KR960013655B1 - 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기 - Google Patents

고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기
제1도는 그랜드 얼라인언스 HDTV 전송시스템의 1세그먼트에 해당하는 데이터 포맷을 나타내는 다이어그램.
제2도는 심볼클럭의 위상오차에 의한 심볼정보의 진폭오차를 나타내는 다이어그램.
제3도는 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템에서 데이터 세그먼트 동기신호와 데이터 심볼클럭을 복구하기 위한 장치의 구성블럭도.
제4도는 본 발명에 따른 데이터 세그먼트 동기신호검출기의 구성블록도.
제5도는 제4도에서 세그먼트 동기신호패턴검출기의 일실시예를 나타내는 구성블록도.
제6도는 본 발명에 따른 데이터 세그먼트 동기신호검출기의 동작에 따른 각부파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 세그먼트 누적기 12 : 양자화기
13 : 세그먼트 동기신호패턴검출기 14 : 세그먼트 동기신호생성기
본 발명은 고선명 텔레비젼 수신기(HDTV:High Definition Television Receiver)에 관한 것으로, 특히 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트(data segment)동기신호검출기에 관한 것이다.
지금까지, HDTV에 대한 많은 연구가 계속되어 왔다.
그리고 미국 HDTV 전송방식에 대한 규격, 즉, 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템 스팩(Grand Alliiance HDTV System Specification)이 1994. 2.22에 발표된바 있다.
이 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템 스팩에 따르면, 압축된 영상 데이터를 디지털 방식으로 송수신하기 위해 이 영상데이타상에 에러 제어 코딩(ECC:Error Control Coding)을 수행한다.
통상, 현행 NTSC 방송방식에서는 각 프레임(frame)간의 구분을 위해 프레임사이에 영상블랭킹구간(Video Bianking Interval)이 존재하며 이 구간에서 프레임간의 구분을 위한 수직동기신호가 실려간다.
또한, 프레임을 구성하는 라인들간의 구분을 위해 라인들 사이에 영상 블랭킹 구간이 존재하며 이 구간에 수팽동기신호가 실려진다.
이와 유사하게, 세그먼트(segment)와 필드(field)단위로 각각 데이터 블랭킹 구간(data blanking interval)이 존재하며, 이 구간들내에 각각 데이터 세그먼트 동기신호와 데이터 필드동기신호가 존재하게 된다.
제1도는 그랜드 얼라이언스 HDTV 전송 시스템의 스팩에 따른 데이터 포맷중 한 세그먼트를 나타낸 것이다.
제1도는 나타낸 바와 같이, 1세그먼트 단위로 존재하는 데이터 블랭킹 구간에서는 세그먼트 동기신호가 실리게 되며 세그먼트 동기신호는 에러 제어 코딩되지 않는데 방송국측으로부터 전송된다.
물론, 상술한 바와 같이 각 세그먼트 동기신호 사이에 실린 압축된 영상데이타는 에러 제어코딩되어 전송된다.
이 세그먼트 동기신호는 수신된 영상데이타를 동기에 맞추어 복구(recovery)하는데 편리하도록 시스템적으로 배려된 것이다.
그러므로, 고선명 텔레비젼 수신기는 영상데이타가 완전히 복구되기전에 데이터 세스먼트 동기신호를 복구하고 이 데이터 세스먼트 동기신호로부터 데이터 심볼클럭(data symbol clock)을 만들어낸다.
다시말해서, 제1도에 나타낸 바와 같이 에러제어코딩된 데이터 세그먼트 앞부분에는 항상 에러제어 코딩되지 않은 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터가 주기적으로 실려있기 때문에, 수신측에서는 이 데이터를 검출하여 세그먼트 동기신호를 만들고 이 세그먼트 동기신호에 동기된 클럭신호들을 이용하여 수신된 복합기저대역의 데이터(composite baseband data signal)를 D/A(Digital-Analog)변환시키게 된다.
따라서, 동기화 수신시스템(Synchronous Receiving system)이 구현될 수 있다.
일반적으로, 디지털 송, 수신 시스템은 한 심볼주기(T) 동안 단지 하나의 심볼 정보가 실려있는 파형이 전송되어지기 때문에, 수신기측에서는 수신된 파형으로부터 그 심볼의 위상(phase)을 알아내므로써 심볼 정보를 정확히 복구할 수 있게 된다.
그러나, 제2도에 나타낸 바와 같이, 복구된 심볼클럭의 위상이 오차를 갖게되면 나이가 심볼정보의 진폭에 오차가 생기게 된다.
제3도는 그랜드 얼라이언스 고선명 텔레비젼 수신기에 있어서 데이터 세그먼트 동기신호와 데이터 심볼 클럭을 복구하기 위한 장치의 구성블럭을 나타낸 것이다.
상술한 그랜드 얼라이언스 고선명 텔레비젼 시스템에서는 세그먼트 주기마다 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터로서 네 개의 고정 심볼열을 영상데이타 포맷(formet)에 실어 전송한다.
따라서 제3도의 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템의 데이터 세그먼트 동기신호와 데이터 심볼클럭 복구장치에 따르면, A/D변환기(1)는 수신된 복합 기저대역의 영상데이타를 디지털 데이터로 변환하고, 데이터 세그먼트 동기신호검출기(2)는 세그먼트주기마다 디지털 데이터로부터 세그먼트 동기신호에 해당하는 네 개의 고정 심볼을 검출하여 세그먼트 주기마다 세그먼트 동기신호를 만들어 출력한다.
PLL(Phase lock loop)부(3)는 이 세그먼트 동기신호를 이용하여 그것에 동기된 심볼 클럭을 만들고 이것을 상기 A/D 변환기(1)에 클럭신호로서 제공한다.
따라서, 심볼의 위상을 정확히 복구할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 심볼의 위상을 정확히 복구하기 위해서는 우선 데이터 세그먼트 동기신호를 정확히 검출하는 것이 요구된다.
본 발명은 상술한 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템에서 사용되는 것으로, 세그먼트 주기마다 정확한 세그먼트 동기신호를 검출할 수 있는 세그먼트 동기신호검출기를 제공하는데 그 목적이 있다.
위의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세그먼트 동기신호검출기는 입력되는 현재 세그먼트의 복합기저대역 데이터신호와 직전에 입력된 세그먼트의 복합기저대역 데이터신호를 더하는 것에 의해 복합기저대역의 데이저 신호로부터 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터만을 분리한여 출력하는 세그먼트 누적기와; 세그먼트누적기의 출력신호를 소정의 임계치들과 비교하는 것에 의해 세그먼트 동기신호의 데이터인 복수개의 고정 심볼열에 해당하는 레벨값들을 각각 소정수의 비트로 출력하는 양자화기; 양자화기로부터 출력되는 레벨값들로부터 세그먼트 동기신호의 패턴을 검출하여, 각 세그먼트의 위상 정보를 얻고 이 위상정보에 따라 세그먼트 위상펄스를 만들어 출력하는 세그먼트 동기신호패턴검출기; 그리고 세그먼트 동기신호 패턴 검출기로부터 출력된 세그먼트 위상펄스를 이용하여 복구된 세스먼트 동기신호를 만드는 세그먼트 동기신호
생성기를 포함한다.
이하에서, 제4도 내지 제6도를 참조하여 본 발명에 따른 세그먼트 동기신호검출기를 상세히 설명하기로 한다.
제4도는 본 발명에 의한 세그먼트 동기신호검출기의 구성블럭도로서, 입력되는 현재 세그먼트의 복합기저대역 데이터신호와 직전에 입력된 세그먼트의 복합기저대역 데이터신호를 더하는 것에 의해 복합기저대역의 데이터 신호로부터 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터만을 분리하여 출력하는 세그먼트 누적기(11)와, 세그먼트 누적기(11)의 출력신호를 소정의 임계치들과 비교하는 것에 의해 세그먼트 동기신호의 데이터인 복수개의 (여기서, 4개) 고정심볼열에 해당하는 레벨값들을 각각 소정수의 비트들(여기서, 2bits)로 출력하는 양자화기(12), 양자화기(12)로부터 축력되는 레벨값들로부터 세그먼트 동기신호의 패턴을 검출하여, 각 세그먼트의 위상 정보를 얻고 각 세그먼트 위상 펄스를 얻는 세그먼트 동기신호 패턴검출기(13); 그리고 세그먼트 동기신호패턴검출기(13)로부터 출력된 세그먼트 위상펄스를 이용하여 복구된 세그먼트 동기신호를 만드는 세그먼트 동기신호 생성기(14)를 포함한다.
제4도에서 세그먼트 누적기(11)는 일실시예에서 입력되는 세그먼트 단위의 복합기 저대역의 데이터 신호를 1세그먼트 구간동안 지연시키는 세그먼트 메모리(11a)와, 세그먼트 메모리(11a)로부터 출력되는 직전 세그먼트의 복합기저대역 데이터 신호와 현재 입력되는 세그먼트의 복합기대역 데이터신호를 가산하여 출력하는 가산기(11b)로 구성된다.
또한 제5도에 나타낸 바와 같이 세그먼트 패턴 검출기(13)는 일실시예로서, 양자화 기(12)로부터 출력되는 레벨들이 각각 두 비트(bits), 즉, 제1비트(bitn 1) 및 제2비트(bit )로 표현된다는 전제하에서, 제1비트(bits 1)를 차례로 소정 단위시간만큼 지연시키는 제1 내지 제3지연소자들(13a,13b,13c)와, 제1비트(bits 1)를 차례로 소정단위 시간만큼 지연시키는 제4 내지 제 6지연소자들 (13d,13e,13f)와, 제1지연소자(13a)와 제2지연소자(13b)의 출력값들을 오아(OR)연산하는 오아게이트(14g)와; 제1지연소자(13b)에 입력되는 제1비트신호(bit 1)의 반전값과, 제3지연소자(13c)의 반전출력값과, 오아게이트(13g)의 출력값과, 제4지연소자(13d)에 입력되는 제2비트신호(bit )의 반전값, 그리고 제4 내지 제6지연소자(13d,13e,13f)의 출력값들을 입력신호들로 하는 앤드(AND)게이트(13h)로 구성될 수 있다.
이하에서, 제4도에 나타낸 세그먼트 동기신호검출기의 동작을 제6도의 파형들을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 제6도(A)에 나타낸 수신된 복합기저대역의 데이터 신호는 세그먼트 누적기(11)의 가산기 (11b)를 통과한 후 세그먼트 메모리(11a)에서 1세그먼트 만큼 지연된다.
세그먼트 메모리(11a)는 입력되는 복합기저대역데이타의 세그먼트단위로 자장하고 다음 세그먼트의 데이터가 입력되면 저장하고 있는 세그먼트 데이터를 출력한다. 가산기(11b)는 현재 입력되는 세그먼트 데이터와 세그먼트 메모리(11a)로부터 출력되는 1세그먼트 지연된 세그먼트 데이터를 가산하여 출력한다.
따라서, 세그먼트 누적기(11)는 제6도(B)와 같이 복합기저대역의 데이터로부터 세그먼트 동기신호에 해당한는 데이터만을 분리하여 출력하게 된다.
이어서, 양자화기(12)는 제6도(C)에 나타낸 바와 같이, 세그먼트 누적기(11)의 출력신호를 두 개의 임계치와 비교하여 세 개의 레벨중 해당하는 하나를 출력하게 된다.
상술한 바와 같이, HDTV신호의 송신측으로부터는 세그먼트 동기구간에 4개의 고정심볼열은 양자화기(12)에서 세 개의 레벨로 구분될 수 있기 때문에 위의 세 개 레벨을 각각 두 개의 비트로 나타낼 수 있다(예로서, 00, 11, 01).
이어서, 세그먼트 동기신호패턴검출기(13)는 제6도(C)에 나타낸 양자화기(12)로부터 출력된 양자화된 동기신호로부터 세그먼트 동기신호 패턴들ㅇ르 검출하고(즉 00, 01, 11, 01, 00) 이들을 이용하여 제6도(D)와 같이 세그먼트 위상펄스를 만들어 출력한다.
상기 동작을 좀더 상세히 설명하면, 그랜드 얼라이언스 HDTV 시스템의 데이터 포맷에 따라서 세그먼트 동기신호구간에는 제6도(A)와 같이 4개의 고정심볼열이 실리고 이것들은 세그먼트 주기로 특정 패턴을 가지고 반복되나 각 세그먼트의 동기신호구간을 제외한 영상데이타는 세그먼트 주기로 임의의 값을 갖는 심볼들이 나타나게 되므로 세그먼트 누적기(11)를 통과하게 되면, 제6도(B)와 같이 세그먼트 동기 신호 구간에서는 평균제로(zero)값을 갖는 노이즈가 제거된 상태의 세그먼트 동기신호 파혀이 나타나게 되나, 영상데이터 구간에서는 그 임의의 값들이 서로 상쇄되어 0에 근접한 값으로 남게된다.
즉, 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터가 다른 데이터들로부터 분리된다. 분리된 세그먼트 동기신호데이터가 양자화기(12)를 거치면, 양자화된 세그먼트 동기신호가 생성되는데, 이들을 세 개의 레벨로 나타낼 수 있고 각 레벨은 두 개의 비트로(00, 01, 11)표현할 수 있다.
이 양자화된 세그먼트 동기신호로부터 세그먼트 동기신호 패턴검출기(13)는 세그먼트동기신호패턴들을 ( 00, 01, 11, 11, 01, 00 )검출할 수 있으며, 이로써, 각 세그먼트의 위상정보를 얻을 수 있게 된다.
세그먼트 동시신호패터검출기(13)의 일실시예인 제5도를 참조하여 세그먼트 동기신호패턴검출로직(logic)들을 설명하기로 한다.
제6도에서, 양자화된 세그먼트 동기신호를 보면, 영상데이터 구간에서는 모두 00의 신호 파형을 갖고, 세그먼트 동기신호구간에서는 네 개의 고정심볼열에 해당하는 01,11,11,01의 신호파형을 가지므로 제2비트(bit )로서는 연속해서 4개의 비트1이 출력된 형태가 되고 제1비트(bit 1)로서는 0 1 1 0순으로 출력되는 형태가 된다.
따라서, 아래의 식(1)과 같은 알고리즘으로 세그먼트 동기신호패턴검출로직을 나타낼 수 있다.
D[n]=S0[n] S0[n-1] S0[n-2] S0[n-3] *** S1[n-1] S1[n-2] *** (1)
단, d[n]은 n번째 심볼위치에서의 세그먼트 위상 펄스신호를, S[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제2비트(bit )를 S1[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제1비트(bit1)를
은 논리곱(AND)를,
+는 논리합(OR)를, 그리고
-는 논리역(not)을 나타낸 것이다.
그러나, 세그먼트 동기신호검출기의 초기동작상태시와 같이 위상이 동기되지 않은 상태에서는 양자화된 세그먼트 동기신호의 파형이 [ 01, 01, 11, 01, 01 ]와 같이 원상태보다 더 퍼진상태로 나타날 수 있게 된다.
따라서, 제1도의 알고리즘으로 나타낸 세그먼트 동기신호패턴검출로직에 마진(margin)을 두어 아래의 식(2)와 같은 알고리즘으로 구성할 필요가 있다.
D[n]=S0[n] S0[n-1] S0[n-2] S0[n-3] *** (S1[n-1] S1[n-2]) *** (2)
위식들 (1)(2)과 같은 알고리즘에 의해 각 세그먼트 위상펄스가 얻어지며, 실질적으로 세그먼트 동기신호 검출이 이루어진다.
마지막으로 세그먼트 동기신호생성기(14)는 그 세그먼트 동기신호 패턴검출기(13)로부터의 세그먼트 위상 펄스를 입력하여 세그먼트 동기신호에 대한 위상정보가 심볼클럭 복구부가 데이터 검출부(defector)에서 이용될 수 있는 파형으로 만들어내는 역할을 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 데이터 세그먼트 동기신호를 각 세그먼트마다 정확하게 검출할 수 있게 되므로, 심볼클럭의 위상을 PLL(Phase lock loop)를 통해 동기시킴으로써 심볼클럭복구부를 쉽게 구성할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 입력되는 현재 세그먼트의 복합기저대역 데이터신호와 직전에 입력된 세그먼트의 복합기저대역 데이터 신호를 이용하여 복함기저대역의 데이터신호로부터 세그먼트 동기신호에 해당하는 데이터만을 분리하여 출력하는 세그먼트 누적기(11)와; 세그먼트 누적기(11)의 출력신호를 소정의 임계치들과 비교하는 것에 의해, 세그먼트 동기신호의 데이터인 복수개의 고정심볼에 해당하는 레벨값들을 각각 소정수의 비트들로 출력하는 양자화기(12); 그리고 양자화기(12)로부터 출력되는 소정수의 비트들로 표현되는 레벨값들로부터 세그먼트 동기신호의 패턴들을 검출하여, 각 세그먼트의 위상정보를 얻고 이 위상 정보에 따라 각 세그먼트 위상 펄스를 만들어 출력하는 세그먼트 동기신호 패턴 검출기(13)로 구성됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
  2. 제2항에 있어서, 세그먼트 동기신호 패턴검출기(13)로부터 출력된 세그먼트 위상 펄스를 이용하여 복구된 세그먼트 동기신호를 만드는 세그먼트 동기신호 생성기(14)가 더 구비됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호 검출기.
  3. 제1항에 있어서, 세그먼트 누적기(11) 복합기저대역의 데이터 신호를 1세그먼트 구간동안 지연시키는 세그먼트 메모리(11a)와 세그먼트 메모리(11a)로부터 출력되는 직전 세그먼트까지의 누적된 복합기저대역의 데이터 신호와 현재 입력되는 세그먼트의 복합기저대역의 데이터 신호를 가산하여 출력하는 가산기로 구성됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합기저대역의 데이터에는 세그먼트 동기구간마다 세그먼트 동기신호에 대한 데이터로서 4개의 고정 심볼열이 포함됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세그먼트 동기신호 패턴검출기(13)는 양자화기(12)로부터 출력되는 레벨들이 각각 두 비트(bits), 즉, 제1비트(bit 1) 및 제2비트(bit )로 표현된다는 전제하에서, 제1비트(bit 1)를 차례로 소정 단위시간만큼 지연시키는 제1 내지 제3지연소자들(13a,13b,13c)와, 제2비트(bit )를 차례로 소정 단위 시간만큼 지연시키는 제4 내지 제6지연소자들(13d,13e,13f)와, 제1지연소자(13a)와 제2지연소자(13b)의 출력값들을 오아(OR)연산하는 오아게이트(13g), 제1지연소자(13a)에 입력하는 제1비트신호(bit 1)의 반전값과, 제3지연소자(13c)의 반전출력값과, 오아게이트(13g)의 출력값과, 제4지연소자(13d)에 입력되는 제2비트신호(bit ); 그리고 제4 내지 제6지연소자(13d,13e,13f)의 출력값들을 입력신호들로 하는 앤드(AND)게이트(13h)로 구성됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
  6. 제5항에 있어서, 세그먼트 위상신호 패턴검출기(13)의 패턴검출로직은 아래의 알고리즘으로 표현됨을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
    D[n]=S0[n] S0[n-1] S0[n-2] S0[n-3] *** (S1[n-1] S1[n-2]) ***
    단, D[n]은 n번째 심볼위치에서의 세그먼트 위상 펄스신호를, S[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제2비트(bit ) S1[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제1비트(bit 1)
    .은 논리곱(AND)를,
    +는 논리합(OR)를, 그리고
    -는 논리역(not)을 나타낸다.
  7. 제5항에 있어서, 세그먼트 동기신호패턴검출기(13)의 패턴검출로직은 아래의 알고리즘으로 나타낼 수 있음을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터세그먼트 동기신호검출기.
    D[n]=S0[n] S0[n-1] S0[n-2] S0[n-3] *** (S1[n-1]+S1[n-2]) ***
    단, D[n]은 n번째 심볼위치에서의 세그먼트 위상 펄스신호를, S[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제2비트(bit ) S1[n]은 n번째 심볼위치에서의 양자화된 세그먼트 동기신호의 제1비트(bit 1)
    .은 논리곱(AND)를,
    +는 논리합(OR)를, 그리고
    -는 논리역(not)을 나타낸다.
  8. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 양자화기(12)는 세그먼트 누적기(11)의 출력신호를 설정된 두 개의 임계치들과 비교하여 각각 두 비트로 구성되는 세종류의 레벨들로 출력함을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 수상기의 데이터 세그먼트 동기신호검출기.
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