KR0158719B1 - 에러 트래킹 루프 회로 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 복소 데이터 신호를 수신하도록 적응되며, 상기 수신된 신호(14)로부터 동상 데이터 성분을 회수하기 위한 동기식 검출기를 포함하는 수신기용 에러트래킹 루프회로(18)에 관한 것으로, 이 루프 회로(18)는 회수된 동상 데이터 성분으로부터 관련 직각 성분을 추정해 내기 위한 힐버트(Hilbert)변환 필터(30)를 포함하며, 상기 회수된 동상 데이터 성분은 주기적으로 반복하는 기준 신호를 포함한다. 한 결정 피드백 루프(22,26,28)가 상기 기준 신호에 응답하여, 처음에 비교적 빠른 제1비율로, 수신된 신호의 선택된 특징을 에러 보정하고, 계속해서 상기 제1비율보다 느리며 수신된 신호의 추정된 신호대 노이즈비에 의존하는 비율로 선택된 특징을 에러 보정하도록 주기적으로 동작 가능하다. 한 실시예(28)에서, 위상 에러는 추정된 직각 성분 값에 직접 관련된 비율로 보정된다. 다른 실시예(22,26)에서, 예컨대, 이득 및 오프셋과 같은 진폭 에러는 추정된 직각 성분 값에 반비례 하는 비율로 보정된다.

Description

에러트래킹 루프회로

제1도는 본 발명의 동작을 설명하는데 유용한 두 개의 데이터 배열을 도시하는 챠트이고,

제2도는 제1도의 복조된 데이터 배열에서의 위상 노이즈의 영향을 설명하는 벡터도이며,

제3도는 본 발명이 내장된 HDTV수상기의 단순블럭도이고,

제4도는 제3도에 도시된 에러트래킹 회로의 비교적 상세한 블록도이며,

제5도는 제4도의 에러트래킹 회로의 동작을 설명하는데 유용한 벡터도이고,

제6도 내지 제9도는, 전형적인 형태로, 제4도 에러트래킹 회로의 여러 LUT'S 의 내용을 도시한 도면이며,

제10도 및 제11도는 제4도 에러트래킹 회로의 동작을 설명하는데 유용한 다른 벡터도이다.

본 발명의 범위에 어떠한 제한도 과하지 않고, 이후에 제안되는 양호한 실시예는 디지털 텔레비젼 신호 전송 시스템에 관하여 기술된다. 상기 디지털 텔레비젼 신호 전송 시스템은, 예컨대, 하나 또는 그 이상의 NTSC신호 또는 하나 또는 그 이상의 HDTV신호를 디지털 방식으로 전송하는데 사용될 수도 있으며, 되도록 이면, 반드시 필수적인 것은 아니지만, 미국 특허 제5,087,975호 및 제5,181,112호에 기술된 형태를 취하며, 상기 두 특허는 본원에서 참조된다.

상기 두 특허에 기술된 시스템은 정선된 RF채널을 통해 복수개의 다중 레벨 심볼로써 디지털 데이터가 전송되는 잔류 측파대(VSB)전송 방식을 사용한다. 상기 데이터 심볼은 수신기에서 반송파 회수를 용이하게 하기 위해 소형 파일럿(pilot)과 함께 전송되며, 상대값 -2, 0, +2 및 +4를 갖는 네 개의 레벨을 포함할 수도 있다. 상기 전송은 연속 데이터 필드를 제공하도록 포맷팅되며, 각각의 필드는 복수개의 데이터 세그먼트를 포함한다. 각각의 데이터 필드는 비교적 조야한(rugged) 2-레벨 수직 기준 신호를 구비하는 데이터 세그먼트를 포함하며, 각각의 데이터 세그먼트는 비교적 조야한 데이터 세그먼트 동기화 문자를 구비한 네 개의 연속 2-레벨 심볼을 포함한다. 상기 수직 기준 신호 및 데이터 세그먼트 동기화 문자는 각각 NTSC수직 및 수평 비율로 발생한다.

상기 다중 레벨 디지털 데이터는 억제된 반송파의 동상(I)성분으로 수신기에서 회수되며, VSB전송방식으로부터 초래되는 관련 직각(Q)성분은 일반적으로 무시된다. 이상적인 전형적 복조 디지털 데이터 신호 배열이 제1도에 도시되며, 상대 데이터 레벨(-2,0,+2 및 +4)에서 I축을 교차하는 복수개의 수평라인(2,4,6 및 8)을 포함하는 것을 보게 될 것이다. 아주 불규칙한 데이터라고 가정했을 경우, 그에 따라 점선(10)으로 표시된 바와 같이 상대레벨+1에 파일럿이 제공된다. 네 개의 데이터 레벨을 가진 한 배열이 지상 방송 환경에 사용되기에 최적합한 것으로 믿어지는 반면, 제1도에서 16개의 수평선으로 표시된 16개 데이터 레벨을 구비하는 배열이 케이블 전송에 사용될 수도 있다. 제1도의 16개 레벨 배열이 4레벨 배열의 데이터 비율을 2배로 하는 반면, 훨씬 더 타이트하게 패킹되며 그에 따라 데이터 회수시 에러에 더 민감해진다는 것을 인지하게 될 것이다. 배열의 크기와 무관하게, 상기 VSB전송 방식으로 인해, 각각의 데이터 레벨은 상기 I데이타 레벨의 시간 변화율의 직접 함수(direct function)인 Q값의 연속적인 범위를 특징으로 한다.

제1도 배열로 표현된 데이터를 정확하게 회수하는 수신기이 능력에 악영향을 줄 수 있는 에러는, 진폭 노이즈로 인한 에러 및 위상 노이즈로 인한 에러 두가지가 있다. 진폭 노이즈 유도 에러는 각각의 수평 데이터 레벨 라인이 Q방향으로 균일하게 흐려지게(fuzzy)하는 반면, 위상 노이즈 유도 에러는 Q가 증가함에 따라 각각의 데이터 레벨 라인도 더 흐려지게 한다. 따라서, 위상 노이즈는 복조된 신호안에 에러를 발생시키며, 이는 Q값이 더 커짐에 따라서 바로 증가된다. 복조된 신호상에 미치는 위상 노이즈의 영향이 제2도에 부분적인 배열로 묘사된다. 복조된 데이터 심볼이 각각 I 및 Q성분(I₁및 Q₁)을 가진 벡터V₁로 표현된다고 가정하자.

데이터 레벨(I₂)에 상응하는 벡터 V2가 전송될 경우, 벡터 V1는 정(correct)벡터 V₂로부터 복조된 신호를 특징짓는 위상 노이즈를 나타내는 각도 T만큼 변화한다. 각도 T에 의해 표현된 동일한 량의 위상 노이즈에 대해, 확실한 데이터 레벨 I₂로부터의 변화가 Q에 따라 선형적으로 증가함을 알 수 있으며, 그에 따라 I축의 양측 상에서 삼각형 위상 노이즈 인벨로프를 한정하게 된다. 따라서, 각도 T에 의해 표현된 위상 노이즈량은 정 벡터 V₄가 벡터 V₃으로 복조되게 하며 정 벡터 V₆이 벡터 V₅로 복조되게 할 것이다 비슷한 에러가 음의 Q값에 대해 그리고 반대방향의 각도에 상응하는 위상 노이즈에 대해 복조된 데이터를 초래한다는 것이 인지될 것이다.

제2도에 대해 계속해서 설명하건대, 데이터 배열의 패킹 밀도가 증가함에 따라 더 중요해지는 복조된 벡터 V₁의 보정은 벡터 V₂의 위치에 대해 각도 T 만큼 벡터의 반시계 방향 회전을 요한다는 사실이 인지될 것이다. 복조된 벡터 V₃및 V₅도 마찬가지로 각각 벡터 V₄및 V₆의 위치에 대해 각도 T를 통해 벡터의 반시계 방향 회전에 의해 보정될 수 있다. 따라서, 예컨대, 보정된 벡터 V₂는 삼각법을 사용하여 복조된 벡터 V₁로부터 계산될 수 있다.

I₂=I₁Cos T- Q₁Sin T

Q₂=I₁Sin T + Q₁Cos T

전술한 보정을 실시하는 회로를 포함하는 수신기가 일반적으로 제3도에 도시된다. 전송된 신호는 튜너(12)에 의해 수신되며, 상기 튜너는 제1국부 발진기 스테이지가 비교적 큰 위상 노이즈량을 수신된 신호에 부여하는 이중 변환 튜너를 구비한다. 상기 튜너(12)의 출력은 데이터 신호의 복조된 I 및 Q 성분을 발생시키는 IF증폭기 및 동기식 검출기(14)에 인가된다. 전송된 신호안에서의 파일럿(10)의 사용은 IF증폭기 및 동기식 검출기(14)에서의 반송파 신호의 고속 회수를 용이하게 해준다. 회수된 반송파에 응답하여 수신된 신호의 복조후, 데이터 세그먼트 동기화 문자가 회수되며, 이는 또한 데이터 클럭 및 수직 기준 신호의 고속 회수를 허용해 준다. 상기 동기식 검출기는 약 1내지 2KHz사이의 위상 노이즈를 트래킹 할 수 있으며, 이는 여러 형태의 전송된 신호에 적합하지만 제1도에 도시된 16레벨 배열과 같이, 비교적 다수의 데이터 레벨이 타이트하게 패킹된 배열에서 사용되는 곳에는 적합하지 않다.

복조된 데이터 신호의 I성분이 채널 이퀄라이저(16)에 의해 처리된 후 에러트래킹 루프 회로(18)에 연결된다. 이후에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 에러트래킹 루프 회로(18)는 상기 삼각법에 따라 데이터 벡터를 적절하게 회전시킴으로써 복조된 데이터 안의 에러를 보정하도록 위상 노이즈를 트래킹한다. 결국, 보정된 복조 데이터 신호가 대응하는 데이터 상태로의 변환을 위해 상기 에러트래킹 루프회로(18)로부터 슬라이서(20)에 인가된다.

위상 노이즈 트래킹 루프 회로(18)는 제4도에 보다 상세히 도시된다. 복조된 데이터 신호의 I 성분이 IF증폭기 및 동기식 검출기(14)로부터 이득 조절 멀티플라이어(22)에 인가되며, 상기 멀티플라이어의 출력은 지연 회로(24) 및 오프셋 조절 가산기(26)를 통해 복소 멀티플라이어(28)의 한 입력에 인가된다. 도시된 실시예에서, 이퀄라이저(16)는 비용을 최소화하기 위해 복조된 데이터 신호의 Q성분을 처리하지 않는다. 그러므로, 상기 이퀄라이저 I성분은 힐버트(Hilbert)변환 필터(30)에 인가되며, 상기 필터 출력은 데이터 신호의 대응하는 Q 성분을 어림하며, 이는 그후 복소 멀티플라이어(28)의 제2입력에 인가된다. 힐버트 변환 필터는 예컨대 8비트, 48 탭 FIR 필터를 구비할 수도 있다. 지연회로(24)는 복조된 데이터 신호의 I성분 경로에 제공되어 힐버트 변환 회로(30)에 의해 부여된 Q 성분의 지연과 정합한다. 원할 경우, 동기식 검출기(14)로부터의 Q 성분이 파선으로 표시된 바와 같이, 이퀄라이저(16)에 의해 처리될 수 있으며, 이 경우 지연 회로(24) 및 힐버트 변환 필터(30)는 요구되지 않을 것이다. 복소 멀티플라이어(28)는 전술한 삼각법에 따라 상기 인가된 I 및 Q 성분을 보정하여 보정된 10-비트 성분(I' 및 Q')을 제공하다.

멀티플라이어(28)를 제어하는데 사용되는 위상 노이즈 각도가 결정 피드백 루프에서 얻어지며, 이는 인가된 데이터 벡터가 복조된 신호안에서의 위상 노이즈 에러를 책임지기에 적절한 방향으로 충분히 회전될 때까지 상기 데이터 벡터를 점진적으로 조절한다. 복조 배열의 견지에서, 이것은 제1도의 수평선에 대해 제2도의 발산 위상 노이즈 인벨로프를 수렴시키는 효과를 가질 것이다.

제4도에 대해 계속해서 설명하건대, 멀티플라이어(28)의 10-비트 Q' 출력이 순람표(LUT)(32)에 의해 대응하는 4-비트 값으로 맵핑되고, 그에 따라, 제5도에 도시된 바와 같이, 데이터 배열의 Q축을 I축에 대해 양호하게도 대칭인 16영역으로 유효하게 분리시키게 된다. 멀티프라이어(28)의 10-비트 I'출력은 LUT(34)에 의해 I'성분의 부호(즉, 음 또는 양)를 나타내는 1-비트 신호, 및 I'와 최근접 유효 I 데이터 레벨사이의 차를 나타내는 7-비트 값으로 맵핑된다. 양의 차이값이 상기 최근접 유효 I 데이터 레벨 이상의 I'값에 대해 제공되고 음의 차이 값이 상기 최근접 유효 I 데이터 레벨이하의 I'값에 대해 제공된다.

LUT(34)에 의해 제공된 차이 값의 크기는 제6도 그래프에 의해 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 양상에 따라 얻어진다. 제6도는 결정 피드팩 루프의 이득을 제어하는데 선택적으로 사용되는 LUT(34)의 내용을 포함하는 5개의 메모리 페이지(A내지 G)를 나타낸다. 각각의 페이지(A 내지 E)에 대해, 가중(weighting)계수 W(o 내지 Wmax사이의 범위를 가짐)가 I' 및 최근접 유효 I 데이터 레벨사이의 차이에 응답하여 얻어지며, 이 W 값은 상기 차이 값이 증가함에 따라 증가한다. 가중되지 않은 차이 I'는 상기 가중 계수 W와 곱해져 7-비트의 가중된 차이 출력 값 Iw'을 공급한다. 메모리 페이지를 나타내는 선의 기울기가 페이지 A에서 페이지 E로 증가하기 때문에, 소정의 비웨이팅 된 I'에 대한 가증 계수 W도 마찬가지로 페이지 A에서 페이지 E로 증가한다. 결과적으로, 상기 가중된 출력 차 Iw'또한 페이지 A에서 페이지E로 증가하며, 이는, 차후 설명되는 바와 같이, 결정 피드백 루프의 이득(즉, 응답시간)을 제어하는 효과를 가질 것이다.

LUT(34)의 네개의 제1메모리 페이지(A내지 d)는 수신된 신호를 특징지우는 S/N비에 의거하여 선택된다. 따라서, 소정의 한계값 이하의 S/N비에 대해, 메모리 페이지 A는, 출력 가중 차이 I'w가 모든 입력값에 대하여 제로가 되고, 어떠한 보정도 실행되지 않도록 선택된다. 상기 한계값 이상으로 수신된 신호의 S/N비가 증가함에 따라, 메모리 페이지 B, C또는 D가 각각 이득 레벨을 증가시키도록 선택된다. 결국, 페이지 E가, 수직 페이지 선택 신호에 응답하여 수직 기준신호와 일치하는 시간 주기동안 최고 이득 레벨을 제공하도록 선택된다. 결과적으로, 매우 빠른 보정이 각각의 데이터 필드의 수직 기준 신호동안 실행되는 동시에, 나머지 필드동안의 보정 비율은 수신된 신호를 특징지우는 S/N비의 함수가 된다. 특히, 상기 보정 비율은 저 S/N레벨에 대해 감소되며 고 S/N레벨에 대해 증가된다.

LUT(34)의 메모리 페이지 (A 내지 D)의 선택은 S/N추정기(36)로 제어된다. S/N 추정기(36)는 수직 기준 게이팅 신호에 응답하여 각각 비교적 조야한 2-레벨 수직 기준 신호를 특징지우는 노이즈의 파워를 추정하도록 LUT's(32 및 34)의 출력을 제곱한다. 사익 노이즈 파워 추정은 누산기(38)에서 누산되며, 이 누산기는 각각의 수직 기준 신호의 시작시 리셋트 되어, 수직 기준 신호, 및 그에 따라 수신된 데이터 신호를 특정짓는 S/N을 추정한다. 상기 S/N추정은 그 후 LUT(34)로의 인가를 위해 제어 논리 회로(40)에 의해 2-비트 제어 신호로 양자화된다. 소정의 한계값 이하의 상기 S/N추정값은 LUT(34)의 메모리 페이지 A를 선택하기 위해 제어 신호 00로 양자화 되고 상기 한계값 이상의 S/N추정값은 각각 페이지 B,C 및 D를 선택하기 위해 제어 신호 01, 10, 및 11로 양자화된다.

LUT(32)의 맵핑된 4-비트 출력 및 LUT(34)의 맵핑된 7-비트 출력이 위상 에러 LUT(42)에 인가된다. 위상 에러 LUT(42)는, LUT'S(32 및 34)로부터의 입력에 응답하여, 복소 멀티플라이어(28)에 인가된 복조된 데이터 벡터 I, Q에 부과되는 회전 방향 및 회전 증가량을 나타내는 출력을 발생시키며, 그에 따라 신호를 특징짓는 위상 노이즈를 보정한다. 따라서, LUT(34)로부터의 차이값이 양의 값(예를 들면, 제5도에서 벡터A 및 B)을 나타낼 경우, 회전 방향은 Q 가 양(벡터A)이면 시계 방향이고, Q가 음(벡터 B)이면, 반시계방향이다. 한편, LUT(34)로부터 차이값이 음(벡터 C 및 D)일 경우, 회전 방향은 Q가 양(벡터 D)이면 반시계 방향이고, Q가 음(벡터 C)이면 시계방향이다. 비슷한 방식으로, 벡터 J 및 L 의 회전방향은 반시계 방향이고 벡터 K 및 M은 시계방향이다.

LUT(42)의 출력으로 표시된 증분 회전량은 비교적 작은 값으로 고정될 수 있으며 혹은 양호하게도 Q 및 △Iw'값이 증가함에 따라 비교적 작은 값으로부터 증가할 수도 있다. 비교적 큰 △Iw'값에 대해 비교적 큰 회전 값을 사용하는 것이 비교적 큰 △Iw'값에 관련된 비교적 큰 크기의 위상 에러를 보다 빨리 보정하는 데 바람직할 수 있다 비교적 큰 Q 값에 대해 비교적 큰 증분 회전 값을 사용하는 것은 관련 에러가 진폭 노이즈보다 위상 노이즈로 초래될 확률이 높음을 설명하는데 바람직할 수 있다.

LUT(42)의 동작이 제7도의 전형적인 챠트에서 보다 상세히 도시된다. 이 챠트는 서로 다른 LUT'S(32 및 34)의 출력에 대해 입력 벡터(I, Q)에 인가될 증분 회전량 및 방향을 도시한다. 챠트에서 양의 부호를 가진 값은 시계 방향으로의 회전을 나타내며 음의 부호를 가진 값은 반시계방향으로의 회전을 나타낸다. 따라서, LUT'S(32 및 34)의 출력이 동일한 부호일 경우, 회전은 시계방향으로 이루어지고, 부호가 서로 다를 경우에는 반시계 방향으로 회전이 이루어진다. 정선된 한계값 이하의 모든 Q 값에 대해, 증분 회전량은 제로가 되며, 그때 정선된 △Iw'한계값 이상에서는 Q 값이 증가함에 따라 증가한다. 이것은, 앞서 설명한 바와 같이, 소정량의 에러가 위상 노이즈로 인해 발생할 확률이 Q에 따라 높아지기 때문에 바람직하다. 전술한 한계값 이상의 입력에 대해 증분 회전량이 △Iw'값이 증가함에 따라 증가함을 또한 알 수 있다. 이것은, LUT(34)의 다중 페이지 메모리와 제휴하여, 결정 피드백 루프의 위상 에러 보정 비율의 선택적인 제어를 허용한다. 즉, 비교적 큰 증분 회전량이 위와같이 조건하에서 위상 에러 보정 비율을 증가시키도록 수직 기준 신호 및 비교적 높은 S/N값에 대해 LUT(42)에 의해 제공된다.

LUT(42)의 출력이 PLL 필터(44)를 통해 누산기(46)에 인가된다. 검출기(14)에 의해 회수된 수직 기준 신호로부터 얻어진 리셋트 신호에 의해 각각의 데이터 필드의 시작시 리셋트되는 누산기(46)는 복조된 벡터(I, Q)의 위상각도 에러를 나타내는 출력을 제공하도록 LUT(42)의 필터링된 출력을 누산한다. 이 위상 각도 에러는 LUT(48)에 의해 대응하는 사인 및 코사인 값으로 변환되며, 이들 값은 그후 정확한 출력값에 대해 입력 벡터를 회전시키도록 멀티플라이어(28)에 인가된다. 따라서, 먼저 결정된 보정위치에 대해 입력 벡터를 빠르게 회전시키고, 그 후 비교적 느린 비율로, 수신된 신호에서 위상 노이즈 변화를 트래킹하므로써, 수신된 신호를 특징지우는 위상 노이즈를 감소시키도록 결정 피드백 루프가 수직 신호에 응답하여 주기적으로 동작된다는 사실이 인지될 것이다.

앞서 설명된 바와 같이, 작은 Q값을 특징으로 하는 복조된 데이터는 위상 노이즈로 인한 에러를 거의 나타내지 않는다. 그러므로, 위와 같은 데이터에서의 에러들은 오프셋 에러 미 이득 에러와 같이 불필요한 진폭 변화로 인한 것이다. 그러므로, 본 발명의 다른 양상에 따라, LUT'S(32 및 34)의 Q 및 △Iw'출력이 각각 오프셋 에러 및 이득 에러 LUT'S(50 및 52)에 인가된다. 이득 에러 LUT(52)는 또한 I'의 부호를 나타내는 LUT(34)의 단일 비트 출력을 수신한다. 일반적으로 말해, LUT'S(50 및 52)는 불필요한 오프셋 또는 이득 레벨에 대해 복조된 데이터를 보상하도록 적은 Q값에 대해 각각의 출력 에러값을 발생시킨다. 이들 에러 값은 각각의 누산기(54 및 56)에서 각 데이터 필드 동안 누산되며, 이는 또한 리세트 신호에 의해 각 데이터 필드의 초기에 리세트된다. 누산기 (54)는 복조된 데이터 신호의 오프셋을 적절하게 조절하기 위해 상기 누산된 오프셋 에러 신호를 제한기 및 제어 유닛(58)을 통해 가산기(26)에 인가하며, 누산기(56)는 복조된 데이터 신호의 I성분의 이득을 적절히 조절하기 위해 상기 누산된 이득 에러 신호를 제한기 및 제어 유닛(60)을 통해 멀티플라이어(22)에 인가한다.

LUT'S(50 및 52)의 동작은 제8도 및 제9도의 전형적인 챠트에서 보다 상세히 도시된다. 제8도의 챠트는, 복조된 데이터 신호에서 진폭 오프셋 에러를 보상하도록 프로그래밍된 LUT(50)를 나타낸다. 제10도에 대해 언급하건데, 위와 같은 에러들은 대응량 Y에 의해 각각의 유효레벨 이상에서 오프셋되는 벡더(A 및 M)의 조합 또는 대응량 Y에 의해 각각의 유효레벨 이하에서 오프셋되는 벡터(J 및 D)은 조합에 의해 표현될 수 있다. 결국 양의 오프셋(예를 들면, 벡터 A 및 M)은 LUT(34)로부터 양의 △Iw'값을 제공하며, 이것은 또한 LUT(50)으로부터 음의 오프셋 에러신호를 제공한다. 결과적으로, 누산기(54)에 의해 발생된 오프셋 에러신호는 보정된 벡터 A' 및 M'를 제공하도록 데이터의 오프셋을 감소시키면서 감소된다. 결국, 음의 오프세(벡터J 및 D)은 LUT(34)로부터 음의 △Iw'값을 발생시키며, 이것은 또한 LUT(50)으로부터 양의 오프셋 에러신호를 제공한다. 그러므로 누산기(54)에 의해 발생된 오프셋 에러신호는 복조된 데이터의 오프셋을 증가시켜 보정된 벡터(J' 및 D')를 제공하도록 증가된다. 상기 양쪽 경우 모두에서, 오프셋 조절이, 복조된 데이터안의 진폭 에러가 우세해지는 작은 Q 값에 훨씬 더 민감해짐이 관찰 될 것이다. 상기 조절량은 또한 앞서 기술된 바와 같이 조절가능한 비율에서 △Iw'값이 증가함에 따라 증가한다.

제9a도 및 제9b도는 LUT(52)를 나타내며 복조된 데이터 신호안에서 진폭 이득 에러를 보상하도록 프로그래밍 된다. 제9a도 및 제9b도는 LUT(34)로부터 부호 비트(I'의 양 또는 음의 값을 나타냄)에 의해 선택되며, 이때 제9a도는 양의 I'값에 대해 선택되고, 제9b도는 음의 I'값에 대해 선택된다. 제11도에 대해 언급하진데, 위와 같은 에러는 벡터(A 및 D)의 조합(과도이득) 또는 벡터(J 및 M)의 조합(불충분 이득)으로 표현될 수 있다. 과도이득의 예에서, 벡터 A는 LUT(34)로부터 양의 △Iw'값을 제공하므로써, 음의 이득 에러값이 제9a도 챠트로부터 판독된다(I'는 양의 값임). 이것은 보정된 벡터 A'를 제공하기 위해 벡터 A의 크기를 감소시키도록 멀티플라이어(22)에 대한 제어 입력을 효과적으로 감소시킬 것이다. 다른 한편으로, 벡터 D는 LUT(34)로부터 음의 △Iw'값을 발생시키며, 이것은 또한 제9b 도의 챠트가 사용되기 때문에 LUT(52)로부터 음의 에러 값을 제공한다(I'는 음의 값임). 따라서, 멀티플라이어(22)에 대한 제어 입력은 벡터 D의 크기를 감소시켜 보정된 벡터 D'를 제공하도록 다시 감소한다. 불충분한 이득의 경우, 멀티플라이어(22)에 대한 제어 입력은 (예를 들면 벡터 J 및 M)에 대해 복조된 데이터 신호상에 부과된 이득을 증가시켜 보정된 벡터(J' 및 M')를 제공하도록 증가될 것이다.

오프셋 조절의 경우에서와 같이, 상기 이득 조절은 복조된 데이터에서의 진폭 에러가 우세해지는 적은 Q값에 훨씬 더 민감해짐을 알 수 있게 될 것이다. 선택된 한계값 이상에서, 이득 조절의 변화율은 소정의 Q값에 대해 △Iw'에 따라 변화하지 않는다.

또한, 위상 에러 보정 루프의 경우에서와 같이, 오프셋 및 이득 에러 조절 루프가 먼저 수신된 기준 신호에 응답하여 각각의 조절을 빠르게 갱신한 후 비교적 느린 비율로 상기 수신된 복조 데이터에서의 에러를 트래킹하도록 각 데이터필드의 초기에 리셋트 된다는 사실이 주목될 것이며, 후자의 동작은 양호하게도 수신된 신호의 S/N비에 관련된다.

앞서 언급된 바와 같이, 복조된 데이터의 배열은 4 및 16 과 같이 서로 다른 수의 데이터 레벨을 가질 수도 있다. LUT'S(32 및 34)의 내용이 사용중인 배열에 따라 좌우되므로, 각 메모리의 적절하게 프로그래밍된 섹션이 사용될 수 있도록 배열 선택 입력이 각각의 LUT에 제공된다. 또한, 몇몇의 경우, 임의 형태의 간섭을 감소시키기 위해 검출기(14)의 I 출력 채널에서 선형 코움(comb)필터들 사용하는 것이 바람직할 수도 있다 위와같은 코움 필터를 사용하는 것은 각 메모리의 적절히 프로그래밍된 섹션을 선택하기 위해 배열 선택 입력을 사용하므로써 수용될 수 있는 추가 배열레벨을 제공한다.

본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위내에서, 본 발명의 상술된 실시예에 많은 변화가 본 기술에 숙련된 사람들에게 가능함을 주목해야 한다. 본 발명은 단지 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한 될 것이다.

본 발명은 일반적으로 정선된 무선 주파수(RF)신호의 변조로 전송된 디지털 데이터의 수신에 관한 것으로, 특히 수신된 디지털 데이터에서의 에러를 감소시키는 새로운 회로에 관한 것이다.

텔레비젼 수상기를 포함하여, 디지털 포맷으로 전송된 데이터를 수신하도록 설계된 많은 신호 수신기들은 이들 수신기 정면 단부에서 이중 변환 튜너를 사용한다. 이러한 수신기들의 제1국부 발진기는 전형적으로 비교적 고레벨의 위상 노이즈를 나타내며, 이는 다른 위상 노이즈원과 함께 복조된 디지털 데이터의 아이 오프닝즈(eye opening)를 감소시키려는 경향이 있다. 과도한 레벨이 비보상된 위상 노이즈는 그에 따라 복조된 데이터, 특히 비교적 타이트하게 패킹된 데이터 배열(constellation)의 경우에 있어서 용납할 수 없는 에러율을 초래할 수도 있다.

게다가, 상기 복조된 데이터는 불필요한 이득 레벨 및 불필요한 오프셋과 함께 회수되는 데이터를 초래하는 진폭에러에 의해 저하될 수도 있다. 이들 진폭 관련 에러들 또한 복조된 데이터의 아이 오프닝즈를 감소시키는 경향이 있으며, 위상 노이즈의 경우와 같이 보정되지 않고 있을 경우, 특히 타이트하게 패킹된 데이터 배열의 경우 용납할 수 없는 에러율을 발생시킬 수도 있다.

그러므로, 본 발명의 기본 목적은 복조된 디지털 데이터 신호에서 에러를 보정하기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 특별한 목적은 복조된 디지털 데이터 신호의 위상 노이즈 유도 에러율은 감소시키기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복조된 디지털 데이터 신호에서 진폭 에러를 감소시키기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복조된 디지털 데이터 신호에서 에러를 빨리 트래킹 및 보정하기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수신된 신호의 신호 대 노이즈(S/N)관하여 복조된 디지털 데이터 신호에서 에러를 보정하기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본원 명세서를 보다 상세히 설명하겠다.

Claims (13)

1. 동상(in-phase)의 데이터 성분 및 관련 직각 성분을 가진 복소 데이터 신호를 수신하는데 적합하며, 상기 수신된 신호로부터 상기 동상의 데이터 성분을 회수하는 검출기(14)를 포함하는 수신기용 에러 트래킹 루프 회로(18)에 있어서, 상기 루프 회로(18)가 상기 수신된 신호안의 에러를 보정하고, 상기 회수된 동상 성분으로부터 상기 직각 성분을 어림하는 필터(30), 및 사기 회수된 동상 데이터 성분과 상기 어림된 직각 성분을 포함하는 신호(10)에 응답하여 상기 수신된 신호의 선택된 특징을 에러 보정하는 에러 보정기(22,26,28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 필터가 어림 힐버트 변환 필터(an approximate Hilbert transform filter; 30)를 구바하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에러 보정기(22,26,28)가 상기 회수된 동상 성분과 어림된 직각 성분을 포함하는 신호의 위상을 조절하기 위한 제1신호 변경 회로(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트레킹 루프 회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1신호 변경 회로(28)가 상기 어림된 직각 성분의 값에 의존하는 비율로 상기 회수된 동상 성분과 어림된 직각 성분을 포함하는 신호의 위상을 조절하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
5. 제3항에 있어서, 상기 수신된 신호의 신호 대 노이즈비를 추정하는 신호대 노이즈 추정기(36)를 더 구비하며, 상기 제1신호 변경회로(28)가 상기 추정기(36)에 응답하여 상기 수신된 신호의 신호 대 노이즈 비에 의존하는 비율로 상기 수신된 신호의 위사을 조절하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에러 보정기(22,26,28)가 상기 수신된 신호의 회수된 동상 성분의 진폭-관련 특성을 조절하기 위한 제2신호 변경 회로(22,26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 에러 트래킹 루프 회로가 상기 수신된 신호의 신호대 노이즈 비를 추정하는 신호대 노이즈 추정기(36)를 더 구비하며, 상기 제2신호 변경 회로(22,26)가 상기 추정기(36)에 응답하여 상기 추정된 신호대 노이즈 비에 의존하는 비율로 상기 회수된 동상 성분의 진폭-관련 특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
8. 제6항에 있어서, 상기 제2신호 변경 회로(22,26)가 상기 진폭-관련 특성을 상기 어림된 직각 성분값의 역함수로써 조절하도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
9. 제6항에 있어서, 상기 제2신호 변경 회로가 상기 수신된 신호의 회수된 동상 성부분의 이득을 조절하는 멀티플라이어(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
10. 제6항에 있어서, 상기 제2신호 변경 회로가 상기 수신된 신호의 회수된 동상 성분의 오프셋을 조절하기 위한 가산기(26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 수신된 신호가 각각 나머지 다른 데이터 필드보다 더 확실하게 회수될 수 있는 기준 신호를 가진 복수개의 연속 데이터 필드를 포함하며, 상기 에러 보정기(22, 26,28)가 상기 기준 신호에 응답하여 비교적 빠른 제1비율로 상기 선택된 특징을 에러 보정하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.
12. 제11항에 있어서, 상기 에러 보정기(22,26,28)가 상기 나머지 데이터 필드에 응답하여 상기 제1비율보다 느리며 상기 수신된 신호의 신호 대 노이즈 비에 의존하는 비율로 상기 선택된 특징을 에러 보정하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프회로.
13. 제12항에 있어서, 상기 기준 신호에 응답하여, 상기 각각의 데이터 필드에 대해 상기 수신된 신호의 신호 대 노이즈비를 추정하는 신호 대 노이즈 추정기(36)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에러 트래킹 루프 회로.