KR100276772B1 - Digital television signal receiver decimates baseband digital television signals before channel lighting - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수신할 디지털 텔레비젼(DTV)신호가 직교진폭변조(QAM)신호인지 잔류 측파대(VSB)신호인지의 여부와 무관하게 선택된 DTV신호를 수신하는데 동일한 튜너를 사용하는 무선수신기를 제공한다. 본 발명의 무선수신기에 있어서, 최종 IF신호는 기저대로 싱크로다이닝될 수 있도록 QAM, VSB신호들의 심볼주파수들 모두의 배수에 해당하는 속도로 디지털화된다. 상기 QAM, VSB 최종 IF신호들의 반송파주파수들은 디지털회로에서 발생된 자동 주파수 및 위상 제어(AFPC)신호를 튜너의 국부발진기에 인가함으로써 QAM 및 VSB신호들의 심볼주파수들 모두의 배수의 약수들이 되게 조절된다. 최종 IF신호들을 싱크로다이닝시켜 얻은 기저대 DTV신호들은 심볼동기를 쉽게 할 수 있도록 심볼속도보다 높은 샘플속도를 갖는다. 상기 기저대 DTV신호들은 채널등화필터에서 요구되는 승산기들의 갯수를 감소시킬 수 있도록 채널등화처리를 수행하기전에 심볼속도로 데시메이션처리된다.The present invention provides a radio receiver using the same tuner to receive a selected DTV signal regardless of whether the digital television (DTV) signal to be received is a quadrature amplitude modulation (QAM) signal or a residual sideband (VSB) signal. In the radio receiver of the present invention, the final IF signal is digitized at a rate corresponding to a multiple of both symbol frequencies of the QAM and VSB signals so that they can be synchronized to the base. The carrier frequencies of the QAM and VSB final IF signals are adjusted to be multiples of multiples of both symbol frequencies of the QAM and VSB signals by applying an automatic frequency and phase control (AFPC) signal generated in a digital circuit to the local oscillator of the tuner. . The baseband DTV signals obtained by synchronizing the final IF signals have a sample rate higher than the symbol rate to facilitate symbol synchronization. The baseband DTV signals are decimated at symbol rate before performing channel equalization to reduce the number of multipliers required in the channel equalization filter.
Description
본 발명은 주반송파의 직교 진폭변조(quadrature amplitude modulation) (QAM) 또는 잔류 측파대(vestigial sideband)(VSB) 진폭 변조를 이용하여 전송된, 디지털 고선명 텔레비젼(HDTV)신호와 같은 디지털 텔레비젼(DTV)신호에 대한 수신 기능을 갖는 무선 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to digital television (DTV), such as digital high definition television (HDTV) signals transmitted using quadrature amplitude modulation (QAM) or vestigial sideband (VSB) amplitude modulation of the main carrier. A wireless receiver having a reception function for a signal.
1995년 9월 16일자로 ATSC(Advanced Television Systems Committee)에서 발표한 디지털 텔레비젼 기준에는 일례로 미국내의 NTSC(National Television System Committe)방식의 아날로그 텔레비젼 신호의 무선 방송에서 현재 사용하고 있는 6MHz 대역폭의 텔레비젼 채널에서 디지털 텔레비젼(digital television)(DTV)신호의 전송을 위해 사용되는 잔류 측파대(VSB)신호들이 명시되어 있다. VSB DTV신호는 그 스펙트럼이 동일 채널 간섭 NTSC 아날로그 TV신호의 스펙트럼과 인터리빙(interleaving)되기 쉽도록 설계되어 있는데, 이러한 설계는 파일럿 반송파 및 DTV 신호의 주 진폭변조 측파대 주파수를 NTSC 아날로그 TV 신호의 수평 주사선 속도의 1/4의 짝수 배수들간에 각기 존재하는 NTSC 아날로그 TV 신호의 수평 주사선 속도의 1/4의 홀수 배수들에 위치시키게 이루어져 있다. 이에 있어, 동일 채널 간섭 NTSC 아날로그 TV 신호의 휘도 및 색도 성분들의 에너지 대부분은 상기 짝수 배수들에 존재하게 되어 있다. NTSC 아날로그 TV 신호의 영상 반송파는 텔레비젼 채널의 하한 주파수로부터 1.25MHz만큼 오프셋되어 있다. 또한, DTV신호의 반송파는 상기한 바와 같은 NTSC 아날로그 TV 신호의 영상 반송파로부터 그 NTSC 아날로그 TV신호의 수평 주사선 속도의 59.75 배만큼 오프셋되어, 텔레비젼 채널의 하한 주파수로부터 약 309,877.6Hz만큼 떨어져 위치하게 된다. 따라서, DTV신호의 반송파는 텔레비젼 채널의 중심 주파수로부터 약 2,690,122.4Hz만큼 떨어져 위치하게 된다. 디지털 텔레비젼 기준에 따른 정확한 심볼 속도는 NTSC 아날로그 TV신호의 비디오 반송파(video carrier)로부터 4.5MHz만큼 오프셋된 사운드 반송파(sound carrier)의 684/286배로 되어 있다. 여기서, "684"는 NTSC 아날로그 TV신호의 수평 주사선당 심볼들의 갯수를 나타내며, "286"은 NTSC 아날로그 TV신호의 영상 반송파로부터 4.5MHz만큼 오프셋된 음성 반송파를 얻도록 NTSC 아날로그 TV신호의 수평 주사선 속도에 승산되는 인수를 나타낸다. 상기 심볼속도는 초당 10.762238 *106개의 심볼에 해당하는 심볼속도(symbol rate)로서, 이 심볼속도는 DTV신호 반송파로부터 5.38119MHz 만큼 연장되는 VSB 신호에 포함될 수 있다. 즉, VSB신호는 텔레비젼 채널의 하한 주파수로부터 5.690997MHz 만큼 연장하는 대역으로 제한될 수 있다.The digital television standard, published by the Advanced Television Systems Committee (ATSC) on September 16, 1995, is an example of the 6 MHz bandwidth television channel currently used for wireless broadcasting of National Television System Committe (NTSC) analog television signals in the United States. Remaining sideband (VSB) signals used for the transmission of digital television (DTV) signals are specified. The VSB DTV signal is designed so that its spectrum is easily interleaved with the spectrum of the co-channel interfering NTSC analog TV signal, which designates the main amplitude modulation sideband frequency of the pilot carrier and DTV signal horizontally. Between even multiples of a quarter of the scan line speed are located at odd multiples of one quarter of the horizontal scan line speed of the NTSC analog TV signal. In this regard, most of the energy of the luminance and chromatic components of the co-channel interfering NTSC analog TV signal is present in the even multiples. The video carrier of the NTSC analog TV signal is offset by 1.25 MHz from the lower limit frequency of the television channel. Further, the carrier of the DTV signal is offset from the video carrier of the NTSC analog TV signal as described above by 59.75 times the horizontal scanning line speed of the NTSC analog TV signal, and is located about 309,877.6 Hz away from the lower limit frequency of the television channel. Thus, the carrier of the DTV signal is located about 2,690,122.4 Hz away from the center frequency of the television channel. The exact symbol rate according to the digital television standard is 684/286 times the sound carrier offset by 4.5 MHz from the video carrier of the NTSC analog TV signal. Here, "684" represents the number of symbols per horizontal scan line of the NTSC analog TV signal, and "286" represents the horizontal scan line speed of the NTSC analog TV signal so as to obtain an audio carrier offset by 4.5 MHz from the video carrier of the NTSC analog TV signal. Represents an argument that is multiplied by. The symbol rate is a symbol rate corresponding to 10.762238 * 10 6 symbols per second, and the symbol rate may be included in a VSB signal extending by 5.38119 MHz from the DTV signal carrier. That is, the VSB signal can be limited to a band extending by 5.690997 MHz from the lower limit frequency of the television channel.
미국에서의 디지털 HDTV 신호 지상 방송을 위한 ATSC규격에 따르면, 16:9 화면비를 갖는 2가지의 고선명 텔레비젼(HDTV) 포맷중 어느쪽도 전송가능하다. 한가지 HDTV 포맷은 2:1 필드 비월주사 방식으로서, 주사선당 1,920 개의 샘플 및 30Hz 프레임당 1,080개의 유효 수평 주사선을 사용한다. 다른 HDTV 포맷은 순차주사방식으로서, 주사선당 1,280개의 휘도 샘플 및 60Hz 프레임당 텔레비젼 영상의 720개 순차 주사선을 사용한다. 또한 ATSC규격에 따르면, NTSC 아날로그 텔레비젼 신호와 비교하여 정상 선명도를 갖는 4개의 텔레비젼 신호의 병렬 전송과 같은, HDTV 포맷이외의 DTV 포맷의 전송도 가능하다.According to the ATSC specification for digital HDTV signal terrestrial broadcasting in the United States, either of two high definition television (HDTV) formats having a 16: 9 aspect ratio can be transmitted. One HDTV format is a 2: 1 field interlaced scan method, which uses 1,920 samples per scan line and 1,080 effective horizontal scan lines per 30 Hz frame. Another HDTV format is sequential scanning, which uses 1,280 luminance samples per scan line and 720 sequential scan lines of television images per 60 Hz frame. The ATSC standard also allows transmission of DTV formats other than HDTV format, such as parallel transmission of four television signals with normal clarity compared to NTSC analog television signals.
미국에서의 지상방송을 위한 잔류측파대(VSB) 진폭변조(AM)에 의해 전송되는 DTV신호는 각기 시간면에서 연속성을 갖는 313개의 데이터 세그먼트들을 포함하여 시간면에서 연속성을 가지고 있는 일련의 데이터 필드들을 포함하고 있다. 각 데이터 세그먼트에는 832개의 심볼이 존재한다. 따라서, 심볼속도가 10.76MHz 이면 각 데이터 세그먼트는 77.3 마이크로초(ms)의 지속기간을 갖는다. 각 데이터 세그먼트는 +S, -S, -S, +S값들을 연속적으로 갖는 4개의 심볼로 된 라인 동기(line synchronization) 코드그룹으로부터 시작된다. 값 +S는 최대 양(positive) 데이터 회귀점(excursion)보다 한 레벨 낮으며, 값 -S는 최대 음(negative) 데이터 회귀점보다 한 레벨 높다. 각 데이터 필드의 초기 라인은 채널등화 및 다중경로 억제과정에 사용하는 훈련신호를 코드화하는 필드 동기 코드그룹을 포함한다. 상기 훈련 신호는 3개의 63-샘플 PN 시퀸스들이 수반되는 하나의 511-샘플 의사잡음 시퀸스("PN 시퀸스")로 이루어진다. 63-샘플 PN 시퀸스들중 중간 것은 그의 각 홀수번째 데이터 필드의 제1 라인에서는 제1 논리규정에 따라, 그리고 각 짝수번째 데이터 필드의 제1 라인에서는 상기 제1 논리규정에 대해 1의 보수관계를 갖는 제2 논리 규정에 따라 전송된다. 나머지 2개의 63-샘플 PN 시퀸스 및 511-샘플 PN 시퀸스는 모든 데이터 필드에서 동일한 논리 규정에 따라 전송된다.DTV signals transmitted by residual sideband (VSB) amplitude modulation (AM) for terrestrial broadcasting in the United States are a sequence of data fields with time continuity, including 313 data segments, each with continuity in time. It contains them. There are 832 symbols in each data segment. Thus, with a symbol rate of 10.76 MHz, each data segment has a duration of 77.3 microseconds (ms). Each data segment starts with a four symbol line synchronization codegroup with successive + S, -S, -S and + S values. The value + S is one level below the maximum positive data regression point, and the value -S is one level above the maximum negative data regression point. The initial line of each data field contains a field sync code group that encodes the training signal used for channel equalization and multipath suppression. The training signal consists of one 511-sample pseudonoise sequence ("PN sequence") followed by three 63-sample PN sequences. The middle of the 63-sample PN sequences has a complementary relationship of 1 with respect to the first logic rule in the first line of each odd-numbered data field and with respect to the first logic rule in the first line of each even-numbered data field. Having a second logic definition. The remaining two 63-sample PN sequences and the 511-sample PN sequences are sent according to the same logic specification in all data fields.
데이터 라인들내의 데이터는 각기 한 개의 비코드화 비트를 갖는 2/3 속도 트렐리스 코드인 12개의 인터리빙된 트렐리스 코드(interleaved trellis code)들을 이용하여 트렐리스 코드화된다. 상기 인터리빙된 트렐리스 코드는 리드-솔로몬 순방향 에러 정정 코딩 방식으로 처리되는데, 이 코딩 방식은 노이즈면에서 거의 비차단 상태로 되어있는 자동차 점화시스템과 같은 노이즈원으로부터의 버스트 에러의 정정을 위해 제공되는 것이다. 리드-솔로몬 코딩 결과는 무선송신의 경우에는 8-레벨(3비트/심볼) 1차원 구조의 심볼 코드로서 전송되며, 이 것은 트렐리스 코딩절차와 별도로 심볼을 사전코딩하는 것없이 수행된다. 또한, 리드-솔로몬 코딩결과는 유선방송을 위한 16-레벨 (4비트/심볼) 1차원 구조의 심볼 코드로서 전송되며, 이 경우 상기 전송은 사전 코딩없이 수행된다. VSB 신호는 억압된 변조 백분율에 따라 진폭이 변화하게 될 고유 반송파를 갖는다.The data in the data lines are trellis coded using 12 interleaved trellis codes, which are two-third rate trellis codes each with one uncoded bit. The interleaved trellis code is processed with a Reed-Solomon forward error correction coding scheme, which provides for correction of burst errors from noise sources such as automotive ignition systems, which are almost non-blocking in terms of noise. Will be. The Reed-Solomon coding result is transmitted as a symbol code of 8-level (3 bits / symbol) one-dimensional structure in the case of radio transmission, which is performed without precoding symbols separately from the trellis coding procedure. In addition, the Reed-Solomon coding result is transmitted as a symbol code of 16-level (4-bit / symbol) one-dimensional structure for cable broadcasting, in which case the transmission is performed without precoding. The VSB signal has a unique carrier whose amplitude will vary with the percentage of suppressed modulation.
상기 고유 반송파는 소정의 변조 백분율에 대응하는 일정 진폭의 파일럿 반송파로 대체된다. 이 일정 진폭의 파일럿 반송파는 진폭변조 측파대 신호를 발생시키는 평형변조기에 인가되는 변조전압의 직류성분을 시프트(shift), 즉 이동시킴으로써 발생된다. 상기 진폭변조 측파대 신호는 VSB신호를 응답신호로서 공급하는 필터에 제공된다. 3-비트 심볼 코드의 8개의 레벨들이 반송파 변조신호에서 -7,-5,-3,-1,+1,+3,+5, 및 +7의 정규화 값을 갖는다면, 파일럿 반송파는 1.25의 정규화값을 갖는다. 이 경우, +S의 정규화값은 +5이며, -S의 정규화값은 -5이다.The unique carrier is replaced with a pilot carrier of constant amplitude corresponding to a predetermined modulation percentage. This constant amplitude pilot carrier is generated by shifting, i.e., shifting, the direct current component of the modulation voltage applied to the balance modulator that generates the amplitude modulated sideband signal. The amplitude modulated sideband signal is provided to a filter which supplies a VSB signal as a response signal. If eight levels of the 3-bit symbol code have a normalization value of −7, -5, -3, -1, + 1, + 3, + 5, and +7 in the carrier modulated signal, then the pilot carrier is equal to 1.25. It has a normalization value. In this case, the normalized value of + S is +5, and the normalized value of -S is -5.
8-레벨 심볼 코딩을 이용한 VSB신호는 미국내의 무선방송 시스템에서 사용될 수 있으며, 16-레벨 심볼 코딩을 이용한 VSB 신호는 무선 협대역방송 시스템 또는 유선방송 시스템에서 사용될 수 있다. 그러나, 소정의 유선방송의 경우에는 VSB 신호를 사용하는 대신 억압 반송파 직교진폭변조(QAM)신호를 이용하여 방송을 행하게 되기 쉽다. 따라서, 텔레비젼 수신기 설계자들은 모든 형태의 전송신호를 수신가능하고, 현재 수신되는 전송형태에 적합한 수신장치를 자동으로 선택할 수 있는 수신기를 설계해야하는 과제를 해결해야 한다.VSB signals using 8-level symbol coding may be used in wireless broadcasting systems in the United States, and VSB signals using 16-level symbol coding may be used in wireless narrowband broadcasting systems or cable broadcasting systems. However, in the case of predetermined cable broadcasting, broadcasting is easily performed using a suppressed carrier quadrature amplitude modulation (QAM) signal instead of using a VSB signal. Accordingly, television receiver designers must solve the problem of designing a receiver capable of receiving all types of transmission signals and automatically selecting a receiver suitable for the type of transmission currently being received.
심볼 코딩을 위해 제공되는 데이터 포맷이 VSB DTV 신호용 송신기와 QAM DTV 신호용 송신기에서 모두 동일하다고 가정하자. VSB DTV 신호들은 허수 신호를 동반하지 않는 실수 신호를 제공하도록 반송파의 일위상만의 진폭을 초당 10.76*106개의 심볼에 해당하는 심볼속도에서 변조시킨다. 상기 실수 신호는 반송파를 대역의 가장자리에 위치되게 하는 VSB 특성 때문에 6MHz 대역내에 있게 된다. 따라서, 실수 및 허수 신호 성분으로 이루어진 복소수 신호를 제공하도록 반송파의 2개의 직교위상을 변조하는 QAM DTV 신호들은 초당 5.38*106개의 심볼에 해당하는 심볼 속도를 갖도록 설계된다. 상기 복소수 신호는 반송파를 대역의 중간부분에 위치되게 하는 QAM 특성으로 인해 6MHz 대역 내에 있게 된다.Assume that the data format provided for symbol coding is the same for both the VSB DTV signal transmitter and the QAM DTV signal transmitter. VSB DTV signals modulate the amplitude of only one phase of the carrier at a symbol rate equivalent to 10.76 * 10 6 symbols per second to provide a real signal that is not accompanied by an imaginary signal. The real signal is in the 6 MHz band because of the VSB characteristic of placing the carrier at the edge of the band. Thus, QAM DTV signals that modulate two quadrature phases of a carrier to provide a complex signal consisting of real and imaginary signal components are designed to have a symbol rate corresponding to 5.38 * 10 6 symbols per second. The complex signal is in the 6 MHz band due to the QAM characteristic that places the carrier in the middle of the band.
심볼 코딩을 위해 제공되는 데이터포맷이 VSB DTV 신호용 송신기와 QAM DTV 신호용 송신기에서 모두 동일하다고 가정하면, 심볼 디코딩후의 처리 동작은 USB DTV 신호용 수신기와 QAM DTV 신호용 수신기에서 모두 유사한 방식으로 수행된다. 심볼 디코딩에 의해 복원된 데이터는 데이터 디인터리버(de-interleaver)에 입력신호로서 공급되며, 디인터리빙된 데이터는 리드-솔로몬 디코더에 공급된다. 에러 정정된 데이터는 패킷 디코더용 데이터 패킷을 재생하는 데이터 디랜더마이저(de-randomizer)에 인가된다. 데이터 패킷들중 선택된 일부 패킷들은 DTV 프로그램의 음성부분을 재생하는 데 사용되며, 또한 선택된 다른 일부 패킷들은 DTV 프로그램의 영상 부분을 재생하는데 사용된다.Assuming that the data format provided for symbol coding is the same in both the VSB DTV signal transmitter and the QAM DTV signal transmitter, processing after symbol decoding is performed in a similar manner in both the receiver for the USB DTV signal and the receiver for the QAM DTV signal. The data reconstructed by symbol decoding is supplied as an input signal to a data deinterleaver, and the deinterleaved data is supplied to a Reed-Solomon decoder. The error corrected data is applied to a data de-randomizer that reproduces the data packet for the packet decoder. Some selected ones of the data packets are used to play the audio portion of the DTV program, and some other selected packets are used to play the video portion of the DTV program.
기저대역에서 증폭 및 채널선택을 수행하는 ZIF(zero intermediate frequency)수신기들중 QAM DTV신호를 수신하는데 사용되는 수신기들은 VSB DTV 신호를 수신하는데에는 그다지 적합치 않다. 그 이유는 반송파가 채널의 중심 주파수에 위치하지 않을 때 이루어져야 하는 ZIF수신기의 적절한 인접채널 제거(rejection)를 보장하는데 문제점이 있기 때문이다. 수신기들이 슈퍼헤테로다인 형태이면, VSB DTV 신호용 수신기와 QAM DTV 신호의 수신기에 사용하는 튜너들은 그 수신기들이 슈퍼 헤테로다인(super heterodyne)형태로 되어 있는 경우 서로 상당히 유사하다. 이 수신기들은 최종 IF신호를 기저대역으로 변환시키는데 사용되는 싱크로다이닝(syncrodyning)과정 및 심볼 디코딩 과정에 차이점이 있다. 기저대로의 싱크로다이닝에 앞서 사용되는 유사한 튜너 회로와, 심볼 디코딩 회로에 이어 사용되는 유사 수신기 소자를 이중화(duplicate)하지 않는 경우에는 VSB DTV신호 및 QAM DTV 신호를 모두 수신할 수 있는 수신기를 설계하는 것이 보다 경제적이다. 이 경우 문제는 관련된 두 DTV 전송 기준들에 모두 맞게 기저대로의 싱크로다이닝을 행하고 심볼 디코딩을 행하는 회로를 최적으로 구성하는 것과, 현재 수신되고 있는 DTV 전송신호에 대한 적절한 수신모드를 자동선택할 수 있게 구성하는 것이다.Among the zero intermediate frequency (ZIF) receivers performing amplification and channel selection in the baseband, receivers used to receive a QAM DTV signal are not suitable for receiving a VSB DTV signal. This is because there is a problem in ensuring proper adjacent channel rejection of the ZIF receiver, which must be done when the carrier is not located at the center frequency of the channel. If the receivers are in superheterodyne form, the tuners used for the receiver for the VSB DTV signal and for the receiver of the QAM DTV signal are quite similar to each other when the receivers are in the super heterodyne form. These receivers differ in the syncrodyning process and the symbol decoding process used to convert the final IF signal to baseband. Designing a receiver that can receive both VSB DTV signals and QAM DTV signals, unless duplicated the similar tuner circuits used prior to base synchro- ning and the symbol receiver circuits used following the symbol decoding circuitry. Is more economic. In this case, the problem is to optimally configure the circuit for base synchro- dinning and symbol decoding for both relevant DTV transmission criteria, and to automatically select an appropriate reception mode for the currently received DTV transmission signal. It is.
DTV신호 무선 수신기로는 ATSC규격의 개발시 사용된 HDTV 시스템의 필드 테스트에 이용되어 온 것으로 동기 검출을 수반하는 튜너에서의 이중변환을 이용하는 형태의 것이 알려져 있다. 이러한 수신기의 경우, 주파수 합성기에 의해 발생되는 제1 국부 발진주파수는 제1중간 주파수(예를 들어, 920MHz 중심 주파수 및 922.69MHz 반송파를 포함하는)를 발생시키기 위해 수신된 USB DTV신호와 헤테로다이닝된다. 상기 제1 중간 주파수들은 수동(passive) LC 대역통과필터에 의해 영상 주파수들로부터 선택된 후, 제1 중간 주파수 증폭기에 의해 증폭되고, 이 증폭된 제1 중간 주파수는 인접 채널신호들을 제거하는 세라믹 공진필터에 의해 필터링된다. 상기 제1 중간 주파수는 제2 중간 주파수(예를 들어, 46.69MHz 반송파를 포함하는)를 발생시키기 위해 제2 국부 발진주파수와 헤테로다이닝된다. 상기 제2 중간 주파수는 탄성표면파(SAW: Surface Acoustic Wave)타입으로 될 수 있는 필터에 의해 해당 영상 주파수들 나머지 인접 채널 응답신호들로부터 선택된 후, 제2 중간 주파수 증폭기에 의해 증폭되게 된다. 제2 중간 주파수 증폭기로부터의 응답신호는 제3 믹서에 공급되어 고정된 주파수의 제3 국부 발진신호와 기저대로 싱크로다이닝된다. 상기 고정된 주파수의 제3 국부 발진신호는 0°위상 및 90°위상에 공급될 수 있으며, 이에 따라 싱크로다이닝동안에 동위상 및 직교위상 동기검출 동작은 별개로 수행된다. 여기서, 싱크로다이닝은 변조된 신호를 그 변조된 신호의 반송파와 동일한 기본 주파수를 가지고 있고 주파수 및 위상이 락(locked)되어 있는 파와 믹싱(mixing)하고, 상기 믹싱의 결과를 저역통과 필터링하여, 제로 주파수로부터 변조신호의 최고 주파수까지 연장되는 기저대에서 변조신호를 복원하는 과정을 말한다.DTV signal wireless receivers have been used in field testing of HDTV systems used in the development of the ATSC standard, and are known to use a double conversion in a tuner with synchronization detection. For such a receiver, the first local oscillation frequency generated by the frequency synthesizer is heterodyned with the received USB DTV signal to generate a first intermediate frequency (e.g., comprising a 920 MHz center frequency and a 922.69 MHz carrier). . The first intermediate frequencies are selected from the image frequencies by a passive LC bandpass filter and then amplified by a first intermediate frequency amplifier, the amplified first intermediate frequency ceramic resonant filter removing adjacent channel signals. Is filtered by. The first intermediate frequency is heterodyned with a second local oscillation frequency to generate a second intermediate frequency (eg, comprising a 46.69 MHz carrier). The second intermediate frequency is selected from the remaining adjacent channel response signals of the corresponding image frequencies by a filter which may be a surface acoustic wave (SAW) type, and then amplified by the second intermediate frequency amplifier. The response signal from the second intermediate frequency amplifier is supplied to the third mixer and synchronized to the base with the third local oscillation signal of a fixed frequency. The third local oscillation signal of the fixed frequency may be supplied in phases of 0 ° and 90 °, so that in-phase and quadrature synchronous detection operations are separately performed during synchro-dinning. Here, synchro-dining mixes the modulated signal with a wave having the same fundamental frequency as the carrier of the modulated signal and whose frequency and phase are locked, and low-pass filtering the result of the mixing, The process of restoring a modulated signal at the baseband extending from frequency to the highest frequency of the modulated signal.
아날로그 체계에서 발생된 동위상 및 직교위상 동기 검출결과들을 각기 별도로 디지털화시키는 것은 디지털화 처리후 상기 동기검출결과들이 서로 만족스럽게 추적케 하는데 문제점이 있게 되고, 양자화 잡음에 의해 복소신호에 페이서(phasor)로 간주되는 두드러진 위상에러가 발생된다. 이러한 문제점들은 디지털 체계에서 동위상 및 직교위상 동기검출과정을 행하는 형태의 DTV 신호 무선수신기들의 경우에는 피할 수 있다. 일례로, 제1 중간주파수 증폭기의 응답신호가 심볼코딩의 나이키스트 레이트(Nyquist rate)의 두배에 해당하는 속도로 디지털화 되는 경우, 연속되는 샘플들에 대해 그들의 발생순서에 따라 연속적으로 번호가 부여된다고 하면 상기 샘플들은 홀수 샘플들과 짝수 샘플들로 나누어져 대응하는 동위상(또는 실수) 및 직교위상(또는 허수) 동기검출결과들을 발생시키게 된다. 직교위상(또는 허수) 동기검출은 적당한 유한 임펄스 응답(finite-impulse-response)(FIR) 디지털 필터링을 이용하여 일련의 샘플들을 힐버트(Hilbert)변환한 후 이루어지며, 다른 일련의 샘플들에 대한 동위상(또는 실수) 동기검출은 그 샘플들을 힐버트변환 필터의 지연시간과 동일한 시간동안 지연시킨 후 이루어지게 되어 있다. VSB DTV수신기와 QAM DTV수신기들에서의 동기검출의 주파수 및 위상을 락(locked)시키는 방법들과 심볼코딩의 주파수 및 위상을 락(locked)시키는 방법들은 서로 다르게 되어 있다.Digitizing the in-phase and quadrature-phase synch detection results generated by the analog system separately causes a problem of satisfactorily tracking the synch detection results after the digitization process. A prominent phase error, which is considered to occur, is generated. These problems can be avoided in the case of DTV signal radio receivers in the form of in-phase and quadrature synchronous detection processes in digital systems. For example, when the response signal of the first intermediate frequency amplifier is digitized at a rate corresponding to twice the Nyquist rate of symbol coding, successive numbers of samples are sequentially numbered according to their generation order. The samples are then divided into odd and even samples to produce corresponding in-phase (or real) and quadrature (or imaginary) synchronous detection results. Quadrature phase (or imaginary) synchronous detection is performed after Hilbert transforming a series of samples using appropriate finite-impulse-response (FIR) digital filtering, Phase (or real) synchronous detection is performed after delaying the samples for a time equal to the delay time of the Hilbert transform filter. The methods of locking the frequency and phase of synchronization detection and the methods of locking the frequency and phase of symbol coding in the VSB DTV receiver and the QAM DTV receivers are different.
이러한 형태의 공지된 현 DTV신호 무선수신기들에 있어서는 VSB DTV신호와 QAM DTV신호의 각 반송파 주파수들이 서로 동일하지 않기 때문에 수신기 튜너부의 설계와 관련해 다소 문제가 있다. 즉, QAM DTV신호의 반송파 주파수는 6MHz 폭의 TV 채널의 중심에 위치하나, VSB DTV신호의 반송파 주파수는 상기 TV 채널의 하한 주파수보다 약 310 kHz만큼 높게 되어 있고, 그 결과 기저대로의 싱크로다이닝을 위해 사용되는 일정 주파수의 제3 국부발진신호는 QAM DTV신호들을 기저대로 싱크로다이닝시킬 경우와 VSB DTV신호를 기저대로 싱크로다이닝시킬 경우 주파수를 각기 다르게 해야 한다. 상기 두 반송파 주파수들간의 차이는 2.69MHz로서, 이 값은 상기 제3 국부발진기에 자동 주파수 및 위상제어를 가하여 조절할 수 있는 주파수 차이보다 큰 값이다. 따라서, 실제의 경우 두 주파수 안정화 크리스탈(crystal)들사이에서 절환 선택할 수 있는 제3 발진기를 사용하는 것이 필요하다. 물론, 이러한 구성을 위해서는 튜너회로도 현재 수신되는 DTV 송신신호에 대한 적절한 수신모드의 자동 선택을 위한 구성을 포함하게 변형된다. 그러나, 상기한 바와 같이 요구되는 무선 절환기능때문에 튜너의 신뢰성이 감소하게 된다. 또한, 제2 발진기용의 고주파 절환 및 추가의 주파수 안정화 크리스탈때문에 튜너의 비용이 증가하게 된다.In the known DTV signal radio receivers of this type, there are some problems with the design of the receiver tuner part because the carrier frequencies of the VSB DTV signal and the QAM DTV signal are not the same. That is, the carrier frequency of the QAM DTV signal is located at the center of a 6 MHz wide TV channel, but the carrier frequency of the VSB DTV signal is about 310 kHz higher than the lower limit frequency of the TV channel. The third local oscillation signal of a predetermined frequency used for the purpose of differentiating the frequency when the QAM DTV signals are synchronized with the base and the VSB DTV signal is synchronized with the base is required. The difference between the two carrier frequencies is 2.69 MHz, which is greater than the frequency difference that can be adjusted by applying automatic frequency and phase control to the third local oscillator. Thus, in practice it is necessary to use a third oscillator that can switch between two frequency stabilized crystals. Of course, for this configuration, the tuner circuit is also modified to include a configuration for automatic selection of an appropriate reception mode for the currently received DTV transmission signal. However, the reliability of the tuner is reduced because of the radio switching function required as described above. In addition, the cost of the tuner is increased because of the high frequency switching for the second oscillator and the additional frequency stabilizing crystal.
최종 중간주파수 신호가 기저대가 아니라 1∼8MHz 범위에 있게 되어 있는 디지털 텔레비젼신호 무선 수신기들로는 본 명세서에 인용되고 "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER, AS FOR INCLUSION IN AN HDTV RECEIVER"라는 명칭으로 1995년 12월 26자로 허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,479,449호에 기재된 것을 들 수 있다. 이러한 수신기들에서 복소 디지털 반송파들을 발생시키기 위한 무한임펄스응답 필터들에 사용에 관련해서는 본 명세서에 인용되고 "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER USING RADER FILTERS, AS FOR USE IN AN HDTV RECEIVER"란 명칭으로 1996년 8월 20일자로 허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,548,617호에 기재되어 있다. 상기한 수신기들에서 복소수 디지털 반송파들을 발생시키기 위한 유한 임펄스 응답 필터들에 사용에 관련해서는 본 명세서에 인용되고 "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER USING NG FILTERS, AS FOR USE IN AN HDTV RECEIVER"란 명칭으로 1995년 12월 22일자로 출원된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허출원 제08/577,469호에 기재되어 있다. 동일한 중간주파수 증폭 수신기들을 통해 QAM신호 및 VSB신호를 모두 처리할 수 있게 되어 있는 QAM/VSB 수신기에 대한 설계에 관련해서는 본 명세서에 인용되고 "HDTV SIGNAL RECEIVER WITH IMAGINARY-SAMPLE-PRESENCE DETECTOR FOR QAM/VSB MODE SELECTION"란 명칭으로 1996년 4월 25일자로 특허허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,606,579호에 기재되어 있다. 또한, 본 명세서에는 "DIGITAL VSB DETECTOR WITH FINAL IF CARRIER AT SUBMULTIPLE OF SYMBOL RATE, AS FOR HDTV RECEIVER"란 명칭으로 1997년 2월 25일자로 허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,606,579호가 인용되고 있다. 또한, 본 명세서에는 "DIGITAL TV DETECTOR RESPONDING TO FINAL-IF SIGNAL WITH VESTIGIAL SIDEBAND BELOW FULL SIDEBAND IN FREQUENCY"란 명칭으로 1997년 8월 19일자로 특허허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,659,372호가 인용되고 있다. 또한, 본 명세서에는 "RADIO RECEIVER FOR RECEIVING BOTH VSB AND QAM DIGITAL HDTV SIGNALS"란 명칭으로 1994년 6월 28일자로 출원되어 특허허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허출원번호 제08/266,753호가 인용되고 있다. 또한, 본 명세서에는 "RADIO RECEIVERS FOR RECEIVING BOTH VSB AND QAM DIGITAL HDTV SIGNALS"란 명칭으로 1998년 2월 3일자로 특허허여된 씨.비. 파텔(C.B. Patel)제씨의 미합중국 특허번호 제5,715,012호가 인용되고 있다. 이상의 특허들 및 특허출원들은 모두 그에 기재되어 있는 발명들이 완성된 시점에서 이미 고용발명계약에 따라 삼성전자(Samsung Electronics, Co., Ltd.)에 양도된 것이다.Digital television signal wireless receivers whose final intermediate frequency signals are not in the baseband but in the 1-8 MHz range are cited herein and are referred to herein as "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER, AS FOR INCLUSION IN AN HDTV RECEIVER". Mr. B. granted 26 characters per month. And those described in US Pat. No. 5,479,449 to C.B. Patel. Reference is made herein to the use of infinite impulse response filters for generating complex digital carriers in such receivers and referred to herein as "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER USING RADER FILTERS, AS FOR USE IN AN HDTV RECEIVER" 1996 Mr. B., granted August 20, US Pat. No. 5,548,617 to C.B. Patel. Regarding use in finite impulse response filters for generating complex digital carriers in such receivers, incorporated herein by reference and entitled "DIGITAL VSB DETECTOR WITH BANDPASS PHASE TRACKER USING NG FILTERS, AS FOR USE IN AN HDTV RECEIVER" C. B. filed December 22, 1995. US Pat. Appl. No. 08 / 577,469 to Mr. Patel. A design for a QAM / VSB receiver that is capable of processing both QAM and VSB signals through the same intermediate frequency amplified receivers is referred to herein and described as "HDTV SIGNAL RECEIVER WITH IMAGINARY-SAMPLE-PRESENCE DETECTOR FOR QAM / VSB". C.B., patented April 25, 1996 under the name of MODE SELECTION. US Pat. No. 5,606,579 to C.B. Patel. In addition, C.B., issued February 25, 1997, under the name "DIGITAL VSB DETECTOR WITH FINAL IF CARRIER AT SUBMULTIPLE OF SYMBOL RATE, AS FOR HDTV RECEIVER". US Pat. No. 5,606,579 to C.B. Patel. In addition, the present specification, C. B., patented as "DIGITAL TV DETECTOR RESPONDING TO FINAL-IF SIGNAL WITH VESTIGIAL SIDEBAND BELOW FULL SIDEBAND IN FREQUENCY". US Pat. No. 5,659,372 to C.B. Patel is cited. In addition, in the present specification, a C. B. patent filed on June 28, 1994 under the name "RADIO RECEIVER FOR RECEIVING BOTH VSB AND QAM DIGITAL HDTV SIGNALS". United States Patent Application No. 08 / 266,753 by Mr. Patel is cited. In addition, the specification, "RADIO RECEIVERS FOR RECEIVING BOTH VSB AND QAM DIGITAL HDTV SIGNALS", is incorporated herein by reference. US Pat. No. 5,715,012 to C.B. Patel. All of the above patents and patent applications are already assigned to Samsung Electronics (Samsung Electronics, Co., Ltd.) under the employment invention contract at the time the inventions described therein are completed.
미합중국 특허번호 제5,506,636호 및 제5,715,012호에 기재되어 있는 QAM/VSB 무선수신기들의 경우, 최종 중간주파수 신호는 디지털화 되어 지며, 기저대 샘플들을 얻기 위한 싱크로다이닝과정들은 디지털 체계에서 이루어진다. 수신기에 내장되어 있는 튜너는 DTV신호들을 전송하기 위해 사용되는 주파수대의 각기 다른 위치들에 대응하는 채널들중 하나를 선택하는 소자들과, 상기 선택된 채널에서 수신된 신호를 최종 중간주파수(intermediate-frequency)(IF) 신호로 다중 변환시키는 일련의 믹서들과, 상기 믹서들중 처리 순서면에서 서로 인접하는 믹서들 사이에 각기 위치하는 주파수 선택 증폭기들과, 상기 믹서들의 각각에 발진신호를 공급하는 국부발진기들을 포함하고 있다. 상기 국부발진기들은 각각 선택된 DTV신호가 QAM신호인지 VSB신호인지의 여부와 무관하게 대략 동일한 주파수의 발진신호를 공급한다. 상기 최종 IF신호는 디지털화되며, 이러한 상태에서는 선택된 DTV신호가 QAM신호인지 VSB신호인지의 여부에 따라 신호처리에 차이가 있게 되는데, 이러한 차이는 QAM 싱크로다이닝회로와 VSB 싱크로다이닝회로를 포함하는 디지털 회로에서 조절되게 된다. QAM 싱크로다이닝회로는 디지털화된 최종 IF신호가 QAM신호인 경우 그 최종 IF신호를 기저대로 싱크로다이닝시키고, 디지털화된 최종 IF신호가 QAM신호가 아닌 경우에는 그 최종 IF신호를 마치 기저대로 싱크로다이닝시켜야 할 QAM신호인 것으로 하여 최종 IF신호를 달리 처리하여 인터리브된 QAM 심볼코드의 실수 및 허수 샘플 스트림들을 발생시킨다. VSB 싱크로다이닝회로는 디지털화된 최종 IF신호가 VSB신호인 경우 그 최종 IF신호를 기저대로 싱크로다이닝시키고, 디지털화된 최종 IF신호가 VSB신호가 아닌 경우에는 그 최종 IF신호를 마치 기저대로 싱크로다이닝시켜야 할 VSB신호인 것으로 하여 최종 IF신호를 달리 처리하여 인터리브된 VSB 심볼코드의 실수 샘플 스트림을 발생시킨다. 검출기는 VSB 형태의 DTV신호에 동반되는 파일럿 반송파의 존재를 감지하여 최종 IF신호가 VSB신호인지의 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 최종 IF신호가 분명히 VSB신호가 아닌 경우에는 제1 상태에 있고 최종 IF신호가 분명히 VSB신호인 경우에는 제2 상태에 있게 되는 제어신호를 발생시킨다. 무선수신기는 제1 상태의 제어신호에 응답하여서는 QAM 신호수신모드에서 동작하도록 자동적으로 절환되고, 제2 상태의 제어신호에 응답하여서는 VSB 신호수신모드에서 동작하도록 자동적으로 절환된다.For the QAM / VSB radio receivers described in US Pat. Nos. 5,506,636 and 5,715,012, the final intermediate frequency signal is digitized, and the synchro- dining processes to obtain baseband samples are performed in a digital scheme. The tuner embedded in the receiver selects one of the channels corresponding to the different positions of the frequency band used to transmit the DTV signals, and the final received intermediate-frequency signal of the selected channel. A series of mixers for multiple conversion into a (IF) signal, frequency selector amplifiers respectively located between mixers adjacent to each other in the processing sequence among the mixers, and a local supplying oscillation signal to each of the mixers. It contains oscillators. The local oscillators each supply an oscillation signal of approximately the same frequency regardless of whether the selected DTV signal is a QAM signal or a VSB signal. The final IF signal is digitized, and in this state, there is a difference in signal processing depending on whether the selected DTV signal is a QAM signal or a VSB signal. To be controlled at. If the final digitized IF signal is a QAM signal, the QAM synchro-dining circuit synchronizes the final IF signal to the base. If the final digitized IF signal is not a QAM signal, the final IF signal should be synchronized to the base. The final IF signal is processed differently as being a QAM signal to generate real and imaginary sample streams of interleaved QAM symbol codes. If the final digitized IF signal is a VSB signal, the VSB synchro- dinning circuit synchronizes the final IF signal as a base. If the final digitized IF signal is not a VSB signal, the final IF signal should be synchronized as a base. The final IF signal is processed differently as a VSB signal to generate a real sample stream of the interleaved VSB symbol code. The detector detects the presence of a pilot carrier accompanying the VSB-type DTV signal and determines whether the final IF signal is a VSB signal, and if the final IF signal is not clearly a VSB signal, the detector returns to the first state. And the final IF signal is clearly a VSB signal, generating a control signal that is in the second state. The radio receiver is automatically switched to operate in the QAM signal reception mode in response to the control signal in the first state, and automatically switched to operate in the VSB signal reception mode in response to the control signal in the second state.
미합중국 특허번호 제5,506,636호, 미합중국 특허출원번호 제08/266,753호 및 미합중국 특허출원번호 제08/614,417호들은 ATSC의 소 위원회에서 일찌기 제안한 바와 같이 VSB DTV신호의 반송파 주파수를 최저 채널 주파수보다 625 kHz 만큼 높을 것이라는 가정하에서 설명을 하고 있다. 이 명세서에서는 1995년 9월 16일자로 발간된 디지털텔레비젼 규격의 부록 A에 명시된 바와 같이 VSB DTV신호의 반송파 주파수를 최저 채널 주파수보다 310KHz만큼 높다고 가정하고 있다.U.S. Patent No. 5,506,636, U.S. Patent Application No. 08 / 266,753, and U.S. Patent Application No. 08 / 614,417, as previously proposed by the ATSC subcommittee, increase the carrier frequency of the VSB DTV signal by 625 kHz above the lowest channel frequency. The assumption is high. This specification assumes that the carrier frequency of the VSB DTV signal is 310 KHz above the lowest channel frequency, as specified in Appendix A of the Digital Television Standard, published September 16, 1995.
바람직하게 최종 IF신호의 반송파는 선택된 DTV신호가 QAM신호인 경우에는 QAM신호 및 VSB신호들 모두의 심볼 주파수들의 배수의 소정의 저조파(subharmonics)가 되고, 선택된 DTV신호가 VSB신호인 경우에는 상기 배수의 다른 소정의 저조파(subharmonics)가 된다. VSB DTV신호의 반송파 주파수가 공칭적으로 최저 채널주파수보다 310KHz만큼 높을 경우, 상기 소정의 저조파들은 대략 2.69MHz만큼 주파수차를 가져야만 한다. QAM신호 및 VSB신호들 모두의 심볼 주파수들의 이러한 배수에서 최종 IF신호를 디지털화시키게 되면 QAM 및 VSB 최종 IF신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키는데 사용되는 디지털 반송파의 발생을 쉽게 할 수 있다. QAM신호 및 VSB신호들 모두의 심볼 주파수들의 이러한 배수는 디지털화를 실시할 수 있도록 충분히 낮게 되어야 하나, 나이키스트레이트(Nyquist rate)보다는 높게되는 것이 바람직하다.Preferably, the carrier of the final IF signal is a predetermined subharmonics of a multiple of symbol frequencies of both the QAM signal and the VSB signals when the selected DTV signal is a QAM signal, and when the selected DTV signal is a VSB signal. Other predetermined harmonics (subharmonics) of the multiples. When the carrier frequency of the VSB DTV signal is nominally higher by 310 KHz than the lowest channel frequency, the predetermined low harmonics should have a frequency difference of approximately 2.69 MHz. Digitizing the final IF signal at this multiple of the symbol frequencies of both the QAM and VSB signals can facilitate the generation of a digital carrier used to base-synchronize the QAM and VSB final IF signals as a basis. This multiple of the symbol frequencies of both the QAM signal and the VSB signals should be low enough to effect digitization, but preferably higher than the Nyquist rate.
이러한 QAM/VSB 무선수신기들의 일 형태에서, QAM신호의 심볼 주파수의 배수의 소정의 저조파는 VSB신호의 심볼 주파수의 배수의 소정의 저조파보다 주파수가 실제로 2.69MHz만큼 높게 되어 있다. 바람직한 수신기에서 최종 IF신호에 있는 QAM반송파 주파수는 5.38MHz이고, 일차 저조파는 10.76MHz이며, 최종 IF신호에 있는 VSB신호 반송파 주파수는 2.69MHz이다. 그리고, 3차 저조파는 10.76MHz이다.In one form of such QAM / VSB radio receivers, the predetermined low harmonic of a multiple of the symbol frequency of the QAM signal is actually higher in frequency by 2.69 MHz than the predetermined low harmonic of the multiple of the symbol frequency of the VSB signal. In the preferred receiver, the QAM carrier frequency in the final IF signal is 5.38 MHz, the first harmonic is 10.76 MHz, and the VSB signal carrier frequency in the final IF signal is 2.69 MHz. The third harmonic is 10.76 MHz.
이러한 QAM/VSB 무선수신기들의 다른 형태에서, QAM신호의 심볼 주파수의 배수의 소정의 저조파는 VSB신호의 심볼 주파수의 배수의 소정의 저조파보다 주파수가 실제로 2.69MHz만큼 낮게 되어 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면 전 측파대(full sideband)가 최종 IF신호의 반송파 주파수보다 낮게 되어 있는 VSB신호는 해상도를 좋게 하도록 샘플링되게 되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예의 경우, 최종 IF신호의 VSB 반송파는 5.38MHz의 주파수를 가지며, 일차 저조파는 10.76MHz의 주파수를 가지며, 최종 IF신호의 QAM 신호 반송파는 8.07MHz의 주파수를 가지며, 3차 고조파의 3차 저조파는 10.76MHz의 주파수를 갖는다.In another form of such QAM / VSB radio receivers, the predetermined low harmonic of a multiple of the symbol frequency of the QAM signal is actually lower in frequency by 2.69 MHz than the predetermined low harmonic of the multiple of the symbol frequency of the VSB signal. According to embodiments of the present invention, a VSB signal whose full sideband is lower than the carrier frequency of the final IF signal is sampled to improve resolution. In a preferred embodiment of the present invention, the VSB carrier of the final IF signal has a frequency of 5.38 MHz, the first low harmonic has a frequency of 10.76 MHz, the QAM signal carrier of the final IF signal has a frequency of 8.07 MHz, and the third harmonic. The third harmonic of has a frequency of 10.76 MHz.
싱크로다이닝을 디지털 체계에서 행하는 경우에는 QAM신호 및 VSB신호들 모두의 최종 IF신호를 QAM신호 및 VSB신호들에 대한 심볼속도들의 각각의 배수인 샘플링속도에서 디지털화시키면 ROM(Read Only Memory)로부터의 디지털 반송파의 발생을 쉽게 할 수 있다. 이에 따라 QAM신호 및 VSB신호들의 반송파를 기저대로 싱크로다이닝시키기 위해 시용되는 반송파의 주파수에 대한 위상 락(lock)도 쉽게 할 수 있다.When performing synchro-dinning in a digital system, the final IF signal of both the QAM and VSB signals can be digitized at a sampling rate that is a multiple of the symbol rates for the QAM and VSB signals. Carrier generation can be easily performed. Accordingly, it is also possible to easily phase lock the frequency of the carrier used to synchronize the carrier of the QAM signal and the VSB signals to the base.
QAM신호 및 VSB신호들을 그들의 심볼속도들의 배수들에서 디지털화시키게 되면 싱크로다이닝처리가 파텔(Patel) 제씨가 제안한 디지털 체계에서 수행되거나 아니면 아날로그 체계에서 수행되던지 간에 심볼 동기를 쉽게 할 수 있다. 심볼 동기를 만족스럽게 행하기 위해서는 디지털 샘플들을 심볼속도의 최소한 두배에 해당하는 샘플속도로 제공해야만 한다. 심볼속도보다 높은 속도로 디지털 샘플들을 공급하게 되면 기저대 DTV신호의 채널 등화를 위해 사용되는 디지털 필터들내의 탭들의 갯수가 증가하게 되는데, 그 이유는 임의의 특정 기간의 고스트(ghost)에서의 샘플링 횟수가 심볼속도에 대한 샘플링속도의 비에 직접적으로 비례하여 증가하기 때문이다. QAM 또는 VSB DTV신호를 그의 심볼속도의 MN배의 배수(여기서, M은 1이상의 양수, N은 2이상인 양의 정수)에서 디지털화시키는 경우에는 디지털 DTV 기저대신호를 그의 채널 등화전에 N:1 데시메이션 처리하는 것이 가능한데, 단 이경우 데시메이션처리된 디지털신호는 심볼 전송을 위한 나이키스트 기준(Nyquist criterion) 을 만족하고 있어야 한다.Digitizing the QAM and VSB signals at multiples of their symbol rates can facilitate symbol synchronization, whether performed in the digital scheme proposed by Patel or in the analog scheme. In order to perform symbol synchronization satisfactorily, digital samples must be provided at a sample rate that is at least twice the symbol rate. Supplying digital samples at a rate higher than the symbol rate increases the number of taps in the digital filters used for channel equalization of the baseband DTV signal, because sampling at any particular ghost This is because the number of times increases in direct proportion to the ratio of the sampling rate to the symbol rate. When digitizing a QAM or VSB DTV signal at a multiple of MN times its symbol rate, where M is a positive integer greater than or equal to 1 and N is a positive integer greater than or equal to 2, the digital DTV baseband signal is N: 1 decibeled before its channel equalization. In this case, the decimated digital signal must satisfy the Nyquist criterion for symbol transmission.
본 발명의 일 특징에 따르면, 디지털화된 DTV신호는 그의 채널 등화전에 데시메이션 처리되며, 이에 따라 채널 등화를 수행하기 위한 디지털 필터들의 커널(kernel)내의 샘플 갯수가 감소되어 실질적으로 DTV 수신기의 비용이 감소하게 된다.According to one aspect of the invention, the digitized DTV signal is decimated before its channel equalization, thereby reducing the number of samples in the kernel of digital filters for performing channel equalization, thereby substantially reducing the cost of the DTV receiver. Will decrease.
디지털화된 VSB신호를 그의 심볼속도의 두배보다 작은 샘플링속도(특히, 심볼속도와 동일한 샘플링속도)로 데시메이션 처리하는 경우에는 그 데시메이션 과정시 심볼정보가 손실되지 않게 하도록 심볼 동기를 데시메이션 과정전에 이루게 할 필요가 있다. 본 발명의 일 특징은 그러한 데시메이션 과정전에 심볼 동기를 행하는 것이다. 본 발명의 또 다른 특징은 기저대 DTV데이터로부터 요구되는 심볼속도 및 타이밍에 관련된 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 신호와 DTV 수신기의 무선수신부에 포함된 아날로그/디지털 변환기의 샘플링속도간의 주파수 및 위상에러를 검출하는 단계와, 검출된 주파수 및 위상에러를 제어형 발진기에 자동 주파수 및 위상 제어신호로서 인가하는 단계와, 상기 제어형 발진기의 발진신호로부터 상기 아날로그/디지털 변환기의 샘플링속도를 결정하는 샘플 클럭신호를 발생시키는 단계를 포함하는 심볼 동기 방법에 있다.If the digitized VSB signal is decimated at a sampling rate less than twice its symbol rate (especially the same sampling rate as the symbol rate), the symbol synchronization is performed before the decimation process so that symbol information is not lost during the decimation process. Need to be achieved. One feature of the present invention is to perform symbol synchronization before such decimation process. Another aspect of the present invention is to extract a signal related to the required symbol rate and timing from the baseband DTV data, the frequency between the extracted signal and the sampling rate of the analog-to-digital converter included in the radio receiver of the DTV receiver and Detecting a phase error, applying the detected frequency and phase error to the controlled oscillator as an automatic frequency and phase control signal, and determining a sampling rate of the analog / digital converter from the oscillation signal of the controlled oscillator. A method of symbol synchronization comprising generating a signal.
본 발명은 수신채널을 선택하고, 그 선택된 채널에서 DTV신호를 필터링 및 증폭을 위한 중간 주파수로 변환하고, 상기 필터링 및 증폭결과 출력되는 아날로그 최종 중간주파수 출력신호를 기저대로 싱크로다이닝하여 기저대신호를 발생시키는 무선수신부를 포함하는 DTV 수신기에서 구현된다. 이 DTV 수신기는 QAM DTV신호, VSB DTV신호, 또는 이 두 형태 모두의 DTV신호를 수신하도록 설계된 것일 수 있다. 상기한 무선 수신부에는 상기 신호들중 하나를 샘플링하여 디지털화시키는 아날로그/디지털변환기(ADC)가 내장되어 있고, 이에 따라 상기 무선수신부는 기저대신호를 그 기저대신호를 나타내는 제1 디지털 샘플 스트림으로서 공급하게 되어 있다. 상기 무선수신기는 또한 ADC에 의한 샘플링의 타이밍을 맞추기 위한 샘플 클럭 신호를 공급하는 샘플 클럭 발생기를 포함하고 있고, 이에 따라 제1 디지털 샘플 스트림은 DTV신호의 심볼속도의 MN배에 해당하는 소정의 배수와 대략 동일한 샘플속도를 가진다. 여기서, MN은 1이상의 양수M과 2이상인 양의 정수N의 곱이다. 무선수신기는 또한 상기 제1 디지털샘플 스트림을 수신하고, 그에 응답하여 상기 제1 디지털샘플 스트림의 매 N번째 디지털샘플들만을 상기 제1 디지털샘플 스트림의 샘플속도의 1/N에 해당하는 샘플속도로 재생하여서 되는 제2 디지털샘플 스트림을 발생시키는 데시메이터를 포함하고 있다. 채널 등화를 수행하는 채널 등화기에서 채널 등화 응답신호를 발생시키는데 필요한 탭들의 갯수는 제2 디지털샘플 스트림의 N:1 데시메이션 처리에 의해 감소된다. 그 결과 디지털 승산기의 갯수가 감소되어 비용 및 신뢰성면에서 상당한 이점이 제공된다. 상기 DTV수신기는 또한 채널 등화기의 응답신호에서의 심볼위상에러를 정정하기 위한 심볼 동기화기와, 상기 채널등화기의 응답신호내의 심볼들을 심볼위상에러에 대한 정정을 행하면서 디코딩하여 디코딩된 심볼들에 대응하는 비트군들을 복원시키는 심볼디코더를 포함하고 있다.The present invention selects a reception channel, converts the DTV signal into an intermediate frequency for filtering and amplifying the selected channel, and synchronizes the analog final intermediate frequency output signal outputted as a result of the filtering and amplification as a base to generate a baseband signal. It is implemented in a DTV receiver including a radio receiver for generating. The DTV receiver may be designed to receive a QAM DTV signal, a VSB DTV signal, or both types of DTV signal. The wireless receiver includes an analog / digital converter (ADC) for sampling and digitizing one of the signals, so that the wireless receiver supplies a baseband signal as a first digital sample stream representing the baseband signal. It is supposed to be done. The radio receiver also includes a sample clock generator for supplying a sample clock signal for timing sampling by the ADC, whereby the first digital sample stream is a predetermined multiple of MN times the symbol rate of the DTV signal. Have approximately the same sample rate. Here, MN is the product of one or more positive numbers M and two or more positive integers N. The radio receiver also receives the first digital sample stream and, in response, only every Nth digital samples of the first digital sample stream at a sample rate corresponding to 1 / N of the sample rate of the first digital sample stream. A decimator for generating the second digital sample stream to be reproduced is included. The number of taps required to generate a channel equalization response signal in the channel equalizer performing channel equalization is reduced by the N: 1 decimation process of the second digital sample stream. As a result, the number of digital multipliers is reduced, providing significant advantages in terms of cost and reliability. The DTV receiver also includes a symbol synchronizer for correcting a symbol phase error in the response signal of the channel equalizer, and decodes the symbols in the response signal of the channel equalizer while decoding the symbol phase error while correcting the symbol phase error. It includes a symbol decoder that restores the corresponding bit groups.
이러한 형태의 DTV수신기의 바람직한 실시예의 경우, 상기 샘플클럭발생기는 자동 주파수 및 위상제어신호에 의해 제어되는 주파수에서 발진신호를 공급하는 발진기와, 상기 발진 주파수에 응답하는 속도로 상기 샘플클럭신호를 발생시키는 회로를 포함하고, 상기 심볼 동기화기는 상기 제1 디지털샘플 스트림으로부터 소정의 심볼속도 저조파의 신호만을 선택하는 FIR 필터와, ADC의 샘플링속도와 FIR 필터의 응답신호에서 선택된 상기 소정의 심볼속도 저조파간의 주파수 및 위상에러를 검출하는 자동 주파수 및 위상제어검출기를 포함한다.In a preferred embodiment of this type of DTV receiver, the sample clock generator generates an oscillation signal for supplying an oscillation signal at a frequency controlled by an automatic frequency and phase control signal, and generates the sample clock signal at a rate responsive to the oscillation frequency. Wherein the symbol synchronizer comprises: an FIR filter for selecting only a signal of a predetermined symbol rate low frequency from the first digital sample stream; and the predetermined symbol rate low selected from a sampling rate of an ADC and a response signal of the FIR filter. It includes an automatic frequency and phase control detector for detecting the frequency and phase error of the wave.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 샘플 클럭 발생기로부터 공급되는 샘플들의 타이밍을 맞추기 위해 사용하는 제어형 발진기용으로 자동 주파수 및 위상 제어(automatic-frequency-and-phase-control; AFPC)신호를 보(baud) 주파수가 없는 형태의 심볼코드로부터 발생시킴에 따라 상기 제어형 발진기를 기저대 DTV신호의 심볼들과 동기시킬 수 있게 되어 있다. 이것은 상기 기저대 DTV신호 심볼코드를 샘플 클럭 발생기로부터 공급되는 샘플들에 의해 타이밍이 맞춰진 협대역 유한 임펄스 응답(FIR) 필터에 인가함으로써 이루어진다. 노이즈 스팩트럼을 동반하는 보 주파수를 재생시키기 위해 협대역 FIR 디지털필터에는 자승 연산(squaring)과 같은, 2차 고조파를 발생시킬 비선형 과정이 부가된다. 자동 주파수 및 위상 제어 검출기에 의해 재생된 보 주파수에 대해 각기 제어형 발진기의 발진 주파수의 에러가 검출되는데, 이 검출기는 제어형 발진기에 인가된 상기 에러 신호에 대한 저역 필터링된 응답신호를 AFPC신호로서 제공한다.According to another aspect of the invention, an automatic frequency and phase control (AFPC) signal is sent for a controlled oscillator used to timing the samples supplied from the sample clock generator. Generating from a symbol code without a frequency, the controlled oscillator can synchronize with the symbols of the baseband DTV signal. This is accomplished by applying the baseband DTV signal symbol code to a narrowband finite impulse response (FIR) filter that is timed by the samples supplied from the sample clock generator. Narrowband FIR digital filters are added with a nonlinear process to generate second harmonics, such as squaring, to reproduce the complementary frequency with noise spectrum. An error in the oscillation frequency of the controlled oscillator is detected for the complementary frequency reproduced by the automatic frequency and phase control detector, which provides a low pass filtered response signal for the error signal applied to the controlled oscillator as an AFPC signal. .
도 1은 QAM 형태의 DTV신호내의 심볼들을 검출하는 회로와, VSB 형태의 DTV신호내의 심볼들을 검출하는 회로와, 그 두 검출회로로부터 선택된 심볼들용의 진폭 및 군지연 등화기를 포함하고 있는, 본 발명을 구현할 수 있는 형태의 DTV 수신기의 초단부들을 도시하는 블럭도,1 includes a circuit for detecting symbols in a QAM-type DTV signal, a circuit for detecting symbols in a VSB-type DTV signal, and an amplitude and group delay equalizer for symbols selected from the two detection circuits. A block diagram showing ultra-short ends of a DTV receiver of a type that can implement the invention,
도 2는 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명을 구현할 수 있는 형태의 상기 DTV 수신기의 나머지 부분들을 도시하는 블럭도,FIG. 2 is a block diagram showing the remaining portions of the DTV receiver, although not shown in FIG.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 형태의 DTV신호 무선수신기에 사용되는 회로들로서, QAM DTV신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위한 디지털 회로와, VSB DTV신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위한 디지털 회로와, 그 두 디지털 회로에 대한 입력신호들의 인가와 관련된 회로들에 대한 상세 블럭도,3 are circuits used in the DTV signal radio receiver of the type shown in FIGS. 1 and 2, a digital circuit for synchronizing QAM DTV signals as a base, and a digital circuit for synchronizing VSB DTV signals as a base; A detailed block diagram of the circuits involved in the application of input signals to the two digital circuits,
도 4는 본 발명을 구현할 수 있는 형태의 소정의 DTV신호 무선수신기들에 포함되는 회로로서, 샘플 클럭 발생기와, 디지털 QAM신호들과 디지털 VSB신호들을 각기 최종 IF 신호주파수에서 기저대로 싱크로다이닝시키는데 사용되는 복소수 반송파들의 디지털 표현(description)신호들을 공급하는 ROM들과, 그 ROM들용의 어드레스 발생기들을 제공하는 회로의 상세 블럭도,4 is a circuit included in certain DTV signal radio receivers of a type that can implement the present invention, which is used to synchronize a sample clock generator, digital QAM signals and digital VSB signals based on their respective final IF signal frequencies. A detailed block diagram of a circuit providing ROMs for supplying digital description signals of complex carriers, and address generators for the ROMs,
도 5는 도 4의 회로와 유사한 회로로서, 디지털 QAM 신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위해 사용된 복소수 반송파의 디지털 표현(description)신호들을 공급하는 ROM들용의 어드레스 발생기와 디지털 VSB신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위해 사용된 복소수 반송파의 디지털 표현(description)신호들을 공급하는 ROM들용의 어드레스 발생기가 어드레스 카운터를 공유하게 변형되어 있는 회로의 상세 블럭도,FIG. 5 is a circuit similar to that of FIG. 4, with base address synchronization and digital VSB signals for ROMs supplying digital description signals of complex carriers used to base digitally synchronize the QAM signals. A detailed block diagram of a circuit in which an address generator for ROMs supplying digital description signals of complex carriers used to make the configuration share an address counter,
도 6은 본 발명을 구현하는 DTV신호 무선수신기들에서 디지털 샘플들을 복소수 형태로 변환시키기 위한 회로로서, 실수 샘플들로부터 허수 샘플들을 발생시키기 위한 힐버트 변환 필터를 포함하고, 그 필터의 지연에 등가하는 실수 샘플에 대한 지연 보상 기능을 가지고 있는 회로의 상세 블럭도,6 is a circuit for converting digital samples into a complex form in DTV signal radio receivers embodying the present invention, including a Hilbert transform filter for generating imaginary samples from real samples, which is equivalent to the delay of the filter. Detailed block diagram of a circuit with delay compensation for real samples,
도 7은 공지되어 있고, 본 발명을 구현하는 DTV신호 무선수신기에서 디지털 샘플들을 복소수 형태로 변환시키는데 사용할 수 있는 회로들로서, 야코비안 타원 함수를 기초로 하여 설계되고 디지털화된 기저대 신호들에 대해 일정한 π/2의 위상응답차를 나타내는 한쌍의 무한 임펄스 응답(infinite-impulse-response)(IIR)형 전 통과 디지털 필터들의 상세 블럭도,FIG. 7 is a known circuit that can be used to convert digital samples into complex form in a DTV signal radio receiver embodying the present invention, which is designed based on a Jacobian elliptic function and is constant for digitized baseband signals. a detailed block diagram of a pair of infinite-impulse-response (IIR) type prepass digital filters representing a phase response difference of π / 2,
도 8 및 도 9는 과도 지연을 제거하도록 도 7의 필터 회로에 대해 이루어진 변형 구성을 도시하는 블럭도,8 and 9 are block diagrams illustrating a modified configuration made for the filter circuit of FIG. 7 to eliminate transient delays;
도 10은 본 발명을 구현하는 DTV신호 무선수신기에서 디지털 샘플들을 복소수 형태로 변환시키는데 사용할 수 있는 회로들로서, 디지털화된 기저대 신호들에 대해 일정한 π/2의 위상응답차를 나타내는 한쌍의 유한 임펄스 응답(finite-impulse-response)(FIR)형 전 통과 디지털 필터들의 상세 블럭도,10 is a circuit that can be used to convert digital samples into a complex form in a DTV signal radio receiver embodying the present invention, a pair of finite impulse responses exhibiting a constant π / 2 phase response difference for digitized baseband signals. detailed block diagram of (finite-impulse-response) (FIR) type prepass digital filters,
도 11은 QAM DTV신호와 VSB DTV신호의 반송파들로부터 주파수 변환된 최종 중간주파수들에 대한 제약을 나타내는 그래프로서, VSB DTV신호의 반송파가 최종 IF신호에서의 QAM DTV신호의 반송파보다 낮은 주파수를 가지어 VSB DTV신호의 전 측파대가 최종 IF신호에서의 그의 잔류 측파대보다 주파수가 높게 될 때, 그리고 디지털화 처리시의 샘플속도가 초당 21.52 * 106개의 샘플에 해당하는 속도로 제한될 때의 최종 중간 주파수들에 대한 제약을 나타내는 그래프,FIG. 11 is a graph showing constraints on final intermediate frequencies frequency-converted from carriers of a QAM DTV signal and a VSB DTV signal, in which a carrier of a VSB DTV signal has a frequency lower than that of a QAM DTV signal in a final IF signal. Ie the final sideband of the VSB DTV signal has a higher frequency than its residual sideband in the final IF signal, and when the sample rate in the digitization process is limited to a rate equivalent to 21.52 * 10 6 samples per second. A graph showing constraints on intermediate frequencies,
도 12는 QAM DTV신호와 VSB DTV신호의 반송파들로부터 주파수 변환된 최종 중간주파수들에 대한 제약을 나타내는 그래프로서, VSB DTV신호의 반송파가 최종 IF신호에서의 QAM DTV신호의 반송파보다 높은 주파수를 가지어 VSB DTV신호의 전 측파대가 최종 IF신호에서의 그의 잔류 측파대보다 주파수가 낮게 될 때, 그리고 디지털화 처리시의 샘플속도가 초당 21.52 * 106개의 샘플에 해당하는 속도로 제한될 때의 최종 중간 주파수들에 대한 제약을 나타내는 그래프,12 is a graph showing constraints on the final intermediate frequencies frequency-converted from the carriers of the QAM DTV signal and the VSB DTV signal, in which the carrier of the VSB DTV signal has a higher frequency than the carrier of the QAM DTV signal in the final IF signal. Ie the final sideband of the VSB DTV signal is lower in frequency than its residual sideband in the final IF signal, and when the sample rate in the digitization process is limited to a rate of 21.52 * 10 6 samples per second. A graph showing constraints on intermediate frequencies,
도 13은 도 1에 도시되어 있지 않은 부분들로서 데이타 동기 복원방식이 도 2의 경우와 다르게 되어 있는, 본 발명을 구현할 수 있는 또 다른 형태의 DTV 수신기의 일부를 도시하는 블럭도.FIG. 13 is a block diagram showing a part of another type of DTV receiver that can implement the present invention, in which data synchronization recovery schemes are different from those of FIG.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 첨부도면의 블럭도에 있어서 클럭신호 또는 제어신호에 대한 접속구성은 제어되는 신호들에 대한 접속 구성과 구분이 필요한 경우에 한하여 점선으로 표시하였다. 또한, 도해를 간명하게 할 수 있도록 통상적으로 회로 또는 시스템의 설계자가 디지털 회로에 필요한 것으로 고려할 수 있는 정도의 중간 지연소자들은 일부 생략하였다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the block diagram of the accompanying drawings, the connection configuration for the clock signal or the control signal is indicated by a dotted line only when it is necessary to distinguish the connection configuration for the controlled signals. In addition, in order to simplify the illustration, some intermediate delay elements have been omitted so that the designer of the circuit or system may consider it necessary for the digital circuit.
도 1에는 구성요소(11) 내지 (21)로 구성되는 다중변환 튜너(5)가 도시되어 있는데, 이 다중변환 튜너(5)는 DTV신호용의 주파수대의 서로 다른 위치들에 대응하는 채널들중 하나를 선택하여 이 선택된 채널에서 최종 중간주파수대의 최종 중간주파수신호에 대해 다수의 주파수변환을 행하게 되어 있다. 도 1에는 또한 다중변환 튜너(5)용의 DTV신호들을 포착할 수 있게 설치된 방송수신안테나(6)가 도시되어 있다. 다른 실시예로서, 상기 다중변환 튜너(5)는 협역방송수신안테나 또는 유선방송 전송시스템으로부터의 DTV신호들을 수신할 수 있게 접속이 이루어 질 수 있다.1 shows a multi-conversion tuner 5 consisting of components 11 to 21, which is one of the channels corresponding to different positions in the frequency band for the DTV signal. Is selected to perform a plurality of frequency conversions on the final intermediate frequency signal of the final intermediate frequency band in this selected channel. 1 also shows a broadcast receiving antenna 6 which is arranged to capture DTV signals for the multi-conversion tuner 5. In another embodiment, the multiple conversion tuner 5 may be connected to receive DTV signals from a narrow broadcast reception antenna or a cable broadcasting transmission system.
특히, 도 1에 도시된 다중변환 튜너(5)의 경우에는 사람이 동작시킬 수 있게 설계된 채널선택기(10)에 의해 제1 국부발진신호의 주파수가 결정되는데, 이 제1 국부발진신호의 주파수는 제1 국부발진기로서 작용하는 주파수 합성기(11)에 의해 제1 믹서(12)에 공급되어 안테나(6) 또는 다른 DTV신호 소오스로부터 수신되는 DTV신호들과 헤테로다이닝되게 되어 있다. 상기 제1 믹서(12)는 상기 선택된 채널에서 수신된 신호들을 소정의 제1 중간 주파수(일례로, 922.69MHz의 반송파를 갖는)로 주파수를 상승변환시키며, 이 제1 믹서(12)로부터 공급되는 주파수 상승변환결과에 따라 발생하는 원하지 않는 영상주파수를 제거하기 위해 LC 영상제거 필터(13)가 사용된다. 상기 상승 주파수변환에 의해 발생되어 LC 영상제거 필터(13)의 응답신호로서 공급되는 제1 중간주파수신호는 제1 중간주파수 증폭기(14)(이하 "제1 IF증폭기(14)"라 칭함)에 입력신호로서 인가되고, 이에 따라 상기 제1 IF증폭기(14)는 제1 SAW필터(15) 또는 세라믹 공진기들로 구성된 필터를 구동시키기 위한 증폭된 제1 IF신호를 공급한다. 어느정도 고주파인 제1 중간주파수들에 대한 상승변환에 따라 제1 SAW필터(15)는 다수의 극점 및 영점을 쉽게 가질 수 있다. 제1 SAW필터(15)의 대역은 텔레비젼 채널의 하한 주파수로부터 텔레비젼 채널의 상한 주파수인 약 300kHz까지의 범위에 있는 주파수들을 변환시켜 얻은 주파수들을 통과시킬 수 있게 정해져 있다. 바람직하게, SAW필터(15)는 동일 채널의 간섭성 NTSC 아날로그 TV신호의 주파수변조된 음성반송파를 제거할 수 있게 설계되어 있다. 제1 SAW필터(15)에 접속된 제2 믹서(17)에는 제2 국부발진기(16)으로부터 발생된 제2 국부발진신호가 공급되어 상기 제1 SAW필터(15)의 응답신호와 헤테로다이닝되며, 그 결과 제2 중간주파수(일례로 46.69MHz의 반송파를 갖는)가 발생된다. 제2 믹서(17)로부터 공급되는 주파수 하강 변환결과에 따라 발생하는 원하지 않는 영상주파수를 거부하기 위해 제2 SAW필터(18)가 사용되는데, 이 제2 SAW필터(18)는 NTSC 텔레비젼전송으로부터 디지털 텔레비젼 전송으로의 천이기간중에 인접채널에서 전송되는 NTSC 텔레비젼신호들의 음성 및 영상반송파들에 대한 트랩을 주로 포함할 수 있을 것이다. 상기 제2 SAW필터(18)의 응답신호로서 공급되는 제2 IF신호는 제2 IF증폭기(19)에 입력신호로서 인가되고, 이 입력신호에 응답하여 상기 제2 IF증폭기(19)는 증폭된 제2 IF신호 응답신호를 발생시킨다. 제2 IF증폭기(19)에 접속된 제3 믹서(21)에서는 상기 증폭된 제2 IF신호 응답신호가 제3 국부발진기(20)으로부터의 발진신호와 헤테로다인된다. 지금까지 설명한 다중변환 다중변환 튜너(5)는 제3 믹서(21)가 제3 IF신호 응답신호를 공급할 수 있게 제3 국부발진기(20)으로부터 발생되는 발진신호의 주파수가 선택된다는 점을 제외하고는 기존의 튜너들과 유사하게 되어 있다.In particular, in the case of the multi-conversion tuner 5 shown in FIG. 1, the frequency of the first local oscillation signal is determined by the channel selector 10 designed for human operation, and the frequency of the first local oscillation signal is The frequency synthesizer 11, which acts as a first local oscillator, is supplied to the first mixer 12 and is heterodyned with the DTV signals received from the antenna 6 or other DTV signal source. The first mixer 12 upconverts the signals received on the selected channel to a predetermined first intermediate frequency (e.g., has a carrier of 922.69 MHz) and is supplied from the first mixer 12. The LC image removal filter 13 is used to remove unwanted image frequencies occurring as a result of the frequency upconversion. The first intermediate frequency signal generated by the rising frequency conversion and supplied as a response signal of the LC image removing filter 13 is supplied to the first intermediate frequency amplifier 14 (hereinafter referred to as "first IF amplifier 14"). Applied as an input signal, the first IF amplifier 14 thus supplies an amplified first IF signal for driving a filter composed of a first SAW filter 15 or ceramic resonators. The first SAW filter 15 may easily have a plurality of poles and zeros according to the rising conversion of the first intermediate frequencies which are somewhat high frequency. The band of the first SAW filter 15 is determined so as to pass frequencies obtained by converting frequencies in the range from the lower limit frequency of the television channel to about 300 kHz, the upper limit frequency of the television channel. Preferably, the SAW filter 15 is designed to remove frequency-modulated voice carriers of coherent NTSC analog TV signals of the same channel. The second mixer 17 connected to the first SAW filter 15 is supplied with a second local oscillation signal generated from the second local oscillator 16 to be hetero-dined with the response signal of the first SAW filter 15. As a result, a second intermediate frequency (for example, having a carrier of 46.69 MHz) is generated. A second SAW filter 18 is used to reject unwanted video frequencies that occur as a result of the frequency down conversion supplied from the second mixer 17, which is a digital signal from NTSC television transmission. It may contain mainly traps for audio and video carriers of NTSC television signals transmitted on adjacent channels during the transition to television transmission. The second IF signal supplied as a response signal of the second SAW filter 18 is applied to the second IF amplifier 19 as an input signal, and in response to the input signal, the second IF amplifier 19 is amplified. A second IF signal response signal is generated. In the third mixer 21 connected to the second IF amplifier 19, the amplified second IF signal response signal is heterodyne with the oscillation signal from the third local oscillator 20. The multi-conversion multi-tuner tuner 5 described so far is except that the frequency of the oscillation signal generated from the third local oscillator 20 is selected so that the third mixer 21 can supply the third IF signal response signal. Is similar to the existing tuners.
상기 제3 IF신호응답신호는 다중변환 튜너(5)의 최종 중간주파수 출력신호로서, 이 신호는 디지털화를 위해 후속 아날로그/디지털 변환기(ADC)(22)(이하 "대역통과 ADC(22)"라 칭함)에 공급된다. 상기 최종 중간주파수 출력신호는 최저주파수가 제로주파수보다는 높게 되어 있는 6MHz 폭의 주파수대를 갖는다. 대역통과 ADC(22)에서 아날로그/디지털 변환의 예비단계로서 행해지는 제3 믹서(21)의 저대역 아날로그필터링에 의해 제3 중간주파수의 영상주파수들이 제거되고, 제2 SAW필터(18)는 이미 대역통과 ADC(22)에 인가된, 디지털화 될 제3 중간주파수신호들의 대역폭을 제한한 상태에 있고, 이에 따라 대역통과 ADC(22)는 대역 아날로그/디지털 변환기로서 작용한다. 아날로그/디지털 변환의 다음 단계로서 대역통과 ADC(22)에서 행해지는 저대역통과 아날로그필터응답신호의 샘플링은 샘플클럭발생기(23)로부터 공급되는 제1 클럭신호의 펄스들에 응답하여 이루어진다.The third IF signal response signal is the final intermediate frequency output signal of the multi-conversion tuner 5, which is then referred to as a subsequent analog-to-digital converter (ADC) 22 (hereinafter referred to as " bandpass ADC 22 ") for digitization. Is referred to). The final intermediate frequency output signal has a 6 MHz wide frequency band where the lowest frequency is higher than the zero frequency. The low band analog filtering of the third mixer 21, which is performed as a preliminary step of the analog / digital conversion in the bandpass ADC 22, removes the image frequencies of the third intermediate frequency, and the second SAW filter 18 has already been removed. The bandwidth of the third intermediate frequency signals to be digitized, applied to the bandpass ADC 22, is in a limited state, and thus the bandpass ADC 22 acts as a band analog / digital converter. Sampling of the low pass analog filter response signal, which is performed in the band pass ADC 22 as a next step of the analog / digital conversion, is made in response to the pulses of the first clock signal supplied from the sample clock generator 23.
상기 샘플클럭발생기(23)는 바람직하게 심볼속도의 배수에서 시소이드적인(cissoidal) 발진신호들을 발생시킬 수 있도록 비교적 좁은 범위에서 주파수제어가 가능한 수정발진기(crystal oscillator)를 포함한다. 대역통과 ADC(22)에서 대역폭을 제한하기 위한 필터링후 최종 IF신호의 샘플링의 타이밍을 맞추기 위해 사용되는 제1 클럭신호를 발생시킬 수 있도록 대칭 클리퍼 또는 리미터가 사용되어 상기 시소이드적인 발진신호에 대한 구형파 응답신호를 발생시킨다. 샘플클럭발생기(23)에 구비된 수정발진기에 의해 발생되는 시소이드적인 발진신호의 주파수는 심볼 저조파 또는 일례로 후술하는 바와 같은 보 레이트(baud rate)인 수신된 DTV신호 성분들에 응답하여 발생되는 자동 주파수 및 위상 제어(AFPC)신호에 의해 결정될 수 있다. 제1 클럭신호의 펄스들은 초당 10.76*106개의 심볼에 해당하는 VSB신호들에 대한 심볼속도의 2배, 그리고 초당 5.38*106개의 심볼에 해당하는 QAM신호들에 대한 심볼속도의 4배에 해당하는 초당 21.52*106개의 심볼에 해당하는 심볼속도로 반복된다. 이러한 초당 21.52*106개의 심볼에 해당하는 심볼속도에서 최종 IF신호를 그의 중간주파수가 5.38MHz 이상이 되게 하면 초당 21.52*106개의 심볼에 해당하는 심볼속도에서 QAM 반송파의 샘플의 갯수가 4개미만으로 감소하게 되고, 그 결과 심볼디코딩을 위해 공급되는 싱크로다인 응답신호의 균일성이 바람직하지 않게 감소된다.The sample clock generator 23 preferably includes a crystal oscillator capable of frequency control in a relatively narrow range so as to generate cissoidal oscillation signals at multiples of the symbol rate. A symmetrical clipper or limiter is used to generate a first clock signal that is used for timing the sampling of the final IF signal after filtering to limit the bandwidth in the bandpass ADC 22 for the seesawed oscillation signal. Generates a square wave response signal. The frequency of the seesaw oscillating signal generated by the crystal oscillator provided in the sample clock generator 23 is generated in response to received DTV signal components which are symbol harmonics or baud rates as described below. Can be determined by automatic frequency and phase control (AFPC) signals. The pulses of the first clock signal are twice the symbol rate for VSB signals corresponding to 10.76 * 10 6 symbols per second and four times the symbol rate for QAM signals corresponding to 5.38 * 10 6 symbols per second. The symbol rate is repeated corresponding to 21.52 * 10 6 symbols per second. At the symbol rate corresponding to 21.52 * 10 6 symbols per second, if the final IF signal has a median frequency of more than 5.38 MHz, the number of samples of the QAM carrier at the symbol rate corresponding to 21.52 * 10 6 symbols per second is 4 Only, and as a result, the uniformity of the synchine response signal supplied for symbol decoding is undesirably reduced.
대역통과 ADC(22)는 주파수대가 감소된 최종 IF신호의 샘플들에 10비트의 실수 디지털응답신호 또는 그에 상응하는 해상도 신호를 공급하는데, 이 디지털응답신호는 회로(24)(이하 "실수/복소수 샘플변환기(24)"라 칭함) 에 의해 복소 디지털샘플들로 변환되게 된다. 실수/복소수 샘플변환기(24)를 구성하는 방식으로는 여러가지가 공지되어 있다. QAM 반송파주파수에서의 허수 디지털샘플들은 일례로 미국 특허 제 5,479,449 호에 기재된 바와 같은 힐버트(Hilbert)변환필터를 사용하여 발생시킬 수 있을 것이다. 최종 IF신호의 6MHz의 주파수대가 적어도 1 메가헤르쯔 또는 그 정도의 최저주파수를 갖는 경우에는 힐버트변환필터내의 탭(tap)의 갯수를 적당히 작게 유지시키고, 그에 따라 상기 필터의 대기시간을 적당히 짧게 유지시키는 것이 가능하다. 실수/복소수 샘플변환기(24)에 대한 다른 구성방식으로는 미합중국 특허번호 제5,548,617호에 기재된 바와 같이 모든 주파수에서 90°의 위상차와 대체로 동일하게 되는 두 IIR(infinite-impulse-response)필터들의 응답들간의 차동지연을 이용하는 것을 들 수 있다. 실수/복소수 샘플변환기(24)에 대한 또 다른 구성방식으로는 모든 주파수에서 90°의 위상차와 대체로 동일하게 되는 두 FIR(finite-impulse-response)필터들의 응답들간의 차동지연을 이용하는 것을 들 수 있다.The bandpass ADC 22 supplies a 10-bit real digital response signal or equivalent resolution signal to samples of the final IF signal with reduced frequency band, which is a circuit 24 (hereinafter " real / complex "). Sample converter 24 ") to convert the complex digital samples. Various methods are known for configuring the real / complex sample converter 24. Imaginary digital samples at the QAM carrier frequency may be generated using a Hilbert transform filter as described, for example, in US Pat. No. 5,479,449. If the frequency band of 6 MHz of the final IF signal has a minimum frequency of at least 1 megahertz or the like, keep the number of taps in the Hilbert transform filter moderately small, thereby keeping the filter's waiting time moderately short. It is possible. Another configuration for the real / complex sample converter 24 is as described in US Pat. No. 5,548,617 between the responses of two IIR (infinite-impulse-response) filters that are approximately equal to a phase difference of 90 ° at all frequencies. The use of the differential delay is mentioned. Another configuration for the real / complex sample converter 24 is to use a differential delay between the responses of two finite-impulse-response (FIR) filters that are approximately equal to a phase difference of 90 ° at all frequencies. .
도 1의 수신기회로에서 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 복소수 디지털샘플들은 QAM신호를 기저대로 싱크로다이닝시키는 회로(25)에 인가된다. 회로(25)는 실수 샘플들의 스트림과 허수 샘플들의 스트림을 심볼 디인터리버(26)에 패러럴(parrallel)로 공급하여, QAM 변조신호의 기저대 표현(description)신호를 제공케 한다. 상기 QAM 싱크로다이닝회로(25)는 최종 중간주파수로 변환되고 서로 직교관계를 가지고 있는 QAM 반송파의 두 위상들에 대한 복소수 디지털 표현신호들을 ROM(read-only memory)(27)(이하 "QAM 복소반송파 ROM(27)"이라 칭함)으로부터 수신한다. QAM 반송파주파수에 대한 사인 및 코사인 룩업(look-up)테이블을 포함하고 있는 QAM 복소반송파 ROM(27)은 제1 어드레스발생기(28)에 의해 어드레스된다. 상기 제1 어드레스발생기(28)는 샘플클럭발생기(23)에 의해 발생되는 제1 클럭신호내의 순환(recurrent) 클럭펄스들을 계수하기 위한 어드레스 카운터(도 1에는 명확히 도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 결과 어드레스계수값은 QAM 디-로테이터(de-rotator)에 의해 발생되는 심볼위상 정정항(correction term)에 의해 증가되어, QAM 복소반송파 ROM(27)에 대한 어드레스신호를 발생하게 된다. 상기한 QAM 싱크로다이닝회로(25) 및 제1 어드레스 발생기(28)의 구성 및 동작에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하겠다.In the receiver circuit of FIG. 1, the complex digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24 are applied to a circuit 25 which synchronizes the QAM signal as the basis. The circuit 25 supplies a stream of real samples and a stream of imaginary samples in parallel to the symbol deinterleaver 26 to provide a baseband description signal of the QAM modulated signal. The QAM synchro-dining circuit 25 read-only memory (ROM) 27 (hereinafter referred to as a "QAM complex carrier") a complex digital representation signal for two phases of a QAM carrier transformed into a final intermediate frequency and orthogonal to each other. ROM 27 ". The QAM complex carrier ROM 27, which includes a sine and cosine look-up table for the QAM carrier frequency, is addressed by the first address generator 28. The first address generator 28 includes an address counter (not clearly shown in FIG. 1) for counting recurrent clock pulses in the first clock signal generated by the sample clock generator 23. . The resulting address coefficient value is increased by a symbol phase correction term generated by the QAM de-rotator to generate an address signal for the QAM complex carrier ROM 27. The configuration and operation of the QAM synchrodining circuit 25 and the first address generator 28 will be described in more detail below.
도 1의 수신기회로에서 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 복소수 디지털샘플들은 또한 VSB신호를 기저대로 싱크로다이닝시키기 위한 회로(30)(이하 "VSB 싱크로다이닝회로(30)"이라 칭함)에 인가된다. 상기 VSB 싱크로다이닝회로(30)는 기저대로 싱크로다이닝되어 있는 잔류측파대(VSB) 변조신호의 실수 및 허수 성분들을 나타내는 샘플들의 스트림들을 공급한다. VSB 싱크로다이닝회로(30)는 최종 중간주파수로 변환되고 서로 직교관계를 가지고 있는 VSB 반송파의 두 위상들에 대한 복소수 디지털 표현신호들을 판독전용메모리(read-only memory)(ROM)(31)로부터 수신한다. VSB 반송파주파수에 대한 사인 및 코사인 룩업(look-up)테이블을 포함하고 있는 ROM(31)(이하 "VSB 복소반송파 ROM(31)"이라 칭함)은 제2 어드레스발생기(32)에 의해 어드레스된다. 상기 제2 어드레스발생기(32)는 샘플클럭발생기(23)에 의해 발생되는 제1 클럭신호내의 순환클럭펄스들을 계수하기 위한 어드레스 카운터(도 1에는 명확히 도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 본 발명의 택일된 실시양태의 경우, 상기 어드레스카운터는 제1 어드레스발생기(28)에서 사용한 어드레스카운터와 동일한 것이다. 결과 어드레스계수값은 심볼위상 정정회로에 의해 발생되는 심볼위상 정정항(term)에 의해 증가되어, VSB 복소반송파 ROM(31)에 대한 어스레스신호를 발생하게 된다. 상기한 VSB 싱크로다이닝회로(30) 및 제2 어드레스 발생기(32)의 구성 및 동작에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하겠다.The complex digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24 in the receiver circuit of FIG. 1 are also circuit 30 for synchronizing the VSB signal to the base (hereinafter referred to as " VSB synchronization circuit 30 "). Is called). The VSB synchro-dining circuit 30 supplies streams of samples representing real and imaginary components of the residual sideband (VSB) modulated signal that is base-synchronized. The VSB synchro- dinning circuit 30 receives complex digital representation signals for two phases of the VSB carrier that are converted to the final intermediate frequency and are orthogonal to each other from a read-only memory (ROM) 31. do. The ROM 31 (hereinafter referred to as " VSB complex carrier ROM 31 ") that includes a sine and cosine look-up table for the VSB carrier frequency is addressed by the second address generator 32. The second address generator 32 includes an address counter (not clearly shown in FIG. 1) for counting cyclic clock pulses in the first clock signal generated by the sample clock generator 23. In the alternative embodiment of the present invention, the address counter is the same as the address counter used in the first address generator 28. The resulting address coefficient value is increased by the symbol phase correction term generated by the symbol phase correction circuit, thereby generating an address signal for the VSB complex carrier ROM 31. The configuration and operation of the VSB synchro-dining circuit 30 and the second address generator 32 will be described in more detail below.
심볼 디인터리버(26)와 VSB 싱크로다이닝회로(30)에는 디지털신호 다중화기(33)이 접속되어 있는데, 상기 디지털신호 다중화기(33)는 인가되는 두 복소수 디지털입력신호들중 하나를 응답신호로서 선택하는 싱크로다이닝결과 선택기(이하 "싱크로다이닝 결과 선택기(33)"이라 칭함)로서 작용한다. 상기 싱크로다이닝 결과선택기(33)는 VSB 싱크로다이닝회로(30)으로부터의 실수 샘플들의 제로 주파수항을 검출하기 위한 검출기(34)에 의해 제어되어 신호를 선택한다. 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 없음을 나타내는, 본질적으로 제로의 에너지를 갖는 경우, 싱크로다이닝 결과 선택기(33)는 디인터리버(26)으로부터 공급되는, 기저대로 싱크로다이닝된 QAM신호의 디-인터리브된 결과를 나타내는 제1 복소수 디지털입력신호에 선택적으로 응답한다. 그러나, 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 존재를 나타내는 실질적인 에너지를 갖는 경우, 싱크로다이닝 결과 선택기(33)는 VSB 싱크로다이닝회로(30)의 기저대 응답신호의 실수 및 허수성분들을 포함하는 제2 복소 디지털입력신호에 선택적으로 응답한다.A digital signal multiplexer 33 is connected to the symbol deinterleaver 26 and the VSB synchro- dinning circuit 30. The digital signal multiplexer 33 uses one of two complex digital input signals as a response signal. It serves as a synchro-dining result selector (hereinafter referred to as "synchronization result selector 33") to select. The synchronization result selector 33 is controlled by a detector 34 for detecting a zero frequency term of real samples from the VSB synchronization circuit 30 to select a signal. If the zero frequency term has essentially zero energy, indicating that there is no pilot carrier signal accompanying the VSB signal, the synchro- ning result selector 33 is basally synchronized QAM signal supplied from the deinterleaver 26. Selectively respond to a first complex digital input signal representing the de-interleaved result of. However, if the zero frequency term has a substantial energy indicating the presence of a pilot carrier signal accompanying the VSB signal, the synchro- dinating result selector 33 may add the real and imaginary components of the baseband response signal of the VSB synchro- dinning circuit 30. Selectively responds to a second complex digital input signal.
상기 싱크로다이닝결과 선택기(33)의 응답신호는 2:1 데시메이션(decimation)회로(35)에서 샘플클럭발생기(23)로부터의 제2 클럭신호에 응답하여 재 샘플링되어, 복소수 기저대응답신호의 샘플속도를 5.38MHz QAM 심볼속도의 두배에 해당하는 10.76MHz VSB 심볼속도까지 감소되게 한다. 즉, 실수 디지털샘플들의 스트림과 허수 디지털샘플들의 스트림들에 대해 모두 2:1 데시메이션 처리가 이루어진다. 싱크로다이닝 결과 선택기(33)의 2:1 데시메이션 응답신호는 진폭 및 군지연 등화기(amplitude and group delay equalizer)(36)에 입력신호로서 인가되기에 앞서 상기 등화기(36)에 대한 하드웨어적인 요건들을 감소시켜 준다. 다른 실시예로서, 상기와 같이 싱크로다이닝결과 선택기(33)의 후단측에서 2:1 데시메이터(35)를 사용하는 대신 싱크로다이닝 결과 선택기(33)의 전단측에서 2:1 데시메이션을 행할 수 있게 QAM 싱크로다이닝회로(25) 및 VSB 싱크로다이닝회로(30)의 기저대응답신호들을 샘플클럭발생기(23)로부터의 제2 클럭신호에 응답하여 재 샘플링할 수도 있다.The response signal of the synchro-dining result selector 33 is resampled in response to the second clock signal from the sample clock generator 23 in a 2: 1 decimation circuit 35 to obtain a complex base response signal. The sample rate is reduced to a 10.76 MHz VSB symbol rate that is twice the 5.38 MHz QAM symbol rate. That is, 2: 1 decimation processing is performed on both the streams of real digital samples and the streams of imaginary digital samples. The 2: 1 decimation response signal of the synchro- ning result selector 33 may be applied to the equalizer 36 prior to being applied as an input signal to the amplitude and group delay equalizer 36. Reduce requirements As another example, instead of using the 2: 1 decimator 35 at the rear end of the synchro result selector 33 as described above, 2: 1 decimation can be performed at the front end of the synchro result selector 33. The base response signals of the QAM synchro dining circuit 25 and the VSB synchro dining circuit 30 may be resampled in response to the second clock signal from the sample clock generator 23.
도 2에는 상기한 진폭 및 군지연 등화기(36)가 도시되어 있는데, 상기 진폭 및 군지연 등화기(36)는 심볼간 에러를 야기시키기 쉬운 진폭 및 위상 대 주파수 특성을 갖는 기저대응답신호를 심볼간 에러를 발생시키는 경향을 최소화시키는 개선된 진폭 대 주파수 특성을 갖는 신호로 변환시킨다. 진폭 및 군지연 등화기(36)로는 등화기들에 사용하기 위한 오프 더 셀프(off the shelf)로서 입수 가능한 모노리틱(monolithic) 집적회로들중 적당한 것을 사용할 수 있다. 이러한 집적회로는 진폭 및 군지연 등화를 위해 사용되고 탭가중치가 프로그램가능한 다중탭 디지털필터와, 훈련신호(tranning signal)를 선택적으로 누적하고, 그 누적결과를 임시 저장하는 회로와, 진폭 및 군지연 등화를 위해 사용되는 다중탭 디지털필터의 갱신된 탭가중치들을 계산하기 위한 마이크로컴퓨터를 포함한다.FIG. 2 illustrates the amplitude and group delay equalizer 36 described above, wherein the amplitude and group delay equalizer 36 outputs a base response signal having amplitude and phase versus frequency characteristics that are susceptible to intersymbol error. Convert to a signal with improved amplitude versus frequency characteristics that minimizes the tendency to generate intersymbol errors. Amplitude and group delay equalizers 36 may be any suitable monolithic integrated circuits available off the shelf for use in equalizers. Such integrated circuits are multi-tap digital filters that are programmable for amplitude and group delay equalization, circuits for selectively accumulating training signals, and temporarily storing the accumulated results, and amplitude and group delay equalization. It includes a microcomputer to calculate updated tap weights of the multi-tap digital filter used for.
수신되는 DTV신호가 VSB형태인 경우, 각 데이터필드의 초기 데이터 세그먼트(segment)에는 훈련신호가 포함된다. 상기 마이크로컴퓨터는 임시 저장된 축적결과를 "priori"로서 알려져 있는 이상적인 훈련신호와 비교하고, 진폭 및 군지연 등화를 위해 사용되는 다중탭 디지털필터에 대한 일련의 가중계수들을 설정하도록 프로그램되어 있다. 그 뒤에, 일례로 비행중인 비행기에 의해 야기되는 다중경로 조건들의 변화에 대한 보상을 좋게 할 수 있도록 가중계수들을 1997년 7월 15일자로 "RAPID-UPDATE ADAPTIVE CHANNEL-EQUALIZATION FILTERING FOR DIGITAL RADIO RECEIVERS, SUCH AS HDTV RECEIVERS"란 명칭으로 본 발명자들 및 지안 양(Jian Yang)박사에게 특허허여된 미합중국 특허번호 제5,648,987호에 기재된 바와 같은 결정방향성 등화기술을 이용하여 보다 잦은 빈도로 갱신시킬 수도 있다. 수신되는 DTV신호가 QAM형태인 경우, 훈련신호의 포함을 위한 장치가 마련되어 있지 않은 상태에서 등화가 이루어져야만 한다면 결정방향성 등화기술이 사용되어야만 한다. 만족스러운 일련의 초기 가중계수들을 설정하는 데에는 훈련신호를 사용할 경우보다 많은 시간이 요구된다. 만일 DTV수신기가 동작기간 및 비동작기간중에 적소에 그대로 유지되는 경우라면 DTV채널의 복귀시 만족스러운 일련의 초기 가중계수들을 설정하는데 요구되는 시간은 상기 DTV채널에 대해 최종적으로 결정된 일례의 가중계수들이 메모리에 저장된 상태라면 감소가 가능하다.When the received DTV signal is in the VSB form, a training signal is included in the initial data segment of each data field. The microcomputer is programmed to compare the temporarily stored accumulation results with an ideal training signal known as "priori" and to set a series of weighting factors for the multi-tap digital filter used for amplitude and group delay equalization. Subsequently, the weighting factors are set to "RAPID-UPDATE ADAPTIVE CHANNEL-EQUALIZATION FILTERING FOR DIGITAL RADIO RECEIVERS, SUCH," as of July 15, 1997, to better compensate for changes in multipath conditions caused by the aircraft in flight. AS HDTV RECEIVERS "may be updated at a more frequent frequency using crystallographic equalization techniques as described in US Pat. No. 5,648,987, which is patented by the inventors and Dr. Jian Yang. If the received DTV signal is in the QAM form, the decision direction equalization technique should be used if the equalization should be performed without the provision of the training signal. Setting a satisfactory initial weighting factor requires more time than using a training signal. If the DTV receiver remains in place during the operating and non-operational periods, the time required to set a satisfactory set of initial weighting factors upon return of the DTV channel is determined by the example weighting factors finally determined for the DTV channel. If it is stored in memory, it can be reduced.
진폭 및 군지연 등화기(36)의 실수 및 허수 응답신호들 모두는 QAM 원(origin)신호로부터의 심볼디코딩된 디지털데이터스트림들을 복원시키는 심볼디코딩을 수행하는 2차원 심볼디코딩회로(37)에 입력신호로서 인가된다. 상기 QAM 원신호가 그 VSB 원신호내의 데이터 동기정보에 대응하는 데이터 동기정보를 포함한다고 가정하면, 심볼디코딩된 디지털데이터 스트림들중 하나는 추후의 데이터처리를 위해 공급된 트렐리스 디코딩된 디지털데이터 스트림이 되고, 그러한 심볼디코딩된 디지털데이터 스트림들중 또 다른 하나는 후속 트렐리스 디코딩없이 데이터 슬라이스처리에 의해 발생되게 된다. 후자의 심볼디코딩된 디지털데이터 스트림으로부터는 데이터동기정보가 추출되는데, 이 데이터동기정보는 수신기에 의한 QAM 원데이터의 처리를 제어하는데 사용된다.Both real and imaginary response signals of amplitude and group delay equalizer 36 are input to a two-dimensional symbol decoding circuit 37 which performs symbol decoding to recover the symbol decoded digital data streams from a QAM origin signal. It is applied as a signal. Assuming that the QAM original signal contains data synchronization information corresponding to the data synchronization information in the VSB original signal, one of the symbol decoded digital data streams is trellis decoded digital data supplied for further data processing. And another one of such symbol decoded digital data streams is generated by data slice processing without subsequent trellis decoding. Data synchronization information is extracted from the latter symbol decoded digital data stream, which is used to control the processing of the QAM original data by the receiver.
진폭 및 군지연 등화기(36)의 실수 응답신호는 VSB 원신호로부터의 심볼디코딩된 디지털데이터스트림들을 복원시키는 심볼디코딩을 수행하는 1차원 심볼디코딩회로(38)에 입력신호로서 인가된다. ATSC규격에 따른 VSB신호의 경우에는 트렐리스 코딩처리가 이루어지지 않은 필드동기 코드군들을 포함하는 각 데이터필드의 초기 데이터 세그먼트를 제외한 모든 데이터 세그먼트들내의 데이터에 대해 트렐리스 코딩이 사용된다. 종래기술에서와 같이, 심볼디코딩회로(38)가 공급하는 심볼디코딩된 디지털데이터 스트림들중 하나로서 추후의 데이터처리를 위해 사용되어야할 디지털데이터 스트림은 데이터 슬라이스과정의 결과를 트렐리스디코딩함에 따라 발생되며, 통상적으로 최적의 바이터비(Viterbi)디코딩 기술들이 사용된다. 종래기술에서와 같이 심볼디코딩회로(38)가 공급하는 심볼디코딩된 디지털데이터 스트림들중 또 다른 하나로서 수신된 VSB 원신호에 포함되어 있는 동기정보에 응답하는 수신기에 의한 데이터처리를 제어하기 위해 사용되어야 할 디지털데이터 스트림은 후속 트렐리스디코딩없이 데이터 슬라이스과정을 이용하여 발생된다. 상기 심볼디코딩회로(38)는 바람직하게 본 명세서에 인용되고 1996년 11월 12일자로 "DIGITAL TELEVISION RECEIVER WITH ADAPTIVE FILTER CIRCUITRY FOR SUPPRESSING NTSC CO-CHANNEL INTERFERENCE"란 명칭으로 출원되어 특허허여된 미합중국 특허출원번호 제08/746,520호에 기재된 것과 유사한 데이터 슬라이스 기술을 이용한다는 점에서 통상의 종래방식과 다르게 되어 있다.The real response signal of the amplitude and group delay equalizer 36 is applied as an input signal to the one-dimensional symbol decoding circuit 38 which performs symbol decoding to recover the symbol decoded digital data streams from the VSB original signal. In the case of the VSB signal according to the ATSC standard, trellis coding is used for data in all data segments except for the initial data segment of each data field including field synchronization code groups without trellis coding processing. As in the prior art, one of the symbol decoded digital data streams supplied by the symbol decoding circuit 38, which should be used for later data processing, trellis decodes the result of the data slice process. Are generated and typically optimal Viterbi decoding techniques are used. As in the prior art, used as another one of the symbol decoded digital data streams supplied by the symbol decoding circuit 38 to control data processing by the receiver in response to the synchronization information contained in the received VSB original signal. The digital data stream to be generated is generated using a data slice process without subsequent trellis decoding. The symbol decoding circuit 38 is preferably a U.S. Pat. It differs from conventional practice in that it uses a data slice technique similar to that described in US 08 / 746,520.
이차원 심볼디코딩회로(37)와 일차원 심볼디코딩회로(38)에는 디지털신호 멀티플랙서(39)가 접속되어 있는데, 상기 디지털신호 멀티플랙서(39)는 인가되는 두 디지털입력신호들중 하나를 응답신호로서 선택하는 데이터소오스 선택기(이하 "데이터소오스 선택기(39)"라 칭함)로서 작용한다. 상기 데이터소오스 선택기(39)는 VSB 싱크로다이닝회로(30)으로부터의 실수 샘플들의 제로 주파수항을 검출하기 위한 VSB 파일럿반송파 존재 검출기(34)의 제어에 의해 신호를 선택한다. 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 없음을 나타내는, 본질적으로 제로의 에너지를 갖는 경우, 데이터 소오스 선택기(39)는 그의 제1 디지털입력신호에 선택적으로 응답하여 그의 디지털데이터 출력원으로서 QAM신호에 포함된 심볼들을 디코딩하는 이차원 심볼디코딩회로(37)를 선택한다. 그러나, 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 존재를 나타내는 실질적인 에너지를 갖는 경우, 데이터 소오스 선택기(39)는 그의 제2 디지털입력신호에 선택적으로 응답하여 그의 디지털데이터출력원으로서 VSB신호에 포함된 심볼들을 디코딩하는 일차원 심볼디코딩회로(38)를 선택한다.A digital signal multiplexer 39 is connected to the two-dimensional symbol decoding circuit 37 and the one-dimensional symbol decoding circuit 38, and the digital signal multiplexer 39 responds to one of the two digital input signals applied thereto. It functions as a data source selector (hereinafter referred to as "data source selector 39") for selecting as a signal. The data source selector 39 selects a signal by the control of a VSB pilot carrier presence detector 34 for detecting the zero frequency term of real samples from the VSB synchrodining circuit 30. When the zero frequency term has essentially zero energy, indicating that there is no pilot carrier signal accompanying the VSB signal, the data source selector 39 selectively responds to its first digital input signal as its digital data output source. A two-dimensional symbol decoding circuit 37 for decoding the symbols included in the QAM signal is selected. However, if the zero frequency term has substantial energy indicative of the presence of a pilot carrier signal accompanying the VSB signal, the data source selector 39 selectively responds to its second digital input signal in response to its VSB signal as its digital data output source. One-dimensional symbol decoding circuit 38 to decode the symbols included in is selected.
상기 데이터소오스 선택기(39)에 의해 선택된 데이터는 데이터 디인터리버(40)에 입력신호로서 인가되고, 그 데이터 디인터리버(40)으로부터 공급되는 디-인터리브된 데이터는 리드-솔로몬 디코더(41)에 인가되게 된다. 상기 데이터 디인터리버(40)는 종종 그의 전용 모노리틱 집적회로내에 구성되고 현재 수신되는 DTV신호가 QAM형태인지 아니면 VSB형태인지에 따라 그 DTV신호에 적합한 디-인터리빙 알고리듬을 선택할 수 있도록 파일럿반송파 존재 검출기(34)로부터의 출력표시신호들에 응답할 수 있게 되어 있으나, 이러한 사항은 단순 설계사항에 불과한 것이다. 또한, 상기 리드-솔로몬 디코더(41)도 종종 그의 전용 모노리틱 집적회로내에 구성되고 현재 수신되는 DTV신호가 QAM형태인지 아니면 VSB형태인지에 따라 그 DTV신호에 적당한 리드-솔로몬 알고리듬을 선택할 수 있도록 파일럿반송파 존재 검출기(34)로부터의 출력표시신호들에 응답할 수 있게 되어 있으나, 이러한 사항도 단순 설계사항에 불과한 것이다. 리드-솔로몬 디코더(41)는 데이터 디랜더마이저(de-randomizer)(42)에 에러검출 데이터를 공급하는데, 상기 에러검출데이터에 응답하여 데이터 디랜더마이저(42)는 DTV수신기로 전송하기 전의 랜더마이징된 신호를 재생시킨다. 상기 재생된 신호는 패킷소터(packet sorter)(43)용의 데이터 패킷들을 포함한다. 데이터 디랜더마이저(42)는 현재 수신되는 DTV신호가 QAM형태인지 아니면 VSB형태인지에 따라 그 DTV신호에 적당한 데이터 디랜더마이징 알고리듬을 선택할 수 있도록 파일럿반송파 존재 검출기(34)로부터의 출력표시신호들에 응답할 수 있게 구성되어 있으나, 이러한 사항도 단순 설계사항에 불과한 것이다.The data selected by the data source selector 39 is applied to the data deinterleaver 40 as an input signal, and the de-interleaved data supplied from the data deinterleaver 40 is applied to the Reed-Solomon decoder 41. Will be. The data deinterleaver 40 is often configured within its dedicated monolithic integrated circuit and pilot carrier presence detector to select a de-interleaving algorithm suitable for the DTV signal depending on whether the currently received DTV signal is in QAM or VSB form. It is possible to respond to the output display signals from 34, but this is merely a design matter. In addition, the Reed-Solomon decoder 41 is also often configured in its dedicated monolithic integrated circuit and pilots to select a Reed-Solomon algorithm suitable for the DTV signal depending on whether the currently received DTV signal is in QAM or VSB form. Although it is possible to respond to the output display signals from the carrier presence detector 34, this is also merely a design matter. The Reed-Solomon decoder 41 supplies error detection data to the data de-randomizer 42. In response to the error detection data, the data de-randomizer 42 transmits the renderer to the DTV receiver. Play the sized signal. The reproduced signal includes data packets for a packet sorter 43. The data de-randomizer 42 outputs signals from the pilot carrier presence detector 34 so that a data de-randomizing algorithm suitable for the DTV signal can be selected depending on whether the currently received DTV signal is in QAM or VSB form. It is configured to respond to, but this is just a simple design.
이차원 심볼디코딩회로(37)의 데이터출력에 포함되어 있는 데이터동기정보는 제1 데이터동기 복원회로(44)에 의해 복원되며, 일차원 심볼디코딩회로(38)의 데이터출력에 포함되어 있는 데이터동기정보는 제2 데이터동기 복원회로(45)에 의해 복원된다. 상기 데이터동기 복원회로(44),(45)에는 데이터 동기 선택기(46)가 접속되어 있는데, 상기 데이터 동기 선택기(46)는 VSB 싱크로다이닝회로(30)으로부터의 실수 샘플들의 제로 주파수항을 검출하기 위한 VSB 파일럿반송파 존재 검출기(34)의 제어에 따라, 제1,제2 데이터동기 복원회로(44),(45)에 의해 각기 제공되는 데이터동기정보들중 하나를 선택한다. 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 없음을 나타내는, 본질적으로 제로의 에너지를 갖는 경우, 데이터동기 선택기(46)는 그의 출력신호로서 제1 데이터동기 복원회로(44)에 의해 제공되는 데이터동기정보를 선택한다. 그러나, 상기 제로 주파수항이 VSB신호를 동반하는 파일럿 반송파신호의 존재를 나타내는 실질적인 에너지를 갖는 경우, 데이터동기 선택기(46)는 그의 출력신호로서 제2 데이터동기 복원회로(45)에 의해 제공되는 데이터동기정보를 선택한다.The data synchronization information included in the data output of the two-dimensional symbol decoding circuit 37 is restored by the first data synchronization recovery circuit 44, and the data synchronization information included in the data output of the one-dimensional symbol decoding circuit 38 is The second data synchronization recovery circuit 45 restores the data. A data synchronization selector 46 is connected to the data synchronization recovery circuits 44 and 45. The data synchronization selector 46 detects a zero frequency term of the real samples from the VSB synchro- dinning circuit 30. According to the control of the VSB pilot carrier presence detector 34, one of the data synchronization information provided by the first and second data synchronization recovery circuits 44 and 45 is selected. If the zero frequency term has essentially zero energy, indicating that there is no pilot carrier signal accompanying the VSB signal, the data synchronization selector 46 is provided by the first data synchronization recovery circuit 44 as its output signal. Select data synchronization information. However, if the zero frequency term has substantial energy indicating the presence of a pilot carrier signal accompanied by a VSB signal, the data synchronization selector 46 is provided by the second data synchronization recovery circuit 45 as its output signal. Select the information.
데이터동기 선택기(46)가 그의 출력신호로서 제2 데이터동기 복원회로(45)에 의해 제공되는 데이터동기정보를 선택하는 경우, 각 데이터필드의 초기 데이터라인들이 훈련신호로서 진폭 및 군지연 등화기(36)에 인가될 수 있게 선택된다.When the data synchronization selector 46 selects the data synchronization information provided by the second data synchronization recovery circuit 45 as its output signal, the initial data lines of each data field are used as amplitude and group delay equalizers as training signals. 36) to be applied.
제2 데이터동기 복원회로(45)내에서 제2데이터동기선택기(46)에 데이터필드 인덱싱정보를 제공할 수 있도록 511-샘플 PN 시퀀스의 발생이 검출될 수 있다. 다른 실시예로서, 데이터동기선택기(46)에 데이터필드 인덱싱정보를 제공할 수 있도록 데이터동기 복원회로(45)내에서 2개 또는 3개의 연속된 63-샘플 PN 시퀀스의 발생이 검출된다.The occurrence of the 511-sample PN sequence can be detected to provide data field indexing information to the second data synchronization selector 46 in the second data synchronization recovery circuit 45. In another embodiment, the occurrence of two or three consecutive 63-sample PN sequences in the data synchronization recovery circuit 45 is detected to provide data field indexing information to the data synchronization selector 46.
QAM DTV신호에 대한 규격은 현재 VSB DTV신호에 대한 규격과 같이 잘 정의되어 있지 않다. 32-상태 QAM신호는 MPEG 규격과 관계없는 압축기술들을 사용할 필요없이 단일 HDTV신호에 대한 충분한 용량을 제공하나, 일반적으로 MPEG 규격과 관계없는 압축기술들중 일부는 단일 HDTV신호를 16-상태 QAM신호로서 코딩시키도록 사용되고 있다. 전형적으로, 제1 데이터동기 복원회로(44)는 데이터동기선택기(46)에 인가하기 위한 데이터필드인덱싱정보를 발생시킬 수 있도록 소정의 24-비트 워드( word)의 발생을 검출한다. 데이터동기선택기(46)에 내장되어 있는 멀티플랙서는 제1,제2 데이터동기복원회로(44),(45)에 의해 각기 공급되는 데이터필드 인덱싱정보들중 하나를 선택하는데, 이와 같이 하여 선택된 데이터필드 인덱싱 정보는 데이터 디인터리버(40), 리드-솔로몬 검출기(41), 그리고 데이터 디랜더마이저(42)에 공급된다. 이 경우, QAM DTV신호에 훈련신호가 포함되어 있지 않다는 내용이 기록된다. 따라서, 진폭 및 군지연 등화기(36)는 파일럿 반송파의 없음을 나타내는 VSB 파일럿반송파 존재 검출기(34)에 응답하여 훈련신호에 의존하지 않는 결정방향성 등화기술을 사용하도록 조절되게 되고, 제2 데이터동기복원회로(45)에 의해 선택된 VSB 훈련신호는 멀티플랙서의 필요성없이 데이터동기선택기(46)를 통해 전송되게 된다. 또한, QAM DTV전송을 위한 데이터라인 동기신호로서, 최소한 기준으로서 선택된 데이터라인 동기신호가 아닌 데이터라인 동기신호는 존재하지 않는다. 제1 데이터동기 복원회로(44)는 데이터필드내 동기정보를 발생시키도록 각 데이터필드내의 샘플들을 계수하는 계수회로를 포함한다. 상기 데이터필드내 동기정보 및 제2 데이터동기복원회로(45)에 의해 발생되는 데이터필드내 동기정보(일례로, 데이터라인 계수값)들은 필요에 따라 데이터 디인터리버(40), 리드-솔로몬 디코더(41), 그리고 데이터 디랜더마이저(42)에 인가되도록 데이터동기선택기(46)내의 적당한 멀티플랙서들에 의해 선택되게 된다.The specification for the QAM DTV signal is not as well defined as the specification for the current VSB DTV signal. 32-state QAM signals provide sufficient capacity for a single HDTV signal without the need to use compression techniques independent of the MPEG specification, but in general, some of the compression techniques not related to the MPEG specification convert a single HDTV signal into a 16-state QAM signal. It is being used to code as. Typically, the first data synchronization recovery circuit 44 detects the generation of a predetermined 24-bit word to generate data field indexing information for application to the data synchronization selector 46. The multiplexer embedded in the data synchronization selector 46 selects one of the data field indexing information supplied by the first and second data synchronization restoration circuits 44 and 45, respectively. The field indexing information is supplied to the data deinterleaver 40, the Reed-Solomon detector 41, and the data derandomizer 42. In this case, it is recorded that the training signal is not included in the QAM DTV signal. Thus, the amplitude and group delay equalizer 36 is adjusted to use a crystal directional equalization technique that does not depend on the training signal in response to the VSB pilot carrier presence detector 34 indicating the absence of a pilot carrier, and the second data synchronizer. The VSB training signal selected by the reconstruction circuit 45 is transmitted through the data synchronization selector 46 without the need for a multiplexer. In addition, as a data line synchronization signal for QAM DTV transmission, at least a data line synchronization signal other than the data line synchronization signal selected as a reference does not exist. The first data synchronization recovery circuit 44 includes a counting circuit for counting samples in each data field to generate synchronization information in the data field. The synchronization information in the data field (for example, data line coefficient values) generated by the synchronization information in the data field and the second data synchronization restoring circuit 45 may be converted into a data deinterleaver 40 and a Reed-Solomon decoder (if necessary). 41) and by the appropriate multiplexers in the data synchronization selector 46 to be applied to the data de-randomizer 42.
미합중국 특허번호 제5,506,636호의 도 2에는 2차원 심볼디코딩회로(37)의 변형예가 도시되어 있는데, 이 경우 트렐리스 디코딩 결과 및 심볼디코딩된 데이터동기신호는 데이터소오스선택기(39) 및 제1 데이터동기복원회로(44)에 인가되도록 단일 버스상으로 시분할 다중화되게 되어 있다. 미합중국 특허번호 제5,506,636호의 도 2에는 또한 심볼디코딩회로(38)의 변형예도 도시되어 있는데, 이 경우에도 트렐리스 디코딩 결과 및 심볼디코딩된 데이터동기신호는 데이터소오스선택기(39) 및 제2 데이터동기복원회로(45)에 인가되도록 단일 버스상으로 시분할 다중화되게 되어 있다. 본 명세서에 첨부된 도면의 도 2에 도시된 실시예에서와 같이, 제1 데이터동기복원회로(44)와 제2 데이터동기복원회로(45)는 심볼디코딩 결과의 정합필터링에 의해 데이터 동기를 수행한다. VSB 방송용 ATSC 기술신호당 각 데이터필드의 초기 데이터세그먼트를 QAM 유선방송용 심볼코드들을 시용하여 단순히 기록하는 경우에는, QAM신호를 심볼디코딩한 후 심볼디코딩된 PN시퀀스정보를 찾아 데이터동기를 수행할 수 있다. 도 2에는 데이터동기가 VSB신호를 심볼디코딩한 후 수행하는 것으로 예시되어 있는데, 이러한 데이터동기는 심볼디코딩된 PN 시퀀스정보를 찾음으로써 이루어진다. VSB 방송용 ATSC규정 신호당 각 데이터필드의 초기 데이터세그먼트를 QAM 유선방송용 심볼코드들을 시용하여 단순히 기록하는 경우에는, 도 2의 DTV 수신기회로의 변형례로서 심볼디코딩후 VSB신호수신 및 QAM신호 수신중에 모두 데이터동기화를 동일 장치를 사용하여 행할 수 있다.In Fig. 2 of US Pat. No. 5,506,636, a variation of the two-dimensional symbol decoding circuit 37 is shown, in which case the trellis decoding result and the symbol decoded data synchronization signal are the data source selector 39 and the first data synchronization. Time division multiplexing on a single bus is applied to the recovery circuit 44. Also shown in Fig. 2 of U.S. Patent No. 5,506,636 is a variant of the symbol decoding circuit 38, in which case the trellis decoding result and the symbol decoded data synchronization signal are also used for the data source selector 39 and the second data synchronization. Time division multiplexing on a single bus is applied to the recovery circuit 45. As in the embodiment shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, the first data synchronization recovery circuit 44 and the second data synchronization recovery circuit 45 perform data synchronization by matching filtering of the result of symbol decoding. do. In the case of simply recording the initial data segment of each data field per VSB broadcast ATSC technology signal using QAM cable broadcasting symbol codes, symbol synchronization of the QAM signal can be performed to find the symbol-decoded PN sequence information and perform data synchronization. . 2 illustrates that data synchronization is performed after symbol decoding the VSB signal. This data synchronization is performed by finding symbol-decoded PN sequence information. In the case of simply recording the initial data segment of each data field per VSB broadcasting ATSC-regulated signal using QAM cable broadcasting symbol codes, it is a modification of the DTV receiver circuit of FIG. 2 after both symbol decoding and VSB signal reception and QAM signal reception. Data synchronization can be performed using the same device.
다른 실시예로서, VSB신호수신중에 행하는 데이터동기를 2:1 데시메이터(35)의 응답신호 또는 진폭 및 군지연 등화기(36)의 응답신호내의 PN시퀀스에 대한 스파이크(spike)응답신호를 발생시키는 정합필터들을 사용하여 심볼디코딩에 앞서 이루어지게 할 수도 있다. 동기코드시퀀스들에 대한 스파이크응답신호를 발생시키는 상기 정합필터들은 바람직하게 그 각각의 커널(kernel)내의 샘플 갯수를 감소시킬 수 있도록 싱크로다이닝회로(디지털승산기(29),VSB 싱크로다이닝회로(30))의 데시메이션처리되지 않은 응답신호들을 입력신호로서 공급받지 않고, 대신 입력신호들을 데시메이션처리된 샘플속도로 공급받는다. 동기코드시퀀스들에 대한 스파이크응답신호들을 발생시키는 상기 정합필터들은 바람직하게 다중경로수신이 온 데이터(on data)동기를 갖게 하는 효과를 감소시킬 수 있도록 진폭 및 군지연 등화기(36)의 응답신호를 수신할 수 있게 접속이 이루어져 있다.In another embodiment, a data signal synchronization during the VSB signal reception generates a spike response signal for the PN sequence in the response signal of the 2: 1 decimator 35 or the response signal of the amplitude and group delay equalizer 36. Matching filters may be used prior to symbol decoding. The matched filters for generating a spike response signal for the sync code sequences are preferably a synchro- dinning circuit (digital multiplier 29, VSB synchro- dinning circuit 30) so as to reduce the number of samples in their respective kernels. Rather than receiving the decimated response signals as an input signal, the input signals are supplied at the decimated sample rate instead. The matched filters for generating spike response signals for the sync code sequences are preferably the response signal of the amplitude and group delay equalizer 36 so that multipath reception can reduce the effect of having on data synchronization. The connection is made to receive.
도 13에는 도 2에 도시된 DTV 수신기의 일부 구성요소들에 대한 변형예가 도시되어 있는데, 이에 있어서는 심볼디코딩 결과로부터 데이터동기를 복원시키는 데이터동기 복원회로(45)를 진폭 및 군지연 등화기(36)의 응답신호로부터 데이터동기를 복원시키는 정합필터들 채용 제2 데이터동기 복원회로(450)로 대치하고 있다. 각 데이터필드내의 초기 데이터세그먼트는 그 초기 데이터세그먼트의 각 PN시퀀스에 대해 하나의 정합필터를 사용하여 검출할 수 있다. 상기 정합필터로는 511-샘플 PN 시퀀스용 정합필터를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 511-샘플 PN 시퀀스용 정합필터의 경우 자동 상관 응답 에너지가 63-샘플 PN 시퀀스용의 정합필터의 경우보다 높아 보다 높은 선택도를 제공할 수 있게 때문이다. PN 시퀀스용 정합필터는 또한 진폭 및 군지연 등화기(36)를 위한 필터계수의 계산중에 고스트(ghost)들의 위치를 확인하는데 사용될 수 있고, 이 점에서 이중기능을 가질 수 있다. 1997년 1월 14일자로 제이. 양(J. Yang)에게 "LINE SYNC DETECTOR FOR DIGITAL TELEVISION RECEIVER"란 명칭으로 특허 허여된 미합중국 특허번호 제5,594,506호에는 각 데이터세그먼트의 시작부분에 위치되는 4-심볼 세그먼트 동기코드군을 검출하기 위한 구성의 적합한 형태가 기재되어 있다.FIG. 13 shows a variation of some components of the DTV receiver shown in FIG. 2, in which the data synchronization recovery circuit 45 for recovering data synchronization from the result of symbol decoding has an amplitude and group delay equalizer 36. As shown in FIG. Is replaced by a second data synchronization recovery circuit 450 employing matching filters for restoring data synchronization from the response signal. The initial data segment in each data field can be detected using one matched filter for each PN sequence of that initial data segment. It is preferable to use a matched filter for a 511-sample PN sequence as the matched filter because the matched filter for the 511-sample PN sequence has an autocorrelation response energy more than that of the matched filter for the 63-sample PN sequence. This is because it can provide higher selectivity. The matched filter for the PN sequence can also be used to identify the locations of ghosts during the calculation of the filter coefficients for the amplitude and group delay equalizers 36 and can have a dual function in this regard. Jay as of January 14, 1997. US Patent No. 5,594,506, entitled J. Yang entitled “LINE SYNC DETECTOR FOR DIGITAL TELEVISION RECEIVER”, is designed to detect a group of four symbol segment sync codes located at the beginning of each data segment. Suitable forms of are described.
패킷소터(43)는 연속된 데이터패킷들내의 헤더코드들에 응답하여 각기 다른 용도의 데이터패킷들을 소팅한다. DTV 프로그램의 오디오부분들을 나타내는 데이터패킷들은 상기 패킷소터(43)에 의해 디지털 사운드디코더(47)에 인가된다. 상기 디지털 사운드디코더(47)는 다수의 스피커(49),(50)들을 구동시키는 다중채널 오디오증폭기(48)에 좌측채널 및 우측채널 스테레오 오디오신호들을 공급한다. DTV 프로그램의 비디오부분을 나타내는 데이터패킷들은 패킷소터(43)에 의해 일례로 MPEG-2형의 MPEG 디코더(51)(이하 "MPEG-2 비디오 디코더(57)"이라 칭함)에 인가된다. 상기 MPEG-2 비디오 디코더(51)는 키네스코프(kinescope)(53)에 증폭된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 구동신호들을 인가하는 키네스코프 구동증폭기(54)에 신호들을 공급한다. 도 1 및 도 2에 도시된 DTV 수신기의 변형예로서, 키네스코프(53)대신 또는 그에 추가로 다른 형태의 디스플레이장치를 사용할 수 있으며, 사운드복원시스템의 경우도 다른 형태의 것, 그러나 단일 오디오채널로 구성되는 것을 사용하거나, 단순한 스테레오 재생시스템의 경우보다 복잡한 것을 사용할 수도 있다.The packet sorter 43 sorts data packets for different purposes in response to header codes in the consecutive data packets. Data packets representing the audio portions of the DTV program are applied to the digital sound decoder 47 by the packet sorter 43. The digital sound decoder 47 supplies left and right channel stereo audio signals to a multichannel audio amplifier 48 for driving a plurality of speakers 49 and 50. Data packets representing the video portion of the DTV program are applied to the MPEG-2 type MPEG decoder 51 (hereinafter referred to as "MPEG-2 video decoder 57") by the packet sorter 43, for example. The MPEG-2 video decoder 51 sends signals to the kinescope drive amplifier 54 for applying the red (R), green (G), and blue (B) drive signals amplified to the kinescope (53). Supply. As a variant of the DTV receiver shown in Figs. 1 and 2, other types of display devices may be used instead of or in addition to the kinescope 53, and in the case of a sound restoration system, another type, but a single audio channel. It is possible to use one that is composed of two or more complex ones than a simple stereo playback system.
다시 도 1로 되돌아가면, QAM 및 VSB 복소반송파 ROM(27,31)들을 제1 클럭신호들의 계수에 따라 발생되는 어드레스신호에 응답하여, 각 최종 중간주파수로 변환되는 QAM 및 VSB 신호반송파들의 디지털 복소수 표현신호들을 발생시키는데 사용할 수 있게 하기 위해서는 상기 최종 중간주파수들중 현재 수신된 DTV신호의 반송파인 최종 중간주파수를 상기 제1 클럭신호의 주파수의 배수에 대한 약수로 락(locked)시키기 위한 장치가 필요하다. 즉, 상기 최종 중간주파수들은 각기 제1 클럭신호 주파수와 소정의 수비(number ratio)관계를 가져야만 한다. 대역통과 ADC(22)의 후단측에 배치된 디지털회로에서 자동 위상 및 주파수 제어(AFPC)신호가 발생되는데, 이 신호는 다중변환튜너(5)내의 제1,제2,제3 국부 발진기(11),(16),(20)들중 하나의 주파수 및 위상을 제어하는데 사용된다. 바람직하게, 제2 IF신호와 제2 SAW 필터(18)간의 얼라인먼트(alignment)를 용이하게 보장할 수 있도록 주파수동기형의 제3 국부발진기(20)이 사용되며, 제2 국부발진기(16)에 의해 발생되는 발진신호의 주파수 및 위상이 제어되게 되어 있다. 상기 제2 SAW필터(18)는 항상 인접채널 신호성분들에 대한 트랩들을 포함하고 있는데, 이 경우 제2 IF신호를 온전히 보전하기 위해 탭들사이에서 적당히 얼라인먼트시키는 것이 중요하다. 심볼클럭발생은 높은 주파수 안정도를 제공하기 위해 이루어진다. 최종 중간주파수(IF)의 반송파를 주파수 및 위상면에서 심볼클럭주파수의 배수의 약수로 락(locked)시키면, 최종 중간주파수로 변환되는 반송파내의 주파수 및 위상에러를 정정하는 AFPC는 항상 동적(dynamic) 심볼위상에러도 정정하도록 동작하고, 이에 따라 동적 심볼위상에러를 정정하기 위해 별도의 위상 추적기를 사용할 필요가 없다.Returning to FIG. 1 again, the QAM and VSB complex carrier ROMs 27, 31 are digital complex numbers of QAM and VSB signal carriers converted to respective final intermediate frequencies in response to an address signal generated according to the coefficients of the first clock signals. In order to be able to use it to generate representation signals, an apparatus for locking the final intermediate frequency, which is the carrier of the currently received DTV signal among the final intermediate frequencies, by a factor of multiple of the frequency of the first clock signal is required. Do. That is, the final intermediate frequencies must each have a predetermined ratio ratio with the first clock signal frequency. An automatic phase and frequency control (AFPC) signal is generated in a digital circuit disposed at the rear end of the bandpass ADC 22, which is the first, second and third local oscillators 11 in the multiple conversion tuner 5. Is used to control the frequency and phase of one of the (16) and (20). Preferably, a third local oscillator 20 of frequency synchronization type is used to easily ensure alignment between the second IF signal and the second SAW filter 18, and the second local oscillator 16 may be used. The frequency and phase of the oscillation signal generated by this are controlled. The second SAW filter 18 always contains traps for adjacent channel signal components, in which case it is important to properly align between the taps to maintain the second IF signal intact. Symbol clocking is done to provide high frequency stability. When the carrier of the final intermediate frequency (IF) is locked to a divisor of the multiple of the symbol clock frequency in frequency and phase, the AFPC which corrects the frequency and phase error in the carrier to be converted to the final intermediate frequency is always dynamic. It operates to correct symbol phase errors, thus eliminating the need for a separate phase tracker to correct dynamic symbol phase errors.
도 1에서 AFPC 선택기(55)로서 디지털 멀티플랙서(이하 "AFPC 선택기(55)"라 칭함)가 도시되어 있는데, 상기 AFPC 선택기(55)는 현재 수신된 DTV신호내에 파일럿 반송파가 포함되어 있다는 것을 나타내는 파일럿반송파 존재 검출기(34)에 응답하여 디지털 LPF(56)에 대한 입력신호로서 VSB 싱크로다인 회로(30)의 기저대 응답의 허수 출력신호를 선택하게 되어 있다. 상기 디지털 LPF(56)의 응답신호는 DAC(57)에 입력신호로서 공급되는 디지털 AFPC 신호이다. DAC(57)의 출력신호는 아날로그 AFPC신호로서, 이 신호는 아날로그 LPF(58)내에서 다시 저역필터링된다. 상기 아날로그 LPF(58)의 응답신호는 제2 국부발진기(16)에 의해 발생되는 발진신호의 주파수 및 위상을 제어하는데 사용된다. 아날로그 저역통과필터링은 장시간 일정한 저역통과 필터링을 실현시키는데 유리한데, 그 이유는 디지털 저역필터링과 비교할 때 능동소자들의 필요성이 감소될 수 있기 때문이다. 저항용량 저역통과필터의 병렬(shunt)캐패시터를 다중변환 튜너(5)의 집적회로와 상기 디지털 싱크로다이닝회로를 포함하는 집적회로간의 인터페이스에 설치할 수 있기 때문에, 집적회로의 핀배치(pin-out)에 소요되는 비용없이 아날로그 저역필터링을 수행할 수 있다. 그러나, 상기 디지털 LPF(56)의 응답신호가 DAC(57)에 부 샘플링(subsampling)될 수 있고, 디지털/아날로그 변환시 요구되는 속도의 감소에 의해 DAC(57)의 비용을 감소시킬 수 있기 때문에 소정의 디지털 저역통과필터링을 행하는 것이 유리하다. 이 과정은 도 12를 참조하여 본 명세서의 후단부에서 설명될 AGC회로에 사용되는 과정과 유사하고, 상기 AGC회로를 위해 발생되는 제3 클럭신호를 DAC(57)가 사용가능하며, 이 제3 클럭신호는 또한 필터입력신호의 샘플들을 평균화시키기 위해 디지털 LPF(56)에 포함되는 누산기를 리세트시키는데 사용할 수 있다.A digital multiplexer (hereinafter referred to as " AFPC selector 55 ") is shown as an AFPC selector 55 in FIG. 1, wherein the AFPC selector 55 includes a pilot carrier in a currently received DTV signal. In response to the pilot carrier presence detector 34, the imaginary output signal of the baseband response of the VSB synchine circuit 30 is selected as an input signal to the digital LPF 56. The response signal of the digital LPF 56 is a digital AFPC signal supplied as an input signal to the DAC 57. The output signal of the DAC 57 is an analog AFPC signal, which is again low-pass filtered in the analog LPF 58. The response signal of the analog LPF 58 is used to control the frequency and phase of the oscillation signal generated by the second local oscillator 16. Analog lowpass filtering is advantageous for realizing long time constant lowpass filtering because the need for active elements can be reduced compared to digital lowpass filtering. The pin-out of the integrated circuit can be provided at the interface between the integrated circuit of the multi-conversion tuner 5 and the integrated circuit including the digital synchro-dining circuit because the shunt capacitor of the resistive low pass filter can be provided. Analog lowpass filtering can be performed without the cost. However, since the response signal of the digital LPF 56 can be subsampled into the DAC 57 and the cost of the DAC 57 can be reduced by decreasing the speed required for digital / analog conversion. It is advantageous to perform digital low pass filtering of. This process is similar to the process used for the AGC circuit to be described later with reference to FIG. 12, and the DAC 57 can use the third clock signal generated for the AGC circuit. The clock signal can also be used to reset the accumulator included in the digital LPF 56 to average the samples of the filter input signal.
AFPC 선택기(55)는 QAM DTV신호를 처리하기 위한 회로로부터 디지털 LPF(56)에 대한 입력신호를 선택하기 위해 현재 수신된 DTV신호에 파일럿 반송파가 포함되어 있지 않다는 것을 나타내는 VSB 파알럿반송파 존재 검출기(34)에 응답한다. 도 1에는 상기의 선택을 위해 제공되는 디지털 승산기(29)의 곱(product) 출력신호가 도시되어 있다. 상기 디지털 승산기(29)는 QAM 싱크로다이닝회로(25)의 실수 및 허수 출력신호들을 서로 승산하여 필터링되지 않은 상태의 디지털 AFPC신호를 발생시킨다. 이 필터링되지 않은 상태의 디지털 AFPC신호의 발생은 공지의 코스타스 루프(Costas loop)에서와 매우 유사하게 이루어진다. 코스타스 루프에서는 상기 AFPC신호를 사용하여 수신신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위해 사용되는 디지털 국부발진신호의 주파수 및 위상을 제어하게 되어 있다. 도 1의 구성은 AFPC신호를 제2 국부발진기(16)에 의해 발생되는 아날로그 발진신호의 주파수 및 위상을 제어하는데 사용한다는 점에서 상기 과정과 다르게 되어 있다. 이 구성에서는 다지탈화를 위해 그리고 디지털체계에서의 기저대로의 후속된 싱크로다이닝을 위해 대역통과 ADC(22)로 공급되는 최종 IF신호의 주파수 및 위상이 조절되게 되어 있다. 코스타스 루프의 경우를 사용하는 경우와 마찬가지로, 디지털 승산기(29)는 바람직하게 실수 신호를 삼진(ternary) 신호로 변환하여 허수 신호를 승산할 수 있게 하는 특수 구성을 가지고 있으며, 이에 따라 상기 디지털 승산기(29)의 구성을 단순화시킬 수 있으며, AFPC 루프의 풀인(pull-in)특성을 개선시킬 수 있다.The AFPC selector 55 is a VSB paalot carrier presence detector indicating that a pilot carrier is not included in the currently received DTV signal to select an input signal to the digital LPF 56 from a circuit for processing a QAM DTV signal. Answer 34). 1 shows the product output signal of the digital multiplier 29 provided for the selection. The digital multiplier 29 multiplies the real and imaginary output signals of the QAM synchrodinning circuit 25 with each other to generate a digital AFPC signal in an unfiltered state. The generation of this unfiltered digital AFPC signal is very similar to that in the known Costas loop. In the Costas loop, the AFPC signal is used to control the frequency and phase of the digital local oscillation signal used to synchronize the received signals to the base. The configuration of FIG. 1 differs from the above process in that the AFPC signal is used to control the frequency and phase of the analog oscillation signal generated by the second local oscillator 16. In this configuration, the frequency and phase of the final IF signal supplied to the bandpass ADC 22 are adjusted for digitalization and for subsequent synchro- ning to the base station in the digital system. As in the case of the Costas loop case, the digital multiplier 29 preferably has a special configuration for converting a real signal into a ternary signal so that the imaginary signal can be multiplied, and thus the digital multiplier ( 29) can simplify the configuration and improve the pull-in characteristics of the AFPC loop.
제2 IF증폭기(19), 제3 국부발진기(20)(그의 외부보드 크리스탈(outboard crystal) 및 다른 주파수 선택소자들을 제외한), 및 제3 믹서(21)들은 유리하게 모노리틱 집적회로의 내부에 구성되는데, 이 경우 제3 믹서(21)의 출력신호가 제2 IF증폭기(19)에 대한 입력신호와는 다른 주파수를 가지고 있기 때문에 제2 IF증폭기(19)는 원하지 않는 재생의 높은 위험도를 수반함이 없이 높은 이득을 얻을 수 있다. 제1 IF증폭기(14), 제2 국부발진기(16)(그의 외부보드 크리스탈 및 다른 주파수 선택소자들을 제외한), 및 제2 믹서(17)들도 상기한 바와 동일한 집적회로의 내부에 구성하거나 아니면 일례로 다른 집적회로내에 구성할 수 있다. 통상 아날로그/디지털 변환기(ADC)는 최소한 10비트의 해상도를 갖는 플래시(flash)형태로 구성될 것이며, 바람직하게는 IF증폭기들과는 다른 모노리틱 집적회로의 내부에 구성될 수 있다. 상기 아날로그/디지털 변환기(ADC)의 입력에 접속된 아날로그 저역통과필터는 샘플링회로를 관련 스위칭 과도전류(transient)에 따라 고 이득의 제2 IF증폭기(19)가 위치되어 있는(그리고, 소정의 경우에는 제1 IF증폭기(14)가 위치되어 있는) 집적회로로부터 절연시킨다. 이에 따라 다중변환 튜너(5)내에서 원하지 않는 재생이 이루어지는 경향이 감소된다. 양자화레벨을 설정하는데 사용되는 저항 래더(ladder) 및 플래시형 ADC에 포함되는 많은 갯수의 아날로그 비교기들때문에 상당한 다이면적이 필요하게 되는데, 이 때문에 상기한 바와 같은 ADC는 종종 모노리틱 집적회로와 소자들을 공유하지 않는다.The second IF amplifier 19, the third local oscillator 20 (except for its outboard crystal and other frequency selectors), and the third mixers 21 are advantageously incorporated into the monolithic integrated circuit. In this case, since the output signal of the third mixer 21 has a different frequency than the input signal to the second IF amplifier 19, the second IF amplifier 19 carries a high risk of undesired reproduction. High gains can be achieved without the problem. The first IF amplifier 14, the second local oscillator 16 (except its external board crystals and other frequency selection elements), and the second mixers 17 are also configured inside the same integrated circuit as described above or For example, it may be configured in another integrated circuit. Typically, the analog-to-digital converter (ADC) will be in the form of a flash with a resolution of at least 10 bits, and preferably can be configured inside a monolithic integrated circuit other than IF amplifiers. The analog lowpass filter connected to the input of the analog-to-digital converter (ADC) has a high gain second IF amplifier 19 positioned (and, in some cases, according to the associated switching transients) the sampling circuit. Is isolated from the integrated circuit (where the first IF amplifier 14 is located). This reduces the tendency for unwanted reproduction in the multi-conversion tuner 5. The large number of analog comparators included in the resistive ladder and flash-type ADCs used to set the quantization level requires significant die area, which often leads to monolithic integrated circuits and devices. Do not share
소자(23)∼(35), 그리고 소자(55),(56)들은 모노리틱 집적회로의 외부에 형성되는 배선접속부들의 갯수를 감소시킬 수 있게 단일의 모노리틱 집적회로의 내부에 구성되면 유리하다. QAM 및 VSB 싱크로다이닝회로(25),(30)들은 모두 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터의 입력신호들을 수신하며, 싱크로다이닝회로(25),(30)들의 각 어드레스발생기(즉 제1어드레스발생기(28), 제2어드레스 발생기(32))들은 항상 공유회로 형태로 제공될 수 있다. 상기 단일 모노리틱 집적회로와 그 집적회로에 수반되는 회로는 모두 현재 수신되는 DTV 전송신호에 대한 적당한 수신모드를 자동적으로 선택하는 회로를 포함하는 것이 유리하다. 이러한 구성에 따르면 DTV신호가 QAM형태 또는 VSB형태인지의 여부에 따라 현저하게 다른 두 주파수들에서 제3 국부발진기(20)를 동작시킬 필요성이 배제된다. 현저하게 다른 두 주파수들에서 제3 국부발진기(20)를 동작시키는 것은 통상 그러한 주파수들을 설정하기 위해 서로 다른 두개의 크리스탈을 사용하는 것과 관련이 있다. DTV신호가 QAM형태 또는 VSB형태인지의 여부에 관계없이 제3 국부발진기를 동일주파수에서 동작시키게 되면 추가 크리스탈의 비용 및 두개의 크리스탈의 사용에 따른 전자 스위칭회로의 비용을 절감할 수 있다. 또한, 모노리틱 집적회로의 외부에 위치되는 회로의 양이 감소됨에 따라 다중변환 튜너(5)의 신뢰성이 개선되게 된다.The elements 23 to 35 and the elements 55 and 56 are advantageously constructed inside a single monolithic integrated circuit so as to reduce the number of interconnections formed outside the monolithic integrated circuit. . The QAM and VSB synchro- dinning circuits 25 and 30 both receive input signals from the real / complex sample converter 24 and each address generator (i.e. first address) of the synchro- dinning circuits 25 and 30 is received. The generator 28 and the second address generator 32 may always be provided in the form of a shared circuit. It is advantageous that both the single monolithic integrated circuit and the circuits accompanying the integrated circuit include circuitry for automatically selecting an appropriate reception mode for the currently received DTV transmission signal. This configuration eliminates the need to operate the third local oscillator 20 at two significantly different frequencies depending on whether the DTV signal is in QAM or VSB form. Operating the third local oscillator 20 at two significantly different frequencies typically involves using two different crystals to set those frequencies. Regardless of whether the DTV signal is in QAM or VSB form, operating the third local oscillator at the same frequency can reduce the cost of additional crystals and the cost of electronic switching circuits resulting from the use of two crystals. In addition, the reliability of the multi-conversion tuner 5 is improved as the amount of circuitry located outside of the monolithic integrated circuit is reduced.
ADC가 전체적으로 또는 거의 전체적으로 집적회로의 내부에 구성되지 않는 경우에는 QAM ADC신호들 및 VSB ADC신호들을 기저대로 각기 싱크로다이닝시키기 위한 회로들을 포함하는 집적회로내에 상기 ADC를 포함시키는 것이 유리한데, 그 이유는 ADC에 의한 최종 IF신호의 샘플링을 클럭킹시키기 위한 신호들이 상기 집적회로에서 발생되어야 하기 때문이다. 또한, 상기 변환기의 입력에 접속된 상기 아날로그 저역필터는 샘플링회로를 관련 스위칭 과도전류(transient)에 따라 고 이득의 IF증폭이 행해지는 집적회로(들)로부터 절연시킨다.If the ADC is not configured entirely or almost entirely inside the integrated circuit, it is advantageous to include the ADC in an integrated circuit that includes circuits for separately synchronizing the QAM ADC signals and the VSB ADC signals, respectively, for a reason This is because signals for clocking the sampling of the final IF signal by the ADC must be generated in the integrated circuit. In addition, the analog low pass filter connected to the input of the converter insulates the sampling circuit from the integrated circuit (s) where high gain IF amplification is performed in accordance with an associated switching transient.
도 3에는 QAM DTV신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위한 디지털회로즉, QAM 싱크로다이닝 회로(25)가 구체적으로 도시되어 있다. 상기 QAM 싱크로다이닝 회로(25)는 그 회로(25)의 출력신호의 실수 부분을 발생시키기 위한 QAM 동위상(in-phase) 동기검출기(250)와, 상기 QAM 싱크로다이닝 회로(25)의 출력신호의 허수 부분을 발생시키기 위한 QAM 직교위상 동기검출기(255)를 포함하고 있다. 상기 QAM 싱크로다이닝 회로(25)는 또한 디지털 가산기(256), 디지털 감산기(257), 그리고 제1 내지 제4 디지털 승산기(251) 내지 (254)를 포함하고 있다. 상기 QAM 동위상 동기검출기(250)는 상기 QAM 싱크로다이닝회로(25)의 출력신호의 실수 부분을 발생시키도록 상기 승산기(251),(252)와, 상기 승산기(251),(252)들의 곱 출력신호들을 가산하는 가산기(256)를 포함하고 있다. 제1 디지털 승산기(251)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 실수 디지털샘플들에 QAM 복소반송파 ROM(27)내의 코사인 QAM 복소반송파 룩업테이블(271)로부터 판독된 QAM 반송파의 코사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산하고, 제2 디지털 승산기(252)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 허수 디지털샘플들에 QAM 복소반송파 ROM(27)내의 사인 QAM 복소반송파 룩업테이블(271)로부터 판독된 QAM 반송파의 사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산한다. 상기 QAM 직교위상 동기검출기(255)는 상기 QAM 싱크로다이닝회로(25)의 출력신호의 허수 부분을 발생시키도록 상기 승산기(253),(254)와, 그 승산기(253),(254)들의 곱 출력신호들을 감산하는 상기 감산기(257)를 포함하고 있다. 제3 디지털 승산기(253)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 실수 디지털샘플들에 QAM 복소반송파 ROM(27)내의 사인 QAM 복소반송파 룩업테이블(271)로부터 판독된 QAM 반송파의 사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산하고, 제4 디지털 승산기(254)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 허수 디지털샘플들에 QAM 복소반송파 ROM(27)내의 코사인 QAM 복소반송파 룩업테이블(271)로부터 판독된 QAM 반송파의 코사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산한다.3 specifically illustrates a digital circuit for synchronizing QAM DTV signals to a base, that is, a QAM synchrodining circuit 25. The QAM synchro-dinning circuit 25 includes a QAM in-phase synchronous detector 250 for generating a real part of the output signal of the circuit 25 and an output signal of the QAM synchro- dinning circuit 25. It includes a QAM quadrature phase synchronization detector 255 for generating an imaginary part of. The QAM synchronous dining circuit 25 also includes a digital adder 256, a digital subtractor 257, and first to fourth digital multipliers 251 to 254. The QAM in-phase synchronous detector 250 is a product of the multipliers 251 and 252 and the multipliers 251 and 252 to generate a real part of the output signal of the QAM synchro-dining circuit 25. And an adder 256 for adding the output signals. The first digital multiplier 251 reads the QAM carrier read from the cosine QAM complex carrier lookup table 271 in the QAM complex carrier ROM 27 to real digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Multiplying the digital samples representing the cosine of, and the second digital multiplier 252 complexes the sine QAM complex in the QAM complex carrier ROM 27 to the imaginary digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Digital samples representing the sine of the QAM carrier read from the carrier lookup table 271 are multiplied. The QAM quadrature phase synchronous detector 255 is a product of the multipliers 253 and 254 and the multipliers 253 and 254 to generate an imaginary part of the output signal of the QAM synchro-dining circuit 25. And a subtractor 257 for subtracting output signals. The third digital multiplier 253 reads the QAM carrier read from the sine QAM complex carrier lookup table 271 in the QAM complex carrier ROM 27 to real digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Multiplying the digital samples representing the sine of, the fourth digital multiplier 254 complexes the cosine QAM in the QAM complex carrier ROM 27 to the imaginary digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. The digital samples representing the cosine of the QAM carrier read from the carrier lookup table 271 are multiplied.
도 3에는 또한 VSB DTV신호들을 기저대로 싱크로다이닝시키기 위한 디지털회로 즉, VSB 싱크로다이닝 회로(30)가 구체적으로 도시되어 있다. 상기 VSB 싱크로다이닝 회로(30)는 그 회로(30)의 출력신호의 실수 부분을 발생시키기 위한 VSB 동위상 동기검출기(300)과, 상기 회로(30)의 출력신호의 허수 부분을 발생시키기 위한 VSB 직교위상 동기검출기(305)를 포함하고 있다. 상기 VSB 싱크로다이닝 회로(30)는 또한 디지털 가산기(306), 디지털 감산기(307), 그리고 제1 내지 제4 디지털 승산기(301) 내지 (304)를 포함하고 있다. 상기 VSB 동위상 동기검출기(300)는 상기 VSB 싱크로다이닝회로(30)의 출력신호의 실수 부분을 발생시키도록 상기 승산기(301),(302)와, 그 승산기(301),(302)들의 곱 출력신호들을 가산하는 상기 가산기(306)을 포함하고 있다. 제1 디지털 승산기(301)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 실수 디지털샘플들에 VSB 복소반송파 ROM(31)내의 코사인 VSB 복소반송파 룩업테이블(311)로부터 판독된 VSB 반송파의 코사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산하고, 제2 디지털 승산기(302)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 허수 디지털샘플들에 VSB 복소반송파 ROM(31)내의 사인 VSB 복소반송파 룩업테이블(312)로부터 판독된 VSB 반송파의 사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산한다. 상기 VSB 직교위상 동기검출기(305)는 상기 VSB 싱크로다이닝회로(30)의 출력신호의 허수 부분을 발생시키도록 상기 승산기(303),(304)와, 상기 승산기(303),(304)들의 곱 출력신호들을 감산하는 감산기(307)를 포함하고 있다. 제3 디지털 승산기(303)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 실수 디지털샘플들에 VSB 복소반송파 ROM(31)내의 사인 VSB 복소반송파 룩업테이블(312)로부터 판독된 VSB 반송파의 사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산하고, 제4 디지털 승산기(304)는 실수/복소수 샘플변환기(24)로부터 공급되는 최종 IF신호의 허수 디지털샘플들에 VSB 복소반송파 ROM(31)내의 코사인 VSB 복소반송파 룩업테이블(311)로부터 판독된 VSB 반송파의 코사인값을 나타내는 디지털 샘플들을 승산한다.3 also specifically illustrates a digital circuit for synchronizing VSB DTV signals on a basis, that is, VSB synchro-dining circuit 30. The VSB synchronization circuit 30 includes a VSB in-phase synchronous detector 300 for generating a real part of an output signal of the circuit 30, and a VSB for generating an imaginary part of an output signal of the circuit 30. A quadrature phase synchronization detector 305 is included. The VSB synchronous dining circuit 30 also includes a digital adder 306, a digital subtractor 307, and first through fourth digital multipliers 301 through 304. The VSB in-phase synchronous detector 300 multiplies the multipliers 301 and 302 with their multipliers 301 and 302 to generate a real part of the output signal of the VSB synchro-dining circuit 30. And an adder 306 for adding output signals. The first digital multiplier 301 reads the VSB carrier read from the cosine VSB complex carrier lookup table 311 in the VSB complex carrier ROM 31 to the real digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Multiplying the digital samples representing the cosine of, and the second digital multiplier 302 complexes the sine VSB in the VSB complex carrier ROM 31 to the imaginary digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. The digital samples representing the sine of the VSB carrier read from the carrier lookup table 312 are multiplied. The VSB quadrature phase synchronous detector 305 is a product of the multipliers 303 and 304 and the multipliers 303 and 304 to generate an imaginary part of an output signal of the VSB synchrodin circuit 30. And a subtractor 307 for subtracting the output signals. The third digital multiplier 303 reads the VSB carrier read from the sine VSB complex carrier lookup table 312 in the VSB complex carrier ROM 31 to the real digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Multiplying the digital samples representing the sine of, and the fourth digital multiplier 304 complexes the cosine VSB in the VSB complex carrier ROM 31 to the imaginary digital samples of the final IF signal supplied from the real / complex sample converter 24. Digital samples representing the cosine of the VSB carrier read from the carrier lookup table 311 are multiplied.
도 4에는 상기 샘플클럭발생기(23)의 대표적인 구성이 구체적으로 도시되어 있다. 즉, 샘플클럭발생기(23)는 공칭 주파수가 21.52MHz인 시소이드적인 발진신호를 발생시키는 전압제어형 발진기(230)(이하 "21.5MHz VCO(230)"라 칭함)을 포함한다. 상기 21.5MHz VCO(230)는 발생되는 발진신호의 주파수 및 위상이 자동 주파수 및 위상제어(AFPC)신호 전압에 의해 제어되게 되어 있는 제어형 발진기이다. 상기 AFPC신호 전압은 21.5MHz VCO(230)의 발진신호에 대한 분주된 응답신호를 디지털/아날로그 변환기(DAC)(232)로부터 공급되는 10.76MHz의 기준 반송파와 비교하는 자동 주파수 및 위상 제어(AFPC) 검출기(231)에 의해 발생된다. 바람직하게, 21.5MHz VCO(230)는 그의 발진신호의 고유주파수 및 위상을 안정화시키기 위한 크리스탈을 사용하는 형태로 구성되어 있다. 대칭 클리퍼(또는 리미터)(233)에 의해 상기한 시소이드적인 발진신호에 대해 본질적으로 구형파인 응답신호가 발생되는데, 이 신호는 대역통과 ADC(22)내에서 최종 IF신호의 샘플링에 대한 타이밍을 맞추기 위한 제1 클럭신호로서 사용된다. 상기 제1 클럭신호의 천이에 대해 분주 플립플롭(234)가 소정의 방식으로 응답하여 21.5MHz VCO(230)의 발진신호의 주파수의 1/2인 10.76MHz의 기본 주파수를 갖는 또 다른 구형파를 발생시키게 된다. 21.5MHz VCO(230)의 발진신호에 대한 분주응답신호는 DAC(232)로부터 공급되는 10.76MHz의 기준반송파와의 비교를 위해 AFPC 검출기(231)에 공급된다. 분주 플립플롭(234)는 또한 10.76MHz의 기본 주파수를 갖는 구형파 출력신호를 AND회로(235)에 공급하여, 그 구형파 신호를 도 1에 도시된 2:1 데시메이터(35)에 의해 사용되는 제2 클럭신호를 발생시키도록 제1 클럭신호와 AND연산되게 한다.4 illustrates a representative configuration of the sample clock generator 23 in detail. That is, the sample clock generator 23 includes a voltage controlled oscillator 230 (hereinafter referred to as "21.5 MHz VCO 230") that generates a seesaw oscillation signal having a nominal frequency of 21.52 MHz. The 21.5 MHz VCO 230 is a controlled oscillator in which the frequency and phase of the generated oscillation signal are controlled by an automatic frequency and phase control (AFPC) signal voltage. The AFPC signal voltage is an automatic frequency and phase control (AFPC) that compares the divided response signal for the oscillation signal of the 21.5 MHz VCO 230 with a 10.76 MHz reference carrier supplied from a digital / analog converter (DAC) 232. Generated by the detector 231. Preferably, the 21.5 MHz VCO 230 is configured in the form of using a crystal to stabilize the natural frequency and phase of its oscillation signal. A symmetrical clipper (or limiter) 233 generates a response signal that is essentially square in response to the seesawed oscillation signal, which signals the timing of the sampling of the final IF signal within the bandpass ADC 22. It is used as the first clock signal for matching. The divided flip-flop 234 responds to the transition of the first clock signal in a predetermined manner to generate another square wave having a fundamental frequency of 10.76 MHz, which is 1/2 of the frequency of the oscillation signal of the 21.5 MHz VCO 230. Let's go. A frequency response signal for the oscillation signal of the 21.5 MHz VCO 230 is supplied to the AFPC detector 231 for comparison with a 10.76 MHz reference carrier supplied from the DAC 232. The divided flip-flop 234 also supplies a square wave output signal having a fundamental frequency of 10.76 MHz to the AND circuit 235 so that the square wave signal is used by the 2: 1 decimator 35 shown in FIG. AND operation with the first clock signal to generate two clock signals.
DAC(232)로부터 공급되는 21.52MHz의 기준반송파는 심볼 주파수(또는 보(baud) 주파수)의 저조파에 해당하는 주파수를 갖는 신호성분인, 기저대로 싱크로다이닝된 수신 DTV신호의 성분을 추출한 후 주파수 승산회로내에서 상기 심볼주파수의 저조파를 적당한 승수로 승산함에 따라 발생된다. RF Design에서 1992년 10월에 발간한 케너스 제 부어스(Kenneth J. Bures)의 논문 "Understanding Timing Recovery and Jitter in Digital Transmission Systems-Part 1"에서 증명된 바와 같이 종래에는 아날로그체계에서 보 주파수가 없는 소정 형태의 심볼코드로부터 심볼타이밍정보를 복원시키는 것은 상기 심볼코드를 보 주파수의 고조파를 중심주파수로 하는 협대역 필터링처리를 하고, 그에 이어 주파수선택필터링에 의해 상기 보 주파수가 추출될 수 있는 고조파를 발생시키게 할 자승 연산(squaring) 또는 다른 비선형 과정을 행함으로써 가능하다는 인식이 있었다. 보다 낮은 심볼코드속도에 사용하는 협대역필터로는 LC필터와 위상동기루프(phase-locked loop)(PLL)를 들 수 있고, 보다 높은 심볼코드속도에 사용할 수 있는 것으로는 SAW필터가 적합하다. 도 4 및 도 5에 도시된 샘플클럭발생기(23)에서의 심볼복원과정에 관련하여 특이한 것은 일반적으로 알려져 있는 심볼타이밍정보를 복원시키는 본 방법이 디지털화된 심볼 코드스트림의 심볼주파수의 소정의 약수를 선택하기 위해 샘플클럭발생기 자체에 의해 클럭킹되는 소자들을 갖는 유한 임펄스 응답형 디지털 대역통과필터를 사용하여 디지털체계에 사용할 수 있게 변형된다는 점이다. 종래에는 상기한 수정된 방법의 경우에는 그 방법의 결과에 의해 샘플링속도자체가 제어될 시 디지털샘플링과정의 효과를 평가하기가 곤란하기 때문에 실시가능성의 보장이 없는 것으로 예상하여 왔다.A reference carrier of 21.52 MHz supplied from the DAC 232 is a signal component having a frequency corresponding to a low frequency of a symbol frequency (or baud frequency), and then extracts a component of a received DTV signal synchronized with a base. It is generated by multiplying the harmonics of the symbol frequency by a suitable multiplier in the multiplication circuit. As evidenced by Kenneth J. Bures's paper, "Understanding Timing Recovery and Jitter in Digital Transmission Systems-Part 1" published in October 1992 by RF Design, Restoring the symbol timing information from a predetermined form of symbol code without narrowing is performed by narrowband filtering processing which uses the harmonics of the complementary frequency as the center frequency, and then the harmonics from which the complementary frequency can be extracted by frequency selective filtering. There was a perception that this could be done by performing squaring or other nonlinear processes that would generate. Narrowband filters used for lower symbol code rates include LC filters and phase-locked loops (PLLs). SAW filters are suitable for use with higher symbol code rates. What is particular about the symbol recovery process in the sample clock generator 23 shown in Figs. 4 and 5 is that the method for recovering symbol timing information, which is generally known, has a predetermined divisor of the symbol frequency of the digitized symbol code stream. It is transformed for use in a digital system using a finite impulse responsive digital bandpass filter with elements clocked by the sample clock generator itself to select. Conventionally, the modified method described above has been expected to have no guarantee of feasibility because it is difficult to evaluate the effect of the digital sampling process when the sampling rate itself is controlled by the result of the method.
그러나, AFPC 에러신호를 발생시키는데 사용되는 주파수들이 21.5MHz VCO(230)의 발진주파수의 약수에 중심주파수를 두고 있는 대역통과 FIR 디지털필터들의 대역내에 존재하여 AFPC 루프가 상기 21.5MHz VCO(230)의 주파수 및 위상을 고정시킬 수 있게 하면 상기의 변형 방법의 실시가 가능하다. 실제로, 이 변형방법은 대역통과 FIR 디지털 필터들이 상기 샘플클럭발생기에 의해 클럭킹되는 트랙킹필터로서 동작한다는 점에서 유리하다. 21.5MHz VCO(230)의 주파수 및 위상이 고정된 상태에서는 대역필터들의 중심주파수에 정확히 일치하지 않는 심볼속도 저조파 및 고조파에 의해 야기되는 위상차 효과는 존재하지 않는다. 이하, 본 변형 방법을 먼저 수신 DTV신호가 10.76MHz의 심볼주파수를 갖는 VSB신호라고 가정한 상태에서 그리고 그 뒤에는 수신 DTV신호가 5.38MHz의 심볼주파수를 갖는 QAM신호라고 가정한 상태에서 구체적으로 설명한다.However, the frequencies used to generate the AFPC error signal are within the band of bandpass FIR digital filters centered on the divisor of the oscillation frequency of the 21.5 MHz VCO 230, so that the AFPC loop of the 21.5 MHz VCO 230 If the frequency and phase can be fixed, the above modification method can be implemented. In practice, this variant is advantageous in that the bandpass FIR digital filters act as a tracking filter clocked by the sample clock generator. In the state where the frequency and phase of the 21.5 MHz VCO 230 are fixed, there is no phase difference effect caused by symbol rate harmonics and harmonics that do not exactly match the center frequencies of the bandpass filters. Hereinafter, the modified method will be described in detail with the assumption that the received DTV signal is a VSB signal having a symbol frequency of 10.76 MHz, and after that the reception DTV signal is a QAM signal having a symbol frequency of 5.38 MHz. .
수신된 DTV신호에 포함되어 그 수신 DTV신호가 VSB신호라는 것을 나타내는 파일럿 반송파를 검출하는 VSB 파일럿반송파 존재 검출기(34)에 대해 5.38MHz 기준신호선택기(236)가 응답하게 되어 있는데, 상기 기준신호선택기(236)가 상기 파일럿반송파의 검출에 대한 응답신호에 따라 VSB 동위상 동기검출기(300)으로부터 공급되는 상기 DTV신호의 실수 샘플들을 선택할 수 있다. 이 선택된 실수 샘플들은 상기 VSB신호로부터 심볼주파수의 일차 저조파를 선택하기 위한, 5.38MHz의 중심주파수를 갖는 선택응답신호를 제공하는 대역통과 FIR 디지털필터(237)(이하 "5.38MHz 디지털BPF(237)"이라 칭함)에 인가되게 된다. 상기 5.38MHz 디지털BPF(237)의 응답신호는 자승 회로(238)에 의해 자승되고, 그 자승회로(238)는 5.38MHz의 이차 고조파로서 강한 10.76MHz 성분을 포함하는 필터(237)의 응답신호의 고조파를 발생시킨다. 10.76MHz의 중심주파수를 갖는 선택응답신호를 제공하는 대역 FIR 디지털필터(239)(이하 10.76MHz 디지털BPF(239)"라 칭함)에 의해 상기 이차 고조파가 10.76MHz의 기준 반송파 아날로그 출력신호를 나타내는 디지털 입력신호로서 DAC(232)에 인가될 수 있게 선택된다.The 5.38 MHz reference signal selector 236 responds to a VSB pilot carrier presence detector 34 that detects a pilot carrier that is included in the received DTV signal and indicates that the received DTV signal is a VSB signal. 236 may select real samples of the DTV signal supplied from VSB in-phase synchronous detector 300 according to the response signal for the detection of the pilot carrier. These selected real samples are bandpass FIR digital filters 237 (hereinafter " 5.38 MHz digital BPFs 237 " that provide a selection response signal having a center frequency of 5.38 MHz for selecting the first harmonic of symbol frequency from the VSB signal. ) "). The response signal of the 5.38 MHz digital BPF 237 is squared by a square circuit 238, and the square circuit 238 is a second harmonic of 5.38 MHz and includes a strong 10.76 MHz component of the response signal of the filter 237. Generate harmonics. A digital signal representing a reference carrier analog output signal of 10.76 MHz by the second harmonic by a band FIR digital filter 239 (hereinafter referred to as 10.76 MHz digital BPF 239) providing a selective response signal having a center frequency of 10.76 MHz. It is selected such that it can be applied to the DAC 232 as an input signal.
상기 5.38MHz 기준신호선택기(236)는 또한 VSB 파일럿반송파 존재 검출기(34)가 수신 DTV신호에 포함되어 그 수신 DTV신호가 QAM신호라는 것을 나타내는 파일럿반송파를 검출하지 않은 경우 그에 대한 응답신호를 발생하여, 5.38MHz의 중심주파수를 갖는 선택응답신호를 제공하는 5.38MHz 디지털BPF(237)에 인가할 자승회로(23A)의 출력신호가 선택되게 한다. 기저대 QAM신호의 심볼 주파수의 2.69MHz의 일차 저조파를 선택하기 위해 2.69MHz의 중심주파수를 갖는 선택응답신호를 제공하는 대역 FIR 디지털필터(23B)에 의해, 강한 5.38MHz성분을 포함하는 필터(23B)(이하 "2.69MHz 디지털 BPF(23B)"로 칭함)의 응답신호의 고조파를 발생시키는 자승회로(23A)에 입력신호가 공급된다. 이 기저대 QAM신호는 도 4에 도시된 바와 같이 QAM 동위상 동기검출기(250)으로부터 또는 QAM 직교위상 동기검출기(255)로부터 공급될 수 있다.The 5.38 MHz reference signal selector 236 also generates a response signal when the VSB pilot carrier presence detector 34 is not included in the received DTV signal to detect a pilot carrier indicating that the received DTV signal is a QAM signal. The output signal of the square circuit 23A to be applied to the 5.38 MHz digital BPF 237 which provides a selection response signal having a center frequency of 5.38 MHz is selected. A filter comprising a strong 5.38 MHz component by a band FIR digital filter 23B providing a selection response signal having a center frequency of 2.69 MHz to select a 2.69 MHz first order harmonic of the symbol frequency of the baseband QAM signal ( The input signal is supplied to a square circuit 23A for generating harmonics of the response signal of 23B) (hereinafter referred to as " 2.69MHz digital BPF 23B "). This baseband QAM signal may be supplied from the QAM in-phase sync detector 250 or from the QAM quadrature sync detector 255 as shown in FIG.
도 4에는 자승회로(238)가 승산기 및 피승산기 모두로서 5.38MHz 디지털 BPF(237)의 응답신호를 수신하는 디지털 승산기로서 도시되어 있으며, 상기 자승 회로(23A) 또한 승산기 및 피승산기 모두로서 2.69MHz 디지털BPF(23B)의 응답신호를 수신하는 디지털 승산기로서 도시되어 있다. 자승회로(238),(23A)의 각각은 논리 게이트들을 사용하여 디지털 승산기로서 구성될 수 있으나, 보다 높은 동작속도를 위해 자승 룩업 테이블을 저장하는 ROM으로 구성된다. 선행 필터의 응답신호의 고조파를 발생시키는 것과 관련하여서는 상기 자승 회로대신 절대값 회로를 사용하는 것도 가능하나, 이 경우에는 약한 이차 고조파가 발생되기 때문에 바람직하지 않다.4, a square circuit 238 is shown as a digital multiplier that receives the response signal of a 5.38 MHz digital BPF 237 as both a multiplier and a multiplier, and the square circuit 23A is also 2.69 MHz as both a multiplier and a multiplier. It is shown as a digital multiplier that receives the response signal of the digital BPF 23B. Each of the square circuits 238, 23A can be configured as a digital multiplier using logic gates, but is comprised of a ROM that stores a square lookup table for higher operating speeds. In connection with generating harmonics of the response signal of the preceding filter, it is possible to use an absolute value circuit instead of the square circuit, but in this case it is not preferable because weak second harmonics are generated.
도 4에는 또한 최종 중간주파수로 변환되고 서로 직교위상관계를 갖는 QAM 반송파의 두 위상에 대한 복소수 디지털표현신호들을 제공하는 QAM 복소반송파 ROM(27)의 코사인 QAM복소반송파 룩업테이블(271) 및 사인 QAM복소반송파 룩업테이블(272)에 어드레스신호를 공급하는 제1 어드레스발생기(28)의 대표적인 구성이 구체적으로 도시되어 있다. 제2 기본 어드레스신호를 발생시키도록 제1 어드레스발생기(28)에 구비된 제1 어드레스카운터(281)에 의해 제1 클럭신호의 천이가 계수된다. 상기 제1 기본 어드레스신호는 디지털 가산기(282)에 제1 피가수(summand)로서 인가된다. 디지털 가산기(282)에는 또한 제2 피가수로서 제1 어드레스정정신호가 인가되어 상기 제1 기본 어드레스신호에 가산되고, 이에 따라 QAM 복소반송파 ROM(27)의 코사인 QAM복소반송파 룩업테이블(271)과 사인 QAM복소반송파 룩업테이블부(272) 모두를 어드레스시키기 위한 정정된 제1 어드레스신호가 합 출력신호로서 발생되게 된다. QAM 동위상 동기검출기(250)에 의해 기저대로 싱크로다이닝된 QAM신호의 실수 샘플들의 시퀀스 및 QAM 직교위상 동기검출기(255)에 의해 기저대로 싱크로다이닝된 QAM신호의 허수샘플들의 시퀀스에 대해 심볼 클럭 회전 검출기(283)가 응답하게 되어 있는데, 상기 심볼 클럭 회전 검출기(283)는 심볼주파수의 약수인 최종 중간주파수로 헤터로다이닝된 수신 QAM신호에서 입증되는 바와 같이 제1 클럭신호에 따라 수신기에서 행해지는 심볼 클럭킹과 송신기에서 행해지는 심볼 클럭킹간의 위상 못맞춤(misphasing)을 검출한다. 이러한 심볼 클럭 회전 검출기(283)로는 여러가지 형태가 알려져 있는데, 일례로 본 명세서에 인용되고 1992년 5월 19일자로 에이. 디. 쿠카(A. D. Kucar)에게 "METHOD AND APPARATUS FOR CARRIER SYNCHRONIZATION AND DATA DETECTION"이란 명칭으로 허여된 미국 특허 제 5,115,454 호에 기재된 것을 들 수 있다. 수신기에서 행해지고 심볼 클럭 회전 검출기(283)에 의해 검출되는 심볼 클럭킹의 위상 못맞춤을 디지털 저역필터(284)가 수 많은 샘플(일례로 수 백만개)들을 이용하여 평균화시키는데, 이에 의해 상기 제1 기본 어드레스신호를 정정할 수 있도록 가산기(282)에 공급되는 상기 제1 어드레스정정신호가 발생되게 된다. 상기와 같이 많은 샘플들에 대한 평균화는 적은 갯수의 샘플들을 누적시킨 후, 계속된 샘플 누적을 위해 그 누적된 샘플들을 감소된 샘플속도로 순방향으로 덤프(dump)시키고, 누적 및 서브샘플링(sub-sampling)을 서스샘플링속도를 점차로 감소시키면서 몇회 반복하는 과정에 의해 행할 수 있다.4 also shows a cosine QAM complex carrier lookup table 271 and a sinusoidal QAM of a QAM complex carrier ROM 27 that provide complex digital representation signals for two phases of a QAM carrier that are converted to the final intermediate frequency and have quadrature with each other. A representative configuration of the first address generator 28 for supplying an address signal to the complex carrier lookup table 272 is shown in detail. The transition of the first clock signal is counted by the first address counter 281 provided in the first address generator 28 to generate the second basic address signal. The first basic address signal is applied to the digital adder 282 as a first summand. The digital adder 282 is also supplied with a first address correction signal as a second operand and added to the first basic address signal, thereby signing the cosine QAM complex carrier lookup table 271 and the sign of the QAM complex carrier ROM 27. A corrected first address signal for addressing all of the QAM complex carrier lookup table portion 272 is generated as the sum output signal. Rotate the symbol clock for a sequence of real samples of the QAM signal base synchro- nized by the QAM in-phase sync detector 250 and the imaginary samples of the QAM signal synchro- lated by the QAM quadrature sync detector 255 The detector 283 is adapted to respond, wherein the symbol clock rotation detector 283 is performed at the receiver in accordance with the first clock signal as evidenced by the received QAM signal hetered to the final intermediate frequency which is a divisor of the symbol frequency. Detect phase misphasing between symbol clocking and symbol clocking performed at the transmitter. Various forms of such symbol clock rotation detectors 283 are known, which are incorporated herein by way of example and dated May 19, 1992. D. US Pat. No. 5,115,454 to A. D. Kucar, entitled " METHOD AND APPARATUS FOR CARRIER SYNCHRONIZATION AND DATA DETECTION. &Quot; The phase misalignment of the symbol clocking done at the receiver and detected by the symbol clock rotation detector 283 is averaged by the digital low pass filter 284 using a large number of samples (e.g., millions), thereby providing the first base address. The first address correction signal supplied to the adder 282 is generated to correct the signal. As above, averaging over a large number of samples accumulates a small number of samples, and then dumps the accumulated samples forward at a reduced sample rate for continued sample accumulation, and accumulates and subsamples the sub-sample. sampling) can be performed by a process of repeating a few times while gradually decreasing the sussampling rate.
도 4에는 또한 최종 중간주파수로 변환되고 서로 직교위상 관계를 갖는 VSB 반송파의 두 위상에 대한 복소수 디지털 표현신호들을 제공하는 VSB 복소반송파 ROM(31)의 코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(311) 및 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(312)에 어드레스신호를 공급하는 제2 어드레스발생기(32)의 대표적인 구성이 구체적으로 도시되어 있다. 제2 기본 어드레스신호를 발생시키도록 제2 어드레스발생기(32)에 구비된 제2 어드레스카운터(321)에 의해 제1 클럭신호의 천이가 계수된다. 상기 제2 기본 어드레스신호는 디지털 가산기(322)에 제1 피가수로서 인가된다. 디지털 가산기(322)에는 또한 제2 피가수로서 제2 어드레스정정신호가 인가되어 상기 제2 기본 어드레스신호에 가산되고, 이에 따라 VSB 복소반송파 ROM(31)의 코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(311)과 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(312) 모두를 어드레스시키기 위한 정정된 제2 어드레스신호가 합 출력신호로서 발생되게 된다.4 also shows a cosine VSB complex carrier lookup table 311 and a sine VSB of a VSB complex carrier ROM 31 that provide complex digital representation signals for two phases of a VSB carrier that are converted to a final intermediate frequency and have a quadrature relationship with each other. A representative configuration of the second address generator 32 for supplying an address signal to the complex carrier lookup table 312 is shown in detail. The transition of the first clock signal is counted by the second address counter 321 provided in the second address generator 32 to generate the second basic address signal. The second basic address signal is applied to the digital adder 322 as a first singer. The digital adder 322 is also applied with a second address correction signal as a second operand and added to the second basic address signal, thereby signing a cosine VSB complex carrier lookup table 311 and a sign of the VSB complex carrier ROM 31. A corrected second address signal for addressing all of the VSB complex carrier lookup tables 312 is generated as the sum output signal.
도 4에는 또한 동위상 동기검출기(300)으로부터의 샘플들을 양자화기(324)에 입력신호로서 인가하기에 앞서 소정 갯수의 샘플주기들만큼 지연시키기 위한 클럭형 디지털 지연라인(323)이 도시되어 있다. 상기 양자화기(324)는 그가 현재 수신한 샘플에 의해 가장 근사하게 된 양자화레벨을 입력신호로서 공급한다. 양자화레벨들은 VSB신호를 동반하는 파일럿반송파의 에너지로부터 추정 또는 VSB신호의 포락선(envelope) 검출 결과로부터 추정할 수 있다. 양자화기(324)에 의해 그의 출력신호로서 선택되는 가장 근사한 양자화레벨은 디지털 가산/감산기(325)에 의해 양자화기(324)의 입력신호로 감산된다. 상기 가산/감산기(325)는 출력단에 클럭형 래치를 포함하여 클럭형 소자로서 동작한다. 가산/감산기(325)의 차(difference) 출력신호는 복원되어야만 하는 심볼레벨들로부터 실제로 복원된 심볼레벨들의 퇴거(departure)를 나타내나, 그 퇴거의 극성이 선행되는 심볼 위상 못맞춤 또는 지연되는 심볼 위상 못맞춤중 어느 것에 기인하는 지의 여부는 해결해야할 상태로 남아있게 된다.4 also shows a clocked digital delay line 323 for delaying a predetermined number of sample periods prior to applying samples from in-phase sync detector 300 as input signals to quantizer 324. . The quantizer 324 supplies as an input signal the quantization level that is closest to the sample he has currently received. Quantization levels can be estimated from the energy of the pilot carrier with the VSB signal or from the envelope detection result of the VSB signal. The nearest quantization level selected by the quantizer 324 as its output signal is subtracted by the digital adder / subtracter 325 to the input signal of the quantizer 324. The adder / subtractor 325 includes a clocked latch at an output terminal to operate as a clocked device. The difference output signal of the adder / subtracter 325 indicates the departure of the symbol levels actually recovered from the symbol levels that must be recovered, but the symbol phase mismatch or delay preceded by the polarity of the depreciation Whether due to a phase mismatch remains to be resolved.
클럭형 디지털지연라인(323)에 입력신호로서 인가되는 동위상 동기검출기(300)으로부터의 샘플들은 지연없이 평균자승오차(mean square error: MSE) 구배 검출필터(326)에 입력신호로서 인가된다. MSE구배 검출필터(326)는 (-1/2), 1, 0, (-1), (+1/2) 커널을 갖는 유한 임펄스 응답(FIR)형 디지털 필터로서, 제1 샘플링클럭에 의해 동작이 클럭되게 구성되어 있다. 클럭형 디지털 지연라인(323)에 의해 제공되는 상기한 샘플주기들의 갯수는 MSE구배 검출필터(326)의 응답신호가 가산/감산기(325)로부터의 차 신호와 일시적인 정렬상태를 갖게 정해진다. 이를 위해, 상기 가산/감산기(325)로부터의 차 신호는 디지털 승산기(327)에 의해 MSE구배 검출필터(326)의 응답신호와 승산된다. 2의 보수 필터인 상기 MSE구배 검출필터(326)의 응답신호의 부호(sign)비트 및 그 뒤의 최상위비트만으로도 승산이 가능하며, 이에 따라 디지털 승산기(327)의 구성을 단순화시킬 수 있다. 디지털 승산기(327)로부터 출력되는 곱 신호의 샘플들은 수신기에서 행해지는 심볼 클럭킹의 위상 못맞춤을 나타내는 샘플들로서, 상기 심볼 클럭킹의 위상 못맞춤은 제2 기본 어드레스를 정정하도록 가산기(322)에 공급되는 제2 어드레스 정정신호를 발생시키기 위한 샘플평균화 디지털LPF(328)에 의해 수 많은 샘플들(일례로, 수 백만개)을 사용하여 평균화된다.Samples from in-phase synchronous detector 300 applied as an input signal to clocked digital delay line 323 are applied as input signals to mean square error (MSE) gradient detection filter 326 without delay. The MSE gradient detection filter 326 is a finite impulse response (FIR) type digital filter having (-1/2), 1, 0, (-1), and (+1/2) kernels. The operation is configured to be clocked. The number of sample periods provided by the clocked digital delay line 323 is such that the response signal of the MSE gradient detection filter 326 is temporarily aligned with the difference signal from the adder / subtracter 325. To this end, the difference signal from the adder / subtracter 325 is multiplied by the response signal of the MSE gradient detection filter 326 by the digital multiplier 327. Only the sign bit of the response signal of the MSE gradient detection filter 326, which is the two's complement filter, and the most significant bit thereafter, can be multiplied, thereby simplifying the configuration of the digital multiplier 327. Samples of the product signal output from the digital multiplier 327 are samples representing phase misalignment of the symbol clocking performed at the receiver, and the phase misalignment of the symbol clocking is supplied to the adder 322 to correct the second base address. The sample averaging for generating the second address correction signal is averaged using a number of samples (eg, millions) by the digital LPF 328.
도 4에 도시된 제2 어드레스발생기(32)에 사용되는 심볼동기 표현들은 에스. 유. 에이취. 큐레시(S.U.H. Qureshi)가 1976년 12월판 IEEE Transactions on Communications의 1326-1330쪽에 실린 그의 논문 "Timing Recovery for Equalized Partial-Response Systems"에서 펄스진폭변조(PAM)신호의 사용과 관련된 일반적인 기술과 동일한 것이다. VSB신호의 심볼동기와 관련하여 사용되는 이러한 심볼동기 기술들은 특히 본 명세서에서 인용하고 있는 본 발명자의 선출원들에 기재되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 일반적인 형태의 제2 어드레스발생기(32)의 경우, 클럭형 디지털 지연라인(323)은 별도의 소자로서 존재하지 않고, 대신 MSE구배 검출필터(326)와 일시적으로 정렬되는 가산/감산기(325)로부터의 차 신호에 대해 소정의 샘플주기 수만큼 지연된 상태로 양자화기(324)에 입력되는 입력신호는 MSE구배 검출필터(326)에 내장되어 있는 탭형 디지털 지연라인으로부터 발생된다. 상기 탭형 디지털 지연라인은 MSE구배 검출필터(326)의 응답신호를 발생시키도록 합산되기 전에 상기한 (-1/2), 1, 0, (-1), (+1/2) 커널에 의해 가중처리될 차동지연된 샘플들을 공급한다.The symbol synchronization representations used in the second address generator 32 shown in FIG. U. H. SUH Qureshi is identical to the general description of the use of pulse amplitude modulation (PAM) signals in his article "Timing Recovery for Equalized Partial-Response Systems," published in December 1976, IEEE Transactions on Communications, pages 1326-1330. . These symbol synchronization techniques used in conjunction with symbol synchronization of VSB signals are described in particular in the inventors' prior applications cited herein. In the general form of the second address generator 32 shown in FIGS. 4 and 5, the clocked digital delay line 323 does not exist as a separate element, but instead is temporarily aligned with the MSE gradient detection filter 326. The input signal input to the quantizer 324 is delayed by a predetermined number of sample periods from the difference signal from the adder / subtracter 325 generated from the tap-type digital delay line embedded in the MSE gradient detection filter 326. do. The tap-type digital delay line is executed by the (-1/2), 1, 0, (-1), and (+1/2) kernels described above before being summed to generate a response signal of the MSE gradient detection filter 326. Supply differential delayed samples to be weighted.
QAM DTV신호의 반송파와 VSB DTV신호의 반송파는 서로 2.69MHz만큼 차이가 있는 최종 중간주파수들로 각기 변환되는데, 그 이유는 QAM DTV신호의 반송파는 대역폭이 6MHz인 TV채널의 중심에 위치하고 반면에 VSB DTV신호의 반송파는 대역폭이 6MHz인 TV채널의 최저 주파수보다 단지 310 kHz만큼 높은 주파수를 갖기 때문이다. 도 1의 다중변환 튜너(5)내의 제1,제2,제3 국부발진기(11),(16),(20)의 주파수들은 QAM DTV신호의 잔류측파대 및 전(full)측파대를 그 QAM DTV신호의 반송파보다 각기 높고, 낮게 하면서 VSB DTV신호 반송파의 변환 중간주파수를 QAM DTV신호 반송파의 변환 중간주파수보다 높게 하도록 선택될 수 있다. 이와는 다른 실시예로서, QAM DTV신호의 잔류측파대 및 전(full)측파대를 그 QAM DTV신호의 반송파보다 각기 낮고, 높게 하면서 VSB DTV신호 반송파의 변환 중간주파수를 QAM DTV신호 반송파의 변환 중간주파수보다 낮게 하도록 제1,제2,제3 국부발진기(11),(16),(20)의 주파수들을 선택할 수도 있다.The carrier of the QAM DTV signal and the carrier of the VSB DTV signal are converted to the final intermediate frequencies, which differ by 2.69 MHz, respectively, because the carrier of the QAM DTV signal is located in the center of a TV channel with a bandwidth of 6 MHz, while the VSB This is because the carrier of the DTV signal has a frequency that is only 310 kHz higher than the lowest frequency of the TV channel having a bandwidth of 6 MHz. The frequencies of the first, second, and third local oscillators 11, 16, and 20 in the multi-conversion tuner 5 of FIG. 1 represent the residual and full sidebands of the QAM DTV signal. The converted intermediate frequency of the VSB DTV signal carrier may be higher than the converted intermediate frequency of the QAM DTV signal carrier while being higher and lower than the carrier of the QAM DTV signal. In another embodiment, the intermediate frequency of the VSB DTV signal carrier is converted to the intermediate frequency of the QAM DTV signal carrier while the residual side band and the full side band of the QAM DTV signal are respectively lower and higher than the carrier of the QAM DTV signal. The frequencies of the first, second and third local oscillators 11, 16 and 20 may be selected to be lower.
최종 IF신호의 최저 주파수에 대한 최고 주파수의 비를 대략 8:1 미만으로 유지시켜 실수/복소수 샘플변환기(24)에 대한 필터링 요건을 완화시킬 수 있도록 상기 최종 IF신호의 최저 주파수는 1MHz이상이 되는 것이 바람직하다. QAM신호 단독에 대한 이러한 선택(preference)을 만족시키기 위한, 최종 IF신호의 QAM 반송파에 대한 최종 반송파 주파수는 3.69MHz이다. 또한, VSB신호 단독에 대한 상기한 선택을 만족시키기 위한, 최종 IF신호의 VSB 반송파에 대한 최종 반송파 주파수는 VSB신호의 전 측파대의 주파수가 잔류측파대의 주파수보다 높아야 하는 것으로 가정할 경우에는 1.31MHz이고, VSB신호의 전 측파대의 주파수가 잔류측파대의 주파수보다 낮아야 하는 것으로 가정할 경우에는 6.38MHz이다. VSB신호의 전 측파대의 주파수가 그의 잔류측파대의 주파수보다 높아야 하는 것으로 가정할 경우에는 VSB신호 반송파의 반송파주파수가 최소한 1.31MHz로 되기 때문에 QAM 반송파의 반송파주파수는 최소한 4.00MHz로 된다. VSB신호의 전 측파대의 주파수가 그의 잔류측파대의 주파수보다 낮아야 하는 것으로 가정할 경우에는 VSB신호 반송파의 반송파주파수가 최소한 6.38MHz로 되기 때문에 QAM 반송파의 반송파주파수는 최소한 3.69MHz로 된다.The lowest frequency of the final IF signal is greater than or equal to 1 MHz so as to keep the ratio of the highest frequency to the lowest frequency of the final IF signal less than about 8: 1 to mitigate the filtering requirements for the real / complex sample converter 24. It is preferable. To satisfy this preference for the QAM signal alone, the final carrier frequency for the QAM carrier of the final IF signal is 3.69 MHz. Also, in order to satisfy the above selection for the VSB signal alone, the final carrier frequency for the VSB carrier of the final IF signal is 1.31 when it is assumed that the frequency of the entire sideband of the VSB signal must be higher than the frequency of the residual sideband. MHz, and assuming that the frequency of the front side band of the VSB signal should be lower than that of the residual side band, it is 6.38 MHz. Assuming that the frequency of the front side band of the VSB signal should be higher than the frequency of the remaining side band, the carrier frequency of the QAM carrier is at least 4.00 MHz because the carrier frequency of the VSB signal carrier is at least 1.31 MHz. Assuming that the frequency of the front side band of the VSB signal should be lower than the frequency of the residual side band, the carrier frequency of the QAM carrier is at least 3.69 MHz because the carrier frequency of the VSB signal carrier is at least 6.38 MHz.
대역통과 ADC(22)에서의 샘플속도가 샘플클럭발생기(23)으로부터의 제1 클럭신호에 의해 초당 21.52 * 106개의 샘플에 해당하는 샘플속도로 설정되면, QAM DTV신호의 반송파에 대한 변환 중간주파수는 5.38MHz보다 높지 않게 되는 것이 바람직하고, 이 경우 상기 중간 주파수는 사이클당 최소한 4번 샘플링될 수 있다. VSB신호의 전 측파대의 주파수가 그의 잔류측파대의 주파수보다 높아야 하는 것으로 가정할 경우에는 이러한 선택에 따라 최종 IF신호의 최저주파수가 2.38MHz보다 높지 않아야 하고 VSB신호의 반송파도 2.69MHz보다 높지 않아야 한다는 제약이 있게 된다. 도 11에는 상기한 바와 같은 조건들 때문에 VSB반송파가 어떻게 1.31∼2.69MHz의 주파수대로 제한되고, QAM 반송파가 어떻게 4.00∼5.38MHz의 주파수대로 제한되는가가 예시되어 있다.If the sample rate at the bandpass ADC 22 is set to a sample rate corresponding to 21.52 * 10 6 samples per second by the first clock signal from the sample clock generator 23, the conversion intermediate for the carrier of the QAM DTV signal is The frequency is preferably not higher than 5.38 MHz, in which case the intermediate frequency can be sampled at least four times per cycle. If it is assumed that the frequency of the front sideband of a VSB signal must be higher than the frequency of its residual sideband, then this choice ensures that the lowest frequency of the final IF signal is not higher than 2.38 MHz and that the carrier of the VSB signal is not higher than 2.69 MHz. There is a restriction. 11 illustrates how the VSB carrier is limited to the frequency of 1.31 to 2.69 MHz and how the QAM carrier is limited to the frequency of 4.00 to 5.38 MHz because of the conditions described above.
VSB신호의 전 측파대의 주파수가 그의 잔류측파대의 주파수보다 낮아야 하는 것으로 가정할 경우, VSB신호의 반송파는 3.69 내지 5.38MHz의 주파수대로 제한된다. 따라서, VSB신호의 반송파는 반송파들 사이에서 2.69MHz의 오프셋이 유지될 수 있도록 6.38 내지 8.07MHz의 주파수대로 제한되게 된다. 도 12에는 QAM 반송파가 3.69 내지 5.38MHz의 주파수대로 제한되고, VSB 반송파가 6.38 내지 8.07MHz의 주파수대로 제한되는 경우가 예시되어 있다.Assuming that the frequency of the front side band of the VSB signal should be lower than the frequency of the residual side band, the carrier of the VSB signal is limited to the frequency of 3.69 to 5.38 MHz. Therefore, the carrier of the VSB signal is limited to a frequency of 6.38 to 8.07 MHz so that an offset of 2.69 MHz can be maintained between carriers. 12 illustrates a case where the QAM carrier is limited to the frequency range of 3.69 to 5.38 MHz and the VSB carrier is limited to the frequency range of 6.38 to 8.07 MHz.
QAM 반송파를 QAM 복소반송파 ROM(27)의 사인-코사인 QAM복소반송파 룩업테이블(272,271)에 근거하여 연속적으로 기술할 수 있게 하기 위해서는 QAM 반송파로부터 변환된 최종 중간주파수는 21.52MHz의 배수의 약수가 되어야만 한다. 한편, VSB 반송파를 VSB 복소반송파 ROM(31)의 사인-코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(312, 311)에 근거하여 연속적으로 기술할 수 있게 하기 위해서는 VSB 반송파로부터 변환된 최종 중간주파수는 초당 21.52 * 106개의 샘플에 해당하는 샘플속도의 배수의 약수가 되어야만 한다. 반송파로부터 변환되고 21.52MHz의 (m/n)배에 해당하는 최종중간주파수는 ROM내에 저장된 사인-코사인 룩업테이블들에서의 값들의 갯수를 적당히 적게 유지할 수 있도록 작은 n 값을 갖는 것이 바람직하다. (여기서 언급되는 변수 "m", "n"들은 본 명세서의 [발명이 이루고자 하는 기술적 과제] 부분에서 언급한 변수 "M", "N"과는 무관하다.)In order to be able to describe the QAM carrier continuously based on the sine-cosine QAM complex carrier lookup table (272,271) of the QAM complex carrier ROM 27, the final intermediate frequency converted from the QAM carrier must be a multiple of 21.52 MHz. do. On the other hand, in order to be able to continuously describe the VSB carrier based on the sine-cosine VSB complex carrier lookup tables 312 and 311 of the VSB complex carrier ROM 31, the final intermediate frequency converted from the VSB carrier is 21.52 * 10 per second. It must be a divisor of multiples of sample rate corresponding to six samples. The final intermediate frequency converted from the carrier and corresponding to (m / n) times of 21.52 MHz has a small n value so that the number of values in the sine-cosine lookup tables stored in the ROM can be kept moderately small. (The variables "m" and "n" mentioned herein are not related to the variables "M" and "N" mentioned in the [Technical Problems to Invent] section of the present specification.)
각기 QAM DTV신호의 반송파 및 VSB DTV신호의 반송파로부터 변환될 중간주파수들로서 상기한 개념에 부합하는 중간주파수들은 미합중국 특허번호 제5,506,636호에 기재된 과정에 따라 찾을 수 있다. 문제의 주파수범위들에 대하여, 고조파면에서 샘플링 클럭속도가 관계되는 10.76MHz VSB 심볼속도로 연속되는 고조파들의 저조파 테이블을 구성한다. 그 뒤에, 요구되는 2.69MHz의 주파수차를 나타내는 동일 고조파의 저조파쌍들을 그들의 적절한 이점과 관련하여 반송파들로서 간주한다.Intermediate frequencies which conform to the above concept as intermediate frequencies to be converted from the carrier of the QAM DTV signal and the carrier of the VSB DTV signal, respectively, can be found according to the procedure described in US Pat. No. 5,506,636. For the frequency ranges in question, a harmonic table of consecutive harmonics is constructed at the 10.76 MHz VSB symbol rate, which is related to the sampling clock rate in the harmonic plane. Subsequently, the low harmonic pairs of the same harmonics representing the required 2.69 MHz frequency difference are regarded as carriers in terms of their proper advantages.
21.52MHz 고조파의 저조파들로서 5.38MHz 및 2.39MHz의 3차 및 7차 저조파들은 대략 요구되는 2.69MHz의 오프셋을 나타내고, 따라서 전 측파대의 주파수가 잔류측파대의 주파수보다 높게 되는 QAM 반송파와 VSB 반송파로서 사용하기에 적당하다. 이러한 저조파들간의 2.69MHz 오프셋은 VSB 반송파를 동일채널 방해성 NTSC 비디오 반송파로부터 공칭 NTSC 수평주사 주파수의 59.75 배만큼 오프셋시키는데 요구되는 QAM 반송파 및 VSB 반송파간의 오프셋인 2,690,122.4 Hz와 다르게, 초당 10,762237.762개의 샘플에 해당하는 심볼속도의 1/4, 즉 2,690,559.4 Hz이다. 이와같이 작은 437Hz의 주파수 불일치는 도 1의 다중변환 튜너(5)에 구비된 제어형 제2 국부발진기(16)의 자동 주파수 및 위상제어에 의해 쉽게 조정된다. QAM, VSB 반송파들이 최종 IF신호들에서의 21.52MHz의 고조파에 대한 3차 및 7차 저조파들에 근사하도록 변환되면 QAM 및 VSB 복소반송파 ROM(27),(31)들의 어드레스처리를 아주 단순화시킬 수 있는데, 그 이유는 저장된 사인 및 코사인 함수들 사이에 반복 대칭이 이루어지는 이점이 있고 이에 따라 ROM(27)(31)에 인가되는 어드레스신호들의 비트 수를 감소시킬 수 있기 때문이다.The harmonics of 21.52 MHz harmonics, the third and seventh harmonics of 5.38 MHz and 2.39 MHz, show an approximately 2.69 MHz offset, which is why the QAM carrier and VSB cause the frequency of the front side band to be higher than the frequency of the residual side band. It is suitable for use as a carrier wave. The 2.69 MHz offset between these low harmonics is 10,762237.762 per second, unlike the 2,690,122.4 Hz offset between the QAM carrier and the VSB carrier that is required to offset the VSB carrier by 59.75 times the nominal NTSC horizontal scan frequency from the cochannel NTSC video carrier. 1/4 of the symbol rate corresponding to the sample, ie 2,690,559.4 Hz. This small 437 Hz frequency mismatch is easily adjusted by the automatic frequency and phase control of the controlled second local oscillator 16 provided in the multiple conversion tuner 5 of FIG. When QAM and VSB carriers are converted to approximate third and seventh harmonics for the 21.52 MHz harmonics in the final IF signals, the addressing of the QAM and VSB complex carrier ROMs 27 and 31 can be greatly simplified. This is because there is an advantage that repetitive symmetry is performed between the stored sine and cosine functions, which can reduce the number of bits of the address signals applied to the ROMs 27 and 31.
21.52MHz 샘플링 주파수의 2차 고조파는 43.05MHz로서, 이의 저조파들로부터 서로 대략 2.69MHz 만큼 오프셋되어 있는 저조파쌍을 찾을 수 있다. 43.05MHz 고조파의 7차 및 15차 저조파들은 상기한 21.52MHz 고조파의 3차 및 7차 저조파이다. 43.05MHz 고조파의 저조파들로서 4.305MHz 및 1.594MHz의 9차 및 26차 저조파들은 요구되는 2.69MHz의 오프셋에 대해 20 kHz 또는 0.74%의 에러를 나타내고, 각기 QAM 반송파 및 VSB 반송파로서 작용할 수 있을 것이다. 이 에러는 30 kHz내로서 NTSC TV수신기들에 관련된 종래의 상업적인 설계구성에서 허용되는 오동조(mistuning)범위내에 있는 것이다. 그러나, 43.05MHz 고조파의 26차 저조파에 대한 사인/코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(312,311)들을 저장하고 있는 VSB 복소반송파 ROM(31)은 과도한 갯수의 샘플들을 저장해야 하며, 43.05MHz 고조파의 9차 저조파에 대한 사인/코사인 QAM복소반송파 룩업테이블(272,271)들을 저장하고 있는 QAM 복소반송파 ROM(27)도 적당한 갯수의 샘플들을 저장해야 한다.The second harmonic of the 21.52 MHz sampling frequency is 43.05 MHz, from which it can find a pair of harmonics that are offset by approximately 2.69 MHz from each other. The seventh and fifteenth harmonics of 43.05 MHz harmonics are the third and seventh harmonics of the 21.52 MHz harmonics described above. The ninth and 26th harmonics of 4.305 MHz and 1.594 MHz, as the lower harmonics of 43.05 MHz harmonics, show an error of 20 kHz or 0.74% for the required 2.69 MHz offset, and may act as QAM carriers and VSB carriers, respectively. . This error is within 30 kHz, which is within the mistuning range allowed by conventional commercial design schemes involving NTSC TV receivers. However, the VSB complex carrier ROM31, which stores the sine / cosine VSB complex carrier lookup tables 312,311 for the 26th order harmonics of 43.05 MHz harmonics, must store an excessive number of samples, and the ninth order of 43.05 MHz harmonics. The QAM complex carrier ROM 27, which stores the sine / cosine QAM complex carrier lookup tables 272 and 271 for low harmonics, must also store an appropriate number of samples.
21.52MHz 샘플링 주파수의 3차 고조파는 64.57MHz로서, 이의 저조파들은 43.05MHz고조파의 저조파 또는 64.57MHz 고조파의 또 다른 저조파로부터 대략 2.69MHz만큼 오프셋되어 있는 저조파를 찾은 것에 의해 찾을 수 있다. 64.57MHz 고조파의 저조파로서 4.967MHz의 12차 저조파 및 43.05MHz 고조파의 저조파로서 2.265MHz의 18차 저조파들은 요구되는 2.69MHz의 오프셋에 대해 12 kHz 또는 0.45%의 에러를 나타내고, 각기 전 측파대의 주파수가 잔류 측파대의 주파수보다 높게 되어 있는 QAM 반송파 및 VSB 반송파로서 작용할 수 있을 것이다. 상기 에러는 30 kHz내로서 NTSC TV수신기들에 관련된 종래의 상업적인 설계구성에서 허용되는 오동조(mistuning)범위내에 있는 것이다. 그러나, 64.57MHz 고조파의 12차 저조파에 대한 사인/코사인 QAM복소반송파 룩업테이블(272,271)들을 저장하고 있는 QAM 복소반송파 ROM(27)은 과도한 갯수의 샘플들을 저장해야 하며, 43.05MHz 고조파의 18차 저조파에 대한 사인/코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(312,311)들을 저장하고 있는 VSB 복소반송파 ROM(31)도 적당한 갯수의 샘플들을 저장해야 한다.The third harmonic of the 21.52 MHz sampling frequency is 64.57 MHz, whose harmonics can be found by looking for harmonics that are offset by approximately 2.69 MHz from the lower harmonics of 43.05 MHz or another of the 64.57 MHz harmonics. The 12th harmonics of 4.967 MHz as the lower harmonics of 64.57 MHz and the 18th harmonics of 2.265 MHz as the lower harmonics of 43.05 MHz, resulting in 12 kHz or 0.45% error for the required 2.69 MHz offset, respectively. It may act as a QAM carrier and a VSB carrier where the frequency of the sidebands is higher than the frequency of the residual sidebands. The error is within 30 kHz, which is within the mistuning range allowed in conventional commercial design schemes involving NTSC TV receivers. However, the QAM complex carrier ROM 27, which stores sine / cosine QAM complex carrier lookup tables (272,271) for the 12th order harmonics of 64.57 MHz harmonics, must store an excessive number of samples, and the 18th order of 43.05 MHz harmonics. The VSB complex carrier ROM 31, which stores the sine / cosine VSB complex carrier lookup tables 312,311 for low harmonics, must also store an appropriate number of samples.
64.57MHz 고조파의 7차 저조파는 21.52MHz 고조파의 3차 저조파로부터 요구되는 2.69MHz만큼 거의 정확히 오프셋된 8.07MHz의 주파수를 가지고 있다. 21.52MHz 고조파의 저조파로서 5.38MHz의 3차 저조파, 그리고 64.57MHz 고조파의 저조파로서 8.07MHz의 7차 저조파는 각기 전 측파대의 주파수가 잔류 측파대의 주파수보다 낮게 되어 있는 QAM 반송파 및 VSB 반송파로서 사용하는데 적합하다.The seventh harmonic of the 64.57 MHz harmonic has a frequency of 8.07 MHz, offset almost exactly as required by 2.69 MHz from the third harmonic of the 21.52 MHz harmonic. The low harmonics of 21.52 MHz and the third harmonics of 5.38 MHz, and the low harmonics of 64.57 MHz and the seventh harmonics of 8.07 MHz, respectively, are QAM carriers and VSBs whose frequencies are lower than the residual sidebands. It is suitable for use as a carrier.
도 1의 다중변환 튜너(5)내의 제1,제2,제3 국부발진기(11),(16),(20)의 주파수들은 VSB DTV신호의 반송파로부터 변환되는 중간주파수가 QAM DTV신호에 대한 추정 심볼속도에 해당하고 VSB DTV신호에 대한 기준 심볼속도의 1/2에 해당하는 5.38MHz로 되게 선택하는 것이 바람직하다. 따라서, VSB 반송파가 최종 IF신호에서 그의 전 측파대의 주파수가 잔류 측파대의 주파수보다 높게 되게 주파수변환이 이루어지는 경우, 최종 IF신호에서의 QAM 반송파의 주파수는 2.69MHz가 되는 것이 바람직하다. 이와는 다른 실시예로서, VSB 반송파가 최종 IF신호에서 그의 전 측파대의 주파수가 잔류 측파대의 주파수보다 낮게 되게 주파수변환이 이루어지는 경우, 최종 IF신호에서의 QAM 반송파의 주파수는 8.07MHz가 되는 것이 바람직하다.The frequencies of the first, second, and third local oscillators 11, 16, and 20 in the multi-conversion tuner 5 of FIG. 1 are converted from the carrier of the VSB DTV signal to the QAM DTV signal. It is desirable to select 5.38 MHz corresponding to the estimated symbol rate and corresponding to 1/2 of the reference symbol rate for the VSB DTV signal. Therefore, when the frequency conversion is performed such that the frequency of the front side band of the VSB carrier is higher than the frequency of the residual side band in the final IF signal, the frequency of the QAM carrier in the final IF signal is preferably 2.69 MHz. In another embodiment, when the VSB carrier is frequency-converted such that the frequency of its front side band is lower than the residual side band frequency in the final IF signal, the frequency of the QAM carrier in the final IF signal is preferably 8.07 MHz. Do.
또한, 43.05MHz 고조파의 모든 저조파들 및 64.57MHz 고조파의 모든 저조파들은 43.05MHz 고조파의 3차 고조파 및 64.57MHz 고조파의 2차 고조파인 129.15MHz 고조파의 저조파들이 된다. 2.69MHz, 5.68MHz, 그리고 8.07MHz의 주파수들은 각기 129.15MHz 고조파의 47차, 23차, 그리고 15차 저조파들이다. 또한, 비록 반송파들간의 고조파관계를 10.76MHz VSB 심볼속도의 2차 고조파인 21.52MHz 샘플링속도의 고조파들에 관련하여 고찰하였으나, 이 고찰은 10.76MHz 심볼속도의 짝수 고조파들에 관련하여서도 가능하다. 또한 반송파들간의 가능한 고주파관계에 대한 보다 완전한 고찰을 위해서는 10.76MHz VSB 심볼속도의 홀수 고조파, 즉 최소한 3차 고조파에 관련하여 고찰을 할 수 있다. 2.69MHz, 5.68MHz, 그리고 8.07MHz 주파수들은 각기 QAM신호의 10.76MHz 심볼속도의 3배에 해당하는 32.29MHz 고조파의 11차, 5차, 그리고 3차 저조파이다.In addition, all harmonics of 43.05 MHz harmonics and all harmonics of 64.57 MHz harmonics become harmonics of 129.15 MHz harmonics, the third harmonic of 43.05 MHz harmonics and the second harmonic of 64.57 MHz harmonics. The frequencies 2.69 MHz, 5.68 MHz, and 8.07 MHz are 47th, 23rd, and 15th harmonics of 129.15MHz harmonics, respectively. Also, although the harmonic relationship between carriers is considered in relation to the harmonics of 21.52 MHz sampling rate, which is the second harmonic of 10.76 MHz VSB symbol rate, this consideration is also possible in relation to even harmonics of 10.76 MHz symbol rate. In addition, for a more complete consideration of possible high frequency relationships between carriers, consideration can be given to the odd harmonics of the 10.76 MHz VSB symbol rate, that is, at least the third harmonic. The 2.69 MHz, 5.68 MHz, and 8.07 MHz frequencies are 11th, 5th, and 3rd harmonics of 32.29MHz harmonics, which are three times the 10.76MHz symbol rate of the QAM signal.
디지털 시스템용의 아날로그/디지털 변환회로에 관련된 기술분야에서 숙련된 자라면 디지털화를 위한 아날로그신호의 샘플링을 다양한 샘플링 윈도우폭을 사용하여 행할 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 상기한 설명에서는 각 샘플링 윈도우의 기간이 21.52MHz 주기의 1/2로 되게 초당 21.52*106개의 샘플에 해당하는 샘플속도를 채택하는 것으로 가정하였다. 대칭클리퍼(또는 리미터)(233)로부터 출력되는 펄스들은 필요하다면 상기 기간의 거의 2배까지 연장될 수 있다. 다른 가능한 실시예로는 상기 아날로그/디지털 변환회로를 각기 21.52MHz 주기의 1/2만큼 연장된 샘플링 윈도우들의 2개의 스태거형(staggered) 세트들을 사용할 수 있게 그리고 초당 43.05*106개의 샘플에 해당하는 조합된 샘플속도에서 위상을 스태거링시키는 방식으로 디지털화를 행할 수 있게 설계하는 것을 들 수 있다. 초당 43.05 * 106개의 샘플에 해당하는 샘플속도로 최종 IF신호를 디지털화시킴에 따라 자동 위상 및 주파수제어 정확도가 개선되게 된다.Those skilled in the art related to analog-to-digital conversion circuits for digital systems will recognize that sampling of analog signals for digitization can be performed using various sampling window widths. In the above description, it is assumed that the sample rate corresponding to 21.52 * 10 6 samples per second is adopted so that the duration of each sampling window is 1/2 of the 21.52 MHz period. The pulses output from the symmetrical clipper (or limiter) 233 can be extended up to almost twice the period if necessary. Another possible embodiment is that the analog / digital conversion circuitry can use two staggered sets of sampling windows each extended by one half of a 21.52 MHz period and corresponds to 43.05 * 10 6 samples per second. Designing such that the digitization can be performed by staggering phases at a combined sample rate. Automatic phase and frequency control accuracy is improved by digitizing the final IF signal at a sample rate of 43.05 * 10 6 samples per second.
도 5에는 21.52MHz 고조파의 3차 및 7차 저조파들을 각기 QAM, VSBMHz 반송파들로부터 변환된 최종 중간주파수들로 사용할 시 가능한 도 4 회로의 변형회로가 도시되어 있다. 도 4의 제2 어드레스발생기(32)에 대한 변형 소자인 도 5의 제2 어드레스발생기(320)의 경우에는 샘플링속도가 초당 21.52*106개의 샘플에 해당할 때 모듈러 8을 계수하여 QAM 복소반송파 ROM(27)에 대한 2개의 어드레스처리 사이클 및 VSB 복소반송파 ROM(31) 대신 사용되는 VSB 복소반송파 ROM(310)에 대한 하나의 어드레스처리 사이클을 발생시키는 제2 어드레스 카운터(321)를 포함하고 있다. 상기 제2 어드레스 카운터(321)로부터 출력되는 계수값의 최하위비트들은 제1 어드레스 카운터(281)로부터 출력되는 제1 기본 어드레스를 대치시키는데 사용된다.FIG. 5 shows a variant of the circuit of FIG. 4 where the third and seventh harmonics of 21.52 MHz harmonics are used as the final intermediate frequencies converted from QAM and VSBMHz carriers, respectively. In the case of the second address generator 320 of FIG. 5, which is a modification of the second address generator 32 of FIG. 4, when the sampling rate corresponds to 21.52 * 10 6 samples per second, the modulus 8 is counted to determine the QAM complex carrier. A second address counter 321 for generating two addressing cycles for the ROM 27 and one addressing cycle for the VSB complex carrier ROM 310 used in place of the VSB complex carrier ROM 31. . The least significant bits of the count value output from the second address counter 321 are used to replace the first base address output from the first address counter 281.
도 4에 도시된 제1 어드레스 발생기(28)의 변형 소자인 도 5의 제1 어드레스 발생기(280)의 경우에는 도 4의 제1 어드레스 카운터(281)가 생략되며, 상기 제1 어드레스 카운터(281)로부터의 계수값 대신 상기 제2 어드레스 카운터(321)의 최하위비트들이 제1 기본 어드레스로서 가산기(282)에 인가되게 된다. VSB 복소반송파 ROM(31)에 대치되는 VSB 복소반송파 ROM(310)은 VSB 반송파의 코사인값들의 단지 1/2 사이클만을 저장하는 코사인 VSB복소반송파 룩업테이블(313)과, VSB 반송파의 사인값들의 단지 1/2 사이클만을 저장하는 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(314)을 포함하고 있다. VSB 복소반송파 ROM(310)의 상기 코사인 및 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(313),(314)들은 가산기(322)의 합 출력신호의 최하위비트들에 의해 어드레스된다. 가산기(322)의 합 출력신호의 최상위비트는 선택 비트보수기(complementor)(315)에 의해 VSB 복소반송파 ROM(310)의 코사인 VSB 복소반송파 룩업테이블(313)로부터 판독된 VSB 반송파 코사인값들의 비트들의 각각과 배타적논리합이 수행되어, 디지털 가산기(317)에 대한 제1 피가수를 발생시키며, 상기 가산기(322)의 합 출력신호의 최상위비트는 가산기(317)에 대한 제2 피가수 입력을 발생시키도록 중요도의 증가방향으로 제로 부가(zero extension)가 이루어진다. 가산기(317)로부터의 합 출력은 VSB 반송파의 전(complete) 사이클을 정하도록 8개의 제1 클럭주기동안 8개의 QAM 반송파 코사인값들을 제공한다. 가산기(322)의 합 출력신호의 최상위비트는 또한 선택 비트보수기(complementor)(316)에 의해 VSB 복소반송파 ROM(310)의 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(314)으로부터 판독된 VSB 반송파 사인값들의 비트들의 각각과 배타적 논리합이 수행되어, 디지털 가산기(318)에 대한 제1 피가수를 발생시키며, 가산기(322)의 합 출력신호의 최상위비트는 가산기(318)에 대한 제2 피가수 입력을 발생시키도록 중요도의 증가방향으로 제로 부가가 이루어진다. 가산기(318)로부터의 합 출력은 VSB 반송파의 전 사이클을 정하도록 8개의 제1 클럭주기동안 8개의 QAM 반송파 사인값들을 제공한다.In the case of the first address generator 280 of FIG. 5, which is a modification of the first address generator 28 of FIG. 4, the first address counter 281 of FIG. 4 is omitted, and the first address counter 281 is omitted. The least significant bits of the second address counter 321 are applied to the adder 282 as the first base address instead of the count value from the " The VSB complex carrier ROM 310, which is substituted for the VSB complex carrier ROM 31, has a cosine VSB complex carrier lookup table 313 that stores only half a cycle of cosine values of the VSB carrier, and only the sine values of the VSB carrier. A sinusoidal VSB complex carrier lookup table 314 that stores only half a cycle is included. The cosine and sine VSB complex carrier lookup tables 313, 314 of VSB complex carrier ROM 310 are addressed by the least significant bits of the sum output signal of adder 322. The most significant bit of the sum output signal of the adder 322 is the bit of the VSB carrier cosine values read from the cosine VSB complex carrier lookup table 313 of the VSB complex carrier ROM 310 by a selection bit complementor 315. An exclusive logic sum is performed with each to generate a first addee for the digital adder 317, the most significant bit of the sum output signal of the adder 322 being of importance so as to generate a second addee input to the adder 317. A zero extension is made in the increasing direction of. The sum output from adder 317 provides eight QAM carrier cosine values for eight first clock periods to determine the complete cycle of the VSB carrier. The most significant bit of the sum output signal of the adder 322 is also the bit of the VSB carrier sine values read from the sine VSB complex carrier lookup table 314 of the VSB complex carrier ROM 310 by the selection bit complementer 316. And an exclusive OR are performed to generate a first addee for the digital adder 318, and the most significant bit of the sum output signal of the adder 322 is of importance to generate a second addee input to the adder 318. The zero addition is made in the increasing direction of. The sum output from adder 318 provides eight QAM carrier sine values for eight first clock periods to determine the full cycle of the VSB carrier.
도 5의 회로 또는 도 4의 회로는 또한 32.29MHz 고조파의 5차 및 3차 저조파들을 각기 QAM, VSBMHz 반송파들로부터 변환된 최종 중간주파수들로 사용할 경우에도 사용가능하다. 이 경우, 물론 VSB복소반송파 ROM(310)의 코사인 및 사인 VSB복소반송파 룩업테이블(313),(314)들의 내용은 보다 높은 주파수인 8.07MHz의 VSB 반송파용으로 수정된다.The circuit of FIG. 5 or the circuit of FIG. 4 can also be used when the fifth and third harmonics of 32.29 MHz harmonics are used as the final intermediate frequencies converted from the QAM, VSBMHz carriers, respectively. In this case, of course, the contents of the cosine and sinusoidal VSB complex carrier lookup tables 313 and 314 of the VSB complex carrier ROM 310 are modified for a higher frequency 8.07 MHz VSB carrier.
디지털회로 설계분야에서 숙련된 자라면 도 4의 경우 코사인기능 및 사인기능의 대칭성의 이점 또는 그 두 기능의 위상들에 대한 90°오프셋의 이점을 취하고 있는 ROM을 사용하여 다른 하드웨이적인 구성의 간단화를 이룰 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 디지털회로 설계분야에서 숙련되고 상기한 설명을 이해한 자라면 21.5MHz VCO(230)으로부터 출력되어 대칭 클리퍼(233)에 의해 구형파로 변환되는 발진신호를 디지털 BPF(237)에 의해 선택된 10.76MHz신호에 대한 주파수 체배기의 응답신호와 주파수측면에서 비교하는 상기 21.5MHz VCO(230)용의 AFPC 검출기를 갖게 상기 도 4 및 도 5의 회로를 변형시킬 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.The skilled person in the field of digital circuit design simplifies other hardware configurations by using a ROM that takes advantage of the symmetry of the cosine function and the sine function or the 90 ° offset to the phases of the two functions. It will be appreciated that this can be achieved. In addition, those skilled in the field of digital circuit design and who understand the above description, 10.76MHz selected by the digital BPF 237 to output an oscillation signal output from the 21.5MHz VCO 230 and converted into a square wave by the symmetrical clipper 233. It will be appreciated that the circuit of FIGS. 4 and 5 can be modified with an AFPC detector for the 21.5 MHz VCO 230 that compares in frequency with the response signal of the frequency multiplier for the signal.
또한, 디지털회로 설계분야에서 숙련된 자라면 상기한 설명을 참고하면 대역통과 ADC(22)가 디지털화 처리중 초당 43.05 * 106개의 샘플에 해당하는 샘플속도로 샘플링을 행하게 되어 있는 회로를 구성할 수 있을 것이다. 21.5MHz VCO(230)는 43.05MHz의 발진신호를 공급하는 VCO로 대치되며, 일례로, VCO(230)으로부터 출력되어 대칭클리퍼(233)에 의해 구형파로 변환되고 플립플롭(234)에 의해 분주되는 발진신호는 디지털 BPF(237)에 의해 선택된 10.76MHz 신호에 대한 주파수 2배기의 응답신호와 주파수면에서 비교된다. 2:1 데시메이터(35)는 4:1 데시메이터로 대치될 수 있고, 플립플롭(234)로부터의 구형파 출력신호는 4:1 데시메이터에 대해 속도가 감소된 샘플클럭신호를 발생시키기 위한 기반을 제공하도록 또 다른 플립플롭에 의해 2의 인수로 제산될 수 있다.In addition, if the person skilled in the digital circuit design field, referring to the above description, the bandpass ADC 22 can configure a circuit that samples at a sample rate corresponding to 43.05 * 10 6 samples per second during the digitization process. There will be. The 21.5 MHz VCO 230 is replaced with a VCO that supplies an oscillation signal of 43.05 MHz, and is, for example, output from the VCO 230, converted into a square wave by the symmetric clipper 233, and divided by the flip-flop 234. The oscillation signal is compared in frequency with a response signal of frequency double for the 10.76 MHz signal selected by the digital BPF 237. The 2: 1 decimator 35 can be replaced with a 4: 1 decimator, and the square wave output signal from the flip-flop 234 is the basis for generating a reduced sample clock signal for the 4: 1 decimator. It can be divided by a factor of 2 by another flip-flop to provide.
도 6은 실수/복소수 샘플변환기(24)가 채택할 수 있는 구성을 도시하고 있는데, 이 경우 실수/복소수 샘플변환기(24)는 다음의 구성, 즉6 shows a configuration that the real / complex sample converter 24 can adopt, in which case the real / complex sample converter 24 has the following configuration, i.e.
(a) 실수(Re) 디지털샘플들에 대한 힐버트변환(Hilbert transform) 응답으로서 허수(Im) 디지털샘플들을 발생시키는 선형위상, 유한 임펄스 응답(FIR)형 디지털필터(60)(이하 "힐버트변환 FIR필터(60)"라 칭함)와,(a) Linear phase, finite impulse response (FIR) type digital filter 60 (hereinafter referred to as "Hilbert transform FIR") that generates imaginary (Im) digital samples as a Hilbert transform response to real (Re) digital samples. Filter 60 ", and
(b) 상기 힐버트변환 FIR필터(60)의 지연시간을 보상하도록 힐버트변환 FIR필터(60)에 내장되어 있는 클럭형 래치소자(61) 내지 (66)에 의해 제공될 수 있는, 상기 실수 디지털샘플들에 대한 보상, 클럭형 디지털 지연기를 포함한다.(b) the real digital sample, which may be provided by clocked latch elements 61 to 66 embedded in the Hilbert transform FIR filter 60 to compensate for the delay time of the Hilbert transform FIR filter 60; Compensation, clocked digital delay.
"IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS", 제 AES-18 권 제4호(1982년 11월), 736 내지 739쪽에 실린 디. 더블유. 라이스(D.W. Rice)와 케이. 에이취. 우(K.H. Wu)의 논문 "Quadrature Sampling with High Dynamic Range"에는 동위상 및 직교위상 샘플링과정을 실시하는데 상기한 회로를 사용한 것에 관하여 기재되어 있다. 최종 IF신호의 6MHz 폭의 주파수대는 최소한 1 메가헤르쯔 또는 그 정도의 최저주파수를 갖기 때문에 힐버트변환에 사용되는 FIR 필터(60)에 사용되는, 제로가 아닌 가중치를 갖는 탭(tap)들을 7개로 적게 사용하는 것이 가능하다.D., "IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS", Vol. AES-18, No. 4 (Nov. 1982), pp. 736-739. W. Rice and K. H. K.H. Wu's article, "Quadrature Sampling with High Dynamic Range," describes the use of the circuitry described above for performing in-phase and quadrature sampling processes. Since the 6 MHz wide band of the final IF signal has a minimum frequency of at least 1 MHz or so, there are only seven non-zero weighted taps used in the FIR filter 60 used for the Hilbert transform. It is possible to use.
이와 같이 7개의 탭을 갖는 힐버트변환 FIR필터(60)는 힐버트변환 응답신호를 발생시키도록 취한 샘플들을 가중처리하고 합산하는 일-샘플 지연소자(61),(62), (63),(64),(65),(66)의 케스케이드(cascade)접속을 포함한다. 상기 힐버트변환은 선형위상특성을 가지고 있고, 이에 따라 힐버트변환 FIR 필터(60)의 탭 가중치들은 메디안(median) 지연에 대해 대칭성을 나타낸다. 따라서, 공통적으로 가중처리될 지연소자(61)에의 입력신호와 지연소자(66)로부터의 출력신호는 디지털 가산기(67)에 의해 합산되고, 공통적으로 가중처리될 지연소자(61)로부터의 출력신호와 지연소자(65)로부터의 출력신호는 디지털 가산기(68)에 의해 합산되고, 공통적으로 가중처리될 지연소자(62)로부터의 출력신호와 지연소자(64)로부터의 출력신호는 디지털 가산기(68)에 의해 합산된다. 지연소자(64)로부터의 출력신호는 ROM(70)에 입력어드레스로서 인가되고, 상기 ROM(70)은 상기 신호를 W0크기의 적당한 가중치로 승산한다. 디지털 가산기(69)로부터의 합 출력신호는 ROM(71)에 입력어드레스로서 인가되고, 상기 ROM(71)은 상기 신호를 W1크기의 적당한 가중치로 승산한다. 디지털 가산기(68)로부터의 합 출력신호는 ROM(72)에 입력어드레스로서 인가되고, 상기 ROM(72)은 상기 신호를 W2크기의 적당한 가중치로 승산한다. 디지털 가산기(67)로부터의 합 출력신호는 ROM(73)에 입력어드레스로서 인가되고, 그 ROM(73)는 상기 신호를 W3크기의 적당한 가중치로 승산한다. ROM(70),(71),(72), (73)들이 피승수 고정형 승산기들로서 사용됨에 따라 승산과 관련된 지연이 무시할 수 있을 정도로 짧게 될 수 있다. ROM(70),(71),(72),(73)들의 출력신호들은 그 ROM(70),(71),(72),(73)들에 저장되어 있는 가중치 WO, W1, W2, W3들에 부호들을 적당히 부가하도록 가산기 또는 감산기들로서 동작하는 부호형 디지털 가산기(74),(75),(76)의 트리 구조에 의해 조합된다. 가산기(67),(68),(69),(74),(75), (76)들은 각기 하나의 샘플에 대한 지연을 나타내어 7개의 탭을 가지고 있는 FIR 필터(60)에서 6개의 샘플에 대한 지연을 나타내게 하는 클럭형 가산기들로서 가정된다. 이러한 지연을 보상하는 필터(60)의 입력신호의 지연은 6개의 일-샘플 지연소자(61),(62),(63),(64),(65),(66)의 케스케이드 접속에 의해 제공된다. ROM(70)에 대한 입력 어드레스는 지연소자(63)의 출력이 아니라 지연소자(64)의 출력으로부터 취해지고, 이에 따라 지연소자(64)의 일-샘플 지연에 의해 가산기(67),(68),(69)들의 일-샘플 지연들이 보상된다.As such, the Hilbert transform FIR filter 60 having seven taps is one-sample delay element 61, 62, 63, 64 that weights and sums samples taken to generate a Hilbert transform response signal. , Cascade connection of 65, 66. The Hilbert transform has a linear phase characteristic, so that the tap weights of the Hilbert transform FIR filter 60 exhibit symmetry with respect to the median delay. Therefore, the input signal to the delay element 61 to be commonly weighted and the output signal from the delay element 66 are summed by the digital adder 67, and the output signal from the delay element 61 to be commonly weighted. And the output signal from the delay element 65 are summed by the digital adder 68, and the output signal from the delay element 62 and the output signal from the delay element 64 to be commonly weighted are added to the digital adder 68. Are summed by The output signal from the delay element 64 is applied to the ROM 70 as an input address, and the ROM 70 multiplies the signal by an appropriate weight of W 0 magnitude. The sum output signal from the digital adder 69 is applied to the ROM 71 as an input address, and the ROM 71 multiplies the signal by an appropriate weight of W 1 magnitude. The sum output signal from the digital adder 68 is applied to the ROM 72 as an input address, and the ROM 72 multiplies the signal by an appropriate weight of W 2 magnitude. The sum output signal from the digital adder 67 is applied to the ROM 73 as an input address, and the ROM 73 multiplies the signal by an appropriate weight of W 3 magnitude. As ROMs 70, 71, 72, and 73 are used as multiplicand fixed multipliers, the delay associated with the multiplication can be made negligibly short. The output signals of the ROMs 70, 71, 72, and 73 are weighted W 0 , W 1 , W stored in the ROM 70, 71, 72, 73. 2, are combined by the tree structure of the code-type digital adders 74, 75, 76, operating as an adder or subtractor to appropriately add a code to W 3. Adders 67, 68, 69, 74, 75, and 76 each represent a delay for one sample, resulting in six samples in a FIR filter 60 having seven taps. It is assumed as clocked adders that result in a delay for. The delay of the input signal of the filter 60, which compensates for this delay, is cascaded by six one-sample delay elements 61, 62, 63, 64, 65, and 66. Is provided. The input address for the ROM 70 is taken from the output of the delay element 64, not from the output of the delay element 63, and thus adders 67, 68 by the one-sample delay of the delay element 64. ), The one-sample delays of 69 are compensated for.
"IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS", 제 AES-20 권 제 6 호(1984년 11월), 821 내지 824쪽에 실린 씨. 엠. 레이더(C.M. Rader)의 논문 "A Simple Method for Sampling In-Phase and Quadrature Components"에는 디지털화된 대역통과신호들에 대해 행해지는 복소수 동기검출에 대한 개선에 관련하여 기재되어 있다. 레이더(Rader)는 상기한 힐버트변환 FIR필터 및 라이스(Rice) 및 우(Wu)의 지연보상 FIR필터 대신 야코비안(Jacobian) 타원 함수들을 기초로 하여 설계되고 디지털화된 대역통과신호들에 대해 일정한 π/2의 위상응답차를 나타내는 한쌍의 전 대역 통과(all-pass) 디지털필터들을 사용하고 있다. 무한 임펄스 응답(IIR)형으로 구성되는 이러한 전 대역 통과 디지털필터들의 적합한 구성의 경우는 다음과 같은 시스템함수를 갖는다.See, "IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS", Vol. AES-20, No. 6 (Nov. 1984), pp. 821-824. M. C.M. Rader's paper, "A Simple Method for Sampling In-Phase and Quadrature Components," describes an improvement on complex synchronous detection performed on digitized bandpass signals. Rader is a constant π for bandpass signals designed and digitized on the basis of Jacobian elliptic functions instead of the Hilbert transform FIR filter and the delay compensation FIR filters of Rice and Wu. A pair of all-pass digital filters showing a phase response difference of / 2 is used. A suitable configuration of such full band pass digital filters, which are configured in an infinite impulse response (IIR) type, has the following system function.
H1(z) = z-1(z-2-a2)/(1-a2z-2) a2=0.5846832H 1 (z) = z -1 (z -2 -a 2 ) / (1-a 2 z -2 ) a 2 = 0.5846832
H2(z) = -(z-2-b2)/(1-b2z-2) b2=0.1380250H 2 (z) =-(z -2 -b 2 ) / (1-b 2 z -2 ) b 2 = 0.1380 250
레이더(Rader)는 한번은 "a2"이고 다른 한번은 "b2"인 단지 2번의 승산을 요구하는 필터구성에 관해 기재하고 있다.Rader describes a filter configuration that requires only two multiplications, one "a 2 " and the other "b 2 ".
도 7에는 실수/복소수 샘플변환기(24)의 다른 형태가 도시되어 있는데, 이에 있어서는 씨. 엠. 레이더(C.M. Rader)가 기재하고 있고 야코비안 타원 함수를 기초로 하여 설계된 형태를 갖는 한 쌍의 전 대역 통과 디지털필터(80),(90)(이하 "H1필터(80), H2필터(90)"으로 칭함)들이 포함된다. H1 및 H2 필터(80),(90)들은 디지털화된 대역통과신호들에 대한 일정한 π/2의 위상응답차를 나타낸다. VSB신호들을 싱크로다이닝시킬시 실수 샘플들을 과도하게 샘플링시키게 되면 심볼동기를 보다 좋게 할 수 있기 때문에, 본 발명자들은 지연망 회로에서의 추가 감소를 제공하기위해 서브샘플링을 이용하는 레이더(Rader)의 전 대역 통과 필터들을 사용하지 않도록 하고 있다.Fig. 7 shows another form of real / complex sample converter 24, in which Mr. M. A pair of all-pass digital filters 80, 90 (hereinafter referred to as " H1 filter 80, H2 filter 90 " described by CM Rader and having a form designed based on Jacobian elliptic function. "," Are included. The H1 and H2 filters 80 and 90 exhibit a constant π / 2 phase response difference for the digitized bandpass signals. Because oversampling real samples when synchronizing VSB signals can result in better symbol synchronization, the present inventors use the full bandwidth of the radar to use subsampling to provide further reduction in delay network. Do not use pass filters.
시스템함수 H1(z) = z-1(z-2-a2)/(1-a2z-2) (여기서, 십진연산시 a2=0.5846832)을 제공하는 H1필터(80)의 구조는 도 7에 도시되어 있으며, 다음과 같이 동작이 이루어지게 되어 있다. 즉, 대역통과 ADC(22)로부터 출력되는 샘플들은 클럭형 지연소자(88)의 일 ADC 샘플클럭기간만큼 지연된 후 노드(89)에 인가되게 된다. 노드(89)에 인가된 상기 신호는 다시 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(81),(82)에서 2 ADC 샘플클럭기간만큼 지연된 후, 디지털 가산기(83)에 제1 피가수신호로서 인가된다. 가산기(83)의 합 출력신호는 H1필터(80)로부터 출력되는 실수응답신호가 된다. 상기 가산기(83)의 합 출력신호는 또한 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(84),(85)에서 2 ADC 샘플클럭기간만큼 지연된 후, 노드(89)의 신호를 감수 입력신호로서 수신하는 디지털 감산기(86)에 피감수 입력신호로서 인가된다. 상기 디지털 감산기(86)의 결과 차 출력신호는 이진연산을 이용하여 a2피승수신호를 승산하는 디지털 승산기(87)에 승산 입력신호로서 공급된다. 결과 곱 출력신호는 디지털 가산기(83)에 제2 피가수 신호로서 인가된다.Structure of H1 filter 80 providing system function H 1 (z) = z -1 (z -2 -a 2 ) / (1-a 2 z -2 ), where a 2 = 0.5846832 in decimal operation 7 is shown in FIG. 7, and the operation is performed as follows. That is, the samples output from the bandpass ADC 22 are applied to the node 89 after being delayed by one ADC sample clock period of the clocked delay element 88. The signal applied to the node 89 is delayed by 2 ADC sample clock periods from the clocked delay elements 81 and 82 cascaded again, and then applied to the digital adder 83 as the first subject signal. The sum output signal of the adder 83 becomes a real response signal output from the H1 filter 80. The sum output signal of the adder 83 is also delayed by 2 ADC sample clock periods in the cascaded clock type delay elements 84 and 85, and then receives the signal of the node 89 as a subtractive input signal. Applied to 86 as a susceptible input signal. The resulting difference output signal of the digital subtractor 86 is supplied as a multiplication input signal to a digital multiplier 87 which multiplies the a 2 multiplier signal by using a binary operation. The resulting product output signal is applied to the digital adder 83 as a second singular signal.
시스템함수 H2(z) = -(z-2-b2)/(1-b2z-2) (여기서, 십진연산시 b2=0.1380250)을 제공하는 H2필터(90)의 구조는 도 7에 도시되어 있으며, 다음과 같이 동작이 이루어지게 되어 있다. 즉, 대역통과 ADC(22)로부터 출력되는 샘플들은 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(91),(22)에서 2 ADC 샘플클럭기간만큼 지연된 후, 디지털 가산기(93)에 제1 피가수신호로서 인가된다. 가산기(93)의 합 출력신호는 H2필터(90)로부터 출력되는 허수응답신호가 된다. 상기 가산기(93)의 합 출력신호는 또한 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(94),(95)에서 2 ADC 샘플클럭기간만큼 지연된 후, 디지털 감산기(96)에 피감수 입력신호로서 인가된다. 상기 디지털 감산기(96)는 대역통과 ADC(22)로부터 샘플들을 감수 입력신호로서 수신한다. 디지털 감산기(96)의 결과 차 출력신호는 이진연산을 이용하여 b2피승수신호를 승산하는 디지털 승산기(97)에 승산 입력신호로서 공급된다. 결과 곱 출력신호는 디지털 가산기(93)에 제2 피가수 신호로서 인가된다.The structure of the H2 filter 90 which provides the system function H 2 (z) =-(z -2 -b 2 ) / (1-b 2 z -2 ) (where b 2 = 0.1380250 in decimal operation) is shown in FIG. It is shown in Figure 7, the operation is made as follows. That is, the samples output from the bandpass ADC 22 are delayed by 2 ADC sample clock periods from the cascaded clock type delay elements 91 and 22, and then applied to the digital adder 93 as a first addee signal. . The sum output signal of the adder 93 becomes an imaginary response signal output from the H2 filter 90. The sum output signal of the adder 93 is also delayed by 2 ADC sample clock periods in the cascaded clocked delay elements 94 and 95, and then applied to the digital subtractor 96 as a subtracted input signal. The digital subtractor 96 receives samples from the bandpass ADC 22 as a subtractive input signal. The resulting difference output signal of the digital subtractor 96 is supplied as a multiplication input signal to the digital multiplier 97 which multiplies the b 2 multiplier signal by using a binary operation. The resulting product output signal is applied to the digital adder 93 as a second singular signal.
도 8에는 도 7의 실수/복소수샘플변환기(24)(도 8,도 9, 도 10에서의 설명에서는 "복소수신호 필터"라고도 칭함)를 다음과 같이 변형시켜 얻은 복소수신호 필터가 도시되어 있다. 즉, 클럭형 지연소자(88)의 위치를 대역통과 ADC(22)의 디지털 출력신호를 지연시키지 않고 대신 가산기(83)의 합 출력신호를 지연시키도록 시프트(shift)시키고, 대역통과 ADC(22)의 디지털 출력신호를 노드(89)에 지연없이 인가하여, 위치 시프트된 클럭형 지연소자(88)의 출력포트에 실수 응답신호가 제공되게 한다. 위치 시프트된 클럭형 지연소자(81)의 출력포트에 제공되는 실수 응답신호는 클럭형 지연소자(84)의 출력포트에 제공되는 응답신호와 동일하다. 따라서, 상기 실수 응답신호는 위치 시프트된 클럭형 지연소자(81)의 출력포트로부터 제공되지 않고 클럭형 지연소자(84)의 출력포트로부터 제공되게 되며, 따라서 위치 시프트된 클럭형 지연소자(81)는 더 이상 필요치 않다.FIG. 8 shows a complex signal filter obtained by modifying the real / complex sample converter 24 (also referred to as " complex signal filter " in the description of FIGS. 8, 9 and 10) of FIG. That is, the position of the clock type delay element 88 is shifted so as not to delay the digital output signal of the band pass ADC 22 but instead to delay the sum output signal of the adder 83, and the band pass ADC 22 is delayed. Is applied without delay to the node 89, so that a real response signal is provided to the output port of the position shifted clock-type delay element 88. The real response signal provided to the output port of the position shifted clock type delay element 81 is the same as the response signal provided to the output port of the clock type delay element 84. Thus, the real response signal is provided from the output port of the clocked delay element 84, rather than from the output port of the position shifted clock type delay element 81, and thus the position shifted clocked delay element 81. Is no longer needed.
도 9에는 도 8의 복소수신호 필터를 다음과 같이 변형시켜 얻은 복소수신호 필터가 도시되어 있다. 즉, 가산기(83)에 대한 제1 피가수 신호를 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(81),(82)로부터 취하지 않고 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(91),(92)로부터 취한다. 따라서, 상기 캐스케이드 접속된 클럭형 지연소자(81),(82)는 더 이상 필요치 않다. 도 9의 복소수신호 필터는 여분의 클럭형 지연소자들을 생략하고 있다는 점에서 도 7 및 도 8의 복소수신호 필터들에 비해 바람직한 것이다.9 illustrates a complex signal filter obtained by modifying the complex signal filter of FIG. 8 as follows. That is, the first subsumed signal for the adder 83 is taken from the cascaded clocked delay elements 91 and 92 without taking the cascaded clocked delay elements 81 and 82 from each other. Thus, the cascaded clocked delay elements 81 and 82 are no longer needed. The complex signal filter of FIG. 9 is preferable to the complex signal filters of FIGS. 7 and 8 in that redundant clock type delay elements are omitted.
도 10는 디지털화된 대역통과신호들에 대한 실수 응답신호 Re와 허수 응답신호 Im간의 일정한 π/2의 위상차를 발생시키는 복소수신호 필터의 상세 블록도로서, 이 복소수신호 필터는 "QUADRATURE DEMODULATOR"라는 명칭으로 1991년 11월 27자로 공고된 티. 에프. 에스. 엔지(T.F.S.Ng)의 영국 특허출원 제2 244 410 A 호에 기재되어 있는 복소수신호 필터와 유사하다. 상기 엔지(Ng)의 필터는 레이더(Rader)의 IIR필터가 아니라 FIR형 필터이다. 도 10의 복소수신호 필터는 2:1 데시메이션이 필터링에 앞서 이루어지지 않고 필터링 후에 이루어진다는 점에서 엔지(Ng)의 필터와 다른 점을 가지고 있다.Fig. 10 is a detailed block diagram of a complex signal filter for generating a constant? / 2 phase difference between a real response signal Re and an imaginary response signal Im for digitized band pass signals, which is named "QUADRATURE DEMODULATOR". Tee, announced 27 November 1991. F. s. It is similar to the complex signal filter described in UK Patent Application No. 2 244 410 A of T.F.S.Ng. The filter of the engine Ng is not an radar IIR filter but a FIR filter. The complex signal filter of FIG. 10 differs from that of the engine Ng in that 2: 1 decimation is performed after filtering rather than before filtering.
상기 필터는 실수 및 허수 필터링이 공유 탭형 지연라인에 의해 지원되게 해준다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 공유 탭형 지연라인은 대역통과 ADC(22)와 같이 심볼전송속도의 4배에 해당하는 속도로 클럭킹되는 래치들과 같은 캐스케이드 접속된 단일-클럭 지연 소자(100) 내지 (114)들로 구성되어 있다. 소정 설계의 경우, 단일-클럭 지연 소자(100)는 생략하거나 대역통과 ADC(22)에 포함시킬 수 있다. 도 6의 복소수 필터에 포함되는 디지털 가산기들 및 디지털 감산기들은 각기 단일-클럭 기간의 지연을 갖게 심볼전송속도의 4배에 해당하는 속도로 클럭킹되는 것으로 가정한다. 디지털 승산기들은 2의 정수제곱(integral power)에 의한 승산의 경우 와이어드 플레이스 시프트(wired place shift)인 것으로 가정하거나 ROM으로부터 제공되는 것으로 가정하고, 이에 따라 클럭킹된 동작이 관련되는 한 각 승산의 지연은 제로가 된다. 엔지(Ng)의 필터에서의 결과신호의 해상도는 최소한 8 비트인 것으로 가정한다.The filter allows real and imaginary filtering to be supported by the shared tapped delay line. As shown in FIG. 10, the shared tapped delay line is cascaded single-clock delay element 100 such as latches clocked at a rate corresponding to four times the symbol transmission rate, such as the bandpass ADC 22. ) To (114). For certain designs, the single-clock delay element 100 may be omitted or included in the bandpass ADC 22. It is assumed that the digital adders and the digital subtractors included in the complex filter of FIG. 6 are each clocked at a rate corresponding to four times the symbol transmission rate with a delay of a single clock period. Digital multipliers are assumed to be wired place shifts or are provided from ROM for multiplication by an integral power of two, so the delay of each multiplication is as long as clocked operation is involved. It becomes zero. It is assumed that the resolution of the resultant signal in the engine Ng filter is at least 8 bits.
실수 응답신호 H1(z)를 발생시킬 수 있도록 상기 실수 응답 필터는 엔지(Ng)가 설명하고 있는 예마다 탭 가중치 W0=4, W1=0, W2=-12, W3=-72, W4=72, W5=12, W6=0, W7=-4 들을 인가하는 것으로 가정한다. 상기 실수 응답 필터는 단일-클럭 지연 소자(100) 내지 (114)외에, 지연 소자(100)의 응답신호로부터 지연 소자(114)의 응답신호를 감산하기 위한 디지털 감산기(121)와, 그 감산기(121)의 차동 응답신호를 4의 인수로 가중화시키는 디지털 승산기(122)와, 지연 소자(109)의 응답신호로부터 지연 소자(103)의 응답신호를 감산하기 위한 디지털 감산기(125)와, 그 감산기(125)의 차동 응답신호를 12의 인수로 가중화시키기 위한 디지털 승산기(126)와, 지연 소자(107)의 응답신호로부터 지연 소자(105)의 응답신호를 감산하기 위한 디지털 감산기(127)와, 그 감산기(127)의 차동 응답신호를 72의 인수로 가중화시키기 위한 디지털 승산기(128)와, 상기 디지털 승산기(126),(128)들의 곱 신호들을 합산하기 위한 디지털 가산기(129)와, 상기 디지털 승산기(122)의 곱 신호를 상기 가산기(129)의 합 출력신호와 합산하기 위한 디지털 가산기(130)와, 그 가산기(130)으로부터의 합 출력신호에 대한 데시메이션 처리된 응답신호에서의 실수 필터 응답신호 Re를 발생시키기 위한 2:1 데시메이터(131)를 포함한다.In order to generate a real response signal H 1 (z), the real response filter has tap weights W 0 = 4, W 1 = 0, W 2 = -12, and W 3 =-for each example described by the engine Ng. Assume 72, W 4 = 72, W 5 = 12, W 6 = 0, and W 7 = -4. The real response filter includes a digital subtractor 121 for subtracting the response signal of the delay element 114 from the response signal of the delay element 100, in addition to the single-clock delay elements 100 to 114, and a subtractor thereof. A digital multiplier 122 for weighting the differential response signal of 121 by a factor of 4, a digital subtractor 125 for subtracting the response signal of the delay element 103 from the response signal of the delay element 109, and a subtractor thereof. A digital multiplier 126 for weighting the differential response signal of 125 with a factor of 12, a digital subtractor 127 for subtracting the response signal of the delay element 105 from the response signal of the delay element 107, and A digital multiplier 128 for weighting the differential response signal of the subtractor 127 by a factor of 72, a digital adder 129 for summing product signals of the digital multipliers 126, 128, The product signal of the digital multiplier 122 A digital adder 130 for summing up the sum output signal and a 2: 1 decimator 131 for generating a real filter response signal Re in the decimated response signal for the sum output signal from the adder 130. ).
감산기(121)는 가산기(129)의 지연을 보상하기 위해 단일-클럭 기간 지연을 도입하도록 대역통과 ADC(22)의 출력신호로부터 지연 소자(113)의 응답신호를 감산하는 대신 지연 소자(100)의 응답신호로부터 지연 소자(114)의 응답신호를 감산한다. W1=0, W6=0 이기 때문에 지연 소자(101)의 응답신호로부터 지연 소자(111)의 응답신호를 감산하기 위한 디지털 감산기(123) 또는 그 디지털 감산기(123)의 차동 응답신호를 가중화시키기 위한 디지털 승산기(124)가 존재하지 않는다. 결과적으로, 승산기(124)로부터의 곱 출력값과 승산기(122)로부터의 곱 출력값을 합산하기 위한 디지털 가산기는 존재하지 않는다. 그 결과, 가산기(129)의 지연을 보상할 필요성이 있다.The subtractor 121 subtracts the response signal of the delay element 113 from the output signal of the bandpass ADC 22 to introduce a single-clock period delay to compensate for the delay of the adder 129 instead of the delay element 100. The response signal of the delay element 114 is subtracted from the response signal of. Since W 1 = 0 and W 6 = 0, the digital subtractor 123 or the differential response signal of the digital subtractor 123 for subtracting the response signal of the delay element 111 from the response signal of the delay element 101 is weighted. There is no digital multiplier 124 to be summed. As a result, there is no digital adder for summing the product output value from multiplier 124 and the product output value from multiplier 122. As a result, there is a need to compensate for the delay of the adder 129.
허수 응답신호 H1(z)를 발생시킬 수 있도록 상기 허수 응답 필터는 엔지(Ng)가 설명하고 있는 예로부터 정정된 탭 가중치 W8=8, W9=14, W10=22, W11=96, W12=22, W13=14, W14=8 들을 인가하는 것으로 가정한다. 상기 허수 응답 필터는 단일-클럭 지연 소자(100) 내지 (112)외에, 지연 소자(112)의 응답신호를 지연 소자(100)의 응답신호에 가산하기 위한 디지털 가산기(141)와, 그 가산기(121)의 합 응답신호를 8의 인수로 가중화시키는 디지털 승산기(142)와, 지연 소자(110)의 응답신호를 지연 소자(102)의 응답신호에 가산하기 위한 디지털 가산기(143)와, 그 가산기(143)의 합 응답신호를 14의 인수로 가중화시키는 디지털 승산기(144)와, 지연 소자(108)의 응답신호를 지연 소자(104)의 응답신호에 가산하기 위한 디지털 가산기(145)와, 그 가산기(145)의 합 응답신호를 22의 인수로 가중화시키는 디지털 승산기(146)와, 지연 소자(107)의 응답신호를 96의 인수로 가중화시키는 디지털 승산기(147)와, 상기 디지털 승산기(142),(144)들의 곱 신호들을 합산하기 위한 디지털 가산기(148)와, 상기 디지털 승산기(146),(147)들의 곱 신호들을 합산하기 위한 디지털 가산기(149)와, 상기 가산기(148),(149)들로부터의 합 출력신호들을 합산하기 위한 디지털 가산기(150)와, 그 가산기(150)으로부터의 합 출력신호에 대한 데시메이션 처리된 응답신호에서의 허수 필터 응답신호 Im를 발생시키기 위한 2:1 데시메이터(151)를 포함한다.In order to generate an imaginary response signal H 1 (z), the imaginary response filter has a tap weight corrected from the example described by the engine Ng W 8 = 8, W 9 = 14, W 10 = 22, W 11 = Assume that 96, W 12 = 22, W 13 = 14, and W 14 = 8 are applied. The imaginary response filter includes, in addition to the single-clock delay elements 100 to 112, a digital adder 141 for adding the response signal of the delay element 112 to the response signal of the delay element 100, and an adder ( A digital multiplier 142 for weighting the sum response signal of 121 with a factor of 8, a digital adder 143 for adding the response signal of the delay element 110 to the response signal of the delay element 102, and the adder A digital multiplier 144 for weighting the sum response signal of 143 by a factor of 14, a digital adder 145 for adding the response signal of the delay element 108 to the response signal of the delay element 104, and A digital multiplier 146 for weighting the sum response signal of the adder 145 with a factor of 22, a digital multiplier 147 for weighting the response signal of the delay element 107 with a factor of 96, and the digital multiplier 142. A digital adder 148 for summing product signals of 144 A digital adder 149 for summing product signals of the hair multipliers 146, 147, a digital adder 150 for summing sum output signals from the adders 148, 149, and And a 2: 1 decimator 151 for generating an imaginary filter response signal Im in the decimated response signal for the sum output signal from the adder 150.
디지털 승산기(147)는 가산기(141),(143),(145) 각각의 단일-클럭 기간 지연을 보상하기 위해 단일-클럭 기간 지연을 도입하도록 지연 소자(106)의 응답신호를 가중화시키는 대신 지연 소자(107)의 응답신호를 96의 인수로 가중화시키고 있다.The digital multiplier 147 delays instead of weighting the response signal of the delay element 106 to introduce a single-clock period delay to compensate for the single-clock period delay of each of the adders 141, 143, and 145. The response signal of the element 107 is weighted by a factor of 96.
비록 약간 덜 바람직한 것이긴 하지만 본 발명의 다른 실시예로서, 2차원 심볼 디코딩회로(37) 및 1차원 심볼 디코딩회로(38)로부터의 트렐리스 디코딩된 출력신호들을 각기 데이터 디인터리버에 공급하고, 데이터 디-인터리빙이 완료될 때까지 데이터소오스의 선택을 지연시키게 할 수도 있다. 또한, 비록 약간 덜 바람직한 것이긴 하지만 본 발명의 다른 실시예로서, 2차원 심볼 디코딩회로(37)의 트렐리스코딩된 출력신호를 데이터 디인터리버에 의해 디-인터리빙시킨 후 리드-솔로몬 디코더에 의해 디코딩시켜 에러가 정정된 데이터의 제1 스트림을 발생시키고, 또한 1차원 심볼 디코딩회로(38)의 트렐리스코딩된 출력신호를 데이터 디인터리버에 의해 디-인터리빙시킨 후 리드-솔로몬 디코더에 의해 디코딩시켜 에러가 정정된 데이터의 제2 스트림을 발생시켜, 이 제1 및 제2 에러정정 데이터 스트림들사이에서 데이터소오스의 선택을 행하게 할 수도 있다. 이러한 실시예들의 변형예로서, 상기 제1 및 제2 에러정정 데이터 스트림들을 데이터소오스의 선택이 이루어지기전에 별도의 데이터 디랜더마이저들에 공급케 할 수도 있다. 다른 변형예로서, QAM신호 및 VSB 신호용으로 별도의 리드-솔로몬 디코더들을 사용할 수 있으나, 이 경우 QAM신호 및 VSB 신호 모두에 대해 하나의 데이터 디인터리버를 사용하거나 제1 및 제2 에러정정 데이터 모두에 대해 하나의 데이터 디랜더마이저를 사용할 수 있다.In another embodiment of the invention, although slightly less preferred, the trellis decoded output signals from the two-dimensional symbol decoding circuit 37 and the one-dimensional symbol decoding circuit 38 are respectively supplied to the data deinterleaver, It may also delay the selection of the data source until data de-interleaving is complete. Also, although slightly less preferred, as another embodiment of the present invention, the trellised output signal of the two-dimensional symbol decoding circuit 37 is deinterleaved by a data deinterleaver and then by a Reed-Solomon decoder. Decode to generate a first stream of error-corrected data, de-interleave the trellised output signal of the one-dimensional symbol decoding circuit 38 by the data deinterleaver and then decode by the Reed-Solomon decoder And generating a second stream of error-corrected data so as to select a data source between the first and second error correction data streams. As a variant of these embodiments, the first and second error correction data streams may be supplied to separate data de-randomizers before the selection of the data source is made. As another variant, separate Reed-Solomon decoders can be used for the QAM signal and the VSB signal, but in this case one data deinterleaver is used for both the QAM signal and the VSB signal, or for both the first and second error correction data. One data derandomizer can be used for this purpose.
대역통과 ADC(22)가 디지털화중에 초당 21.52*106개의 샘플에 해당하는 샘플속도에서가 아니라 초당 43.05*106개의 샘플에 해당하는 샘플속도에서 샘플링을 행하게 되어 있는 본 발명 실시예들의 경우, 2:1 데시메이터(35)는 4:1 데시메이터로 대치된다. 이러한 변화를 위해서는 물론 샘플클럭발생기(23)에 대한 적절한 수정이 요구된다. 싱크로다이닝회로(25) 또는 (30)가 5.38MHz보다 높은 반송파 주파수를 갖는 DTV신호를 기저대로 싱크로다이닝되는 경우에는 초당 21.52 * 106개의 샘플에 해당하는 샘플속도보다 높은 샘플속도가 사용되는데, 이러한 상황은 싱크로다이닝회로(30)가 전 측파대의 주파수 보다 잔류 측파대의 주파수가 크게 되어 있는 QAM신호를 기저대로 싱크로다이닝시켜야 할 경우에 이루어진다. 기저대신호를 2보다 큰 N의 인수로 데시메이션처리하는 데시메이터들은 단순히 샘플들을 빼내게 설계하는 것 보다는 기저대신호를 프리 필터(pre-fliter)에 의해 프리 필터링(pre-filtering)시킨 후 그 프리 필터의 응답신호에서 샘플들을 빼내게 설계하는 것이 좋다.In the embodiments of the present invention, the bandpass ADC 22 is configured to sample at a sample rate of 43.05 * 10 6 samples per second, rather than at a sample rate of 21.52 * 10 6 samples per second during digitization. The: 1 decimator 35 is replaced with a 4: 1 decimator. This change, of course, requires appropriate modifications to the sample clock generator 23. When the synchronization circuit 25 or 30 synchronizes a DTV signal having a carrier frequency higher than 5.38 MHz as a base, a sample rate higher than a sample rate corresponding to 21.52 * 10 6 samples per second is used. The situation occurs when the synchro-dining circuit 30 needs to synchronize the baseband of the QAM signal whose frequency of the remaining side band is greater than that of the front side band. Decimators that decimate the baseband signal with a factor greater than 2 do not pre-filter the baseband signal with a pre-fliter, but rather than simply design samples. It is good practice to design samples to subtract the response from the pre-filter.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들에서는 디지털 형태의 QAM 싱크로다이닝회로와 VSB 싱크로다이닝회로를 사용하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들에서 기저대 신호들에 대해서가 아니라 최종 IF신호들에 대해 행해지는 디지털처리는 필히 행해져야 하는 아날로그/디지털 변환과정들의 횟수를 감소시켜 주고, 상기 QAM 싱크로다이닝회로에서 사용되는 두개의 아날로그/디지털 변환기들의 변환특성들을 추적하는 것에 관련된 문제점을 완전히 배제시켜 준다.In the above-described preferred embodiments of the present invention, a digital QAM synchro-dining circuit and a VSB synchro-dining circuit are used. In preferred embodiments of the present invention, the digital processing performed on the final IF signals rather than on the baseband signals reduces the number of analog / digital conversion processes that must be performed and is used in the QAM synchro- dinning circuit. This completely eliminates the problems associated with tracking the conversion characteristics of two analog / digital converters.
그러나, 본 발명의 다른 실시예의 경우에는 QAM신호를 기저대로 싱크로다이닝시키는 과정을 동위상 및 직교위상 아날로그 동기검출기들을 사용하여 행하게 되어 있다. 이 경우, 상기 동위상 및 직교위상 아날로그 동기검출기들의 후단측에는 인터리빙된 QAM샘플 코드의 실수 샘플 스트림을 발생시키도록 상기 동위상 아날로그 동기검출기로부터의 응답신호를 디지털화시키고 또한 인터리빙된 QAM샘플 코드의 허수 샘플 스트림을 발생시키도록 상기 직교위상 아날로그 동기검출기로부터의 응답신호를 디지털화시키는 아날로그/디지털 변환회로가 설치된다.However, in another embodiment of the present invention, the process of synchronizing the QAM signal to the base is performed using in-phase and quadrature analog synchronous detectors. In this case, at the rear end of the in-phase and quadrature analog synchronous detectors, the response signal from the in-phase analog synchronous detector is digitized to generate a real sample stream of the interleaved QAM sample code, and the imaginary samples of the interleaved QAM sample code. An analog / digital conversion circuit is provided for digitizing the response signal from the quadrature analog synchronous detector to generate a stream.
ATSC규격의 개발중에 필드 테스트를 위해 사용된 DTV 수신기형태로부터 채택한 본 발명의 또 다른 실시예들의 경우에는 VSB신호를 기저대로 싱크로다이닝시키는 과정을 아날로그 동기검출기를 사용하여 행하게 되어 있다. 이 경우, 상기 아날로그 동기검출기의 후단측에는 인터리빙된 VSB 심볼코드의 샘플스트림을 발생시키도록 상기 아날로그 동기검출기로부터의 응답신호를 디지털화시키는 아날로그/디지털 변환기(ADC)가 설치되고, 그의 후단측에는 기저대 위상 추적기가 설치된다. 이 실시예들의 경우, 데시메이션 필터는 기저대 위상 트랙커의 응답신호로부터 직접적으로 입력신호를 취한다.In another embodiment of the present invention, which is adopted from the DTV receiver type used for field testing during the development of the ATSC standard, the process of synchronizing the VSB signal based on the analog signal is performed using an analog synchronous detector. In this case, an analog-to-digital converter (ADC) is provided at the rear end of the analog synchronous detector to digitize the response signal from the analog synchronous detector to generate a sample stream of interleaved VSB symbol code. The tracker is installed. For these embodiments, the decimation filter takes the input signal directly from the response signal of the baseband phase tracker.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예들에 있어서는 심볼 위상 조정의 "랩-어라운드(wrap-around)"를 이룰 수 있게 디지털 싱크로다이닝과정을 사용한다. 심볼 위상 조정은 기저대의 대역 변환시 이루어지며, 이에 따라 디지털 반송파를 저장하는 ROM들이 적절히 어드레스되면 개방된 선형조정범위에서가 아니라 폐쇠된 조정범위 사이클에서 심볼위상 조정이 이루어지게 된다. 기저대에서만 유효한, 심볼위상에 대한 개방된 선형 조정범위만이 존재하는 경우에는 조정범위의 한계에 도달시 심볼위상 맞춤(phasing)은 시간변위의 형태로 점프될 것이다. 이러한 시간점프에 의해 시간변위 점프가 역방향으로 이루어지는지 순방향으로 이루어지는지의 여부에 따라 심볼코딩스트림에서의 심볼들의 반복 또는 심볼코딩스트림에서의 심볼손실이 야기될 것이다. 이러한 효과는 바람직하지 않게 시간변위의 점프가 발생하는 데이터 라인내에서의 심볼 계수동작을 방해하며, 그 결과 일시적인 데이터 동기 손실이 발생된다.In the above-described preferred embodiments of the present invention, a digital synchro-processing process is used to achieve "wrap-around" of symbol phase adjustment. The symbol phase adjustment is performed during baseband conversion, so that when the ROMs storing the digital carriers are properly addressed, the symbol phase adjustment is made in a closed adjustment range cycle rather than in an open linear adjustment range cycle. If there is only an open linear adjustment range for the symbol phase, which is valid only at the baseband, the symbol phase phasing will jump in the form of time displacement upon reaching the limit of the adjustment range. This time jump will cause repetition of symbols in the symbol coding stream or symbol loss in the symbol coding stream depending on whether the time shift jump is in the reverse direction or in the forward direction. This effect undesirably interferes with the symbol counting operation in the data line where time shift jumps occur, resulting in temporary data synchronization loss.
현재 텔레비젼 기술자들은 서로 다른 형태를 갖는 다양한 텔레비젼신호들, 일례로 현 시대의 NTSC 신호들과 유사한 해상도를 가지고 있고 동시에 전송되는 4개의 텔레비젼신호들을 전송하기 위한 HDTV용 디지털 전송시스템의 사용을 연구하고 있다. 본 발명은 이러한 대체 전송방법용의 수신기들에 사용하는데 적합하고, 따라서 첨부된 청구범위는 상기한 바와 같은 수신기들을 포함할 수 있을 정도로 충분히 넓게 해석되어야만 할 것이다.Currently, television technicians are studying the use of digital transmission systems for HDTV to transmit a variety of television signals of different types, for example four television signals having a resolution similar to that of modern NTSC signals and transmitted simultaneously. . The invention is suitable for use in receivers for such alternative transmission methods, and therefore the appended claims should be construed broadly enough to encompass receivers as described above.
청구범위의 기재에 있어, "상기"라는 단어는 선행 기재된 요소들을 인용하는 경우 사용한 것이다.In the description of the claims, the word "above" is used to refer to the elements set forth above.
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