KR101208512B1 - Digital broadcasting receive system and method - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 방송 시스템과 관련된 것으로서, 특히 본 발명은 인핸스드 데이터가 전송되는 데이터 영역의 특정 위치에 송/수신측에서 알고 있는 기 정의된 기지 데이터를 주기적으로 삽입하여 전송하고, 수신측에서는 상기 기지 데이터를 반송파 복구, 타이밍 클럭 복구, 채널 등화 과정 등에 이용함으로써, 채널 변화가 심하거나 노이즈에 약한 환경에서 수신 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a digital broadcasting system, and in particular, the present invention periodically inserts and transmits predetermined known data known to a transmitting / receiving side at a specific position of a data area where enhanced data is transmitted, and transmits the predetermined known data. By using the data for carrier recovery, timing clock recovery, channel equalization, and the like, reception performance can be improved in an environment in which channel variation or noise is weak.

기지 데이터, 타이밍 클럭 복구, 상관 Base data, timing clock recovery, correlation

Description

디지털 방송 수신 시스템 및 수신 방법{Digital broadcasting receive system and method}Digital broadcasting receive system and method {Digital broadcasting receive system and method}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신 시스템의 구성 블록도1 is a block diagram illustrating a digital broadcast transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 패턴의 예를 보인 도면2 illustrates an example of a data transmission pattern according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 패턴의 예를 보인 도면3 shows an example of a data transmission pattern according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 구성 블록도 4 is a block diagram illustrating a digital broadcast receiving system according to an embodiment of the present invention.

도 5a, 도 5b는 도 4의 타이밍 클럭 복구부의 실시예들을 보인 본 발명의 구성 블록도5A and 5B are block diagrams illustrating the embodiments of the timing clock recovery unit of FIG. 4.

도 6의 (a),(b)는 시간 영역에서 타이밍 에러를 검출하는 일 예를 보인 본 발명의 도면6A and 6B illustrate an example of detecting a timing error in the time domain.

도 7의 (a),(b)는 시간 영역에서 타이밍 에러를 검출하는 다른 예를 보인 본 발명의 도면7A and 7B illustrate another example of detecting a timing error in the time domain.

도 8은 상기 도 6, 도 7의 상관값을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 예를 보인 본 발명의 도면8 is a diagram illustrating an example of detecting a timing error using the correlation values of FIGS. 6 and 7.

도 9는 시간 영역에서 타이밍 에러를 검출하기 위한 타이밍 에러 검출기의 일 실시예를 보인 본 발명의 구성 블록도9 is a block diagram illustrating the configuration of an embodiment of a timing error detector for detecting timing errors in the time domain.

도 10은 주파수 영역에서 타이밍 에러를 검출하는 일 예를 보인 본 발명의 도면10 is a diagram illustrating an example of detecting a timing error in a frequency domain.

도 11은 주파수 영역에서 타이밍 에러를 검출하기 위한 타이밍 에러 검출기의 일 실시예를 보인 본 발명의 구성 블록도11 is a block diagram of the present invention showing one embodiment of a timing error detector for detecting timing errors in the frequency domain;

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

410 : 튜너 420 : 아날로그 처리부410: tuner 420: analog processing unit

430 : 아날로그/디지털 변환부 440 : 복조부430: analog / digital converter 440: demodulator

441 : 위상 분리기 442 : 반송파 복구부441: phase separator 442: carrier recovery unit

443 : 타이밍 클럭 복구부 450 : 기지 데이터 검출 및 발생부443: timing clock recovery unit 450: known data detection and generation unit

460 : 등화부 470 : 에러 정정부460: equalizer 470: error correction unit

471 : 비터비 디코더 472 : 데이터 디인터리버471 Viterbi decoder 472 data deinterleaver

473 : RS 디코더/비체계적 RS 패리티 제거부473: RS decoder / unstructured RS parity cancellation unit

474 : 디랜더마이저 475 : 메인 데이터 패킷 제거부474: derandomizer 475: main data packet removal unit

476 : E-VSB 패킷 디포맷터 477 : E-VSB 데이터 처리부476: E-VSB packet deformatter 477: E-VSB data processing unit

본 발명은 디지털 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 VSB(Vestigial Side Band) 방식으로 변조하여 송신하고 이를 수신하는 디지털 방송 수신 시스템 및 수신 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital communication system, and more particularly, to a digital broadcast receiving system and a method for modulating and transmitting the same by using VSV (Vestigial Side Band).

북미 및 국내에서 디지털 방송 표준으로 채택된 8T-VSB 전송방식은 MPEG 영 상/음향 데이터의 전송을 위해 개발된 시스템이다. 그러나 요즈음 디지털 신호처리 기술이 급속도로 발전하고, 인터넷이 널리 사용됨에 따라서 디지털 가전과 컴퓨터 및 인터넷 등이 하나의 큰 틀에 통합되어 가는 추세이다. 따라서 사용자의 다양한 요구를 충족시키기 위해서는 디지털 방송 채널을 통하여 영상/음향 데이터에 더하여 각종 부가 데이터를 전송할 수 있는 시스템의 개발이 필요하다. The 8T-VSB transmission system, adopted as a digital broadcasting standard in North America and Korea, is a system developed for the transmission of MPEG video / audio data. However, with the rapid development of digital signal processing technology and the widespread use of the Internet, digital home appliances, computers, and the Internet are being integrated into one big framework. Therefore, in order to meet various needs of users, it is necessary to develop a system capable of transmitting various additional data in addition to video / audio data through a digital broadcasting channel.

부가 데이터 방송의 일부 이용자는 간단한 형태의 실내 안테나가 부착된 PC 카드 혹은 포터블 기기를 이용하여 부가데이터방송을 사용할 것으로 예측되는데, 실내에서는 벽에 의한 차단과 근접 이동체의 영향으로 신호 세기가 크게 감소하고 반사파로 인한 고스트와 잡음의 영향으로 방송 수신 성능이 떨어지는 경우가 발생할 수 있다. 그런데 일반적인 영상/음향데이터와는 달리 부가 데이터 전송의 경우에는 보다 낮은 오류율을 가져야 한다. 영상/음향 데이터의 경우에는 사람의 눈과 귀가 감지하지 못하는 정도의 오류는 문제가 되지 않는 반면에, 부가데이터(예: 프로그램 실행 파일, 주식 정보 등)의 경우에는 한 비트의 오류가 발생해도 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 채널에서 발생하는 고스트와 잡음에 더 강한 시스템의 개발이 필요하다. Some users of supplementary data broadcasting are expected to use supplementary data broadcasting by using PC card or portable device with simple indoor antenna. In the room, signal strength is greatly reduced due to wall blocking and influence of nearby moving objects. Due to the effects of ghosts and noise caused by reflected waves, broadcast reception performance may deteriorate. However, unlike general video / audio data, the additional data transmission should have a lower error rate. In the case of video / audio data, errors that the human eye and ears cannot detect are not a problem, while in the case of additional data (eg program executables, stock information, etc.), a bit error may cause serious problems. It can cause problems. therefore There is a need to develop a system that is more resistant to ghosting and noise in the channel.

부가 데이터의 전송은 통상 MPEG 영상/음향과 동일한 채널을 통해 시분할 방식으로 이루어 질 것이다. 그런데 디지털 방송이 시작된 이후로 시장에는 이미 MPEG 영상/음향만 수신하는 ATSC VSB 디지털 방송 수신기가 널리 보급되어 있는 상황이다. 따라서 MPEG 영상/음향과 동일한 채널로 전송되는 부가 데이터가 기존에 시장에 보급된 기존 ATSC VSB 전용 수신기에 아무런 영향을 주지 않아야 한다. 이 와 같은 상황을 ATSC VSB 호환으로 정의하며, 부가데이터 방송 시스템은 ATSC VSB 시스템과 호환 가능한 시스템이어야 할 것이다. 상기 부가 데이터를 인핸스드 데이터 또는 E-VSB 데이터라 하기도 한다.The transmission of additional data will usually be done in a time division manner over the same channel as the MPEG video / sound. Since the beginning of digital broadcasting, however, ATSC VSB digital broadcasting receivers that receive only MPEG video / audio have been widely used in the market. Therefore, additional data transmitted on the same channel as MPEG video / audio should not affect the existing ATSC VSB-only receivers that have been used in the market. This situation is defined as ATSC VSB compatible, and the supplementary data broadcasting system should be compatible with ATSC VSB system. The additional data may also be referred to as enhanced data or E-VSB data.

또한 열악한 채널환경에서는 기존의 ATSC VSB 수신 시스템의 수신성능이 떨어질 수 있다. 특히 휴대용 및 이동수신기의 경우에는 채널변화 및 노이즈에 대한 강건성이 더욱 요구된다. In addition, in a poor channel environment, the reception performance of the conventional ATSC VSB receiving system may be degraded. Especially in the case of portable and mobile receivers, robustness against channel changes and noise is required.

따라서 본 발명의 목적은 부가 데이터 전송에 적합하고 노이즈에 강한 새로운 디지털 방송 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a new digital broadcasting system suitable for additional data transmission and resistant to noise.

본 발명의 다른 목적은 송/수신측에서 알고 있는 기지 데이터(Known data)를 데이터 구간의 소정 영역에 삽입하여 전송하면, 수신측에서 이를 복조와 채널 등화에 이용함으로써, 수신 성능을 향상시키는 디지털 방송 수신 시스템 및 수신 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to digitally broadcast to improve reception performance by inserting known data known to the transmitting / receiving side into a predetermined area of a data section and using the same for demodulation and channel equalization at the receiving side. The present invention provides a receiving system and a receiving method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법은, In order to achieve the above object, the digital broadcast receiving method according to an embodiment of the present invention,

(a) 기지 데이터 열이 유효 데이터에 주기적으로 삽입되어 전송되면 튜닝을 통해 수신하는 단계;(a) receiving through tuning if the known data string is periodically inserted into the valid data and transmitted;

(b) 상기 수신된 기지 데이터 열의 상관 특성을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계; 및 (b) detecting timing errors using the correlation characteristics of the received known data streams; And

(c) 상기 (b) 단계에서 검출된 타이밍 에러에 비례하는 타이밍 클럭을 생성하여 상기 수신된 데이터를 보간하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.(c) generating a timing clock proportional to the timing error detected in step (b) to interpolate the received data.

상기 (b) 단계는 시간 영역에서 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터 열과 수신된 데이터와의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (b), the correlation value between the known data string and the received data, which is known by the promise of the transmitting / receiving side in the time domain, is obtained, and the timing error is detected from the correlation value.

상기 (b) 단계는 주파수 영역에서 주기적으로 삽입되어 수신되는 이전 기지 데이터 열과 이후 기지 데이터 열과의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (b), a correlation value between a previous known data string and a later known data string periodically inserted and received in the frequency domain is obtained, and a timing error is detected from the correlation value.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법은, Digital broadcast receiving method according to another embodiment of the present invention,

(a) 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터를 포함하는 디지털 방송을 수신하는 단계;(a) receiving a digital broadcast including known data known by an appointment of a transmitting / receiving side;

(b) 상기 수신된 신호로부터 제1 타이밍 에러를 검출하는 단계;(b) detecting a first timing error from the received signal;

(c) 상기 수신된 신호로부터 제2 타이밍 에러를 검출하는 단계; (c) detecting a second timing error from the received signal;

(d) 기지 데이터가 삽입되어 있는 영역의 유무에 따라 상기 제1,제2 타이밍 에러 중 하나를 선택하거나 통합하여 출력하는 단계; 및(d) selecting or integrating and outputting one of the first and second timing errors according to whether there is a region into which known data is inserted; And

(e) 상기 (d) 단계에서 출력되는 타이밍 에러에 비례하는 타이밍 클럭을 생성하여 상기 수신된 신호를 보간하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.(e) generating a timing clock proportional to the timing error output in step (d) and interpolating the received signal.

상기 (b) 단계는 수신된 신호의 스펙트럼의 측대역을 이용하여 제1 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.Step (b) is characterized in that detecting the first timing error using the sideband of the spectrum of the received signal.

상기 (c) 단계는 시간 영역에서 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터 열과 수신된 데이터와의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 제2 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the correlation value between the known data sequence known by the transmission / reception side promise and the received data in the time domain is obtained, and a second timing error is detected from the correlation value.

상기 (c) 단계는 주파수 영역에서 주기적으로 삽입되어 수신되는 이전 기지 데이터 열과 이후 기지 데이터 열과의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the correlation value between the previous known data string and the subsequent known data string periodically inserted and received in the frequency domain is obtained, and the timing error is detected from the correlation value.

본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템은, 기지 데이터 정보에 따라 수신된 신호로부터 타이밍 에러를 검출하는 타이밍 에러 검출기; 상기 타이밍 에러 검출기에서 검출된 타이밍 에러를 필터링하는 루프 필터; 및 상기 루프 필터에서 필터링되어 출력되는 타이밍 에러에 비례하는 타이밍 클럭을 생성하여 상기 수신된 신호를 보간하는 보간부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A digital broadcast reception system according to the present invention includes a timing error detector for detecting a timing error from a signal received according to known data information; A loop filter for filtering the timing error detected by the timing error detector; And an interpolation unit generating a timing clock proportional to a timing error filtered out by the loop filter and interpolating the received signal.

상기 타이밍 에러 검출기는 시간 영역에서 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터 열과 수신된 데이터와의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.The timing error detector obtains a correlation value between the known data sequence known by the transmission / reception side promise and the received data in the time domain, and detects a timing error from the correlation value.

상기 타이밍 에러 검출기는 주파수 영역에서 주기적으로 삽입되어 수신되는 이전 기지 데이터 열과 이후 기지 데이터 열과의 상관값을 구하고, 상기 상관값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.The timing error detector obtains a correlation value between a previous known data string and a subsequent known data string periodically inserted and received in the frequency domain, and detects a timing error from the correlation value.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. At this time, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, by which the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation is not limited.

본 발명은 정보를 갖고 있는 인핸스드 데이터와 송/수신측에서 알고 있는 기 정의된 기지(known) 데이터를 다중화하여 전송함으로써, 수신기의 수신 성능을 향상시키기 위한 것이다.The present invention is to improve the reception performance of a receiver by multiplexing and transmitting enhanced data having information and predetermined known data known to the transmitting / receiving side.

본 발명은 송신측에서는 기지 데이터를 주기적으로 삽입하여 전송하고, 수신측에서는 주기적으로 삽입되어 전송된 기지 데이터를 검출하여 타이밍 클럭 복원에 이용함으로써, 수신기의 수신 성능을 향상시키기 위한 것이다.The present invention improves the reception performance of a receiver by periodically inserting and transmitting known data on the transmitting side, and using the known data periodically inserted and transmitted on the receiving side to recover the timing clock.

도 1은 기지 데이터를 주기적으로 삽입하여 전송하기 위한 디지털 방송 송신기의 실시예를 보인 것이다. 1 illustrates an embodiment of a digital broadcast transmitter for periodically inserting and transmitting known data.

상기 도 1의 디지털 방송 송신기는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 기지 데이터 열을 주기적으로 삽입하여 전송할 수 있는 송신기는 어느 것이나 가능하다. 따라서 본 발명은 상기된 실시예로 제시한 것에 제한되지 않을 것이다.The digital broadcast transmitter of FIG. 1 is just one embodiment for better understanding of the present invention, and the present invention may be any transmitter capable of periodically inserting and transmitting a known data stream. Therefore, the present invention will not be limited to those given in the above-described embodiments.

도 1의 디지털 방송 송신기는 E-VSB 전처리부(101), E-VSB 패킷 포맷터(102), 패킷 다중화기(103), 데이터 랜더마이져(104), 스케쥴러(105), 리드 솔로몬 부호기 및 패리티 위치 홀더 삽입기(106), 데이터 인터리버(107), 바이트-심볼 변 환기(108), E-VSB 심볼 처리부(109), 기지 데이터 발생부(110), 심볼-바이트 변환기(111), 비체계적 RS 부호기(112), 트렐리스 부호기(113), 프레임 다중화기(114), 및 송신부(120)로 구성된다. The digital broadcast transmitter of FIG. 1 includes an E-VSB preprocessor 101, an E-VSB packet formatter 102, a packet multiplexer 103, a data randomizer 104, a scheduler 105, a Reed Solomon encoder and parity. Position holder inserter 106, data interleaver 107, byte-symbol converter 108, E-VSB symbol processor 109, known data generator 110, symbol-byte converter 111, unstructured RS encoder 112, trellis encoder 113, frame multiplexer 114, and transmitter 120.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에서 메인 데이터 패킷은 패킷 다중화기(103)로 출력되고, 인핸스드 데이터는 E-VSB 전처리부(101)로 출력된다. 상기 E-VSB 전처리부(101)는 인핸스드 데이터에 대해 추가의 에러 정정 부호화, 인터리빙, 널 데이터 삽입을 통한 바이트 확장 등과 같은 전처리를 수행한 후 E-VSB 패킷 포맷터(102)로 출력한다. In one embodiment of the present invention configured as described above, the main data packet is output to the packet multiplexer 103, and the enhanced data is output to the E-VSB preprocessor 101. The E-VSB preprocessor 101 outputs the enhanced data to the E-VSB packet formatter 102 after performing preprocessing such as additional error correction encoding, interleaving, byte expansion through null data insertion, and the like.

상기 E-VSB 패킷 포맷터(102)는 상기 스케쥴러(105)의 제어에 의해 상기 전처리된 인핸스드 데이터와 널 데이터가 삽입된 기지 데이터 위치 홀더를 다중화하여 그룹을 구성한다. 이어 상기 그룹 내 데이터를 184바이트 단위의 인핸스드 데이터 패킷으로 나누고, 상기 패킷 앞에 4바이트의 MPEG 헤더를 추가하여 188바이트 단위의 인핸스드 데이터 패킷(즉, MPEG 호환 패킷)으로 출력한다. The E-VSB packet formatter 102 forms a group by multiplexing the preprocessed enhanced data and the known data position holder into which null data is inserted under the control of the scheduler 105. Subsequently, the data in the group is divided into enhanced data packets of 184 bytes, and a 4-byte MPEG header is added before the packet to output an enhanced data packet of 188 bytes (ie, an MPEG compatible packet).

여기서 상기 E-VSB 패킷 포맷터(102)는 수신측에서 기지 데이터를 수신하였을 때 VSB 데이터 프레임 내에 기지 데이터 열이 주기적으로 삽입되어 수신되도록 스케쥴러(105)의 제어에 의해 상기 기지 데이터 위치 홀더를 결정한다. Here, the E-VSB packet formatter 102 determines the known data position holder by the control of the scheduler 105 such that when the known data is received at the receiving end, the known data string is periodically inserted into the VSB data frame. .

상기 E-VSB 패킷 포맷터(102)의 출력은 패킷 다중화기(103)로 입력된다. 상기 패킷 다중화기(103)는 상기 스케쥴러(105)의 제어에 의해 메인 데이터 패킷과 인핸스드 데이터 패킷 그룹을 트랜스포트 스트림(Transport Stream ; TS) 패킷 단위로 시분할 다중화하여 출력한다. The output of the E-VSB packet formatter 102 is input to the packet multiplexer 103. The packet multiplexer 103 performs time division multiplexing on the main data packet and the enhanced data packet group by a transport stream (TS) packet unit under the control of the scheduler 105.

즉, 상기 스케줄러(105)는 E-VSB 패킷 포맷터(102)에서 인핸스드 데이터와 기지 데이터 위치 홀더를 다중화할 수 있도록 제어 신호를 생성하여 출력하고, 또한 상기 패킷 다중화기(103)에서 메인 데이터 패킷과 인핸스드 데이터 패킷 그룹을 다중화할 수 있도록 제어 신호를 출력한다. 상기 패킷 다중화기(103)는 제어신호를 입력받아 TS 패킷 단위로 메인 데이터 패킷과 인핸스드 데이터 패킷 그룹을 다중화하여 출력한다. That is, the scheduler 105 generates and outputs a control signal for multiplexing the enhanced data and the known data position holder in the E-VSB packet formatter 102, and also outputs a main data packet in the packet multiplexer 103. Outputs a control signal to multiplex the enhanced data packet group. The packet multiplexer 103 receives a control signal and multiplexes a main data packet and an enhanced data packet group in units of TS packets.

상기 패킷 다중화기(103)의 출력은 데이터 랜더마이저(104)로 입력된다. 상기 데이터 랜더마이저(104)에서는 MPEG 동기 바이트를 버리고 나머지 187 바이트를 내부에서 발생시킨 의사랜덤(pseudo random) 바이트를 사용하여 랜덤하게 만든 후 리드-솔로몬(Reed-Solomon ; RS) 부호기(Encoder)/비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(106)로 출력한다. The output of the packet multiplexer 103 is input to the data randomizer 104. The data randomizer 104 discards MPEG sync bytes and randomly generates the remaining 187 bytes using a pseudo random byte generated internally, and then uses a Reed-Solomon (RS) encoder / Output to unstructured RS parity position holder inserter 106.

상기 RS 부호기/비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(106)는 랜덤마이즈된 데이터가 메인 데이터 패킷이면 체계적(systematic) RS 부호화를, 인핸스드 데이터 패킷이면 비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입(Non-systematic RS parity Holder insertion)을 수행한다. The RS encoder / unstructured RS parity position holder inserter 106 performs systematic RS encoding if the randomized data is the main data packet, and inserts an unsystematic RS parity position holder if the enhanced data packet is non-systemic RS. parity holder insertion).

상기 RS 부호기/비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(106)의 출력은 데이터 인터리버(107)로 출력되고, 상기 데이터 인터리버(107)는 이를 인터리빙하여 출력한다. 이때 상기 데이터 인터리버(107)는 비체계적 RS 부호기(112)에서 새로 계산되어 출력되는 RS 패리티 바이트를 입력받아 아직 출력되지 않은 비체계적 RS 패리티 위치 홀더를 치환한다.The output of the RS encoder / unstructured RS parity position holder inserter 106 is output to the data interleaver 107, which interleaves it and outputs it. At this time, the data interleaver 107 receives an RS parity byte newly calculated and output from the unstructured RS encoder 112 and replaces an unstructured RS parity position holder that has not yet been output.

상기 데이터 인터리버(107)에서 출력되는 한 개의 바이트는 바이트-심볼 변환기(108)에서 네 개의 심볼로 변환되어 E-VSB 심볼 처리부(109)로 출력된다. 여기서 한 심볼은 두 개의 비트로 구성된다. One byte output from the data interleaver 107 is converted into four symbols by the byte-symbol converter 108 and output to the E-VSB symbol processor 109. Here a symbol consists of two bits.

또한 기지 데이터 발생부(110)에서 생성된 기지 데이터도 E-VSB 심볼 처리부(109)로 출력된다. 이때 상기 기지 데이터는 심볼 영역에서 발생한 기지 데이터 심볼이다. 이러한 이유는 수신기에서 기지 데이터는 심볼 영역에서 사용되므로, 심볼 영역에서 원하는 특성을 가지도록 기지 데이터의 심볼 열을 만드는 것이 보다 효과적이기 때문이다. In addition, the known data generated by the known data generating unit 110 is also output to the E-VSB symbol processing unit 109. In this case, the known data are known data symbols generated in the symbol region. This is because since the known data is used in the symbol region at the receiver, it is more effective to make a symbol string of the known data to have a desired characteristic in the symbol region.

한편 상기 E-VSB 심볼 처리부(109)로 입력되는 데이터가 바이트-심볼 변환기(108)에 의해 심볼로 변환된 기지 데이터 위치 홀더인 경우에는 이것을 기지 데이터 발생부(110)에서 발생시킨 기지 데이터로 치환하여 사용하며, 기지 데이터 열이 시작되는 부분에서는 트렐리스 부호기(113)의 메모리가 어떤 정해진 상태로 초기화되도록 하는 데이터 심볼을 발생시켜 출력한다. 이를 위해서는 트렐리스 부호기(113)에 있는 메모리 값을 E-VSB 심볼 처리부(109)에서 입력 받아야한다. On the other hand, when the data input to the E-VSB symbol processing unit 109 is a known data position holder converted into a symbol by the byte-symbol converter 108, it is replaced with the known data generated by the known data generating unit 110. At the beginning of the known data stream, a data symbol is generated and output so that the memory of the trellis encoder 113 is initialized to a predetermined state. To this end, the memory value in the trellis encoder 113 must be input from the E-VSB symbol processor 109.

상기 트렐리스 부호기(113)의 메모리 값은 인핸스드 데이터 심볼을 위한 추가적인 신호처리에 이용될 수도 있다. 그리고 상기 기지 데이터의 열이 시작될 때 트렐리스 부호기(113)를 초기화하는 이유는 트렐리스 부호기(113)로 기지 데이터의 열이 입력되더라도 트렐리스 부호기(113)의 메모리 상태에 따라서 여러 가지 출력 열이 가능하기 때문이다. The memory value of the trellis encoder 113 may be used for additional signal processing for enhanced data symbols. The reason why the trellis encoder 113 is initialized when the sequence of the known data is started may be various depending on the memory state of the trellis encoder 113 even when the sequence of the known data is input to the trellis encoder 113. This is because output columns are possible.

따라서 트렐리스 부호기(113)의 메모리 상태를 정해진 값으로 초기화한 후에 기지 데이터를 입력하면 트렐리스 부호기(113)의 출력에서도 기지 데이터 출력 열을 얻을 수 있다.Therefore, if the known data is input after initializing the memory state of the trellis encoder 113 to a predetermined value, the known data output string can be obtained at the output of the trellis encoder 113.

상기 E-VSB 심볼 처리부(109)의 출력 심볼은 트렐리스 부호기(113)에 입력되어 트렐리스 부호화된다.The output symbols of the E-VSB symbol processing unit 109 are input to the trellis encoder 113 and trellis encoded.

상기 트렐리스 부호기(113)는 상기 E-VSB 심볼 처리부(109)의 출력 심볼 중 상위 비트로 입력되는 데이터를 프리코딩하고, 하위 비트로 입력되는 데이터를 트렐리스 부호화하여 프레임 다중화기(114)로 출력한다.The trellis encoder 113 precodes data input as the upper bits of the output symbols of the E-VSB symbol processing unit 109, and trellis-codes the data input as the lower bits to the frame multiplexer 114. Output

한편 상기 E-VSB 심볼 처리부(109)에서 2비트로 구성된 심볼을 입력받아 다양한 처리를 한 후 다시 2비트로 구성된 심볼을 출력하기 때문에, 상기 비체계적 RS 부호기(112)가 E-VSB 심볼 처리부(109)의 출력으로부터 RS 패리티를 다시 계산하려면 심볼-바이트 변환기(111)에서 바이트로 변환하여야 한다. 즉 상기 심볼-바이트 변환기(111)에서 입력 심볼을 바이트 단위로 변환하여 비체계적 RS 부호기(112)로 출력한다. On the other hand, since the E-VSB symbol processing unit 109 receives a symbol composed of 2 bits and performs various processing, and then outputs a symbol composed of 2 bits again, the unstructured RS encoder 112 performs the E-VSB symbol processing unit 109. In order to recalculate the RS parity from the output of, the symbol-byte converter 111 must convert the bytes into bytes. That is, the symbol-byte converter 111 converts the input symbols into byte units and outputs them to the unstructured RS encoder 112.

상기 비체계적 RS 부호기(112)는 187개의 정보 바이트로 된 인핸스드 데이터 패킷에 대해서 20바이트의 RS 패리티를 계산하여 데이터 인터리버(107)로 출력한다. 상기 데이터 인터리버(107)는 비체계적 RS 부호기(112)에서 계산되어 출력되는 RS 패리티 바이트를 입력받아 아직 출력되지 않은 비체계적 RS 패리티 위치 홀더를 치환한다.The unstructured RS encoder 112 calculates and outputs 20 bytes of RS parity to the data interleaver 107 for an enhanced data packet of 187 information bytes. The data interleaver 107 receives an RS parity byte calculated and output from the unstructured RS encoder 112 and replaces an unstructured RS parity position holder that is not yet output.

여기서, 상기 비체계적 RS 부호화를 하는 이유는 E-VSB 심볼 처리부(109)에서 인핸스드 데이터 심볼과 기지 데이터 위치 홀더가 다른 값으로 변경되기 때문에 기존 ATSC VSB 수신기에서 RS 복호를 수행했을 때 복호 오류가 발생하지 않도록 하기 위해서다. 즉 기존 ATSC VSB 수신기와 역방향 호환성(backward compatibility)을 가지도록 하기 위함이다. Here, the reason for the unsystematic RS coding is that since the enhanced data symbol and the known data position holder are changed to different values by the E-VSB symbol processing unit 109, a decoding error occurs when RS decoding is performed in the existing ATSC VSB receiver. This is to prevent it from happening. That is, to have backward compatibility with the existing ATSC VSB receiver.

한편 비체계적 RS 부호기(112)에서 기지 데이터 발생부(110)의 출력을 입력받는 이유는 심볼-바이트 변환기(111)에서 RS 패리티 바이트보다 늦게 출력되는 기지 데이터를 미리 입력받기 위함이다.The reason why the unstructured RS encoder 112 receives the output of the known data generator 110 is to receive in advance the known data output later than the RS parity byte by the symbol-byte converter 111.

상기 프레임 다중화기(114)는 상기 트렐리스 부호기(113)의 출력 심볼마다 4개의 세그먼트 동기 심볼을 삽입하여 832개 심볼의 데이터 세그먼트를 구성하고, 312개의 데이터 세그먼트마다 한 개의 필드 동기 세그먼트를 삽입하여 한 개의 데이터 필드를 구성하여 송신부(120)로 출력한다. The frame multiplexer 114 inserts four segment sync symbols for each output symbol of the trellis encoder 113 to form a data segment of 832 symbols, and inserts one field sync segment for every 312 data segments. One data field is configured and output to the transmitter 120.

상기 송신부(120)는 세그먼트 동기 신호와 필드 동기 신호가 삽입된 프레임 다중화기(114)의 출력에 파일럿 신호를 삽입하고 VSB 변조한 후 RF 신호로 변환하여 안테나를 통해 송출한다. 이를 위해 상기 송신부(120)는 파일럿 삽입기(121), VSB 변조기(122), 및 RF 업 변환기(123)를 포함하여 구성된다. 그리고 필터(pre-equalizer filter)는 선택적(optional)이다.The transmitter 120 inserts a pilot signal into the output of the frame multiplexer 114 into which the segment sync signal and the field sync signal are inserted, VSB modulates the signal, and converts the RF signal into an RF signal. To this end, the transmitter 120 includes a pilot inserter 121, a VSB modulator 122, and an RF up converter 123. And the pre-equalizer filter is optional.

전술한 디지털 방송 송신기에서는 데이터를 전송함에 있어서 도 2와 같이 일정 길이의 기지 데이터가 반복적으로 삽입되는 영역과 기지 데이터가 삽입되지 않은 영역으로 나누어 전송하는 것이 가능하다. 이때 이러한 데이터를 수신받는 수신기는 상기 기지 데이터가 삽입되어 있지 않은 영역에서는 기존의 VSB 수신기에서 사용하는 방법으로 복조 및 등화를 수행할 수 있고, 일정한 길이의 기지 데이터가 정해진 위치에 삽입되어 있는 영역에서는 기지 데이터를 이용하여 복조와 등화를 수행할 수 있다. In the above-described digital broadcasting transmitter, as shown in FIG. 2, it is possible to divide and transmit data into an area in which known data of a predetermined length is repeatedly inserted and an area in which known data is not inserted. In this case, the receiver receiving such data can perform demodulation and equalization in a region where the known data is not inserted, using a method used by a conventional VSB receiver, and in a region where known data of a predetermined length is inserted at a predetermined position. The demodulation and equalization can be performed using the known data.

또한 상기 디지털 방송 송신기에서는 도 3과 같이 VSB 데이터 프레임 내에 주기적으로 기지 데이터를 삽입할 수 있다. In addition, the digital broadcast transmitter may periodically insert known data into a VSB data frame as shown in FIG. 3.

즉, 상기 디지털 방송 송신기에서는 VSB 데이터를 송신함에 있어서, 기지 데이터를 삽입할 수 있고, 이때 일정한 주기로 반복적인 기지 데이터를 삽입하여 전송하는 것도 가능하다.That is, in transmitting the VSB data, the digital broadcast transmitter can insert known data, and in this case, it is also possible to insert and transmit repeating known data at regular intervals.

도 3은 디지털 방송 송신기에서 동일한 패턴의 기지 데이터 열을 실제 데이터 사이에 주기적으로 삽입하여 전송하는 VSB 신호의 데이터 구조의 일 예를 보이고 있다. 상기 도 3을 보면, L개의 심볼 주기로 N개의 기지 데이터 심볼이 반복되도록 데이터 구조를 구성하여 전송하는 예이다. 상기 도 3에서 (L-N) 심볼로 표시된 데이터는 인핸스드 데이터일 수도 있고 메인 데이터일 수도 있고, 인핸스드 데이터와 메인 데이터의 혼합일 수도 있으며, 본 발명에서는 기지 데이터와 구분하기 위하여 이를 유효 데이터라 칭한다. FIG. 3 shows an example of a data structure of a VSB signal in which a digital broadcasting transmitter periodically inserts and transmits known data sequences of the same pattern between actual data. Referring to FIG. 3, a data structure is constructed and transmitted such that N known data symbols are repeated in L symbol periods. In FIG. 3, the data indicated by the symbol (LN) may be enhanced data or main data, or may be a mixture of enhanced data and main data. In the present invention, this data is referred to as valid data to distinguish it from known data. .

위와 같이 주기적으로 동일한 패턴의 기지 데이터가 삽입될 경우 수신기에서는 이 기지 데이터를 훈련 열로 이용하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다. In the case where known data of the same pattern is periodically inserted as described above, the receiver may use the known data as a training sequence to improve reception performance.

일 예로, 수신기 내의 등화기의 경우 상기 기지 데이터를 이용하여 정확한 판별값을 얻을 수 있고, 또한 채널의 임펄스 응답을 추정하는데 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 수신기 내의 복조부에서는 기지 데이터와 수신된 신호의 상관관계를 이용하여 반송파 복구 및 타이밍 클럭 복구를 안정적으로 수행할 수 있다.For example, in the case of an equalizer in a receiver, an accurate discrimination value may be obtained using the known data, and may be used to estimate an impulse response of a channel. In addition, the demodulator in the receiver can stably perform carrier recovery and timing clock recovery using the correlation between the known data and the received signal.

한편 동일한 기지 데이터가 주기적으로 삽입되고 연속적인 심볼 열로 수신되는 데이터를 일정한 크기의 블록 단위로 나누어 처리하는 경우에는, 상기 기지 데이터 구간을 다중 경로 채널에 의해서 발생할 수 있는 데이터 블록 간의 상호 간섭을 막는 가드 구간(guard interval)으로 사용할 수 있다. 즉 상기 도 3에서 L개의 심볼이 하나의 데이터 블록 단위로 처리되는 경우, 상기 데이터 블록의 앞부분과 뒷부분이 기지 데이터 열이고 중간 부분이 유효 데이터 영역인 경우를 생각해 볼 수 있다. 이때 시간 지연에 따른 다중 경로 채널을 겪는 신호의 경우, 이전 데이터 블록과 이후 데이터 블록이 현재 데이터 블록에 영향을 주게 된다. 그러나 채널의 시간 지연이 기지 데이터 열의 길이보다 충분히 작다면, 이전 블록이 현재 블록에 영향을 주는 것은 기지 데이터 열의 앞부분이고 이것은 현재 블록의 뒷부분에 위치한 기지 데이터 열과 동일하다. 마찬가지로 이후 블록이 현재 블록에 영향을 주는 것은 기지 데이터 열의 뒷부분이고 이것은 현재 블록의 앞부분에 위치한 기지 데이터 열과 동일하다. 그러므로 동일한 기지 데이터 열을 반복적으로 삽입하여 데이터 블록을 구성하는 경우, 시간 지연에 따른 다중 경로 채널의 영향은 마치 자기 자신의 블록에 의해서만 영향 받는 것처럼 보이게 되므로 데이터 블록 간의 상호 간섭은 없게 데이터 처리가 가능하다.On the other hand, when the same known data is periodically inserted and data received in a continuous symbol string is divided into blocks of a predetermined size, a guard that prevents mutual interference between data blocks that may be generated by a multipath channel is provided. Can be used as a guard interval. That is, in the case where L symbols are processed in one data block unit in FIG. 3, a case where the front and rear parts of the data block are known data streams and the middle part is a valid data area may be considered. In this case, in the case of a signal undergoing a multipath channel due to time delay, the previous data block and the subsequent data block affect the current data block. However, if the time delay of the channel is sufficiently smaller than the length of the known data string, it is earlier in the known data string that the previous block affects the current block, which is the same as the known data string located later in the current block. Likewise, it is later in the known data string that subsequent blocks affect the current block, which is the same as the known data string located earlier in the current block. Therefore, when constructing a data block by inserting the same known data string repeatedly, the effect of the multipath channel due to the time delay appears to be affected only by its own block, thereby enabling data processing without mutual interference between data blocks. Do.

또한 기지 데이터의 모든 심볼을 다 이용하여 복조와 등화에 사용할 수도 있고, 신호를 수신하였을 때 시간 지연에 따른 다중 경로 채널에 의해서 유효 데이터가 기지 데이터 심볼에 영향을 미치는 경우, 기지 데이터열의 길이가 충분히 길다면 채널에 의해 유효 데이터의 영향을 받는 기지 데이터 심볼을 제거하고 유효 데 이터에 의해 영향 받지 않는 기지 데이터 심볼의 영역만 복조와 등화에 사용하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, all symbols of the known data can be used for demodulation and equalization. If the valid data affects the known data symbol by the multipath channel according to the time delay when the signal is received, the length of the known data string is sufficient. If it is long, the reception performance can be improved by removing known data symbols affected by the valid data by the channel and using only the regions of the known data symbols not affected by the valid data for demodulation and equalization.

도 4는 이러한 본 발명을 적용하기 위한 디지털 방송 수신 시스템의 일 실시예를 보인 것으로서, 안테나(410), 튜너(420), 아날로그/디지털 변환부(Analog/Digital Converter ; ADC)(430), 복조부(440), 기지 데이터 검출 및 발생부(450), 등화부(460), 및 에러 정정부(470)를 포함하여 구성된다. Figure 4 shows an embodiment of a digital broadcast receiving system for applying the present invention, an antenna 410, a tuner 420, an analog / digital converter (ADC) 430, a copy It comprises a grandfather 440, a known data detection and generation unit 450, an equalizer 460, and an error correction unit 470.

상기 복조부(440)는 위상 분리기(441), 반송파 복구부(442), 및 타이밍 클럭 복구부(443)를 포함하여 구성된다. The demodulator 440 includes a phase separator 441, a carrier recovery unit 442, and a timing clock recovery unit 443.

상기 에러 정정부(470)는 비터비 디코더(471), 데이터 디인터리버(472), RS 디코더/비체계적 RS 패리티 제거부(473), 디랜더마이저(474), 메인 데이터 패킷 제거부(475), E-VSB 패킷 디포맷터(476), 및 E-VSB 데이터 처리부(477)를 포함하여 구성된다.The error correction unit 470 includes a Viterbi decoder 471, a data deinterleaver 472, an RS decoder / unstructured RS parity remover 473, a derandomizer 474, and a main data packet remover 475. , An E-VSB packet deformatter 476, and an E-VSB data processor 477.

즉, 튜너(420)는 안테나(410)를 통해 수신된 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 아날로그 신호 형태로 A/D 변환부(430)로 출력한다. 상기 A/D 변환부(430)는 특정 채널의 아날로그 신호를 디지털화하여 복조부(440)의 위상 분리기(441)로 출력한다. That is, the tuner 420 tunes the frequency of a specific channel received through the antenna 410 and outputs the analog signal to the A / D converter 430 in the form of an analog signal. The A / D converter 430 digitizes an analog signal of a specific channel and outputs it to the phase separator 441 of the demodulator 440.

상기 위상 분리기(441)는 상기 통과대역 디지털 신호를 위상이 서로 -90ㅀ가 되는 실수 성분과 허수 성분의 통과대역 디지털 신호로 분리하여 반송파 복구부(442)와 기지 데이터 검출 및 발생부(450)로 출력한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상기 위상 분리기(441)에서 출력되는 실수 성분의 신호를 I 신호라 하고, 허수 성분의 신호를 Q 신호라 한다. The phase separator 441 separates the passband digital signal into a passband digital signal of real and imaginary components whose phases are -90 kHz, and thus the carrier recovery unit 442 and the known data detection and generation unit 450. Will output Here, for convenience of description, the real component signal output from the phase separator 441 is called an I signal, and the imaginary component signal is called a Q signal.

상기 반송파 복구부(442)는 상기 위상 분리기(441)에서 출력되는 I,Q 통과대역 디지털 신호를 I,Q 기저대역 디지털 신호로 천이한 후 타이밍 클럭 복구부(443)로 출력한다. 이때 상기 반송파 복구부(442)는 기지 데이터 발생 및 검출부(450)에서 검출된 기지 데이터 위치 정보 및 기지 데이터 열을 이용하여 반송파 주파수 옵셋을 보다 정밀하게 추정하여 보상함으로써, 반송파 복구 성능을 향상시킬 수 있다. The carrier recovery unit 442 transitions the I, Q passband digital signal output from the phase separator 441 to an I, Q baseband digital signal and outputs the result to the timing clock recovery unit 443. In this case, the carrier recovery unit 442 may improve carrier recovery performance by more accurately estimating and compensating a carrier frequency offset using the known data position information and the known data sequence detected by the known data generation and detection unit 450. have.

상기 타이밍 클럭 복구부(443)는 현재 심볼들의 타이밍 에러를 구한 후 상기 타이밍 에러에 비례하는 주파수를 생성하여 상기 타이밍 에러를 보상한다. 상기 타이밍 클럭 복구부(443)의 출력은 기지 데이터 검출 및 발생부(450)와 등화부(460)로 제공된다. The timing clock recovery unit 443 calculates a timing error of current symbols and generates a frequency proportional to the timing error to compensate for the timing error. The output of the timing clock recovery unit 443 is provided to the known data detection and generation unit 450 and the equalizer 460.

이때 상기 복조부(440)에서 수행되는 반송파 복구와 타이밍 클럭 복구는 도 4와 같이 순차적으로 수행될 수도 있고, 반송파 복구와 타이밍 클럭 복구의 순서가 바뀔 수도 있으며, 순차적이 아니라 서로 연동해서 수행할 수도 있다. 또한 상기 복조부(440)에서 반송파 복구와 타이밍 클럭 복구는 기존의 VSB 수신기에서 사용하는 방법을 이용하여 수행할 수도 있고, 수신 신호에 기지 데이터가 포함되어 있다면 삽입된 기지 데이터를 이용하여 더욱 안정된 복구를 수행할 수 있다. 기지 데이터를 이용한 타이밍 클럭 복구는 뒤에 자세히 설명한다.In this case, the carrier recovery and the timing clock recovery performed by the demodulator 440 may be sequentially performed as shown in FIG. 4, the order of the carrier recovery and the timing clock recovery may be changed, or may be performed in conjunction with each other instead of sequentially. have. In the demodulator 440, carrier recovery and timing clock recovery may be performed using a conventional VSB receiver. If the received signal includes known data, more stable recovery may be performed using the inserted known data. Can be performed. Timing clock recovery using known data is described in detail later.

한편 상기 기지 데이터 검출 및 발생부(450)는 상기 복조부(440)의 입/출력 데이터 즉, 위상 분리기(441)의 출력 데이터 또는 타이밍 클럭 복구부(443)의 출력 데이터로부터 송신측에서 삽입한 기지 데이터 위치 정보 및 그 위치의 기지 데이터 열을 생성하여 복조부(440) 내 반송파 복구부(442)와 타이밍 클럭 복구부(443), 그리고 등화부(460)로 출력한다. On the other hand, the known data detection and generation unit 450 inserts the input / output data of the demodulator 440, that is, the output data of the phase separator 441 or the output data of the timing clock recovery unit 443 on the transmitting side. The known data position information and the known data string of the position are generated and output to the carrier recovery unit 442, the timing clock recovery unit 443, and the equalizer 460 in the demodulator 440.

상기 등화부(460)는 상기 복조된 신호에 포함된 채널 상의 왜곡을 보상한 후 에러 정정부(470)의 비터비 디코더(Viterbi decoder)(471)로 출력한다. 이때 상기 등화부(460)는 상기 기지 데이터 정보를 이용하여 등화 성능을 향상시킬 수 있다.The equalizer 460 compensates for the distortion on the channel included in the demodulated signal and outputs it to the Viterbi decoder 471 of the error corrector 470. In this case, the equalization unit 460 may improve the equalization performance by using the known data information.

상기 비터비 디코더(471)는 상기 등화기(460)에서 출력되는 메인 데이터 심볼과 인핸스드 데이터 심볼에 대하여 비터비 복호를 수행하여 바이트로 변환한 후 이를 디인터리버(472)로 출력한다. 그리고 상기 비터비 디코더(471)에서 판정한 8-레벨의 결정값은 상기 등화기(460)로 제공되어 등화 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 디인터리버(472)는 송신측의 데이터 인터리버의 역과정을 수행하여 RS 디코더/비체계적 RS 패리티 제거부(RS encoder/Non-systematic RS parity remover)(473)로 출력한다. 상기 RS 디코더/비체계적 RS 패리티 제거부(473)에서는 입력받은 패킷이 메인 데이터 패킷인 경우 체계적 RS 복호를 수행하고, 인핸스드 데이터 패킷인 경우에는 패킷에 삽입되어 있는 비체계적 RS 패리티 바이트를 제거하여 디랜덤마이저(474)로 출력한다. The Viterbi decoder 471 performs Viterbi decoding on the main data symbol and the enhanced data symbol output from the equalizer 460, converts the result into bytes, and outputs the result to the deinterleaver 472. The 8-level determination value determined by the Viterbi decoder 471 may be provided to the equalizer 460 to improve equalization performance. The deinterleaver 472 performs an inverse process of the data interleaver on the transmitting side and outputs the RS interceptor / non-systematic RS parity remover 473. The RS decoder / unstructured RS parity remover 473 performs systematic RS decoding when the received packet is a main data packet, and removes unstructured RS parity bytes inserted in the packet when the received packet is an enhanced data packet. Output to the derandomizer 474.

상기 디랜덤마이저(474)는 RS 디코더/비체계적 RS 패리티 제거부(473)의 출력에 대하여 랜덤마이저의 역과정을 수행하고 MPEG 동기 바이트를 매 패킷의 앞에 삽입하여 188 바이트 패킷 단위로 출력한다. The derandomizer 474 performs a reverse process of the randomizer on the output of the RS decoder / unstructured RS parity remover 473 and inserts MPEG sync bytes in front of every packet and outputs them in units of 188 byte packets.

상기 디랜덤마이저(474)의 출력은 메인 MPEG 디코더(도시되지 않음)로 출력 됨과 동시에 메인 데이터 패킷 제거부(475)로 출력된다.The output of the derandomizer 474 is output to the main MPEG decoder (not shown) and to the main data packet remover 475.

한편 상기 메인 데이터 패킷 제거부(475)는 디랜덤마이저(474)의 출력으로부터 188바이트 단위의 메인 데이터 패킷을 제거하여 E-VSB 패킷 디포맷터(476)로 출력한다. 상기 E-VSB 패킷 디포맷터(476)는 상기 메인 데이터 패킷 제거부(475)에서 출력되는 인핸스드 데이터 패킷에서 송신측의 E-VSB 포맷터에서 인핸스드 데이터 패킷에 삽입했던 4바이트의 MPEG 헤더를 제거하고, 송신측에서 인핸스드 데이터가 아닌 위치 홀더가 삽입되었던 바이트들, 예를 들어 기지 데이터를 위한 위치 홀더들을 제거한 후 이를 E-VSB 데이터 처리부(477)로 출력한다. 상기 E-VSB 데이터 처리부(477)는 상기 E-VSB 패킷 디포맷터(476)의 출력에 대해 송신측의 E-VSB 전처리부(101)의 역과정을 수행하여 최종으로 인핸스드 데이터를 출력한다. Meanwhile, the main data packet remover 475 removes the main data packet in units of 188 bytes from the output of the derandomizer 474 and outputs the main data packet to the E-VSB packet deformatter 476. The E-VSB packet deformatter 476 removes the 4-byte MPEG header inserted into the enhanced data packet by the E-VSB formatter on the transmitting side from the enhanced data packet output from the main data packet removing unit 475. In addition, the transmitter removes the bytes into which the position holder other than the enhanced data has been inserted, for example, the position holders for the known data, and outputs them to the E-VSB data processor 477. The E-VSB data processor 477 performs the reverse process of the E-VSB preprocessor 101 on the transmitting side with respect to the output of the E-VSB packet deformatter 476 and finally outputs the enhanced data.

도 5는 상기 복조부(440) 내 타이밍 클럭 복구부의 실시예들을 보인 상세 블록도로서, 도 5a는 한 종류의 타이밍 에러 검출기(Timing Error Detector ; TED)를 이용하여 타이밍 클럭을 복구하는 예를 보이고 있고, 도 5b는 두 종류의 타이밍 에러 검출기를 이용하여 타이밍 클럭을 복구하는 예를 보이고 있다. FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating embodiments of a timing clock recovery unit in the demodulator 440. FIG. 5A illustrates an example of recovering a timing clock using one type of timing error detector (TED). 5b shows an example of recovering a timing clock using two types of timing error detectors.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 클럭 복구부의 구성 블록도로서, 리샘플러(510), 타이밍 에러 검출기(520), 루프 필터(530), 및 수치 제어 발진기(Numerically Controlled Oscillator ; NCO)(540)를 포함하여 구성된다. FIG. 5A is a block diagram illustrating a timing clock recovery unit according to an embodiment of the present invention, and includes a resampler 510, a timing error detector 520, a loop filter 530, and a numerically controlled oscillator (NCO). And 540.

즉, 상기 반송파 복구부(442)에서 출력되는 기저대역 신호는 리샘플러(510)로 입력된다. 상기 리샘플러(510)는 반송파 복구부(442)에서 출력되는 신호를 NCO(540)에서 제공하는 타이밍 클럭에 맞게 리샘플링하여 기지 데이터 검출 및 발 생부(450), 등화부(460), 그리고 타이밍 에러 검출기(520)로 출력한다. 즉, 상기 A/D 변환부(430)가 25MHz의 고정 발진자를 사용할 경우, 상기 A/D 변환부(430)와 위상 분리기(441), 및 반송파 복구부(442)를 거쳐 생성된 25MHz 주파수를 갖는 기저대역 디지털 신호는 상기 리샘플러(510)에서 보간(interpolation) 과정을 거쳐 VSB 신호 심볼 클럭의 2배의 주파수 즉, 21.524476MHz 주파수를 갖는 기저대역 디지털 신호로 복원된다. That is, the baseband signal output from the carrier recovery unit 442 is input to the resampler 510. The resampler 510 resamples the signal output from the carrier recovery unit 442 according to a timing clock provided by the NCO 540 to detect and generate a known data 450, an equalizer 460, and a timing error. Output to the detector 520. That is, when the A / D converter 430 uses a fixed 25 MHz oscillator, the A / D converter 430 uses a 25 MHz frequency generated through the A / D converter 430, the phase separator 441, and the carrier recovery unit 442. The baseband digital signal is reconstructed into a baseband digital signal having a frequency twice that of the VSB signal symbol clock, that is, a 21.524476 MHz frequency through an interpolation process in the resampler 510.

상기 타이밍 에러 검출기(520)는 리샘플러(510)의 출력 신호로부터 타이밍 에러를 검출하여 루프 필터(530)로 출력한다. 이때 상기 타이밍 에러 검출기(520)는 일 실시예로서, 수신 신호의 스펙트럼의 측대역을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 스펙트럴 라인 방법을 적용하여 타이밍 에러를 검출할 수 있다. 또 다른 실시예로, 만일 도 3과 같이 동일한 패턴을 갖는 기지 데이터 열이 주기적으로 삽입되어 전송된다면 상기 기지 데이터를 이용하여 타이밍 에러를 검출할 수도 있으며, 상기 기지 데이터를 이용한 타이밍 에러 검출 방법은 뒤에서 상세히 설명한다.The timing error detector 520 detects a timing error from an output signal of the resampler 510 and outputs the timing error to the loop filter 530. In this case, the timing error detector 520 may detect a timing error by applying a spectral line method that detects the timing error by using the sideband of the spectrum of the received signal. In another embodiment, if a known data string having the same pattern is inserted periodically and transmitted as shown in FIG. 3, a timing error may be detected using the known data, and the timing error detection method using the known data will be described later. It explains in detail.

상기 루프 필터(530)는 상기 타이밍 에러 검출기(520)에서 검출된 타이밍 에러 정보를 필터링하여 타이밍 클럭의 에러를 NCO(540)로 출력한다. 상기 루프 필터(530)는 2차 필터로 구성하여 타이밍 클럭의 위상 에러와 주파수 에러를 보정할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.The loop filter 530 filters timing error information detected by the timing error detector 520 and outputs an error of the timing clock to the NCO 540. The loop filter 530 is generally configured as a secondary filter to correct phase error and frequency error of the timing clock.

상기 NCO(540)는 상기 루프 필터(530)에서 출력되는 타이밍 에러를 누적하고, 누적된 타이밍 에러의 위상 성분을 리샘플러(510)로 출력하여 리샘플러(510)의 샘플링 타이밍을 조절한다. 즉, 상기 리샘플러(510)에서 올바른 위상의 신호가 보 간되어 출력되도록 한다.The NCO 540 accumulates the timing error output from the loop filter 530, and outputs the phase component of the accumulated timing error to the resampler 510 to adjust the sampling timing of the resampler 510. That is, the resampler 510 interpolates and outputs a signal having a correct phase.

도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 클럭 복구부의 구성 블록도로서, 리샘플러(510), 제1, 제2 타이밍 에러 검출기(560,570), 먹스(580), 루프 필터(530), 및 NCO(540)를 포함하여 구성된다. 5B is a block diagram illustrating a timing clock recovery unit according to another exemplary embodiment of the present invention, and includes a resampler 510, first and second timing error detectors 560 and 570, a mux 580, and a loop filter 530. NCO 540 is configured.

도 2에서와 같이 기지 데이터가 있는 영역과 없는 영역이 구분되어 전송되는 경우, 기지 데이터의 유무에 따라서 타이밍 에러를 검출하는 방법이 달라질 수 있고 각기 그에 적합한 타이밍 에러 검출기를 사용하는 것이 필요하다. 따라서 도 5b의 경우, 상기 도 2, 도 3과 같이 일정 길이의 기지 데이터가 정해진 위치에 삽입되는 영역과 기지 데이터가 삽입되지 않은 영역으로 나누어 전송되는 경우에 적용하면 효과적인 경우이다.When the region having known data and the region having no known data are transmitted as shown in FIG. 2, a method of detecting timing error may vary according to the presence or absence of known data, and it is necessary to use a timing error detector suitable for each. Accordingly, in the case of FIG. 5B, the present invention is effective when it is applied to a case where the known data having a predetermined length is inserted into a predetermined position and a region where the known data is not inserted, as shown in FIGS. 2 and 3.

예를 들어, 제1 타이밍 에러 검출기(560)는 수신된 신호의 스펙트럼의 측대역을 이용하여 타이밍 에러를 검출하고, 제2 타이밍 에러 검출기(570)는 기지 데이터를 이용하여 타이밍 에러를 검출한다고 가정하자.For example, assume that the first timing error detector 560 detects the timing error using the sidebands of the spectrum of the received signal and the second timing error detector 570 uses the known data to detect the timing error. lets do it.

그러면 먹스(580)는 기지 데이터가 없는 영역에서는 제1 타이밍 에러 검출기(560)의 출력을 선택하고, 기지 데이터가 있는 영역에서는 제2 타이밍 에러 검출기(570)의 출력을 선택하여 루프 필터(530)로 출력하도록 설계할 수 있다. 또는 기지 데이터가 있는 영역에서는 제 1 타이밍 에러 검출기(560)의 출력과 제2 타이밍 에러 검출기(570)의 출력을 통합하여 루프 필터(530)로 출력하는 것도 가능하다.The mux 580 then selects the output of the first timing error detector 560 in the region where there is no known data, and selects the output of the second timing error detector 570 in the region where the known data is present and thus the loop filter 530. Can be designed to output Alternatively, the output of the first timing error detector 560 and the output of the second timing error detector 570 may be combined and output to the loop filter 530 in the region where the known data exists.

이렇게 하면 기지 데이터가 있는 영역에서는 기지 데이터를 이용하여 보다 신뢰도가 높은 타이밍 에러를 검출함으로써, 타이밍 클럭을 더욱 안정되게 복원할 수 있게 된다. This makes it possible to restore the timing clock more stably by detecting more reliable timing errors using the known data in the region where the known data exists.

상기 기지 데이터를 이용한 타이밍 에러 검출 방법은 여러 가지가 있을 수 있다.There are various timing error detection methods using the known data.

본 발명에서는 이를 크게 두개의 실시예로 나누어 설명한다.In the present invention, the description will be largely divided into two embodiments.

하나는 시간 영역에서 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터와 수신 데이터와의 상관 특성을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 방법이고, 다른 하나는 주파수 영역에서 수신되는 두 기지 데이터의 상관 특성을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 방법이다. One method is to detect a timing error by using a correlation characteristic between known data and received data known by a promise of a transmitting / receiving party in the time domain, and the other is to detect a correlation characteristic of two known data received in a frequency domain. It is a method of detecting a timing error by using.

제1 실시예First Embodiment

도 6과 도 7은 송/수신측의 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터(즉, 수신측에서 발생한 기준 데이터)와 수신된 신호의 상관값을 구하여 타이밍 에러를 검출하는 예를 보이고 있다. 6 and 7 show an example in which a timing error is detected by obtaining a correlation value between a known signal (i.e., reference data generated at the receiving side) and a received signal known by an appointment at the transmitting / receiving side.

먼저, 도 6의 (a)에서는 데이터 블록 주기마다 반복되는 기지 데이터열 전체를 수신된 신호열에 맞추어 이동시키면서 수신된 신호열과 상관값을 구하는 도면이다. 이때 기지 데이터 열과 수신 신호간의 상관값은 도 6의 (b)와 같이 매 데이터 블록마다 한번씩 수신 신호의 기지 데이터 열 마지막 심볼 위치에서 최대치 또는 피크 값을 출력한다. First, in FIG. 6A, the received signal sequence and the correlation value are obtained while moving the entire known data sequence repeated for each data block period in accordance with the received signal sequence. At this time, the correlation value between the known data string and the received signal outputs a maximum value or a peak value at the last symbol position of the known data string of the received signal once every data block as shown in FIG.

도 7의 (a)에서는 기지 데이터 열을 일정 부분으로 나누어 상관값을 구하는 방법에 대해 설명한다. 이때 상관값의 피크는 도 7의 (b)와 같이 기지 데이터를 나눈 수만큼 발생하게 된다. 도 7에서는 기지 데이터 열을 세 부분으로 나누어 상관 값을 구하는 것을 도시하였다. In FIG. 7A, a method of obtaining a correlation value by dividing a known data string into predetermined portions will be described. At this time, the peak of the correlation value is generated as many as the number of known data divided as shown in FIG. In FIG. 7, a known data stream is divided into three parts to obtain a correlation value.

이때 상기 타이밍 에러는 상관값의 피크 부분에서 구하게 된다. 그러므로 도 6과 같이 기지 데이터열 전체를 이용하여 하나의 상관값을 구하는 것은 타이밍 에러 검출을 매 데이터 블록 주기로 한 번씩 수행하여 적용한다는 의미가 된다. 그러나 기지 데이터 열을 도 7과 같이 나누어서 수신된 신호와 상관값을 구하면 기지 데이터열을 나눈 수 만큼에 해당하는 상관값의 피크를 얻을 수 있고 그 수만큼의 타이밍 에러를 검출하는 것이 가능하다. 즉, 그만큼 타이밍 복원 속도가 빨라질 수 있다. 예를 들어, 송/수신측에서 약속에 의해 알고 있는 기지 데이터 열을 K개의 부분으로 나누어 수신 신호와 상관을 취하면 상기 기지 데이터 열에서 K개만큼 상관값의 피크를 얻을 수 있으며, 그 수만큼의 타이밍 에러, 또는 조합에 의해 조정된 개수의 타이밍 에러를 얻을 수 있다. At this time, the timing error is obtained from the peak portion of the correlation value. Therefore, obtaining one correlation value using the entire known data string as shown in FIG. 6 means that timing error detection is performed once every data block period. However, by dividing the known data stream as shown in FIG. 7 to obtain a correlation value with the received signal, the peak of the correlation value corresponding to the number of known data streams can be obtained and the timing errors can be detected. That is, the timing restoration speed can be increased by that much. For example, if a known data sequence known by an appointment is divided into K parts on the transmitting / receiving side and correlated with a received signal, peaks of correlation values can be obtained by K number in the known data string. Timing error, or the number of timing errors adjusted by the combination can be obtained.

그러므로 전체 기지 데이터 열을 이용하는 경우는 타이밍 에러 검출값의 분산은 적으나 적용 주기가 길어지게 되고, 부분 기지 데이터 열을 이용하는 경우는 전체를 이용하는 경우에 비해 분산은 약간 증가하나 적응 주기를 줄일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 반송파 복구가 이루어지지 않은 경우, 전체 기지 데이터 열을 이용하는 경우보다 기지 데이터 열을 부분으로 나누어 상관값을 구하는 것이 반송파 주파수 에러의 영향을 줄일 수 있는 장점도 있다. 반송파 주파수 에러의 영향을 줄이는 것에 초점을 맞추는 경우 기지 데이터 열을 부분으로 나누어 각각 상관값을 얻은 후 모두 합하여 하나의 타이밍 에러값을 검출하는 데 사용할 수도 있다.Therefore, when the full known data sequence is used, the dispersion of timing error detection values is small but the application period is long. When the partial known data sequence is used, the dispersion is slightly increased compared to the case where the full known data sequence is used, but the adaptation period can be reduced. There is an advantage. In addition, when carrier recovery is not performed, obtaining a correlation value by dividing the known data sequence into parts is advantageous in reducing the influence of the carrier frequency error, rather than using the entire known data sequence. When focusing on reducing the influence of carrier frequency error, the known data stream may be divided into parts to obtain a correlation value and then summed together to detect one timing error value.

도 8에서는 도 6과 도 7에서 설명한 기지 데이터와 수신 데이터간의 상관값을 구하여 타이밍 에러를 검출하는 방법에 대해 자세히 설명한다. 상기 도면에서 굵은 점은 기지 데이터와 수신 데이터 간의 상관값을 표시한 것이고 실선은 상기 점들의 흐름을 대략적으로 이은 것이다. 상기 점들은 심볼 클럭의 두 배 빠른 주기로 샘플링한 샘플들에 대해 상관값을 구한 것을 나타낸다. In FIG. 8, a method of detecting a timing error by obtaining a correlation value between the known data and the received data described with reference to FIGS. 6 and 7 will be described in detail. In the figure, a thick point indicates a correlation value between known data and received data, and a solid line indicates a flow of the points. These points indicate that correlation values are obtained for the samples sampled at a cycle twice as fast as the symbol clock.

상기 도 8에서 랜덤 데이터에 의한 영향을 배제하고 잡음이 없고 타이밍 클럭의 오차가 없다면 기지 데이터 열과 수신 데이터 열의 상관값은 상기 도면에서 실선의 모양과 유사하게 피크를 중심으로 좌우 대칭 형태로 나타난다. 여기서 타이밍 위상 에러가 있다면 피크의 바로 앞 뒤 샘플들의 대칭형이 유지되지 않고 차이가 생기게 된다. In FIG. 8, if the influence of the random data is excluded and there is no noise and there is no error in the timing clock, the correlation value of the known data sequence and the received data sequence is symmetrically formed around the peak, similar to the shape of the solid line. Here, if there is a timing phase error, the symmetry of the samples immediately before and after the peak is not maintained and there is a difference.

그러므로 상관값을 이용한 타이밍 에러 검출은 타이밍 클럭 에러가 발생할 때의 비대칭성을 이용하여 피크 값의 바로 이전 값과 이후 값의 차에 비례함을 이용하면 된다.Therefore, the timing error detection using the correlation value may use the asymmetry when the timing clock error occurs and is used in proportion to the difference between the immediately previous value and the subsequent value.

도 9는 전술한 기지 데이터와 수신 신호의 상관값을 이용하여 시간 영역에서 타이밍 에러를 검출하는 타이밍 에러 검출기의 일 실시예를 보인 상세 블록도로서, 상관기(610), 다운 샘플러(620), 절대값 연산기(630), 지연기(640), 및 감산기(650)를 포함하여 구성된다. FIG. 9 is a detailed block diagram illustrating an example of a timing error detector for detecting timing errors in a time domain using the correlation between the known data and the received signal. The correlator 610, the down sampler 620, and the absolute sample are shown. And a value calculator 630, a delayer 640, and a subtractor 650.

상기 상관기(610)는 심볼 클럭 주파수의 두 배 이상으로 빠른 클럭으로 샘플링된 데이터를 입력받아 기지 데이터 심볼 열과 상관값을 계산하여 다운 샘플러(620)로 출력한다. 상기 다운 샘플러(620)는 상관값을 샘플링 비율만큼 다운 샘플 링하여 심볼 주파수의 샘플을 얻는다. 예를 들어, 상기 상관기(610)로 입력되는 수신 데이터가 2배의 심볼 주파수로 샘플링된 데이터라면 상기 다운 샘플러(620)는 1/2 다운 샘플링하여 심볼 주파수의 샘플을 얻는다. 상기 다운 샘플러(620)의 상관값은 절대값 연산기(630)로 입력되고, 상기 절대값 연산기(630)는 다운 샘플링된 상관값들의 절대값 또는 절대값의 제곱을 구하여 위상 성분이 없는 크기값의 성분으로 변환한다. 상기 절대값 연산기(640)의 출력은 지연기(640)와 감산기(650)로 제공된다. 상기 감산기(650)는 상기 지연기(640)에서 1 심볼 지연된 절대값 또는 절대값의 제곱과 현재 절대값 또는 절대값의 제곱의 차를 타이밍 에러 값으로 출력한다. 즉, 상기 절대값 연산기(630)의 출력을 한 심볼만큼 지연시킨 값과 상기 절대값 연산기(630)의 출력값의 차가 곧 타이밍 위상 에러에 비례하는 값이 된다. The correlator 610 receives data sampled at a clock faster than twice the symbol clock frequency, calculates a correlation with a known data symbol sequence, and outputs the correlation value to the down sampler 620. The down sampler 620 downsamples the correlation by a sampling rate to obtain a sample of the symbol frequency. For example, if the received data input to the correlator 610 is sampled at twice the symbol frequency, the down sampler 620 downsamples 1/2 to obtain a sample of the symbol frequency. The correlation value of the down sampler 620 is input to the absolute value calculator 630, and the absolute value calculator 630 obtains the absolute value or the square of the absolute value of the down-sampled correlation values to obtain the magnitude value without the phase component. Convert to component. The output of the absolute value calculator 640 is provided to a delay 640 and a subtractor 650. The subtractor 650 outputs a difference between the absolute value or the square of the absolute value delayed by one symbol in the delayer 640 and the current absolute value or the square of the absolute value as a timing error value. That is, the difference between the value of delaying the output of the absolute value calculator 630 by one symbol and the output value of the absolute value calculator 630 become a value proportional to the timing phase error.

여기서 각 블록의 선후 관계는 절대적이지 않고 결과값이 바뀌지 않는 논리적으로 타당한 범위 내에서 서로 순서를 바꾸어 연산할 수 있다. 예를 들어, 다운 샘플러, 상관기, 절대값 연산기 순으로 연산을 수행할 수도 있고, 상관기, 절대값 연산기, 다운 샘플러 순으로 연산을 수행할 수도 있다. Here, the posterior relationship of each block is not absolute but can be calculated by changing the order of the blocks within a logically reasonable range in which the result does not change. For example, operations may be performed in the order of a downsampler, a correlator, and an absolute value calculator, or may be performed in the order of a correlator, an absolute value calculator, and a downsampler.

제2 실시예Second Embodiment

상기 타이밍 에러는 기지 데이터의 주파수 특성을 이용하여 검출할 수도 있다. 즉, 타이밍 주파수 에러가 생기면 주파수 영역의 신호의 대역 내에서 주파수가 증가할수록 위상이 일정하게 증감하고, 현재 블록에 비해 다음 블록의 주파수에 따라 위상의 증감하는 기울기가 변하는 현상이 나타나게 된다. 그러므로 기지 데이터 두 블록간의 주파수 특성을 이용한 주파수에 따른 위상 변화의 기울기를 검출하여 타이밍 주파수 에러로 사용할 수 있다. The timing error may be detected using the frequency characteristic of known data. That is, when a timing frequency error occurs, the phase increases and decreases constantly as the frequency increases in the band of the signal in the frequency domain, and the slope of the phase increase and decrease changes according to the frequency of the next block compared to the current block. Therefore, the slope of the phase change according to the frequency using the frequency characteristic between two known data blocks can be detected and used as a timing frequency error.

도 10에서는 상기 기술한 기지 데이터의 주파수 특성을 이용하여 타이밍 주파수 에러를 검출하는 예를 도시한다. 현재 수신된 기지 데이터 열을 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform ; FFT)하여 주파수 영역의 신호로 변환하고, 이전 수신된 기지 데이터 열을 FFT하여 주파수 영역의 신호로 변환한다. 이어 이전 기지 데이터 열의 주파수 응답의 콘쥬게이트(conjugate) 값과 현재 기지 데이터 열의 주파수 응답의 각 주파수 값끼리 곱하여 주파수 영역에서 상관값을 구한다. 본 발명은 이전 값과 현재 값의 상관값을 얻음으로써 각 주파수에서 기지 데이터 블록 간의 위상 변화를 추출할 수 있고, 추가로 채널에 의한 위상 왜곡의 영향을 없앨 수 있다. 10 shows an example of detecting a timing frequency error using the above-described frequency characteristic of known data. A fast Fourier transform (FFT) of the currently received known data stream is transformed into a signal in the frequency domain, and a previously received known data stream is transformed into a signal in the frequency domain by FFT. Subsequently, a correlation value is obtained in a frequency domain by multiplying a conjugate value of a frequency response of the previous known data stream by each frequency value of the frequency response of the current known data stream. The present invention can extract the phase change between known data blocks at each frequency by obtaining the correlation value between the previous value and the current value, and can further eliminate the influence of the phase distortion by the channel.

이때 복소수 VSB 신호의 주파수 응답은 VSB 특성으로 인해 도 10의 주파수 응답 예와 같이 전체 영역에 값이 존재하지 않고 반쪽에만 존재하기 때문에 주파수 영역의 상관값 역시 반쪽 영역에만 존재한다. In this case, since the frequency response of the complex VSB signal is not present in the whole region but only in the half, as shown in the frequency response example of FIG.

따라서 본 발명에서는 주파수 영역에서 상관값의 위상 기울기를 구하기 위해, 상관값이 존재하는 의미있는 주파수 영역을 둘로 나누고, 각 영역에서 해당 영역 내 상관값들을 모두 합하여 각 위상을 구하고, 두 영역에서 각기 구한 두 위상 간의 차이를 구하여 위상 기울기를 얻는다. 이것이 타이밍 주파수 에러가 된다. Therefore, in the present invention, in order to obtain the phase slope of the correlation value in the frequency domain, the frequency domain in which the correlation value exists is divided into two, each phase is obtained by adding up the correlation values in the corresponding region in each region, Find the difference between the two phases to obtain the phase slope. This is a timing frequency error.

이때 각 주파수에서 상관값을 더한 후 위상을 구하는 것은 각 상관값의 성분을 크기와 위상으로 나누어볼 때, 각 상관값의 크기 성분은 곧 신뢰도와 비례하고 이 크기에 비례하는 형태로 각 상관값의 위상 성분이 최종 위상 성분에 영향을 주 도록 하기 위함이다. In this case, the phase after adding the correlation value at each frequency is divided into the magnitude and phase of each correlation value, the magnitude component of each correlation value is proportional to the reliability and proportional to this magnitude. This is to allow the phase component to affect the final phase component.

도 11은 상기 도 10과 같이 이전 기지 데이터 열과 현재 기지 데이터 열의 상관값의 주파수 특성을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 타이밍 에러 검출기의 일 실시예를 좀 더 구체화한 블록도로서, FFT(810), 제1 지연기(820), 콘쥬게이터(830), 곱셈기(840), 가산기(850), 위상 추출기(860), 제2 지연기(870), 및 감산기(880)를 포함하여 구성된다. 여기서 상기 제1 지연기(820)는 1 데이터 블록 지연기이고, 제2 지연기(870)는 1/4 데이터 블록 지연기를 실시예로 한다. 상기 1 데이터 블록이란 N개의 기지 데이터 심볼열의 주파수 응답으로 구성된 하나의 블록을 의미한다.FIG. 11 is a block diagram illustrating a timing error detector for detecting timing error using frequency characteristics of a correlation value between a previous known data string and a current known data string as shown in FIG. 10. And a first delayer 820, a conjugator 830, a multiplier 840, an adder 850, a phase extractor 860, a second delayer 870, and a subtractor 880. Here, the first delay unit 820 is one data block delay unit, and the second delay unit 870 is a quarter data block delay unit. The one data block means one block composed of frequency responses of N known data symbol strings.

즉, 기지 데이터 영역이 알려지고 수신된 데이터 심볼 열이 입력되면, 상기 FFT(810)는 입력되는 데이터 심볼 열 중에서 연속적인 N개의 기지 데이터 열의 복소수 값을 주파수 영역의 복소수 값으로 변환하여 제1 지연기(820)와 곱셈기(840)로 출력한다. 상기 제1 지연기(820)는 기지 데이터의 주파수 영역의 복소수 값을 1 데이터 블록만큼 지연시켜 콘쥬게이터(830)로 출력하고, 상기 콘쥬게이터(830)는 입력 복소수 값을 콘쥬게이팅하여 곱셈기(840)로 출력한다. 상기 곱셈기(840)는 FFT(810)에서 출력되는 현재 데이터 블록의 기지 데이터와 콘쥬게이터(830)에서 출력되는 이전 데이터 블록의 기지 데이터를 샘플 단위로 복소 콘쥬게이트 곱하여 가산기(850)로 출력한다. 즉, 상기 곱셈기(840)의 출력은 한 기지 데이터 블록 내 주파수 영역의 상관값들이다.That is, when a known data area is known and a received data symbol string is input, the FFT 810 converts a complex value of consecutive N known data strings among the input data symbol strings into a complex value in the frequency domain to delay the first delay. And output to the multiplier 820 and the multiplier 840. The first delayer 820 delays the complex value in the frequency domain of the known data by one data block and outputs the result to the conjugator 830, and the conjugator 830 conjugates the input complex value to the multiplier 840. ) The multiplier 840 complex-multiplies the known data of the current data block output from the FFT 810 and the known data of the previous data block output from the conjugator 830 in sample units and outputs them to the adder 850. That is, the output of the multiplier 840 is the correlation values in the frequency domain in one known data block.

이때 복소수의 VSB 데이터는 주파수 영역에서 절반 영역에만 데이터가 존재 하므로, 상기 가산기(850)는 상기 기지 데이터 블록 내 의미있는 데이터 영역을 다시 반으로 나누고, 각 영역에서 해당 영역의 상관값들을 누산한 후 위상 추출기(860)로 출력한다. 상기 위상 추출기(860)는 의미있는 두 데이터 영역 내 누산값으로부터 위상 정보만을 각각 추출하여 제2 지연기(870)와 감산기(880)로 출력한다. 상기 제2 지연기(870)에서 1/4 블록 지연된 위상 정보는 감산기(880)로 입력된다.In this case, since the complex VSB data exists only in the half region in the frequency domain, the adder 850 divides the meaningful data region in the known data block in half again and accumulates the correlation values of the corresponding region in each region. Output to phase extractor 860. The phase extractor 860 extracts only phase information from the accumulated values in the two meaningful data regions and outputs the phase information to the second delayer 870 and the subtractor 880, respectively. Phase information delayed by a quarter block in the second delayer 870 is input to the subtractor 880.

상기 감산기(880)는 제2 지연기(870)에서 1/4 데이터 블록 지연된 위상 정보와 상기 위상 추출기(860)의 위상 정보와의 차를 구하고, 이 값을 타이밍 주파수 에러 값으로 출력한다.The subtractor 880 obtains a difference between the phase information delayed by a quarter data block in the second delayer 870 and the phase information of the phase extractor 860 and outputs this value as a timing frequency error value.

본 발명의 제1 실시예에서와 같이 시간 영역에서 기지 데이터와 수신 신호간의 상관값을 구하고 그것의 피크에서 타이밍 에러를 구하는 방법은 수신 신호가 시간 지연에 따른 다중 경로 채널을 겪는 경우, 상기 상관값의 모양이 채널에 영향을 많이 받게 되는 단점이 있으나, 제2 실시예에서와 같이 이전 수신한 기지 데이터와 이후 수신한 기지 데이터의 상관값을 이용하여 타이밍 에러를 구하는 경우는 채널의 영향을 줄일 수 있다.As in the first embodiment of the present invention, a method for obtaining a correlation value between a known data and a received signal in the time domain and a timing error at its peak is performed when the received signal experiences a multipath channel with a time delay. Although the shape of V is influenced by the channel a lot, but as in the second embodiment, when the timing error is obtained by using the correlation value between the previously received known data and the subsequently received known data, the influence of the channel can be reduced. have.

또한, 상기 설명한 제1,제2 실시예의 타이밍 에러 검출 방법은 송신기에서 삽입한 기지 데이터 열 전부를 사용하여 타이밍 에러 검출을 수행할 수도 있고, 시간 지연에 따른 다중 경로 채널의 영향을 없애기 위해 채널에 따른 랜덤 데이터의 영향이 적은 기지 데이터 열의 일부만을 취하여 타이밍 에러 검출을 수행할 수도 있다.In addition, the timing error detection method of the first and second embodiments described above may perform timing error detection using all of the known data strings inserted by the transmitter, and remove the influence of the multipath channel due to time delay. The timing error detection may be performed by taking only a part of the known data stream having less influence of the random data.

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. On the other hand, the terms used in the present invention (terminology) are terms defined in consideration of the functions in the present invention may vary according to the intention or practice of those skilled in the art, the definitions are the overall contents of the present invention It should be based on.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art as can be seen from the appended claims, and such modifications are within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템 및 수신 방법은 채널을 통하여 부가 데이터를 송신할 때 오류에 강하고 또한 기존의 VSB 수신기와도 호환성이 가능한 이점이 있다. 더불어 기존의 VSB 시스템보다 고스트와 잡음이 심한 채널에서도 부가 데이터를 오류없이 수신할 수 있는 이점이 있다. As described above, the digital broadcast reception system and the reception method according to the present invention have the advantage of being resistant to errors and compatible with existing VSB receivers when transmitting additional data through a channel. In addition, there is an advantage that the additional data can be received without error even in a ghost and noisy channel than the conventional VSB system.

또한 본 발명은 데이터 영역의 특정 위치에 기지 데이터를 주기적으로 삽입하여 전송하고, 이를 타이밍 클럭 복구에 이용함으로써, 채널 변화가 심한 상황에서 수신 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 특히 본 발명은 채널 변화가 심하고 노이즈에 대한 강건성이 요구되는 휴대용 및 이동수신기에 적용하면 더욱 효과적이다. In addition, the present invention can improve the reception performance of the reception system in a situation where the channel change is severe by periodically inserting and transmitting known data at a specific position in the data area and using the same for timing clock recovery. In particular, the present invention is more effective when applied to portable and mobile receivers that require severe channel changes and robustness against noise.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

따라서 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (27)

디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법에 있어서,In the data processing method of the digital broadcast receiving system, 제 1 기지 데이터 열, 제 2 기지 데이터 열 및 방송 서비스를 위한 비디오 및 오디오 데이터인 인핸스드 데이터를 포함하는 방송 신호를 수신하는 단계;Receiving a broadcast signal comprising a first known data string, a second known data string, and enhanced data which is video and audio data for a broadcast service; 상기 수신한 방송 신호의 타이밍 에러를 검출하는 단계;Detecting a timing error of the received broadcast signal; 상기 검출된 타이밍 에러를 기초로 상기 수신한 방송 신호를 재샘플링하는 단계;Resampling the received broadcast signal based on the detected timing error; 상기 제 1 기지 데이터 열을 이용하여, 상기 수신한 방송 신호에 대하여 채널 등화를 수행하는 단계;Performing channel equalization on the received broadcast signal using the first known data sequence; 를 포함하며,/ RTI > 여기서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,Here, the detecting of the timing error may include: 상기 수신한 방송 신호와 제 2 기지 데이터 열 사이의 상관 값을 계산하는 단계; 및Calculating a correlation value between the received broadcast signal and a second known data stream; And 상기 상관 값으로부터 타이밍 에러를 검출하는 단계;Detecting a timing error from the correlation value; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the detecting of the timing error comprises: 상기 수신한 방송 신호와 기지 데이터 열 사이의 상관 값을 계산하는 단계; 및Calculating a correlation value between the received broadcast signal and a known data stream; And 상관 값의 피크를 기준으로, 상기 상관 값의 피크 이전의 상관 값과 상기 상관 값의 피크 이후의 상관 값의 차이를 계산하고, 상기 차이를 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계;Calculating a difference between a correlation value before the peak of the correlation value and a correlation value after the peak of the correlation value, based on the peak of the correlation value, and detecting a timing error using the difference; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the detecting of the timing error comprises: 상기 수신한 방송 신호와 상기 기지 데이터 열 내의 다수의 섹션 중 어느 하나의 섹션과의 상관 값을 계산하는 단계; 및Calculating a correlation value between the received broadcast signal and any one of a plurality of sections in the known data stream; And 상기 다수의 섹션 중 어느 하나의 섹션과의 상관 값의 피크를 기준으로, 상기 상관 값의 피크 이전의 상관 값과 상기 상관 값의 피크 이후의 상관 값의 차이를 계산하고, 상기 차이를 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계;The difference between the correlation value before the peak of the correlation value and the correlation value after the peak of the correlation value is calculated based on the peak of the correlation value with any one of the plurality of sections, and the timing is determined using the difference. Detecting an error; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the detecting of the timing error comprises: 상기 수신한 방송 신호와 상기 기지 데이터 열 내의 다수의 섹션 중 어느 하나의 섹션과의 상관 값을 계산하는 단계;Calculating a correlation value between the received broadcast signal and any one of a plurality of sections in the known data stream; 상기 다수의 섹션에 대응하는 상기 계산된 상관 값을 더하는 단계; 및Adding the calculated correlation values corresponding to the plurality of sections; And 상기 더해진 상관 값의 전체 상관 피크를 기준으로, 상기 전체 상관 피크 이전의 상관 값과 상기 전체 상관 피크 이후의 상관 값의 차이를 계산하고, 상기 계산된 차이를 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계;Calculating a difference between a correlation value before the total correlation peak and a correlation value after the total correlation peak based on the total correlation peak of the added correlation value, and detecting a timing error using the calculated difference; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the detecting of the timing error comprises: 제 1 기지 데이터 열과 주파수 도메인에서 상기 제 1 기지 데이터 열을 따르는 제 2 기지 데이터 열 사이의 상관 값을 계산하는 단계; 및Calculating a correlation value between a first known data string and a second known data string along the first known data string in the frequency domain; And 상기 상관 값을 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계;Detecting a timing error using the correlation value; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the detecting of the timing error comprises: 현재 수신한 기지 데이터 열을 주파수 도메인 신호로 변환하는 단계;Converting the currently received known data stream into a frequency domain signal; 기 수신한 기지 데이터 열을 주파수 도메인 신호로 변환하는 단계;Converting the previously received known data stream into a frequency domain signal; 상기 현재 수신한 기지 데이터 열에 상응하는 주파수 도메인 신호와 상기 기 수신한 기지 데이터 열에 상응하는 주파수 도메인 신호의 컴플렉스 컨주게이트 (conjugate) 값들을 곱하는 단계;Multiplying complex conjugate values of the frequency domain signal corresponding to the currently received known data sequence by the frequency domain signal corresponding to the previously received known data sequence; 상기 곱하여진 값들의 위상 변화를 계산하는 단계; 및Calculating a phase change of the multiplied values; And 상기 계산된 위상 변화를 이용하여 타이밍 에러를 검출하는 단계;Detecting a timing error using the calculated phase change; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 6 항에 있어서, 상기 타이밍 에러를 검출하는 단계는,The method of claim 6, wherein the detecting of the timing error comprises: 상기 곱하여진 값들을 상관 값을 포함하는 제 1 도메인과 상관 값을 포함하지 않는 제 2 도메인으로 나누는 단계;Dividing the multiplied values into a first domain that includes a correlation value and a second domain that does not include a correlation value; 상기 제 1 도메인을 두 개의 서브 도메인으로 나누는 단계; 및Dividing the first domain into two subdomains; And 상기 서브 도메인 각각에서 상기 곱하여진 값의 위상을 더하고, 상기 두 개의 서브 도메인 각각의 상기 더하여진 값의 차이를 이용하여 위상 변화를 계산하는 단계;Adding a phase of the multiplied value in each of the subdomains, and calculating a phase change using the difference between the added values of each of the two subdomains; 를 포함하는 디지털 방송 수신 시스템의 데이터 처리 방법.Data processing method of the digital broadcast receiving system comprising a. 제 1 기지 데이터 열, 제 2 기지 데이터 열 및 방송 서비스를 위한 비디오 및 오디오 데이터인 인핸스드 데이터를 포함하는 방송 신호를 수신하는 튜너;A tuner for receiving a broadcast signal comprising a first known data string, a second known data string, and enhanced data which is video and audio data for a broadcast service; 상기 수신한 방송 신호를 복조하고, 상기 수신한 방송 신호의 타임 리커버리 (recovery)를 수행하는 복조부; 및A demodulator for demodulating the received broadcast signal and performing time recovery of the received broadcast signal; And 상기 복조된 방송 신호 내의 상기 제 1 기지 데이터 열을 이용하여, 상기 수신한 방송 신호에 대하여 채널 등화를 수행하는 등화부; An equalizer for performing channel equalization on the received broadcast signal by using the first known data sequence in the demodulated broadcast signal; 를 포함하며Including 여기서, 상기 복조부는,Here, the demodulation unit, 상기 수신한 방송 신호와 상기 제 2 기지 데이터 열 사이의 상관 값을 계산하고, 상기 상관 값으로부터 타이밍 에러를 검출하여, 상기 타이밍 에러를 기초로 타임 리커버리를 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 시스템.And calculating a correlation value between the received broadcast signal and the second known data stream, detecting a timing error from the correlation value, and performing time recovery based on the timing error. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete

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