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JPH10276375A - レベル数の変化しないntsc除去フィルタの設計方法及びこれを採用した受信機 - Google Patents

レベル数の変化しないntsc除去フィルタの設計方法及びこれを採用した受信機

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Publication number
JPH10276375A
JPH10276375A JP10043879A JP4387998A JPH10276375A JP H10276375 A JPH10276375 A JP H10276375A JP 10043879 A JP10043879 A JP 10043879A JP 4387998 A JP4387998 A JP 4387998A JP H10276375 A JPH10276375 A JP H10276375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
filter
ntsc
output
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10043879A
Other languages
English (en)
Inventor
Chisei Go
智 成 呉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH10276375A publication Critical patent/JPH10276375A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/21Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 NTSC除去フィルターの設計方法及びこれ
を採用した受信機を提供する。 【解決手段】予想される高解像度信号とNTSC信号の
エネルギ比を決定し、決定されたエネルギ比に応じてN
TSC信号列を生成し、フィルターのタップ数を決定
し、該生成されたNTSC信号列を用いてNTSC信号
の自己相関行列を計算する。そして、NTSC除去フィ
ルタ出力における全ての干渉雑音の電力を費用関数とし
て用いる。費用関数を最小化するフィルタの係数式は微
分によって求められ、求められた自己相関行列を代入し
てNTSC除去フィルタの係数を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高解像度信号を受信
する受信機に係り、特にNTSC除去フィルタを採用す
る受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、アメリカではNTSCを取り替え
得る新規なテレビ標準としてデジタルテレビ伝送システ
ムのGA−ATV(Grand Alliance Advanced Televisio
n)システムのテストが完了された。ATSC(Advanced
Television System Committee)により標準化されたGA
−ATVシステム(GA−HDTV、GA−VSBシス
テムとも称する)はデジタル伝送のためのVSB(残留
側波帯)変調方式を採択している。該VSB変調方式と
しては、地上放送モードのための8個のレベルを用いた
8−VSBと、高速ケーブルモードのための16個のレ
ベルを用いた16−VSBとか用いられる。
【0003】そして、新規なATV信号は、与えられた
地域領域(「タブー」チャンネルともいう)から現在使
われないTVチャンネルを通じて従来のアナログテレビ
信号(NTSC)と同時に伝送される。従って、GA−
VSB受信機はNTSC隣接チャンネル干渉の存在に強
く設計されるべきである。一方、ATSC標準によって
提案されたNTSC隣接チャンネル干渉除去フィルタ
(以下、NTSC除去フィルタ)はくし形フィルタであ
り、図1は該くし形フィルタを採用したGA−VSB受
信機の構成ブロック図である。前記くし形フィルタは文
献“Grand Alliance HDTV System Specification、subm
itted to theACATS Technical Subgroup, Feb.1994”
に開示されている。
【0004】HDTVチャンネルにNTSC信号が存在
する場合、NTSC信号は干渉として作用する。この干
渉の影響を減らすためにGA−VSBシステムの受信機
ではくし形フィルタよりなるNTSC除去フィルタ11
2を用いてNTSC信号の変調キャリアを除去する。即
ち、図2(A)及び(B)はくし形フィルタの構造及び
周波数特性を各々示す。VSB信号とNTSC信号が同
時に放送される隣接チャンネル状況で、NTSC信号は
VSB信号に対して一定のキャリア周波数オフセット
(約0.89MHz)を有する。したがって、前記NTSC信号
は基底帯域領域の観点で、前記周波数オフセットほどの
周波数で変調される。このようなNTSC信号の大部分
のエネルギーは元のDC成分、即ち変調キャリアに集中
されている。従って、図2(A)に示したように、くし
形フィルタの減算器132で、12シンボル遅延器130
から出力されるシンボルを入力シンボルから減算すれ
ば、変調キャリア成分が除去されるため、NTSC信号
による影響が低減される。
【0005】かかるくし形フィルタは、図2(B)に示
したように、6MHz のHDTV信号、即ちVSBで6個
の周波数ノッチを有する特性がある。HDTV信号に干
渉信号として作用するNTSC信号は映像キャリア
(V)、色サブキャリア(C)、音声キャリア(A)に
大部分のエネルギが集中されている。ところが、これら
キャリアはくし形フィルタの周波数ノッチ近くに位置す
るため、くし形フィルタを通過したNTSC信号のエネ
ルギは著しく減少する。従って、くし形フィルタは簡単
な構造と優れたNTSC干渉信号の除去性能を有する。
【0006】しかし、ATSC標準で提案されたくし形
フィルタはNTSC干渉信号の除去性能に優れているに
対し、A/D変換器108の出力レベル数を変化させ
る。即ち、くし形フィルタの部分応答特性により、くし
形フィルタを通過した出力のレベル数が入力端の8レベ
ル{±7,±5,±3,±1}から出力端の15レベル
{±14,±12,±10,±8,±6,±4,±2,
0}に増加する。前記くし形フィルタの動作は全体利得
を有する二つの信号の減算より行われる。従って、8レ
ベル信号が15レベルに増加すると同時に、加算ガウス
雑音の電力が3dB増加されるため、くし形フィルタ動作
の前後段階で3dBのSNR(S/N比)損失が生じてし
まう。
【0007】また、TCM(トレリス符号変調)デコー
ダ122はくし形フィルタより生ずる遅延を考慮して設
計されるべきである。従って、受信機でくし形フィルタ
が用いられる場合、TCMデコーダ122は4−状態の
代わりに8−状態デコーダとして機能すべきなので、T
CMデコーダ122は4−状態トレリスデコーダと8−
状態トレリスデコーダの両方を含まねばならない。
【0008】以上の如く、NTSC干渉を除去するため
にくし形フィルタを用いた場合、15レベルの信号に好
適に構成された8−状態トレリスデコーダは4−状態ト
レリスデコーダよりその構造が著しく複雑なため、ハー
ドウェアの負担が大きくなり、SNR損失により受信シ
ステムの性能が劣化する問題点があった。一方、くし形
フィルタの使用に起因する3dBの雑音増幅とは違い、
0.3dBの限定された値にホワイト雑音の増幅を抑え、
且つNTSC干渉を最小化するために、新規なGAシス
テムの伝送器と受信器に適用されるFIR(Finite Impu
lseResponse)フィルタが下記の文献に開示されてい
る:International Workshop on HDTV、"A New NTS
C Co-Channel Interference Rejection Filter with C
oded 6−VSB Modulation for Improved ATV Coverag
e"、Samir N. Hulyalkaret al,October 8-9,1996.前記
文献より提案されたGAシステムは6−VSB変調方法
を用いる新規なシステムであり、前記FIRフィルタは
受信器でNTSC除去フィルタとして用いられ、伝送器
でプリコーダとして用いられる。かつ、同一のフィルタ
係数が前記受信器と送信器で用いられるため、前記FI
Rフィルタは現在のGAシステムには適用し難い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点を解決するために、NTSC除去フィルタの出
力信号のレベル数の変化無しに、雑音増幅を抑えるNT
SC除去フィルタの設計方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、GA−VSB受信機においてNTS
C除去フィルタの出力信号のレベル数が変化しないこと
によって、変化されたレベル数に対応する別途のトレリ
スデコーダが不要となってハードウェアが簡易化した受
信機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるレベル数が変化しないNTSC除去フ
ィルタの設計方法は、レベル数の変化無しに高解像度信
号に存在するNTSC信号を除去するためのNTSC除
去フィルタを設計する方法が提供される。本発明の方法
は、予想される高解像度信号とNTSC信号のエネルギ
比を決定する段階と、前記予想される高解像度信号とN
TSC信号のエネルギ比に応じてNTSC信号列を生成
する段階と、NTSC信号の自己相関行列は生成された
NTSC信号列を利用して求める段階とを含む。この
時、フィルタのタップ数が所定数(N)のとき、入力N
TSC信号列の自己相関行列R1 は次のように示され
る。
【0011】
【数5】
【0012】でここで、aは入力されるNTSC信号の
エネルギ、bは1×Nベクトル、bTはbの転置行列、C
はN×N行列である。そして、本発明の方法は、フィル
タの係数を求められたNTSC信号の自己相関行列に基
づいて算出する段階を含む。この時、フィルタの係数は
下記の式gにより算出される。
【0013】g=−(C+(N0 +ES )I)-1b ここで、N0 はNTSC除去フィルタの入力ガウス雑音
の電力、ES は入力される高解像度信号の平均電力、I
は単位行列である。上記他の目的を達成するために、本
発明によるレベル数の変化しないNTSC除去フィルタ
を採用し、所定数のレベルを有する高解像度信号を受信
する受信機において、受信される高解像度信号を所定周
波数の中間周波数(IF)信号に変換するチューナを含
む。そして、IF増幅器はIF信号を増幅し、FPLL
(周波数及び位相ロックドループ)回路はIF増幅器の
出力信号から搬送波を復元し、復元された搬送波をIF
増幅器の出力と乗算して基底帯域の信号として復調し、
A/D変換器はFPLL回路の出力をサンプリングして
サンプリングクロックに応じてデジタルデータに変換す
る。また、NTSC除去フィルタはFIRフィルタより
なり、A/D変換器の出力からNTSC信号のキャリア
成分を除去し、等化器はNTSC除去フィルタの出力を
等化し、第1デコーダは4−状態トレリスデコーダより
なり、等化器の出力をトレリス復号化し、第2デコーダ
はトレリス復号化されたデータをエラー訂正復号化す
る。
【0014】上記他の目的を達成するために、本発明に
よるレベル数の変化しないNTSC除去フィルタを採用
した他の受信機は、所定数のレベルを有する高解像度信
号を受信する受信機において、受信される高解像度信号
を所定周波数のIF信号に変換するチューナを含む。そ
して、IF増幅器はIF信号を増幅し、A/D変換器は
IF増幅器から出力されるアナログIF信号をデジタル
信号に変換し、デジタルFPLL回路はA/D変換器か
ら出力されるデータに含まれたパイロット信号を利用し
て搬送波を復元し、復元された搬送波をA/D変換器の
出力と乗算して基底帯域のデータとして復元し、整合フ
ィルタはデジタルFPLL回路から出力されるデータの
シンボルレートを調節する。かつ、NTSC除去フィル
タはFIRフィルタよりなり、整合フィルタの出力から
NTSC信号のキャリア成分を除去し、等化器はNTS
C除去フィルタの出力を等化し、第1デコーダは4−状
態トレリスデコーダよりなり、等化器の出力をトレリス
復号化し、第2デコーダはトレリス復号化されたデータ
をエラー訂正復号化する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明によるレベル数の変化しないNTSC除去フィルタの
設計方法及びこれを採用した受信機の好ましい実施例を
説明する。
【0016】
【実施例】図3は本発明の一実施例によるNTSC除去
フィルタを採用した受信機のブロック図である。図3に
おいて、チューナ202はアンテナを通じて流入される
VSB信号を所定周波数のIF信号に変換する。IF増
幅器204は自動利得調節信号(図示せず)に応じてI
F信号の振幅を調節する。搬送波の復元はFPLL回路
206によって行われるが、IF増幅器204の出力信
号に含まれているパイロット信号を追跡してパイロット
信号が0Hzに存在できるようにチューナ202の局部発
振周波数を調整する。これにより、FPLL回路206
は搬送波を復元し、復元された搬送波をIF増幅器20
4の出力と乗算して基底帯域の信号として復調する。A
/D変換器208はシンク及びタイミング復元器210
で復元されたシンボルクロックに応じてFPLL回路2
06の出力をサンプリングしてデジタルデータに変換す
る。シンク及びタイミング復元器210はA/D変換器
208のサンプリング時点を予測し、その内部に保存さ
れたフィールドシンク基準信号とフィールドごとに伝送
されるフィールドシンク信号列とを比較してフィールド
シンク信号列を復元する。さらに、VSBデータフレー
ムは二つのフィールドよりなり、各フィールドは一つの
フィールド同期セグメントと312個のデータセグメン
トとよりなり、このデータセグメントは4シンボルセグ
メント同期と828データシンボルとよりなる。そし
て、セグメント同期はフィールド同期セグメントと各デ
ータセグメントの前方で8レベルデジタルデータストリ
ームに挿入されている。
【0017】NTSC除去フィルタ212はVSBとN
TSCが同時に放送される隣接チャンネル状況でNTS
C信号によるVSB信号の劣化を防止するためにFIR
フィルタよりなり、その出力はレベル数の変化無しに8
−レベルを保つ。NTSC混入検出器214はシンク及
びタイミング復元器210の内部に保存されたフィール
ドシンク基準信号とA/D変換器208を通じて出力さ
れるフィールドシンク信号列とを比較し、その差の自乗
累積値を利用してNTSC信号がVSB信号と混入され
ているかを検出して検出信号を出力する。
【0018】選択器216はマルチプレクサよりなり、
NTSC混入検出器214から出力される検出信号に応
じてNTSC除去フィルタ212の出力を選択したり、
NTSC除去フィルタ212を通過しないA/D変換器
208の出力を選択する。等化器218は送信信号が伝
送チャンネルを通過しながら生じる多重経路歪みを取り
除く。該多重経路歪みは地上放送で山やビル群、飛行機
などによる電波反射により生ずる。位相追跡器220は
FPLL回路206から除去されない位相の雑音、即ち
位相のエラーを取り除く。
【0019】NTSC除去フィルタ212の出力信号の
レベル数が増加しないので、TCMデコーダ222は別
の8−状態トレリスデコーダ無しに4−状態トレリスデ
コーダだけより構成され、よって位相追跡器220を通
じて出力されるNTSC除去フィルタ212を経た信号
又はNTSC除去フィルタ212を通過しない信号は4
−状態トレリスデコーダによりトレリス復号化される。
FEC(forward errorcorrection)デコーダ224はト
レリス復号化されたデータをディインタリーブし、該デ
ィインタリーブされたデータはエラー訂正復号化した
後、ディランダムして出力される。
【0020】即ち、本発明では、レベル数の変化のない
NTSC除去フィルタの設計のためにFIRフィルタが
用いられ、その構造は図4に示されている。図4におい
て、NTSC除去フィルタは、N個の遅延器(226.1〜22
6.N)、乗算器(228.1〜228.N+1)及び加算器230を含む
FIRフィルタよりなる。N個の遅延器(226.1〜226.N)
は、入力端がA/D変換器208の出力端に結合され、
各々直列に連結される。第1乗算器228.1 はA/D変換
器208の出力端に結合される第1入力端と、一番目の
タップの係数が1の第2入力端とを有する。また、乗算
器(228.2〜228.N+1)は各遅延器(226.1〜226.N)の出力端
に結合され第1入力端と、フィルタの係数
[g1 ,...,gN ]が各々印加されている第2入力
端とを有する。加算器230は乗算器(228.1〜228.N+1)
の出力を加算する。ここで、Z−1は単位遅延を示す。
従って、本発明のNTSC除去フィルタ212のFIR
フィルタにおいて、フィルタの係数は[1,g1
2 ,...,gN ]、一番目のタップの係数は1、フ
ィルタのタップ数はN+1である。
【0021】図5は本発明の他の実施例によるNTSC
除去フィルタを採用したGA−VSB受信機のブロック
図である。図5において、チューナ302はアンテナを
通じて流入されるVSB信号を所定周波数のIF信号に
変換する。IF増幅器304はA/D変換器306の入
力信号が一定のレベルを保つよう自動利得調節信号(図
示せず)に応じてIF信号の振幅を調節する。
【0022】A/D変換器306はIF増幅器304か
ら出力されるアナログIF信号をシンク及びタイミング
復元器312から供給されるシンボルクロック周波数
(Fs)の2倍周波数のサンプリングクロックに応じて
デジタルデータに変換する。DFPLL(デジタル周波
数及び位相ロックドループ)回路308はA/D変換器
306から出力されるデータに含まれたパイロット信号
を用いて搬送波を復元し、復元された搬送波をA/D変
換器306の出力データと乗算して基底帯域のデータに
復元する。
【0023】整合フィルタ310は信号歪みとエリアシ
ングを取り除くために復調された基底帯域信号を伝送前
の信号で整合させる。即ち、整合フィルタ310で、D
FPLL回路308から出力されるデータのシンボルレ
ートは2fs なので、該シンボルレートはシンボルクロッ
ク周波数で調節される。シンク及びタイミング復元器3
12は整合フィルタ310の出力からシンボルクロック
を復元してシンボルクロックの2倍周波数を有するサン
プリングクロックをA/D変換器306に印加し、且つ
整合フィルタ310の出力からセグメント同期とフィー
ルド同期を検出する。
【0024】図4に示したように、NTSC除去フィル
タ314はフィルタの係数が[1,g1
2 ,...,gN ]のFIRフィルタよりなり、前記
FIRフィルタはレベル数の増加無しに8−レベルを保
ちながら、整合フィルタ310の出力からNTSC信号
のキャリア成分を取り除く。NTSC混入検出器316
はシンク及びタイミング復元器312の内部に保存され
たフィールドシンク基準信号と整合フィルタ310を通
じて出力されるフィールドシンク信号列とを比較し、N
TSC信号がVSB信号と混入されているかを検出して
検出信号を出力する。
【0025】選択器318はマルチプレクサよりなり、
NTSC混入検出器316から検出された検出信号に応
じてNTSC除去フィルタ314の出力を選択したり、
NTSC除去フィルタを通過しない整合フィルタ310
の出力を選択する。等化器320はフィールド同期セグ
メントに挿入された訓練列を利用してその内部に構成さ
れたフィルタの係数を更新させた後、多重経路歪みを取
り除くために等化を行う。位相追跡器322はDFPL
L回路308で除去されない位相のエラーを取り除く。
【0026】TCMデコーダ324は8−状態トレリス
デコーダ無しに4−状態トレリスデコーダのみより構成
され、位相追跡器322の出力をトレリス復号化する。
FEC(forward error correction)デコーダ326はト
レリス復号化されたデータをディインタリーブし、該デ
ィインタリーブされたデータはエラー訂正復号化の後、
ディランダム化して出力される。
【0027】以下、本発明によるレベル数の変化しない
NTSC除去フィルタを設計する方法を説明する。ま
ず、NTSCより提案された既存のくし形フィルタの根
本的な問題はレベル数の増加にある。くし形フィルタの
出力信号のレベル数の増加によりトレリスデコーダの構
造が非常に複雑になり、NTSC混入の有無によって4
−状態または8−状態トレリスデコーダを選択的に使用
するため、ハードウェアの構成が複雑となる。従って、
受信機の構成をより簡単にするためにはレベル数の増加
しないNTSC除去フィルタが望まれる。
【0028】言い換えれば、既存のくし形フィルタのレ
ベル数の増加は部分応答特性に起因する。従って、この
ようなレベル数の増加を防止するためにはNTSC除去
フィルタのタップ数を増やし、既存のレベル数を1の一
番目のタップ係数に保ちながらも干渉信号の除去性能を
くし形フィルタのと略同一に保たせる。かつ、くし形フ
ィルタは図2(B)に示したように、周波数領域でNT
SC信号の三つの搬送波の位置だけでなく、他の3個所
でもノッチを有するため、雑音が著しく増幅される。こ
れによって、くし形フィルタの出力は3dB程度増幅され
た雑音を有する。従って、本発明によるNTSC除去フ
ィルタの設計方法は、このような雑音の増幅を抑制し、
且つNTSC信号の各搬送波が位置する領域を除いては
周波数応答の大きさが一定になるようNTSC除去フィ
ルタの係数を設定する。
【0029】さらに、フィルタのタップ数と干渉信号と
して作用するNTSC信号列が予め設定されると、フィ
ルタのタップ係数値が決定される。図6は本発明のNT
SC除去フィルタの入出力信号を示す。図6において、
NTSC除去フィルタ400に入力される信号としては
VSB信号、NTSC信号及び加算ガウス雑音があり、
NTSC除去フィルタ400の入力ガウス雑音の電力を
0 とし、入力されるVSB信号の平均電力をES とす
る。そして、NTSC除去フィルタ400の出力信号と
してもVSB信号、NTSC信号及び雑音があり、NT
SC除去フィルタ400から出力されるNTSC信号の
電力をJとし、NTSC除去フィルタ400から出力さ
れるVSB信号は元のVSB信号の電力(E(V。)2)と自
己雑音電力とに分けられ、該自己雑音電力をSとし、N
TSC除去フィルタ400から出力される雑音電力をP
とする。従って、本発明によるNTSC除去フィルタの
設計では、NTSC除去フィルタ400の出力信号に含
まれた、即ちNTSC除去フィルタ400から出力され
るNTSC信号電力(J)、自己雑音電力(S)及び雑音
電力(P)を加算した値が最小になるようフィルタの係
数を設定することが重要である。
【0030】図7は本発明のNTSC除去フィルタの設
計方法のための動作フローチャートであり、図6を参照
しつつ説明する。図7において、まず、予想されるVS
B信号とNTSC信号とのエネルギ比(D/U)を決定
する(402段階)。即ち、望む信号(desired signal:
D)のエネルギ(ES )と望まない信号(Undesired sig
nal:U)のエネルギ(N0 )の比を推定する。該D/U
は略2〜3dBの値を有する。
【0031】予想されるD/Uの値によってNTSC信
号列を生成する(404段階)。ここで、NTSC信号
列は[i0 ,i1 ,i2 ,...,iN ]である。次い
で、干渉信号除去の性能をくし形フィルタとほぼ同一に
保ち得るフィルタのタップ数Nを決定する(406段
階)。生成されたNTSC信号列と決定されたフィルタ
のタップ数Nを利用してNTSC信号の自己相関行列を
計算する(408段階)。
【0032】入力NTSC信号列[i0 ,i1
2 ,...,iN ]の自己相関行列R1は下記の数式
6で示される。
【0033】
【数6】
【0034】でここで、aは入力されるNTSC信号の
エネルギ、bは1×Nベクトル、bTはbの転置行列、
CはN×N行列である。NTSC信号の自己相関行列R
1が計算され、Nが与えられればフィルタの係数を算出
する(410段階)。ここで、フィルタ係数を求める式
gは次のように導き出される。
【0035】まず、NTSC除去フィルタ400の一番
目のタップの係数を1に固定し、全体タップ数を1+N
に設定すれば、インパルス応答は[1 g]=[1,g
1 ,...,gN ]で示される。この時、NTSC除去
フィルタ400の出力加算雑音の増幅度Aは下記の数式
7に示したように、NTSC除去フィルタ400の各フ
ィルタ係数の自乗の和となり、出力雑音の電力Pは下記
の数式8で示される。
【0036】
【数7】
【0037】
【数8】
【0038】ここで、N0 はNTSC除去フィルタ40
0の入力ガウス雑音の電力である。一方、NTSC除去
フィルタ400から出力されるNTSC信号の電力Jは
下記の数式9で示される。
【0039】
【数9】
【0040】NTSC信号の電力(J)は、NTSC信
号列[i0 ,i1 ,i2 ,...,iN ]とNTSC除
去フィルタのインパルス応答[1,g1 ,...,
N ]をコンボルーションして自乗した結果と同一なの
で次のように示される。
【0041】
【数10】
【0042】ここで、Eは平均を意味する。一方、入力
されるVSB信号列が[v0 v]=[v0
1 ,...,vN]なら、NTSC除去フィルタ40
0によるVSB信号の自己雑音はVSB信号列[v0
1 ,...,vN ]とNTSC除去フィルタのインパ
ルス応答[1,g1 ,g2 ,...,gN ]をコンボル
ーションした結果(v0 +v1 1 +・・・+v
N N )に該当する。自己雑音電力をSは次の数式11
で示される。
【0043】
【数11】
【0044】ここで、Es は入力されるVSB信号の平
均電力である。上記数式11で、自己雑音電力(S)は
入力されるVSB信号の電力(ES )に比例することが
判り、通常、入力VSB信号の電力(ES )は加算雑音
電力(N0 )より非常に大きいので自己雑音がNTSC
除去フィルタの出力信号に及ぼす影響は加算雑音の増幅
度に比べ大きくなる。NTSC除去フィルタの出力の全
ての干渉信号の電力は次の数式12で示される。
【0045】
【数12】
【0046】上記数式12に示した関数をコスト関数と
して選択して干渉信号の出力電力(φ)を最小化する除
去フィルタのタップ係数を求める式gは下記の数式13
で示される。
【0047】
【数13】
【0048】ここで、Iは単位行列である。干渉信号の
出力電力を最小化するNTSC除去フィルタ400は入
力されるNTSC信号の自己相関行列(R1 )と入力エ
ネルギ比D/U(EsとN0 の比率)により決定される
ことが判る。従って、実受信システムでは、ES 値は図
3に示したA/D変換器208や図5に示した整合フィ
ルタ310の出力レベルに基づいて21(=12 +32
+5 2 +72 /4)と固定されるので、予想されるVS
BとNTSC信号のエネルギ比D/Uに応じてNTSC
信号列が発生する。ここから自己相関行列のCとbを求
めると、数式12のgによりNTSC除去フィルタが設
計できる。
【0049】本発明では高解像度信号としてVSB信号
を、HDTVチャンネルに干渉として作用する既存のア
ナログテレビ信号としてNTSC信号を適用したが、こ
れに限定されることはない。
【0050】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるNTS
C除去フィルタは部分応答特性を有しないFIRフィル
タであるので、レベル数の変化がない上に、NTSC干
渉信号を効果的に除去できる。また。本発明の設計方法
によれば、NTSC除去フィルタの出力においてデータ
信号(VSB信号)を除いた全ての干渉信号の電力が最
小化され、よって雑音増幅度が著しく低くなる。
【0051】なお、本発明による設計方法によりNTS
C除去フィルタを採用した受信機は、複雑なハードウェ
アを有する別途の8−状態トレリスデコーダが不要なた
め、簡単な構造を有し、よってコストが節減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のNTSC除去フィルタを採用したVSB
受信機のブロック図である。
【図2】(A)は図1のNTSC除去フィルタの構造を
示し、(B)はその周波数特性を示す図である。
【図3】本発明の一実施例によるNTSC除去フィルタ
を採用した受信機のブロック図である。
【図4】図3に示したNTSC除去フィルタの構成を示
す図である。
【図5】本発明の他の実施例によるNTSC除去フィル
タを採用した受信機のブロック図である。
【図6】本発明によるNTSC除去フィルタの入出力信
号を示す図である。
【図7】本発明によるNTSC除去フィルタの設計方法
を示した動作フローチャートである。
【符号の説明】
202 チューナ 204 IF増幅器 206 FPLL回路 208 A/D変換器 210 シンク及びタイミング復元器 212 NTSC除去フィルタ 214 NTSC混入検出器 216 選択器 218 等化器 220 位相追跡器 222 TCMデコーダ 224 FECデコーダ 226.1…226.N 遅延器 228.1…228.N+1 乗算器 230 加算器 302 チューナ 304 IF増幅器 306 A/D変換器 308 DFPLL回路 310 整合フィルタ 312 シンク及びタイミング復元器 314 NTSC除去フィルタ 316 NTSC混入検出器 318 選択器 320 等化器 322 位相追跡器 324 TCMデコーダ 326 FECデコーダ 400 NTSC除去フィルタ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高解像度の信号に存在するNTSC信号
    を取り除くためのNTSC除去フィルタを設計する方法
    において、 (a)予想される高解像度信号とNTSC信号とのエネ
    ルギ比を決定する段階と、 (b)前記エネルギ比に応じてNTSC信号列を生成す
    る段階と、 (c)前記生成されたNTSC信号列を用いて、下記の
    式により入力NTSC信号の自己相関行列を求める段階
    と、 【数1】 (ここで、R1 は、フィルタのタップ数が所定数(N)
    の時、入力NTSC信号の自己相関行列を示し、aは入
    力されるNTSC信号のエネルギ、bは1×N ベクトル、bT はbの転置行列、CはN×N行列であ
    る)(d)前記自己相関行列に基づいて、下記の式g、 g=−(C+(N0 +ES )I))-1b (ここで、N0 はNTSC除去フィルタの入力ガウス雑
    音の電力、ES は入力される高解像度信号の平均電力、
    Iは単位行列である)によりフィルタの係数を算出する
    段階とを含むことを特徴とするNTSC除去フィルタの
    設計方法。
  2. 【請求項2】 前記(d)段階は、 (d1)前記フィルタから出力される雑音の電力(P)
    を次の式 P=(1=gT g)N0 により求める段階と、 (d2)前記フィルタから出力されるNTSC信号の電
    力(J)を次の式 【数2】 により求める段階と、 (d3)前記フィルタから出力される高解像度信号の自
    己雑音電力(S)を次の式 S=ES T g により求める段階と、 (d4)前記フィルタから出力される全ての干渉信号の
    電力を計算するために前記(d1)、(d2)及び(d
    3)段階で求められた電力を加算して費用関数として用
    いる段階と、 (d5)前記費用関数を微分して前記式gを求める段階
    と、 (d6)前記求められた式gによりフィルタ係数を算出
    する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載のN
    TSC除去フィルタの設計方法。
  3. 【請求項3】 前記(a)段階では、入力される高解像
    度信号のVSB信号の平均電力と入力されるNTSC信
    号の平均電力との比を求め、前記VSB信号の平均電力
    は所定数に固定され、前記NTSC信号の平均電力は前
    記自己相関行列(R1 )のaに該当することを特徴とす
    る請求項2に記載のNTSC除去フィルタの設計方法。
  4. 【請求項4】 所定数のレベルを有する高解像度信号を
    受信する受信機において、 受信される高解像度信号を所定周波数の中間周波数信号
    に変換するチューナと、 前記IF信号から搬送波を復元し、復元された搬送波を
    前記IF信号と乗算して基底帯域の信号として復調する
    FPLL回路と、 前記FPLL回路の出力をサンプリングしてサンプリン
    グクロックに応じてデジタルデータに変換するアナログ
    /デジタル変換器と、 FIRフィルタよりなり、前記アナログ/デジタル変換
    器の出力からNTSC信号のキャリア成分を取り除くN
    TSC除去フィルタと、 前記NTSC除去フィルタの出力を等化する等化器と、 一種のトレリスデコーダよりなり、前記等化器の出力を
    トレリス復号化する第1デコーダと、 前記トレリス復号化されたデータをエラー訂正復号化す
    る第2デコーダとを含み、 前記NTSC除去フィルタの出力信号のレベル数は変化
    しないことを特徴とする受信機。
  5. 【請求項5】 前記NTSC除去フィルタはフィルタの
    タップを[1,g1,g2 ,...,gN ]とし、一番
    目のタップの係数を1と固定し、フィルタの総タップ数
    をN+1とするFIRフィルタであることを特徴とする
    請求項4に記載の受信機。
  6. 【請求項6】 前記フィルタの係数は下記の式g、 g=−(C+(N0 +ES )I)-1b (ここで、N0 はNTSC除去フィルタの入力ガウス雑
    音の電力、ES は入力される高解像度信号の平均電力、
    Iは単位行列であり、Cとbは入力NTSC信号の自己
    相関行列R1 より求められる。かつ、前記R1 は 【数3】 であり、ここで、aは入力されるNTSC信号のエネル
    ギ、bは1×Nベクトル、bT はbの転置行列、CはN
    ×N行列である)により求められること特徴とする請求
    項5に記載の受信機。
  7. 【請求項7】 所定数のレベルを有する高解像度信号を
    受信する受信機において、 受信される高解像度信号を所定周波数のIF信号に変換
    するチューナと、 前記IF信号をデジタルデータに変換するアナログ/デ
    ジタル変換器と、 前記アナログ/デジタル変換器から出力されるデータに
    含まれたパイロット信号を用いて搬送波を復元し、復元
    された搬送波を前記アナログ/デジタル変換器の出力と
    乗算して基底帯域のデータとして復元するデジタルFP
    LL回路と、 前記デジタルFPLL回路から出力されるデータのシン
    ボルレートを調節する整合フィルタと、 FIRフィルタよりなり、前記整合フィルタの出力から
    NTSC信号のキャリア成分を取り除くNTSC除去フ
    ィルタと、 前記NTSC除去フィルタの出力を等化する等化器と、 一種のトレリスデコーダよりなり、前記等化器の出力を
    トレリス復号化する第1デコーダと、 前記トレリス復号化されたデータをエラー訂正復号化す
    る第2デコーダとを含み、 前記NTSC除去フィルタの出力信号のレベル数は変化
    しないことを特徴とする受信機。
  8. 【請求項8】 前記NTSC除去フィルタは、フィルタ
    のタップを[1,g 1 ,g2 ,...,gN ]とし、一
    番目タップの係数を1に固定し、フィルタの総タップ数
    をN+1とするFIRフィルタであることを特徴とする
    請求項7に記載の受信機。
  9. 【請求項9】 前記フィルタの係数は下記の式g、 g=−(C+(N0 +ES )I)-1b (ここで、N0 はNTSC除去フィルタの入力ガウス雑
    音の電力、ES は入力される高解像度信号の平均電力、
    Iは単位行列であり、CとbはNTSC信号の自己相関
    行列R1 から求められる。かつ、前記R1 は 【数4】 であり、ここで、aは入力されるNTSC信号のエネル
    ギ、bは1×Nベクトル、bT はbの転置行列、CはN
    ×N行列である)により求められることを特徴とする請
    求項8に記載の受信機。
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