KR0129577B1 - 32-직각진폭변조방식을 이용하는 영상수신시스템에서 개선된 메트릭 계산방법 - Google Patents

32-직각진폭변조방식을 이용하는 영상수신시스템에서 개선된 메트릭 계산방법

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Abstract

본 발명은 32-직각 진폭 변조 방식을 이용하여, 프루너 메모리, 비터비 디코더를 포함하는 고화질 티브이(HDTV) 수신 시스템에서 상기 프루너 메모리(110)로 수신되는 동위상(I)신호 및 직각 위상(Q) 신호에 응답하여 메트릭을 계산하는 방법으로서, 상기 프루너 메모리로 수신되는 신호의 수신 영역을 판단하고, 상기 32QAM영역내의 제 1 영역과, 상기 32QAM영역외의 상,하,좌,우측 영역의 제 2 영역 및, 상기 제 1 및 제 2 영역외의 모서리 부분에 대한 제 3 영역으로 분할하여 메트릭을 계산하되, 상기 제 1 영역에 대해서는 균일하게 8등분하여 0에 근접할수록 작은값으로 메트릭값을 결정하고, 상기 제 2영역에 대해서는 상기 좌 및 우측과, 상기 상 및 하측 영역에서의 상기 I신호의 값이나 Q신호의 값에 대응하도록 메트릭값을 결정하여, 상기 제 3 영역에 대해서는 수신된 신호 위치에서 상기 제 1 영역의 가장 인접한 값과의 차이값을 각각 구하고 그중 가장 작은 차이값과 그 다음 작은 차이값을 선택하는 것으로 메트릭값을 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

32-직각진폭변조방식을 이용하는 영상수신시스템에서 개선된 메트릭 계산방법
본 발명은 고화질 TV 전송 시스템에서 메트릭(metric)계산 방법에 관한 것으로, 특히 수신되는 신호에 대해 각 영역별로 메트릭을 수정함으로서 성능을 향상시킨 개선된 메트릭 계산 방법에 관한 것이다.
도 1는 제너럴 일렉트로닉스(GI) 사의 디지사이퍼(digiciper) HDTV 수신 시스템에서 트렐리스(trellis) 디코더의 개략적인 블록도가 도시된다. 도시된 바와 같이 트렐리스 디코더는 아퀄라이저(도시되지 않음)를 통해 입력되는 동위상(Inphase : I)신호와 직각 위상(Quadrature Phase : Q)신호를 입력하여 경결정(hard decision)에의한 비부호화 비트를 생성하여 도시되지 않은 지연 버퍼로 발생하며, 또 연결정(soft decision)을 위한 가지 평가량데이터를 생성하여 라인(111 및 112)상으로 발생하는 프루너 메모리(110)와, 라인(111 및 112)에 결합되어, 입력되는 가지 평가량 데이터를 이용하여 알려진 기법에 의해 디코딩하는 비터비 디코더(120)를 구비한다.
도 2를 참조하면, 도 2에는 전술한 프루너 메모리(110)에서 메트릭을 계산하는데 있어, 기준이 되는 32-직각 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation : QAM)신호들의 자리표가 도시되는 데, 도시되어 있는 두 자리수는 각각이 I와Q에 따라 1과 0이 반복되고 있음을 알수가 있다. 여기서, 횡축은 I 신호를 나타내고, 종축은 Q 신호를 나타내며, 또한 두 비트중에 비트 0은 수신된 I신호를 나타내고 비트1는 수신된 Q 신호를 나타낸다. 한편 디지사이퍼가 채택한 변조 방식은 16/32 QAM방식인데, 이중에서 특히 32QAM은 16QAM에 비해 동일한 C/N일 때, 비트 에러율(BER)이 높기 때문에 보다 넓은 지역을 포괄할수 없다는 단점이 있으나 화질이 좋다는 장점이 있으므로, 많이 이용된다. 32QAM 메트릭을 계산하는데 있어서 네 모서리 신호(231 내지 234)를 살펴보면 기준 신호가 아닌 신호로 인식이 되어 메트릭이 잘못 계산되어지는 경우가 발생할 수 있다. 예를들어 좌측 상단 모서리에 32QAM 에 포함되지 않는 X표(235)위치의 신호가 수신되었다고 가정하면, 32QAM영역(220)의 신호중 가장 인접한 신호(즉, 00, 10, 11)(221 내지 223)를 통해 얻어진 신호임에도 불구하고, 1신호로 잘못 인식이 된다. 즉, 8등분으로 균일하게 나눈 메트릭으로 변경하며 I방향으로는 1을 나타내는 7이나 6의 값은, 기리고 Q방향으로는 0을 나타내는 0이나 1의 값을 갖게된다.
전술한 바와 같이 종래의 메트릭 계산 기법은 32QAM에 존재하지 않는 신호들, 즉 모서리의 신호(231 내지 234)를 고려하지 않고 단지 32QAM에 포함되는 신호만을 메트릭 계산하여 디코딩을 행하므로 디코딩 에러를 유발시켜 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 주 목적은 수신되는 신호에 대해 전체적으로 메트릭을 계산하고 그 다음 각 영역별로 메트릭을 수정함으로서, 디코딩 성능을 향상시키는 개선된 메트릭 계산 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 32-직각 진폭 변조 방식을 이용하며, 프루너 메모리,비터비 디코더를 포함하는 고화질 티브이(HDTV) 수신 시스템에서 상기 프루너 메모리로 수신되는 동위상(I)신호 및 직각 위상(Q)신호에 응답하여 메트릭을 계산하는 방법으로서, 상기 프루너 메모리로 수신되는 신호의 수신 영역을 판단하고, 상기 32QAM영역내의 제 1 영역과, 상기 32QAM 영역외의 상,하,좌,우측 영역의 제 2 영역 및 상기 제 1 및 제 2 영역외의 모서리 부분에 대한 제 3 영역으로 분할하여 메트릭을 계산하되, 상기 제 1 영역에 대해서는 균일하게 8둥분하여 0에 근접할수록 작은값으로 메트릭값을 결정하고, 상기 제 2 영역에 대해서는 상기 좌 및 우측과, 상기 상 및 하측 영역에서의 상기 I신호의 값이나 Q신호의 값에 대응하도록 메트릭값을 결정하며, 상기 제 3영역에 대해서는 수신된 신호 위치에서 상기 제 1영역의 가장 인접한 값과의 차이값을 각각 구하고 그중 가장 작은 차이값과 그 다음 작은 차이값을 선택하는 것으로 메트릭값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
도 1는 본 발명의 개선된 메트릭 계산 방법에 채용되는 트렐리스 디코더의 개략적인 블록도.
도 2는 종래의 메트릭 계산 발명을 설명하는 도면.
도 3는 본 발명의 개선된 메트릭 계산 방법을 예시하는 도면,
도 4는 종래의 메트릭 계산 방법에서 메트릭 계산을 설명하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 프루너 메모리(Pruner PROM) 120 : 비터비 디코더
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3는 본 발명에 따른 개선된 메트릭 계산 방법의 일실시예를 예시하는 도면인데, 본 발명에서는 도시된 바와 같이 먼저 제 1 영역(310)(32QAM영역내)은 선행 기법과 동일하게 메트릭을 계산하며, 그 다음 32QAM영역외의 제 2 및 제 3영역(320a 내지 330d)에 대해 메트릭을 수정하는 식으로 실행된다. 이러한 처리과정을 통함으로서, 심볼 에러율(Symbol Error Rate :SER)을 줄여 디코딩 성능을 향상시킬수가 있게된다.
제 1 영역(310)에 수신된 신호의 메트릭값은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 균일하게 8등분하여 1에 근접할수록 큰수를, 또한 0에 근접할수록 작은 수를 메트릭값으로 최종 결정하게 된다. 그리고, 제 2 영역(320a 내지 320d)에 수신되는 신호의 메트릭값은 그 수신되는 신호와 가장 인접한 것으로 매핑(mapping)함으로서 결정될수 있다. 예를 들어 좌측에 위치한 영역(320d)에서 신호를 수신하였다고 가정하면 이 영역의 신호는 가장 인접한 네 신호(311 내지 314)에서 얻어질 확률이 가장 높을 것이다. 그런데 네 신호를 살펴보면, 그 신호의 Q신호값은 각기 다른 반면에, I신호값은 모두 '1'로서 동일함을 알수 있을 것이다. 그러므로 그 신호가 '1'을 의미하도록 I에 관한 메트릭을 7로 결정한다.
전술한 바와 같이 제 2 영역으로 수신된 신호는 그 영역에 가장 인접한 신호, 즉, 상,하,좌,우측 신호들의 I값이나 Q값을 나타낼수 있도록 0이나 7의 메트릭 값을 부여한다.
마지막으로, 제 3 영역(330a 내지 330d)에 수신된 신호, 예를 둘어 x표에 위치한 신호(331)의 메트릭값은 수신되는 신호의 가장 인접한 세 신호(332 내지 334)로 부터 얻어진다고 가정하자. 먼저 수신된 신호 X표(331)에서 0,1,11(332 내지 334)신호까지 유클리디안 거리(Euclidean Distance)를 계산한다. 그 다음 계산된 거리중에서 가장 작은값과 그 다음 작은값을 선택하여 그 두거리의 차값(D)에 따라 메트릭값을 최종 결정한다. 즉, 차값(D)이 0.75보다 크거나 같으면 I신호의 메트릭은 7로 결정하고, 그밖의 차값이 0.5보다 크거나 같으면, I신호의 메트릭은 5로 결정한다. 차값이 그외의 영역에 해당되는 경우에는 I시호의 메트릭을 4로 결정하게 된다.
전술한 바와같이 메트릭 계산 방법은 균일하게 8 등분한 균일 메트릭을 가정하였기 때문에 거리차에 따른 메트릭 계산 방법이 0.25차이씩 고정된 간격을 유지하지만, 본 발명의 다른 실시예로서, 메트릭을 불균일하게 설정함으로서 거리차에 따른 메트릭값을 결정할수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수신된 신호에 대해 전체적으로 메트릭을 계산하고 그 다음 각 영역별로 메트릭을 수정함으로서 송신 파워의 증가 없이도 비트 에러율을 낮추어 디코딩 성능을 향상시키는 커다란 장점이 있다.

Claims (1)

  1. 32-직각 진폭 변조(QAM)방식을 이용하며, 프루너 메모리(110), 비터비 디코더(1200를 포함하는 고화질 티브이 (HDTV)수신 시스템에서 상기 프루너 메모리(110)로 수신되는 동위상(I) 신호 및 직각 위상(Q) 신호에 응답하여 메트릭을 계산하는 방법으로서,상기 프루너 메모리(110) 신호의 수신 영역을 판단하고, 상기 32QAM영역내의 제 1 영역과, 상기 32QAM영역외의 상,하,좌,우측 영역의 제 2 영역 및 , 상기 제 1 및 제 2영역외의 모서리 부분에 대한 제 3영역으로 분할하여 메트릭을 계산하되, 상기 제 1 영역에 대해서는 균일하게 8등분하여 0에 근접할수록 작은값으로 메트릭값을 결정하고,상기 제 2영역에 대해서는 상기 좌 및 우측과, 상기 상 및 하측 영역에서의 상기 I신호의 값이나 Q신호의 값에 대응하도록 메트릭값을 결정하며, 상기 제 3 영역에 대해서는 수신된 신호 위치에서 상기 제 1영역의 가장 인접한 값과의 차이값을 각각 구하고 그중 가장 작은 차이값과 그 다음 작은 차이값을 선택하는 것으로 메트릭값을 결정하는 것을 특징으로 하는 메트릭 계산 방법.
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