KR100698152B1 - 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 멀티미디어 방송 수신장치의 순방향 오류정정 부호화부내 데이터 모드 검출기에 관한 것으로, 프레임 및 슈퍼프레임 추출회로로부터 각 슈퍼프레임의 시작 위치를 전달 받아 원하는 데이타 모드값을 검출하기 위해, 수신된 파일럿 채널의 에러 발생 여부를 체크하여 신뢰성 여부를 결정하는 CRC 복호기와; 상기 결정 후 전송된 파일럿 채널이 자동 모드인지 수동 모드인지 판별하여 선택하는 자동/수동 선택부와; 상기 선택된 모드에 따라 파일럿 정보를 복호하여 데이터 모드값을 구하는 파일럿 정보 복호기와; 상기 구한 데이터 모드값을 카운트하여 신뢰성 여부를 결정하여 파일럿 정보 복호기로 전송하는 신뢰성 카운터와; 상기 파일럿 정보 복호기로부터 전송된 데이터 모드값과 플래그를 비트 역인터리버와 비터비 복호기로 전송하는 출력 신호 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따르면 파일럿 채널 정보를 신뢰할 수 있고, 전송되는 과정에서 변화하는 데이터 모드값에도 대응 할 수 있는 효과가 있다.

데이터 모드 검출기, 신뢰성 카운터, 파일럿 채널

Description

데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치{Data Mode Detector in Digital Multimedia Broadcasting a receiving set}

도 1은 본 발명을 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치의 개념적인 구성 블럭도

도 2는 본 발명과 관련된 파일럿 채널 슈퍼 프레임 구성도

도 3은 본 발명과 관련된 파일럿 채널 프레임 구성도

도 4는 본 발명에 따른 데이터 모드 검출기의 구성 블럭도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : CRC 복호기 120 : 자동/수동 선택부

130 : 파일럿 정보 복호기 140 : 신뢰성 카운터

150 : 출력 신호 발생기

본 발명은 디지털 멀티미디어 방송 수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순방향 오류정정 부호화부내 데이터 모드 검출기에 관한 것이다.

디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting)은 크게 지상파 디지털 멀티미디어 방송과 위성 디지털 멀티미디어 방송으로 나눌 수 있다.

상기 지상파 디지털 멀티미디어 방송은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 직교 주파수 분할 다중 방식, 이하 ‘OFDM’)을 기반으로 하여 이동 중에 오디오 및 비디오 서비스를 제공한다.

상기 위성 디지털 멀티미디어 방송은 CDM(Code Division Multiplexing: 부호 분할 다중 방식, 이하 ‘CDM’)을 기반으로 하여 위성체와 상기 위성체로부터 전파를 직접 받지 못하는 음영지역을 해소하는데 쓰이는 중계기인 지상의 갭필러를 이용하여 이동 중에 오디오 및 비디오 서비스의 제공이 가능하다.

현재 위성 디지털 멀티미디어 방송의 기술은 기본적으로 CDM 전송방식을 취하며, CD(Compact Disk)급 음질과 다양한 채널을 이용한 날씨, 교통, 비디오 정보 등을 방송하는 대표적인 통신, 방송 융합의 신개념 서비스이다.

상술한 위성 디지털 멀티미디어 방송은 전국방송으로서 커버리지가 넓은 장점이 있으나, 전송채널은 무선 이동 수신 채널로서 수신신호의 크기가 시변(time-varing)할 뿐만 아니라, 이동 수신의 영향으로 수신신호 스펙트럼의 도플러 천이(doppler shift)가 발생하는 문제점이 있다.

이러한 채널 환경하에서의 송수신을 고려하여, 상기 위성 디지털 멀티미디어 방송 송신 방식은 CDM 방식을 채택하였으며, 시간영역 신호에 대한 인터리빙을 수행하여 전송 채널에서 발생하는 오류를 정정할 수 있도록 하였다.

본 발명은 상술한 바와 같이 송신단에서 인터리빙등이 되어 전송되는 신호를 수신단에서 오류정정하는 순방향 오류정정 부호화부내 데이터 모드 검출기를 제안 하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 제안을 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 현재 개발중인 디지털 멀티미디어 방송 수신장치에서 요구하는 파일럿 채널의 데이터 모드 전송에 맞게 효율적이고 신뢰성 있는 데이터 모드 검출기를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임 및 슈퍼프레임 추출회로로부터 각 슈퍼프레임의 시작 위치를 전달 받아 원하는 데이타 모드값을 검출하기 위해, 수신된 파일럿 채널의 에러 발생 여부를 체크하여 신뢰성 여부를 결정하는 CRC 복호기와; 상기 결정 후 전송된 파일럿 채널이 자동 모드인지 수동 모드인지 판별하여 선택하는 자동/수동 선택부와; 상기 선택된 모드에 따라 파일럿 정보를 복호하여 데이터 모드값을 구하는 파일럿 정보 복호기와; 상기 구한 데이터 모드값을 카운트하여 신뢰성 여부를 결정하여 파일럿 정보 복호기로 전송하는 신뢰성 카운터와; 상기 파일럿 정보 복호기로부터 전송된 데이터 모드값과 플래그를 비트 역인터리버와 비터비 복호기로 전송하는 출력 신호 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치를 제공한다.

상기 자동/수동 선택부에서 자동 모드가 선택되면 현재 입력받고 있는 파일럿 채널을 복호하여 데이터 모드값을 검출하는 것을 특징으로 한다.

수동 모드가 선택되면 수신장치에 미리 설정해 놓은 데이터 모드값을 그대로 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 파일럿 정보 복호기는 상기 자동/수동 선택부에서 선택한 모드에 변화가 있으면 그 해당 채널의 모드가 변했음을 알리는 플래그를 변화된 데이터 모드값의 복호값과 함께 출력신호 발생기로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 신뢰성 카운터는 매 슈퍼 프레임마다 동일한 데이터 모드값이 계속하여 입력되는지를 카운터를 이용하여 카운트하여, 상기 카운트 값이 수신장치에 설정된 일정 수준 이상이면 상기 복호한 데이터 모드값을 신뢰할 수 있음을 알리는 신호를 파일럿 정보 복호기로 전송하여 상기 복호한 데이터 모드값을 출력신호 발생기로 출력하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력신호 발생기에서 상기 플래그는 복호된 데이터 모드값이 언제 전송될지 상기 비트 역인터리버와 비터비 복호기가 항상 모니터링 할 수 없으므로 이를 알려주기 위해 전송하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 됨을 밝혀 두고자 한다.

종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명을 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치의 개념적인 구성 블럭도이다.

상기 수신장치의 수신과정을 살펴보면, 안테나로 입력된 수신신호는 튜너(10)에서 기저대역(Baseband)으로 변환되고, 상기 변환된 신호는 A/D(12)로 신호의 크기를 일정하게 유지하여 입력되어야 하는바 이를 위해 수신된 신호의 전력을 측정하여 계산된 이득값을 곱하는 자동 이득 조절부(11)를 거쳐 A/D(12)에서 디지털 신호로 변환된다.

상기 변환된 신호는 CDM 전송방식에서 신호를 복조하기 위해서 서쳐(Searcher)(13)에서 신호 동기를 -1/2 ~ +1/2칩 이내로 포착하고, 상기 서쳐(13)에서 포착한 신호를 추적기(Tracker)(14(1) ~ 14(n))를 이용하여 신호의 동기를 미세하게 맞추어 추적한다.

상기에서 칩(Chip)이라 함은 의사잡음 시퀀스(PN)의 구분 단위를 말한다.

이렇게 해서 신호를 포착하고 추적하여 동기를 맞춘 신호는 수신장치에서 생성한 의사잡음 시퀀스(PN)를 곱해 역확산시키고, 여기에 CDM 채널을 구분하는데 사용된 WALSH 코드를 곱해 원하는 CDM 채널의 심볼을 추출(15(1) ~ 15(n))한다.

상술한 과정은 상기 서쳐(13)가 찾아준 모든 다중 경로에서 수행되며, 각각을 핑거(Finger)라 부른다.

여기에서 주파수 옵셋 추정기(27)는 상기 각 핑거별로 주파수 옵셋을 추정하여 이를 합성한 뒤에, 튜너(10)로 피드백하여 주파수 옵셋을 보정한다.

레이크(RAKE) 합성기(16)에서는 복조를 원하는 모든 CDM 채널에 대해서 상기 추출한 심볼을 합성한다.

상기 프레임 및 슈퍼프레임의 타이밍 추출회로(17)에서 합성된 심볼들의 프레임 및 슈퍼프레임의 타이밍을 추출하여 순방향 오류정정 부호화부에 전달한다.

이렇게 하여 상기 레이크 합성기(16)에서 보낸 신호는 1개의 파일럿 채널과 4개의 데이터 채널이 본 발명에 해당하는 부분인 순방향 오류정정 부호화부로 입력되어 오류정정되어 A/V 데이터 복호기(26)를 통해 디스플레이 된다.

현재 개발중인 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 파일럿 채널을 통해 송출되고 있는 데이터 모드값에는 두 가지 종류가 있다.

첫 번째는 인터리빙 모드(interleaving mode)이고, 두 번째는 길쌈 부호화율(Convolution Code Rate)이다.

상기 디지털 멀티미디어 방송 시스템은 이동수신 환경에서 발생하는 연집오류를 분산함으로써 발생된 오류를 정정할 수 있는 범위내로 만들기 위해 순방향 오류정정 부호화부내에 비트 인터리버(Bit Deinterleaver)(19)를 채택하고 있다.

이것은 페이딩의 정도에 따라 인터리버의 사이즈(size)를 조정할 수 있게 하기 위해, 여러 가지 모드를 설정하는데 이것이 인터리빙 모드이다.

또한, 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 송신부에서 길쌈 부호기를 사용하므로, 수신부에서 이를 복호하기 위해서는 비터비 복호기(21)를 사용하여야 한다.

이 때, 상기 송신부의 길쌈 부호기의 부호화율(code rate)의 값을 조정함으로써, 전송되는 메세지 비트와 패리티 비트 사이의 비율을 조정할 수 있는데, 이것이 길쌈 부호화율(Convolution Code Rate)이다.

상술한 데이터 모드값들은 파일럿 채널에 포함되어 전송되는데, 도 2와 도 3 과 같은 구조로 실어져서 보내지게 된다.

본 발명을 통해 검출하고자 하는 데이터 모드값 즉, 인터리빙 모드값과 길쌈 부호화율은 하나의 슈퍼프레임(또는 그것을 구성하는 프레임)의 일정한 위치에 존재한다.

도 2는 본 발명에 관련된 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 파일럿 슈퍼 프레임 구조를 나타낸 도면인데, 먼저 하나의 슈퍼 프레임은 6개의 프레임(프레임 넘버 0~5)으로 구성되고, 상기 각 프레임은 파일럿 신호와 데이터 신호로 구성된다.

상기 파일럿 신호는 동기(위치)를 맞추기 위해 삽입된 것이다.

상기 각 프레임은 여러 가지 정보들로 구성되는데, 이에 대해 살펴보면 도 3은 본 발명에 관련된 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 파일럿 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

상기 각 프레임은 파일럿 정보(D3 ~ D22)와 RS 부호의 체크 바이트들(D23 ~ D26)로 구성되고, 상기 파일럿 정보는 식별자와 페이로드 데이터와 에러 검출을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check, 이하 ‘CRC’)로 구성된다.

상기 페이로드 데이터에는 CDM 채널 구성 정보와 수신기기 동시부가정보로 구성되고, 상기 CDM 채널 구성정보에는 각 채널 개별구성정보들로 구성된다.

상기 각 채널 개별구성정보에는 구하고자 하는 데이터 모드값(인터리빙 모드값과 길쌈 부호화율)과 나머지 정보들로 구성된다.

도 3과 같은 구조를 가진 2개의 데이터가 모여 하나의 프레임을 형성하고, 상기 형성된 프레임이 6개가 모여야 하나의 슈퍼 프레임을 형성한다.

상기 2개의 데이터는 구조는 같으나, 송신부에서 보낸 값에 따라 내용은 서로 다를 수 있다.

따라서, 앞 단의 프레임 및 슈퍼 프레임 타이밍 추출회로(17)로부터 각 슈퍼 프레임의 시작 위치를 전달 받아서, 슈퍼 프레임 및 프레임 내에 상대적인 위치를 추적하여 데이터 모드값을 검출한다.

상기 데이터 모드값을 검출하기 위한 파일럿 채널의 신뢰성 확보를 위해, 상기 데이터 모드 검출기(24)에서는 매 슈퍼 프레임마다 수신장치에 설정된 일정 회수 이상 동일한 데이터 모드값이 오는지를 카운트하여 현재 입력되고 있는 데이터 모드값을 신뢰하고, 실제 앞단의 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)에 복호한 데이터 모드값을 전송한다.

상술한 동작을 하는 데이터 모드 검출기의 구성 블럭에 대해 설명하면, 도 4는 본 발명에 따른 데이터 모드 검출기의 구성 블럭을 나타낸 도면이다.

상기 데이터 모드 검출기는 CRC 복호기(110), 자동/수동 선택부(120), 파일럿 정보 복호기(130), 신뢰성 카운터(140), 출력신호 발생기(150)으로 구성된다.

상기 CRC 복호기(CRC decoder)(110)는 파일럿 채널의 RS 복호기(22)의 출력을 입력으로 하여 에러 발생 여부를 체크하여 전달된 RS 복호기의 출력을 신뢰할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동/수동 선택부(Automatic/Manual Selection)(120)는 상기 CRC 복호기의 결정 후 자동 모드를 선택할지 수동 모드를 선택할지 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 수동 모드라 함은 현재 개발중인 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 주로 사용되고 있는 데이터 모드값을 수신장치에 미리 설정하고 상기 설정된 데이터 모드값이 입력되는 것을 말하는데, 상기 수동 모드가 선택이 되면 미리 설정된 데이터 모드 값들을 그대로 이용한다.

상기 자동 모드라 함은 상기 수동 모드에서 설정되어 있던 데이터 모드값과 다른 데이터 모드값이 들어오는 경우를 말하며, 상기 자동 모드로 선택이 되면 수신장치에 미리 설정해 놓은 값을 사용하면 안되므로, 수신되고 있는 파일럿 채널을 직접 복호하여 데이터 모드값을 검출하여야 한다.

현재 개발중인 디지털 멀티미디어 방송 수신장치에는 동적 변형(Dynamic Reconfiguration)을 고려하지 않고 있다. 즉, 파일럿 채널의 데이터 모드값이 전송 도중에 변화할 수 있음을 사전에 파일럿 채널을 통해 알려주는 메커니즘이 존재하지 않는다.

그러나, 송신측 입장에서 보면 방송의 자유도 확보를 위해 또는 기타 긴급상황 등의 이유로 인해서 데이터 모드값들에 변화를 줄 수 있다.

그러므로, 이러한 상황에도 데이터 모드 검출기(24)는 데이터 모드값을 검출해야 하기 때문에 항상 파일럿 채널을 감시하되, 현재 입력되고 있는 파일럿 채널의 데이터 모드값이 이전에 검출된 값과 상이한 경우 즉, 상기 자동/수동 선택부에서 선택한 모드에 변화가 있으면 하기의 파일럿 정보 복호기(130)는 그 해당 파일럿 채널의 모드가 변했음을 알리는 플래그를 변화된 데이터 모드값과 함께 상기 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)에 전송한다.

상기 파일럿 정보 복호기(Pilot Information decoder)(130)는 상기 자동/수동 선택부(120)에서 선택한 모드에 따라 파일럿 정보를 복호하는데, 상기 자동 모드가 선택되었다면 현재 입력되고 있는 파일럿 채널을 복호하여 데이터 모드값들을 검출하고, 만약 상기 수동 모드가 선택되었다면 수신장치에 미리 설정된 데이터 모드값을 그대로 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 신뢰성 카운터(Confidence Counter)(140)는 상기 복호한 파일럿 정보가 신뢰할 수 있는지 카운터를 이용하여 카운트해서 신뢰성 여부에 대한 신호를 상기 파일럿 정보 복호기(130)로 전송하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 신뢰할 수 있는지 카운트하는 것은 매 슈퍼프레임마다 같은 데이터 모드값이 오는지를 확인하여 수신장치에 설정된 일정수준이상 동일한 데이터 모드값이 입력되면 현재 입력되고 있는 데이터 모드값을 신뢰하여 실제 앞단의 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)에 데이터 모드값을 전송할 수 있게 파일럿 정보 복호기로 신뢰할 수 있다는 신호를 전송한다.

상기 출력 신호 발생기(Output Signal Generator)(150)는 상기 전송되는 데이터 모드값을 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)로 전송해주고 또한 상기 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)가 항상 데이터 모드값이 오는지 모니터링(monitering) 할 수 없으므로 파일럿 정보가 전송됨을 알리는 플래그를 함께 보내는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 슈퍼 프레임 및 프레임 추출회로(17)로부터 파일럿 채널의 각 슈퍼 프레임 및 프레임의 시작 시점에 대한 값을 받아 파일럿 채널에 대해 복호 하여 데이터 모드값을 검출하고 이를 비트 역인터리버(19)와 비터비 복호기(21)로 전송하면 원하는 데이터 채널에 대해 복호를 할 수 있게 되고 수신자가 원하는 정보를 디스플레이할 수 있게 된다.

본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기 본 발명에 따른 순방향 오류정정 부호화부의 데이터 모드 검출기의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 파일럿 채널을 복호할 때 신뢰성 카운터를 두어 수신장치에 설정된 일정한 회수 이상 동일값이 검출될 때에만 복호된 데이터 모드값을 전송함으로써, 전송되는 파일럿 채널의 정보를 신뢰할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 데이터 모드값이 변하는 경우 플래그를 전송함으로써 상기 정보를 수신하는 측에서 이에 대응할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 프레임 및 슈퍼프레임 추출회로로부터 각 슈퍼프레임의 시작 위치를 전달받아 원하는 데이타 모드값을 검출하기 위해,

   수신된 파일럿 채널의 에러 발생 여부를 체크하여 신뢰성 여부를 결정하는 CRC 복호기와;

   상기 결정 후 전송된 파일럿 채널이 자동 모드인지 수동 모드인지 판별하여 선택하는 자동/수동 선택부와;

   상기 선택된 모드에 따라 파일럿 정보를 복호하여 데이터 모드값을 구하는 파일럿 정보 복호기와;

   상기 구한 데이터 모드값을 카운트하여 신뢰성 여부를 결정하여 파일럿 정보 복호기로 전송하는 신뢰성 카운터와;

   상기 파일럿 정보 복호기로부터 전송된 데이터 모드값과 플래그를 비트 역인터리버와 비터비 복호기로 전송하는 출력 신호 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자동/수동 선택부에서,

   자동 모드가 선택되면 현재 입력받고 있는 파일럿 채널을 복호하여 데이터 모드값을 검출하는 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   수동 모드가 선택되면 수신장치에 미리 설정해 놓은 데이터 모드값을 그대로 사용하는 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 정보 복호기는,

   상기 자동/수동 선택부에서 선택한 모드에 변화가 있으면 그 해당 채널의 모드가 변했음을 알리는 플래그를 변화된 데이터 모드값의 복호값과 함께 출력신호 발생기로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 신뢰성 카운터는,

   매 슈퍼 프레임마다 동일한 데이터 모드값이 계속하여 입력되는지를 카운터를 이용하여 카운트하여, 상기 카운트 값이 수신장치에 설정된 일정 수준 이상이면 상기 복호한 데이터 모드값을 신뢰할 수 있음을 알리는 신호를 파일럿 정보 복호기로 전송하여 상기 복호한 데이터 모드값을 출력신호 발생기로 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 출력신호 발생기에서,

   상기 플래그는 복호된 데이터 모드값이 언제 전송될지 상기 비트 역인터리버와 비터비 복호기가 항상 모니터링 할 수 없으므로 이를 알려주기 위해 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 모드 검출기를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 수신장치.

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