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DTV시스템에서 평균 파워 조절기와 추정 옵셋 변화율에 따른 대역폭 조절 필터를 이용한 동기 성능 최적화
남완주,이성준,손성환,김재명 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.44 No.5
DTV수신기에서 송신신호를 완벽하게 복원하기 위해서는 채널의 영향으로 인해 파일롯의 위치가 바뀌고 위상이 틀어지는 것을 보상해주는 반송파 주파수 동기와 샘플링 클락 주파수와의 위상오차로 인해 발생하는 샘플링 타이밍 오차를 보상하는 심볼 타이밍 동기가 모두 획득되어야 한다. 심볼 타이밍 동기부는 일반적으로 다중레벨을 가지는 신호에 사용되는 가드너(Gardner)방법을 사용한다. 가드너 방법은 매 심볼마다 타이밍 에러성분을 추출하므로 다중경로 채널에서 타이밍동기를 추적하면서 유지하는데 유리한 방식이다. 본 논문에서는 가드너 방법에서 에러를 검출하기 위해 사용되는 가드너 타이밍 에러 검출기(Timing Error Detector)가 수신파워레벨이 기준 파워레벨에서 크게 벗어날 경우 동기를 획득할 수 없는 문제점을 해결 하기 위해 1단계로 가드너 타이밍 에러 검출기 블록 앞에 수신파워레벨을 계산하여 보정하는 블록을 추가하여 수신파워레벨을 보정한다. 2단계로 반송파 주파수동기와 심볼타이밍동기에 사용되는 PLL(Phase Locked Loop)회로의 빠른 동기 획득과 동기 획득 후 지터량을 줄이기 위하여 루프필터의 출력 값의 평균을 이용하여 옵셋량을 추정하여 추정된 옵셋의 변화율에 따라 단계적 대역폭을 가지는 적응적인 루프필터를 반송파 주파수 동기 회로와 심볼 타이밍동기 회로에 적용함으로써 최적의 동기성능을 얻는다. To recover transmitted signal perfectly at DTV receiver, we have to acquire carrier frequency synchronization to compensate pilot signal which located in wrong position and rotated phase. Also, we need a symbol timing synchronization to compensate sampling timing error. Conventionally, to synchronize symbol timing, we use Gardner’s scheme which used in multi-level signal. Gardner’s scheme is well known for its sampling the timing error signal from every symbol and it makes easy to detect and keep timing sync in multi-path channel. In this paper, to discuss the problem when the received power level is out of range and we cannot get synchronization information. With this problem, we use 2 step procedures. First, we put a received signal power compensation block before Garder’s timing error detector. Second, adaptive loop filter to get a fast synchronization information and averaging loop filter’s output value to reduce the amount of jitter after synchronization in PLL(Phased Locked Loop) circuit which is used to get a carrier frequency synchronization and symbol timing synchronization. Using the averaging value, we can estimate offset. Based on offset changing ratio, we can adapt adaptive loop filter to carrier frequency and symbol timing synchronization circuit.
ATSC DTV 시스템에서 수신 파워 레벨 보상을 이용한 타이밍 동기 기법
남완주(Nam Wan-Ju),이성준(Lee Sung-Jun),김재명(Kim Jea-Moung) 한국방송·미디어공학회 2006 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2006 No.-
ATSC DTV시스템에서는 심볼타이밍 동기를 위해서 ATSC규격에 소개되어있는 77.3 ㎍ 마다 반복적으로 삽입되어있는 세그먼트 싱크를 이용하는 세그먼트 동기 방법 또는 QAM과 같은 다중레벨을 가지는 신호에 일반적으로 사용되는 가드너(Gardner)방법을 사용한다. 이중 가드너 방법은 매심볼마다 타이밍 에러성분을 추출하므로 다중경로 채널에서 타이밍동기를 추적하면서 유지하는데 유리한 방식이어서 일반적으로 사용한다. 가드너 방법을 이용하는 ATSC DTV시스템에서 가드너 방법에 에러를 검출하기 위해 사용되는 가드너 타이밍 에러 검출기(Timing Error Detector)는 수신단의 파워레벨이 기준 파워레 벨에서 크게 벗어날 경우 에러를 검출 할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결 하기 위해 가드너 타이밍 에러 검출기 블록 앞에 송신파워 레벨과 수신파워 레벨의 비를 이용하여 정상적인 수신 파워 레벨로 수신할 수 있도록 보정하는 블록을 추가하여 전체적인 동기성능을 향상시키는 알고리즘을 제안한다.
적응적 루프필터의 지터 변화율을 이용한 ATSC DTV 시스템의 심볼 타이밍 동기 성능 개선
남완주(Nam Wan-Ju),이주형(Lee Joo-Hyung),김재명(Kim Jae-Moung),김승원(Kim Seung-Won) 한국방송·미디어공학회 2005 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2005 No.-
ATSC 지상파 DTV 시스템에서 심볼 타이밍 동기 성능 개선을 위한 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 심볼 타이밍 동기를 위해 사용되는 가드너 방법은 다중 경로 페이딩 환경에서 성능이 좋지만 지터에 의해 성능 열화가 발생한다. 지터량는 루프 필터 대역폭이 작을수록 작아지지만, 수렴속도는 느려지게 된다. 수렴속도는 빠르면서 수렴 후 지터량를 감소시키기 위해 일정시간마다 루프필터의 출력 값을 평균하고 이 평균값을 이용하여 옵셋량을 추정한 후 추정된 옵셋의 변화율에 따라 루프 필터의 대역폭을 줄여 지터의 크기를 줄이는 알고리즘을 제안한다.
스펙트럼 상관관계를 이용한 ATSC 지상파 DTV의 고속 주파수 동기 방법
이주형,송현근,남완주,김재명,김승원,Lee Joo-Hyung,Song Hyun-Keun,Nam Wan-Ju,Kim Jae-Moung,Kim Seung-Won 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.9a
본 논문에서는 ATSC 지상파 DTV 시스템에서 스펙트럼 상관관계를 이용한 주파수 동기 방법을 제안한다. 파일럿 신호를 이용하는 기존 알고리즘은 다중경로와 이동수신 환경에 의해 파일럿 주변의 스펙트럼 왜곡이 심하면 주파수 옵셋 추정 오류가 발생한다. 제안하는 알고리즘은 파일럿을 사용하지 않고 기준 스펙트럼과 수신된 스펙트럼 사이의 상관관계를 이용하여 주파수 동기를 획득하기 때문에 기존의 동기 방식에 비해 빠르고 정확하게 주파수 동기를 획득할 수 있다. 또한 파일럿을 사용하지 않는 새로운 ATSC 주파수 동기 방식을 제시한다. This paper proposes the method of frequency synchronization using the spectrum correlation in ATSC terrestrial DTV system. If the spectrum around pilot is severely distorted by multipath or mobile reception environment, the conventional algorithm using the pilot signal makes the estimation error of the frequency offset. Because the proposed algorithm acquires frequency synchronization using the correlation between the received specalm and the standard spectrum without the use of pilot, the proposed method can acquire frequency synchronization faster and more accurate than conventional algorithm. And this paper proposes new method for ATSC frequency synchronization without the use of pilot.