(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
残留側波帯（ＶＳＢ）テレビジョン信号に含まれたサンプルデータのタイミング回復を行って、各サンプルデータに対する補間データをタイミング回復データとして出力するシンボルタイミング回復装置であって、
前記各サンプルデータにフィルタリングを施して、該各サンプルデータに対する正／負のバンドエッジフィルタ成分を出力するフィルタリング手段と、
前記負のバンドエッジフィルタ成分を処理して共役複素数成分を求め、該共役複素数成分を前記正のバンドエッジフィルタ成分と乗じて、実・虚数成分を有する積成分を発生し、該積成分から前記各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を取り出す負のバンドエッジフィルタ成分処理手段と、
前記シンボルタイミング情報に基づいて、前記各サンプルデータを補正して前記補間データを発生する補正手段とを含み、
前記処理手段が、
前記積成分における前記実数成分に対してリミッティング（制限）を施して、制限実数成分を発生する制限手段と、
前記制限実数成分と前記積成分における前記虚数成分とを乗じて、前記シンボルタイミング情報を求める乗算手段とを備え、
前記補正手段が、
前記シンボルタイミング情報に基づいて、前記各サンプルデータの位相誤差値を計算する位相誤差値計算手段と、
前記計算された位相誤差値から、前記各サンプルデータと１つまたは複数の前サンプルデータとの間の組合せによる位相誤差値の組に対する平均位相誤差値を求める平均位相誤差値計算手段と、
前記平均位相誤差値に所定の値を加算して位相補正値を求め、該位相補正値のシンボルレートと所定のシンボルレートとを比較して、該比較結果信号を発生する加算・比較手段と、
前記位相補正値及び前記比較結果信号に基づいて、前記各サンプルデータを一組の所定の補間データのうちの何れかで置き換えることによって、前記各サンプルデータを補正する置換手段とを備えることを特徴とするシンボルタイミング回復装置。
【請求項２】
前記補正手段が、前記置き換えられた所定の補間データのパルスを整形するパルス整形手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシンボルタイミング回復装置。
【請求項３】
前記パルス整形手段が、整合フィルタ（ｍａｔｃｈｅｄ  ｆｉｌｔｅｒ）であることを特徴とする請求項２に記載のシンボルタイミング回復装置。
【請求項４】
前記加算・比較手段が、数値制御発振器（ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）であることを特徴とする請求項１に記載のシンボルタイミング回復装置。
【請求項５】
残留側波帯（ＶＳＢ）テレビジョン信号に含まれたサンプルデータのタイミング回復を行って、各サンプルデータに対する補間データをタイミング回復データとして出力するシンボルタイミング回復方法であって、
前記各サンプルデータにフィルタリングを施して、該各サンプルデータに対する正／負のバンドエッジフィルタ成分を出力する第ａ過程と、
前記負のバンドエッジフィルタ成分を処理して共役複素数成分を求め、該共役複素数成分を前記正のバンドエッジフィルタ成分と乗じて、実・虚数成分を有する積成分を発生し、該積成分から前記各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を取り出す第ｂ過程と、
前記シンボルタイミング情報を用いて、前記各サンプルデータの位相誤差値を計算する第ｃ過程と、
前記計算された位相誤差値から、前記各サンプルデータと１つまたは複数の前サンプルデータとの間の組合せによる位相誤差値の組に対する平均位相誤差値を求める第ｄ過程と、
前記平均位相誤差値に所定の値を加算して位相補正値を求め、該位相補正値のシンボルレートと所定のシンボルレートとを比較して、該比較結果信号を発生する第ｅ過程と、
前記位相補正値及び前記比較結果信号に基づいて、前記各サンプルデータを一組の所定の補間データのうちの何れかで置き換えることによって、前記各サンプルデータを補正する第ｆ過程とを含むことを特徴とするシンボルタイミング回復方法。
【請求項６】
前記第ｆ過程が、前記置き換えられた所定の補間データのパルスを整形する第ｈ１過程を備えることを特徴とする請求項５に記載のシンボルタイミング回復方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、残留側波帯（ＶＳＢ）復調システムに関し、特に、送信系から伝送されたＶＳＢテレビジョン信号のシンボルタイミングを回復させるシンボルタイミング回復装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、アドバンスト・テレビジョン（ＡＴＶ）システムは、ＶＳＢ変調技法を用いる送信器から伝送されたＶＳＢテレビジョン信号を復調するための残留側波帯（ＶＳＢ）復調器を備える。
【０００３】
このＶＳＢ復調器は、基本的に、チューナー、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器及び自動利得制御器（ＡＧＣ）を有するチューナーモジュールと、ＶＳＢキャリアー回復回路と、ＶＳＢタイミング回復回路とより構成される。詳述すると、複数のシンボルデータを有するＶＳＢテレビジョン信号はアンテナを経てチューナーにより受信され、ユーザによって選択されたチャネルに対応するＶＳＢ信号を選択的に受け取る。その後、チューナーにより同調されたＶＳＢ信号は、Ａ／Ｄ変換器にて所定のサンプリングレートでディジタル変換された後、ＡＧＣに供給される。
【０００４】
ＡＧＣでは、ディジタルＶＳＢ信号の利得が所定のレベルに調整され、その調整されたディジタルＶＳＢ信号はＶＳＢキャリア回復回路に供給される。このＶＳＢキャリア回復回路は、調整済みのディジタルＶＳＢ信号に対してキャリア回復処理を行う。詳述すると、まず帯域通過フィルタが、調整済みのディジタルＶＳＢ信号からパイロット信号を取出し、その後、フェイズロックループ（ＰＬＬ）回路に供給して回復されたキャリア信号を求める。この回復されたキャリア信号は次のプロセッサ（例えば、等化器）に供給されて処理される。
【０００５】
一方、ＶＳＢタイミング回復回路はＶＳＢテレビジョン信号を受け取ると共に、シンボルデータ単位で、該ＶＳＢテレビジョン信号に対してタイミング回復処理を施してＡ／Ｄ変換器のサンプリングレートを制御する。このようなサンプリングレートの制御によって、ＶＳＢテレビジョン信号のシンボルレートを送信器のクロックレートに同期することができる。
【０００６】
ＶＳＢタイミング回復回路が組込まれている従来のＶＳＢ復調器のうちの１つが米国特許第５，６７３，２９３号に開示されている。このＶＳＢタイミング回復回路は、電圧制御発振器（ＶＣＸＯ）と、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器と、同期（ＳＹＮＣ）検出器／位置入力器、弁別器、スイッチ及びＰＬＬ回路よりなるＶＳＢタイミング回復モジュールとから構成されている。詳述すると、ＳＹＮＣ検出器／位置入力器は実通過帯域ＶＳＢ信号を受取ると共に、その受取信号からタイミングＳＹＮＣ信号を取り出す。その後、受取った実通過帯域ＶＳＢ信号からタイミングＳＹＮＣ信号が検出された場合、ＳＹＮＣ検出器／位置入力器はスイッチ制御信号をスイッチに供給して、該スイッチを閉状態にする。このスイッチはＳＹＮＣ検出器／位置入力器から入力されたスイッチ制御信号に応じて、弁別器からの出力をＰＬＬ回路に切換えて、ＰＬＬ回路としてＶＳＢシンボルタイミング信号を取出すようにする。その後、ＶＳＢシンボルタイミング信号は、ＶＳＢテレビジョン信号をディジタル化するのに用いられるＤ／Ａ変換器及びＶＣＸＯを通じてＡ／Ｄ変換器に供給される。
【０００７】
しかし、従来のＶＳＢタイミング回復回路においては、ＶＳＢテレビジョン信号に含まれた各サンプルデータに対するタイミング回復処理が、タイミング同期信号が検出された場合だけに限り行われるため、ＶＳＢテレビジョン信号の全体シンボルタイミング回復に要する処理時間が相当に長くなるという不都合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、伝送されたＶＳＢテレビジョン信号に対するタイミング回復処理を効率的に行い得るシンボルタイミング回復装置及びその方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、残留側波帯（ＶＳＢ）テレビジョン信号に含まれたサンプルデータのタイミング回復を行って、各サンプルデータに対する補間データをタイミング回復データとして出力するシンボルタイミング回復装置であって、
前記各サンプルデータにフィルタリングを施して、該各サンプルデータに対する正／負のバンドエッジフィルタ成分を出力するフィルタリング手段と、
前記負のバンドエッジフィルタ成分を処理して共役複素数成分を求め、該共役複素数成分を前記正のバンドエッジフィルタ成分と乗じて、実・虚数成分を有する積成分を発生し、該積成分から前記各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を取り出す負のバンドエッジフィルタ成分処理手段と、
前記シンボルタイミング情報に基づいて、前記各サンプルデータを補正して前記補間データを発生する補正手段とを含むことを特徴とするシンボルタイミング回復装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の実施例によれば、残留側波帯（ＶＳＢ）テレビジョン信号に含まれたサンプルデータのタイミング回復を行って、各サンプルデータに対する補間データをタイミング回復データとして出力するシンボルタイミング回復方法であって、
前記各サンプルデータにフィルタリングを施して、該各サンプルデータに対する正／負のバンドエッジフィルタ成分を出力する第ａ過程と、
前記負のバンドエッジフィルタ成分を処理して共役複素数成分を求め、該共役複素数成分を前記正のバンドエッジフィルタ成分と乗じて、実・虚数成分を有する積成分を発生し、該積成分から前記各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を取り出す第ｂ過程と、
前記シンボルタイミング情報を用いて、前記各サンプルデータの位相誤差値を計算する第ｃ過程と、
前記計算された位相誤差値から、前記各サンプルデータと１つまたは複数の前サンプルデータとの間の組合せによる位相誤差値の組に対する平均位相誤差値を求める第ｄ過程と、
前記平均位相誤差値に所定の値を加算して位相補正値を求め、該位相補正値のシンボルレートと所定のシンボルレートとを比較して、該比較結果信号を発生する第ｅ過程と、
前記位相補正値及び前記比較結果信号に基づいて、前記各サンプルデータを一組の所定の補間データのうちの何れかで置き換えることによって、前記各サンプルデータを補正する第ｆ過程とを含むことを特徴とするシンボルタイミング回復方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１２】
図１は、本発明によるＶＳＢ復調器（図示せず）用シンボルタイミング回復装置１００の概略的なブロック図である。このシンボルタイミング回復装置１００は、補間フィルタ１２０、整合フィルタ１４０、バンドエッジフィルタ１６０、位相検出器１８０、ループフィルタ２００及びタイミング数値制御発振器（ＴＮＣＯ）２２０より構成される。
【００１３】
最初、ＡＧＣ（図示せず）からのベースバンドサンプルＶＳＢテレビジョン信号の各サンプルデータは、補間フィルタ１２０に入力される。この補間フィルタ１２０はＴＮＣＯ２２０から供給される位相補正値及び制御信号に基づいて、受け取った各サンプルデータを補間データで置き換える。ここで、各サンプルデータは送信器側におけるクロックに同期されないデータとして、ベースバンド上における実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑを有する。
【００１４】
ベースバンドにおいて各サンプルデータを得るためには、まず、前段のプロセッサ（図示せず）で中間周波数帯域において、伝送されたＶＳＢテレビジョンは所定のサンプリングレートでサンプリングされて１シンボル当り２個のシンボルデータを発生する。その後、サンプリング処理の終了後、２個のサンプルデータ各々が複素復調（ｃｏｍｐｌｅｘ−ｄｅｍｏｄｕｌａｔｅ）されて、ベースバンド上において実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑを有する各サンプルデータを得ることになる。位相補正値及び制御信号に対する詳細は、図１及び図２を参照して後述する。
【００１５】
通常の帯域通過フィルタのうちの何れか１つであるバンドエッジフィルタ１６０は、補間フィルタ１２０から供給された各サンプルデータをフィルタリングして、高域成分の正／負のバンドエッジフィルタ成分のみを取出して位相検出器１８０に供給する。これらの正／負のバンドエッジフィルタ成分は実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑを有する。
【００１６】
位相検出器１８０は、バンドエッジフィルタ１６０から受け取った正／負のバンドエッジフィルタ成分に基づいて、各サンプルデータの位相誤差値を求める。
【００１７】
図２は、図１中の位相検出器１８０の詳細なブロック図であって、第１及び第２ヒルベルトフィルタ１８２、１８４、複素数乗算器１８６及び位相誤差検出器１８８を備える。位相検出器１８０への入力（即ち、正／負のバンドエッジフィルタ成分）は、シンボルタイミング情報でない。従って、位相検出器１８０は最初、各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を求めた後、該シンボルタイミング情報に基づいて各サンプルデータの位相誤差値を計算する。本発明の好適実施例においては、後述するように、シンボルタイミング情報は、ベースバンドにおけるＶＳＢテレビジョン信号の帯域幅が、送信器におけるＶＳＢテレビジョン信号のシンボルレートと等しいという特性を考慮して得られる。
【００１８】
詳述すると、第１及び第２ヒルベルトフィルタ１８２、１８４は、本技術分野において周知である複数の遅延レジスタ、複数の乗算器、複数の減算器、及び加算器（図示せず）を適宜組合せることによって具現され得る。第１ヒルベルトフィルタ１８２は、図１中のバンドエッジフィルタ１６０から正／負のバンドエッジフィルタ成分を受け取って、正のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑのみを検出して複素数乗算器１８６に供給する。この場合、正のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑは、正／負のバンドエッジフィルタ成分と、第１ヒルベルトフィルタ１８２に組み込まれた回路デバイスの出力値に基づいて予め決定された伝達関数とを乗ずることによって検出され得る。
【００１９】
一方、第２ヒルベルトフィルタ１８４は、図１中のバンドエッジフィルタ１６０から正／負のバンドエッジフィルタ成分を受け取って、負のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑのみを検出して複素数乗算器１８６に供給する。同様に、これらの実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑも、正／負のバンドエッジフィルタ成分と、第２ヒルベルトフィルタ１８４に組み込まれた回路デバイスの出力値に基づいて予め決定される伝達関数とを乗ずることによって検出され得る。
【００２０】
複素数乗算器１８６は共役複素数変換器１８６ａ及び乗算器１８６ｂより構成され、正／負のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑから各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報を取出す。
【００２１】
詳述すると、共役複素数変換器１８６ａはまず、負のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑに対して共役複素数変換処理を行う。この共役複素数変換処理の完了の後、乗算器１８６ｂは変換された共役複素数成分と、第１ヒルベルトフィルタ１８２から供給された正のバンドエッジフィルタ成分の実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑとを各々乗ずる。その後、乗算器１８６ｂは新たな実数成分Ｉ及び虚数成分Ｑを有する積データを、各サンプルデータに対するシンボルタイミング情報として位相誤差検出器１８８に供給する。
【００２２】
上記から分かるように、シンボルタイミング情報は２つのヒルベルトフィルタ１８２、１８４と複素数乗算器１８６とのようなデバイスによって求められ、これらのデバイスは、ベースバンドにおけるＶＳＢテレビジョン信号の帯域幅が送信器におけるＶＳＢテレビジョン信号のシンボルレートと等しいという特性を考慮して具現される。
【００２３】
この位相誤差検出器１８８はリミッタ１８８ａ及び乗算器１８８ｂから構成され、シンボルタイミング情報に基づいて各サンプルデータの位相誤差値を計算する。詳述すると、リミッタ１８８ａは、シンボルタイミング情報における実数成分Ｉのみをリミッティング（制限）して、その制限実数成分Ｉを乗算器１８８ｂに供給する。例えば、実数成分Ｉが正である場合は、正成分＋１が制限実数成分Ｉとして供給され、そうでない場合には、負成分−１が制限実数成分Ｉとして供給される。
【００２４】
その後、乗算器１８８ｂは、リミッタ１８８ａから入力された制限実数成分Ｉとシンボルタイミング情報における虚数成分Ｑとを乗じて、該乗算結果を各サンプルデータに対する位相誤差値として図１中のループフィルタ２００に供給する。この場合、位相誤差値は各サンプルデータの最適サンプリング点にてゼロ値を有し得、該位相誤差値が非常に大きい場合、所定の区間にてより大きい誤差値を有する曲線で表現され得るという特性を有する。
【００２５】
図１を再び参照すると、ループフィルタ２００は位相検出器１８０内の乗算器１８８ｂから受け取った位相誤差値から、各サンプルデータと１つまたは複数の前サンプルデータとの間の組合せによる位相誤差値の組に対する平均位相誤差値を計算して格納する。言い換えれば、この平均位相誤差値は通常のループフィルタリング技法を用いて、位相誤差値の組に１組の所定の重み付き値を適宜割り当てることによって得ることができる。例えば、より速いタイミング回復のためには、１組の所定の重み付き値の中から比較的大きい重み付き値を最近求めた位相誤差値に割当てられるように設計する。
【００２６】
その後、ループフィルタ２００は計算した平均位相誤差値をＴＮＣＯ２２０に供給する。このＴＮＣＯ２２０は受け取った平均位相誤差値に基づいて、位相補正値及び制御信号を求めて補間フィルタ１２０に供給する。ここで、制御信号は各サンプルデータのシンボルレートが所定のシンボルレートと同じであるか否かを指し、平均位相誤差値に所定の値を加算し、該加算値を用いて、各サンプルデータのシンボルレートが所定のシンボルレートと同じであるか否かをチェックし、該チェック結果に基づいて生成される。
【００２７】
また、位相補正値は、伝送された各サンプルデータのシンボルレートを送信器におけるクロックのレートと同一にするために、平均位相誤差値に所定の値を加算することによって求められる。
【００２８】
補間フィルタ１２０はＶＳＢシンボルタイミング回復のために通常の補間技法を用い、位相補正値及び制御信号を考慮して、ベースバンドのＶＳＢテレビジョン信号の各サンプルデータを１組の所定の補間データのうちの何れかで置き換える。詳述すると、補間フィルタ１２０は最初、ＴＮＣＯ２２０からの位相補正値に応じて、各サンプルデータを１組の所定の補間データのうちの何れかで置き換え、その後、制御信号に応じて置き換えられた所定の補間データをさらに補正する。
【００２９】
例えば、補間フィルタ１２０は、受け取った制御信号が各サンプルデータのシンボルレートが所定のシンボルレートと同じでないことを表す時、置き換えられた所定の補間データを両シンボルレートの間の差分に対応する部分を除去することによって補正する。さらに、補間フィルタ１２０は両シンボルレートの間の差分に対応する基準クロックの一部分を除去することによって、後続するシンボルデータのタイミング回復を行う。一方、補間フィルタ１２０は制御信号が各サンプルデータのシンボルレートが所定のシンボルレートと同一であることを表す時は、所定の補間データに対して何れの追加補正処理も行わない。
【００３０】
その後、補間フィルタ１２０からの出力、即ち、所定の補間データまたは追加補正データは通常の整合フィルタリング方法を用いる整合フィルタ１４０に供給され、さらにフィルタリングされる。即ち、整合フィルタ１４０は、補間フィルタ１２０から受け取った補正データに対してパルス整形を行って、信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を最大化する。その後、整合フィルタ１４０からの出力は、次のプロセッサ（例えば、等化器及びＶＳＢキャリアー回復部）に供給される。
【００３１】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３２】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、タイミング同期信号の検出の有無に関わらず、各サンプルデータに対してタイミング回復を行うために、従来の技術に比べてより短時間でタイミング回復を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシンボルタイミング回復装置の概略的なブロック図である。
【図２】図１中の位相検出器の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１００  シンボルタイミング回復装置
１２０  補間フィルタ
１４０  整合フィルタ
１６０  バンドエッジフィルタ
１８０  位相検出器
１８２，１８４  ヒルベルトフィルタ
１８６  複素数フィルタ
１８６ａ  共役複素数変換器
１８６ｂ  乗算器
１８８  位相誤差検出器
１８８ａ  リミッタ
１８８ｂ  乗算器
２００  ループフィルタ
２２０  タイミング数値制御発振器
【図１】
0004224152.tif 000002
【図２】
0004224152.tif 000003