본 발명은 디지털 티브이 중계 시스템에 관한 것으로, 특히 환경 변화나 부품의 열화로 인해 발생되는 출력 특성의 에러를 자동으로 보상해 주는 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital TV relay system, and more particularly, to an automatic error compensation method of a digital TV transmitter and an apparatus therefor, which automatically compensates for errors in output characteristics caused by environmental changes or component degradation.
일반적으로 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기는 외부 환경 변화나 구성 부품들의 열화로 인해 출력 특성, 즉 신호 대 잡음비율(Signal to Noise Ratio ; 이하, SNR 이라 약칭함)이나 혼변조 왜곡(Intermodulation Distortion ; 이하, IMD 라 약칭함) 특성이 나빠지는 경우가 있다.In general, a transmitter of a digital TV relay system has an output characteristic, that is, a signal to noise ratio (hereinafter referred to as SNR) or intermodulation distortion (Intermodulation Distortion) due to a change in external environment or deterioration of components. Abbreviated as IMD) characteristics may deteriorate.
이러한 송신기 출력 특성의 에러는 송신기의 성능 저하는 물론 수신기의 영상 수신 및 음성 수신에 치명적인 영향을 주게 된다.This error in the transmitter output characteristic has a fatal effect on the receiver's video reception and audio reception as well as the performance of the transmitter.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기 구조 및 디지털 티브이 수신기 구조를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a transmitter structure and a digital TV receiver structure of a digital TV relay system according to the prior art.
도 1을 참조하면, 디지털 티브이 송신기는 압축 데이터의 전송 표준인 수Mbps에서 수십 Mbps대의 엠팩-2(Moving Picture coding Expert Group-2 ; 이하, MPEG-2 라 약칭함) 전송 스트림(TS : Transport Stream), 즉 MPEG-2 영상신호 및 오디오신호를 방송국으로부터 수신한다.Referring to FIG. 1, a digital TV transmitter includes a moving picture coding expert group-2 (hereinafter, referred to as MPEG-2) in a few Mbps to several tens of Mbps which is a transmission standard for compressed data. I.e., an MPEG-2 video signal and an audio signal from a broadcasting station.
이 MPEG-2 신호는 188바이트 데이터이며, 변조기(1)는 이 신호를 44㎒의 중간주파수 신호로 만든다. 이후 상향 변환기(Up-converter)(2)는 변조기(1) 출력신호의 중간주파수를 상향 주파수 처리하여 원하는 송신채널 주파수로 만든다.This MPEG-2 signal is 188 bytes of data, and the modulator 1 makes the signal a 44 MHz intermediate frequency signal. The up-converter 2 then processes the intermediate frequency of the output signal of the modulator 1 to the desired frequency of the desired transmission channel.
상향 변환기(2)의 출력은 A급 선형 증폭기(3)에 의해 증폭된 후 원하는 주파수대역의 신호만 송신하기 위해 대역통과필터(Band Pass Filter ; 이하, BPF 라 약칭함)(4)를 거쳐 송신안테나(5)를 통해 송출된다.The output of the up-converter 2 is amplified by a class A linear amplifier 3 and then transmitted through a band pass filter (hereinafter, abbreviated as BPF) 4 to transmit only a signal of a desired frequency band. It is transmitted through the antenna 5.
디지털 티브이 수신기는 송신기로부터 송출된 신호를 수신안테나(6)를 통해 수신한다.The digital TV receiver receives a signal transmitted from the transmitter through the reception antenna 6.
이 수신된 신호는 튜너(Tunner)(7)에 의해 하향 주파수 변환되어 44㎒의 중간주파수 신호가 된다. 복조기(8)는 이 중간주파수 신호를 복조하며, 색신호 복원기(9)는 이 복조된 신호로부터 색신호(RGB : Red Green Blue)를 복원하여 디스플레이 시킨다. 즉 디지털 티브이 수상기(10)로 완전한 영상이 출력된다.This received signal is down-converted by the tuner 7 to form a 44 MHz intermediate frequency signal. The demodulator 8 demodulates this intermediate frequency signal, and the color signal restorer 9 restores and displays the color signal (RGB: Red Green Blue) from the demodulated signal. That is, the complete image is output to the digital TV receiver 10.
도 2는 종래 기술에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 보다 상세한 송신기 구조를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a more detailed transmitter structure of a digital TV relay system according to the prior art.
도 2를 참조하면, 디지털 티브이 송신기는 압축 데이터의 전송 표준인 수 Mbps에서 수십 Mbps대의 MPEG-2 전송 스트림(TS), 즉 MPEG-2 영상신호 및 오디오신호를 방송국으로부터 수신한다.Referring to FIG. 2, the digital TV transmitter receives a MPEG-2 transport stream (TS), that is, an MPEG-2 video signal and an audio signal, from a broadcasting station of several Mbps to several tens of Mbps, which is a transmission standard for compressed data.
이 MPEG-2 전송 스트림은 변조기(10)에 입력되어 44㎒의 중간주파수 신호로 출력된다. 이 중간주파수 신호는 잔류 측파대(Vestigial Sideband ; 이하, VSB 라 약칭함) 방식의 변조신호이다.This MPEG-2 transport stream is input to a modulator 10 and output as a 44 MHz intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is a modulated signal of a residual sideband (hereinafter, referred to as VSB).
변조기(10)에는 VSB 변조신호를 만들기 위해 VSB 변조부(18)가 구비되어 있으며, 이 VSB 변조부(18)는 힐베르트 변환(Hilbert Transform)을 사용한다.The modulator 10 includes a VSB modulator 18 for producing a VSB modulated signal, which uses a Hilbert transform.
특히 변조기(10)는 디지털 티브이 전송방식의 I신호 및 Q신호를 만드는데 있어, 크게 채널코딩블록(11,12,13,14), 동기신호삽입블록(16) 및 VSB 변조블록(18)으로 나눌 수 있다.In particular, the modulator 10 is divided into channel coding blocks 11, 12, 13, 14, sync signal inserting block 16, and VSB modulation block 18 in producing I and Q signals of a digital TV transmission method. Can be.
채널코딩블록(11,12,13,14)에는 군집 에러에 강한 리드-솔로몬 엔코더(Reed-Solomon Encoder)(12)와, 백색 잡음에 강한 트렐리스 엔코더(Trellis Encoder)(14)가 사용된다.In the channel coding blocks 11, 12, 13, and 14, a Reed-Solomon encoder 12 resistant to clustering errors and a Trellis encoder 14 resistant to white noise are used. .
또한 채널코딩블록(11,12,13,14)에는 입력 데이터(MPEG-2 TS)를 불규칙한 형태로 만들기 위한 데이터 랜덤마이저(Data Randomizer)(11)가 리드-솔로몬 엔코더(12)의 전측에 위치하며, 데이터 산란을 위한 데이터 인터리버(Data Interleaver)(13)가 트렐리스 엔코더(14)의 전측에 위치한다.In addition, in the channel coding blocks 11, 12, 13, and 14, a data randomizer 11 for making an irregular shape of the input data (MPEG-2 TS) is located in front of the Reed-Solomon encoder 12. The data interleaver 13 for data scattering is located at the front side of the trellis encoder 14.
동기신호삽입블록(16)은 파일럿 삽입부(Pilot Insertion)(16)이며, 여기서 동기신호는 반송파 복구를 위한 파일럿 동기신호가 삽입된다.The synchronization signal insertion block 16 is a pilot insertion unit 16, where a synchronization signal is inserted with a pilot synchronization signal for carrier recovery.
VSB 변조부(18)는 다음 도 3과 같은 구성을 가지며, 선등화 필터(Pre-equalizer filter)(17)의 출력을 입력으로 한다.The VSB modulator 18 has a configuration as shown in FIG. 3 and takes an output of the pre-equalizer filter 17 as an input.
도 3은 종래의 디지털 티브이 송신기에 사용되는 VSB 변조부(18)의 구성을나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of the VSB modulator 18 used in the conventional digital TV transmitter.
도 3을 참조하면, VSB 변조부(18)는 일단 코딩된 후 파일럿 동기신호가 삽입된 입력신호를 2.69㎒의 I신호와, 입력신호를 힐베르트 변환시킨 Q신호로 분리한다.Referring to FIG. 3, the VSB modulator 18 separates an input signal, once coded and inserted with a pilot synchronization signal, into an I signal of 2.69 MHz and a Q signal obtained by Hilbert transforming the input signal.
이 I신호와 Q신호는 자신의 경로의 D/A 변환기(18b,18c)를 통과하면서 아날로그 신호로 변환되며, 이 아날로그 신호는 직교 변조부(18d)로 입력된다.The I and Q signals are converted into analog signals while passing through the D / A converters 18b and 18c in their own paths, and the analog signals are input to the quadrature modulator 18d.
직교 변조부(18d)는 입력되는 각 I신호와 Q신호에 46.69㎒의 반송파를 곱하여 44㎒의 중간주파수 신호를 출력시킨다.The orthogonal modulator 18d multiplies each input I signal and Q signal by a 46.69 MHz carrier to output a 44 MHz intermediate frequency signal.
이상에서 변조기(10)로부터 출력된 44㎒의 중간주파수 신호는 상향 변환기(Up-converter)(20)에 입력되어 원하는 송신채널 주파수의 신호가 된다. 이를 위해 상향 변환기(20)에는 입력되는 중간주파수 신호에 곱해질 46.69㎒의 로컬신호(LOCAL)를 발생시키는 로컬신호 발생기(22)와 믹서(MIXER)(21)가 구비된다.The 44 MHz intermediate frequency signal output from the modulator 10 is input to the up-converter 20 to be a signal of a desired transmission channel frequency. To this end, the up-converter 20 is provided with a local signal generator 22 and a mixer (MIXER) 21 for generating a local signal (LOCAL) of 46.69 MHz to be multiplied by the input intermediate frequency signal.
상향 주파수 처리된 고주파수(RF) 신호는 RF 보상기(23)를 거쳐 고주파 증폭기(High Power Amplifier ; 이하, HPA 라 약칭함)(30)에 입력되어, 고출력 레벨로 증폭된 후 송출된다.The uplink frequency processed high frequency (RF) signal is input to a high power amplifier (hereinafter referred to as HPA) 30 through an RF compensator 23, amplified to a high output level, and then transmitted.
이 때 사용되는 HPA(30)는 A급 선형 증폭기(Class A linear amplifier)가 사용되며, RF 보상기(23)는 HPA(30)의 출력을 정격 대비 변화량만큼 이득 보상함으로써 선형 증폭기에서 발생되는 비선형 특성을 보상한다. 이에 대해 보다 상세히 설명한다.In this case, a class A linear amplifier is used as the HPA 30, and the RF compensator 23 gain-compensates the output of the HPA 30 by a change relative to the rated amount. To compensate. This will be described in more detail.
종래 디지털 티브이 송신기에 사용되는 고주파 증폭기는 A급 선형증폭기(Class A linear amplifier)가 사용된다. 그러나 이러한 A급의 선형 특성을 갖는 고주파 증폭기를 사용하는데 있어, 실제적으로 약간의 비선형 특성이 나타난다.As a high frequency amplifier used in the conventional digital TV transmitter, a Class A linear amplifier is used. However, in using the high-frequency amplifier having a linear characteristic of Class A, some nonlinear characteristics are actually shown.
비선형 특성은 증폭기 출력이 높으면 높을수록 심하게 나타나며, 이런 비선형 특성은 송신기 성능 저하를 야기시킨다. 또한 이는 수신기 성능에도 영향을 주어 송신 능력의 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용한다.Nonlinear characteristics are more severe at higher amplifier outputs, which can cause transmitter performance degradation. In addition, this affects the performance of the receiver, which reduces the reliability of the transmission capability.
특히 비선형 특성은 선형 증폭기가 동작 중일 때 주변환경의 변화나 내부 구성부품(전력 트랜지스터, 전원소자 등)의 열화로 인해 처음보다 더 나쁜 비선형 특성이 발생되며, 이러한 특성 변화는 초기 설정된 출력의 최적화 상태를 변화시켜, 결국 선형 증폭기의 출력 특성 즉 SNR이나 IMD 특성이 나빠지게 된다.In particular, the nonlinear characteristics are worse than the first due to changes in the surrounding environment or deterioration of internal components (power transistors, power elements, etc.) when the linear amplifier is in operation. As a result, the output characteristics of the linear amplifier, i.e., the SNR or IMD characteristics, become worse.
이러한 비선형 특성을 보상하기 위한 종래의 보상기는 초기 디지털 티브이 송신기를 설치할 때 수동으로 최적의 상태로 고정시킨다. 따라서 고주파 증폭기가 동작 중일 때 변화되는 특성을 보상하기 위해서는 디지털 티브이 송신기의 송출을 중지시킨 후 보상기의 설정값을 수동으로 재설정해야 한다.Conventional compensators for compensating for these nonlinear characteristics are manually fixed to an optimal state when installing the initial digital TV transmitter. Therefore, in order to compensate for the characteristics that change when the high-frequency amplifier is in operation, the digital TV transmitter needs to be stopped and the set value of the compensator is manually reset.
그러나 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기가 대부분 고지대에 설치되며 특히 무인 운용되기 때문에, 고주파 증폭기의 보상을 위한 시스템 운용에 어려움이 많다. 또한 보상기의 재설정을 위해 디지털 티브이 송신기의 송출을 중지시키는 것은 방송특성상 방송 사고와 같은 문제를 야기 시킨다.However, since the transmitters of digital TV relay systems are mostly installed in highlands and are operated unattended, there are many difficulties in operating a system for compensation of a high frequency amplifier. In addition, stopping the transmission of the digital TV transmitter for resetting the compensator causes a problem such as a broadcast accident due to broadcasting characteristics.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 선형 증폭기가동작 중일 때, 환경 변화나 부품의 열화로 인해 발생되는 비선형 출력 특성을 자동으로 보상해 주는 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 방법 및 그를 위한 장치를 제공한다.An object of the present invention has been made in view of the above point, in particular, when the linear amplifier is in operation, automatic error compensation method of a digital TV transmitter that automatically compensates for the non-linear output characteristics caused by environmental changes or component degradation And a device therefor.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 방법의 특징은, 이전에 코딩된 I"신호 및 Q"신호의 각 디지털 신호값을 저장하는 단계와, 현재 코딩된 I신호 및 Q신호를 고주파수의 아날로그 신호로 변환하여 증폭하는 단계와, 상기 증폭된 신호를 커플링하여 원하는 채널폭에 해당되는 기저대역 주파수의 디지털 신호(I'/Q'신호)로 변환하는 단계와, 상기 저장된 I"/Q" 신호의 디지털 신호값과 상기 변환된 I'/Q' 신호값을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과, 상기 두 신호값이 일치될 때까지 상기 I/Q 디지털 신호값을 최하위비트(LSB)부터 특정 비트씩 가감하는 단계로 이루어진다.A feature of the automatic error compensation method of a digital TV transmitter according to the present invention for achieving the above object is the steps of storing each digital signal value of a previously coded I "signal and a Q" signal, and the currently coded I signal. Converting and amplifying a Q signal into an analog signal of high frequency, and coupling the amplified signal into a digital signal (I '/ Q' signal) having a baseband frequency corresponding to a desired channel width; Comparing the digital signal value of the stored I " / Q " signal with the converted I '/ Q' signal value, and comparing the I / Q digital signal value until the two signal values match. Steps are added or decremented by the least significant bit (LSB).
바람직하게는, 상기 I"/Q" 신호값과 I'/Q' 신호값이 일치될 때까지 특정 비트만큼 보상된 값을 상기 현재 코딩된 I신호에는 곱하고, 이 곱해진 값을 다시 Q신호에는 더한다.Preferably, the current coded I signal is multiplied by a value compensated by a specific bit until the I "/ Q" signal value and the I '/ Q' signal value coincide, and the multiplied value is again added to the Q signal. Add.
여기서, 상기 I"/Q" 신호값과 I'/Q' 신호값이 일치될 경우의 보상값은 저장되며, 이후 이 보상값을 기준으로 자동 에러 보상이 수행된다.Here, a compensation value when the I ″ / Q ″ signal value and the I ′ / Q 'signal value coincide is stored, and then automatic error compensation is performed based on this compensation value.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 장치의 특징은, 선형 증폭기에 의해 증폭된 고주파수의 신호에서 필요한 대역 내 신호성분만을 검출하는 대역통과필터와, 상기 대역통과필터에서 출력된 고주파수의 아날로그 신호를 중간주파수 신호로 하향 주파수 처리하는 하향변환기와, 상기 하향 변환기의 출력에서 채널 대역폭 이외의 신호성분이 제거된 신호성분을 검출하는 협대역 필터와, 상기 협대역 필터의 출력을 복조하여 기저대역의 디지털 신호를 출력시키는 복조기와, 상기 복조기의 출력 신호값과 이전에 미리 저장되어 있던 디지털 신호값을 비교하여, 상기 두 신호값이 일치될 때까지 현재 자신의 입력 디지털 신호에 특정 비트값만큼 보상하여 변조시키는 변조기로 구성된다.In addition, a feature of the automatic error compensation apparatus of the digital TV transmitter according to the present invention for achieving the above object is a bandpass filter for detecting only the in-band signal components required in the signal of the high frequency amplified by a linear amplifier, and the bandpass A down converter for down-processing the high frequency analog signal output from the filter into an intermediate frequency signal, a narrow band filter for detecting signal components from which signal components other than a channel bandwidth are removed from the output of the down converter, and the narrow band filter; A demodulator for demodulating the output of the baseband digital signal and outputting a baseband digital signal; and comparing the output signal value of the demodulator with a previously stored digital signal value until the two signal values match. The modulator is configured to compensate and modulate a signal by a specific bit value.
바람직하게는, 상기 변조기가 이전에 코딩되어 분리된 I"신호 및 Q"신호의 각 디지털 신호값을 미리 저장하며, 상기 복조기로부터 신호값이 입력될 때 그 입력 신호값과 미리 저장된 신호값을 비교하여 현재 상기 변조기로 입력되는 디지털 신호의 보상값을 출력시키는 제어기와, 상기 현재 변조기로 입력되는 디지털 신호 중 I신호에 상기 제어기에서 출력된 보상값을 곱하는 곱셈기와, 상기 현재 변조기로 입력된 I신호를 힐베르트 변환시킨 Q신호에 상기 곱셈기의 출력을 더하는 합산기와, 상기 현재 변조기로 입력된 I신호를 아날로그 신호로 변환시키는 제1 D/A 변환기와, 상기 합산기의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 제2 D/A 변환기로 구성된다.Preferably, the modulator prestores each digital signal value of a previously coded and separated I " signal and a Q " signal, and compares the input signal value with the prestored signal value when the signal value is input from the demodulator. A controller for outputting a compensation value of the digital signal currently input to the modulator, a multiplier for multiplying an I signal among the digital signals input to the current modulator by the compensation value output from the controller, and an I signal input to the current modulator An adder for adding an output of the multiplier to a Hilbert transformed Q signal, a first D / A converter for converting an I signal input to the current modulator into an analog signal, and converting an output signal of the adder to an analog signal And a second D / A converter.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기 구조 및 디지털 티브이 수신기 구조를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a transmitter structure and a digital TV receiver structure of a digital TV relay system according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 보다 상세한 송신기 구조를 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing a more detailed transmitter structure of a digital TV relay system according to the prior art.
도 3은 종래의 디지털 티브이 송신기에 사용되는 VSB 변조기의 구성을 나타낸 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of a VSB modulator used in a conventional digital TV transmitter.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기 구조를 나타낸 블록도.4 is a block diagram showing a transmitter structure of a digital TV relay system according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기에서 변조기와 복조기의 내부 구성을 나타낸 블록도.Figure 5 is a block diagram showing the internal configuration of a modulator and a demodulator in the transmitter of the digital TV relay system according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 자동 에러 보상 알고리즘을 나타낸 도면.6 illustrates an automatic error compensation algorithm in accordance with the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 변조기 101 : 힐베르트 변환부100: modulator 101: Hilbert transform unit
102 : 제1 D/A 변환기 103 : 제2 D/A 변환기102: first D / A converter 103: second D / A converter
108 : 제어기 110 : 상향 변환기(Up-converter)108: controller 110: up-converter
120 : 선형 증폭기 130 : BPF120: linear amplifier 130: BPF
150 : 하향 변환기(Down-converter) 160 : 협대역 필터150: down-converter 160: narrow-band filter
170 : 복조기 173 : 제1 A/D 변환기170: demodulator 173: first A / D converter
174 : 제2 A/D 변환기174: Second A / D Converter
이하, 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 방법 및 그를 위한 장치에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an automatic error compensation method and apparatus therefor for a digital TV transmitter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 디지털 티브이 송신기에 장착된 HPA(선형 증폭기)에서 발생되는 비선형 특성을 파악하고, 이를 보상하기 위해 고주파수 신호가 미리 HPA(선형증폭기)에 반대되는 특성을 갖도록 한다.In the present invention, to identify the non-linear characteristics generated by the HPA (linear amplifier) mounted on the digital TV transmitter, in order to compensate for this, the high-frequency signal has a characteristic opposite to the HPA (linear amplifier) in advance.
이를 위해 디지털 티브이 송신기의 출력단에서는 최종 출력 레벨을 커플링하며, 이 커플링된 출력의 레벨을 검출한 후 이 검출값을 기준값과 비교함으로써 본 발명의 자동 에러 보상이 이루어진다.To this end, the output stage of the digital TV transmitter couples the final output level, and then detects the level of the coupled output and compares the detected value with a reference value to achieve automatic error compensation of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 티브이 중계 시스템의 송신기 구조를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing a transmitter structure of a digital TV relay system according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 디지털 티브이 송신기는 압축 데이터의 전송 표준인 수 Mbps에서 수십 Mbps대의 MPEG-2 전송 스트림(TS), 즉 MPEG-2 영상신호 및 오디오신호를 방송국으로부터 수신한다.Referring to FIG. 4, the digital TV transmitter of the present invention receives an MPEG-2 transport stream (TS), that is, an MPEG-2 video signal and an audio signal, from a broadcasting station of several Mbps to several tens of Mbps, which is a transmission standard for compressed data.
이 MPEG-2 전송 스트림은 변조기(100)에 입력되어 44㎒의 중간주파수 신호로 출력된다. 이 중간주파수 신호는 VSB 변조신호이다.This MPEG-2 transport stream is input to a modulator 100 and output as a 44 MHz intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is a VSB modulated signal.
이 변조기(100)는 VSB 변조신호를 만들기 위한 VSB 변조기로써, 이 VSB 변조기(100)는 힐베르트 변환(Hilbert Transform)을 사용한다.The modulator 100 is a VSB modulator for generating a VSB modulated signal. The VSB modulator 100 uses a Hilbert transform.
도 5에는 변조기(100)의 내부 구성을 보다 상세하게 나타내었다.5 shows the internal configuration of the modulator 100 in more detail.
도 5에 도시된 변조기(100)의 설명에 앞서 본 발명의 디지털 티브이 송신기에는 디지털 티브이 전송방식의 I신호 및 Q신호를 만드는데 있어, 기존과 동일하게 채널코딩블록(미도시)이 존재한다.Prior to the description of the modulator 100 shown in FIG. 5, in the digital TV transmitter of the present invention, a channel coding block (not shown) exists in the same manner as in the conventional ITV and Q signal generation.
채널코딩블록에는 군집 에러에 강한 리드-솔로몬 엔코더(Reed-Solomon Encoder)와, 백색 잡음에 강한 트렐리스 엔코더(Trellis Encoder)가 사용되며, 채널코딩블록으로 입력되는 데이터(MPEG-2 TS)를 불규칙한 형태로 만들기 위한 데이터 랜덤마이저(Data Randomizer)와, 데이터 산란을 위한 데이터 인터리버(Data Interleaver)가 또한 사용된다.The channel coding block uses a Reed-Solomon encoder that is resistant to cluster error, and a trellis encoder that is strong against white noise. The data input to the channel coding block (MPEG-2 TS) is used. Data randomizers for making irregular shapes and data interleavers for data scattering are also used.
변조기(100)에서는 이렇게 채널코딩블록에서 코딩된 입력신호가 2.69㎒의 I신호와, 입력신호를 힐베르트 변환시킨 Q신호로 분리된다.In the modulator 100, the input signal coded in the channel coding block is separated into an I signal of 2.69 MHz and a Q signal obtained by Hilbert transforming the input signal.
이 I신호와 Q신호는 자신의 경로의 D/A 변환기(102,103)를 통과하면서 0∼2.69㎒의 아날로그 신호로 변환되며, 이 아날로그 신호는 직교 변조를 통해 46.69㎒의 반송파가 곱해져 44㎒의 중간주파수 신호(6㎒ 채널폭인 41㎒에서 47㎒ 대역의 신호)가 된다. 특히 본 발명에서는 이전에 입력되어 서로 분리된 I"신호와 Q"신호가 아날로그 신호로 변환되기 전에 14비트의 디지털 신호값으로 제어기(108)에 저장되어 있다.The I and Q signals are converted into analog signals of 0 to 2.69 MHz while passing through the D / A converters 102 and 103 in their own paths. The analog signals are multiplied by a carrier of 46.69 MHz through orthogonal modulation to give 44 MHz. It becomes an intermediate frequency signal (a signal of 41 MHz to 47 MHz band, which is a 6 MHz channel width). In particular, in the present invention, the I " and Q " signals previously input and separated from each other are stored in the controller 108 as digital signal values of 14 bits before being converted into analog signals.
이상의 변조기(100)로부터 출력된 44㎒의 중간주파수 신호는 상향 변환기(Up-converter)(110)에 입력되어 원하는 송신채널 주파수의 신호가 된다.The 44 MHz intermediate frequency signal output from the modulator 100 is input to an up-converter 110 to be a signal of a desired transmission channel frequency.
상향 변환기(110)에서 상향 주파수 처리된 고주파수(RF) 신호는 선형 증폭기(120)에 입력되어, 고출력 레벨로 증폭된 후 BPF(130)를 거쳐 송출된다.The high frequency (RF) signal processed uplink by the up-converter 110 is input to the linear amplifier 120, amplified to a high output level, and then transmitted through the BPF 130.
이러한 일반적인 디지털 티브이 송신기의 동작을 기본으로 하여, 본 발명에서는 디지털 티브이 송신기의 출력단에서 선형 증폭기(120)의 최종 출력 레벨을 커플링하며, BPF(130)에서 커플링된 출력의 레벨을 중간주파수 신호로 하향 주파수 처리한 후 협대역 필터(160)를 통과시켜 복조시킨다. 이를 위한 복조기(170)의 내부 구성을 도 5에 나타내었다.Based on the operation of the general digital TV transmitter, the present invention couples the final output level of the linear amplifier 120 at the output of the digital TV transmitter, and converts the level of the output coupled from the BPF 130 into an intermediate frequency signal. After the downlink frequency processing to pass through narrowband filter 160 to demodulate. An internal configuration of the demodulator 170 for this is shown in FIG.
여기서 BPF(130)에서 커플링된 고주파수 신호를 하향 주파수 처리하는 하향변환기(150)는 입력신호에 46.69㎒의 로컬신호(LOCAL)를 곱하여 중간주파수 신호(6㎒ 채널폭인 41㎒에서 47㎒ 대역의 신호)를 출력시킨다. 이후 협대역 필터(160)는 하향 변환기(150)의 출력으로부터 원하는 신호성분, 즉 채널 대역폭 이외의 신호성분이 제거된 신호성분만을 검출하여 복조기(170)에 보낸다.Here, the down-converter 150 which down-processes the high frequency signal coupled by the BPF 130 multiplies the input signal by a local signal (LOCAL) of 46.69 MHz to obtain an intermediate frequency signal (47 MHz at 41 MHz, which is 6 MHz channel width). Signal). Thereafter, the narrowband filter 160 detects only a signal component from which the desired signal component, that is, a signal component other than the channel bandwidth, has been removed from the output of the downconverter 150, is sent to the demodulator 170.
복조기(170)에서는 입력되는 신호가 I'신호 및 Q'신호로 분리된 후 반송파가 제거되고, A/D 변환기(173,174)를 거치면서 각각 14비트의 디지털 신호가 출력된다.In the demodulator 170, after the input signal is separated into the I 'signal and the Q' signal, the carrier is removed, and 14-bit digital signals are output while passing through the A / D converters 173 and 174, respectively.
이 14비트의 디지털 신호(I'/Q')는 채널 대역폭 이외의 신호성분만을 검출한 디지털 신호값으로, 변조기(100)의 제어기(108)에 입력된다.The 14-bit digital signal I '/ Q' is a digital signal value that detects only signal components other than the channel bandwidth and is input to the controller 108 of the modulator 100.
제어기(108)는 다음 도 6의 자동 에러 보상 알고리즘을 실행한다. 즉 송신기의 최종 출력단에서 검출된 디지털 신호값(I'/Q')과 미리 저장해 둔 기준 신호값(I"/Q")이 일치할 때까지 이들 값들을 서로 비교하고, 이후 선형 증폭기(120)에 입력될 신호(I/Q)를 이 비교 결과에 의한 차이값만큼 미리 왜곡시켜 자동 보상이 이루어지도록 한다.The controller 108 then executes the automatic error compensation algorithm of FIG. That is, these values are compared with each other until the digital signal values I '/ Q' detected at the final output terminal of the transmitter and the previously stored reference signal values I "/ Q" match, and then the linear amplifier 120 The signal I / Q to be input to the signal is distorted by the difference value based on the comparison result in advance so that automatic compensation is performed.
상기에서 제어기(108)에 미리 저장된 I"/Q" 신호값과 상기 복조기(170)로부터 입력된 I'/Q' 신호값이 서로 다르다는 것은, 디지털 티브이 송신기가 운용 중에 출력 특성인 IMD 특성이 나빠졌다는 것을 나타낸다.The difference between the I " / Q " signal value previously stored in the controller 108 and the I '/ Q' signal value input from the demodulator 170 is different from the IMD characteristic, which is an output characteristic during the operation of the digital TV transmitter. It is lost.
도 6의 자동 에러 보상 알고리즘에서는 I"/Q" 신호값과 I'/Q' 신호값이 동일하지 않을 경우, 이들 두 값이 같아지도록 14비트의 I/Q 디지털 신호값을 최하위비트(LSB : Least Significant Bit)부터 1비트씩 보상(1비트씩 더하거나뺀다)한다(S4,S5). 즉 I"/Q" 신호값과 I'/Q' 신호값이 동일해질 때까지 n비트 보상된 값을 입력되는 I신호에는 곱하고, 이 곱해진 값을 다시 Q신호에는 더한다.In the automatic error compensation algorithm of FIG. 6, when the I "/ Q" signal value and the I '/ Q' signal value are not the same, the 14-bit I / Q digital signal value is converted to the least significant bit (LSB) so that these two values are the same. Least Significant Bit) is compensated by 1 bit (add or subtract by 1 bit) (S4, S5). That is, the n-bit compensated value is multiplied by the input I signal until the I "/ Q" signal value and the I '/ Q' signal value are equal, and the multiplied value is added to the Q signal again.
이후 이들 두 신호값이 동일해지면, 제어기(108)는 이 때의 보상값을 저장한다(S6).Then, if these two signal values are the same, the controller 108 stores the compensation value at this time (S6).
이후 다시 디지털 티브이 송신기가 동작 중일 때, 저장된 I"/Q" 신호값과 복조기(170)로부터 입력된 I'/Q' 신호값이 서로 다르게 되면, 기존에 이미 비교 동작을 통해 설정 저장되어 있던 보상값 n비트를 기준으로 보상 절차를 수행한다.Then, when the digital TV transmitter is in operation again, if the stored I "/ Q" signal value and the I '/ Q' signal value input from the demodulator 170 are different from each other, compensation that has been previously set and stored through a comparison operation is performed. The compensation procedure is performed based on the value n bits.
이상에서 설명된 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기의 자동 에러 보상 방법 및 그를 위한 장치에 의하면, 디지털 티브이 송신기의 선형 증폭기가 동작 중일 때, 환경 변화나 부품의 열화로 인해 발생되는 비선형 출력 특성을 미리 보상해 주기 때문에 증폭기 원래의 선형 특성으로 신호를 증폭할 수 있다.According to the automatic error compensation method and apparatus for the digital TV transmitter according to the present invention described above, when the linear amplifier of the digital TV transmitter is in operation, non-linear output characteristics caused by environmental changes or component deterioration are compensated in advance. This allows the amplifier to amplify the signal with its original linear characteristics.
또한 본 발명에서는 증폭기의 비선형 특성을 미리 보상해 주기 때문에 송신기 성능 저하가 없으며, 송신기 성능 저하 때문에 발생되는 수신기 성능 저하가 없어서 송신 능력의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, in the present invention, since the nonlinear characteristics of the amplifier are compensated in advance, there is no transmitter performance deterioration, and there is no receiver performance deterioration caused by the transmitter performance deterioration, thereby increasing the reliability of the transmission capability.
특히 선형 증폭기가 동작 중일 때 주변환경의 변화나 내부 구성부품(전력 트랜지스터, 전원소자 등)의 열화로 인한 비선형 특성이 발생되지 않으므로, 선형 증폭기의 출력 특성 즉 SNR이나 IMD 특성 저하가 없다.In particular, when the linear amplifier is in operation, nonlinear characteristics are not generated due to changes in the surrounding environment or deterioration of internal components (power transistors, power devices, etc.), and thus there is no degradation in the output characteristics of the linear amplifier, that is, SNR or IMD characteristics.
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