KR100774192B1 - 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DTV를 재전송하는 과정에서 유선사업자의 재전송 장비에서 발생하는 위상 노이즈(Phase Noise)의 영향으로 인해 DTV 영상신호가 깨지는 문제점을 개선하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 VSB 수신부; 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하고, 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 디폴트값은 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 값이며, 상기 제어부는 상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭을 넓게 설정한다. 따라서, 재전송 장비에서 발생하는 위상 노이즈가 발생하지 않는 지역에서는 초기 디폴트 세팅값을 그대로 적용하고, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우에 이를 검출해서 위상 루프 필터의 대역폭(Bandwidth)을 넓게 설정하여 에러를 보정하도록 함으로써, 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈 모두의 경우에 매우 효과적으로 대응할 수 있다.

DTV, 재전송, 위상, 노이즈, 임펄스, 지상파, VSB, 대역폭

Description

디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법{GROUND WAVE RECEIVING APPARATUS AND METHOD FOR DIGITAL TELEVISION}

도 1은 종래 기술에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치를 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치를 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법을 나타낸 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : RF 신호처리부 110 : AV 입력 감지부

120 : AV 신호 처리부 130 : DTV 튜너

140 : VSB 수신칩 150 : 디스플레이부

160 : 제어부(CPU)

본 발명은 디지털 방송 수신기(DTV)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DTV를 재전송하는 과정에서 유선사업자의 재전송 장비에서 발생하는 위상 노이즈(Phase Noise)의 영향으로 인해 DTV 영상신호가 깨지는 문제점을 개선하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 방송의 신호환경을 보면 직접 옥외 안테나 및 실내 안테나를 이용한 DTV 수신 방법과 케이블 SO 및 아파트 공청 시설로부터 DTV 신호를 수신하는 두 가지 경우가 있다. 이때 케이블 SO 및 아파트 공청 시설로부터의 DTV 신호 수신의 경우는 시그널 프로세서(Signal Processor)를 통한 DTV 재전송 개념의 송출 시스템이다.

이와 같은 DTV 재전송 개념의 송출 시스템에 적용되는 재전송 장비는 RF 신호를 SAW 필터를 이용해 IF신호로 다운 컨버터(Down Converter)한 후 원하는 RF신호로 재전송하는 아날로그 프로세서 시스템(Analog Processor system)과 RF신호를 디모듈레이션(modulation)하여 TP 데이터까지 생성한 후, 다시 모듈레이션(modulation)을 거쳐 RF신호로 재전송하는 디지털 프로세서 시스템(Digital Processor system)으로 나뉜다.

아날로그 프로세서 시스템의 경우, IF신호로 전환하기 위해 예리(sharp)하게 SAW 필터링이 이루어져야 C/N의 특성이 좋아지는데, 일반적인 아날로그 시스템은 장비 문제로 인해 C/N특성 및 다운 컨버터를 위한 로컬 OSC의 특성으로 인해 C/N특성이 나빠지며, 재전송 과정에 소스(Source) 신호에 위상 노이즈(Phase Noise)가 유입되는 문제가 있다.

여기서, 위상 노이즈란 발진신호의 시간 축 파형에 위상이 조금씩 밀리고 틀 어져서 파형이 찌그러진 것처럼 보이게 되는 현상으로, 중심주파수에서 몇 Hz 떨어진 지점 즉, 특정 오프셋(Offset) 주파수에서 중심주파수 신호 에너지보다 얼마나 전력이 떨어지느냐 라는 것을 나타낸다. 중심주파수 이외에서 뜨는 신호전력은 잡음이라고 볼 수 있기 때문에 결국 Phase Noise라는 일종의 잡음으로 분류하는 것이다.

또한, 디지털 프로세서 시스템의 경우, 데이터 버퍼링(Data Buffering) 문제로 인해 디모듈레이션과 모듈레이션 사이의 타이밍이 벗어나 일정 시간이 경과되면 시스템상의 버퍼가 풀(Full)이 되어 컨텐츠(Contents)에 에러(error)가 발생하여 비디오가 깨지는 문제가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치를 나타낸 블록도로서, 일반적으로 디지털 케이블 방송을 시청하려면 디지털 케이블 셋톱박스(10)와 디지털 방송을 수신하기 위한 DTV 튜너( 20) 및 VSB(Vestigial Side Band) 칩을 구비한 VSB 수신부(30)를 구비해야 한다. 셋톱박스(10)에서 디코딩된 AV신호를 DTV 튜너(20)의 AV 단자를 통해 입력시켜 케이블 방송을 시청하게 된다. 이때, 상기 셋톱박스(10)의 입력은 케이블 방송국에서 보내는 디지털 케이블 표준에 맞는 케이블 신호인데, 셋톱박스는 이를 받아 처리해 AV 단자를 통해 디스플레이 역할을 하는 디지털 방송 수신기로 출력하는 것이다.

한편, 한국 유선방송기술 기준에 의한 위상 노이즈(Phase Noise) 대한 기준을 보면 VHF 채널(-98dBc/Hz이하), UHF채널(-95 dBc/Hz이하)로 규정을 하고 있으며, ATSC 권고 기준은 -80dBc로 규정되어 있으며, 일반적인 VSB 수신칩은 디폴트 세팅(default setting)에 대해 5dB 마진(margin)을 갖는 -75dBc로 설계가 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법은, 특정지역의 위상 노이즈에 대한 특성이 한국 유선방송기술 기준과 ATSC 권고치 보다 높은 -75dBc이상으로 위상 노이즈가 유입되어 VSB 수신칩의 설계 마진을 벗어남으로써, DTV수신 불량이 발생하게 되는 문제점이 있다. 이러한 경우 DTV 수신칩의 레지스터(Register)값을 변경하여 본문제에 대해서는 개선이 가능하나, 이와 같은 경우 위상 노이즈 특성은 좋아지는 반면에 반대 급부로 임펄스잡음(Impulse Noise)특성이 열악해 지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 재전송을 통한 DTV 영상 수신시 초기 대역폭은 디폴트값을 유지하고 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우에만 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭(Bandwidth)을 넓게 설정하여 에러를 보정하도록 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치는, 재전송을 통한 DTV 영상 수신 장치에 있어서, 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 VSB 수신부; 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하고, 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 디폴트값은 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 값이며, 상기 제어부는 상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭을 넓게 설정한다.

또한, 상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법은, 재전송을 통한 DTV 영상 수신 방법에 있어서, 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 단계; 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하는 단계; 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 종래에 초기값을 바꾸는 경우에 임펄스 노이즈(Impulse Noise)에 대한 대응이 되지 않는 것을 개선하여, 기본적으로 채널 수신시에는 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 설정 유지하고, DTV 영상이 깨지는 경우 VSB 칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어, 위상 노이즈(Phase Noise)에 의한 것인지 확인한 후, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우에는 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭(Bandwidth)을 넓게 설정하여 에러를 보정하도록 한다. 또한, 대역폭이 넓게 설정되어 있을 경우에는 앞에서도 언급했듯이 임펄스 노이즈에 의한 영향을 많이 받기 때문에 위상 노이즈가 해소되었을 경우 초기 레지스터 세팅값으로 되돌린다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치를 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 재전송을 통한 DTV 영상 수신 장치에 있어서, RF 신호 처리부(100), AV 입력 감지부(110), AV 신호 처리부(120), DTV 튜너(130), VSB 수신칩(140), 디스플레이부(150) 및 제어부(CPU)(160)를 포함한다.

RF 입력 신호 처리부(100)는 RF 입력단을 통해 입력되는 아날로그 및 디지털 신호를 복조하고, AV 신호 입력 감지부(110)는 AV 입력단을 통해 입력되는 AV 신호의 유무를 감지하며, AV 신호 처리부(120)는 상기 AV 입력단을 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 처리한다. DTV 튜너(130)는 입력되는 지상파 VSB 신호(RF 신호)를 처리하여 디스플레이부(150)에 디스플레이 한다.

또한, VSB 수신부(140)는 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하고, 제어부(160)는 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하고, 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정한다.

상기 VSB 신호는 디지털 지상파 전송 표준 신호로서, 잔류측파대(VSB) 변조방식이라고도 한다. 이 잔류측파대(VSB) 변조방식은 디지털 방송을 지상파로 보내 기 위해 변조하는 방식중의 하나로 주로 미국에서 사용하고 있으며, 반송파가 주파수대역의 사이드에 존재하기 때문에 붙여진 이름이다. 다치(多値) VSB 변조방식은 신호의 진폭표시를 3비트 혹은, 4비트를 사용함에 따라 8-VSB, 16-VSB로 되며, 이것은 신호의 진폭값을 8단계 또는 16단계로 변환하여 전송하는 것을 의미한다. 8-VSB방식은 먼저 전송된 신호를 3비트씩 1조의 신호로 변환되어 3비트로 표현되는 진폭 값을 가진 8레벨의 신호로 출력된다. 이 신호는 변환기를 통하여 101 111 001 100 --- 의 데이터열이 8레벨(3비트)의 펄스신호로 반송파를 진폭변조하게 된다. 잔류측파대 변조방식의 장점은 직교 변조방식에 비해 직교신호사이의 크로스토크가 없으므로 전송로나 기기의 위상 일그러짐에 강하다. 직교파를 사용하는 변조방식은 동상-직교성분의 2계통 파형 등화회로가 필요하나 다치(多値) VSB에서는 단일반송파이므로 파형 등화회로가 1계통으로 간략화된다.

본 발명의 상기 디폴트값은 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 값이며, 상기 제어부(160)는 상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭을 넓게 설정한다.

또한, 상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법을 나타낸 순서도.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법은, 재전송을 통한 DTV 영상 수신 방법에 있어서, 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 단계(S101); 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하는 단계(S102~S103); 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 단계(S104~S107)를 포함한다.

이때, 상기 디폴트값은 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 값이며, 상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭을 넓게 설정한다.

또한, 상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, RF 입력 신호 처리부(100)는 RF 입력단을 통해 입력되는 아날로그 및 디지털 신호를 복조하고, AV 신호 입력 감지부(110)는 AV 입력단을 통해 입력되는 AV 신호의 유무를 감지하며, AV 신호 처리부(120)는 상기 AV 입력단을 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 처리한다.

또한, DTV 튜너(130)는 입력되는 지상파 VSB 신호(RF 신호)를 처리하여 디스플레이부(150)에 디스플레이한다.

이와 같은 상태에서, VSB 수신부(140)는 초기 대역폭을 디폴트값으로 유지하 여 영상 신호를 수신한다(S101).

즉, 상기 디폴트값은 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 값이다. 따라서, 본 발명은 재전송 장비에서 발생하는 위상 노이즈(Phase Noise)가 발생하지 않는 지역에서는 초기 디폴트 세팅(Default Setting)값을 그대로 적용하고, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우에 이를 검출(Detect)해서 세팅값을 변경하도록 하여 대응하도록 한다.

이후, 제어부(160)는 수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단한다(S120). 이때, 판단은 상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하도록 한다.

상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정한다(S103~S104). 이때, 상기 제어부(160)는 상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)(미도시)의 대역폭을 넓게 설정함이 바람직하다.

이후, 상기 DTV 영상이 계속 깨질 경우에는 기본 설계치로 설정된 값으로 DTV를 수신하는 한편, 상기 DTV 영상이 깨지지 않을 경우에는 상기 페이즈 노이즈에 대응된 VSB 칩 세팅으로 변경된 값으로 DTV를 수신한다(S105~S107).

따라서, 본 발명은 초기 설계 세팅값은 ATSC 권고 기준의 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈에 만족하도록 실험실 환경에서 초기 디폴트값을 설정하고, 필드 환경에 대응하기 위해 부가적인 노이즈에 의해 발생할 수 있는 DTV 영상 깨짐 현상이 발생할 경우에 VSB 수신칩의 레지스터를 읽어 위상 노이즈 에러에 의한 것일 경우에는 임펄스 노이즈에 의한 마진은 조금 손해를 보더라도 해당 문제를 발생하지 않도록 한다. 이는 처음부터 디폴트로 위상 노이즈에 대한 마진만을 확보하기 위해 세팅값을 변경한다면 임펄스 노이즈가 있는 환경에서는 오히려 문제가 될 수 있으므로 이러한 문제를 사전에 방지하기 위함이다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치 및 방법에 의하면, 재전송 장비에서 발생하는 위상 노이즈가 발생하지 않는 지역에서는 초기 디폴트 세팅값을 그대로 적용하고, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우에 이를 검출해서 위상 루프 필터의 대역폭(Bandwidth)을 넓게 설정하여 에러를 보정하도록 함으로써, 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈 모두의 경우에 매우 효과적으로 대응할 수 있다.

Claims (8)

1. 재전송을 통한 DTV 영상 수신 장치에 있어서,

   초기 대역폭을 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 VSB 수신부;

   수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하고, 상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터(Phase Loop Filter)의 대역폭을 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러(Phase Tracking error)를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 장치.
5. 재전송을 통한 DTV 영상 수신 방법에 있어서,

   초기 대역폭을 ATSC 권고 기준에 만족하는 초기 설계치로 위상 노이즈 및 임펄스 노이즈를 함께 고려한 디폴트값으로 유지하여 영상 신호를 수신하는 단계;

   수신된 영상이 깨질 경우 위상 노이즈에 의한 것인가를 판단하는 단계;

   상기의 판단 결과, 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 그 대역폭을 넓게 설정하여 에러를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법.
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서,

   상기 위상 노이즈에 의해 영상이 깨질 경우 위상 루프 필터의 대역폭을 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 수신된 영상이 깨지는 경우 VSB칩 내의 위상 트레킹 에러를 읽어 그 값을 비교함으로써 위상 노이즈에 의한 것인지 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 지상파 수신 방법.

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