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KR20050008431A - 수신 성능이 향상된 디지털 방송 송/수신 시스템 및 그의신호처리방법 - Google Patents

수신 성능이 향상된 디지털 방송 송/수신 시스템 및 그의신호처리방법 Download PDF

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KR20050008431A
KR20050008431A KR1020030063384A KR20030063384A KR20050008431A KR 20050008431 A KR20050008431 A KR 20050008431A KR 1020030063384 A KR1020030063384 A KR 1020030063384A KR 20030063384 A KR20030063384 A KR 20030063384A KR 20050008431 A KR20050008431 A KR 20050008431A
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KR
South Korea
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signal
synchronization signal
channel
predetermined
modified segment
Prior art date
Application number
KR1020030063384A
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English (en)
Inventor
김준수
박찬섭
곽정원
이동훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to PCT/KR2004/001384 priority patent/WO2005006759A1/en
Priority to DE602004015607T priority patent/DE602004015607D1/de
Priority to EP04773907A priority patent/EP1645134B1/en
Priority to US10/891,045 priority patent/US20050013380A1/en
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Abstract

동기획득 및 등화성능을 향상시키는 디지털 방송 송/수신 시스템 및 그의 신호처리방법이 개시된다. 디지털 방송 송신 시스템은, 입력신호를 소정의 에러 정정 방식으로 부호화하는 에러정정부호화부와, 부호화된 신호에 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 세그먼트 동기신호를 삽입하는 동기신호삽입부와, 동기신호가 삽입된 신호에 파일럿신호를 삽입하는 파일럿삽입부와, 파일럿신호가 삽입된 신호를 소정의 롤오프팩터로 펄스성형하는 펄스성형필터, 및 펄스성형된 신호를 전송 채널 대역으로 전송하는 RF부를 가진다. 변형된 세그먼트 동기신호는, 소정개의 동기신호를 가지며, 소정개의 동기신호에 대한 상관값의 평균은 자기 상관 특성을 갖는다. 이와 같은, 변형된 세그먼트 동기신호를 사용하는 전송 방식에 의해 기존 수신 시스템과의 호환성 및 하드웨어의 복잡도를 최소하면서, 동기 획득 및 등화 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

수신 성능이 향상된 디지털 방송 송/수신 시스템 및 그의 신호처리방법{Digital broadcasting transmission/reception capable of improving a receiving performance and a method signal processing thereof}
본 발명은 디지털 방송 송/수신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 세그먼트 동기신호를 가지는 디지털 방송 송신 시스템 및 그의 신호처리방법을 제공하며, 그에 대응하는 디지털 방송 수신 시스템 및 그의 신호처리방법을 제공하는 것이다.
도 1은 미국향 디지털 방송 송신 시스템(8-VBS)의 전송 프레임 구조를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 하나의 프레임(Frame)은 두 개의 필드(Field)로 구성되고, 하나의 필드는 313개의 세그먼트(Segment)로 구성된다. 하나의 세그먼트는 832 심볼로 구성되며, 그 중 4 심볼은 세그먼트 동기신호(Segment Sync)이고, 나머지 828 심볼은 데이터(Data) 및 에러 정정용 데이터(FEC)이다. 그리고, 한 필드의 첫번째 세그먼트는 필드 동기신호(Field Sync)로 이루어진다.
전송 프레임 구조는, 세그먼트 동기신호 및 필드 동기신호를 가지며, 수신 시스템에서는 이와 같은, 세그먼트 동기신호 및 필드 동기신호를 이용하여 수신 성능을 도모하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 8-VBS 신호가 소정의 레벨로 맵핑된 형태를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 4 심볼의 세그먼트 동기신호는 5, -5,-5, 5 의 2 레벨을 가지며, 828 심볼의 데이터 및 에러 정정용 데이터(FEC)는 -7,-5,-3,-1,1,3,5,7 의 8레벨을 갖는다.
이와 같이, 종래의 세그먼트 동기신호의 신호열은 5, -5,-5, 5 로 항상 일정한 형태를 갖으며, 정규화된 비주기 상관 특성은, 도 3에 도시된 바와 같다. 도시된 바와 같이, 기존의 세그먼트 동기신호의 상관 특성을 참조할 때, 사이드로브(sidelobe)의 최대값이 메인로브(mainlobe)의 50%에 해당한다.
따라서, 채널 환경이 열악한 경우, 세그먼트 동기신호의 정확한 위치를 파악하는데 어려움이 있다. 특히, 다중 경로 페이딩 채널에서는 세그먼트 동기신호의 시작점을 파악하는 것이 불가능하다고 할 수 있다.
한편, 수신 시스템에서는 필드 동기신호를 이용하여 등화를 수행한다. 그러나, 필드 동기신호는 도 1에 도시된 바와 같이, 313 세그먼트마다 간헐적으로 전송되기 때문에 채널이 급격하게 변하는 환경에서는 수신 시스템의 정합필터의 출력값이 매번 달라지므로 필드 동기신호의 검출이 어렵게 된다. 따라서, 채널의 변화가 심한 환경에서는 필드 동기신호의 획득에 소요되는 시간이 급격히 증가하는 문제점을 갖는다.
다시 말해서, 등화성능을 향상시키기 위해서는, 먼저, 채널 딜레이 프로파일을 정확히 추정해야 하며, 정확한 채널 딜레이 프로파일을 추정하기 위해서는 필드 동기신호와 같은 긴 훈련열이 필요하다. 그러나, 미국향 8-VBS 전송 프레임의 필드 동기신호는 313 세그먼트 마다 간헐적으로 전송되므로 빠르게 변하는 채널 환경에서는 채널 딜레이 프로파일의 추정값이 부정확하다는 문제점을 갖는다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 수신 성능을 향상시키는 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 디지털 방송 송신 시스템 및 그의 신호처리방법과, 그에 대응하는 디지털 방송 수신 시스템 및 그의 신호처리방법을 제공하는데 있다.
도 1은 미국향 디지털 방송 전송 방식에 따른 전송 프레임 구조도,
도 2는 미국향 디지털 방송 전송 방식의 세그먼트 신호의 레벨 형태도,
도 3은 기존의 세그먼트 동기신호의 정규화된 비주기 상관 특성도,
도 4는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템의 개략적인 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 디지털 방송 송신 시스템에 의한 변형된 세그먼트 동기신호를 가지는 전송 프레임 구조도,
도 6은 도 4의 동기신호삽입부(420)에서 삽입되는 본 발명에 따른 변형된 세그먼트 동기신호를 나타낸 도,
도 7은 도 4에 도시된 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법에 대한 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 개략적인 블록도,
도 9는 도 8에 도시된 디지털 방송 수신 시스템의 채널 추정부(870)에 대한 상세한 블록도,
도 10a 내지 도 10e는 본 발명에 따른 변형된 세그먼트 동기신호에 대한 정규화된 비주기 상관 특성도이며,
도 11은 도 8에 도시된 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
410 : 에러정정부호화부 420 : 동기신호삽입부
430 : 파일럿삽입부 440 : 펄스성형필터
450 : RF 부 810 : 튜너
820 : 주파수복원부 830 : 타이밍복원부
840 : 아날로그신호 제거부 850 : 주파수옵셋추정부
860 : 타이밍옵셋추정부 870 : 채널 추정부
871 : 상관값산출부 873 : 평균값산출부
880 : 등화부 890 : 에러정정복호화부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템은, 입력신호를 소정의 에러 정정 방식으로 부호화하는 에러정정부호화부; 부호화된 신호에 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 세그먼트 동기신호를 삽입하는 동기신호삽입부; 상기 동기신호가 삽입된 신호에 파일럿신호를 삽입하는 파일럿삽입부; 상기 파일럿신호가 삽입된 신호를 소정의 롤오프팩터로 펄스성형하는 펄스성형필터; 및 상기 펄스성형된 신호를 전송 채널 대역으로 전송하는 RF부;를 포함한다.
상기 변형된 세그먼트 동기신호는, 소정개의 동기신호를 가지며, 상기 소정개의 동기신호에 대한 상관값의 평균은 자기 상관 특성을 갖는다.
상기 동기신호삽입부는, 상기 변형된 세그먼트 동기신호를 반복되는 구조로 삽입하며, 일반적인 세그먼트 동기신호와 상기 변형된 세그먼트 동기신호를 교대로 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템.
바람직하게는, 상기 소정개의 동기신호는, 신호열 k,-k,-k,k 를 가지는 제1동기신호와, 신호열 k,k,k,k 를 가지는 제2동기신호와, 신호열 k,k,-k,-k 를 가지는 제3동기신호, 및 신호열 k,-k,k,-k 를 가지는 제4동기신호를 포함하며, 여기서, k는 자연수로 상기 동기신호의 크기이다.
한편, 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법은, 입력신호를 소정의 에러 정정 방식으로 부호화하는 단계; 부호화된 신호에 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 세그먼트 동기신호를 삽입하는 단계; 상기 동기신호가 삽입된 신호에 파일럿신호를 삽입하는 단계; 상기 파일럿신호가 삽입된 신호를 소정의 롤오프팩터로 펄스성형하는 단계; 및 상기 펄스성형된 신호를 전송 채널 대역으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상의 디지털 방송 송신 시스템에 대응하는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템은, 선국된 대역의 신호를 수신하여 기저대역의 신호로 변환하는 튜너;수신신호의 주파수 옵셋을 보상하는 주파수복원부; 상기 수신신호의 타이밍 옵셋을 보상하는 타이밍복원부; 상기 수신신호에 포함된 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정하는 채널 추정부; 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 수신신호를 등화하는 등화부; 및 소정의 에러 정정 방식에 의해 상기 수신신호의 에러를 정정하는 에러정정복호화부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 채널 추정부에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 주파수 옵셋을 추정하는 주파수옵셋추정부; 및 상기 채널 추정부에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 타이밍 옵셋을 추정하는 타이밍옵셋추정부;를 더 포함한다.
상기 채널 추정부는, 상기 변형된 세그먼트 동기신호와 기준 신호간의 상관값을 구하는 상관값산출부; 및 산출된 상기 상관값의 평균값을 산출하여 상기 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 평균값산출부;를 포함한다.
본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법은, 선국된 대역의 신호를 수신하는 단계; 수신신호의 주파수 옵셋을 보상하는 주파수복원단계; 상기 수신신호의 타이밍 옵셋을 보상하는 타이밍복원단계; 상기 수신신호에 포함된 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 채널추정단계; 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 수신신호를 등화하는 단계; 및 소정의 에러 정정 방식에 의해 상기 수신신호의 에러를 정정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 채널추정단계에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에기초하여 상기 주파수 옵셋을 추정하는 단계; 및 상기 채널 추정단계에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 타이밍 옵셋을 추정하는 단계;를 포함한다.
상기 채널추정단계는, 상기 변형된 세그먼트 동기신호와 기준 신호간의 상관값을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 상관값의 평균값을 산출하여 상기 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 단계;를 포함한다.
따라서, 변형된 세그먼트 동기신호를 사용하는 전송 방식에 의해 기존 수신 시스템과의 호환성 및 하드웨어의 복잡도를 최소하면서, 동기 획득 및 등화 성능을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
디지털 방송 송신 시스템은, 에러정정부호화부(410)와, 동기신호삽입부(420)와, 파일럿삽입부(430)와, 펄스성형필터(440), 및 RF부(450)를 가지고 있다.
에러정정부호화부(410)는 입력되는 MPEG2-TS 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부(411)와, 데이터의 에러 정정을 위해 소정 바이트의 RS 패리티를 부가하는 RS인코딩부(413)와, RS 패리티가 부가된 데이터를 소정의 패턴으로 인터리빙하는 인터리빙부(415)와, 인터리빙된 데이터를 2/3 비율의 트렐리스 부호화하는 트렐리스 인코딩부(417)을 포함한다.
동기신호삽입부(420)는 부호화된 신호에 대해 세그먼트 동기신호(SegmentSync)를 삽입하고, 필드 단위로 필드 동기신호(Field Sync)를 각각 삽입한다. 여기서, 세그먼트 동기신호는 변형된 세그먼트 동기신호를 갖으며, 변형된 세그먼트 동기신호에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 신호 구조의 일 예로서, 하나의 필드 단위의 신호를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 세그먼트 동기신호가 삽입되는 구간은, 기존의 세그먼트 동기신호가 존재하는 구간(510)과, 변형된 세그먼트 동기신호가 존재하는 구간(530)으로 나누어진다.
변형된 세그먼트 동기신호는, 도 6에 도시된 바와 같이, (a)기존의 세그먼트 동기신호와 동일한 신호열 k,-k,-k,k 을 가지는 제1동기신호(Seq.1)와, (b)신호열 k,k,k,k을 가지는 제2동기신호(Seq.2)와, (c)신호열 k,k,-k,-k을 가지는 제3동기신호(Seq.3)와, (d) 신호열 k,-k,k,-k 을 가지는 제4동기신호(Seq.4)로 이루어진다.
변형된 세그먼트 동기신호가 존재하는 구간(530)은, 제1동기신호 내지 제4동기신호(Seq.1~Seq.4)가 반복되는 구조를 가짐에 따라서 4의 정수배의 세그먼트 구간에 대응한다. 여기서, 변형된 세그먼트 동기신호의 크기(k)는 기존 수신 시스템과의 호환성을 고려하여 가변될 수 있다.
파일럿삽입부(430)는 소정 레벨의 데이터 신호에 소정의 DC값을 부가하여 주파수 스펙트럼상 저주파대역의 에지부분에 하나의 파일럿신호를 삽입한다.
펄스성형필터(440)는 소정의 롤오프팩터(roll-off factor)를 가지는 필터에 의해 파일럿신호가 삽입된 신호를 펄스 성형(pulse shaping)한다.
RF부(450)는 전송하고자 하는 RF 채널 대역의 신호로 변환하여(up-converting), 안테나를 통해 송출한다.
도 7은 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법에 대한 흐름도이며, 이를 참조하여 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리과정을 상세하게 설명한다.
MPEG2-TS 데이터는 에러정정부호화부(410)에서 소정의 에러 정정 방식에 의해 부호화 된다(S711).
부호화된 신호에 대해 동기신호삽입부(420)에서 세그먼트 단위로 세그먼트 동기신호(Segment Sync)가 삽입되고, 또한, 필드 단위로 필드 동기신호(Field Sync)가 각각 삽입된다(S713).
이때, 세그먼트 동기신호는 기존의 세그먼트 동기신호를 소정개의 세그먼트 구간에 삽입하고, 도 6에 도시된 바와 같은 변형된 세그먼트 동기신호인 제1동기신호 내지 제4동기신호(Seq.1 ~ Seq.4)를 소정개의 세그먼트 구간에 교대로 삽입한다. 변형된 세그먼트 동기신호가 삽입되는 구간은, 제1동기신호 내지 제4동기신호(Seq.1 ~ Seq.4)가 반복되도록 4의 정수배에 해당하는 세그먼트 구간이 바람직하다.
파일럿삽입부(430)는 데이터 신호 및 동기신호에 소정의 DC값을 부가하여 주파수 스펙트럼상 저주파대역의 에지부분에 하나의 파일럿신호를 삽입한다(S715).
파일럿신호가 삽입된 신호는 펄스성형필터(440)에서 소정의 롤오프팩터(roll-off factor)로 펄스 성형(pulse shaping)되어, RF 채널 대역으로 전송된다(S717).
이상과 같이, 기존의 전송 프레임 구조에서 세그먼트 동기신호의 일부분이 변형된 세그먼트 동기신호를 가짐으로써 기존의 수신 시스템과 호환성은 물론, 동기획득 및 등화성능 향상을 도모할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 전송 방식에 의해 등화 성능 및 동기 획득이 향상된 디지털 방송 수신 시스템에 대해 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
디지털 방송 수신 시스템은, 튜너(810), 주파수복원부(820), 타이밍복원부(830), 아날로그신호제거부(840), 주파수옵셋추정부(850), 타이밍옵셋추정부(860), 채널 추정부(870), 등화부(880), 및 에러 정정 복호화부(890) 등을 가지고 있다.
튜너(810)는 선국된 대역의 수신신호를 기저대역의 신호로 변환한다.
주파수복원부(820)는 주파수옵셋추정부(850)에서 추정된 주파수 옵셋을 보상한다.
타이밍복원부(830)는 타이밍옵셋추정부(860)에서 추정된 타이밍 옵셋을 보상한다.
아날로그신호제거부(840)는 선국된 대역의 수신신호에 포함된 아날로그 신호를 제거한다.
주파수옵셋추정부(850)는 초기에는 수신신호의 파일럿톤을 이용하여 주파수옵셋을 추정하고, 채널 추정부(870)에서 채널 딜레이 프로파일이 추정되면, 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 주파수 옵셋을 추정한다.
타이밍옵셋추정부(860)는 초기에는 동기신호 및 데이터신호를 이용하여 타이밍옵셋을 추정하고, 채널 추정부(870)에서 채널 딜레이 프로파일이 추정되면, 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 타이밍옵셋을 추정한다.
채널 추정부(870)는 수신신호에 포함된 세그먼트 동기신호를 이용하여 수신 채널의 딜레이 프로파일을 추정한다. 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정하는 과정은, 이하 도 9 및 도 10을 참조하여 상세하게 후술한다.
등화부(880)는 채널 추정부(870)에서 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 수신 채널의 다중 경로를 제거한다.
에러 정정 복호화부(890)는 소정의 에러 정정 방식에 따라 데이터의 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정한다.
이하에서는 본 발명에 따른 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정하는 과정을 설명한다.
도 9는 도 8에 도시된 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 채널 추정부(870)에 대한 상세한 블록도이며, 도 10a 내지 도 10e는, 변형된 세그먼트 동기신호에 대응하는 정규화된 비주기 상관 특성을 도시한 것이다.
채널 추정부(870)는 상관값산출부(871), 및 평균값산출부(873)를 갖는다.
상관값산출부(871)는 수신신호에 포함된 변형된 세그먼트 동기신호와 기준 신호(Reference signal) 간의 상관값을 구한다. 여기서, 기준 신호는 송신측에서삽입된 변형된 세그먼트 동기신호인 제1 내지 제4동기신호(Seq.1 ~ Seq.4)에 대응하는 신호이다. 즉, 기존의 세그먼트 동기신호 구간을 제외한 변형된 세그먼트 동기신호 구간에 대해서만 상관값을 산출한다.
변형된 세그먼트 동기신호, 제1 내지 제4동기신호(Seq.1 ~ Seq.4)와 기준 신호간의 정규화된 비주기 상관 특성은, 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같다. 즉, 도 10a는 제1동기신호(Seq.1)에 대한 상관 특성을 도시한 것이며, 도 10b는 제2동기신호(Seq.1)에 대한 상관 특성을 도시한 것이며, 도 10c는 제3동기신호(Seq.3)에 대한 상관 특성을 도시한 것이며, 도 10d는 제4동기신호(Seq.4)에 대한 상관 특성을 도시한 것이다.
즉, 상관값산출부(871)에서 출력되는 제1 내지 제4동기신호의 상관값은, 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같다.
평균값산출부(873)에서는 변형된 세그먼트 동기신호의 각각의 상관값을 누적하여 평균값을 취한다. 산출된 평균값은, 도 10e에 도시된 바와 같이, 비주기 자기 상관값을 갖는다. 산출된 평균값은 사이드로브의 최대값이 '0'으로 비주기 상관 특성이 향상되며, 보다 정확한 결과값을 얻기 위해서는 변형된 세그먼트 동기신호가 존재하는 4의 정수배 구간동안의 상관값에 대한 평균값을 취할 수도 있다.
상기와 같은 평균 상관값 산출과정에 따르면, 다중 경로가 존재하는 수신 채널에 대해서는 다중 경로에 대응하는 채널 딜레이 프로파일(Channel Dely Profile)을 추정할 수 있게 된다.
이렇게 추정된 채널 딜레이 프로파일은 등화부(880)에 제공되며, 이에 기초하여 등화부(880)는 등화를 수행한다. 따라서, 기존의 필드 동기신호를 이용할 때 보다 짧은 단위로 채널 딜레이 프로파일을 추정하여 등화함으로써 등화성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 추정된 채널 딜레이 프로파일은 주파수옵셋추정부(850) 및 타이밍옵셋추정부(860)에 제공되어 채널 환경에 강건하게 주파수 및 타이밍 옵셋을 추정한다.
먼저, 주파수옵셋추정부(850) 역시, 추정된 채널 딜레이 프로파일을 이용하여 채널 환경에 강건하게 주파수 옵셋을 추정한다. 즉, 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 다중 경로 성분을 분리하고, 분리된 각각의 경로 성분으로부터 주파수옵셋을 추정할 수 있다. 따라서, 채널 환경에 강건하게 주파수옵셋을 추정할 수 있다.
다음, 타이밍옵셋추정부(860)는 추정된 채널 딜레이 프로파일을 이용하여 채널 환경에 강건하게 타이밍 옵셋을 추정한다. 도 10e에 도시된 바와 같이, 평균값산출부(873)에서 산출된 평균값의 상관 특성에서 사이드로브의 최대값이 '0'을 갖음이로써, 다중 경로 페이딩 채널에서 각 수신 경로에 대한 세그먼트 동기신호의 시작점을 정확하게 파악할 수 있어 세그먼트 동기신호의 획득이 용이하다. 또한, 변형된 세그먼트 동기신호에 의해 추정된 채널 딜레이 프로파일에 의해 채널 변화가 심한 환경에서 필드 동기신호의 획득에 소요되는 시간을 크게 개선함으로써 필드 동기신호의 획득이 용이해진다. 이와 같이, 채널 환경에 강건한 동기신호 획득에 의해 보다 정확하게 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법에 대한 흐름도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 전송 방식에 의해 수신 시스템의 신호처리과정을 상세하게 설명한다.
튜너(810)를 통해 선국된 대역의 신호를 수신하여 기저대역의 신호로 변환한다(S810).
주파수복원부(820)에서는 주파수옵셋추정부(850)에서 파일럿신호를 이용하여 추정된 주파수 옵셋을 보상한다(S820).
타이밍복원부(830)는 타이밍옵셋추정부(860)에서 동기신호 및 데이터신호를 이용하여 추정된 타이밍 옵셋을 보상한다(S830).
아날로그신호 제거부(840)는 수신신호에 포함된 아날로그 신호가 존재하는 위치에 널 신호를 발생하여 아날로그 신호를 제거한다(S840)
이 후, 채널 추정부(870)는 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정한다(S850).
보다 상세하게는, 상관값산출부(871)에서는 수신된 변형된 세그먼트 동기신호인 제1동기신호 내지 제4동기신호와, 기준 신호간의 상관값을 산출한다(S851). 평균값산출부(873)에서는 산출된 제1동기신호 내지 제4동기신호의 상관값을 누적하여 평균값을 산출함으로써 채널 환경에 따라서 다중 경로에 대응하는 채널 딜레이 프로파일을 추정한다(S853).
등화부(860)는 채널 추정부(870)에서 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 수신신호의 다중 경로를 제거한다(S860).
에러정정복호화부(870)는 등화된 수신신호를 소정의 에러 검출 방식에 의해에러를 검출하여 정정한다(S870).
이 후에, 주파수옵셋추정부(850)에서는 채널 추정부(870)에서 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 미세한 주파수 옵셋을 추정하고, 주파수복원부(820)는 추정된 미세한 주파수 옵셋을 보상한다(S910).
또한, 타이밍옵셋추정부(860)에서는 채널 추정부(870)에서 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 타이밍 옵셋을 추정하고, 타이밍복원부(830)는 추정된 타이밍 옵셋을 보상한다(S920).
이상과 같이, 변형된 세그먼트 동기신호를 이용함으로써, 수신 시스템의 동기 획득 및 등화 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존의 전송 프레임 구조에서 세그먼트 동기신호의 일부분만을 변형함으로써 기존 시스템과의 호환성을 향상시키며, 길이가 4 심볼인 세그먼트 동기신호를 이용함으로써 추가되는 하드웨어 구현의 복잡도가 크지 않은 장점이 있다.
본 발명에 따라서 변형된 세그먼트 동기신호를 사용하는 전송 방식에 의해 기존 수신 시스템과의 호환성 및 하드웨어의 복잡도를 최소하면서, 동기 획득 및 등화 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명 따른 효과는, 첫째, 세그먼트 동기신호의 획득이 용이하다. 변형된 세그먼트 동기신호의 평균 상관 특성에 따라 사이드로브의 최대값이 '0'이므로 비주기 상관 특성이 우수해진다. 따라서, 세그먼트 동기신호의 위치를 보다 정확하게 검출할 수 있으며, 특히, 다중 경로 페이딩 채널에서 각 수신 경로에 대한 세그먼트 동기신호의 시작점을 파악할 수 있다.
둘째, 필드 동기신호의 획득이 용이하다. 기존 전송 프레임 구조의 필드 동기신호에 의한 채널 변화의 추정을 변형된 세그먼트 동기신호를 사용함으로써 기존의 313 세그먼트 보다 짧은 단위로 채널 변화를 추정할 수 있고 필드 동기신호에 의해 추정된 채널 변화에 대한 검증이 용이해진다. 따라서, 채널 변화가 심한 환경에서 필드 동기신호 획득에 소요되는 시간을 크게 개선할 수 있다.
세째, 채널 변화에 강건한 반송파 복원 특성을 갖는다. 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정할 수 있으며, 이에 의해 다중 경로 성분을 분리할 수 있다. 따라서, 분리된 다중 경로의 각 경로 성분으로부터 주파수 옵셋 및 위상 옵셋을 추정할 수 있으며, 이에 의해 반송파 복원 성능을 향상시킬 수 있다.
네째, 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 추정된 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 수신신호의 다중 경로를 제거함으로써 등화성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 기존의 시스템에서 필드 동기신호만을 이용하는 등화하는 경우에 비해 등화성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (22)

  1. 입력신호를 소정의 에러 정정 방식으로 부호화하는 에러정정부호화부;
    부호화된 신호에 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 세그먼트 동기신호를 삽입하는 동기신호삽입부;
    상기 동기신호가 삽입된 신호에 파일럿신호를 삽입하는 파일럿삽입부;
    상기 파일럿신호가 삽입된 신호를 소정의 롤오프팩터로 펄스성형하는 펄스성형필터; 및
    상기 펄스성형된 신호를 전송 채널 대역으로 전송하는 RF부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호는,
    소정개의 동기신호를 가지며,
    상기 소정개의 동기신호에 대한 상관값의 평균은 자기 상관 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 동기신호삽입부는,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호를 반복되는 구조로 삽입하는 것을 특징으로하는 디지털 방송 송신 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 동기신호삽입부는,
    일반적인 세그먼트 동기신호와 상기 변형된 세그먼트 동기신호를 교대로 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 소정개의 동기신호는,
    신호열 k,-k,-k,k 를 가지는 제1동기신호와,
    신호열 k,k,k,k 를 가지는 제2동기신호와,
    신호열 k,k,-k,-k 를 가지는 제3동기신호, 및
    신호열 k,-k,k,-k 를 가지는 제4동기신호를 포함하며,
    여기서, k는 자연수로 상기 동기신호의 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템.
  6. 입력신호를 소정의 에러 정정 방식으로 부호화하는 단계;
    부호화된 신호에 변형된 세그먼트 동기신호를 포함하는 세그먼트 동기신호를 삽입하는 단계;
    상기 동기신호가 삽입된 신호에 파일럿신호를 삽입하는 단계;
    상기 파일럿신호가 삽입된 신호를 소정의 롤오프팩터로 펄스성형하는 단계; 및
    상기 펄스성형된 신호를 전송 채널 대역으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호는,
    소정개의 동기신호를 가지며,
    상기 소정개의 동기신호에 대한 상관값의 평균은 자기 상관 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 동기신호 삽입단계는,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호를 반복되는 구조로 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 동기신호 삽입단계는,
    일반적인 세그먼트 동기신호와 상기 변형된 세그먼트 동기신호를 교대로 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 소정개의 동기신호는,
    신호열 k,-k,-k,k 를 가지는 제1동기신호와,
    신호열 k,k,k,k 를 가지는 제2동기신호와,
    신호열 k,k,-k,-k 를 가지는 제3동기신호, 및
    신호열 k,-k,k,-k 를 가지는 제4동기신호를 포함하며,
    여기서, k는 자연수로 상기 동기신호의 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 시스템의 신호처리방법.
  11. 선국된 대역의 신호를 수신하여 기저대역의 신호로 변환하는 튜너;
    수신신호의 주파수 옵셋을 보상하는 주파수복원부;
    상기 수신신호의 타이밍 옵셋을 보상하는 타이밍복원부;
    상기 수신신호에 포함된 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일을 추정하는 채널 추정부;
    추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 수신신호를 등화하는 등화부; 및
    소정의 에러 정정 방식에 의해 상기 수신신호의 에러를 정정하는 에러정정복호화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 채널 추정부에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 주파수 옵셋을 추정하는 주파수옵셋추정부; 및
    상기 채널 추정부에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 타이밍 옵셋을 추정하는 타이밍옵셋추정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 채널 추정부는,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호와 기준 신호간의 상관값을 구하는 상관값산출부; 및
    산출된 상기 상관값의 평균값을 산출하여 상기 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 평균값산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호는, 소정개의 동기신호를 가지며,
    상기 기준 신호는, 상기 변형된 세그먼트 동기신호와 동일한 신호로서 상기 소정개의 동기신호를 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 소정개의 동기신호는,
    신호열 k,-k,-k,k 를 가지는 제1동기신호와,
    신호열 k,k,k,k 를 가지는 제2동기신호와,
    신호열 k,k,-k,-k 를 가지는 제3동기신호, 및
    신호열 k,-k,k,-k 를 가지는 제4동기신호를 포함하며,
    여기서, k는 자연수로 상기 동기신호의 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 평균값산출부에서 산출된 상기 평균값은,
    자기 상관 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.
  17. 선국된 대역의 신호를 수신하는 단계;
    수신신호의 주파수 옵셋을 보상하는 단계;
    상기 수신신호의 타이밍 옵셋을 보상하는 단계;
    상기 수신신호에 포함된 변형된 세그먼트 동기신호를 이용하여 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 채널추정단계;
    추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 수신신호를 등화하는 단계; 및
    소정의 에러 정정 방식에 의해 상기 수신신호의 에러를 정정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 채널추정단계에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 주파수 옵셋을 추정하는 단계; 및
    상기 채널 추정단계에서 추정된 상기 채널 딜레이 프로파일에 기초하여 상기 타이밍 옵셋을 추정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 채널추정단계는,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호와 기준 신호간의 상관값을 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 상관값의 평균값을 산출하여 상기 채널 딜레이 프로파일를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 변형된 세그먼트 동기신호는, 소정개의 동기신호를 가지며,
    상기 기준 신호는, 상기 변형된 세그먼트 동기신호와 동일한 신호로서 상기소정개의 동기신호를 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 소정개의 동기신호는,
    신호열 k,-k,-k,k 를 가지는 제1동기신호와,
    신호열 k,k,k,k 를 가지는 제2동기신호와,
    신호열 k,k,-k,-k 를 가지는 제3동기신호, 및
    신호열 k,-k,k,-k 를 가지는 제4동기신호를 포함하며,
    여기서, k는 자연수로 상기 동기신호의 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    산출된 상기 평균값은,
    자기 상관 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템의 신호처리방법.
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