KR100192451B1 - 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치 - Google Patents

디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

디지탈 오디오 방송(DAB) 수신기에 관한 것으로서, 특히 DAB 신호를 수신하여 전송된 신호의 프레임 동기 신호를 발생하는 단계와, 각 전송모드마다 서로 다른 프레임 동기 신호의 널 심볼의 주기 시간을 소정의 주파수로 카운트하는 단계와, 상기 널 심볼의 주기 시간동안 카운트 값을 기 설정된 각 전송모드의 널 카운터값과 비교하여 해당 전송 모드를 판별하는 단계와, 상기 판별된 전송 모드에 적합한 디코딩 제어신호를 출력하는 단계의 순으로 이루어져, 외부 입력이나 메모리의 전송 모드 정보없이 수신되는 방송에 해당되는 전송모드를 자동으로 조정할 수 있으므로 메모리의 부담이나 사용자의 번거로움을 없애면서 정확한 데이터 비트 스트림의 디코딩이 이루어진다.

Description

디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치
본 발명은 디지탈 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting; DAB) 수신기에 관한 것으로서, 특히 전송되는 프레임 동기신호의 널(Null) 주기를 이용하여 해당 전송모드의 종류를 판별하고 판별된 전송모드에 맞게 주변 IC들을 자동으로 조정해주는 DAB 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 DAB은 1980년대초 유럽에서 검토되기 시작하여 1986년 유레카-147로 채택되었다.
DAB는 기존 라디오 방송의 단점을 극복하고 완전히 새로운 행태의 서비스 제공능력을 갖는 우수한 시스템으로 최근 그 포맷이 확정되었다.
포맷이 확정된 DAB의 규격에 의하면 방송전송시 전송모드(Transmission mode)는 용도 및 환경에 따라 적절히 대응할 수 있도록 모드 I, 모드 II, 모드 III 으로 나누어지며, 전송모드의 확인에 따라 오디오 디코딩이 수행하게 되어 있다.
여기서, 상기 세 모드를 구분하는 기준은 DAB의 전송 방법인 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing)의 캐리어 수와 OFDM 심볼의 주기, 널(Null) 심볼의 주기 등에 의해서 구분된다.
제1도는 종래의 DAB 수신기의 구성블록도로서, 안테나(ANT)를 통해 전송되는 디지탈 오디오 방송이 수신부(튜너)(11)에 입력되면, 수신부(11)에서는 선택한 주파수 대역의 베이스밴드(Baseband) 신호만을 채널 디코딩부(12)의 밴드패스 필터(Band Pass Filter; BPF)(12-1)와 프레임 동기신호 발생부(15)로 출력한다.
상기 채널 디코딩부(12)의 BPF(12-1)에 입력된 신호는 아날로그/디지탈(Analog/Digital; A/D) 컨버터(12-2)를 통하여 디지탈 신호로 변환된 후 I/Q 발생기(12-3)에서 I채널 성분과 Q채널 성분으로 나누어져 FFT(Fast Fourier Transform) 및 차동 복조부(Differential demodulattor)(12-4)에 입력된다.
상기 FFT 및 차동 복조부(12-4)에서는 시간축상의 I채널 신호와 Q채널 신호를 주파수 영역으로 변환한 후 주파수 영역에 실려있는 데이터 스트림을 복구한 후 비터비(Viterbi) 디코더(12-5)와 디지탈 신호 처리부(Digital Signal Processor; DSP)(16)로 출력한다.
상기 비터비 디코더(12-5)에서는 복구된 데이터 스트림을 트렐리스 다이어그램상의 모든 수신가능한 신호와 비교하고 이 결과를 일정 시간동안의 결과와 종합하여 관찰한 후에 가장 수신가능성이 높은 신호를 선택한다.
이렇게 함으로써 수신된 신호가 노이즈에 의해 그 본래의 데이터가 손상이 가더라도 정확히 본래 전송한 데이터를 복구해낼 수 있게 된다.
즉, 에러 정정 등을 통해 원래의 MPEG 1층 2(Moving Picture Experts Group 1 Layer 2)디지탈 오디오 비트 스트림으로 복원한다.
다른 종류의 데이터 비트 스트림은 또다른 비터비 디코더(도시되지 않음)를 이용하여 복원할 수 있다.
한편, 상기 비터비 디코더(12-5)에서 복원된 오디오 비트 스트림은 MPEG 1 디코더(13)에서 원래의 오디오 데이터로 신장되고 D/A 컨버터(14)를 통해 아날로그 신호로 변환된 후 스피커(SP)로 출력된다.
또한, 상기 비터비 디코더(12-5)에서는 전송되는 방송 구성과 프로그램의 종류 등의 정보를 지니고 있는 FIC(Fast Information Channel)내의 FIB(Fast Information Block)를 마이크로 콘트롤러(10)로 출력한다.
한편, 프레임 동기 신호 발생부(15)에서는 수신부(11)에서 출력되는 베이스밴드 신호에서 프레임 동기 신호만을 분리하여 DSP(16)로 출력하고, DSP(16)에서는 FFT 및 차동 복조부(12-4)에서 출력되는 신호와 비교, 신호처리하여 수신부(11)내의 PLL(Phase Locked Loop)(도시되지 않음)을 조정하는 자동 주파수 조정(AFC) 신호를 출력한다.
상기 AFC 신호를 수정 발진기(DCXO)(17)의 발진 주파수를 제어하고, 수정 발진기(17)의 발진 주파수는 수신부(11) 내의 PLL로 출력된다.
한편, 디스플레이 장치(18)에 표시해야할 데이터는 마이크로 콘트롤러(10)에 의해서 조정되며 사용자가 어떤 방송을 선택할 것인지는 사용자에 의해서 외부입력장치(19)로 선택되어진다.
이때, 사용자가 특정한 한 방송을 선택하면 그 방송에 해당하는 전송 모드를 사용자는 외부 입력장치(19)를 통해 선택하고, 마이크로 콘트롤러(10)는 선택된 전송모드를 FFT 및 차동 복조부(12-4)와 비터비 디코더(12-5)에 입력하여 전송 모드에 맞도록 조정해야 한다.
아니면, 수신기 내부의 메모리에 각 방송에 대응되는 전송모드를 저장해 두었다가 사용자가 한 방송을 선택하면 마이크로 콘트롤러(10)는 그 방송에 해당하는 전송 모드를 메모리에서 읽어와 FFT 및 차동 복조부(12-4)와 비터비 디코더(12-5)에 입력하여 전송 모드에 맞도록 조정해야 한다.
그러나, 상기와 같이 사용자가 방송을 선택할 때마다 외부입력 장치에 의해서 해당 전송 모드를 선택한 경우, 사용자에게 번거로움을 주고, 또한 전송모드가 다르게 되면 옳은 신호의 복조와 디코딩이 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 메모리에 미리 전송모드를 기억하고 있는 경우는 방송 사정에 적절히 대처하지 못하며, 메모리의 용량에 제한이 따르는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전송되는 프레임 동기신호의 널 주기를 이용하여 수신되는 DAB 신호의 전송 모드를 판별하고 자동으로 이에 적합한 제어신호를 출력하도록 함으로써, 외부 입력이나 메모리의 전송모드 정보없이 수신되는 방송에 해당되는 전송모드를 자동으로 조정하는 DAB 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송 모드 판별 방법의 특징은 DAB 신호를 수신하여 전송된 신호의 프레임 동기 신호를 발생하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 발생된 프레임 동기 신호의 널 심볼 주기 시간을 소정의 주파수로 카운트하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 널 심볼의 주기 시간동안 카운트한 값을 기 설정된 각 전송모드의 널 카운터 값과 비교하여 해당 전송 모드를 판별하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 판별된 전송 모드에 적합한 디코딩 제어신호를 출력하는 제4단계의 순으로 이루어지는데 있다.
본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송모드 판별장치의 특징은, DAB 신호를 수신하여 전송된 신호의 프레임 동기 신호를 발생하는 프레임 동기 신호 발생부와, 상기 프레임 동기 신호 발생부에서 출력되는 프레임 동기 신호의 널 심볼 주기 시간을 소정의 주파수로 카운트하고 그 카운트값을 출력하는 카운터부와, 상기 카운터부에서 널 심볼의 주기 시간동안 카운트한 값을 입력받아 기 설정된 각 전송모드의 널 카운터 값과 비교하여 해당 전송 모드를 판별하고, 판별된 전송 모드에 적합한 디코딩 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는데 있다.
제1도는 종래의 디지탈 오디오 방송(DAB) 수신기의 구성 블록도.
제2도는 본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송모드 판별장치의 구성 블록도.
제3도는 제2도의 전송모드 판별부의 상세 블록도.
제4도는 제3도의 전송모드 판별부와 마이크로 콘트롤러의 각 부의 동작 파형도.
제5도는 본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송모드 판별방법을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 수신부 12 : 채널 디코딩부
12-1 : 밴드패스필터 12-2 : 아날로그/디지탈 컨버터
12-3 : I/Q 발생기 12-4 : FFT 및 차동 복조부
12-5 : 비터비 디코더 13 : 엠펙 1(MPEG 1) 디코더
14 : 디지탈/아날로그 컨버터 15 : 프레임 동기신호 발생부
16 : 디지탈 신호 처리부 17 : 수정 발진기
18 : 디스플레이 장치 19 : 외부입력 장치
20 : 마이크로 콘트롤러 30 : 전송모드 판별부
31 : 클럭 발생기 32 : 노아 게이트
33 : 카운터 34 : 라인 버퍼
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송모드 판별장치의 구성 블록도이다.
제2도를 보면, 전체 구성은 제1도와 같으며 MPEG 오디오 비트 스트림과 데이터를 복조하고 디코딩하는 방법도 제1도의 종래 기술과 같으므로 설명을 생략하고, 본 발명에 해당하는 마이크로 콘트롤러(20)와 전송 모드 판별부(30)만을 제3도를 참조하여 상세히 설명한다.
즉, 전송모드 판별부(30)는 소정 클럭(예컨대, 102.4㎑)을 발생하는 클럭 발생기(31), 상기 프레임 동기 신호 발생부(15)에서 출력되는 프레임 동기 신호와 클럭 발생기(31)에서 출력되는 클럭(예컨대, 102.4㎑)을 논리 조합하는 노아 게이트(32), 상기 마이크로 콘트롤러(20)로부터 리셋 신호를 입력받아 리셋되고 노아 게이트(32)의 출력에 따라 카운트되어 카운터 데이터를 마이크로 콘트롤러(20)로 출력하는 카운터(33), 및 마이크로 콘트롤러(20)에서 출력되는 전송모드 온/오프 신호에 따라 프레임 동기 신호를 온/오프시켜 마이크로 콘트롤러(20)의 외부 인터럽트 단자를 제어하는 라인 버퍼(34)로 구성된다.
제4도는 제3도의 마이크로 콘트롤러(20)와 전송모드 판별부(30)의 각부 동작 파형도이고, 제5도는 전송모드 판별과정을 나타낸 흐름도이다.
이와같이 구성된 본 발명을 보면, 수신부(11)에서 출력되는 베이스밴드 신호는 프레임 동기 신호 발생부(15)로 출력되고, 프레임 동기 신호 발생부(15)는 입력된 베이스밴드 신호에서 프레임 동기 신호를 발생한다.
상기 프레임 동기 신호는 DAB 신호의 전송 프레임의 맨 첫 부분에 위치한 널 심볼에 의해서 형성된다.
상기 널 심볼은 디코딩시 동기를 맞추기 위한 신호로서 신호가 없는 부분이며, 널 심볼의 시간적 크기는 전송 모드마다 다르다.
이때, 상기 프레임 동기 신호 발생부(15)에서 프레임 동기 신호를 발생시키는 방법으로는 여러 가지가 있을 수 있으나 그중 하나로서 가장 간단한 방법인 엔벨로프 검출(Envelope Detection)방법을 사용할 수 있다.
즉, 널 심볼 주기 시간동안에 전송되는 신호는 0이므로 엔벨로프 검출방법을 사용하게 되면 프레임 동기 신호를 제4a도와 같이 얻을 수 있다.
그리고, 제4a도와 같은 프레임 동기 신호는 전송모드 판별부(30)의 노아 게이트(32)로 입력된다.
상기 노아 게이트(32)는 클럭 발생기(31)에서 발생된 제4b도와 같은 102.4㎑의 클럭과 프레임 동기 신호를 논리 조합한다.
상기 노아 게이트(32)는 두 입력이 모두 로우일 때만 하이 신호를 출력하므로 노아 게이트(32)의 출력은 프레임 동기 신호가 '0'인 경우, 즉 널 심볼 주기 시간동안에만 102.4㎑의 클럭을 제4c도에서와 같이 카운터(33)로 출력한다.
이때, 상기 카운터(33)는 마이크로 콘트롤러(20)에서 제공하는 리셋 신호에 의해 초기화된다(단계 502).
한편, DAB 수신기간 처음 초기화되면 마이크로 콘트롤러(20)에서 출력되는 전송모드 판별 온/오프 신호는 '0'이 되고, 따라서 라인 버퍼(34)도 오프된다.
상기 라인 버퍼(34)가 오프되면 전원전압(Vcc)이 저항(R1)을 통해 마이크로 콘트롤러(20)의 외부 인터럽트 단자로 제공되므로 외부 인터럽트가 디스에이블(Disable)되어 있다(단계 501).
그리고, 상기 마이크로 콘트롤러(20)는 8비트 업 카운터(33)로 제공하는 리셋 신호가 제4f도에서와 같이 '1'에서 '0'로 전환되기 전에 전송모드 판별 온/오프 신호를 제4d도에서와 같이 '1'로 전환하여 외부 인터럽트가 가능하도록 한다.
즉, 전송모드 판별 온/오프 신호가 '1'이 되면 라인 버퍼(34)는 온이 되고, 따라서, 마이크로 콘트롤러(20)의 외부 인터럽트 단자로 프레임 동기 신호가 제공되므로 외부 인터럽트는 가능하게 된다(단계 503).
이때, 카운터(33)의 칩 인에이블 신호는 0으로 접지되어 있으므로 카운터(33)는 항상 인에이블되어 있다.
상기 카운터(33)는 프레임 동기 신호가 '0'인 경우 즉, 널 심볼 주기동안에만 클럭이 입력되므로 결국, 카운터(33)는 널 심볼동안에 입력되는 클럭의 개수를 세는 결과가 된다.
이때, 전송모드가 I인 경우 널 심볼의 주기 시간은 약 1.297msec이며 이 값은 2656개의 2.048㎒ 클럭 주기 시간(2656×T(T=1/2.048㎒))과 같다.
그러므로, 전송 모드 I의 경우 널 심볼의 시간 주기동안 카운터(33)에서 카운팅되는 102.4㎑의 클럭 개수는 132개가 된다.
이와같은 방법으로 전송모드 II는 널 심볼의 주기 시간이 664T(=324usec)이므로 카운터(33)의 출력값은 33개가 되며, 전송모드 III는 널 심볼의 주기 시간이 345T(=168usec)이므로 카운터(33)의 출력값이 17개가 된다.
이와같이 각 전송모드마다 서로 다른 널 심볼의 주기 시간 TNull을 이용하여 수신되는 신호의 전송 모드를 판별할 수 있는 것이다.
이때, 제4a도 내지 제4c도에서 보는 바와 같이 프레임 동기 신호가 '0'인 동안 카운터(33)는 카운팅을 한 후 프레임 동기 신호가 '0'에서 '1'로 전환되는 순간 마이크로 콘트롤러(20)에 제4e도에서와 같이 외부 인터럽트가 액티브된다(단계 504).
이 순간부터 프레임 동기 신호는 '1'이므로 노아 게이트(32)의 출력은 클럭 발생기(31)의 출력에 상관없이 항상 '0'이고, 따라서 카운터(33)에는 더 이상 클럭이 인가되지 않고, 카운터(33)의 출력값은 일정한 값으로 유지된다.
상기 단계 504에서 상기 마이크로 콘트롤러(20)에 외부 인터럽트가 인가되었다고 판별되면 마이크로 콘트롤러(20)의 인터럽트 처리 루틴에서는 카운터(33)의 출력값을 포트 A로 읽어들여 현재 수신되고 있는 신호가 어떤 전송 모드의 신호인지를 판단하게 된다(단계 505).
포트 A에 읽어들인 값인 카운터(33)의 출력값이 127보다 크고 137보다 작으면, 즉 132에 근사한 값이면 전송 모드 I로 판별하고(단계 506), 주변 IC 예컨대 FFT 및 차동 복조부(12-4), 비터비 디코더(12-5)를 전송모드 I로 전환시킨다(단계 507).
여기서, 카운터(33)의 출력값을 132으로 고정하여 비교하지 않는 것은 에러 등을 고려하여 여유를 두는 것이다.
상기 단계 506에서 전송 모드 I이 아니라고 판별되면 카운터(33)의 출력값이 28보다 크고 38보다 작은지를 비교한다(단계 509).
상기 단계 509에서 포트 A로 읽어들인 카운터(33)의 출력값이 33에 근사한 값이라고 판별되면 전송모드 II로 판별하고 주변 IC 예컨대, FFT 및 차동 복조부(12-4), 비터비 디코더(12-5)를 전송모드 II로 전환시킨다(단계 510).
상기 단계 509에서 전송모드 II가 아니라고 판별되면 카운터(33)의 출력값이 12보다 크고 22보다 작은지를 비교한다(단계 511).
상기 단계 511에서 포트 A로 읽어들인 카운터(33)의 출력값이 17에 근사한 값이라고 판별되면 전송모드 III로 판별하고 주변 IC 예컨대, FFT 및 차동 복조부(12-4), 비터비 디코더(12-5)를 전송모드 III로 전환시킨다(단계 512).
상기 단계 506 내지 단계 512에서 현재 수신되는 신호가 어떤 전송 모드인가의 판별이 끝나고 주변 IC의 조정이 이루어지면, 상기 마이크로 콘트롤러(20)는 전송모드 판별 온/오프 신호를 '0'으로 하여 라인 버퍼(34)로 출력하여 라인 버퍼(34)를 오프시킨다(단계 508).
따라서, 마이크로 콘트롤러(20)의 외부 인터럽트 단자는 이후부터 항상 '1'로 되어 더 이상 인터럽트가 걸리지 않는다.
제4c도에서 Tproc는 마이크로 콘트롤러(20)의 인터럽트 처리시간을 나타낸다.
이와같이 각 전송모드마다 서로 다른 널 심볼의 주기 시간을 카운트하여 전송모드를 판별하고 주변 IC를 판별된 전송모드로 조정해줌으로서, 사용자가 전송모드를 입력시킬 필요가 없게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 DAB 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치에 의하면, 각 전송모드마다 서로 다른 널 심볼의 주기 시간을 카운트하여 수신되는 DAB 신호의 전송 모드를 자동으로 판별하고 주변 IC를 판별된 전송모드로 조정해줌으로서, 외부 입력이나 메모리의 전송모드 정보없이 수신되는 방송에 해당되는 전송모드를 자동으로 조정할 수 있으므로 메모리의 부담이나 사용자의 번거로움을 없애면서 정확한 데이터 비트 스트림의 디코딩이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 디지탈 오디오 방송 신호를 수신하여 전송된 신호의 프레임 동기 신호를 발생하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 발생된 프레임 동기 신호의 널 심볼 주기 시간을 소정의 주파수로 카운트하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 널 심볼의 주기 시간동안 카운트한 값을 기 설정된 각 전송모드의 널 카운터 값과 비교하여 해당 전송 모드를 판별하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 판별된 전송 모드에 적합한 디코딩 제어신호를 출력하는 제4단계의 순으로 이루어짐을 특징으로 하는 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 상기 널 심볼 구간의 카운트가 끝나면 외부 인터럽트가 걸려 인터럽트 처리 루틴에서 전송 모드를 판별함을 특징으로 하는 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별방법.
  3. 디지탈 오디오 방송 신호를 수신하여 전송된 신호의 프레임 동기 신호를 발생하는 프레임 동기 신호 발생부와; 상기 프레임 동기 신호 발생부에서 출력되는 프레임 동기 신호의 널 심볼 주기 시간을 소정의 주파수로 카운트하고 그 카운트 값을 출력하는 카운터부와; 상기 카운터부에서 널 심볼의 주기 시간동안 카운트한 값을 입력받아 기 설정된 각 전송모드의 널 카운터 값과 비교하여 해당 전송 모드를 판별하고, 판별된 전송 모드에 적합한 디코딩 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 카운터부는 소정 주파수의 클럭을 발생하는 클럭 발생기와, 상기 프레임 동기신호와 상기 클럭 발생기에서 출력되는 소정 주파수의 클럭을 논리 조합하는 논리 게이트와, 상기 제어부에 의해 리셋되어 상기 논리 게이트의 출력을 카운트하는 카운터로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 논리 게이트는 상기 널 심볼의 주기 시간동안에만 상기 클럭 발생기에서 발생된 소정 주파수의 클럭을 출력하도록 설계됨을 특징으로 하는 디지탈 오디오 방송 수신기에서의 전송모드 판별장치.
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