KR100228492B1 - 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버와 인터리빙 및 디인터리빙방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

미국향 지상방송 HDTV 규격인 GA(Grand Alliance)-VSB에서 필드싱크를 고려한 콘볼루셔널 인터리빙 및 디인터리빙하는 기술이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

미국향 지상방송 HDTV의 규격에 맞는 송수신기에 적용하기 위한 콘볼루셔널 인터리빙 및 디인터리빙하도록 한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

소정 기록 인에이블신호와 어드레스를 받아 데이터를 저장하는 메모리와, 필드동기신호와 세그먼트 동기신호를 입력하여 기록 및 독출을 위한 어드레스와 기록 인에이블신호(we)를 발생함에 의해 인터리버 및 디인터리버 기능을 수행하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터 발생된 기록 인에이블신호(we)에 동기되어 데이터를 입력하거나 출력하는 한 쌍의 3상태버퍼로 구성하여 인터리빙과 디인터링빙을 할 수 있다.

라. 발명의 중요한 용도

미국향 지상방송 HDTV 규격인 GA-VSB시스템에 적용한다.

Description

고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버와 인터리빙 및 디인터리빙방법

본 발명은 고선명 텔레비젼의 콘볼루셔널 인터피버 및 디인터리버와 그 방법에 관한 것으로, 특히 필드싱크를 고려한 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미국향 지상방송 HDTV 규격인 GA(Grand Alliance)-VSB에서는 영상데이타를 전송하거나 수신하기 위해서 콘볼루셔널 인터리버(Convolutional Interleaver) 디인터리버(Deinterleaver)의 구조를 사용한다.

도 1은 GA-VSBHDTV의 전송포맷도이다.

4심볼은 1바이트에 해당하고, 한 프레임은 626세그먼트(Segment)로 구성되어 있으며, 313세그먼트를 한 필드(field)라하고 313세그먼트의 첫 세그먼트를 필드동기(field Sync)신호라 한다. 각 세그먼트는 832심볼 즉, 208바이트이고 세그먼트의 첫 번째 4심볼(1바이트)는 세그먼트 동기신호라 한다. 세그먼트 동기신호는 필드 동기신호와 함께 시스템의 동기를 맞추는데 사용되므로 인터리빙이 되지 않는다.

도 2a 및 도 2b는 GA-VSB시스템에서 사용되는 콘볼루셔널 인터리버와 디인터리버의 블럭 구성도가 도시되어 있다.

인터리빙 뎁쓰(Interleaving depth)는 52이며, 최대 스팬(Span)은 204바이트이다. R-S엔코더로부터 엔코딩되어 출력된 영상데이타는 도 2a의 인터리버로 입력되는데, 이때 52개의 각 경로로 순차적으로 입력되며, 각 경로의 지연소자의 수가 다르기 때문에 출력되는 신호는 일정룰(Rule)에 의하여 섞인후 프리코더와 트레일리스 엔코더를 통해 전송된다. 그러면 수신기는 이를 수신하여 트레일 리스디코더에서 디코딩하여 도 1b와 같은 디인터리버로 인가하여 52개의 서로다른 지연을 갖는 경로를 통해 원래의 신호로 복원되어 R-S디코더로 인가된다. 그리고 도 2a 및 도 2b에서 알수 있는 바와 같이 52개 각 경로에 대하여 인터리버와 디인터리버의 각 경로의 지연소자의 합은 모두 204바이트로 일치하기 때문에 송신기에서 인터리빙을 하고 수신기에서 디인터리빙을 하면 원래의 신호로 복구됨을 알 수 있다. 또한 시스템의 동기를 맞추는데 사용되는 세그먼트 동기신호와 필드동기신호는 인터리빙이 되지 않는데, 그 방법은 다음과 같다. 인터리버로 입력되는 첫 번째 데이터 세그먼트 208의 첫 번째 바이트인 세그먼트 동기신호는 도2a의 첫 번째 경로로 입력된다. 첫 번째 경로는 지연이 없기 때문에 세그먼트 동기신호는 인터리빙되지 않고 그냥 통과하게 된다. 그리고 경로의 수가 52개이고 한 세그먼트는 208바이트이며, 208 R52=4로서 세그먼트 동기신호는 항상 경로 "1"을 통과하게된다. 필드동기신호는 길이가 208바이트이며, 단순히 인터리버나 디인터리버의 동작을 중단시키는 것으로 해결할 수가 없고 별도의 동작이 필요하다.

이와같이 미국향 지상방송 HDTV의 규격에서는 블록형태로 콘볼루셔널 인터리버나 디인터리버를 제안하고 있지만 실제로 송수신기에 적용하기 위한 하드웨어 구성이 구현되어 있지 않아 실제 송수신기에 적용하기 위한 콘볼루셔널 인터리버와 디인터리버가 요구되었다.

따라서 본 발명의 목적은 미국향 지상방송 HDTV의 규격을 만족하는 송수신기에 적용 가능한 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 미국향 지상방송 HDTV의 규격을 만족하는 송수신기에 적용 가능한 콘볼루셔널 인터리빙 및 디인터리빙방법을 제공함에 있다.

도 1은 GA-VSBHDTV의 전송포맷도

도 2a 및 도 2b는 GA-VSB시스템에서 사용되는 콘볼루셔널 인터리버와 디인터리버의 블럭 구성도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터리버 및 디인터리버의 구성도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 메모리 구성도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 콘볼루셔널 인터리버 동작을 수행하기 위한 제어 흐름도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 콘볼루셔널 디인터리버 동작을 수행하기 위한 제어 흐름도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필드정보의 타이밍도이

도 8은 어드레스와 기록인에이블신호의 타이밍도

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터리버 및 디인터리버의 구성도이다.

데이터를 저장하는 램 12와, 필드동기신호와 세그먼트 동기신호를 입력하여 기록 및 독출을 위한 어드레스와 기록 인에이블신호(we)를 발생함에 의해 인터리버 및 디인터리버 기능을 수행하도록 제어하는 제어부 10과, 상기 제어부 10으로부터 발생된 기록 인에이블신호(we)에 동기되어 데이터를 입력하거나 출력하는 3상태버퍼 14, 16으로 이루어져 있다.

상기 제어부 10과 램 12를 이용하여 인터리버와 디인터리버를 모두 구성할 수 있으며, 인터리버와 디인터리버의 차이점은 각 경로의 지연양이 인터리버와 반대로 되어 있므로 제어부 10에서는 이를 소프트웨어적으로 처리가능하다. 도 2a 및 도 2b와 같은 인터리버 및 디인터리버를 구성하기 위해서는 램 12가 51×204개의 8비트셀을 갖도록 하여야 한다. 또한 타이밍 문제로 인하여 인터리버의 바이패스 경로 "1"이나 디인터리버의 경로 52도 일단 한 번 램 12에 저장하였다가 읽어내야 하므로 실제로 하나의 지연소자를 거치는 것과 동일하다. 이럴 경우 다른 경로에도 지연소자를 하나씩 추가하여야만 전체적인 타이밍이 일치 하게 된다. 따라서 도 2a 및 도 2B와 같이 램 12를 사용할 경우 51×204+52=10,456개의 셀을 갖는 램 12가 필요하다. 본 발명에서는 도 2a 및 도 2b와 같이 지연소자의 구성이 경로 25를 기준으로 하여 서로 대칭이라는 점을 이용하여 도 4와 같이 행방향으로 25, 열방향으로 206개의 셀에 대해서만 메모리 어드레싱을 함으로서 필요한 메모리의 셀의 개수를 1/2가량 줄일수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 메모리 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 콘볼루셔널 인터리버 동작을 수행하기 위한 제어 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 콘볼루셔널 디인터리버 동작을 수행하기 위한 제어 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필드정보의 타이밍도이고,

도 8은 어드레스와 기록인에이블신호의 타이밍도이다.

상술한 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 콘볼루셔널 인터리버의 제어동작을 도 3 및 도 5의 흐름도를 참조하여 설명하면, 먼저 101단계에서 제어부 10는 내부카운터 cnt가 초기화되면 102단계로 진행하여 도 7와 같은 첫 번째 필드동기신호(field sync)가 검출되는지 판단하여 첫 번째 필드동기신호가 검출되지 않으면 101단계로 돌아가 인터리버의 경로와 데이터간의 동기를 맞춰주기 위해 초기화를 유지시킨다. 상기 첫 번째 필드동기신호가 검출되면 103단계로 진행하여 내부카운터를 52모듈로(modulo)연산한 카운터2(cnt2)를 계산한다. 여기서 %는 modulo연산을 나타내며, cnt2는 0-51의 값을 갖으며, 이는 인터리버의 실제 52개 경로를 나타낸다. 그리고 104단계에서 제어부 10은 cnt2가 26보다 큰가 검사하여 26보더 크면 105단계로 진행한다. 상기 105단계에서 제어부 10은 로우(row) =51-cnt2로 계산하고, 칼럼(col)=(cnt/52)%(4*row+1)+206-4*row로 계산한다. 그러나 상기 cnt2가 26보다 적으면 106단계로 진행하여 row=cnt2로 계산하고, col=(cnt/52)%(4*row+1)로 계산한다. 이렇게 한후 107단계로 진행하여 행방향(row)값과 열방향(col)값이 계산된 다음 필드 동기신호정보 fil-info의 값이 1이 되었는지 검사한다. 여기서 다음 필드동기 신호정보 fil-info의 값은 도 7에서 보는바와 같이 52바이트 지연된 신호가 된다. 상기 다음 필드 동기신호정보 fil-info의 값이 1이 되었으면 108단계로 진행하여 필드동기신호가 1인구간에서 로우(row)신호는 계속 변하지만 칼럼(col)신호은 바로 직전 52개의 경로의 칼럼(col)값을 그대로 저장하였다가 다시 사용한다. 따라서 단순히 필드동기 신호구간에서 동작을 멈춤으로서 일어나는 데이터의 역전을 방지할 수 있다. 그리고 pre-col[i], I=0,1,……51은 직전의 각 경로의 col값을 나타낸다. 그런후 109단계에서 제어부 10은 램 12의 어드레스를 계산하게 되는데, 도 4의 메모리 구조에 따라 다르게 계산한다. 즉, 상기 계산된 row 및 col로부터 최종적으로 어드레스가 출력된다. 그리고 다음 어드레스를 계산하기 위해 110단계로 진행하여 내부카운터 cnt를 1증가시키고 111단계로 진행한다. 여기서 로우(row)는 행방향값으로 0-25의 값을 가지며, 컬럼(col)은 열방향 값으로 경로에 따라 최대 0-205까지의 값을 갖는다. 상기 111단계에서 52개의 경로의 칼럼(col)값을 그대로 저장하였다가 다시 사용하고 102단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복수행하여 다음 어드레스를 계산한다.

또한 본 발명에 따른 콘볼루셔널 디인터리버의 제어동작을 도 3 및 도 6을 참조하여 설명하면, 201단계에서 제어부 10은 내부카운터 cnt가 초기화되면 202단계로 진행하여 도 7와 같은 필드동기신호(field sync)가 검출되는지 판단하여 필드동기신호가 검출되지 않으면 201단계로 돌아가 인터리버의 경로와 데이터간의 동기를 맞춰주기 위해 초기화를 유지시킨다. 상기 필드동기신호가 검출되면 203단계로 진행하여 51에서 내부카운터를 모듈로(modulo)연산한 값을 감산하여 카운터2(cnt2)를 계산한다. 즉, cnt2=51-cnt%52가 된다. 여기서 %는 modulo연산을 나타내며, cnt2는 51에서부터 0으로 변환하게 된다. 그리고 204단계에서 제어부 10은 cnt2가 26보다 큰가 검사하여 26보더 크면 205단계로 진행한다. 상기 205단계에서 제어부 10은 로우(row) =51-cnt2로 계산하고, 칼럼(col)=(cnt/52)%(4*row+1)+206-4*row로 계산한다. 그러나 상기 cnt2가 26보다 적으면 206단계로 진행하여 row=cnt2로 계산하고, col=(cnt/52)%(4*row+1)로 계산한다. 이렇게 한후 207단계로 진행하여 행방향(row)값과 열방향(col)값이 계산된 다음 필드 동기신호정보 fil-info의 값이 1인가 검사한다. 여기서 다음 필드동기 신호정보 fil-info의 값은 도 7에서 보는바와 같이 52바이트 지연된 신호가 된다. 상기 다음 필드 동기신호정보 fil-info의 값이 1이면 208단계로 진행하여 필드동기신호가 1인구간에서 로우(row)신호는 계속 변하지만 칼럼(col)신호은 바로 직전 52개의 경로의 칼럼(col)값을 그대로 저장하였다가 다시 사용한다. 따라서 단순히 필드동기 신호구간에서 동작을 멈춤으로서 일어나는 데이터의 역전을 방지할 수 있다. 그리고 pre-col[i], I=0,1,……51은 직전의 각 경로의 col값을 나타낸다. 그런후 209단계에서 제어부 10은 램 12의 어드레스를 계산하게 되는데, 도 4의 메모리 구조에 따라 다르게 계산한다. 그러면 110단계에서 상기 계산된 row 및 col로부터 최종적으로 어드레스가 출력된다. 그리고 다음 어드레스를 계산하기 위해 211단계로 진행하여 내부카운터 cnt를 1증가시키고 212단계로 진행한다. 여기서 로우(row)는 행방향값으로 0-25의 값을 가지며, 컬럼(col)은 열방향 값으로 경로에 따라 최대 0-205까지의 값을 갖는다. 상기 212단계에서 52개의 경로의 칼럼(col)값을 그대로 저장하였다가 다시 사용하고 202단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복수행하여 다음 어드레스를 계산한다.

상술한 바와같이 본 발명은, 미국향 HDTV방식으로 결정된 GA-VSB의 구조에 사용되는 콘볼루셔널 인터리버와 디인터리버를 구현하는 데어 난점인 필드동기신호에 대한 처리를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버에 있어서,

   소정 기록 인에이블신호와 어드레스를 받아 데이터를 저장하는 메모리와,

   필드동기신호와 세그먼트 동기신호를 입력하여 기록 및 독출을 위한 어드레스와 기록 인에이블신호(we)를 발생함에 의해 인터리버 및 디인터리버 기능을 수행하도록 제어하는 제어부와,

   상기 제어부로부터 발생된 기록 인에이블신호(we)에 동기되어 데이터를 입력하거나 출력하는 한 쌍의 3상태버퍼로 이루어짐을 특징으로 하는 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는, 필드동기신호가 1인 구간에 대하여 바로 직전의 52개의 경로에 대한 칼럼값을 유지하여 필드동기구간을 처리함을 특징으로 하는 콘볼루셔널 인터리버 및 디인터리버.
3. 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 인터리빙방법에 있어서,

   필드동기신호가 검출될 시 52모듈로 연산을 하여 인터리빙하기 위한 경로를 계산하는 과정과,

   상기 계산된 인터리빙을 위한 경로값에 따라 로우 및 칼럼값을 산출하는 과정과,

   상기 로우 및 칼럼값을 산출한 후 필드동기정보가 1인구간에서 바로직전의 52개의 경로값을 유지시키는 과정과,

   상기 필드동기 정보가 1이 아닌구간에서 상기 산출한 로우 및 칼럼값으로부터 인터리빙을 위한 어드레스를 순차적으로 출력하여 인터리빙을 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 인터리빙방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 로우 및 칼럼값 산출과정은,

   상기 상기 계산된 인터리빙을 위한 경로값이 25이하인 경로와 26 내지 51까지의 경로에 따른 로우 및 칼럼값을 각각 산출함을 특징으로 하는 고선명 테레비젼에서 콘볼루셔널 인터리빙방법.
5. 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 디인터리빙방법에 있어서,

   필드동기신호가 검출될 시 51에서 내부카운터를 모듈로(modulo)연산한 값을 감산하여 디인터리빙하기 위한 경로를 계산하는 과정과,

   상기 계산된 디인터리빙을 위한 경로값에 따라 로우 및 칼럼값을 산출하는 과정과,

   상기 로우 및 칼럼값을 산출한 후 필드동기정보가 1인구간에서 바로직전의 52개의 경로값을 유지시키는 과정과,

   상기 필드동기 정보가 1이 아닌구간에서 상기 산출한 로우 및 칼럼값으로부터 디인터리빙을 위한 어드레스를 순차적으로 출력하여 디인터리빙을 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼에서 콘볼루셔널 디인터리빙방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 로우 및 칼럼값 산출과정은,

   상기 상기 계산된 인터리빙을 위한 경로값이 25이하인 경로와 26 내지 51까지의 경로에 따른 로우 및 칼럼값을 각각 산출함을 특징으로 하는 고선명 테레비젼에서 콘볼루셔널 디인터리빙방법.

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