 채널 등화 기법들이 개발되어 왔다. 예를 들면, MLSE(Maximum-Likelihood Sequence Estimation), LE(Linear Equalization) 그리고 DFE(Decision-Feedback Equalization) 등이 있다.

그리고 디지털 방송 시스템에서는 잡음에 의해서 발생하는 에러를 정정하기 위한 기술로 다양한 채널 부호 및 에러 정정 기법들이 사용된다. 특히, ATSC 8-VSB 방식의 디지털 TV 방송 시스템에서는 트랠리스 부호화 변조(Trellis-Coded Modulation: 이하, TCM)와 연계되는 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon Code)가 사용된다.

ATSC 8-VSB 방식의 디지털 TV 방송 시스템은 최초에 고정된 루프탑(Roof-Top) 안테나를 고려하여 디자인되었다. 따라서, ATSC 8-VSB 방식의 디지털 TV 방송 시스템은 유럽의 DVB-T 방식에 비하여 고화질(HD) 방송에는 유리한 반면에, 모바일 환경에서의 수신 성능이 상대적으로 불리한 특성이 있다. 따라서, 모바일 환경에서 수신 성능을 높이기 위한 ATSC 8-VSB 방식의 기술들이 개발되어 왔다. 모바일 환경에서 수신 성능을 높이기 위한 몇 가지의 표준들(DVB-H, MediaFLO, T-DMB, ATSC-M/H)이 대안으로 제안되었다.

모바일 환경에서 디지털 TV 수신기의 성능을 높이기 위한 핵심 기술은 등화기 모듈(Equalizer Module)이다. 등화기 모듈(Equalizer Module)은 모바일 환경에서 발생하는 채널의 다중 경로 효과를 보상할 수 있다. 모바일 환경에서의 채널의 다중 경로는 빠른 채널 환경의 변화로 나타난다. 다중 경로 효과를 극복하기 위해서, 등화기는 빠른 채널 환경에 고속으로 파라미터를 적응시켜야 한다. 또한, 모바일 환경에서 ATSC 8-VSB의 이동 수신 성능을 개선하기 위해 다이버시티 수신 방식을 사용할 수 있다. 복수의 수신 신호들 중 최적의 단일 복조 신호를 선택함으로써 수신 성능의 향상이 기대되기 때문이다. 하지만, 다이버시티 수신 방식과 고성능의 등화기 모듈을 동시에, 그리고 효율적으로 적용하는 것은 결코 용이하지 않다.

본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다중 경로와 시변 채널 환경에서 수신 데이터의 신뢰성을 높일 수 있는 디지털 TV 수신기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 다이버시티 수신기는, 제 1 VSB 신호를 수신하여 제 1 VSB 데이터로 변조하는 제 1 변조기, 제 2 VSB 신호를 수신하여 제 2 VSB 데이터로 변조하는 제 2 변조기, 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터의 시작점을 검출하여 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 동기시키는 경로 정렬 유닛, 그리고 동기된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각을 피드포워드 방식으로 필터링하고, 필터링된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 혼합하여 결정 피드백 방식으로 필터링하는 등화 처리를 수행하되, 상기 등화 처리를 선택된 섹션에 대해서 반복적으로 수행하는 듀얼 채널 등화기/디코더를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다이버시티 수신기는, 제 1 다이버시티 신호들을 수신하여 동기시키고, 동기된 제 1 다이버시티 신호들을 섹션 단위의 반복 등화 연산을 통해 제 1 신호대 잡음비와 제 1 등화기 출력을 생성하는 제 1 등화기/디코더, 그리고 제 2 다이버시티 신호들을 수신하여 동기시키고, 동기된 제 2 다이버시티 신호들을 섹션 단위의 반복 등화 연산을 통해 제 2 신호대 잡음비와 제 2 등화기 출력으로 생성하며, 상기 제 1 신호대 잡음비와 상기 제 2 신호대 잡음비를 참조하여 상기 제 1 등화기 출력과 상기 제 2 등화기 출력을 혼합하는 제 2 등화기/디코더를 포함하되, 상기 제 1 등화기/디코더와 상기 제 2 등화기/디코더는 서로 다른 칩 상에 형성된다.

이상과 같은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 TV의 수신기 및 그것의 데이터 처리 방법에 따르면, 다중 경로 및 시변 채널에서도 높은 신뢰도를 가지는 디지털 방송 데이터를 수신할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다이버시티 수신기를 보여주는 블록도;
도 2는 도 1의 듀얼 채널 등화기/디코더의 구조를 보여주는 블록도;
도 3은 본 발명의 다른 실시 예의 다이버시티 수신기를 보여주는 블록도;
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더의 구성 방법을 보여주는 블록도들;
도 5는 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(310)의 구조를 보여주는 블록도;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 칩 다이버시티 수신기를 보여주는 블록도;
도 7a 및 도 7b는 도 6의 칩들 간의 신호 처리 방법을 설명하는 블록도들;
도 8은 도 6의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)의 예를 보여주는 블록도; 그리고
도 9는 도 8의 최종단에 위치하는 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)를 보여주는 블록도이다.

앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.

이하에서는, ATSC 8-VSB 방식의 디지털 방송 전송 시스템이 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 한 예로서 사용될 것이다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다이버시티 수신기의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 다이버시티 수신기(100)는 제 1 및 제 2 튜너(110, 115), 제 1 및 제 2 복조기(120, 125), 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135), 제 1 및 제 2 FIFO(140, 145), 경로 정렬 유닛(150) 및 듀얼 채널 등화기/디코더(160)를 포함한다.

제 1 및 제 2 튜너(110, 115)는 다이버시티 안테나들로부터 전달되는RF 신호를 기저 대역으로 하향 변환(Down conversion)시킨다. 국부 발진기(Local oscillator, 미도시됨)에 의해서 생성되는 발진 주파수와 혼합(Mixing)되면, 반송파 대역의 RF 신호는 중간 주파수 대역으로 하향 변환(Down conversion)된다. 제 1 및 제 2 튜너(110, 115)는 각각 선택된 대역의 수신 신호를 고정된 중간 주파수(IF) 신호로 변경하여 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)에 제공할 수 있다.

제 1 및 제 2 복조기(120, 125)는 제 1 및 제 2 튜너(110, 115)에 의하여 중간 주파수 대역으로 하향 변환된 VSB 신호를 심벌 열(Symbol sequence)로 변환시킨다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)는 VSB 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(A/D Converter, 미도시됨)를 각각 포함할 수 있다. 그리고 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)는 디지털 신호를 송신기(미도시됨)의 채널 변조 방식에 대응하는 심벌들(또는, 비트 스트림)로 출력하게 될 것이다. 또한, 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)는 반송파 및 심볼의 타이밍 복구 동작을 수행한다. 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)에 의해서 처리된 신호는 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135)으로 각각 전달된다.

제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135)은 제 1 및 제 2 복조기(120, 125)에 의해서 복조된 VSB 데이터 프래임의 시작점을 각각 검출한다. 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135)은 2개의 VSB 데이터 프래임의 시작점에 대응하는 정보(C1, C2)를 경로 정렬 유닛(150)으로 전달한다. 그리고, 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135)은 복조된 VSB 데이터를 각각 제 1 및 제 2 FIFO(140, 145)로 전달한다.

경로 정렬 유닛(150)은 2개의 VSB 데이터의 시작점에 대응하는 정보(C1, C2)를 참조하여 시간차를 계산한다. 계산된 시간차를 이용하여 경로 정렬 유닛(150)은 제 1 및 제 2 FIFO(140, 145)의 지연을 제어한다. 서로 다른 채널을 통해서 수신된 비상관적인 2개의 VSB 데이터는 약간의 시간적인 오프셋을 가질 수 있다. 경로 정렬 유닛(150)은 2개의 VSB 데이터를 정렬하여 신호를 동기화시킨다. 동기화된 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂)는 듀얼 채널 등화기/디코더(160)에 전달된다.

듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂) 각각에 대한 적응 등화를 실시한다. 먼저, 듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 2개의 피드포워드 필터를 사용하여 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂) 각각을 필터링한다. 듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 이어서 필터링된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 결합하여 1개의 피드백 필터로 필터링한다. 필터링된 결합 신호는 TCM 디코딩, 디인터리빙, 그리고 리드-솔로몬 복호 절차를 거쳐서 전송 스트림(TS)으로 출력될 것이다. 여기서, 듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 피드포워드 필터 및 피드백 필터에 의해서 고속의 반복적 등화(Recursive Equalization)를 수행할 수 있다.

이상의 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다이버시티 수신 방식으로 수신된 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂)는 고속의 반복 등화(Recursive Equalization)에 의해서 필터링될 수 있다.

도 2는 도 1의 듀얼 채널 등화기/디코더(160)의 구성을 구체적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b), 적응 연산 유닛(163), 피드백 필터(164), 출력 버퍼(165), TCM 디코더(166), 디인터리버(167) 및 RS 디코더(168)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b), 적응 연산 유닛(163), 피드백 필터(164), 출력 버퍼(165)는 반복 등화기(Recursive Equalizer)를 구성한다.

제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b)는 동기된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 각각 일시 저장한다. 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b)에 저장된 VSB 데이터(r₁, r₂)는 특정 단위(이하, 섹션이라 칭함)로 분할되어 출력될 수 있다. 분할된 섹션들 각각은 순차적으로 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)에 각각 전달된다. 반복 등화 동작을 위해서 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b)는 분할된 섹션들을 고속의 클록에 동기되어 출력할 것이다.

제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)에 각각 전달된 섹션들 각각은 고속의 클록 주파수에 동기되어 1회 또는 2회 이상 반복적으로 필터링된다. 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)의 필터링 반복 횟수는 채널의 상태와 전력의 소모를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)는 노이즈가 많을 경우에 2회 이상의 반복적인 필터링을 수행할 수 있다. 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)는 적응 연산 유닛(163)에 의해서 계산된 등화기 계수(Equalizer coefficient)로 설정된다. 만일, 5번의 반복 등화가 이루어지는 경우, 하나의 섹션을 필터링하기 위하여 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b) 각각의 등화기 계수는 5회 업데이트될 것이다.

제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)에 의해서 필터링된 VSB 데이터는 결합된다. 그리고 결합된 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)의 출력은 피드백 필터(164)의 출력과 더해진다. 피드백 필터(164)는 TCM 디코더(166)에 의해서 결정된 값을 피드백 받아 필터링한다. 피드백 필터(164)는 TCM 디코더(166)의 결정값을 사용하는 결정 피드백 방식으로 구동된다. 적응 연산 유닛(163)은 TCM 디코더(166)로부터 전달되는 결정값을 이용하여 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b) 및 피드백 필터(164)의 등화기 계수를 계산한다.

제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b)의 출력이 더해져서 신호의 신뢰성을 높이고, 피드백 필터(164)에 의해서 에러를 보정함으로 수신 신호의 신뢰성은 높아질 수 있다. 이러한 과정을 반복적으로 실행하면, 등화기 계수가 더 정확한 값으로 수렴될 수 있어 신뢰도는 더 높아진다.

출력 버퍼(165)는 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b) 및 피드백 필터(164)에 의한 반복적 등화에 따라 필터링된 데이터를 저장한다. 하나의 섹션에 대한 반복 등화의 경우, 최종 필터링된 섹션은 출력 버퍼(165)에 저장되고, 이후에는 TCM 디코더(166)에 전달될 것이다. 이때, TCM 디코더(166)는 최종적으로 필터링된 데이터의 경우에는 디인터리버(167)로 전달한다.

디인터리버(167)는 TCM 디코더(166)의 출력을 제공받아 송신기에서 인터리빙(Interleaving) 된 방식의 역순으로 배열한다. 비터비 알고리즘에 적용되는 컨볼루션 코드(Convolutional code)는 에러가 산재되어 있는 경우에는 더 높은 에러 정정 능력을 갖는다. 그러나 채널의 특성에 따라 특정 심벌이나 데이터에 집중적으로 에러가 발생하는 경우에는 데이터의 복구가 용이하지 못하다. 예를 들면, 연집 에러(Burst error)가 발생하면 특정 데이터 필드에 에러가 집중되어 에러의 정정이 어렵다. 따라서, 송신기(미도시됨)는 인터리빙을 통해서 채널 상에서 발생하는 연집 에러(Burst error)를 심벌이나 데이터 열에 산재하도록 처리한다. 디인터리버(167)는 TCM 디코더(166)의 출력에 대해 송신기에서 인터리빙된 데이터를 역순으로 재정렬한다. 디인터리버(167)에 의해서 재정렬된 데이터는 연집 에러를 포함하더라도 산재된 에러 패턴을 갖게 된다.

RS 디코더(168)는 리드 솔로몬 코드(Reed-Solomon code) 방식으로 디인터리빙된 데이터에 대한 에러를 정정한다. 일반적으로 정정 불가한 패킷 에러라 할지라도 롱 RS 디코더(Long RS decoder)에 의해서 검출 가능한 것으로 알려져 있다. ATSC VSB 전송 시스템에서는 RS(207, 187, t=10) 디코더를 사용한다. 즉, 데이터 블록의 크기는 187 바이트(Byte)이고, 20 개의 RS 부가 바이트가 오류 정정을 위해 더해진다. 207 바이트 크기의 전체 RS 블록이 데이터 세그먼트 마다 전송된다.

이상에서는 2 채널 다이버시티 수신에 의해서 제공되는 VSB 데이터에 대한 처리 절차 및 이를 수행하는 장치들에 대해서 설명하였다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다이버시티 수신기의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 다이버시티 수신기는 제 1 및 제 2 튜너(110, 115), 제 1 및 제 2 복조기(120, 125), 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135), 제 1 및 제 2 FIFO(140, 145), 경로 정렬 유닛(150) 및 다단 듀얼 채널 등화/디코딩 유닛(200)을 포함한다.

여기서, 제 1 및 제 2 튜너(110, 115), 제 1 및 제 2 복조기(120, 125), 제 1 및 제 2 동기화 유닛(130, 135), 제 1 및 제 2 FIFO(140, 145), 경로 정렬 유닛(150)의 기능이나 구성은 도 1과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이들 구성에 대한 설명은 이하에서 생략하기로 한다.

다단 듀얼 채널 등화/디코딩 유닛(200)은 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂) 각각에 대한 다단 등화/디코딩 절차에 따라 처리한다. 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂)에 대해서 다단 듀얼 채널 등화/디코딩 유닛(200)은 적응적인 채널 등화(Adaptive channel equalization), TCM 디코딩 그리고 리드-솔로몬(RS) 복호를 수행한다. 적응적인 채널 등화를 위해서는 결정 피드백 등화기(DFE)가, TCM 디코딩 및 리드-솔로몬 복호를 위해서는 각각 TCM 디코더 및 RS 디코더가 사용된다. 일반적으로 결정 피드백 등화기(DFE)에서 심벌간 간섭(ISI)의 보상 효과는 TCM 디코더의 결정 값의 신뢰도에 의해서 큰 영향을 받는다. 또한, TCM 디코더의 신뢰도는 연판정 연산에 사용되는 신뢰도 정보(Reliability information)의 유무 또는 그 양에 따라 높아질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 다단 듀얼 채널 등화/디코딩 유닛(200)에서는, 다이버시티 수신된 신호를 처리하기 위해서 RS 디코더를 통해서 생성되는 신뢰도 정보(Reliability information)가 TCM 디코더에 제공될 수 있다. 따라서, TCM 디코더는 높은 신뢰도로 데이터를 결정할 수 있다. 또한, TCM 디코더는 결정 피드백 등화기(DFE)로 상태 매트릭(예를 들면, 최적 생존 경로 매트릭 또는 브랜치 매트릭)이나 결정 값을 피드백시킨다. 결정 피드백 등화기(DFE)는 높은 정확도를 갖는 등화기 초기값을 제공받을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 시변 및 다중 경로 채널 환경에서 높은 신뢰도를 가지는 데이터를 출력할 수 있다.

다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)의 구조를 좀더 자세히 설명하면, 적어도 2 단계의 등화 및 디코딩(TCM 및 RS 디코딩) 절차를 수행한다. 제 1 등화 및 디코딩 단계에서 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 수신되는 심벌에 대해서 통상의 적응적인 채널 등화 동작과 TCM 디코딩 및 리드-솔로몬 복호를 순차적으로 수행한다. 그리고 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 리드-솔로몬 복호된 데이터를 인터리빙(Interleaving) 및 다이비트화(Dibitize)시켜 신뢰도 정보(Reliability information)로 제공한다.

제 2 등화 및 디코딩 단계에서, 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 제 1 등화 및 디코딩 단계와 동일한 처리 절차에 의해서 데이터 열에 대한 적응적인 채널 등화 동작과 TCM 디코딩 및 리드-솔로몬 복호를 수행한다. 특히, 제 2 등화 및 디코딩 단계 이후에서는 이전 단계에의 디코딩 동작을 통해서 생성된 다이비트(Dibit)를 TCM 디코딩 연산을 수행하기 위한 신뢰도 정보(Reliability information)로 사용한다. 만일, 제 2 등화 및 디코딩 단계가 마지막 단계라면, 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 데이터 열에 대한 2번째의 채널 등화, 디인터리빙(De-interleaving) 및 RC 복호된 후에 생성된 전송 스트림(TS stream)을 출력한다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)의 구조를 예시적으로 보여주는 블록도들이다. 도 4a는 2단계의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200a)를 보여준다. 도 4b는 3단계의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200b)를 보여준다. 도 4c는 4단계 이상의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200c)를 보여준다.

도 4a를 참조하면, 2단 듀얼 채널 등화기/디코더(200a)는 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310) 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)를 포함한다. 여기서, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310) 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 구성이나 동작 특성은 동일하게 설정될 수 있다. 또는, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310) 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320) 각각은 반복 등화의 횟수를 달리하여 구동되도록 설정될 수 있다.

먼저, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)에는 정렬된 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂)와 경로 정렬 유닛(150)으로부터의 동기 신호(CNTL)가 제공된다. 먼저, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 2개의 피드포워드 필터를 사용하여 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂) 각각을 필터링한다. 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 이어서 필터링된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 결합하여 1개의 피드백 필터로 필터링한다. 필터링된 결합 신호는 TCM 디코딩, 디인터리빙, 그리고 리드-솔로몬 복호 절차에 따라 제 1 전송 스트림(TS)으로 생성될 것이다. 여기서, 듀얼 채널 등화기/디코더(160)는 피드포워드 필터 및 피드백 필터에 의해서 고속의 반복적 등화(Recursive Equalization)를 수행할 수 있다.

이어서, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 제 1 전송 스트림(1st TS stream)을 인터리빙 연산을 통해서 재배열한다. 그리고 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 인터리빙된 바이트를 다이비트(Dibit)로 전환한다. 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 상술한 다이비트(Dibit)를 제 1 신뢰도 정보(L1)로 출력한다. 그러나 제 1 전송 스트림(1st TS stream)은 전송 스트림 출력단(TSout)으로 전달될 수는 있으나, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)에 입력되지는 않는다.

제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 제공되는 지연된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 제공받는다. 그리고 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 경로 정렬 유닛(150)으로부터의 동기 신호(CNTL)를 제공된다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 특히, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 생성된 신뢰도 정보(L1)를 제공받는다.

제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 2개의 피드포워드 필터를 사용하여 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂) 각각을 필터링한다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 이어서 필터링된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 결합하여 1개의 피드백 필터로 필터링한다. 필터링된 결합 신호는 TCM 디코딩, 디인터리빙, 그리고 리드-솔로몬 복호 절차에 따라 제 2 전송 스트림(TS)으로 생성될 것이다. 여기서, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 피드포워드 필터 및 피드백 필터에 의해서 고속의 반복적 등화(Recursive Equalization)를 수행할 수 있다.

제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 입력되는 VSB 데이터(r₁, r₂)에 대해서 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)에서와 동일한 절차에 따라 처리한다. 하지만, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 입력단(Lin)을 통해서 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 제공되는 신뢰도 정보(L1)를 이용한 TCM 디코딩을 수행한다. TCM 디코딩된 데이터는 통상의 디인터리빙(De-Interleaving) 과정을 통해서 시간 영역에서 재배열된다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 디인터리빙된 데이터에 대한 제 2 차 리드-솔로몬 복호를 실행하여 제 2 전송 스트림(2nd TS stream)을 생성한다. 그러면, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 제 2 전송 스트림(TS stream)은 출력 신호(TSout)로 출력한다.

도 4b는 3단 듀얼 채널 등화기/디코더(200b)를 보여준다. 도 4b를 참조하면, 3단 등화기/디코더(200b)는 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310), 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320) 및 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)를 포함한다. 여기서, 듀얼 채널 등화기/디코더들(310, 320, 330) 각각은 동일 또는 서로 다른 반복 등화 동작을 수행할 수 있을 것이다.

제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 제 1 전송 스트림(1st TS stream)을 인터리빙 연산을 통해서 재배열한다. 그리고 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 인터리빙된 바이트(Byte)를 다이비트(Dibit)로 전환한다. 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)는 상술한 다이비트(Dibit)를 제 1 신뢰도 정보(L1)로 출력한다.

제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 2개의 피드포워드 필터를 사용하여 2개의 VSB 데이터(r₁, r₂)를 필터링하고 결합한다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 결합된 데이터를 1개의 피드백 필터로 필터링한다. 필터링된 결합 신호는 TCM 디코딩, 디인터리빙, 그리고 리드-솔로몬 복호 절차에 따라 제 2 전송 스트림(2nd TS stream)으로 생성될 것이다. 여기서, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 피드포워드 필터 및 피드백 필터에 의해서 고속의 반복적 등화(Recursive Equalization)를 수행할 수 있다.

제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 입력되는 VSB 데이터(r₁, r₂)에 대해서 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)에서와 동일한 절차에 따라 처리한다. 하지만, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 입력단(Lin)을 통해서 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 제공되는 신뢰도 정보(L1)를 이용한 TCM 디코딩을 수행한다. TCM 디코딩된 데이터는 통상의 디인터리빙(De-Interleaving) 과정을 통해서 시간 영역에서 재배열된다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 디인터리빙된 데이터에 대한 제 2 차 리드-솔로몬 복호를 실행하여 제 2 전송 스트림(2nd TS stream)을 생성한다.

또한, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 제 2 전송 스트림(2nd TS stream)을 인터리빙 연산을 통해서 재배열한다. 그리고 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 인터리빙된 바이트를 다이비트(Dibit)로 전환한다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)는 상술한 다이비트(Dibit)를 제 2 신뢰도 정보(L2)로 출력한다.

제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 제공되는 지연된 VSB 데이터(r₁, r₂)를 제공받는다. 그리고, 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 경로 정렬 유닛(150)으로부터의 동기 신호(CNTL)를 수신한다. 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 특히, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(310)로부터 생성된 신뢰도 정보(L2)를 제공받는다.

제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 입력되는 VSB 데이터(r₁, r₂)에 대해서 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)에서와 동일한 절차에 따라 처리한다. 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 입력단(Lin)을 통해서 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(320)로부터 제공되는 제 2 신뢰도 정보(L2)를 이용한 TCM 디코딩을 수행한다. TCM 디코딩된 데이터는 통상의 디인터리빙(De-Interleaving) 과정을 통해서 시간 영역에서 재배열된다. 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 디인터리빙된 데이터에 대한 제 3 차 리드-솔로몬 복호를 실행하여 제 3 전송 스트림(3rd TS stream)을 생성한다. 그러면, 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(330)는 제 3 전송 스트림(3rd TS stream)을 출력 신호(TSout)로 출력한다.

이상에서, 설명된 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)는 TCM 디코딩의 정확도를 높이기 위하여 리드-솔로몬 복호를 통해서 생성되는 다이비트(Dibit)를 신뢰도 정보(Reliability information)로 사용한다. 따라서, 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)에서 TCM 디코딩의 정확도가 획기적으로 높아질 수 있다. 또한, TCM 디코딩의 결과를 피드백 받는 등화기의 필터링 성능이 또한 연쇄적으로 향상될 수 있다.

도 4c는 4단 이상의 듀얼 채널 등화기/디코더의 구조를 보여준다. 각각의 듀얼 채널 등화기/디코더들(310, 320_1~320_m, 330)은 앞서 설명된 단일 듀얼 채널 등화기 디코더와 동일한 기능과 구성을 가질 것이다. 따라서, 각 단계를 구성하는 듀얼 채널 등화기/디코더의 구성 및 기능에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)를 구성하는 단일 듀얼 채널 등화기/디코더의 구조를 간략히 보여주는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더(310)의 구성이 도시되었다. 하지만, 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(200)를 구성하는 각각의 듀얼 채널 등화기/디코더는 동일하게 구성된 수 있을 것이다.

제 1 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(310)은 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b), 적응 연산 유닛(163), 피드백 필터(164), 출력 버퍼(165), TCM 디코더(166), 디인터리버(167) 및 RS 디코더(168)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 입력 버퍼(161a, 161b), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(162a, 162b), 적응 연산 유닛(163), 피드백 필터(164), 출력 버퍼(165)는 반복 등화기(Recursive Equalizer)를 구성한다. 반복 등화기의 동작이나 구성에 대한 설명은 도 2의 반복 등화기와 실질적으로 동일하므로 생략하기로 한다.

하지만, TCM 디코더(311)는 반복 등화기(Recursive Equalizer)의 출력을 에러 정정 능력이 있는 트랠리스 코드(Trellis code) 디코딩 알고리즘에 따라 복호한다. TCM 디코더(311)는 입력되는 심벌에 대해서 대응하는 디코딩 깊이(Decoding depth)로 디코딩할 수 있다. 디코딩 깊이가 큰 경우, 트레이스 백(Trace back)의 크기가 커지게 되므로 정확한 데이터 값으로 결정될 수 있다.

TCM 디코더(311)는 연판정 연산의 신뢰도를 높일 수 있는 신뢰도 정보(Lin)를 제공받는다. 즉, 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(310)을 제외하면, 나머지 후단에 연결되는 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛들(320, 330)은 이전 단에서 생성된 다이비트(Dibit)를 신뢰도 정보(L)로 제공받는다. TCM 디코더(311)는 제공된 다이비트를 이용하여 브랜치 매트릭(Brench Metric)을 증가시킬 수 있다.

디인터리버(312)는 TCM 디코더(311)의 출력을 제공받아 송신기에서 인터리빙(Interleaving) 된 방식의 역순으로 배열한다. 비터비 알고리즘에 적용되는 컨볼루션 코드(Convolutional code)는 에러가 산재되어 있는 경우에는 더 높은 에러 정정 능력을 갖는다. 그러나 채널의 특성에 따라 특정 심벌이나 데이터에 집중적으로 에러가 발생하는 경우에는 데이터의 복구가 용이하지 못하다. 예를 들면, 연집 에러(Burst error)가 발생하면 특정 데이터 필드에 에러가 집중되어 에러의 정정이 어렵다. 따라서, 송신기(미도시됨)는 인터리빙을 통해서 채널 상에서 발생하는 연집 에러(Burst error)를 심벌이나 데이터 열에 산재하도록 처리한다. 디인터리버(312)는 TCM 디코더(311)의 출력에 대해 송신기에서 인터리빙된 데이터를 역순으로 재정렬한다. 디인터리버(312)에 의해서 재정렬된 데이터는 연집 에러를 포함하더라도 산재된 에러 패턴을 갖게 된다.

RS 디코더(313)는 리드 솔로몬 코드(Reed-Solomon code) 방식으로 디인터리빙된 데이터에 대한 에러를 정정한다. 일반적으로 정정 불가한 패킷 에러라 할지라도 롱 RS 디코더(Long RS decoder)에 의해서 검출 가능한 것으로 알려져 있다. ATSC VSB 전송 시스템에서는 RS(207, 187, t=10) 디코더를 사용한다. 즉, 데이터 블록의 크기는 187 바이트(Byte)이고, 20 개의 RS 부가 바이트가 오류 정정을 위해 더해진다. 207 바이트 크기의 전체 RS 블록이 데이터 세그먼트 마다 전송된다.

다단 등화기/디코더 방식을 사용하는 경우, RS 디코더(313)는 반복적으로 전송 스트림에 대한 에러 정정을 수행할 수 있다. 비록, 최초 단계에서 에러가 정정되지 못했다 하더라도, 이후에 진행되는 리드-솔로몬 복호 과정에서 에러는 정정될 가능성이 높다.

리인터리버(314), 다이비트 생성기(315) 그리고 FIFO(316)는 RS 디코더(313)에 의해서 에러 정정된 전송 스트림(TSout)을 연속되는 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛에 신뢰도 정보(Lout)로 제공하기 위한 추가 구성들이다. 리인터리버(314)는 송신기에서 수행된 방식과 같은 연산 절차에 따라 RS 디코더(313)의 출력을 처리한다. 다이비트 생성기(315)는 바이트 단위의 데이터를 2-비트 단위인 다이비트(Dibit)로 전환시킨다. FIFO(316)는 다이비트들을 선입선출 방식으로 저장 및 출력한다.

이상에서는 하나의 단을 구성하는 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(310)의 예시적인 구성을 설명하였다. 다단 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(200)에 포함되는 모든 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛들은 상술한 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(310)과 동일하게 구성될 수 있다. 다만, 반복 등화기의 반복 회수는 각 단계들마다 다르게 설정될 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더를 멀티 칩으로 구성한 멀티 채널 다이버시티 수신기(1000)를 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 멀티 채널 다이버시티 수신기(1000)를 구성하기 위하여 각각 다단 듀얼 채널 등화기/디코더를 m(=2n)개의 칩으로 구성하는 예를 보여준다.

멀티 채널 다이버시티 수신기(1000)는 도 3에서 설명된 듀얼 채널 다이버시티 수신기를 하나의 칩으로 구성하고, 복수의 칩들을 배열하여 n채널 다이버시티 수신기를 구성하였다. 여기서, 칩들 각각에 구성되는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더들(1160, 1260, 1360) 각각은 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out, …, Em_out)을 생성한다. 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out, …, Em_out) 각각은 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)와 등화기 출력 신호(EQout)를 포함한다.

다시 도면을 참조하면, 수신기 칩들(1100, 1200, 1300) 각각은 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160, 1260, 1360)의 연산의 결과로 생성된 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out, …, Em_out)를 생성한다. 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out, …, Em_out)은 어느 하나의 칩에 포함되는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(예를 들면, 1160)에 의해서 취합된다.

취합된 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out, …, Em_out)을 참조하여, 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)는 n채널 다이버시티 수신 신호를 전송 스트림(TSout)으 출력한다. 각 칩들의 상세한 동작은 후술하는 도 7a, 7b 및 도 8에서 상세히 설명하기로 한다.

도 7a 및 7b는 어느 하나의 칩에서 다른 칩들로부터 제공되는 채널 상태 정보(CSI)와 등화기 출력 신호를 취합하기 위한 방법의 일 실시 예를 설명하는 블록도이다.

도 7a는 일반적인 신호를 수신하는 경우의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더의 구성을 예시적으로 보여준다. 먼저, 제 1 칩(1100)의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)가 제 1 칩(1100) 및 제 2 칩(1200)에서 생성된 칩들의 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out)을 취합하는 것으로 가정한다.

제 2 칩의 반복 등화기(1201)는 듀얼 채널을 통해서 수신된 데이터(r₃, r₄)에 대한 등화기 연산을 수행한다. 반복 등화기(1201)는 등화기 연산에 의해서 등화기 출력(EQ2_out)을 생성한다. 또한, 반복 등화기(1201)는 등화기 연산에 의해서 하나의 섹션에 대한 신호대 잡음비(Section SNR2)를 추정한다. 이때, 생성된 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)와 등화기 출력(EQ2_out)은 칩 전달 신호(E2_out)를 구성한다. 칩 전달 신호(E2_out)는 제 1 칩(1100)의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)에 전달된다. 여기서, 제 2 칩의 TCM 디코딩이나 디인터리버, RS 디코더와 같은 에러 정정 유닛들로 구성된 메인 FEC 부(1203)의 동작은 활성화되지 않을 수도 있다.

제 1 칩의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)는 반복 등화기(1101), 적응 이득 계산기(1102), 증폭기들(1103, 1104), 혼합기(1105) 및 메인 FEC 부(1106)을 포함한다. 제 2 칩으로부터 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)와 등화기 출력(EQ2_out)이 전달되면, 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)는 적응 이득 계산기(1102)에 입력된다. 적응 이득 계산기(1102)는 데이터(r₁, r₂)에 대한 반복 등화 연산을 수행하는 반복 등화기(1101)로부터 섹션 신호대 잡음비(Section SNR1)를 수신한다. 적응 이득 계산기(1102)는 각 칩들의 등화기 출력에 최적 이득을 제공한다. 이러한 동작은 증폭기(1103, 1104)를 통해서 구현된다.

최적 이득이 제공된 등화기 출력들은 섹션 단위로 혼합기(1105)에 의해서 더해진다. 그리고 TCM 디코딩이나 디인터리버, RS 디코더와 같은 구성을 포함하는 메인 FEC부(1106)에 전달된다. 메인 FEC부(1106)는 전달된 데이터를 처리하여 전송 스트림(TSout)으로 출력한다.

도 7b는 8-VSB 방식의 수신 신호에 대한 다단 듀얼 채널 등화기/디코더의 구성을 예시적으로 보여준다. 먼저, 제 1 칩(1100)의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)가 제 1 칩(1100) 및 제 2 칩(1200)에서 생성된 칩 전달 신호들(E1_out, E2_out)을 취합할 수 있다. 8-VSB 방식의 수신 신호에 대한 처리는 각 칩들의 등화기 출력들은 각각의 출력들에 대한 브랜치 매트릭이 독립적으로 계산된 후에 그 결과값에 채널 상태 정보를 가중치로 적용하면 된다. 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 칩의 반복 등화기(1201)는 듀얼 채널을 통해서 수신된 데이터(r₃, r₄)에 대한 등화기 연산을 수행한다. 반복 등화기(1201)는 등화기 연산에 의해서 등화기 출력(EQ2_out)을 생성한다. 또한, 반복 등화기(1201)는 등화기 연산에 의해서 하나의 섹션에 대한 신호대 잡음비(Section SNR2)를 추정한다. 이때, 생성된 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)와 등화기 출력(EQ2_out)은 제 2 칩 전달 신호(E2_out)를 구성한다. 제 2 칩 전달 신호(E2_out)는 제 1 칩의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)에 전달된다. 제 2 칩의 등화기 출력(EQ2_out)에 대한 TCM 디코딩이나 디인터리버, RS 디코더와 같은 에러 정정 유닛들로 구성된 메인 FEC 부(1203)의 동작은 활성화되지 않을 수도 있다.

제 1 칩의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)는 반복 등화기(1101), 적응 이득 계산기(1102) 및 메인 FEC 부(1106)을 포함한다. 제 2 칩으로부터 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)와 등화기 출력(EQ2_out)이 전달되면, 섹션 신호대 잡음비(Section SNR2)는 적응 이득 계산기(1102)에 입력된다. 적응 이득 계산기(1102)는 데이터(r₁, r₂)에 대한 반복 등화 연산을 수행하는 반복 등화기(1101)로부터 섹션 신호대 잡음비(Section SNR1)를 수신한다. 적응 이득 계산기(1102)는 각 칩들의 섹션 신호대 잡음비(Section SNR1, Section SNR2)를 이용하여 채널 상태 정보(CSI1, CSI2)를 생성한다.

메인 FEC부(1106)는 각 칩들의 등화기 출력들(EQ1_out, EQ2_out)에 대한 TCM 디코딩을 실행한다. 여기서, 메인 FEC부(1106)는 등화기 출력들(EQ1_out, EQ2_out) 각각에 대한 브랜치 매트릭을 독립적으로 계산한다. 이후에, 메인 FEC부(1106)는 TCM 디코딩 결과에 대해 채널 상태 정보(CSI1, CSI2)를 가중치로 적용하여 결합한다. 이어서, 디인터리빙 및 RS 디코더를 경유하여 결합된 신호는 전송 스트림(TSout)으로 출력된다.

도 8은 도 6의 어느 하나의 칩에 대응하는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더의 예를 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 도 6의 제 1 칩(1100)에 포함되는 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)를 보여준다. 여기서, 예시적으로 다단 듀얼 채널 등화기/디코더(1160)를 3단으로 구성한 예를 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다.

제 1 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더들(1161, 1162)의 VSB 데이터(r₁, r₂)에 대한 처리 절차는 앞서 설명된 도 4b의 제 1 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더들(310, 320)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 제 1 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더들(1161, 1162)의 기능에 대한 설명은 생략하기로 한다.

지연된 VSB 데이터(r₁, r₂)와 신뢰도 정보(L2)가 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)에 전달된다. 그러면, 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)는 다른 칩들의 다단 듀얼 채널 등화기/디코더들로부터 생성된 제 2 칩 전달 신호(E2_out)를 전달받는다. 제 2 칩 전달 신호(E2_out)에는 다른 칩들의 등화기 출력(EQ2_out)과 현재 처리되는 섹션에 대응하는 신호대 잡음비(Section SNR2)가 포함될 것이다.

제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)는 제 2 칩 전달 신호(E2_out)를 참조하여 대응하는 등화기 출력의 이득이나 채널 상태 정보를 생성하여 각각의 등화기 출력들을 결합한다. 결합된 등화기 출력들은 다이버시티 수신기의 전송 스트림(TSout)으로 출력될 수 있다.

여기서, 최종 단계에 대응하는 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)가 칩 전달 신호를 수신하고 전송하는 것으로 표현되었으나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 제 1 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더들(1161, 1162)도 다른 칩들로부터 대응하는 단계의 칩 전달 신호들을 수신하여 처리할 수 있을 것이다.

도 9는 도 8의 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)의 구성이 도시되었다. 하지만, 제 1 및 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더들(1161, 1162) 각각이 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)와 동일하게 구성될 수도 있을 것이다.

제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)는 제 1 및 제 2 입력 버퍼(2010, 2015), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(2020, 2025), 적응 연산 유닛(2050), 피드백 필터(2040), 출력 버퍼(2060), TCM 디코더(2030), 디인터리버(2070) 및 RS 디코더(2080)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 입력 버퍼(2010, 2015), 제 1 및 제 2 피드포워드 필터(2020, 2025), 적응 연산 유닛(2050), 피드백 필터(2040), 출력 버퍼(2060)는 반복 등화기(Recursive Equalizer)를 구성한다. 반복 등화기의 동작이나 구성에 대한 설명은 도 5의 반복 등화기와 실질적으로 동일하므로 생략하기로 한다.

TCM 디코더(2030)는 반복 등화기(Recursive Equalizer)의 출력을 에러 정정 능력이 있는 트랠리스 코드(Trellis code) 디코딩 알고리즘에 따라 복호한다. TCM 디코더(2030)는 입력되는 심벌에 대해서 대응하는 디코딩 깊이(Decoding depth)로 디코딩할 수 있다. 디코딩 깊이가 큰 경우, 트레이스 백(Trace back)의 크기가 커지게 되므로 정확한 데이터 값으로 결정될 수 있다.

본 발명의 TCM 디코더(2030)는 연판정 연산의 신뢰도를 높일 수 있는 신뢰도 정보(Lin)를 제공받는다. 즉, 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더(1162)로부터 RS 디코딩된 데이터가 다이비트(Dibits)로 변환되어 신뢰도 정보(Lin)로 제공될 것이다. TCM 디코더(2030)는 제공된 다이비트를 이용하여 브랜치 매트릭(Brench Metric)을 증가시킬 수 있다.

디인터리버(2070)는 TCM 디코더(2030)의 출력을 제공받아 송신기에서 인터리빙(Interleaving) 된 방식의 역순으로 배열한다. 비터비 알고리즘에 적용되는 컨볼루션 코드(Convolutional code)는 에러가 산재되어 있는 경우에는 더 높은 에러 정정 능력을 갖는다. 그러나 채널의 특성에 따라 특정 심벌이나 데이터에 집중적으로 에러가 발생하는 경우에는 데이터의 복구가 용이하지 못하다. 예를 들면, 연집 에러(Burst error)가 발생하면 특정 데이터 필드에 에러가 집중되어 에러의 정정이 어렵다. 따라서, 송신기(미도시됨)는 인터리빙을 통해서 채널 상에서 발생하는 연집 에러(Burst error)를 심벌이나 데이터 열에 산재하도록 처리한다. 디인터리버(2070)는 TCM 디코더(2030)의 출력에 대해 송신기에서 인터리빙된 데이터를 역순으로 재정렬한다. 디인터리버(2070)에 의해서 재정렬된 데이터는 연집 에러를 포함하더라도 산재된 에러 패턴을 갖게 된다.

RS 디코더(2080)는 리드 솔로몬 코드(Reed-Solomon code) 방식으로 디인터리빙된 데이터에 대한 에러를 정정한다. 일반적으로 정정 불가한 패킷 에러라 할지라도 롱 RS 디코더(Long RS decoder)에 의해서 검출 가능한 것으로 알려져 있다. ATSC VSB 전송 시스템에서는 RS(207, 187, t=10) 디코더를 사용한다. 즉, 데이터 블록의 크기는 187 바이트(Byte)이고, 20 개의 RS 부가 바이트가 오류 정정을 위해 더해진다. 207 바이트 크기의 전체 RS 블록이 데이터 세그먼트 마다 전송된다. 다단 등화기/디코더 방식을 사용하는 경우, RS 디코더는 반복적으로 전송 스트림에 대한 에러 정정을 수행할 수 있다. 비록, 최초 단계에서 에러가 정정되지 못했다 하더라도, 이후에 진행되는 리드-솔로몬 복호 과정에서 에러는 정정될 가능성이 높다.

리인터리버(2090), 다이비트 생성기(2100) 그리고 FIFO(2110)는 RS 디코더(2080)에 의해서 에러 정정된 전송 스트림(TSout)을 연속되는 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛에 신뢰도 정보(Lout)로 제공하기 위한 추가 구성들이다. 리인터리버(2090)는 송신기에서 수행된 방식과 같은 연산 절차에 따라 RS 디코더(2080)의 출력을 처리한다. 다이비트 생성기(2100)는 바이트 단위의 데이터를 2-비트 단위인 다이비트(Dibit)로 전환시킨다. FIFO(2110)는 다이비트들을 선입선출 방식으로 저장 및 출력한다.

하지만, 마지막 단의 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)에서는 신뢰도 정보를 출력할 필요가 없다. 단지, RS 디코더(2080)의 연산 결과에 따라 생성된 데이터를 전송 스트림(TSout)으로 출력할 수 있다.

지연기들(2120, 2125)은 앞 단에서 제공되는 VSB 데이터(r₁, r₂)를 신호 처리에 대응하는 지연 크기로 지연하여 출력한다. 마지막 단에서는 더 이상 VSB 데이터(r₁, r₂)가 출력될 필요는 없다.

또한, 다른 칩(제 2 칩)으로부터 전달되는 제 2 칩 전달 신호(E2_out)와 다른 칩으로 제 1 칩 전달 신호(E1_out)를 전송하기 위한 구성이 더 필요하다. 이러한 동작을 담당하는 것이 데이터 믹서(2130), 전송 인코더(2140), 수신 디코더(2150)이다. 출력 버퍼(2060)로부터 제공되는 섹션 신호대 잡음비(SNR), 또는 등화기 출력 신호(EQ_out) 등이 다른 칩으로 전송되어야 한다. 하지만, 출력 버퍼(2060)에서 출력되는 데이터는 비트 폭(Bit width)이 커서 송수신에 불리하다. 이러한 제한을 극복하기 위하여 전송 인코더(2140)가 사용된다. 전송 인코더(2140)는 신호대 잡음비, 또는 등화기 출력 신호 등을 인코딩하여 비트 폭이 감소된 제 1 칩 전달 신호(E1_out)로 변환한다. 또는, 전송 인코더(2140)는 클록 주파수를 변환하여 소기의 목적을 달성할 수도 있다.

수신 디코더(2150)는 전송 인코더(2140)와는 반대의 기능을 수행한다. 수신된 칩 전달 신호를 데이터 처리에 적합한 형태로 디코딩한다. 디코딩된 제 2 칩 전달 신호(E2_out)은 데이터 믹서(2130)에 전달된다.

데이터 믹서(2130)는 제 1 칩의 등화기 출력에 대응하는 출력 버퍼(2060)의 출력과 제 2 칩의 등화기 출력에 해당하는 제 2 칩 전달 신호(E2_out)를 동기 및 혼합한다. 여기서, 제 1 칩의 등화기 출력과 제 2 칩의 등화기 출력을 혼합하는 방법은 도 7a 및 도 7b에서 설명되었다. 데이터 믹서(2130)는 다른 칩으로 전송될 제 1 칩의 등화기 출력 및 섹션 SNR 등을 전송 인코더(2140)로 제공한다. 데이터 믹서(2130)에 의하여 각 칩들의 등화기 출력에 대한 이득이나 가중치가 적용되어 혼합된 데이터는 디인터리버(2070)로 전달된다. 그리고 RS 디코더(2080)에 의하여 처리된 후에 다이버시티 방식으로 수신된 전송 스트림(TSout)으로 출력될 수 있다.

이상에서는 하나의 단을 구성하는 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더(1163)의 예시적인 구성을 설명하였다. 다단 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(200)에 포함되는 모든 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛들은 상술한 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛(310)과 동일하게 구성될 수 있다. 다만, 반복 등화기의 반복 회수는 각 단계들마다 다르게 설정될 수 있을 것이다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

110, 115 : 튜너
120, 125 : 복조기
130, 135 : 동기 모듈
140, 145, 316, 2110 : FIFO 지연기
150 : 경로 정렬 유닛
160 : 듀얼 채널 등화기/디코더
161a, 161b, 2010, 2015 : 입력 버퍼
162a, 162b, 2020, 2025 : 피드포워드 필터
163, 2050 : 적응 연산 유닛
164, 2040 : 피드백 필터
165, 2060 : 출력 버퍼
166, 311, 2030 : TCM 디코더
167, 312, 2070 : 디인터리버
168, 313, 2080 : RS 디코더
200 : 다단 듀얼 채널 등화기/디코더
314, 2090 : 리인터리버
315, 2100 : 다이비트 변환기
317a, 317b, 2120, 2125 : 지연기
2130 : 데이터 믹서
2140 : 전송 인코더
2150 : 수신 디코더

Claims

잔류 측파대(VSB) 신호를 수신하는 다이버시티 수신기에 있어서:
제 1 VSB 신호를 수신하여 제 1 VSB 데이터로 변조하는 제 1 변조기;
제 2 VSB 신호를 수신하여 제 2 VSB 데이터로 변조하는 제 2 변조기;
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터의 시작점을 검출하여 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 동기시키는 경로 정렬 유닛; 그리고
동기된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각을 피드포워드 방식으로 필터링하고, 필터링된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 혼합하여 결정 피드백 방식으로 필터링하는 등화 처리를 수행하되, 상기 등화 처리를 선택된 섹션에 대해서 반복적으로 수행하는 듀얼 채널 등화기/디코더를 포함하는 다이버시티 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 듀얼 채널 등화기/디코더는,
상기 등화 처리에 의해서 생성되는 데이터 열을 트랠리스 코드로 복호하는 TCM 디코더;
상기 TCM 디코더의 출력을 역인터리빙하는 디인터리버; 그리고
상기 역인터리빙된 데이터 열을 리드-솔로몬 알고리즘에 의하여 처리하여 전송 스트림으로 출력하는 리드-솔로몬 디코더를 포함하는 다이버시티 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 듀얼 채널 등화기/디코더는,
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각을 피드포워드 방식으로 필터링하고, 필터링된 상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터를 혼합하여 피드백 방식으로 필터링하되, 상기 TCM 디코더의 출력을 상기 피드포워드 및 상기 피드백 필터링의 위한 결정값으로 사용하는 반복 등화기를 포함하는 다이버시티 수신기.
제 3 항에 있어서,
상기 반복 등화기는,
상기 제 1 VSB 데이터를 저장하고, 섹션 단위로 출력하는 제 1 입력 버퍼;
상기 제 2 VSB 데이터를 저장하고, 섹션 단위로 출력하는 제 2 입력 버퍼;
상기 제 1 입력 버퍼로부터 출력되는 섹션 단위의 데이터를 반복적으로 업데이트되는 등화기 계수에 따라 필터링하는 제 1 피드포워드 필터;
상기 제 2 입력 버퍼로부터 출력되는 섹션 단위의 데이터를 반복적으로 업데이트되는 등화기 계수에 따라 필터링하는 제 2 피드포워드 필터;
상기 제 1 피드포워드 필터 및 상기 제 2 피드포워드 필터의 출력을 혼합하는 제 1 믹서;
상기 TCM 디코더로부터의 결정값을 참조하여 상기 혼합된 신호를 필터링하는 피드백 필터;
상기 TCM 디코더로부터의 결정값을 참조하여 상기 제 1 피드포워드 필터, 상기 제 2 피드포워드 필터 그리고 상기 피드백 필터 각각의 등화기 계수를 적응적으로 업데이트하는 계수 적응 유닛을 포함하는 다이버시티 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 듀얼 채널 등화기/디코더는:
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각에 대한 제 1 반복 등화 연산, 제 1 TCM 복호 및 제 1 리드-솔로몬 복호를 순차적으로 수행하여 제 1 다이비트(Dibit)로 출력하는 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더; 그리고
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각에 대한 제 2 반복 등화 연산, 제 2 TCM 복호 및 제 2 리드-솔로몬 복호를 수행하여 전송 스트림으로 출력하는 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더을 포함하되,
상기 제 1 다이비트는 상기 제 2 TCM 복호 동작의 연판정 연산을 위한 신뢰도 정보(Reliability information)로 제공되는 다이버시티 수신기.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더는:
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각에 대한 제 1 반복 등화 연산을 수행하기 위한 제 1 반복 등화기;
상기 반복 등화기로부터의 출력을 트랠리스 코드 알고리즘으로 복호하는 제 1 TCM 디코더;
상기 제 1 TCM 디코더의 출력을 역인터리빙하는 제 1 디인터리버;
상기 제 1 디인터리버의 출력에 대해 상기 제 1 리드-솔로몬 복호를 수행하는 제 1 리드-솔로몬 디코더;
상기 제 1 리드-솔로몬 디코더의 출력을 인터리빙하는 제 1 인터리버; 그리고
상기 제 1 인터리버의 바이트 출력을 상기 다이비트로 변환하는 다이비트 생성기를 포함하는 다이버시티 수신기.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 반복 등화기는:
상기 제 1 VSB 데이터를 저장하고, 섹션 단위로 출력하는 제 1 입력 버퍼;
상기 제 2 VSB 데이터를 저장하고, 섹션 단위로 출력하는 제 2 입력 버퍼;
상기 제 1 입력 버퍼로부터 출력되는 섹션 단위의 데이터를 반복적으로 업데이트되는 등화기 계수에 따라 필터링하는 제 1 피드포워드 필터;
상기 제 2 입력 버퍼로부터 출력되는 섹션 단위의 데이터를 반복적으로 업데이트되는 등화기 계수에 따라 필터링하는 제 2 피드포워드 필터;
상기 제 1 피드포워드 필터 및 상기 제 2 피드포워드 필터의 출력을 혼합하는 제 1 믹서;
상기 TCM 디코더로부터의 결정값을 참조하여 상기 혼합된 신호를 필터링하는 피드백 필터;
상기 TCM 디코더로부터의 결정값을 참조하여 상기 제 1 피드포워드 필터, 상기 제 2 피드포워드 필터 그리고 상기 피드백 필터 각각의 등화기 계수를 적응적으로 업데이트하는 계수 적응 유닛을 포함하는 다이버시티 수신기
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더는:
상기 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각에 대한 제 2 반복 등화 연산을 수행하기 위한 제 2 반복 등화기;
상기 제 1 다이비트를 신뢰도 정보(Reliability information)로 사용하여 상기 제 2 반복 등화기로부터의 출력을 트랠리스 코드 알고리즘으로 복호하는 제 2 TCM 디코더;
상기 제 2 TCM 디코더의 출력을 역인터리빙하는 제 2 디인터리버;
상기 제 2 디인터리버의 출력에 대해 상기 제 2 리드-솔로몬 복호를 수행하는 제 2 리드-솔로몬 디코더를 포함하는 다이버시티 수신기.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 듀얼 채널 등화기/디코더와 상기 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더 사이에 위치하며, 제 1 VSB 데이터 및 상기 제 2 VSB 데이터 각각에 대한 제 3 반복 등화 연산, 상기 제 1 다이비트를 신뢰도 정보로 사용하는 제 3 TCM 복호, 그리고 제 3 리드-솔로몬 복호를 순차적으로 수행하여 제 3 다이비트를 생성하고, 상기 제 3 다이비트를 상기 제 2 듀얼 채널 등화기/디코더로 제공하는 제 3 듀얼 채널 등화기/디코더 유닛을 더 포함하는 다이버시티 수신기.
제 1 다이버시티 신호들을 수신하여 동기시키고, 동기된 제 1 다이버시티 신호들을 섹션 단위의 반복 등화 연산을 통해 제 1 신호대 잡음비와 제 1 등화기 출력을 생성하는 제 1 등화기/디코더; 그리고
제 2 다이버시티 신호들을 수신하여 동기시키고, 동기된 제 2 다이버시티 신호들을 섹션 단위의 반복 등화 연산을 통해 제 2 신호대 잡음비와 제 2 등화기 출력으로 생성하며, 상기 제 1 신호대 잡음비와 상기 제 2 신호대 잡음비를 참조하여 상기 제 1 등화기 출력과 상기 제 2 등화기 출력을 혼합하는 제 2 등화기/디코더를 포함하되,
상기 제 1 등화기/디코더와 상기 제 2 등화기/디코더는 서로 다른 칩 상에 형성되는 다이버시티 수신기.