KR100459112B1 - 심볼 타이밍 복구장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

심볼 타이밍 복구장치 및 방법은 외부에서 초기화 신호가 입력되면 디지탈 변환된 신호를 전처리 필터링하는 단계와, 상기 필터링된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 출력하면서 상기 디지탈 변환된 신호로 부터 신뢰성 있는 세그먼트 동기신호가 검출되는지를 판단하는 단계와, 상기 세그먼트 동기신호가 검출되면 상기 디지탈 변환된 신호의 타이밍 에러를 검출하여 타이밍을 복구하는 단계로 이루어져 시스템 초기 동작시 신호의 파형이 깨끗하지 못할 경우 기존에 존재하는 등화기를 전치필터로 사용함으로써 하드웨어 복잡도 없이 타이밍 에러 신호를 발생시키는 효과가 있다.

Description

심볼 타이밍 복구장치 및 방법

본 발명은 디지탈 통신 시스템에 관한 것으로 특히, 심볼 타이밍 복구장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미국의 GA(Grand Alliance) HDTV 방송 규격에서는 지상용 VSB(Vestigial SideBand) 전송 방식을 사용한다.

이때 일반적인 VSB 전송 방식은 VSB 전송 데이터에 HDTV 수신부에서 동기신호를 쉽게 검출할 수 있도록 특정 동기신호 패턴을 주기적으로 삽입한 형태의 데이터 스트림을 사용한다.

상기 데이터 스트림은 832 심볼(Symbol) 단위의 연속된 데이터 세그먼트(Data Segment)로 구성되며, 데이터 세그먼트는 예를 들어 +1, 0, 0, +1 등과 같이 4개의 심볼로 구성된 동기 신호 구간과 828개의 심볼로 구성된 데이터 구간으로 구분된다.

상기 4개의 심볼로 구성된 동기 신호 구간을 찾아 내어 수평동기를 복구한다.

즉, 세그먼트 동기신호를 찾아야 타이밍 복구를 시작하는데 초기에 타이밍 복구가 되지 않은 경우 클럭 슬립 현상에 의해서 세그먼트 동기신호를 검출하기가 어려우며 이것이 물고 물리는 관계가 되어서 시스템이 록킹되지 않는 현상이 발생된다. 이 확률은 송신기와 수신기의 주파수의 차이에 비례하게 된다.

도 1은 일반적인 세그먼트 동기신호의 패턴을 보여주는 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 종래의 타이밍 복구장치는 ADC(21)와, 세그먼트 동기 복구부(22)와, 직각 필터(Quadrature filter)(23)와, PWM(24)와, 차지펌프(25)와, 루프 필터(26) 및 VCXO(27)로 구성된다.

먼저, ADC(21)에서 디지탈 신호로 변환된 수신된 신호는 세그먼트 동기 복구부(22)로 출력되어 도 1(a)와 같은 세그먼트 동기신호를 찾는다.

직각 필터(23)는 상기 세그먼트 동기 복구부(22)에서 출력되는 타임 인에이블 신호(timen)에 따라 상기 ADC(21)에서 출력되는 신호의 타이밍 에러를 검출하여 타이밍 정보를 PWM(24)로 출력한다.

상기 직각 필터(23)는 도 3과 같이 3개의 지연기와 3개의 가산기로 구성된다.

PWM(24)은 상기 세그먼트 동기 복구부(22)에서 출력되는 변조 인에이블 신호(pwmen)에 따라 직각 필터(23)에서 출력되는 타이밍 정보에 대해 위상 폭 변조를 수행하여 업 신호 및 다운 신호를 차지 펌프(25)로 출력한다.

차지 펌프(25)는 입력된 업 신호 및 다운 신호에 따라 펌핑하여 루프 필터(26)로 출력하고, 루프 필터(26)는 저역 통과 필터링을 수행하여 VCXO(27)로 출력하고 이 VCXO(27)는 복구된 클럭을 ADC(21)로 출력한다.

즉, 세그먼트 동기 복구부(22)에서 세그먼트 동기신호를 찾은 후에 이 세그먼크 신호를 직각 필터(23)를 통해 필터링한다. 이 직각 필터(23)의 출력을 세그먼트 주기 마다 샘플링하고 이 신호를 타이밍 에러 신호로써 피드백 시킨다.

이와 같은 종래기술의 타이밍 복구장치는 타이밍 에러 정보를 복원하기 위해서 세그먼트 신호를 판정한 후 이의 출력을 피드백시키므로 신호의 파형이 깨끗한 경우는 비교적 쉽게 세그먼트 신호를 판정할 수 있지만 신호의 파형이 깨끗하지 못할 경우는 세그먼트 신호 판정이 잘못되거나 불가능해져 타이밍 에러의 추출이 불가능해지는 문제점이 발생된다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 하드웨어 복잡도의 증가없이 신호의 파형이 깨끗하지 않은 경우에도 정확한 타이밍 에러를 추출할수 있는 심볼 타이밍 복구장치 및 방법를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치 및 방법의 특징은 시스템 시작 초기에 결정궤환 방식을 사용하지 않는 타이밍 복구방식으로 동작시키다가 세그먼트 및 프레임 동기신호가 검출되면 결정궤환 방식을 사용하는 타이밍 복구방식으로 동작시킴에 있다.

또한, 본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치 및 방법의 다른 특징은 세그먼트 동기신호가 검출되지 않은 동안 등화기의 피드 포워드 필터를 이용하여 타이밍 에러를 추출함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 ADC(41)와, 채널 변환이나 심각한 오류등에 의한 리셋 신호를 입력받아 제어신호 및 선택 신호를 출력하는 제어부(51)와, 제어부(51)의 제어에 따라 ADC(41)에서 출력된 신호를 포워드 필터링하는 포워드 필터(47)와, ADC(41)에서 출력된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 검출하여 제어부(51)로 검출신호를 출력하는 제 1타이밍 에러 검출부(49)와, 포워드 필터(47)에서 출력된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 검출하는 제 2타이밍 에러 검출부(50)와, 제어부(51)의 선택 신호에 따라 제 1타이밍 에러 검출부(49)와 제 2타이밍 에러 검출부(50)에서 출력된 신호중 하나를 선택 출력하는 선택부(45)와, 선택부(45)에서 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환 하거나 위상 폭 변조를 수행하는 DAC 또는 PWM(44)와, DAC 또는 PWM(44)에서 출력된 신호를 저역 통과 필터링하여 출력하는 LPF(43)와, LPF(43)에서 출력된 신호에 따라 발진하여 해당 클럭을 출력하는 VXCO(42)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 따른 심볼 타이밍 복구장치의 동작을 살펴보면 먼저, 본 발명은 타이밍 신호의 복원이 이루어지지 않은 경우 신호의 파형이 깨끗하지 않으므로 판정을 하지 않는 일반적인 전치필터를 사용한 가드너(Gardner) 방식의 타이밍 에러 추출 방식을 사용한다.

한편, 채널 상의 선형 특성 왜곡(Linear Channel Distortion)을 보상하기 위한 등화기(Equalizer)(46)의 경우 세그먼트 동기 신호가 검출되지 않은 경우는 아무런 동작을 하지 않으므로 이 아무런 동작을 하지 않을때에 등화기(46)를 상기 가드너 방식의 전치필터로 사용한다.

즉, 세그먼트 동기 신호가 검출되지 않은 시스템의 동작 초기에 쉬고 있는 피드 포워드 필터(47,48)를 전치필터로 이용한다.

만약, 제어부(51)에 채널 변환이나 심각한 오류 등에 의한 시스템 초기화 신호가 입력되면 피드 포워드 필터(47,48)를 전치필터의 계수로 초기화 시킨다.

그리고, ADC(41)에서 출력된 신호를 등화기(46)의 포워드 필터(47)를 통해 필터링한 후 제 2타이밍 에러 검출부(50)로 입력되어 타이밍 에러를 검출한다.

선택부(45)는 제어부(51)의 제어신호에 따라 제 2타이밍 에러 검출부(50)에서 출력된 신호를 DAC 또는 PWM(44)으로 선택 출력한다.

DAC 또는 PWM(44)에서 변환된 신호는 LPF(43)와 VCXO(42)를 통해 다시 ADC(41)에 입력된다.

이 기간동안 제 1타이밍 에러 검출부(49)는 ADC(41)에서 출력된 신호를 입력받아 세그먼트 동기신호를 검출하기 시작하며 이 검출된 세그먼트 동기신호가 어느 정도 신뢰도가 있다고 판단될 경우 세그먼트 동기신호 검출신호를 제어부(51)로 출력한다.

이 동기신호 검출신호가 입력되면 제어부(51)는 선택부(45)가 제 1타이밍 에러 검출부(49)의 출력을 DAC 또는 PWM(44)으로 선택 출력한다.

선택부(45)에서 선택 출력된 제 1타이밍 에러 검출부(49)의 검출 신호는 DAC 또는 PWM(44)를 통해 아날로그 신호로 변환하거나 위상 폭 변조를 수행한다.

그 후 LPF(43)에서 필터링하고 VCXO(42)로 출력하여 복구된 클럭을 다시 ADC(41)로 출력하고 등화기(46)가 동작한다.

즉, 타이밍 복구가 이루어지지 않은 시점에서는 판정에 의존하지 않는 타이밍 에러 신호를 발생시키고, 세그먼트 동기신호가 검출된 후에는 판정에 의존하는 타이밍 복구동작을 수행한다.

본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치 및 방법은 시스템 초기 동작시 신호의 파형이 깨끗하지 못할 경우 기존에 존재하는 등화기를 전치필터로 사용함으로써 하드웨어 복잡도 없이 타이밍 에러 신호를 발생시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 세그먼트 동기신호의 패턴을 보여주는 도면

도 2는 종래기술에 따른 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

도 3은 도 2의 직각 필터의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도

도 4는 본 발명에 따른 심볼 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

41 : ADC 42 : VCXO

43 : LPF 44 : DAC 또는 PWM

45 : 선택부 46 : 등화기

47 : 포워드 필터 48 : 피드백 필터

49,50 : 타이밍 에러 검출부 51 : 제어부

Claims (3)

1. 외부에서 초기화 신호를 입력받아 제어신호 및 선택 신호를 출력하는 제어부와,

   상기 초기화 신호 입력에 따른 제어부의 제어로 수신된 신호를 전처리 필터링하는 피드 포워드 필터와,

   상기 수신된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 검출하여 상기 제어부로 검출신호를 출력하는 제 1타이밍 에러 검출부와,

   상기 피드 포워드 필터에서 출력된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 검출하는 제 2타이밍 에러 검출부와,

   상기 제 2타이밍 에러 검출부에서 출력된 신호를 선택 출력하다가 제 1타이밍 에러 검출부에서 검출신호가 입력되면 제어부의 선택 신호에 따라 제 1타이밍 에러 검출부의 출력된 신호를 선택 출력하여 수신신호의 타이밍을 복구하는 선택부로 구성됨을 특징으로 하는 심볼 타이밍 복구장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 피드 포워드 필터는 등화기에 포함하는 필터임을 특징으로 하는 심볼 타이밍 복구장치.
3. 외부에서 초기화 신호가 입력되면 디지탈 변환된 신호를 전처리 필터링하는 단계와,

   상기 필터링된 신호를 입력받아 타이밍 에러를 출력하면서 상기 디지탈 변환된 신호로 부터 신뢰성 있는 세그먼트 동기신호가 검출되는지를 판단하는 단계와,

   상기 세그먼트 동기신호가 검출되면 상기 디지탈 변환된 신호의 타이밍 에러를 검출하여 타이밍을 복구하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 심볼 타이밍 복구방법.

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