KR0178590B1 - Digital dbs receiver - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지탈 위성 방송 수신 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 자동적으로 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동하지 않고 유지되도록 하는 자동 이득 제어부(60)와; 반송파에 실린 중간 주파 신호를 기저 대역 신호로 주파수를 하향시키는 주파수 하향부(62); 주파수 영역에서의 신호 겹침을 방지하기 위하여 기저 대역 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터부(64); 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환해주는 A/D 변환부(66); QPSK 변조 신호를 다시 QPSK 복조하는 QPSK 복조기(68); 채널 전송시 발생하는 에러를 정정하기 위한 FEC 복호기(70); 상기 QPSK 복조기(68)로부터의 제어 신호와 상기 FEC 복호기(70)로부터의 비트 에러율(BER)에 대한 신호를 입력받아 제어 신호를 발생시켜 상기 자동 이득 제어부(60)로 출력하는 제어 신호 발생부(72)로 구성되어 있으며, 본 발명에 따르면, 채널 디코딩시 발생된 에러율을 이용하여 입력 신호의 크기를 제어함으로써, 수신 성능을 향상시킬 수 있다는 데 그 이점이 있다.The present invention relates to a digital satellite broadcasting receiver, and the present invention provides an automatic gain control unit (60) for automatically controlling gain so that the output level remains unchanged even if there is a change in the input level; A frequency down part 62 for downgrading the frequency of the intermediate frequency signal carried on the carrier to the baseband signal; A low pass filter unit 64 for passing only the baseband signal to prevent signal overlap in the frequency domain; An A / D converter 66 for converting an analog signal into a digital signal; A QPSK demodulator 68 that QPSK demodulates the QPSK modulated signal again; An FEC decoder 70 for correcting errors occurring in channel transmission; A control signal generator for receiving a control signal from the QPSK demodulator 68 and a signal for a bit error rate (BER) from the FEC decoder 70 to generate a control signal and output the control signal to the automatic gain controller 60 ( 72), according to the present invention, by controlling the size of the input signal using the error rate generated during channel decoding, there is an advantage that the reception performance can be improved.
Description
제1도는 디지탈 위성 방송 시스템의 구성 블럭도.1 is a block diagram of a digital satellite broadcasting system.
제2도는 종래의 디지탈 위성 방송 수신 장치에 대한 구성 블럭도.2 is a block diagram of a conventional digital satellite broadcasting receiver.
제3도는 2의 보수 형태의 동위상 성분과 직각 위상 성분에 대한 입력을 나타낸 도면.3 shows inputs for two phase complementary in-phase components and quadrature phase components.
제4도는 본 발명에 따른 디지탈 위성 방송 수신 장치의 구성 블럭도.4 is a block diagram of a digital satellite broadcasting receiver according to the present invention.
제5도는 비터비 디코더에서의 데이타와 채널 잡음에 대한 연판정 분포도이다.5 is a soft decision distribution of data and channel noise in a Viterbi decoder.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
60 : 자동 이득 제어부 62 : 주파수 하향부60: automatic gain control unit 62: frequency down section
62-1 : 국부 발진기 62-2 : 위상 쉬프터62-1: Local Oscillator 62-2: Phase Shifter
62-3 : 제1 믹서 62-4 : 제2믹서62-3: first mixer 62-4: second mixer
64 : 저역 통과 필터부 64-1 : 제1 저역 통과 필터64: low pass filter 64-1: first low pass filter
64-2 : 제2 저역 통과 필터 66 : A/D 변환부64-2: second low pass filter 66: A / D converter
66-1 : 제1 A/D 변환기 66-2 : 제2 A/D 변환기66-1: First A / D Converter 66-2: Second A / D Converter
68 : QPSK 복조기 70 : FEC 복호기68: QPSK demodulator 70: FEC decoder
72 : 제어 신호 발생부 72-1 : 매퍼72: control signal generator 72-1: mapper
72-2 : D/A 변환기 72-3 : 증폭부72-2: D / A converter 72-3: amplifier
본 발명은 디지탈 위성 방송 수신 장치에 관한 것으로서, 특히 채널 디코딩시 비트 에러율을 이용하여 복조하고자하는 입력 신호의 크기를 제어하도록 되어진 디지탈 위성 방송 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital satellite broadcast receiver, and more particularly, to a digital satellite broadcast receiver configured to control the size of an input signal to be demodulated by using a bit error rate during channel decoding.
위성 방송(DBS:Direct Broadcasting Service)이란 일반 가정에서 직접 수신할 목적으로 방송 신호를 우주상의 중계기를 통하여 재전송하는 방송방식을 말하는 것으로서, 최근 기술의 발달로 소형의 안테나와 수신 장치의 설치로 직접 수신이 가능해져 널리 보급되고 있다.Direct Broadcasting Service (DBS) refers to a broadcasting method that retransmits a broadcast signal through a repeater in space for the purpose of receiving it directly in a general home. This becomes possible and widespread.
위성 방송은 지역, 방송이 불가능하고, 높은 신뢰도 요구로 대규모 투자가 필요하며, 전파 월경 문제가 발생하는 단점이 있는 반면, 지상 방송에 비해 작은 출력으로 넓은 면적에 균일한 양질의 방송이 가능하며, 지형적인 수신 장애 및 고스트(ghost) 현상을 줄일 수 있다는 장점이 있다.Satellite broadcasting cannot be broadcasted locally, requires large-scale investment due to high reliability requirements, and has the disadvantage of radio wave menstruation problems. There is an advantage in that it is possible to reduce the topographic reception disturbance and ghost phenomenon.
제1도는 디지탈 위성 방송 시스테의 구성 블럭도로서, 디지탈 위성 방송 시스템은 크게 세부분으로 구성되어 있는데, 텔레비젼 신호를 디지탈 텔레비젼 신호로 변환, 압축 후 위성으로 전송하는 송신부(10 : Encoder Transmitter)와: 우주 공간에서 신호를 수신 후 증폭하여 재전송하는 위성 중계기(20:Transponder):및 위성으로부터 중계된 신호를 수신하여 복호화하는 수신부(30:Integrated Receiver Decoder)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram of a digital satellite broadcasting system. The digital satellite broadcasting system is composed of three parts. The transmitter 10 converts a television signal into a digital television signal, compresses it, and transmits it to the satellite. : A satellite repeater (20: Transponder) for receiving and amplifying and retransmitting a signal in space, and a receiver (30: Integrated Receiver Decoder) for receiving and decoding the signal relayed from the satellite.
여기서, 송신부(10)는 MPEG-2(Moving Picture Expert Group-2) 부호기(12), FEC(Forward Error Correction) 부호기(14), QPSK(Quaternary Phase Shift Keying) 변조기(16) 및 송신 안테나(18)로 구성된다.Here, the transmitter 10 includes a moving picture expert group-2 (MPEG-2) encoder 12, a forward error correction (FEC) encoder 14, a quaternary phase shift keying (QPSK) modulator 16, and a transmission antenna 18. It is composed of
또한, 수신부(30)는 수신 안테나(31), LNB(32:Low Noise Block down converter), 튜너(34), QPSK 복조기(36), FEC 복호기(38) 및 MPEG-2 복호기(39)로 구성된다.In addition, the receiver 30 includes a receiving antenna 31, a low noise block down converter (LNB) 32, a tuner 34, a QPSK demodulator 36, an FEC decoder 38, and an MPEG-2 decoder 39. do.
상기와 같이 구성된 디지탈 위성 방송 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the digital satellite broadcasting system configured as described above is as follows.
송신부(10)에서는 비디오, 오디오 및 데이타 신호를 MPEG-2 규격에 따라 디지탈 신호로 변환, 압축한 후 패킷 스트림(packet stream)으로 구성하여 하나의 디지탈 텔레비젼 신호 스트림을 만든다.The transmitter 10 converts the video, audio, and data signals into digital signals according to the MPEG-2 standard, compresses them, and configures them into packet streams to create one digital television signal stream.
여러개의 디지탈 텔레비젼 신호 스트림들은 다중화되어 트랜스포트 스트림 패킷(Transport Stream packet)으로 된 후 채널 부호화가 수행된다.Several digital television signal streams are multiplexed into transport stream packets and then channel encoded.
이때 트랜스포트 스트림 패킷은 188 바이트 단위이며 유효 데이타율은 약 34Mbps이다.In this case, the transport stream packet is 188 bytes and the effective data rate is about 34 Mbps.
전송시 발생되는 에러를 보정하기 위하여 채널 부호화를 수행하며, 부호화된 신호는 위성으로 전송되기 위하여 변조 과정을 거치게 된다.Channel coding is performed to compensate for errors generated during transmission, and the encoded signal undergoes a modulation process to be transmitted to the satellite.
트랜스포트 스트림 패킷들은 먼저 에너지 분산 과정에서 랜덤 데이타 스트림으로 변환되는데, 위성 방송의 다운-링크에 쓰이는 12GHz 대는 지상에서도 상당히 많이 이용되고 있는 것이므로, 다른 지상 무선 통신에 방해를 주는 일이 없도록 전파를 가진 에너지를 분산해야만 한다.Transport stream packets are first converted into random data streams during energy dissipation. The 12 GHz band used for the downlink of satellite broadcasting is widely used on the ground, so that it does not interfere with other terrestrial radio communications. You must disperse energy.
랜덤 데이타 스트림으로 변환된 후 노이즈와 간섭에 의한 데이타 에러를 줄이기 위하여 연접 길쌈(concatenated convolutional) 부호화와 리드-솔로몬(Reed-Solomon), 부호화를 행하며, 전송 채널에서 발생하는 심볼간의 간섭을 줄이기 위해 펄스 성형(pulse shaping)을 한다.Concatenated convolutional coding, Reed-Solomon, and coding are performed to reduce data errors due to noise and interference after being converted into a random data stream, and pulses are reduced to reduce interference between symbols occurring in a transmission channel. Pulse shaping is performed.
변조 방식은 QPSK를 사용하는데 그 이유는 위성 중계기의 전력이 제한되어 있으므로 스펙트럼보다는 전력 효율(power efficiency)이 우선되기 때문이다.The modulation scheme uses QPSK because the power of the satellite repeater is limited so that power efficiency takes precedence over spectrum.
변조된 신호는 업-컨버터에서 Ku-대역(14GHz)으로 변환된 후 고전력 증폭기(HPA:High power amplifier)에서 충분히 증폭되어 송신 안테나(18)를 통해 위성으로 발사된다.The modulated signal is converted from the up-converter to the Ku-band (14 GHz) and then amplified sufficiently in a high power amplifier (HPA) to be launched to the satellite via the transmit antenna 18.
위성 중계기(20)에서는 14GHz의 신호를 수신하여 증폭한 후 12GHz로 변환하여 지상으로 재송신한다.The satellite repeater 20 receives and amplifies a signal of 14 GHz, converts it to 12 GHz, and retransmits it to the ground.
상기 재송신된 신호는 가정용 수신 안테나(31)에서 수신되어 LNB(32)에서 증폭된 후 1GHz신호로 변환되어 케이블을 통해 튜너(34)로 보내진다.The retransmitted signal is received by the home receiving antenna 31, amplified by the LNB 32, converted into a 1 GHz signal, and sent to the tuner 34 via a cable.
튜너(34)에서 선택된 신호는 QPSK 복조되고, 그 복조 신호는 FEC 복호기(38)에서 전송 에러가 복원된 후 디랜더마이즈(derandomize)되어 MPEG-2 트랜스포트 스트림 패킷으로 복원된 후 MPEG-2 복호기(39)에서 비디오, 오디오 및 데이타 신호로 복호화된다.The signal selected by the tuner 34 is QPSK demodulated, and the demodulated signal is derandomized after the transmission error is recovered in the FEC decoder 38, and then restored to the MPEG-2 transport stream packet, and then the MPEG-2 decoder. At 39, the video, audio and data signals are decoded.
제2도는 종래의 디지탈 위성 방송 수신 장치에 대한 구성 블럭도로서, 종래의 디지탈 위성 방송 수신 장치는 자동적으로 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동하지 않고 유지되도록 하는 자동이득 제어부(40)와; 반송파에 실린 중간 주파 신호를 기저 대역 신호로 주파수를 하향시키는 주파수 하향부(42); 주파수 영역에서의 신호 겹침을 방지하기 위하여 기저 대역 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터부(44); 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환해주는 A/D 변환부(46); QPSK 변조 신호를 다시 QPSK 복조하는 QPSK 복조기(48); 채널 전송시 발생하는 에러를 정정하기 위한 FEC 복호기(50); 상기 QPSK 복조기(48)로부터의 제어 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환부(52); 및 상기 D/A 변환된 신호를 증폭하여 상기 자동 이득 제어부(40)로 출력하는 증폭부(54)로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a conventional digital satellite broadcasting receiver, wherein the conventional digital satellite broadcasting receiver automatically controls gain so that the output level remains unchanged even if the input level changes. 40); A frequency down part 42 for downgrading the frequency of the intermediate frequency signal carried on the carrier to the baseband signal; A low pass filter 44 for passing only baseband signals to prevent signal overlap in the frequency domain; An A / D converter 46 for converting an analog signal into a digital signal; A QPSK demodulator 48 that QPSK demodulates the QPSK modulated signal again; An FEC decoder 50 for correcting errors occurring in channel transmission; A D / A converter 52 for converting a control signal from the QPSK demodulator 48 into an analog signal; And an amplifier 54 for amplifying the D / A converted signal and outputting the amplified signal to the automatic gain controller 40.
여기서, 상기 주파수 하향부(42)는 주파수를 변환하기 위해 발진하는 국부 발진기(42-1)와; 상기 자동 이득 제어부(40)로부터 입력되는 신호중에서 직각(Quadrature) 성분을 분리하기 위해 상기 국부 발진기(42-1)로부터의 신호를 90°위상 쉬프트시키는 위상 쉬프터(42-2); 상기 자동 이득 제어부(40)로부터의 동위상(In-phase) 성분의 신호와 상기 국부 발진기(42-1)로부터 입력된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환하는 제1 믹서(42-3); 및 상기 자동 이득 제어부(40)로부터의 직각 위상(Q) 성분의 신호와 상기 위상 쉬프터(42-2)로부터의 90°위상 쉬프트된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환하는 제2 믹서(42-4)로 구성된다.Here, the frequency down section 42 includes a local oscillator 42-1 oscillating to convert a frequency; A phase shifter (42-2) for shifting the signal from the local oscillator (42-1) by 90 ° phase to separate quadrature components from the signal input from the automatic gain control unit (40); A first mixer (42-3) for converting a frequency by mixing a frequency of an in-phase component signal from the automatic gain control unit (40) and a signal input from the local oscillator (42-1); And a second mixer 42 that converts a frequency by mixing a signal of a quadrature phase (Q) component from the automatic gain control unit 40 and a 90 ° phase shifted signal from the phase shifter 42-2. 4) consists of.
또한, 상기 저역 통과 필터부(44)는 동위상(I) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시키는 제1 저역 통과 필터(44-1); 및 직각 위상(Q) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시키는 제2 저역 통과 필터(44-2)로 구성된다.In addition, the low pass filter 44 includes: a first low pass filter 44-1 for passing only baseband signals of in-phase (I) components; And a second low pass filter 44-2 that passes only baseband signals of quadrature phase (Q) components.
이때, 상기 A/D 변환부(46)는 동위상(Ⅰ) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 제1 A/D 변환기(46-1); 및 직각 위상(Q) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 제2 A/D 변환기(46-2)로 구성된다.At this time, the A / D converter 46 includes: a first A / D converter 46-1 for converting an analog signal of in-phase (I) component into a digital signal; And a second A / D converter 46-2 for converting the analog signal of the quadrature phase (Q) component into a digital signal.
상기와 같이 구성된 종래의 디지탈 위성 방송 수신 장치에 대한 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the conventional digital satellite broadcasting receiver configured as described above is as follows.
디지탈 위성 방송 수신 장치는 크게 복조부와 채널 디코딩부로 구성되는데, 즉 복조부는 QPSK로 변조된 신호를 복조하며, 동위상(Ⅰ) 성분의 신호와 직각 위상(Q) 성분의 신호를 각각 복조하여 채널디코딩부로 전송하게 된다.The digital satellite broadcasting receiver is largely composed of a demodulator and a channel decoder. That is, the demodulator demodulates a signal modulated by QPSK, demodulates a signal of in-phase (I) component and a signal of quadrature phase (Q) component, respectively. It is transmitted to the decoding unit.
채널 디코딩부에서는 복조부로부터 받은 신호를 이용하여 채널 전송시 발생된 에러로 인한 왜곡을 보정할 수 있도록 에러 정정 인코딩의 역순으로 디코딩을 하여 원래의 정보 데이타를 검출해주는 역할을 한다.The channel decoding unit detects original information data by decoding in the reverse order of error correction encoding so as to correct distortion caused by an error generated during channel transmission using the signal received from the demodulator.
수신 장치의 중요한 역할을 차지하고 있는 채널 디코딩부의 성능은 트렐리스 부호 변조(Trellis Coded Modulation:이하 TCM이라 한다.) 디코더에 의해서 좌우되는데, 이때 TCM이라는 것은 변조 기법과 부호화를 결합한 것으로 대역폭을 변화시키지 않고도 부호화도지 않은 기존의 변조 기법에 비하여 전력상의 상당한 이득을 얻을 수 있다는 특징이 있다.The performance of the channel decoding unit, which plays an important role in the receiving device, depends on the Trellis Coded Modulation (TCM) decoder. In this case, the TCM is a combination of modulation technique and encoding. Compared with the conventional modulation method without encoding, the power gain is significant.
TCM의 구조는 유한한 상태를 가지는 부호기와 비이진 변조 기법으로 구성되는데, 현재 알려진 바에 의하면 4개의 상태를 가지는 TCM은 부호화되지 않은 변조 기법과 비교하여 백색 가우시안 잡음이 있는 환경에서 약 3dB 정도의 전력 이득이 있다. 이러한 부호화 이득은 좀더 많은 상태를 가지는 TCM을 적용하게 되면 6 dB 혹은 그 이상의 전력 이득도 얻을 수 있다. TCM의 장점은 이러한 전력상의 이득이 대역폭의 확장이나 에러 정정부호의 경우처럼 유효 정보율을 감소시킴으로써 얻어지는 것이 아니라는데 있다.The structure of a TCM consists of a finite state encoder and a non-binary modulation technique. Currently, a four state TCM has about 3dB of power in an environment with white Gaussian noise compared to an uncoded modulation technique. There is a benefit. This coding gain can also be achieved by applying a TCM with more state, a power gain of 6 dB or more. The advantage of TCM is that this power gain is not obtained by reducing the effective information rate as in the case of bandwidth expansion or error correction code.
제3도는 2의 보수 형태의 동위상 성분과 직각 위상 성분에 대한 입력을 나타낸 도면으로서, TCM 신호의 복호화를 위해서는 비터비 디코딩(Viterbi decoding)을 사용하고 있는데, 이 경우 비터비 디코딩의 성능을 좋게하기 위해서는 입력 신호 레벨의 중간 값이 디지탈 변조 레벨의 중간과 일치해야 우수한 성능을 얻을 수 있다.3 is a diagram illustrating inputs of two-phase complementary in-phase components and quadrature phase components. Viterbi decoding is used to decode the TCM signal. In this case, Viterbi decoding performance is improved. In order to achieve good performance, the middle value of the input signal level must match the middle of the digital modulation level.
즉, 전체 신호 크기가 1이라고 할 때 ±0.5로 매핑되도록 자동 이득 제어를 조정하는 종래의 방식에 있어서 채널상의 잡음 특성때문에 실제 들어오는 디지탈 변조 입력이 정확히 ±0.5에 매핑되지 않기 때문에 비터비 디코더의 성능에 나쁜 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.In other words, in the conventional method of adjusting the automatic gain control to be mapped to ± 0.5 when the total signal magnitude is 1, the performance of the Viterbi decoder is because the actual incoming digitally modulated input is not mapped exactly to ± 0.5 because of the noise characteristics on the channel. There was an issue that had a bad effect on the.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 채널 디코딩시 발생된 비트 에러율을 이용하여 입력 신호의 크기를 제어하도록 되어진 디지탈 위성 방송 수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital satellite broadcast receiving apparatus that is designed to control the size of an input signal by using a bit error rate generated during channel decoding.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지탈 위성 방송 수신 장치는, 자동적으로 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동하지 않고 유지되도록 하는 자동 이득 제어부와; 반송파에 시린 중간 주파 신호를 기저 대역 신호로 주파수를 하향시키는 주파수 하향부; 주파수 영역에서의 신호 겹침을 방지하기 위하여 기저 대역 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터부; 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환해주는 A/D 변환부; QPSK 변조 신호를 다시 QPSK 복조하는 QPSK 복조기; 채널 전송시 발생하는 에러를 정정하기 위한 FEC 복호기; 상기 QPSK 복조기로부터의 제어 신호와 상기 FEC 복호기로부터의 비트 에러율에 대한 신호를 입력받아 제어 신호를 발생시켜 상기 자동 이득 제어부로 출력하는 제어 신호 발생부로 구성된 것을 특징으로 한다.The digital satellite broadcast receiver of the present invention for achieving the above object comprises: an automatic gain control unit for automatically controlling gain so that the output level remains unchanged even if the input level changes; A frequency down part that lowers the frequency of the intermediate frequency signal attenuated by the carrier into a baseband signal; A low pass filter for passing only the baseband signal to prevent signal overlap in the frequency domain; An A / D converter converting an analog signal into a digital signal; A QPSK demodulator to QPSK demodulate the QPSK modulated signal again; An FEC decoder for correcting errors occurring in channel transmission; And a control signal generator for receiving a control signal from the QPSK demodulator and a signal for a bit error rate from the FEC decoder to generate a control signal and output the control signal to the automatic gain controller.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 디지탈 위성 방송 수신 장치의 구성을 나타낸 블럭도로서, 본 발명의 디지탈 위성 방송 수신 장치는 자동적으로 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동하지 않고 유지되도록 하는 자동 이득 제어부(60)와; 반송파에 실린 중간 주파 신호를 기저대역 신호로 주파수를 하향시키는 주파수 하향부(62); 주파수 영역에서의 신호 겹침을 방지하기 위하여 기저 대역 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터부(64); 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환해주는 A/D 변환부(66); QPSK 변조 신호를 다시 QPSK 복조하는 QPSK 복조기(68); 채널 전송시 발생하는 에러를 정정하기 위한 FEC 복호기(70); 상기 QPSK 복조기(68)로부터의 제어 신호와 상기 FEC 복호기(70)로부터의 비트 에러율(BER: Bit Error Rate)에 대한 신호를 입력받아 제어 신호를 발생시켜 상기 자동 이득 제어부(60)로 출력하는 제어 신호 발생부(72)로 구성된다.4 is a block diagram showing the configuration of a digital satellite broadcast receiver according to the present invention. The digital satellite broadcast receiver according to the present invention automatically controls the gain so that the output level remains unchanged even if the input level changes. An automatic gain control unit 60; A frequency down part 62 for downgrading the frequency of the intermediate frequency signal carried on the carrier to the baseband signal; A low pass filter unit 64 for passing only the baseband signal to prevent signal overlap in the frequency domain; An A / D converter 66 for converting an analog signal into a digital signal; A QPSK demodulator 68 that QPSK demodulates the QPSK modulated signal again; An FEC decoder 70 for correcting errors occurring in channel transmission; Control to generate a control signal by receiving a control signal from the QPSK demodulator 68 and a bit error rate (BER) from the FEC decoder 70 to output to the automatic gain control unit 60 It consists of a signal generator 72.
여기서, 상기 주파수 하향부(62)는 주파수를 변환하기 위해 발진하는 국부 발진기(62-1)와; 상기 자동 이득 제어부(60)로부터 입력되는 신호중에서 직각(Quadrature) 성분을 분리하기 위해 상기 국부 발진기(62-1)로부터의 신호를 90°위상 쉬프트시키는 위상 쉬프터(62-2); 상기 자동 이득 제어부(60)로부터의 동위상(In-phase) 성분의 신호와 상기 국부 발진기(62-1)로부터 입력된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환하는 제1믹서(62-3); 및 상기 자동 이득 제어부(60)로부터의 직각 위상(Q) 성분의 신호와 상기 위상 쉬프터(62-2)로부터의 90°위상 쉬프트된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환하는 제2 믹서(62-4)로 구성된다.Here, the frequency downlink section 62 includes a local oscillator 62-1 oscillating to convert a frequency; A phase shifter (62-2) for shifting the signal from the local oscillator (62-1) by 90 ° phase to separate quadrature components from the signal input from the automatic gain control unit (60); A first mixer (62-3) for mixing the in-phase component signal from the automatic gain controller (60) and the frequency of the signal input from the local oscillator (62-1) to convert the frequency; And a second mixer 62 that converts a frequency by mixing a signal of a quadrature phase (Q) component from the automatic gain control unit 60 and a 90 ° phase shifted signal from the phase shifter 62-2. 4) consists of.
또한, 상기 저역 통과 필터부(64)는 동위상(Ⅰ) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시키는 제1 저역 통과 필터(64-1); 및 직각 위상(Q) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시키는 제2 저역 통과 필터(64-2)로 구성된다.Further, the low pass filter unit 64 includes: a first low pass filter 64-1 for passing only baseband signals of in-phase (I) components; And a second low pass filter 64-2 that passes only baseband signals of quadrature phase (Q) components.
이때, 상기 A/D 변환부(66)는 동위상(Ⅰ) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 제1 A/D 변환기(66-1); 및 직각 위상(Q) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 제2 A/D 변환기(66-2)로 구성된다.In this case, the A / D converter 66 includes: a first A / D converter 66-1 for converting an analog signal of in-phase (I) component into a digital signal; And a second A / D converter 66-2 for converting the analog signal of the quadrature phase (Q) component into a digital signal.
그리고, 상기 제어 신호 발생부(72)는 상기 QPSK 복조기(68)로부터의 제어 신호(VAGC)와 상기 FEC 복호기(70)로부터의 비트 에러율(BER:Bit Error Rate)에 대한 신호를 입력받아 매핑하는 매퍼(72-1)와; 상기 매퍼(72-1)로부터의 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(72-2); 및 상기 D/A 변환된 신호를 증폭하여 상기 자동 이득 제어부(60)로 출력하는 증폭부(72-3)로 구성된다.The control signal generator 72 receives and maps a control signal VAGC from the QPSK demodulator 68 and a signal for a bit error rate (BER) from the FEC decoder 70. A mapper 72-1; A D / A converter 72-2 for converting a digital signal from the mapper 72-1 to an analog signal; And an amplifier 72-3 which amplifies the D / A converted signal and outputs the amplified signal to the automatic gain controller 60.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 동작과 효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation and effects of the present invention configured as described above will be described.
제4도를 참조하면, 자동 이득 제어부(60)는 후단의 제어 신호 발생부(72)로부터의 제어 신호에 따라 자동적으로 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동하지 않고 유지되도록 한다.Referring to FIG. 4, the automatic gain controller 60 automatically controls gain in accordance with a control signal from the control signal generator 72 at the rear stage to maintain the output level unchanged even if the input level changes. .
주파수 하향부(62)에서는 반송파에 실린 중간 주파 신호를 기저 대역 신호로 주파수를 하향시키는데, 주파수 하향부(62)의 국부 발진기(62-1)에서는 기저 대역의 주파수로 변환하기 위해 발진하며, 디지탈 복조 시스템에는 두 신호간의 위상차가 90°인 두개의 서로 직교하는 파형이 사용되기 때문에 주파수 하향부(62)의 위상 쉬프터(62-2)에서 상기 자동 이득 제어부(60)로부터 입력되는 신호중에서 직각(Q) 성분을 분리하기 위해 상기 국부발진기(62-1)로부터의 신호를 90°위상 쉬프트시키며, 제1믹서(62-3)에서는 상기 자동 이득 제어부(60)로부터의 동위상(In-phase) 성분의 신호와 상기 국부 발진기(62-1)로부터 입력된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환하고, 제2믹서(62-4)에서는 상기 자동 이득 제어부(60)로부터의 직각 위상(Q) 성분의 신호와 상기 위상 쉬프터(62-2)로부터의 90°위상 쉬프트된 신호의 주파수를 혼합하여 주파수를 변환한다.The frequency downlink section 62 lowers the frequency of the intermediate frequency signal carried on the carrier to the baseband signal. The local oscillator 62-1 of the frequency downlink section 62 oscillates to convert to the baseband frequency, and digitally. Since the demodulation system uses two mutually orthogonal waveforms having a phase difference of 90 ° between the two signals, a right angle (in the signal input from the automatic gain control unit 60 in the phase shifter 62-2 of the frequency downward section 62) is used. Q) shift the signal from the local oscillator 62-1 by 90 ° to separate the components, and in the first mixer 62-3, the in-phase from the automatic gain controller 60; The frequency is converted by mixing the signal of the component and the frequency of the signal input from the local oscillator 62-1, and in the second mixer 62-4, the quadrature phase Q component from the automatic gain controller 60 is converted. Signal and the phase shifter The frequencies are converted by mixing the frequencies of the 90 [deg.] Phase shifted signals from (62-2).
저역 통과 필터부(64)에서는 주파수 영역에서의 신호 겹침을 방지하기 위하여 기저 대역 신호만을 통과시키는데, 제1저역 통과 필터(64-1)에서는 동위상(1) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시키며, 제2저역 통과 필터(64-2)에서는 직각 위상(Q) 성분의 기저 대역 신호만을 통과시킨다.In order to prevent signal overlap in the frequency domain, the low pass filter unit 64 passes only the baseband signal. The first low pass filter 64-1 passes only the baseband signal of the in-phase (1) component. The second low pass filter 64-2 passes only baseband signals of quadrature phase (Q) components.
A/D 변환부(66)에서는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환해주는데, 제1A/D 변환기(66-1)에서는 동위상(I) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하며, 제2A/D 변환기(66-2)에서는 직각 위상(Q) 성분의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환한다.The A / D converter 66 converts an analog signal into a digital signal. The first A / D converter 66-1 converts an analog signal of an in-phase (I) component into a digital signal, and the second A / D converter. In (66-2), the analog signal of the quadrature phase (Q) component is converted into a digital signal.
QPSK 복조기(68)에서는 QPSK 변조 신호를 다시 QPSK 복조하는데, QPSK 변조는 디지탈 통신용 변조 방식으로서 특히, 진폭 변화와 무관하기 때문에 디지털 위성 통신에서와 같이 안테나가 작고 출력이 제한된 통신 시스템에서 일찍부터 실용화되었다.The QPSK demodulator 68 again QPSK demodulates the QPSK modulated signal. QPSK modulation is a digital communication modulation scheme that has been put to practical use early in communications systems with small antennas and limited output, such as in digital satellite communications, because it is independent of amplitude variations. .
FEC 복호기(70)는 상기 QPSK 복조부(68)로부터의 신호를 입력받아 채널 전송시 발생된 에러로 인한 왜곡을 보정하는 역할을 하는데, 이때 FEC 복호기(70)의 일부를 구성하는 TCM 디코더(도시하지 않음) 내부에는 비터비 디코더(도시하지 않음)가 존재하며, 그 비터비 디코더에는 자체의 동기화를 위하여 비트 에러율(BER:Bit Error Rate)을 모니터링하는 모듈을 갖고 있다.The FEC decoder 70 receives a signal from the QPSK demodulator 68 and corrects distortion due to an error generated during channel transmission. In this case, a TCM decoder constituting a part of the FEC decoder 70 is illustrated. There is a Viterbi decoder (not shown) inside, and the Viterbi decoder has a module for monitoring a bit error rate (BER) for synchronization thereof.
상기 비터비 디코더의 비트 에러율(BER) 출력은 여러가지 용도로 쓰일 수 있으나, 본 발명에서는 상기 자동 이득 제어부(60)를 제어하는데 이용된다.The bit error rate (BER) output of the Viterbi decoder may be used for various purposes, but in the present invention, it is used to control the automatic gain control unit 60.
제5도는 비터비 디코더에서의 데이타와 채널 잡음에 대한 연판정분포도로서, 제5도와 같은 잡음 분포를 갖는 가우시안 특성을 감안하여 잡음이 커지면 비터비 디코더로부터의 비트 에러율(BER)이 증가하므로, 이 비트 에러율에 따른 신호를 이용하여 입력 신호의 크기를 제어함으로써 비터비 디코더의 출력 에러를 줄일 수 있다.FIG. 5 is a soft decision distribution diagram for data and channel noise in a Viterbi decoder. In view of the Gaussian characteristic having a noise distribution as shown in FIG. The output error of the Viterbi decoder can be reduced by controlling the magnitude of the input signal using the signal according to the bit error rate.
제어 신호 발생부(72)에서는 상기 자동 이득 제어부(60)를 제어하는 제어 신호를 발생시키는데, 매퍼(72-1)에서는 상기 QPSK 복조기(68)로부터의 제어 신호(VAGC)와 상기 FEC 복호기(70)로부터의 비트 에러율(BER)에 대한 신호를 입력받아 매핑하며, D/A 변환기(72-2)에서는 상기 매퍼(72-1)로부터의 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭부(72-3)에서는 상기 D/A 변환된 신호를 증폭하여 상기 자동 이득 제어부(60)로 출력한다.The control signal generator 72 generates a control signal for controlling the automatic gain controller 60. In the mapper 72-1, the control signal VAGC and the FEC decoder 70 from the QPSK demodulator 68 are generated. Receives and maps a signal with respect to the bit error rate (BER), and the D / A converter 72-2 converts the digital signal from the mapper 72-1 into an analog signal and amplifies the signal 72-. In 3), the D / A converted signal is amplified and output to the automatic gain control unit 60.
이상에서 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 채널 디코딩시 발생된 에러율을 이용하여 입력 신호의 크기를 제어함으로써, 수신 성능을 향상시킬 수 있다는데 그 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the reception performance can be improved by controlling the magnitude of the input signal using the error rate generated during channel decoding.
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