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KR960012019B1 - 에이치디티브이(hdtv)의 채널등화기 - Google Patents

에이치디티브이(hdtv)의 채널등화기 Download PDF

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KR960012019B1
KR960012019B1 KR1019930024644A KR930024644A KR960012019B1 KR 960012019 B1 KR960012019 B1 KR 960012019B1 KR 1019930024644 A KR1019930024644 A KR 1019930024644A KR 930024644 A KR930024644 A KR 930024644A KR 960012019 B1 KR960012019 B1 KR 960012019B1
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KR
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coefficient
initialization
coefficient value
fir filter
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김대진
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엘지전자 주식회사
구자홍
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Publication date
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Abstract

내용없음.

Description

에이치디티브이(HDTV)의 채널등화기
제 1 도는 종래의 채널등화기의 구성도.
제 2 도는 종래의 채널등화기의 구성도.
제 3 도는 본 발명에 의한 채널등화기의 구성도.
제 4 도는 제 3 도의 초기화 계수값 저장기의 구성도.
제 5 도는 본 발명에 의한 디지사이퍼에 적용된 채널등화기의 구성도.
제 6 도는 본 발명에 의한 DSC-HDTV에 적용된 채널등화기의 구성도.
* 도면의 주요부부에 대한 부호의 설명
1,15 : FIR 필터 2,9,16,24 : 계수 업데이트 계산기
3,8,17,23 : 에러발생기 4,19 : 피드포워드 FIR 필터
5,20 : 가산기 6,21 : 피드백 FIR 필터
7,22 : 슬라이서 10 : 채널등화기
11,18,25 : 초기화 계수값 저장기 12 : 채널번호
13 : 초기화 계수값 저장메모리 14 : 메모리 제어기
2a,9a,16a,24a : 계수저장기
본 발명은 HDTV에 있어서, 채널등화기(Channel Equalizer)에 관한 것으로, 특히 초기값을 저장하여 사용하는 채널등화기에 관한 것이다.
일반적으로 채널등화기는 디지탈 통신에서 널리 쓰이는 것으로써 다중경로나 전송 채널의 비선형성(Non-linearity)에 의해 기호(symbol)와 기호 사이에 일어나는 기호간 간섭(Inter Symbol Interference)을 없애기 위한 필터이다.
HDTV에서도 디지탈 전송이 이루어지므로 채널등화기가 다중경로에 의한 고스트(Ghost)와 NTSC 간섭을 없애기 위해 필수적으로 요구된다.
제 1 도는 종래의 채널등화기의 구성도로, 디지사이퍼(Digicipher)에 사용되는 채널등화기의 구성을 나타낸다.
디지사이퍼는 데이타를 4비트씩 모아서 LSB(Least Signifioant Bit) 1비트를 길쌈 부호화(Convolutional Encoding)해서 5비트를 만든뒤 TCM(Trellis Coded Modulation)하여 32QAM(Quadurature Amplitude Modulation)으로 전송하는 것이다.
종래의 디지사이퍼에 사용되는 채널등화기는 제 1 도에서 도시한 바와 같이 FIR(Finite Impulse Response)필터(1), 에러발생기(3) 및 계수 업데이트 계산기(Coefficient Update Calculator)(2)로 구성된다.
FIR 필터(1)에서는 입력신호(Vk)를 복소수로 받아 계수 업데이트 계산기(2)에서 발생된 계수(Ck)를 곱하여 필터링한다.
즉, FIR 필터(1)의 출력 ()은
이때, 여기서 디지사이퍼가 전송을 32QAM의 형태로 하기 때문에 Vk-j, Cj및 ()는 복소수이다.
에러발생기(3)는 채널등화기에 의해 나오는 출력 ()이 원래의 전송신호와 얼마나 차이가 있는지 계산한다.
계수 업데이트 계산기(2)는 계수저장기(2a)를 포함하여 구성되며 매번 계수(Ck)를 다음식에 의해 업데이트한다. 즉
Cj,k+1=Cj,k+△εkVk-j
(j=-k1, -k+1, …, 0, 1, …k2)
여기서 △는 정해진 스텝 크기(step size)이고, k는 반복(iteration)수로써 입력데이타가 하나 더 들어오면 반복을 한번 대해 한 세트의 계수, 즉 C-k1, C-k+1, …, 0, 1, …Ck2를 계수 업데이트 계산기(2)에서 출력하고 내부의 계수저장기(2a)에 저장하고 있다가 다음번 반복시에 사용한다.
제 2 도는 종래의 채널등화기의 구성도로, DSC-HDTV에 사용되는 채널등화기의 구성을 나타낸다.
DSC-HDTV에 사용되는 종래의 채널등화기는 제 2 도에 도시한 바와 같이 피드포워드 FIR 필터(Feedforward FIR Filter)(4), 가산기(5), 피드백 FIR 필터(Feedback FIR Filter)(6), 슬라이서(7), 에러발생기(8) 및 계수 업데이트 계산기(9)로 구성된다. 채널등화기의 출력 ()은
로, 피드포워드 FIR 필터(4)의 출력인와 피드백 FIR 필터(6)의 출력인을 가산기(5)에서 더한 것이다.
여기서는 채널등화기의 출력 ()을 슬라이서(7)에서 슬라이싱하여 검출한 값이다.
즉, 채널등화기의 출력이 슬라이서(7)에서 슬라이싱되어 검출된 값을 피드백 FIR 필터(6)에서 필터링한 출력과 피드포워드 FIR 필터(4)의 출력을 가산기(5)에서 더한 값이 채널등화기의 최종 출력 ()이 된다.
피드포워드 FIR 필터(4)는 입력신호(Vk)에 계수 업데이트 계산기(9)에서 발생된 계수 (Ck)를 곱해서 필터링하고, 피드백 FIR 필터(6)는 채널등화기에서 출력되는 신호 ()를 슬라이싱한 값에 계수 업데이트 계산기(9)에서 발생된 계수(Ck)를 곱해서 필터링한다.
에러발생기(8)는 채널등화기에 의해 나오는 출력 ()이 원래의 전송신호와 얼마나 차이가 있는지 계산한다.
즉, 에러발생기(8)의 출력(εk)은
이다.
계수 업데이트 계산기(9)는 계수저장기(9a)를 포함하여 구성되며 매번 계수(Ck)를 다음식에 의해 업데이트한다. 즉
여기서 △는 정해진 스텝 크기이고 k는 반복수로서 입력데이타가 하나 더 들어오면 계수 업데이트 계산기(9)는 반복을 한번 더 하기 위해 한 세트의 계수를 만들어내서 피드백 FIR 필터(6)와 피드포워드 FIR 필터(4)에 보내고 내부의 계수저장기(9a)에 저장하여 다음번 반복시에 사용한다.
그러나 종래의 디지사이퍼와 DSC-HDTV에서 사용되는 채널등화기가 스텝크기(△)를 고정시키고 적응시키는 LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 채택하는 경우 계산량은 많지 않으나 수렴속도가 느린 단점이 있다.
즉, TV에서 채널 변화시에 다중경로 성분이 많은 경우 상당한 시간이 흐른뒤 변경된 채널의 화면이 나온다.
상기 단점을 개선하기 위해 본 발명은 각 채널에 대해 수렴된 계수값을 저장하고 저장된 계수값을 초기화 계수값으로 사용하여 수렴속도를 줄이기 위한 채널등화기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예는 다중경로에 의한 기호간 간섭이나 고스트를 제거하기 위해 필터링하는 채널등화수단(10) 및 채널등화수단(10)에서 출력하는 각 채널에 해당하는 수렴된 계수값을 저장하고 저장된 계수값을 초기화 계수값으로 사용할 수 있도록 상기 채널등화수단으로 출력하는 초기화 계수값 저장수단(11)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는 입력신호를 필터링하는 FIR 필터수단(15), 상기 FIR 필터수단(15)으로부터 출력되는 신호로부터 발생된 에러를 검출하는 에러발생수단(17), 상기 에러발생수단(17)으로부터 출력되는 신호와 입력신호를 이용하여 계수를 업데이트 계산하여 상기 FIR 필터수단(15)으로 출력하는 계수 업데이트 계산수단(16) 및 상기 계수 업데이트 계산수단(16)으로부터 출력되는 수렴된 계수값을 저장하고 상기 계수 업데이트 계산수단(16)으로 초기화 계수값을 출력하는 초기화 계수값 저장수단(18)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는 입력신호를 필터링하는 피드포워드 FIR 필터수단(19), 채널등화기의 최종 출력 신호를 슬라이싱하는 슬라이싱수단(22), 상기 슬라이싱수단(22)으로부터 출력되는 신호를 필터링하는 피드백 FIR 필터수단(21), 상기 피드포워드 FIR 필터수단(19)과 피드백 FIR 필터수단(21)으로부터 출력되는 신호를 가산하여 최종 출력하는 가산수단(20), 상기 가산수단(20)으로부터 출력되는 최종 출력신호로부터 발생된 에러를 검출하는 에러발생수단(23), 상기 에러발생수단(23)으로부터 출력되는 신호와 입력신호와 상기 슬라이싱수단(22)으로부터 출력되는 신호를 이용하여 계수를 업데이트 계산하여 상기 피드포워드 FIR 필터수단(19)과 피드백 FIR 필터수단(21)으로 출력하는 계수 업데이트 계산수단(24) 및 상기 계수 업데이트 계산수단(24)으로부터 출력되는 수렴된 계수값을 저장하고 상기 계수 업데이트 계산수단(24)으로 초기화 계수값을 출력하는 초기화 계수값 저장수단(25)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
제 3 도는 본 발명에 의한 채널등화기의 구성도이다.
본 발명에 의한 채널등화기는 제 3 도에 도시한 바와 같이 채널등화기(10)에 초기화 계수값 저장기(11)를 부가시켜 구성한다.
방송국과 수신자 사이의 채널을 살펴보면 건물이나 산에 의해서 생기는 다중경로에 의한 고스트는 시간에 따라 거의 변화가 없어 수신자측의 안테나만 고정되어 있으면 채널등화기의 계수값은 시간에 따라 큰 변화가 없으므로 초기화 계수값 저장기(11)에 각 채널에 대해 수렴된 계수값을 저장하고 있다가 다음에 그 채널을 켰을때 저장된 계수값을 초기화 계수값으로 사용한다.
즉, 채널등화기(10)에서 수렴이 됐을때의 계수값을 초기화 계수값 저장기(11)에 저장하는데, 채널번호(12)에 의해 지정된 번지수의 메모리에 저장한다.
그리고 다음에 TV를 켰을때와 TV의 채널번호를 변경하면 채널등화기(10)의 초기화 계수값으로 초기화 계수값 저장기(11)에 저장된 계수값을 전달받아 사용한다.
제 4 도는 제 3 도의 초기화 계수값 저장기(11)의 세부 구성도이다.
초기화 계수값 저장기(11)는 제 4 도에 도시한 바와 같이 각 채널에 해당하는 초기화 계수값을 저장하는 초기화 계수값 저장메모리(13)와 메모리 제어기(14)로 구성된다.
초기화 계수값 저장메모리(13)는 TV의 모든 채널에 해당하는 저장메모리를 포함하고 있고, 메모리 제어기(14)는 채널번호의 입력에 따라 해당하는 초기화 계수값 저장메모리(13)의 초기화 계수값을 출력시킨다.
초기화 계수값 저장메모리(13)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 초기화 계수값 저장메모리(13)의 첫번째 일반 사용 초기화 계수값 저장소(13a)에는 계수값이 센터(Center)값, 즉 Co만 '1'이고, 나머지는 모두 '0'인 값이 저장되어 있는데, 이는 어떤 채널을 처음 켰을때 이 계수값을 이용하여 채널등화기(10)가 동작하기 시작하도록 하기 위한 것이다.
초기화 계수값 저장메모리(13)의 일반사용 초기화 계수값 저장소(13a) 다음에는 각 채널 즉, 2, 3, 4, …, N-1, N에 해당하는 계수값 저장소(13b, 13c, 13d…)가 있는데, 각 채널에 해당하는 해당 채널 계수값 저장소(13b, 13c, 13d…)는 채널등화기(10)에서 수렴된 경우의 각 채널에 해당하는 초기화 계수값이 저장되어 있다.
여기서, N=83이 되면, 즉, 해당 채널 계수값 저장소를 82개 사용하면 VHF, UHF 방송 채널에서 모두 사용할 수 있게 된다.
왜냐하면, 하나의 채널에 해당하는 초기화 계수값은 하나의 계수값 저장소에 저장되므로 해당 채널 계수값 저장소를 82개 쓰면 82개의 채널을 모두 커버할 수 있다. 초기화 계수값 저장기(11)의 세부 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 채널번호(i)에 해당하는 채널을 처음 켰을때는 일반 사용 초기화 계수값 저장소(13a)의 계수값을 채널등화기(10)에서 보내서 초기치로 사용하고 수렴되면 수렴된 계수값을 초기화 계수값 저장메모리(13)의 i번째 채널에 해당하는 해당 채널 계수값 저장소(13i)에 저장한다.
그후 채널번호(i)에 해당하는 채널을 켤때는 초기화 계수값 저장메모리(13)의 i번째 해당 채널 계수값 저장소(13i)에 저장된 이전의 수렴된 계수값을 채널등화기(10)에 보내 초기값으로 사용하도록 하므로써 수렴속도를 빠르게 한다.
상기 초기화 계수값 저장메모리(13)의 해당 채널 계수값 저장소(13a, 13b, 13c…)를 제어하여 채널등화기(10)로 해당 채널 계수값 저장소(13a, 13b, 13c…)의 계수값을 출력하는 것은 메모리 제어기(14)에서 수행한다.
제 5 도는 본 발명에 의한 디지사이퍼에 적용된 채널등화기의 구성도이다.
디지사이퍼에 사용되는 본 발명에 의한 채널등화기는 제 5 도에 도시한 바와 같이 FIR 필터(15), 계수 업데이트 계산기(16), 에러발생기(17) 및 초기화 계수값 저장기(18)로 구성된다.
FIR 필터(15)는 입력신호(Vk)를 복소수로 받아 계수 업데이트 계산기(16)에서 발생된 계수(Ck)를 곱해서 필터링하는 것이다.
에러발생기(17)는 채널등화기에 의해 나오는 출력 ()이 원래의 전송신호와 얼마나 차이가 있는지 계산하여 발생된 에러를 검출한다.
계수 업데이트 계산기(16)는 계수저장기(16a)를 포함하여 구성되며 에러발생기(17)의 출력(εk)과 입력신호(Vk)와 초기화 계수값 저장기(18)로부터 해당 초기화 계수값을 읽어들여 계수를 매번 업데이트한후 FIR 필터(15)로 출력하고 내부의 계수저장기(16a)에 저장하고 있다가 다음번 반복시에 사용한다.
초기화 계수값 저장기(18)는 상술한 바와 같이 구성되어 계수 업데이트 계산기(16)에서 수렴되었을때의 계수값을 받아 저장하고 계수 업데이트 계산기(16)에서 필요로 하는 초기화 계수값을 계수저장기(16a)에 출력하여 계수 업데이트 계산기(16)에서 계수 업데이트의 계산에 사용할 수 있도록 한다.
제 6 도는 본 발명에 의한 DSC-HDTV에 적용된 채널등화기의 구성도이다.
DSC-HDTV에 사용되는 본 발명에 의한 채널등화기는 제 6 도에 도시한 바와 같이 피드포워드 FIR 필터(19), 가산기(20), 피드백 FIR 필터(21), 슬라이서(22), 에러발생기(23), 계수 업데이트 계산기(24) 및 초기화 계수값 저장기(25)로 구성된다.
피드포워드 FIR 필터(19)는 입력신호(Vk)에 계수 업데이트 계산기(24)에서 발생된 계수(Ck)를 곱해서 필터링하고, 피드백 FIR 필터(21)는 채널등화기에서 출력되는 신호 ()를 슬라이싱한 값에 계수 업데이트 계산기(24)에서 발생된 계수(Ck)를 곱해서 필터링한다.
가산기(20)는 피드포워드 FIR 필터(19)와 피드백 FIR 필터(21)로부터 출력되는 값을 가산하여 채널등화기의 최종 출력 ()을 출력한다.
슬라이서(22)는 채널등화기의 최종 출력 ()을 슬라이싱하여 검출한 신호를 피드백 FIR 필터(21)로 출력한다.
에러발생기(23)는 채널등화기의 최종 출력 ()이 원래의 전송신호와 얼마나 차이가 있는지 계산하여 발생된 에러를 검출한다.
계수 업데이트 계산기(24)는 계수저장기(24a)를 포함하여 구성되며 에러발생기(23)의 출력(εk)와 입력신호(Vk)와 슬라이서(22)의 출력과 초기화 계수값 저장기(25)로부터 해당 초기화 계수값을 읽어들여 매번 업데이트한후 피드포워드 FIR 필터(19)와 피드백 FIR 필터(23)로 출력하고 내부의 계수저장기(24a)에 저장하고 있다가 다음번 반복시에 사용한다.
초기화 계수값 저장기(25)는 상술한 바와 같이 구성되어 계수 업데이트 계산기(24)에서 수렴되었을때의 계수값을 받아 저장하고 계수 업데이트 계산기(24)에서 필요로 하는 초기화 계수값을 계수저장기(24a)에 출력하여 계산에 사용할 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 채널 변경시에 곧바로 화면이 출력되어 HDTV의 기능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 다중경로에 의한 기호간 간섭이나 고스트를 제거하기 위해 필터링하는 채널등화수단(10) 및 상기 채널등화수단(10)에서 출력하는 각 채널에 해당하는 수렴된 계수값을 저장하고 저장된 계수값을 초기화 계수값으로 사용할 수 있도록 상기 채널등화수단(10)으로 출력하는 초기화 계수값 저장수단(11)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  2. 입력신호를 필터링하는 FIR 필터수단(15), 상기 FIR 필터수단(15)으로부터 출력되는 신호로부터 발생된 에러를 검출하는 에러발생수단(17), 상기 에러발생수단(17)으로부터 출력되는 신호와 입력신호를 이용하여 계수를 업데이트 계산하여 상기 FIR 필터수단(15)으로 출력하는 계수 업데이트 계산수단(16) 및 상기 계수 업데이트 계산수단(16)으로부터 출력되는 수렴된 계수값을 저장하고 상기 계수 업데이트 계산수단(16)으로 초기화 계수값을 출력하는 초기화 계수값 저장수단(18)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  3. 입력신호를 필터링하는 피드포워드 FIR 필터수단(19), 채널등화기의 최종 출력신호를 슬라이싱하는 슬라이싱수단(22), 상기 슬라이싱수단(22)으로부터 출력되는 신호를 필터링하는 피드백 FIR 필터수단(21), 상기 피드포워드 FIR 필터수단(19)과 피드백 FIR 필터수단(21)으로부터 출력되는 신호를 가산하여 최종 출력하는 가산수단(20), 상기 가산수단(20)으로부터 출력되는 최종 출력신호로부터 발생된 에러를 검출하는 에러발생수단(23), 상기 에러발생수단(23)으로부터 출력되는 신호와 입력신호와 상기 슬라이싱수단(22)으로부터 출력되는 신호를 이용하여 계수를 업데이트 계산하여 상기 피드포워드 FIR 필터수단(19)과 피드백 FIR 필터수단(21)으로 출력하는 계수 업데이트 계산수단(24) 및 상기 계수 업데이트 계산수단(24)으로부터 출력되는 수렴된 계수값을 저장하고 상기 계수 업데이트 계산수단(24)으로 초기화 계수값을 출력하는 초기화 계수값 저장수단(25)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 초기화 계수값 저장수단은 각 채널에 해당하는 초기화 계수값을 저장하는 초기화 계수값 저장 메모리수단(13) 및 상기 초기화 계수값 저장 메모리수단(13)이 채널번호의 입력에 따라 해당하는 초기화 계수값을 출력하도록 제어하는 메모리 제어수단(14)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 계수 업데이트 계산수단은 계산에 필요한 계수를 저장하는 계수저장수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 초기화 계수값 저장메모리수단(13)은 임의의 채널을 처음 켰을때 채널등화기가 동작할 수 있도록 하기 위해 최초의 계수값이 저장된 일반 사용 초기화 계수값 저장소(13a) 및 각 채널에 해당하는 초기화 계수값을 저장하는 다수의 해당 채널 계수값 저장소(13b, 13c, 13d…)로 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 해당 채널 계수값 저장소(13b, 13c, 13d…)는 82개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 HDTV의 채널등화기.
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