JP3322677B2 - シンボルタイミング復旧回路及び方法 - Google Patents
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- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はディジタルテレビジョン受信機に関するもの
で、特に、伝送される信号を正確に復調するためにシン
ボルタイミングを復旧することができる回路及び方法に
関するものである。
で、特に、伝送される信号を正確に復調するためにシン
ボルタイミングを復旧することができる回路及び方法に
関するものである。
背景技術 ディジタル受信機は最適の復調を行なうため、入力さ
れるディジタル信号のシンボル遷移と同期した復調器を
使用しなければならない。チャネル等化器を含む受信機
は、通常、ディジタル回路により実現されるので、受信
されるアナログ信号は、アナログ/ディジタル変換器に
より正確な標本化時点でディジタル信号に変換可能でな
ければならない。すなわち、信号処理は、アナログ信号
がディジタル信号に変換された後、実行されるので、デ
ィジタル受信機は、データが正確に標本化時点で発生さ
れたとき、正常な動作を行える。
れるディジタル信号のシンボル遷移と同期した復調器を
使用しなければならない。チャネル等化器を含む受信機
は、通常、ディジタル回路により実現されるので、受信
されるアナログ信号は、アナログ/ディジタル変換器に
より正確な標本化時点でディジタル信号に変換可能でな
ければならない。すなわち、信号処理は、アナログ信号
がディジタル信号に変換された後、実行されるので、デ
ィジタル受信機は、データが正確に標本化時点で発生さ
れたとき、正常な動作を行える。
ディジタル高画質テレビジョン方式のうち、GA(Gran
d Alliance)方式は、受信側での搬送波の復旧が容易に
なるように、伝送時に1.25程度の直流値を有するパイロ
ット(pilot)信号を搬送波として使用する。したがっ
て、受信機で受信されたデータには前記パイロット信号
による直流成分が含まれている。このとき、タイミング
エラー成分が受信されたデータで直接に検出された場
合、前記直流成分の影響を受けるようになるので、正し
いタイミングエラー値を検出することが難しい。
d Alliance)方式は、受信側での搬送波の復旧が容易に
なるように、伝送時に1.25程度の直流値を有するパイロ
ット(pilot)信号を搬送波として使用する。したがっ
て、受信機で受信されたデータには前記パイロット信号
による直流成分が含まれている。このとき、タイミング
エラー成分が受信されたデータで直接に検出された場
合、前記直流成分の影響を受けるようになるので、正し
いタイミングエラー値を検出することが難しい。
発明の開示 本発明の目的は、ディジタル高画質テレビジョン受信
機において、受信されるデータセグメント同期信号の位
相誤差を検出し、検出された位相誤差を補償することに
より、伝送信号を誤差なしに復調するシンボルタイミン
グ復旧回路及び方法を提供することにある。
機において、受信されるデータセグメント同期信号の位
相誤差を検出し、検出された位相誤差を補償することに
より、伝送信号を誤差なしに復調するシンボルタイミン
グ復旧回路及び方法を提供することにある。
本発明を具現化するディジタルテレビジョンのシンボ
ルタイミング復旧回路は、受信されるアナログ信号をシ
ンボルクロックによりサンプリングしてディジタルデー
タに変換するアナログ/ディジタル変換器と、前記ディ
ジタルデータを入力して搬送波を復旧し、基底帯域の信
号に復調してセグメント信号を発生する復調器と、前記
セグメント信号を入力し、前記セグメント信号からセグ
メント同期信号を検出するセグメント同期信号検出器
と、前記セグメント信号を入力とし、前記セグメント同
期信号によって活性化され、セグメント同期信号の中の
同期シンボルの位相誤差を検出する位相誤差検出器と、
前記アナログ/ディジタル変換器にシンボルクロックと
して供給されるべき前記同期シンボルの位相誤差に従っ
て前記シンボルクロックの位相を調節するシンボルクロ
ック位相調節器とから構成される。
ルタイミング復旧回路は、受信されるアナログ信号をシ
ンボルクロックによりサンプリングしてディジタルデー
タに変換するアナログ/ディジタル変換器と、前記ディ
ジタルデータを入力して搬送波を復旧し、基底帯域の信
号に復調してセグメント信号を発生する復調器と、前記
セグメント信号を入力し、前記セグメント信号からセグ
メント同期信号を検出するセグメント同期信号検出器
と、前記セグメント信号を入力とし、前記セグメント同
期信号によって活性化され、セグメント同期信号の中の
同期シンボルの位相誤差を検出する位相誤差検出器と、
前記アナログ/ディジタル変換器にシンボルクロックと
して供給されるべき前記同期シンボルの位相誤差に従っ
て前記シンボルクロックの位相を調節するシンボルクロ
ック位相調節器とから構成される。
図面の簡単な説明 本発明及びその利点の完全な理解のため、添付図面を
参照して以下の説明を行なう。図面の説明において、類
似した参照番号は、類似又は対応した構成要素を示し、 図1は本発明によるシンボルタイミング復旧回路の構
成を示すブロック図であり、 図2A,2B及び図2Cはシンボルタイミングエラーによる
セグメント同期信号の変化を示す図であり、 図3は図1に示すシンボルタイミング復旧回路のブロ
ック図の詳細回路図であり、 図4は図1及び図3のセグメント同期信号検出器の詳
細なブロック図であり、 図5は図1に示すシンボルタイミング復旧回路のブロ
ック図の別の詳細回路図である。
参照して以下の説明を行なう。図面の説明において、類
似した参照番号は、類似又は対応した構成要素を示し、 図1は本発明によるシンボルタイミング復旧回路の構
成を示すブロック図であり、 図2A,2B及び図2Cはシンボルタイミングエラーによる
セグメント同期信号の変化を示す図であり、 図3は図1に示すシンボルタイミング復旧回路のブロ
ック図の詳細回路図であり、 図4は図1及び図3のセグメント同期信号検出器の詳
細なブロック図であり、 図5は図1に示すシンボルタイミング復旧回路のブロ
ック図の別の詳細回路図である。
本発明を実施する最良の態様 ここで、“ディジタル高画質テレビジョン”とはGA
(Grand Alliance)方式の高解像度テレビジョンを意味
する。“セグメント信号”又は“データセグメント信
号”とは、828シンボルのデータと4シンボルの同期信
号で構成される832シンボルの信号であり、1水平ライ
ンの信号を意味する。“同期信号”又は“セグメント同
期信号”とは、前記データセグメント信号の開始を知ら
せる(第1同期シンボル乃至第4同期シンボルからな
る)4つの同期シンボルを意味する。前記第1同期シン
ボル及び第4同期シンボルの信号レベルは+5で、前記
第2同期シンボル及び第3同期シンボルは−5の信号レ
ベルを有する。
(Grand Alliance)方式の高解像度テレビジョンを意味
する。“セグメント信号”又は“データセグメント信
号”とは、828シンボルのデータと4シンボルの同期信
号で構成される832シンボルの信号であり、1水平ライ
ンの信号を意味する。“同期信号”又は“セグメント同
期信号”とは、前記データセグメント信号の開始を知ら
せる(第1同期シンボル乃至第4同期シンボルからな
る)4つの同期シンボルを意味する。前記第1同期シン
ボル及び第4同期シンボルの信号レベルは+5で、前記
第2同期シンボル及び第3同期シンボルは−5の信号レ
ベルを有する。
図1は、ディジタル高画質テレビジョン受信機のシン
ボルタイミング復旧回路の回路図である。アナログ/デ
ィジタル(A/D)変換器10は、チューナから出力される
選択チャネルのアナログ信号を2倍のシンボルレート2f
sを有するシンボルクロックによりディジタルデータに
変換する。搬送波復旧回路のディジタル復調器20は前記
アナログ/ディジタル変換器10から出力されたデータを
伝送データである基底帯域の信号に復元する。前記ディ
ジタル復調器20はDFPLL(ディジタル周波数及び位相ロ
ックループ)を使用できる。整合回路30はマッチドフィ
ルタであって、シンボルレートを調節してセグメント同
期信号検出器40と整合させる。すなわち、前記ディジタ
ル復調器20から出力される2fsのシンボルレートを有す
るデータが整合回路30でfsのシンボルレートを有するデ
ータに調節される。
ボルタイミング復旧回路の回路図である。アナログ/デ
ィジタル(A/D)変換器10は、チューナから出力される
選択チャネルのアナログ信号を2倍のシンボルレート2f
sを有するシンボルクロックによりディジタルデータに
変換する。搬送波復旧回路のディジタル復調器20は前記
アナログ/ディジタル変換器10から出力されたデータを
伝送データである基底帯域の信号に復元する。前記ディ
ジタル復調器20はDFPLL(ディジタル周波数及び位相ロ
ックループ)を使用できる。整合回路30はマッチドフィ
ルタであって、シンボルレートを調節してセグメント同
期信号検出器40と整合させる。すなわち、前記ディジタ
ル復調器20から出力される2fsのシンボルレートを有す
るデータが整合回路30でfsのシンボルレートを有するデ
ータに調節される。
整合回路30から出力されたセグメント信号は、次の段
の信号処理部に入力されると同時に、同期信号を検出す
るためセグメント同期信号検出器40に印加される。前記
セグメント同期信号検出部40は第1同期シンボル乃至第
4同期シンボルの特性を利用し前記セグメント信号から
同期信号を検出する。
の信号処理部に入力されると同時に、同期信号を検出す
るためセグメント同期信号検出器40に印加される。前記
セグメント同期信号検出部40は第1同期シンボル乃至第
4同期シンボルの特性を利用し前記セグメント信号から
同期信号を検出する。
位相誤差検出器50は前記セグメント信号を入力し、第
2同期シンボルと第3同期シンボルとの位相差を検出し
て位相誤差信号として出力する。シンボルクロック位相
調節器60は、前記位相誤差信号によりシンボルクロック
の位相を調節し、位相調節されたシンボルクロックを前
記アナログ/ディジタル変換器10に供給する。
2同期シンボルと第3同期シンボルとの位相差を検出し
て位相誤差信号として出力する。シンボルクロック位相
調節器60は、前記位相誤差信号によりシンボルクロック
の位相を調節し、位相調節されたシンボルクロックを前
記アナログ/ディジタル変換器10に供給する。
図2A乃至図2Cは、シンボルタイミングエラーによるセ
グメント同期信号の変化を示す。図2Aはシンボルタイミ
ングが正確になされたときのセグメント同期信号を示
す。図2Bはシンボルタイミングエラーが正の値を有する
ときのセグメント同期信号を示し、図2Cはシンボルタイ
ミングエラーが負の値を有するときのセグメント同期信
号を示す。
グメント同期信号の変化を示す。図2Aはシンボルタイミ
ングが正確になされたときのセグメント同期信号を示
す。図2Bはシンボルタイミングエラーが正の値を有する
ときのセグメント同期信号を示し、図2Cはシンボルタイ
ミングエラーが負の値を有するときのセグメント同期信
号を示す。
データセグメント信号でシンボルタイミングが正確に
行われた場合、図2Aのように第2同期シンボル及び第3
同期シンボルのセグメント同期信号はほぼ同じ形状を有
するので、伝送前の形態がそのまま維持される。しか
し、チャネル雑音やゴーストなどの不要なアーティファ
クトが伝送途中に含まれると、ディジタルデータへの変
換中にシンボルタイミングエラーが発生し、図2B及び図
2Cのように同期シンボルが歪む。同期信号の歪み程度は
第2同期シンボルと第3同期シンボルとの差を計算して
求められる。すなわち、第2及び第3同期シンボル間の
差はシンボルタイミングエラーに対応する。このとき、
図2B及び図2Cに示すように、同期信号の歪み方向はシン
ボルタイミングエラー値が正の値であるかあるいは負の
値であるかに依存する。シンボルタイミングエラーであ
る位相誤差を利用してシンボルクロックの位相が調節さ
れる。位相調節されたシンボルクロックがアナログ/デ
ィジタル変換器10に供給されたならば、シンボルタイミ
ングエラーを正確に復旧することができる。
行われた場合、図2Aのように第2同期シンボル及び第3
同期シンボルのセグメント同期信号はほぼ同じ形状を有
するので、伝送前の形態がそのまま維持される。しか
し、チャネル雑音やゴーストなどの不要なアーティファ
クトが伝送途中に含まれると、ディジタルデータへの変
換中にシンボルタイミングエラーが発生し、図2B及び図
2Cのように同期シンボルが歪む。同期信号の歪み程度は
第2同期シンボルと第3同期シンボルとの差を計算して
求められる。すなわち、第2及び第3同期シンボル間の
差はシンボルタイミングエラーに対応する。このとき、
図2B及び図2Cに示すように、同期信号の歪み方向はシン
ボルタイミングエラー値が正の値であるかあるいは負の
値であるかに依存する。シンボルタイミングエラーであ
る位相誤差を利用してシンボルクロックの位相が調節さ
れる。位相調節されたシンボルクロックがアナログ/デ
ィジタル変換器10に供給されたならば、シンボルタイミ
ングエラーを正確に復旧することができる。
図3は、図1のシンボルタイミング復旧回路の詳細ブ
ロック構成図である。位相誤差検出器50の遅延器151
は、整合回路30から出力されたセグメント信号を遅延
し、遅延器152は前記遅延器151の出力をさらに遅延す
る。ここで、前記遅延器151及び152はシンボル周期と共
に入力されたセグメント信号を遅延する。減算器153
は、前記遅延器151及び遅延器152の出力間の位相差を計
算する。スイッチ154は前記減算器153の出力を受け、セ
グメント同期信号検出器40から発生されたセグメント同
期信号が活性化されるとき、減算器153の出力を位相誤
差信号として発生する。ここで、前記セグメント同期信
号検出器40は、第4同期シンボルを入力した状態で前記
セグメント同期信号を発生するので、前記遅延器151及
び遅延器152は第2同期シンボルと第3同期シンボルと
の差を位相誤差信号として発生するようにタイミングを
調節する。すなわち、セグメント同期信号検出器40がセ
グメント同期信号を発生する時点で前記遅延器152は第
2同期シンボルを出力し、前記遅延器151は第3同期シ
ンボルを出力する。したがって、前記スイッチ154が前
記セグメント同期信号により前記減算器153にスイッチ
ングされる時点で、前記減算器153は前記第2同期シン
ボルと第3同期シンボルとの差信号を出力する。したが
って、前記位相誤差検出器50は、セグメント信号の入力
時に、シンボルタイミングエラー値である位相誤差信号
として発生されるように前記第2同期シンボルと第3同
期シンボルとの差を計算する。
ロック構成図である。位相誤差検出器50の遅延器151
は、整合回路30から出力されたセグメント信号を遅延
し、遅延器152は前記遅延器151の出力をさらに遅延す
る。ここで、前記遅延器151及び152はシンボル周期と共
に入力されたセグメント信号を遅延する。減算器153
は、前記遅延器151及び遅延器152の出力間の位相差を計
算する。スイッチ154は前記減算器153の出力を受け、セ
グメント同期信号検出器40から発生されたセグメント同
期信号が活性化されるとき、減算器153の出力を位相誤
差信号として発生する。ここで、前記セグメント同期信
号検出器40は、第4同期シンボルを入力した状態で前記
セグメント同期信号を発生するので、前記遅延器151及
び遅延器152は第2同期シンボルと第3同期シンボルと
の差を位相誤差信号として発生するようにタイミングを
調節する。すなわち、セグメント同期信号検出器40がセ
グメント同期信号を発生する時点で前記遅延器152は第
2同期シンボルを出力し、前記遅延器151は第3同期シ
ンボルを出力する。したがって、前記スイッチ154が前
記セグメント同期信号により前記減算器153にスイッチ
ングされる時点で、前記減算器153は前記第2同期シン
ボルと第3同期シンボルとの差信号を出力する。したが
って、前記位相誤差検出器50は、セグメント信号の入力
時に、シンボルタイミングエラー値である位相誤差信号
として発生されるように前記第2同期シンボルと第3同
期シンボルとの差を計算する。
位相誤差信号によりシンボルクロックの位相を調節す
るシンボルクロック位相調節器60において、ループフィ
ルタ161は前記位相誤差信号を累積し、累積された位相
誤差信号を電圧制御発振器の制御電圧レベルにスケーリ
ングする。ディジタル/アナログ(D/A)変換器162は前
記ループフィルタ161の出力をアナログ電圧に変換す
る。電圧制御発振器163を前記ディジタル/アナログ変
換器162から出力された電圧により発振制御され、シン
ボルクロックとして前記アナログ/ディジタル変換器10
に供給されるべきシンボルクロックの位相を調節する。
るシンボルクロック位相調節器60において、ループフィ
ルタ161は前記位相誤差信号を累積し、累積された位相
誤差信号を電圧制御発振器の制御電圧レベルにスケーリ
ングする。ディジタル/アナログ(D/A)変換器162は前
記ループフィルタ161の出力をアナログ電圧に変換す
る。電圧制御発振器163を前記ディジタル/アナログ変
換器162から出力された電圧により発振制御され、シン
ボルクロックとして前記アナログ/ディジタル変換器10
に供給されるべきシンボルクロックの位相を調節する。
図4は、前記図1及び図3のセグメント同期信号検出
器40の詳細構成図である。セグメント同期信号検出器40
は、セグメント累積部110、シンボル相関部120、及びシ
ンボル同期信号発生部130からなる。セグメント累積部1
10は、受信されたデータセグメント信号をセグメント周
期ずつ遅延し、遅延されたデータセグメント信号を累積
する。シンボル相関部120は前記セグメント累積部110の
出力を同期信号の周期ずつ遅延し、遅延された各同期信
号を対応する同期信号の相関値と乗算し、前記乗算され
た同期信号を加算して同期信号周期で前記値を有する同
期信号を検出する機能を遂行する。同期信号発生部130
は所定の基準値を備え、前記シンボル相関部120の出力
と前記基準値とを比較し、データセグメント信号の同期
信号を発生する機能を遂行する。
器40の詳細構成図である。セグメント同期信号検出器40
は、セグメント累積部110、シンボル相関部120、及びシ
ンボル同期信号発生部130からなる。セグメント累積部1
10は、受信されたデータセグメント信号をセグメント周
期ずつ遅延し、遅延されたデータセグメント信号を累積
する。シンボル相関部120は前記セグメント累積部110の
出力を同期信号の周期ずつ遅延し、遅延された各同期信
号を対応する同期信号の相関値と乗算し、前記乗算され
た同期信号を加算して同期信号周期で前記値を有する同
期信号を検出する機能を遂行する。同期信号発生部130
は所定の基準値を備え、前記シンボル相関部120の出力
と前記基準値とを比較し、データセグメント信号の同期
信号を発生する機能を遂行する。
セグメント累積部110の構成を説明すれば、加算器111
は入力される現在のデータセグメント信号と1セグメン
ト周期ずつ遅延された以前のデータセグメント信号を順
次に加算して累積する。セグメント遅延器112は前記加
算器111で順次に出力される累積されたデータセグメン
ト信号を蓄積し、1セグメント周期遅延させた後に前記
加算器111に負帰還させる。したがって、前記セグメン
ト累積部110は累積されたデータセグメントの信号と現
在入力されるセグメント信号を順次に加算する。このと
き、加算される信号はセグメント周期の同一の位置のシ
ンボルである。
は入力される現在のデータセグメント信号と1セグメン
ト周期ずつ遅延された以前のデータセグメント信号を順
次に加算して累積する。セグメント遅延器112は前記加
算器111で順次に出力される累積されたデータセグメン
ト信号を蓄積し、1セグメント周期遅延させた後に前記
加算器111に負帰還させる。したがって、前記セグメン
ト累積部110は累積されたデータセグメントの信号と現
在入力されるセグメント信号を順次に加算する。このと
き、加算される信号はセグメント周期の同一の位置のシ
ンボルである。
シンボル相関部120の構成を説明すれば、遅延手段と
して第1遅延器121〜第4遅延器124を備え、遅延器121
〜124は、セグメント累積部110の加算器111から順次に
出力される各シンボルの累積値をそれぞれ順次に遅延し
て第1遅延シンボル信号〜第4遅延シンボル信号を発生
する。乗算手段としては第1乗算器125〜第4乗算器128
を備え、乗算器125〜128は、それぞれ前記第1遅延シン
ボル信号〜第4遅延シンボル信号を前記同期信号の相関
値とそれぞれ乗算して出力する。このとき、第1乗算器
125及び第4乗算器128は正の相関関係を有する第1シン
ボル信号及び第4同期シンボル信号を乗算できるように
+1の正の値を入力し、第2乗算器126及び第3乗算器1
27は負の相関関係を有する第2同期シンボル信号及び第
3同期シンボル信号を乗算して正の値が得られるように
負の値を入力する。したがって、第1乗算器125〜第4
乗算器128は同期信号の周期で正の値を有する信号を発
生する。加算器129は、第1乗算器125〜第4乗算器128
の出力を加算して同期信号周期でピーク値を有する同期
相関信号を発生する。
して第1遅延器121〜第4遅延器124を備え、遅延器121
〜124は、セグメント累積部110の加算器111から順次に
出力される各シンボルの累積値をそれぞれ順次に遅延し
て第1遅延シンボル信号〜第4遅延シンボル信号を発生
する。乗算手段としては第1乗算器125〜第4乗算器128
を備え、乗算器125〜128は、それぞれ前記第1遅延シン
ボル信号〜第4遅延シンボル信号を前記同期信号の相関
値とそれぞれ乗算して出力する。このとき、第1乗算器
125及び第4乗算器128は正の相関関係を有する第1シン
ボル信号及び第4同期シンボル信号を乗算できるように
+1の正の値を入力し、第2乗算器126及び第3乗算器1
27は負の相関関係を有する第2同期シンボル信号及び第
3同期シンボル信号を乗算して正の値が得られるように
負の値を入力する。したがって、第1乗算器125〜第4
乗算器128は同期信号の周期で正の値を有する信号を発
生する。加算器129は、第1乗算器125〜第4乗算器128
の出力を加算して同期信号周期でピーク値を有する同期
相関信号を発生する。
同期信号発生部130の構成を説明すれば、基準値発生
器131は前記加算器129から出力される同期信号の累積値
よりは小さく、他のランダムデータの累積値よりは大き
い基準値を発生する。比較器132は、前記基準値と前記
加算器129から出力された同期相関信号を比較し、前記
同期相関信号が前記基準値より大きいときに同期信号を
発生する。
器131は前記加算器129から出力される同期信号の累積値
よりは小さく、他のランダムデータの累積値よりは大き
い基準値を発生する。比較器132は、前記基準値と前記
加算器129から出力された同期相関信号を比較し、前記
同期相関信号が前記基準値より大きいときに同期信号を
発生する。
以下、上記のような構成を有する本発明のシンボルタ
イミング復旧回路の動作について説明する。
イミング復旧回路の動作について説明する。
まず、セグメント信号の同期信号を検出する動作につ
いて説明すれば、整合部30から出力されるセグメント信
号を受ける一方の入力端子を有する2入力加算器111
は、他方の端子に入力されたセグメント遅延器112の出
力を最後に入力されたセグメント信号に加算する。この
とき、セグメント遅延器112は1セグメント周期だけ遅
延したデータを出力するので、加算器111に入力される
2個のセグメント信号はセグメントを周期に同一の位置
のシンボルデータになることが分かる。この加算器111
から出力される加算データは、前記セグメント遅延器11
2に入力されると同時に第1遅延器121に入力される。し
たがって、セグメント遅延器112はデータを1セグメン
ト周期ずつ遅延すると同時に、セグメント周期で加算さ
れる対応したシンボルデータの累積値を蓄積することが
分かる。したがって、セグメント累積部110は、各デー
タセグメント信号内の同一の位置のシンボルデータを継
続して累積する。このとき、セグメント周期ごとに反復
入力される同期シンボルの累積値はランダムなデータシ
ンボルの累積値より大きくなる。
いて説明すれば、整合部30から出力されるセグメント信
号を受ける一方の入力端子を有する2入力加算器111
は、他方の端子に入力されたセグメント遅延器112の出
力を最後に入力されたセグメント信号に加算する。この
とき、セグメント遅延器112は1セグメント周期だけ遅
延したデータを出力するので、加算器111に入力される
2個のセグメント信号はセグメントを周期に同一の位置
のシンボルデータになることが分かる。この加算器111
から出力される加算データは、前記セグメント遅延器11
2に入力されると同時に第1遅延器121に入力される。し
たがって、セグメント遅延器112はデータを1セグメン
ト周期ずつ遅延すると同時に、セグメント周期で加算さ
れる対応したシンボルデータの累積値を蓄積することが
分かる。したがって、セグメント累積部110は、各デー
タセグメント信号内の同一の位置のシンボルデータを継
続して累積する。このとき、セグメント周期ごとに反復
入力される同期シンボルの累積値はランダムなデータシ
ンボルの累積値より大きくなる。
上記のように変化するシンボルの累積値は、第1遅延
器121〜第4遅延器124により順次に遅延され、第1遅延
シンボル〜第4遅延シンボルが発生される。そして、こ
れら第1遅延シンボル〜第4遅延シンボルはそれぞれ第
1乗算器125〜第4乗算器128の一方の入力端子に供給さ
れる。このとき、第1乗算器125〜第4乗算器128の他方
の端子には第1同期シンボル〜第4同期シンボルの相関
値が供給される。すなわち、加算器111で累積された第
1同期シンボル及び第4同期シンボルは正の値を有し、
第2同期シンボル及び第3同期シンボルは負の値を有す
る。したがって、前記第1乗算器125〜第4乗算器128の
他方の入力端にそれぞれ+1,−1,−1,+1を供給する
と、前記第1同期シンボル〜第4同期シンボルの累積値
が入力されるとき、2つの信号が乗算され、正の値を有
する同期シンボルが乗算器125〜128により出力される。
すなわち、前記乗算時にデータセグメント信号のうち4
シンボルの同期信号部分は(+5)*(+1),(−
5)*(−1),(−5)*(−1),(+5)*(+
1)になるので、セグメント周期ごとに一定の値が発生
され、それ以外のランダムなデータ部分は、セグメント
周期ごとにランダムな値を有する。これら第1乗算器12
5〜第4乗算器128で出力される第1乗算信号〜第4乗算
信号は加算器129で加算される。このとき、加算器129が
第1〜第4乗算器125〜128の出力をすべて加算すれば、
同期信号の部分では非常に大きな相関値を有し、その他
のランダムなデータ部分では相互に相殺されて同期部分
に比べて非常に小さい値を有する信号を発生する。した
がって、前記加算器129から出力される累積相関値の出
力特性について説明すれば、ランダムなデータ部分で発
生される累積相関値より非常に大きい累積相関値を有す
る信号が同期信号部分で出力される。この信号は同期相
関信号である。
器121〜第4遅延器124により順次に遅延され、第1遅延
シンボル〜第4遅延シンボルが発生される。そして、こ
れら第1遅延シンボル〜第4遅延シンボルはそれぞれ第
1乗算器125〜第4乗算器128の一方の入力端子に供給さ
れる。このとき、第1乗算器125〜第4乗算器128の他方
の端子には第1同期シンボル〜第4同期シンボルの相関
値が供給される。すなわち、加算器111で累積された第
1同期シンボル及び第4同期シンボルは正の値を有し、
第2同期シンボル及び第3同期シンボルは負の値を有す
る。したがって、前記第1乗算器125〜第4乗算器128の
他方の入力端にそれぞれ+1,−1,−1,+1を供給する
と、前記第1同期シンボル〜第4同期シンボルの累積値
が入力されるとき、2つの信号が乗算され、正の値を有
する同期シンボルが乗算器125〜128により出力される。
すなわち、前記乗算時にデータセグメント信号のうち4
シンボルの同期信号部分は(+5)*(+1),(−
5)*(−1),(−5)*(−1),(+5)*(+
1)になるので、セグメント周期ごとに一定の値が発生
され、それ以外のランダムなデータ部分は、セグメント
周期ごとにランダムな値を有する。これら第1乗算器12
5〜第4乗算器128で出力される第1乗算信号〜第4乗算
信号は加算器129で加算される。このとき、加算器129が
第1〜第4乗算器125〜128の出力をすべて加算すれば、
同期信号の部分では非常に大きな相関値を有し、その他
のランダムなデータ部分では相互に相殺されて同期部分
に比べて非常に小さい値を有する信号を発生する。した
がって、前記加算器129から出力される累積相関値の出
力特性について説明すれば、ランダムなデータ部分で発
生される累積相関値より非常に大きい累積相関値を有す
る信号が同期信号部分で出力される。この信号は同期相
関信号である。
また、加算器129の出力は比較器132の一方の端子に入
力され、この比較器132の他方の端子には基準値発生器1
31から出力された基準値が入力される。このとき、基準
値は前記同期部分で検出された4個のシンボルの累積値
よりは小さく、ランダムなデータ部分で検出された4個
のシンボルの累積値よりは大きく設定される。したがっ
て、比較器132は、同期信号部分で論理“ハイ”のパル
ス信号を発生し、ランダムなデータ部分で論理“ロウ”
の信号を発生するようになる。このとき、比較器132か
ら出力される論理“ハイ”のパルス成分を同期信号とし
て使用すれば、受信されたデータセグメント信号の同期
を正確に合わせることができる。したがって、前記比較
器132からの出力信号は、データセグメント同期信号と
して発生される。
力され、この比較器132の他方の端子には基準値発生器1
31から出力された基準値が入力される。このとき、基準
値は前記同期部分で検出された4個のシンボルの累積値
よりは小さく、ランダムなデータ部分で検出された4個
のシンボルの累積値よりは大きく設定される。したがっ
て、比較器132は、同期信号部分で論理“ハイ”のパル
ス信号を発生し、ランダムなデータ部分で論理“ロウ”
の信号を発生するようになる。このとき、比較器132か
ら出力される論理“ハイ”のパルス成分を同期信号とし
て使用すれば、受信されたデータセグメント信号の同期
を正確に合わせることができる。したがって、前記比較
器132からの出力信号は、データセグメント同期信号と
して発生される。
また、整合部30から出力されるデータセグメント信号
は位相誤差検出部50に入力される。前記位相誤差検出部
50の動作の際に、遅延器151は前記データセグメント信
号をシンボル周期ずつ遅延し、遅延されたセグメント信
号は減算器153の一方の端子に入力される。また、遅延
されたセグメント信号は遅延器152にも供給される。遅
延器152により更に遅延されたセグメント信号は減算器1
53の他方の端子に入力される。そして、減算器153は、
前記遅延器151の出力と、遅延器152の出力との間の差を
計算する。したがって、前記減算器153は、すべてのデ
ータセグメント信号に対して1シンボル前と1シンボル
後の信号の減算結果を出力する。
は位相誤差検出部50に入力される。前記位相誤差検出部
50の動作の際に、遅延器151は前記データセグメント信
号をシンボル周期ずつ遅延し、遅延されたセグメント信
号は減算器153の一方の端子に入力される。また、遅延
されたセグメント信号は遅延器152にも供給される。遅
延器152により更に遅延されたセグメント信号は減算器1
53の他方の端子に入力される。そして、減算器153は、
前記遅延器151の出力と、遅延器152の出力との間の差を
計算する。したがって、前記減算器153は、すべてのデ
ータセグメント信号に対して1シンボル前と1シンボル
後の信号の減算結果を出力する。
減算器153の出力はスイッチ154の第1入力端子に連結
される。このスイッチ154は、第2入力端子が接地端子
に連結され、制御端子が前記セグメント同期信号検出部
40の出力に連結される。したがって、スイッチ154は、
セグメント同期信号検出部40から前記セグメント同期信
号が発生されるとき、前記第1入力端子の出力を選択
し、セグメント同期信号が発生されないとき、接地電圧
を選択する。したがって、このスイッチ154は前記セグ
メント同期信号が発生される周期に限り前記減算器153
の出力を選択する。またスイッチ154は2入力マルチプ
レクサを使用して実現できる。
される。このスイッチ154は、第2入力端子が接地端子
に連結され、制御端子が前記セグメント同期信号検出部
40の出力に連結される。したがって、スイッチ154は、
セグメント同期信号検出部40から前記セグメント同期信
号が発生されるとき、前記第1入力端子の出力を選択
し、セグメント同期信号が発生されないとき、接地電圧
を選択する。したがって、このスイッチ154は前記セグ
メント同期信号が発生される周期に限り前記減算器153
の出力を選択する。またスイッチ154は2入力マルチプ
レクサを使用して実現できる。
第2同期シンボルと第3同期シンボルの位相誤差の値
を検出しなければならない。このとき、前記セグメント
同期信号検出部40は、上記のように第4同期シンボルが
入力された時点でセグメント同期信号を検出する。した
がって、位相誤差検出部50は、前記セグメント同時信号
が発生される時点を一致させるため、遅延器151,152を
使用して第2同期シンボルと第3同期シンボルの減算の
時点を調整する。したがって、前記セグメント同期信号
が発生されたとき、前記スイッチ154は第2同期シンボ
ルと第3同期シンボルとの間の誤差値を発生し、この誤
差値はシンボルタイミングの位相誤差値である。
を検出しなければならない。このとき、前記セグメント
同期信号検出部40は、上記のように第4同期シンボルが
入力された時点でセグメント同期信号を検出する。した
がって、位相誤差検出部50は、前記セグメント同時信号
が発生される時点を一致させるため、遅延器151,152を
使用して第2同期シンボルと第3同期シンボルの減算の
時点を調整する。したがって、前記セグメント同期信号
が発生されたとき、前記スイッチ154は第2同期シンボ
ルと第3同期シンボルとの間の誤差値を発生し、この誤
差値はシンボルタイミングの位相誤差値である。
前記第2同期シンボルと第3同期シンボルとの関係
は、伝送条件により図2A乃至図2Cに示すような特性を有
する。シンボルタイミングが正確な場合には、図2Aに示
すように第2同期シンボルと第3同期シンボルはほぼ同
じ信号レベル(−5)を有する。しかしながら、シンボ
ルタイミング誤差が正の値を有する場合には、図2Bに示
すように第2同期シンボルの信号レベルは第3同期シン
ボルの信号レベルより大きい。前記シンボルタイミング
誤差が負の値を有する場合には、図2Cに示すように第3
同期シンボルの信号レベルは第2同期シンボルの信号レ
ベルより大きくなる。セグメント同期信号が発生され前
記シンボルクロック位相調節部60に供給されたとき、同
期シンボル間の位相誤差が位相誤差検出部50で検出され
る。
は、伝送条件により図2A乃至図2Cに示すような特性を有
する。シンボルタイミングが正確な場合には、図2Aに示
すように第2同期シンボルと第3同期シンボルはほぼ同
じ信号レベル(−5)を有する。しかしながら、シンボ
ルタイミング誤差が正の値を有する場合には、図2Bに示
すように第2同期シンボルの信号レベルは第3同期シン
ボルの信号レベルより大きい。前記シンボルタイミング
誤差が負の値を有する場合には、図2Cに示すように第3
同期シンボルの信号レベルは第2同期シンボルの信号レ
ベルより大きくなる。セグメント同期信号が発生され前
記シンボルクロック位相調節部60に供給されたとき、同
期シンボル間の位相誤差が位相誤差検出部50で検出され
る。
シンボルクロック位相調節部60の動作中に、ループフ
ィルタ161は前記同期シンボルのタイミング位相誤差で
あるシンボルタイミング誤差値を累積し、前記電圧制御
発振器163を制御できる適切な値をスケーリングする。
そして、前記ループフィルタ161の出力はディジタル/
アナログ変換器162でアナログの電圧値に変換された
後、制御電圧として前記電圧制御発振器163に入力され
る。このとき、前記制御電圧は同期シンボルの位相誤差
に従って変化するので、前記制御電圧により発振させら
れた電圧制御発振器163は、位相誤差を徐々に減少させ
るため、シンボルクロックの周波数及び位相を調節す
る。その結果、シンボルクロックの位相誤差が正確に復
元される。
ィルタ161は前記同期シンボルのタイミング位相誤差で
あるシンボルタイミング誤差値を累積し、前記電圧制御
発振器163を制御できる適切な値をスケーリングする。
そして、前記ループフィルタ161の出力はディジタル/
アナログ変換器162でアナログの電圧値に変換された
後、制御電圧として前記電圧制御発振器163に入力され
る。このとき、前記制御電圧は同期シンボルの位相誤差
に従って変化するので、前記制御電圧により発振させら
れた電圧制御発振器163は、位相誤差を徐々に減少させ
るため、シンボルクロックの周波数及び位相を調節す
る。その結果、シンボルクロックの位相誤差が正確に復
元される。
上記のような動作は、前記位相誤差検出部50から検出
される同期シンボルの位相誤差値が“0"に近接するまで
継続して繰り返される。前記位相誤差値が“0"になる
と、前記電圧制御発振器163から出力されたシンボルク
ロックの周波数及び位相はその状態を維持する。
される同期シンボルの位相誤差値が“0"に近接するまで
継続して繰り返される。前記位相誤差値が“0"になる
と、前記電圧制御発振器163から出力されたシンボルク
ロックの周波数及び位相はその状態を維持する。
図5はシンボルタイミング復旧回路の他の実施例であ
る。図5の回路は、位相誤差検出部50を除いて図3の回
路と同一である。位相誤差検出部50の遅延器171〜175は
入力されるセグメント信号のシンボルを遅延する。そし
て、遅延器173から出力された第3遅延シンボル及び遅
延器174から出力された第4遅延シンボルは減算器153に
供給される。ここで、遅延器171〜175は、減算器153の
出力信号を発生させる時点が前記セグメント同期信号検
出部40から発生されたセグメント同期信号の出力時点と
一致するように制御される。したがって、スイッチ154
は前記セグメント同期信号により前記減算器153から発
生された第2同期シンボルと第3同期シンボルとの間の
位相誤差値を選択的に出力する。
る。図5の回路は、位相誤差検出部50を除いて図3の回
路と同一である。位相誤差検出部50の遅延器171〜175は
入力されるセグメント信号のシンボルを遅延する。そし
て、遅延器173から出力された第3遅延シンボル及び遅
延器174から出力された第4遅延シンボルは減算器153に
供給される。ここで、遅延器171〜175は、減算器153の
出力信号を発生させる時点が前記セグメント同期信号検
出部40から発生されたセグメント同期信号の出力時点と
一致するように制御される。したがって、スイッチ154
は前記セグメント同期信号により前記減算器153から発
生された第2同期シンボルと第3同期シンボルとの間の
位相誤差値を選択的に出力する。
以上述べてきたように、位相誤差は、ディジタル高画
質テレビジョンで伝送されたデータセグメント同期信号
の歪み程度を利用して直接に検出され、シンボルクロッ
クの周波数及び位相は検出された位相誤差値を利用して
制御されるので、シンボルタイミングエラーが完璧に復
元される。このとき、タイミングエラーを復元したシン
ボルクロックは、伝送されたデータセグメント信号の遷
移時のデータの標本化時間を正確に決定することが可能
なので、受信機はエラーなしにデータを復元することが
できる。
質テレビジョンで伝送されたデータセグメント同期信号
の歪み程度を利用して直接に検出され、シンボルクロッ
クの周波数及び位相は検出された位相誤差値を利用して
制御されるので、シンボルタイミングエラーが完璧に復
元される。このとき、タイミングエラーを復元したシン
ボルクロックは、伝送されたデータセグメント信号の遷
移時のデータの標本化時間を正確に決定することが可能
なので、受信機はエラーなしにデータを復元することが
できる。
従って、本発明は、本発明を実施するため考えられる
最良の態様としてここに開示された特定の実施例に限定
されることはなく、さらに、本発明は、請求項に定義さ
れたような事項を除いて本明細書に記載された特定の実
施例には限定されない。
最良の態様としてここに開示された特定の実施例に限定
されることはなく、さらに、本発明は、請求項に定義さ
れたような事項を除いて本明細書に記載された特定の実
施例には限定されない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−163577(JP,A) 特開 昭62−189885(JP,A) 特開 平7−95258(JP,A) 特開 昭59−70093(JP,A) 特開 平2−177688(JP,A) 特開 昭55−44264(JP,A) 特開 昭62−72241(JP,A) 特公 平2−24076(JP,B2) 米国特許4805191(US,A) 欧州特許461896(EP,B1) 「日経エレクトロニクス」、No. 610(1994年6月20日)、p82−92 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/66 H04L 7/08 H04N 5/06 H04N 9/44
Claims (5)
- 【請求項1】一つのデータセグメントが第1乃至第4の
同期シンボルと複数のデータシンボルとから構成され、
前記第1同期シンボル及び第4同期シンボルは第1信号
レベルで伝送され、前記第2同期シンボル及び第3同期
シンボルは第2信号レベルで伝送されるディジタルテレ
ビジョンのシンボルタイミング復旧回路であって、 受信されるアナログ信号をシンボルクロックによりサン
プリングし、ディジタルデータに変換するアナログ・デ
ィジタル変換手段と、 搬送波を復元し、前記ディジタルデータを基底帯域の信
号に復調し、セグメント信号を発生させる復調手段と、 前記セグメント信号からセグメント同期信号を検出する
セグメント同期信号検出手段と、 前記セグメント信号を受け、前記セグメント同期信号に
より活性化され、前記第2同期シンボルと第3同期シン
ボルとの差による位相誤差を検出する位相誤差検出手段
と、 前記シンボルクロックとして、前記アナログ・ディジタ
ル変換手段に供給されるように、前記同期シンボルの位
相誤差により前記シンボルクロックの位相を調節するシ
ンボルクロック位相調節手段とから構成されることを特
徴とするディジタルテレビジョンのシンボルタイミング
復旧回路。 - 【請求項2】前記位相誤差検出手段は、 第1及び第2の遅延したセグメント信号を発生させるた
め、前記セグメント信号を遅延させ、遅延されたセグメ
ント信号を再び1シンボル期間遅延する手段と、 前記第1及び第2の遅延したセグメント信号の間の差を
計算することにより1シンボル期間前後する2つのセグ
メント信号の位相誤差を検出する手段と、 前記セグメント同期信号により活性化され、前記検出す
る手段から供給される位相誤差を活性化されたときのみ
出力するスイッチング手段とから構成されることを特徴
とする請求項1記載のディジタルテレビジョンのシンボ
ルタイミング復旧回路。 - 【請求項3】前記シンボルクロック位相調節手段は、 前記位相誤差を累積し、累積された位相誤差を制御電圧
レベルにスケーリングするループフィルタと、 前記ループフィルタの出力をアナログ制御電圧に変換す
るディジタル・アナログ変換手段と、 前記アナログ制御電圧により発振され、シンボルクロッ
クの位相を調節する発振手段とから構成されることを特
徴とする請求項1記載のディジタルテレビジョンのシン
ボルタイミング復旧回路。 - 【請求項4】前記セグメント同期信号検出手段は、 セグメント信号を1セグメント周期だけ遅延させるセグ
メント遅延器を備え、前記セグメント信号を前記セグメ
ント遅延器から出力された遅延セグメント信号に加算す
る累積手段と、 第1乃至第4の遅延器を備え、順次1シンボル期間遅延
した第1乃至第4の遅延シンボル信号を発生させるため
の前記累積手段の出力を遅延させる第1遅延手段と、 第1乃至第4の乗算器を備え、前記第1乃至第4の遅延
シンボル信号を対応する同期信号の相関値により乗算す
る手段と、 前記第1乃至第4の乗算器の出力を加算し、同期信号の
周期でピーク値を発生させる加算手段と、 セグメントの同期を発生させるため、前記加算手段の出
力を内部基準値と比較する手段とから構成されることを
特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項記載のデ
ィジタルテレビジョンのシンボルタイミング復旧回路。 - 【請求項5】一つのデータセグメントが第1乃至第4の
同期シンボルと複数のデータシンボルとから構成され、
前記第1同期シンボル及び第4同期シンボルは第1信号
レベルで伝送され、第2同期シンボル及び第3同期シン
ボルは第2信号レベルで伝送されるディジタルテレビジ
ョンのシンボルタイミング復旧方法であって、 ディジタルデータに変換されるように受信されたアナロ
グ信号をシンボルクロックによりサンプリングする過程
と、 搬送波を復元し、前記ディジタルデータを基底帯域の信
号に復調し、セグメント信号を発生させる過程と、 前記セグメント信号から同期信号を検出する過程と、 前記セグメント同期信号により前記第2同期シンボルと
前記第3同期シンボルとの間の位相誤差を検出する過程
と、 前記同期シンボルの位相誤差により前記シンボルクロッ
クの位相を調節し、前記位相を調節されたシンボルクロ
ックを上記サンプリング過程に供給する過程とからなる
ことを特徴とするディジタルテレビジョンのシンボルタ
イミング復旧方法。
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