KR101103791B1

KR101103791B1 - 고품질의 사운드 제공을 위한 다채널 사운드 시스템 및 그 시스템에 포함되는 무선 사운드 스피커

Info

Publication number: KR101103791B1
Application number: KR1020100135742A
Authority: KR
Inventors: 위정욱; 전원기; 이연성; 김현식
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-01-06

Abstract

다채널 사운드 시스템을 구성하는 무선 사운드 스피커가 개시된다. 이 무선 사운드 스피커는 신호 송수신을 위한 통신부, 및 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제1사운드 데이터를 추출하여 스피커 출력하며, 또 다른 할당 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제2사운드 데이터를 추출한 후 신호 송신을 위해 할당된 시간 슬롯에 제2사운드 데이터를 외부로 송신하도록 통신부로 출력하는 신호 처리부를 포함한다. 이에 의해 채널 환경이 열악한 스피커에서도 고품질의 사운드를 제공할 수 있게 된다.

Description

고품질의 사운드 제공을 위한 다채널 사운드 시스템 및 그 시스템에 포함되는 무선 사운드 스피커{Multi channel sound system for providing high quality sound and wireless sound speaker included the system}

본 발명은 다채널 사운드 시스템에 관한 것이다.

대표적인 다채널 사운드 전송을 위한 무선 분배 및 전송 방식에는 시분할 다중접속(Time-Division Multiple Access, TDMA)을 이용하는 방식이 잘 알려져 있다. TDMA 기반 다채널 무선 스피커 시스템은 스피커마다 지정된 시간 슬롯에 해당 사운드 데이터를 전송하는 방식을 통해 각 채널별 간섭을 회피한다. TDMA 방식에서는 사운드 소스로부터 추출한 M개의 다채널 사운드 데이터를 무선 사운드 스피커(Wireless Sound Speaker)에서 출력하기에 적합한 구간으로 패킷화(packetization)한 후, 스피커 식별자(ID) 및 재생관련 정보를 추가하여 변조기를 통해 전체 전송시간 동안 각각의 스피커에 무선 채널로 전송한다. 각각의 무선 사운드 스피커는 자신의 시간 슬롯 동안 수신되는 무선신호를 복조하여 사운드 데이터를 추출한 후 스피커를 통해 출력한다.

현재 널리 사용되고 있는 다채널 사운드 시스템은 5.1채널 사운드 시스템이다. 일반적으로 사운드 소스 재생기, 센터 스피커 및 전방 좌/우 스피커는 청취자의 정면에 위치하고 있으며, 후방 스피커의 경우 청취자의 뒤쪽에 위치하고 있다. 그런데 후방 스피커의 경우 전방 스피커에 비해 소스 재생기로부터 상대적인 거리가 멀고 청취자에 의해 LOS(Line of Sight) 유지가 어려울 수 있어 채널 환경이 열악할 가능성이 높다. 이와 같은 경우, 후방 스피커는 사운드 데이터에 오류가 발생할 확률이 높아 사운드 품질 저하가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 다채널 사운드 시스템에서 고품질의 사운드를 제공할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 다채널 사운드 시스템을 구성하는 무선 사운드 스피커는 신호 송수신을 위한 통신부, 및 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제1사운드 데이터를 추출하여 스피커 출력하며, 또 다른 할당 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제2사운드 데이터를 추출한 후 신호 송신을 위해 할당된 시간 슬롯에 제2사운드 데이터를 외부로 송신하도록 통신부로 출력하는 신호 처리부를 포함한다. 바람직하게 신호 처리부는 제2사운드 데이터를 시공간 블록 부호(Space-Time Block Code) 수행한 후 통신부로 출력한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 다채널 사운드 시스템은 다채널 사운드 데이터를 시분할다중접속 방식으로 무선 송신하는 무선 사운드 분배 및 송신 장치, 및 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치로부터 수신된 무선 신호에서 제1사운드 데이터를 추출하여 스피커 출력하며, 또 다른 할당 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치로부터 수신된 무선 신호에서 제2사운드 데이터를 추출한 후 다른 무선 사운드 스피커의 제2사운드 데이터 수신을 위해 할당된 시간 슬롯에 추출된 제2사운드 데이터를 외부로 송신하는 무선 사운드 스피커를 포함한다.

본 발명에 따르면, 채널 환경이 열악한 스피커, 특히 후방 무선 사운드 스피커에서도 고품질의 사운드를 제공할 수 있게 하는 효과를 창출한다. 즉, 본 발명은 전방 사운드 무선 사운드 스피커와 후방 무선 사운드 스피커 간의 통신을 통해 후방 무선 사운드 스피커의 사운드 데이터 오류를 정정하여 후방 무선 사운드 스피커에서도 고품질의 사운드를 제공할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 전방 무선 사운드 스피커에서 후방 무선 사운드 스피커의 사운드 데이터를 재전송함에 있어 STBC 부호화 후 재전송하므로, 후방 무선 사운드 스피커에서 STBC 복호화 기법을 통해 신호대 잡음비 이득을 얻을 수 있게 한다.

도 1은 다채널 사운드 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 사운드 스피커 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 데이터 전송 절차를 설명하기 위한 참조도.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 다채널 사운드 시스템 구성도이며, 도 2는 무선 사운드 분배 및 송신 장치 블록도이다.

다채널 사운드 시스템은 5.1채널 사운드 시스템일 수 있다. 이하에서는 다채널 사운드 시스템이 5.1채널 사운드 시스템인 것으로 한정하여 설명한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다채널 사운드 시스템은 무선 사운드 분배 및 송신 장치(Wireless Sound Distributor and Transmitter, WSDT)(110)와 다수의 무선 사운드 스피커(Wireless Sound Speaker, WSS)들로 구성된다. 무선 사운드 분배 및 송신 장치(110)는 사운드 소스로부터 추출한 M개의 다채널 사운드 데이터를 패킷화한 후, 부호화 및 변조한 후 무선 사운드 스피커들(120, 130, 140, 150, 160, 170)로 전송한다.

무선 사운드 스피커들은 센터 무선 사운드 스피커(WSS-center speaker, WSS-CS)(120), 전방 좌 무선 사운드 스피커(WSS-front left, WSS-FL)(130), 전방 우 무선 사운드 스피커(WSS-front right, WSS-FR)(140), 후방 좌 무선 사운드 스피커(WSS-rear left, WSS-RL)(150), 후방 후 무선 사운드 스피커(WSS-rear right, WSS-RR)(160), 및 우퍼 스피커(WSS-subwoofer, WSS-SW)(170)로 구성된다. 무선 사운드 스피커들은 기본적으로 자신에게 할당된 시간 슬롯 동안 무선신호를 수신하고 복조하여 사운드 데이터를 추출한 후 스피커를 통해 출력한다. 나아가 일부 무선 사운드 스피커는 자신의 사운드 데이터 외에 다른 무선 사운드 스피커의 사운드 데이터도 수신하고, 수신된 다른 무선 사운드 스피커의 사운드 데이터를 재송신하는 역할을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 사운드 스피커 블록도이다.

도시된 바와 같이, 무선 사운드 스피커는 통신부(210)와 신호 처리부(220)를 포함한다. 통신부(210)는 신호를 송수신하기 위한 송신 모듈 및 수신 모듈로 구성된다. 일 실시예에 있어서, 통신부(210)는 RF 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈이다. 신호 처리부(220)는 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 통신부(210)를 통해 수신된 무선 신호를 복조하여 제1사운드 데이터를 추출한 후 스피커를 통해 출력한다. 여기서 제1사운드 데이터는 스피커 출력을 위한 사운드 데이터이다. 또한 신호 처리부(220)는 또 다른 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 통신부(210)를 통해 수신된 무선 신호를 복조하여 제2사운드 데이터를 추출한다. 여기서 제2사운드 데이터는 다른 무선 사운드 스피커를 통해 출력되어야 할 사운드 데이터이다. 신호 처리부(220)는 다른 무선 사운드 스피커가 제2사운드 데이터 수신을 위해 할당된 시간 슬롯에 맞춰 제2사운드 데이터를 통신부(210)를 통해 외부로 송신한다. 바람직하게 신호 처리부(220)는 제2사운드 데이터를 STBC 부호화한 후 통신부(210)를 통해 외부로 송신한다.

일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 무선 사운드 스피커는 전방 무선 사운드 스피커이며, 제2사운드 데이터를 스피커를 통해 출력해야 하는 다른 무선 사운드 스피커는 후방 무선 사운드 스피커이다. 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 무선 사운드 스피커는 WSS-FR(140)이며, 다른 무선 사운드 스피커는 WSS-RR(160)이다. 이 경우 제1사운드 데이터는 WSS-FR 데이터로 표현되며, 제2사운드 데이터는 WSS-RR 데이터로 표현된다. 다른 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 무선 사운드 스피커는 WSS-FL(130)이며, 다른 무선 사운드 스피커는 WSS-RL(150)이다. 이 경우 제1사운드 데이터는 WSS-FL 데이터로 표현되며, 제2사운드 데이터는 WSS-RL 데이터로 표현된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 데이터 전송 절차를 설명하기 위한 참조도이다.

WSDT의 신호 송신 시점과 WSS의 신호 수신 시점 간의 지연(delay)은 매우 작으므로, 지연은 무시한다. WSDT(110)는 다채널 사운드 데이터를 순차적으로 전송하며, 각 WSS는 자신에게 필요한 데이터를 자신에게 할당된 시간 슬롯에 수신하여 복호화한 후 스피커를 통해 출력한다. 이때 채널 환경이 우수한 WSS-FL(130)은 자신에게 할당된 시간 슬롯을 통해 WSS-FL 데이터를 수신하여 복호화는 것 외에, 또 달리 할당된 시간 슬롯을 통해 WSS-RL 데이터를 수신하여 복호화한다. WSS-FL(130)은 복호화된 WSS-RL 데이터를 WSS-RL(150)에 할당된 시간 슬롯에 맞춰 WSS-RL 데이터를 재전송한다. 또한 마찬가지로 채널 환경이 우수한 WSS-FR(140)은 자신에게 할당된 시간 슬롯을 통해 WSS-FR 데이터를 수신하여 복호화는 것 외에, 또 달리 할당된 시간 슬롯을 통해 WSS-RR 데이터를 수신하여 복호화한다. WSS-FR(140)은 복호화된 WSS-RR 데이터를 WSS-RR(160)에 할당된 시간 슬롯에 맞춰 WSS-RR 데이터를 재전송한다.

바람직하게 WSS-FL(130)과 WSS-FR(140) 각각은 다이버시티 이득을 통해 WSS-RL(150)과 WSS-RR(160)의 수신성능을 향상시키기 위해 WSS-RL 데이터와 WSS-RR 데이터에 대해 STBC 부호화를 수행할 수 있다. N번째 샘플링 시간에서 재전송되는 신호를 x(n)으로 나타내면, WSS에서 재전송되는 신호 x_WSS(n)은 수학식 1과 같이 부호화된다.

이에 따라 WSS-RL(150)에서는 WSDT(110)에서 전송된 WSS-RL 데이터와 WSS-FL(130)에서 전송된 STBC 부호화된 WSS-RL 데이터를 동시에 수신하게 된다. 또한 WSS-RR(160)에서도 WSDT(110)에서 전송된 WSS-RR 데이터와 WSS-FR(140)에서 전송된 STBC 부호화된 WSS-RR 데이터를 동시에 수신하게 된다. 이에 WSS-RL(150)과 WSS-RR(160)에서는 MRC(Maximum Ratio Combining) 등과 같은 STBC 복호화 기법을 통해 높은 신호대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR) 이득을 얻을 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 무선 사운드 분배 및 송신 장치(WSDT)
120 : 센터 무선 사운드 스피커(WSS-CS)
130 : 전방 좌 무선 사운드 스피커(WSS-FL)
140 : 전방 우 무선 사운드 스피커(WSS-FR)
150 : 후방 좌 무선 사운드 스피커(WSS-RL)
160 : 후방 후 무선 사운드 스피커(WSS-RR)
170 : 우퍼 스피커(WSS-SW)

Claims

다채널 사운드 시스템을 구성하는 무선 사운드 스피커에 있어서,
신호 송수신을 위한 통신부; 및
신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 상기 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제1사운드 데이터를 추출하여 스피커 출력하며, 또 다른 할당 시간 슬롯 동안 상기 무선 사운드 분배 및 송신 장치에서 송신되어 상기 통신부를 통해 수신된 무선 신호로부터 제2사운드 데이터를 추출한 후 신호 송신을 위해 할당된 시간 슬롯에 상기 추출된 제2사운드 데이터를 외부로 송신하도록 상기 통신부로 출력하는 신호 처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 사운드 스피커.
제1항에 있어서,
상기 무선 사운드 스피커는 전방 무선 사운드 스피커이며, 상기 신호 송신을 위해 할당된 시간 슬롯은 후방 무선 사운드 스피커의 신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯임을 특징으로 하는 무선 사운드 스피커.
제2항에 있어서,
상기 전방 무선 사운드 스피커는 전방 좌 무선 사운드 스피커이며, 상기 후방 무선 사운드 스피커는 후방 좌 무선 사운드 스피커임을 특징으로 하는 무선 사운드 스피커.
제2항에 있어서,
상기 전방 무선 사운드 스피커는 전방 우 무선 사운드 스피커이며, 상기 후방 무선 사운드 스피커는 후방 우 무선 사운드 스피커임을 특징으로 하는 무선 사운드 스피커.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 처리부는 상기 제2사운드 데이터를 시공간 블록 부호(Space-Time Block Code) 수행한 후 상기 통신부로 출력함을 특징으로 하는 무선 사운드 스피커.
다채널 사운드 데이터를 시분할다중접속 방식으로 무선 송신하는 무선 사운드 분배 및 송신 장치; 및
신호 수신을 위해 할당된 시간 슬롯 동안 무선 사운드 분배 및 송신 장치로부터 수신된 무선 신호에서 제1사운드 데이터를 추출하여 스피커 출력하며, 또 다른 할당 시간 슬롯 동안 상기 무선 사운드 분배 및 송신 장치로부터 수신된 무선 신호에서 제2사운드 데이터를 추출한 후 다른 무선 사운드 스피커의 상기 제2사운드 데이터 수신을 위해 할당된 시간 슬롯에 상기 추출된 제2사운드 데이터를 외부로 송신하는 무선 사운드 스피커;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 사운드 시스템.
제6항에 있어서,
상기 무선 사운드 스피커는 상기 제2사운드 데이터를 시공간 블록 부호(Space-Time Block Code) 수행한 후 외부로 송신함을 특징으로 하는 다채널 사운드 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 다채널 사운드 시스템은 5.1채널 사운드 시스템임을 특징으로 하는 다채널 사운드 시스템.