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KR100640935B1 - 디지털 ｔｖ 수신기 및 자기 진단 방법 - Google Patents

디지털 ｔｖ 수신기 및 자기 진단 방법 Download PDF

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KR100640935B1
KR100640935B1 KR1020030064031A KR20030064031A KR100640935B1 KR 100640935 B1 KR100640935 B1 KR 100640935B1 KR 1020030064031 A KR1020030064031 A KR 1020030064031A KR 20030064031 A KR20030064031 A KR 20030064031A KR 100640935 B1 KR100640935 B1 KR 100640935B1
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KR
South Korea
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lock
signal
recovery unit
receiver
carrier
Prior art date
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KR1020030064031A
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Inventor
이태원
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 디지털 TV 수신기 및 자기 진단 방법에 관한 것으로, 디지털 TV 수신기는 디지털 방송을 위한 다수개의 복구 블록들을 포함하는 수신 시스템에 있어서, 상기 복구 블록들의 락 신호를 검출하는 락 검출기들과, 상기 락 검출기들로부터 락 신호를 수신하여 상기 복구블록들을 순차적으로 구동시키는 수신기 락 처리기를 포함하여 구성된다.
수신기, 락(lock), 수신기 락 처리부, 자기 진단

Description

디지털 ＴＶ 수신기 및 자기 진단 방법{Digital TV Receiver and Self Examination Method of the Same}
도 1은 일반적인 다 매체 디지털 방송 수신기의 블록 구성도
도 2는 종래 기술에 따른 디지털 복조부의 블록 구성도
도 3은 본 발명에 따른 디지털 복조부의 블록 구성도
도 4는 락 정보 저장부의 구성도
도 5는 수신기 락 처리기의 동작을 설명하기 위한 순서도
도 6은 수신기 락 처리기의 천이 과정을 나타낸 타이밍도
도 7은 이득 복구와 심볼 동기 복구가 완료된 성상도
도 8은 반송파 복구와 채널 등화가 완료된 성상도
도 9는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법을 나타낸 도면
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**
301 : 이득 복구부 302 : 입력 신호 검출기
303 : AGC 락 검출기 304 : 위상 분리기
305 : 복소 곱셈기 306 : 보간기
307 : 정합 필터 308 : 심볼 동기 복구부
309 : 심볼 동기 락 검출기 310 : 채널 등화기
311 : 반송파 복구부 312 : SNR 계산기
313 : 반송파 락 검출기 314 : 채널 복호화부
315 : FEC 락 검출기 316 : 수신기 락 처리부
317 : 락 정보 저장부
본 발명은 디지털 방송 수신 장치에 관한 것으로 특히, 디지털 방송 수신 장치의 각 요소 블록들의 페일 락(false lock)에 의한 수신기 불안정성 및 추적(Acquisition)/포착(Tracking) 속도 저하 문제를 해결할 수 있으며, 수신기 문제 발생시 이를 신속하게 진단할 수 있는 디지털 TV 수신기 및 자기 진단 방법에 관한 것이다.
현재 여러 가지 매체(지상파, 케이블, 위성)로 나누어져 개발되는 디지털 방송 수신 기술은 향후 통합된 디지털 방송을 위한 통합 시스템 구조로 전개되고 있다.
특히, HDTV의 전송 시스템은 약 20Mb/s 이상의 높은 비트율(bit rate)을 가지는 데이터를 제한된 대역(band-limit) 6MHz를 통해서 전송하기 때문에 대역효율이 좋은 변/복조(Modulation/Demodulation) 방식이 요구된다. 또한 심볼(symbol) 및 반송파(carrier) 복구를 위한 심볼/반송파 복구기법, 다중경로(Multi-path), 도플러(Doppler) 효과와 같은 채널의 비이상적인 특성을 보상하기 위한 채널 등화(channel equalizer) 기법이 필요하고, 잡음에 대해서 신뢰성있는 전송을 하기 위하여 효율이 좋은 채널 복호화 방법이 사용된다.
통합된 "다 매체 디지털 방송 수신기"는 다음과 같이 크게 3가지 수신방식으로 구분된다.
1)지상파 방송 수신방식 :
VSB(Vestigial Side Band, SSB, ATSC, 미국형 방식),
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, DSB, 유럽형 방식)
2)케이블 방송 수신방식 :
QAM(Quadrature Amplitude Modulation, DSB)
3)위성 방송 수신방식 :
QPSK(Quadrature Phase Shift Keying, DSB)
이러한 3가지 수신 방식들은 아날로그 수신부, 신호 동기 방식, 채널 등화 방식, 정합필터(Matched Filter), 채널 복호화 방식과 같은 서로 다른 요소 기술들로 구성된다.
그러나, 향후 이들 요소 기술들 중 공유할 수 있는 기능들을 선별해서 최적화된 "다 매체 디지털 방송 수신기" 개발을 수행할 필요가 있다.
일반적으로 "다 매체 디지털 방송 수신기"는 다음의 도 1과 같이 구성된다.
도 1은 일반적인 다 매체 디지털 방송 수신기의 구성 블록도로서, 고주파(Radio Frequency : RF) 신호를 수신하여 중간주파수(Intermediate Frequency : IF) 신호로 변환하는 아날로그 수신부(101)와, A/D(Analog/Digital) 변환부(101g)를 이용하여 변환된 디지털 신호를 복조(Demodulation)하는 디지털 복조부(102)로 구성된다.
상기 아날로그 수신부(101)는 50~860MHz의 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하여 중간 주파수(IF) 신호로 변환하고, 변환된 이 신호를 A/D 변환부(101h)를 통해서 디지털 신호로 변환하여 디지털 복조부(102)로 전달하는 기능을 한다.
이러한 아날로그 수신부(101)는 안테나(Antenna)(101a)를 통해 수신된 50~860MHz의 RF 신호를 44MHz의 제 1 중간 주파수 신호로 변환하는 튜너(101b)와, 상기 튜너(101b)에서 출력된 신호를 필터링하는 표면탄성파(SAW) 필터(101c)와, 제 2 중간 주파수 신호를 발생하기 위한 발진 주파수를 생성하는 제 1 발진기(101d)와, 상기 SAW 필터(101c)에서 필터링된 신호를 제 1 발진기(101d)에서 발생된 발진 주파수로 다운 컨버젼(Down Conversion)하여 제 2 중간 주파수 신호로 변환하는 믹서(Mixer)(101e)와, 샘플링 주파수를 발생하는 제 2 발진기(101f)와, 상기 믹서(Mixer)(101e)를 통해 변환된 신호를 제 2 발진기(101f)에서 발생된 샘플링 주파수에 따라 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(101g)로 구성된다.
이때, 다 매체 디지털 방송 수신기의 구성요소 중, 아날로그 수신부(101)는 복조방식에 상관없이 상기 도 1과 같이 정형화된 구조를 갖는다.
반면, 디지털 복조부(102)는 복조 방식(VSB, OFDM, QAM, QPSK, etc)에 따라 다양한 형태를 갖는데, 일 예로 도 2와 같이 구성할 수 있다.
도 2에 도시된 디지털 복조부(102)는 이득 복구부(AGC)(102a)와, 위상 분리기(102b)와, 복소 곱셈기(102c)와, 보간기(102d)와, 정합필터(102e)와, 심볼 동기 복구부(TR)(102f)와, 채널 등화기(102g)와, 반송파 복구부(CR)(102h)와, 채널 복호화부(FEC)(102i)로 구성된다.
상기 이득 복구부(102a)는 아날로그 수신부(101)의 SAW 필터(101c)를 통과한 IF 신호가 미약하므로 상기 A/D 변환부(101g)가 정상적으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있도록 신호의 크기를 보상하는 역할을 한다.
상기 위상 분리기(102b)는 상기 A/D 변환부(101g)의 출력을 위상이 서로 -90°가 되는 실수 성분(Q)과 허수 성분(I)의 통과대역 신호로 분리한 후 복소 곱셈기(102c)로 출력한다.
상기 복소 곱셈기(102c)에서는 상기 위상 분리기(102b)로부터 수신되는 통과대역 실수 신호와 허수 신호에 상기 반송파 복구부(102h)를 통해 반송파가 복구가 이루어진 기준 반송파 신호를 곱하여 상기 통과대역 실수, 허수 신호를 기저대역 실수, 허수 신호로 변환한다.
상기 보간기(102d)는 상기 복소 곱셈기(102c)에서 출력되는 기저대역 실수 신호와 허수 신호를 상기 심볼 동기 복구부(102f)의 출력 주파수를 이용하여 2배의 심볼 클럭 주파수에 동기된 디지털 신호로 보간하여 정합 필터(102e)로 출력한다.
상기 정합 필터(102e)는 보간기(102d)로부터 수신되는 신호를 심볼 위치에서의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 최대가 되도록 필터링한다.
상기 심볼 동기 복구부(102f)는 상기 정합 필터(102e)의 출력으로부터 심볼 주파수에 위치한 심볼 타이밍 정보를 검출한 후 다중 경로에 의해 감쇄된 심볼 동기 신호를 보정하여 심볼 동기 복구를 수행하여, 이 심볼 동기 복구된 신호를 상기 보간기(102d)에 전달한다.
HDTV와 같은 디지털 전송 시스템에서는 전송신호가 다중경로 채널을 통과하며 생기는 왜곡이나 NTSC 신호에 의한 간섭, 송수신 시스템에 의한 왜곡 등에 의하여 수신측에서 비트 검출 에러를 일으키게 되며 특히 다중경로를 통한 신호의 전파는 심볼간의 간섭(Inter-Symbol Interference)을 일으켜 비트 검출 에러의 주원인이 되고 있다. 이에, 상기 채널 등화기(102g)는 심볼간의 간섭을 제거하는 역할을 한다.
그리고, 상기 반송파 복구부(102h)는 상기 채널 등화기(102g)의 출력으로부터 파일롯 신호만을 추출하고, 이 파일롯 신호를 이용하여 다중 경로 채널 다중 경로 채널 정보를 검출한 후 다중 경로에 의해 감쇄된 반송파를 보정하여 반송파 복구가 이루어진 기준 반송파 신호를 상기 복소 곱셈기(102c)에 전달한다.
전송 시스템에서는 채널 환경에 따라 다양한 오류 정정 부호 방식이 사용된다. 채널 환경에는 여러 종류의 잡음이 존재하는데, 연집 잡음과 산발 잡음에 대한 대체로써, 상기 채널 복호화부(102i)에서는 RS 부호 방식과 격자 변조 부호 방식을 사용하고 오류 분산을 위해 인터리빙(Interleaving)을 실시한다.
그러나, 상기한 종래의 디지털 TV 수신기는 각 요소 블록별 독자적인 락(Lock)에 의해 동작이 인에이블되기 때문에 블록간에 락 페일(Lock False)이 발생될 수 있으므로 시스템 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
즉, 예를 들어 시스템의 리셋(Reset) 후, 이득 복구부(102a)가 동작하며 다 른 블록들은 리셋 모드가 되어야 하나, 수신 신호의 이득이 적정 레벨까지 포착되지 않은 상태에서 블라인드(blind) 상태의 채널 등화기(102g)가 동작하게 되면, 채널 등화기(102g)는 로컬 미니마(Local Minima) 상태로 진행될 가능성이 높아지며, 이러한 특성은 시스템의 안정성에 치명적이다.
또한, QAM 방식에서는 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)가 존재하지 않기 때문에 심볼 동기 복구부(102f) 및 반송파 복구부(102h)도 발산할 확률이 매우 높다.
또한, 이득 복구부(102a)의 락 검출기로부터의 AGC 락 신호에 의하여 심볼 복구부의 동작이 인에이블되며 이때 후단의 블록들은 계속해서 리셋 상태를 유지해야 하나, 채널 등화기(102g)가 동작하게 되면 채널 등화기(102g)는 로컬 미니마(Local Minima) 상태로 진행될 가능성이 높아지므로 시스템 안정성에 치명적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 시스템 블록간 정확한 락킹(Locking)으로 안정된 동작을 수행하며 추적 속도 및 포착 성능을 향상시킬 수 있는 디지털 TV 수신기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 블록들의 락 정보를 통해 수신기의 포착 성능을 분석하여 제품 개발시에 유용하게 활용할 수 있는 디지털 TV 수신기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템 블록들의 락 정보를 이용하여 각 시스템 블록들에 발생된 문제를 신속하게 해결할 수 있는 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 디지털 TV 수신기는 디지털 방송을 위한 다수개의 복구 블록들을 포함하는 수신 시스템에 있어서, 상기 복구 블록들의 락 신호를 검출하는 락 검출기들과, 상기 락 검출기들로부터 락 신호를 수신하여 상기 복구블록들을 순차적으로 구동시키는 수신기 락 처리기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 디지털 TV 수신기는, 이득 복구부, 정합필터, 심볼 동기 복구부, 채널 등화기, 반송파 복구부, 채널 복호화부를 포함하는 복구 블록들과, 상기 이득 복구부로부터 입력 신호의 레벨 정보를 받아 입력 신호가 존재하는가를 판단하여 NO SIGNAL을 출력하는 입력 신호 검출기와, 상기 이득 복구부가 이득 복구를 완료하면 AGC LOCK을 출력하는 AGC(Automatic Gain Controller) 락 검출기와, 상기 심볼 동기 복구부에서 심볼 동기 복구가 완료되면 TR(Time Recovery) LOCK을 출력하는 심볼 동기 락 검출기와, 상기 반송파 복구부를 통해 수신되는 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 시스템에서 요구하는 SNR을 만족하게 되면 SNR LOCK을 출력하는 SNR 계산기와, 상기 반송파 복구부에서 반송파 복구가 완료되면 CR(Carrier Recovery) LOCK을 출력하는 반송파 락 검출기와, 상기 채널 복호화부에서 오류 정정이 완료되면 FEC LOCK을 출력하는 FEC 락 검출기와, 상기 락 신호들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, SNR LOCK, CR LOCK, FEC LOCK)을 수신하여 상기 복구 블록들이 순차적으로 구동되도록 제어하는 수신기 락 처리부로 구성 됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 수신기 락 처리부에 수신되는 락 신호들의 검출 시점을 저장하는 락 정보 저장부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 락 정보 저장부는 시스템이 인에이블된 시점에서부터 시간을 카운트하는 타이머와, 각 락 신호별로 할당된 저장공간을 갖는 메모리와, 상기 수신기 락 처리부로부터 수신되는 락 신호들과 상기 타이머의 시간 정보를 입력받아서 각각의 락 신호의 최종 락 시간을 상기 메모리에 저장하는 저장 제어기로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 수신기 락 처리부는 상기 NO SIGNAL 신호가 수신되면 심볼 동기 복구부가 구동되도록 제어하고, 상기 AGC LOCK 또는 TR LOCK 신호가 수신되면 채널 등화기와 반송파 복구부가 구동되도록 제어하고, 상기 SNR LOCK 신호와 CR LOCK 신호가 수신되면 채널 복호화부가 구동되도록 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법은 수신기 복구 블록들의 동작에 연동하여 락 신호를 출력하는 락 검출기들로부터 순차적으로 락 신호들을 수신하여 동작이 제어되는 디지털 TV 수신기의 진단에 있어서, 락 신호가 자신의 수신 순서에 수신되지 않으면 디지털 TV수신기에서 자신이 해당 락 신호가 발생되는 조건들을 만족하는지를 검사하여 자신이 갖는 문제점을 진단하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 수신기 복구 블록은 방송 신호를 표출하기 위해 외부로부터 수신하거나 다른 복구 블록이 출력한 신호에 대해 소정의 신호처리를 수행하거나, 방송 신호를 처리하기 위해 소정의 신호를 발생시키는 디지털 TV 수신기 내의 모든 신호처리 블록을 의미한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.
여기에서 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315는 각각 상기에서 언급한 수신기 복구 블록의 일 예이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 복조부의 구성을 나타낸 도면으로, 이득 복구부(AGC)(301)와, 입력 신호 검출기(302)와, AGC 락 검출기(303)와, 위상 분리기(304)와, 복소 곱셈기(305)와, 보간기(306)와, 정합필터(307)와, 심볼 동기 복구부(TR)(308)와, 심볼 동기 락 검출기(309)와, 채널 등화기(310)와, 반송파 복구부(CR)(311)와, SNR(Signal-to-Noise Ratio) 계산기(312)와, 반송파 락 검출기(313)와, 채널 복호화부(FEC)(314)와, FEC 락 검출기(315), 수신기 락 처리부(316)와, 락 정보 저장부(317)로 구성된다.
상기 이득 복구부(301)는 아날로그 수신부의 SAW 필터를 통과한 IF 신호가 미약하므로 상기 A/D 변환부가 정상적으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있도록 신호의 크기를 보상한다.
상기 입력 신호 검출기(302)는 이득 복구부(301)로부터 수신 입력 신호의 레벨 정보를 받아서 입력신호가 존재하는가를 판단하여 입력 신호가 존재하지 않을 경우에 상기 수신기 락 처리부(316)에 NO SIGNAL 신호를 출력한다.
상기 AGC 락 검출기(303)는 이득 복구부(301)로부터 입력 신호를 받아 수신 파워(Power)의 평균을 측정하여 미리 정해진 기준 파워와의 차이를 구해 이득의 포착 및 추적을 판단하여 이득 복구가 완료되면 수신기 락 처리부(316)에 AGC LOCK 신호를 출력한다.
그리고, 상기 위상 분리기(304)는 상기 A/D 변환부의 출력을 위상이 서로 -90°가 되는 실수 성분(Q)과 허수 성분(I)의 통과대역 신호로 분리한 후 복소 곱셈기(305)로 출력한다.
상기 복소 곱셈기(305)에서는 상기 위상 분리기(304)로부터 수신되는 통과대역 실수 신호와 허수 신호에 상기 반송파 복구부(312)를 통해 반송파가 복구가 이루어진 기준 반송파 신호를 곱하여 상기 통과대역 실수, 허수 신호를 기저대역 실수, 허수 신호로 변환한다.
상기 보간기(306)는 상기 복소 곱셈기(305)에서 출력되는 기저대역 실수 신호와 허수 신호를 상기 심볼 동기 복구부(308)의 출력 주파수를 이용하여 2배의 심볼 클럭 주파수에 동기된 디지털 신호로 보간하여 정합 필터(307)로 출력한다.
상기 정합 필터(307)는 보간기(306)로부터 수신되는 신호를 심볼 위치에서의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 최대가 되도록 필터링한다.
그리고, 상기 심볼 동기 복구부(308)는 상기 정합 필터(307)의 출력으로부터 심볼 주파수에 위치한 심볼 타이밍 정보를 검출한 후 다중 경로에 의해 감쇄된 심볼 동기 신호를 보정하여 심볼 동기 복구를 수행하여, 이 심볼 동기 복구된 신호를 상기 보간기(306)에 전달한다.
상기 심볼 동기 락 검출기(309)는 상기 심볼 동기 복구부(308)로부터 타이밍 정보를 수신하여 타이밍 에러의 평균의 측정하고 미리 정해진 기준 에러값과의 비교를 통한 포착 및 추적을 수행하여 타이밍 복구가 완료되면 상기 수신기 락 처리부(316)에 TR LOCK 신호를 출력한다.
HDTV와 같은 디지털 전송 시스템에서는 전송신호가 다중경로 채널을 통과하며 생기는 왜곡이나 NTSC 신호에 의한 간섭, 송수신 시스템에 의한 왜곡 등에 의하여 수신측에서 비트 검출 에러를 일으키게 되며 특히 다중경로를 통한 신호의 전파는 심볼간의 간섭(Inter-Symbol Interference)을 일으켜 비트 검출 에러의 주원인이 되고 있다. 이에, 상기 채널 등화기(310)는 심볼간의 간섭을 제거하는 역할을 한다.
그리고, 상기 반송파 복구부(311)는 상기 채널 등화기(310)의 출력으로부터 파일롯 신호만을 추출하고, 이 파일롯 신호를 이용하여 다중 경로 채널 다중 경로 채널 정보를 검출한 후 다중 경로에 의해 감쇄된 반송파를 보정하여 반송파 복구가 이루어진 기준 반송파 신호를 상기 복소 곱셈기(305)에 전달한다.
상기 SNR 계산기(312)는 MSE(Mean Square Error)를 계산하고 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 조건을 판단하여 상기 수신기 락 처리부(316)에 SNR LOCK 신호를 출력한다.
상기 반송파 락 검출기(313)는 수신신호와 결정 신호와의 MSE를 계산하여 미리 정해진 MSE값들과의 비교를 통한 반송파의 포착 및 추적을 수행하여 반송파 복구가 완료되면 CR LOCK 신호를 상기 수신기 락 처리부(316)로 출력한다.
전송 시스템에서는 채널 환경에 따라 다양한 오류 정정 부호 방식이 사용된다. 채널 환경에는 여러 종류의 잡음이 존재하는데, 연집 잡음과 산발 잡음에 대한 대체로써, 상기 채널 복호화부(314)에서는 RS 부호 방식과 격자 변조 부호 방식을 사용하고 오류 분산을 위해 인터리빙(Interleaving)을 실시한다.
그리고, 상기 FEC 락 검출기(315)에서는 수신 오류의 유무를 판단하여 상기 수신기 락 처리부(316)에 FEC LOCK 신호를 출력한다.
상기 수신기 락 처리부(316)는 검출기들(입력 신호 검출기, AGC 락 검출기, 심볼 동기 락 검출기, SNR 락 검출기, 반송파 락 검출기, FEC 락 검출기)로부터 락 신호들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, CR LOCK, SNR LOCK, FEC LOCK)을 입력받아서 순차적으로 각각의 복구부를 구동시켜 다수의 피드백 루프들 간의 상호 악영향을 최소화하고 채널 등화기(310)의 발산을 방지하는 역할을 한다.
그리고, 락 정보 저장부(317)는 상기 수신기 락 처리부(316)로부터 락 신호들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, CR LOCK, SNR LOCK, FEC LOCK)을 수신하여 각 락 신호에 대한 타이머 시간 정보를 저장하는 역할을 한다.
도 4는 상기 락 정보 저장부(317)의 상세한 구성을 나타낸 도면으로, 저장 제어기(317a)와, 타이머(317b)와, 메모리(317c)로 구성된다.
상기 타이머(317b)는 시스템이 인에이블된 시점에서부터 시간을 카운트한다. 그리고, 상기 저장 제어기(317a)는 수신기 락 처리부(316)로부터 수신되는 락 신호들과 상기 타이머(317b)의 시간 정보를 입력받아서 각각의 락 신호의 최종 락 시간을 메모리(317c)에 저장한다.
상기 메모리(317c)는 각 락 신호들의 최종 락 시간을 개별적으로 저장할 수 있도록 각각의 락 신호별로 저장 공간을 할당하고 있다.
도 5는 수신기 락 처리기의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
리셋(Reset) 신호가 수신되면 수신기 락 처리기(316)는 이득 복구부(301)를 구동시켜 이득 복구가 수행되도록 제어하고 입력 신호 검출기(302)를 제어하여 입력 신호가 존재하는지를 감지한다(S501).
이득 복구부(301)가 구동되면 상기 입력 신호 검출기(302)는 상기 이득 복구부(301)로부터 수신 입력 신호의 레벨 정보를 받아서 입력 신호가 존재하는가를 판단하여, 입력 신호가 존재하는 것으로 판단되면 수신기 락 처리기(316)에 NO SIGNAL=0 신호를 출력한다.
수신기 락 처리기(316)는 상기 입력 신호 검출기(302)로부터 ON SIGNAL=0 신호가 수신되는지 여부를 확인하는데(S502), NO SIGNAL=0 신호가 수신된 것으로 확인되면 심볼 동기 복구부(308)를 구동시킨다(S503).
반면, 상기 확인 결과 NO SIGNAL =1 신호가 수신되었으면 상기 스텝 501(S501)로 리턴하여 계속해서 이득 복구부(301)를 구동시키고 입력 신호가 존재하는지를 판단하도록 입력 신호 검출기(302)를 제어하면서 입력 신호 검출기(302)로부터 NO SIGNAL =0 신호가 수신되는지를 확인한다.
심볼 동기 복구부(308)가 구동되면 상기 심볼 동기 락 검출기(309)는 심볼 동기 복구부(308)의 출력인 타이밍 에러의 평균을 측정하여 미리 정해진 기준 에러값과 비교를 통한 포착 및 추적을 수행하고, 타이밍 에러 복구가 완료되면 수신기 락 처리부(316)에 TR LOCK 신호를 출력한다. 그리고, 상기 AGC 락 검출기(303)는 상기 이득 복구부(301)로부터 입력 신호를 받아 수신 파워(Power)의 평균을 측정하여 미리 정해진 기준 파워와의 차이를 구해 이득의 포착 및 추적을 판단하여 이득 복구가 완료되면 상기 수신기 락 처리부(316)에 AGC LOCK 신호를 출력한다.
수신기 락 처리부(316)는 상기 TR LOCK 신호 또는 AGC LOCK 신호가 수신되는지를 확인하여(S504), AGC LOCK 신호와 TR LOCK 신호 중에 어느 하나라도 수신되면 채널 등화기(310)와 반송파 복구부(311)를 구동시킨다(S505).
이상의 과정으로 이득이 복구되고 심볼 동기가 복구되면 도 7에 보인 성상처럼 동그란 띠 형태를 띠게 된다.
반면, 상기 확인 결과 AGC 락 신호와 TR LOCK 신호가 모두 수신되지 않았으면 상기 스텝 503(S503)으로 리턴한다.
상기 채널 등화기(310)와 반송파 복구부(311)가 구동되면 상기 SNR 계산기(312)는 MSE를 계산하고 SNR 조건을 판단하여 수신기 락 처리기(316)에 SNR LOCK 신호를 출력한다. 그리고, 상기 반송파 락 검출기(313)는 수신신호와 결정신호의 MSE를 계산하여 미리 정해진 MSE값들과 비교를 통한 반송파의 추적 및 포착을 수행하여 반송파 복구가 완료되면 수신기 락 처리기(316)에 CR LOCK 신호를 출력한다.
이어, 상기 수신기 락 처리기(316)는 SNR LOCK 신호와 CR LOCK 신호가 수신되는지를 확인한다(S506). 확인 결과, SNR LOCK 신호와 CR LOCK 신호가 수신되었으면, 채널 복호화부(314)를 구동시키고(S507), SNR LOCK 신호와 CR LOCK 신호 중 어느 하나라도 수신되지 않은 것으로 확인되면 상기 스텝 505(S505)로 리턴한다.
이때, 반송파 복구와 채널 등화가 완료되게 되면 도 8에 도시된 바와 같이 송신기에서 만들어진 심볼이 복구되게 된다.
채널 복호화부(314)가 구동되면 FEC 락 검출기(315)는 수신오류의 유무를 판 단하여 수신 오류가 없으면 상기 수신기 락 처리기(316)에 FEC LOCK 신호를 출력한다.
수신기 락 처리기(316)는 FEC LOCK 신호가 수신되는지를 확인하는데(S508), 확인 결과 FEC LOCK 신호가 수신되면 수신한 락 정보들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, SNR LOCK, CR LOCK, FEC LOCK)들을 락 정보 저장부 (317)에 저장한다(S509). 반면, 확인 결과 FEC LOCK 신호가 수신되지 않았으면 상기 스텝 508(S508)로 리턴한다.
도 6은 수신기 락 처리기의 천이 과정을 나타낸 타이밍도로, 리셋 신호가 '0'으로 인에이블되면 수신기 락 처리기(316)는 이득 복구부(301)를 구동시키고, 이후, 입력 신호가 감지되어 입력 신호 검출기(302)로부터 NO SIGNAL =0 신호가 수신되면 심볼 동기 복구부(308)를 동작시킨다.
그리고, 이득 복구부(301)에서 이득이 복구되어 AGC 락 검출기(303)로부터 AGC LOCK 신호가 수신되거나 심볼 동기 복구부(308)에서 심볼 동기가 복구되어 심볼 동기 락 검출기(309)로부터 TR LOCK 신호가 수신되면 채널 등화기(310)와 반송파 복구부(311)를 동작시킨다.
이후, 상기 반송파 복구부(311)로부터 수신되는 신호가 SNR조건을 만족하여 상기 SNR 계산기(312)로부터 SNR LOCK 신호가 수신되고 반송파 복구가 완료되어 반송파 락 검출기(313)로부터 CR LOCK 신호가 수신되면 채널 복호화부(315)를 동작시킨다.
FEC 락 검출기(315)는 수신오류의 유무를 판단하여 수신 오류가 없으면 상기 수신기 락 처리기(316)에 FEC LOCK 신호를 출력하는데, 수신기 락 처리기(316)는 FEC LOCK 신호가 수신되면 수신한 락 정보들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, SNR LOCK, CR LOCK, FEC LOCK)들을 모두 락 정보 저장부(317)에 저장한다.
도 9는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법을 나타낸 도면으로, 수신기 락 처리기(316)에서 순차적으로 LOCK 신호의 수신 여부를 판단하는 단계로 구성되는데, 각 단계에서 수신되어야 할 해당 락 신호가 수신되지 않는 경우에 수신기에 발생된 문제를 진단하는 방법을 나타낸다.
수신기 락 처리기(316)에는 NO SIGNAL=0 → AGC LOCK=1 → TR LOCK=1 → CR LOCK=1 → CR LOCK =1 → SNR LOCK=1 → FEC LOCK=1 순서로 수신되어야 하는데, 해당 순서에 특정 락 신호가 수신되지 않을 경우에 디지털 TV 수신기는 수신되지 않는 해당 락 신호가 발생되는 조건을 자신이 만족하는지를 검사하여 자신의 상태를 진단할 수 있다.
NO SIGNAL=0 신호는 입력 신호가 존재하되, 그 신호의 세기가 일정 기준치 이상일 경우에만 생성되는 신호로, NO SIGNAL=0 신호가 수신되지 않으면 입력 신호가 존재하는지, 입력 신호가 너무 작은 게 아닌지 등을 검사한다.
그리고, NO SIGNAL=0 신호가 수신된 이후에 AGC LOCK =1 신호가 수신되지 않으면 입력 신호의 레벨이 올바른지, 주기적인 DC파워로부터 과다한 AM 험(hum)이 들어오는지, AGC 인터페이스에 문제가 없는지 등을 확인한다.
그리고, AGC LOCK =1 신호가 수신된 다음에 TR LOCK=1 신호가 수신되지 않으면 보드(baud) 레이트가 선택된 동작 모드에 맞는가, 큰 심볼 주파수 오프셋이 있 는가 등을 확인한다.
TR LOCK=1 신호 수신 이후에 CR LOCK=1 신호가 수신되지 않으면 선택된 채널에 맞게 튜닝을 했는가(ATSC와 CATV간에 약간의 캐리어 주파수 오프셋이 있음을 고려한다), 로컬 오실레이터로부터 과다한 FM 험(hum)이 있는가, 로컬 오실레이터로부터 과다한 페이즈 노이즈가 있는가 등을 확인한다.
SNR LOCK는 수신된 SNR이 시스템에서 요구하는 SNR을 만족함을 의미하는 것으로, CR LOCK=1 신호가 수신된 다음 SNR LOCK =1 신호가 수신되지 않으면 수신기의 입력 신호의 질이 충분히 좋은지를 확인한다.
CATV 채널에서는 스펙트럼 변환이 로컬 오실레이터 또는 ADC에서 IF 샘플링 모드 또는 전송 시스템의 모듈레이터로 인해 발생될 수 있으므로 FEC LOCK =1 신호가 수신되지 않는 경우에는 스펙트럼 변환 모드를 확인한다.
수신기 락 처리기(316)에 FEC LOCK=1이 수신되면 비디오 출력이 정상적인지를 확인한다.
만약, 비디오 출력이 정상적이지 못하면 전송 스트림 인터페이스를 검사하고, 비디오 출력이 정상적이면 수신 시스템에 문제가 없는 것이 확인되게 된다.
즉, 락 신호의 수신 여부를 통해 수신기는 자신이 갖은 문제점이 어디에서 기인된 것인지를 신속하게 진단할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 디지털 TV 수신기 및 자기 진단 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 검출기들로부터 락 신호들을 입력받아서 순차적으로 각각의 복구부를 구동시켜 다수의 피드백 루프들 간의 상호 악영향을 최소화하고 채널 등화기의 발산을 방지할 수 있다. 따라서, 시스템 블록간 정확한 락킹(Locking)으로 안정된 동작을 수행할 수 있으며 추적 속도 및 포착 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 락 타이밍 정보를 이용하여 수신기의 포착 성능을 분석할 수 있으므로 제품 개발시 유용하게 활용할 수 있다.
셋째, 락 신호의 수신 여부에 따라서 수신기의 상태를 진단할 수 있으므로 보다 신속하고 정확하게 수신기에 발생된 문제를 해결할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 수신된 신호의 심볼 위치에서 신호대 잡음비가 최대가 되도록 필터링한 신호의 심볼 동기 신호를 보정하는 심볼 동기 복구부;
    상기 심볼 동기 복구부가 정상적으로 신호 처리한 경우 락 신호를 출력하는 심볼 동기 락 검출기;
    상기 심볼 동기가 복구된 신호의 채널 정보로부터 반송파를 복구하는 반송파복구부;
    상기 반송파 복구부가 정상적으로 신호 처리한 경우 락 신호를 출력하는 반송파 락 검출기;
    상기 반송파 복구된 신호를 복호화하는 채널복호화부; 및
    상기 심볼 동기 락 검출기의 락 신호를 저장하여 상기 반송파 복구부를 구동시키고, 상기 반송파 검출기의 락 신호를 저장하여 상기 채널복호화부를 구동시키는 락 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  2. 이득 복구부, 정합필터, 심볼 동기 복구부, 채널 등화기, 반송파 복구부, 채널 복호화부를 포함하는 복구 블록들과,
    상기 이득 복구부로부터 입력 신호의 레벨 정보를 받아 입력 신호가 존재하는가를 판단하여 NO SIGNAL을 출력하는 입력 신호 검출기와,
    상기 이득 복구부가 이득 복구를 완료하면 AGC LOCK을 출력하는 AGC 락 검출기와,
    상기 심볼 동기 복구부에서 심볼 동기 복구가 완료되면 TR LOCK을 출력하는 심볼 동기 락 검출기와,
    상기 반송파 복구부를 통해 수신되는 신호의 SNR이 시스템에서 요구하는 SNR을 만족하게 되면 SNR LOCK을 출력하는 SNR 계산기와,
    상기 반송파 복구부에서 반송파 복구가 완료되면 CR LOCK을 출력하는 반송파 락 검출기와,
    상기 채널 복호화부에서 오류 정정이 완료되면 FEC LOCK을 출력하는 FEC 락 검출기와,
    상기 락 신호들(NO SIGNAL, AGC LOCK, TR LOCK, SNR LOCK, CR LOCK, FEC LOCK)을 수신하여 상기 복구 블록들이 순차적으로 구동되도록 제어하는 수신기 락 처리부로 구성됨을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수신기 락 처리부에 수신되는 락 신호들의 검출 시점을 저장하는 락 정보 저장부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 락 정보 저장부는
    시스템이 인에이블된 시점에서부터 시간을 카운트하는 타이머와,
    각 락 신호별로 할당된 저장공간을 갖는 메모리와,
    상기 수신기 락 처리부로부터 수신되는 락 신호들과 상기 타이머의 시간 정보를 입력받아서 각각의 락 신호의 최종 락 시간을 상기 메모리에 저장하는 저장 제어기로 구성됨을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 수신기 락 처리부는
    상기 NO SIGNAL 신호가 수신되면 심볼 동기 복구부가 구동되도록 제어하고, 상기 AGC LOCK 또는 TR LOCK 신호가 수신되면 채널 등화기와 반송파 복구부가 구동되도록 제어하고, 상기 SNR LOCK 신호와 CR LOCK 신호가 수신되면 채널 복호화부가 구동되도록 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기.
  6. 디지털 방송을 위해 순차적으로 연결되고 각각 신호 처리를 수행하는 심볼 동기 복구부, 반송파복구부 및 채널복호화부를 포함하는 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법에 있어서,
    상기 심볼 동기 복구부가 정상적으로 신호 처리했음을 알리는 락 신호를 검출하여 저장하는 단계;
    상기 반송파 복구부를 구동시키는 단계;
    상기 반송파 복구부가 정상적으로 신호 처리했음을 알리는 락 신호를 검출하여 저장하는 단계; 및
    상기 채널복호화부를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 수신기의 자기 진단 방법.
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