KR102146510B1 - 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 30MHz이하 DRM 신호 검출 방법 - Google Patents

슬라이딩 스캔 기법을 이용한 30MHz이하 DRM 신호 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법은, 주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 시간축 및 주파수축을 따라 슬라이딩 이동하면서 샘플링 데이터를 수집하는 슬라이딩 샘플링 단계; 상기 슬라이딩 샘플링 단계에서 수집된 상기 샘플링 데이터를 주파수 대역별로 임시 저장하는 데이터 저장 단계; 및 상기 데이터 저장 단계에서 임시 저장된 주파수 대역별 샘플링 데이터를 기초로 주파수 대역별 신호 검출 여부를 판단하는 신호 검출 단계를 포함할 수 있다.

Description

슬라이딩 스캔 기법을 이용한 30MHz이하 DRM 신호 검출 방법 {Method for detecting a Digital Radio Mondiale signal under 30MHz using a sliding scan technique}
본 발명은 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 DRM 수신기에서 광대역 신호를 신속하게 스캐닝하여 검출할 수 있는 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법에 관한 것이다.
DRM(Digital Radio Mondiale)은 30MHz이하의 단파, 중파, 장파대에서 사용하는 디지털 DRM AM 방송 및 FM 밴드 및 Band III에서 사용할 수 있는 DRM FM방송 기술을 포함한다. 이 중 DRM AM방송은 FM에 근접하는 음질을 가지며, 다중언어 오디오 방송, 데이타 및 텍스트 전송도 가능하며, 기존 AM 방송 주파수 밴드내에서 방송이 송출된다는 다양한 이점이 있어 현재 유럽과 미국을 중심으로 표준화 작업이 완료되어 있다.
이러한 DRM은 다양한 서비스를 이동시에도 안정적으로 제공하기 위하여 이동 환경 전송 채널의 특성인 다중 경로 페이딩(multipath fading) 영향에 강건하고 성능 열화 없이 수신 가능한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식을 사용하고 있다.
하지만, 종래의 30MHz 이하의 DRM은 물리적인 FRAME 길이가 400ms로 표준화되어 있어 광대역 신호를 스캐닝하는 많은 시간이 걸리다는 단점이 있다.
한편, RF 튜너를 통하여 RSSI기반의 신호 검출기법을 적용할 수는 있지만, DRM AM의 경우, sensitivity가 약 -110dBm에서도 오디오 디코딩이 가능하기 때문에 RSSI기반의 신호 검출기법으로는 적절하지 않으며, 복수의 DRM 수신기를 병렬로 연결하는 경우 물리적으로 검색시간을 줄일 수는 있지만, 수신기가 다중으로 들어가기 때문에, DRM 서비스를 이용하기 위한 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-1537557호 한국공개특허 제10-1277979호
본 발명의 일측면은 단일 DRM 수신기만으로도 광대역 신호를 신속하게 스캐닝하여 검출할 수 있는 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 30MHz이하 DRM 신호 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 DRM(Digital Radio Mondiale) 수신기에 주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 스캐닝하여 DRM 방송 채널을 검색하는 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법은, 주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 시간축 및 주파수축을 따라 슬라이딩 이동하면서 샘플링 데이터를 수집하는 슬라이딩 샘플링 단계; 상기 슬라이딩 샘플링 단계에서 수집된 상기 샘플링 데이터를 주파수 대역별로 임시 저장하는 데이터 저장 단계; 및 상기 데이터 저장 단계에서 임시 저장된 주파수 대역별 샘플링 데이터를 기초로 주파수 대역별 신호 검출 여부를 판단하는 신호 검출 단계를 포함한다.
상기 슬라이딩 샘플링 단계는, 상기 DRM 신호의 프레임 길이를 기초로 설정되는 샘플링 시간동안 상기 DRM 수신기의 RF 튜너를 통해 주파수 대역별로 동시에 수신되는 복수의 DRM 신호를 주파수 크기에 따라 순차적으로 샘플링하고, 상기 샘플링 과정을 N회 반복 수행하여 샘플링 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하되, 400ms의 프레임 길이를 갖는 상기 DRM 신호가 400ms 마다 수신되는 FAC(Fast Access Channel) 데이터의 수신 시점마다 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행될 수 있도록, 상기 샘플링 시간은 26.667ms(26.667ms x 15=400ms)로 설정되고, 상기 샘플링 과정은 15회 반복 수행하는 것을 특징으로 하고,
상기 데이터 저장 단계는, 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 주파수 대역별로 수집되는 샘플링 데이터를 주파수 크기별로 순차적으로 신호 처리하여 중간 결과를 상기 DRM 수신기에 구비된 메모리에 임시 저장하되, 상기 임시 저장하는 것은, 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 오디오와 데이터를 포함하는 MSC(Main Service Channel)에 할당된 메모리 영역을 상기 샘플링 데이터를 저장하기 위한 영역으로 할당하는 것을 특징으로 하고,
상기 신호 검출 단계는, 상기 메모리에 임시 저장된 주파수 대역별 신호처리 결과를 자기 유도(auto-correlation)를 통해 상기 DRM 신호의 파라미터 특성을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, RF 튜너를 통해 수집되는 복수의 DRM 신호를 동시에 샘플링함으로써 하나의 RF 튜너를 이용하더라도 DRM의 채널 검색에 소요되는 시간을 비약적으로 단축시킬 수 있으며, 신호 처리된 샘플링 데이터의 임시 저장 과정에서 사용되지 않은 메모리를 신호의 임시 저장을 위한 메모리 영역으로 할당함으로써 데이터 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법에 따라 신호를 검출하는 구체적인 예시들이 도시된 도면들이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
본 발명에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법은 DRM 수신장치에 의해 수행될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법은 DRM 수신장치의 RF 튜너를 통해 수집되는 복수의 DRM 신호를 동시에 샘플링함으로써 하나의 RF 튜너를 이용하더라도 DRM의 채널 검색에 소요되는 시간을 비약적으로 단축시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법은 슬라이딩 샘플링 단계(S10), 데이터 저장 단계(S20) 및 신호 검출 단계(S30)를 포함할 수 있다.
샘플링 단계(S10)에서는 주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 시간축 및 주파수축을 따라 슬라이딩 이동하면서 샘플링 데이터를 수집할 수 있다.
구체적으로, 상기 DRM 신호의 프레임 길이를 기초로 설정되는 샘플링 시간동안 상기 DRM 수신기의 RF 튜너를 통해 주파수 대역별로 동시에 수신되는 복수의 DRM 신호를 주파수 크기에 따라 순차적으로 샘플링하고, 상기 샘플링 과정을 N회 반복 수행하여 샘플링 데이터를 수집하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 샘플링 단계(S10)의 구체적인 일 예가 도시된 개념도이다.
AM Band를 지원하는 RF 튜너의 경우, DRM의 여러 주파수 신호를 포함할 수 있는 대역폭을 지원할 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 RF 튜너에서 출력되는 신호가 DRM AM의 주파수 f1부터 fN까지 N개의 신호를 포함한다.
상술한 바와 같이, DRM은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식을 사용하고 있으며, 전송 채널의 상황에 따라 A, B, C, D의 4가지 robustness 모드를 정의하고 있다. Robustness모드에 따라 OFDM 파라미터가 및 OFDM 심벌의 길이가 다르며, 모드에 해당하는 전송 파라미터는 아래의 표 1과 같다.
OFDM 파라미터 Robustness Mode for DRM AM
A B C D
TFFT (ms) 24 21.333 14.667 9.333
TGI (ms) 2.667 5.333 5.333 7.333
TOFDM= TFFT + TGI (ms) 26.667 26.667 20 16.667
Frame당 심벌 수 15 15 20 24
Frame길이(ms) 400
상기 표 1에 나타난 바와 같이, DRM은 Robustness모드에 따라 OFDM 파라미터가 및 OFDM 심벌의 길이가 상이하고, DRM 신호의 프레임 길이는 모두 400ms로 고정(표준화)되어 있으며, 400ms단위로 Frame동기 및 FAC(Fast Access Channel)가 디코딩 된다.
따라서, sampling Rate가 48KHz인 경우 N개의 주파수 대역 신호를400ms단위를 15개로 나눈 26,6667ms동안 1280개의 샘플링 데이터를 수집할 수 있으며, 입력된 샘플을 주파수 및 시간을 나눠 각각의 신호를 검사할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법에서는 400ms의 프레임 길이를 갖는 상기 DRM 신호가 400ms 마다 수신되는 FAC(Fast Access Channel) 데이터의 수신 시점마다 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행될 수 있도록, 상기 샘플링 시간은 26.667ms로 설정되고, 상기 샘플링 과정은 15회 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
샘플링 시간(26.667ms) 동안의 수집되는 fn의 Baseband 신호는 다음과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112019126398429-pat00001
여기서,
Figure 112019126398429-pat00002
는 RF Tuner로부터 들어오는 fn의 신호이고,
Figure 112019126398429-pat00003
은 f n의 신호의 주파수 오프셋이고,
Figure 112019126398429-pat00004
는 RF Tuner로부터 들어오는 f n의 신호의 Baseband 신호로 정의될 수 있다.
또한, 상술한 슬라이딩 샘플링 단계(S10)에서 동시에 샘플링 할 수 있는 최대 주파수의 수 N은 다음과 같이 산출될 수 있다.
[수학식 2]
-
Figure 112019126398429-pat00005
여기서,
Figure 112019126398429-pat00006
은 물리적으로 RF튜너의 대역폭에 들어갈 수 있는 DRM 신호의 수이고,
Figure 112019126398429-pat00007
은 fn에 있는 신호 처리하는데 걸리는 시간으로 정의될 수 있다.
데이터 저장 단계(S20)에서는 상기 슬라이딩 샘플링 단계(S10)에서 수집된 상기 샘플링 데이터를 주파수 대역별로 임시 저장할 수 있다.
이때, 데이터 저장 단계(S20)에서는 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 주파수 대역별로 수집되는 샘플링 데이터를 주파수 크기별로 순차적으로 신호 처리하여 중간 결과를 상기 DRM 수신기에 구비된 메모리에 임시 저장하하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 오디오와 데이터를 포함하는 MSC(Main Service Channel)에 할당된 메모리 영역을 상기 샘플링 데이터를 저장하기 위한 영역으로 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
DRM 신호는, 수신기에서 요구되는 동기 정보와 전송 채널과 관련된 정보를 포함하는 FAC(Fast Access Channel), MSC의 채널 부호화 파라미터, 오디오 및 데이터 신호의 다중화 구조에 대한 정보를 포함하는 SDC(Service Description Channel), 오디오와 데이터를 포함하는 MSC(Main Service Channel) 등과 같은 데이터를 포함할 수 있으며, DRM 수신기는 각 데이터를 디코딩하기 위한 메모리 영역을 할당할 수 있다.
이때, DRM 수신기는 방송 채널의 검색 시에는 오디오를 디코딩할 필요가 없으며, FAC 및 SDC만 디코딩 하면 되기 때문에 MSC 디코딩을 위한 버퍼 메모리가 사용되지 않는다.
이러한 경우, DRM 수신기는 26.667ms신호 처리의 중간 결과정보를 MSC 디코딩에 할당된 메모리 영역에 할당함으로써, 여러 슬라이딩 된 각 신호의 상태 및 메모리 버퍼는 추가적인 메모리 활당없이, MSC를 위한 영역을 활용함으로써, 메모리 사용량을 최소한으로 할 수 있다.
신호 검출 단계(S30)는 상기 데이터 저장 단계에서 임시 저장된 주파수 대역별 샘플링 데이터를 기초로 주파수 대역별 신호 검출 여부를 판단한다.
구체적으로, 신호 검출 단계에서는 상기 메모리에 임시 저장된 주파수 대역별 신호처리 결과를 자기 유도(auto-correlation)를 통해 상기 DRM 신호의 파라미터 특성을 검출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, fn의 신호처리 블록은 도 3에 도시된 바와 같이 신호 검색 및 Robustness Mode를 판별하기 위한 블록으로, 수신신호에서 auto-correlation을 하는 블록이며 아래처럼 구성되어 있다.
그리고, 자기 상관 과정을 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
[수학식 3]
Figure 112019126398429-pat00008
여기서,
Figure 112019126398429-pat00009
은 mode M에서OFDM심벌의 Guide Interval 길이이고,
Figure 112019126398429-pat00010
은 mode M에서 OFDM심벌의 FFT길이를 의미한다.
도 4는 신호 검출 과정에서 DRM 신호가 검출되지 않은 경우의 일 예가 도시된 도면으로, DRM 수신기는 400ms동안 신호가 검출되지 않은 것으로 확인되면 다음 수신되는 DRM 신호에 포함된 FAC를 수신하여 다음 신호에서의 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법을 재수행할 수 있다.
도 5는 신호 검출 과정에서 특정 주파수 대역에서 DRM 신호가 검출된 것으로 판단된 제1 예가 도시된 도면으로, 1 차적으로 fN에 신호 검출 이후, DRM AM의 OFDM 심벌 동기 및 프레임 동기를 진행한다.
또한, FAC Decoding을 통하여 신호 검출의 False Alarm을 확인하여 FAC CRC Error가 나는 경우, 주파수 fN에 DRM AM신호가 있다고 판단한 것을 거짓으로 판단할 수 있다. 최종적으로 N개의 신호에 DRM AM이 없다고 판단되면, 다음 N개 주파수의 DRM AM 신호 검사 준비할 수 있다.
도 6은 신호 검출 과정에서 특정 주파수 대역에서 DRM 신호가 검출된 것으로 판단된 제2 예가 도시된 도면으로, 도 5에서와 유사하게 1차적으로 fn에 신호 검출 이후, DRM AM의 OFDM 심벌 동기 및 프레임 동기를 진행한다.
이 과정에서, FAC Decoding에서 CRC Error가 나지 않는 경우, 신호가 있다고 판단하여 SDC를 디코딩하여 서비스 리스트를 구성하고 서비스 리스트 구성이후, 다음N개 주파수 신호 검사 준비한다.
따라서, 본 발명에 따른 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법을 이용하게 되면 RF 튜너를 통해 수집되는 복수의 DRM 신호를 동시에 샘플링함으로써 하나의 RF 튜너를 이용하더라도 DRM의 채널 검색에 소요되는 시간을 비약적으로 단축시킬 수 있으며, 신호 처리된 샘플링 데이터의 임시 저장 과정에서 사용되지 않은 메모리를 신호의 임시 저장을 위한 메모리 영역으로 할당함으로써 데이터 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
주의 - 본 특허는 "2019년 ICT혁신기업기술개발지원사업 - 운전자 지향형 차세대 차량용 DRM 인포테인먼트 솔루션 개발" 지원으로 출원됨.
S10: 슬라이딩 샘플링 단계
S20: 데이터 저장 단계
S30: 신호 검출 단계

Claims (2)

  1. 단일 DRM(Digital Radio Mondiale) 수신기에 주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 스캐닝하여 DRM 방송 채널을 검색하는 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법에 있어서,
    주파수 대역별로 수신된 복수의 DRM 신호를 시간축 및 주파수축을 따라 슬라이딩 이동하면서 샘플링 데이터를 수집하는 슬라이딩 샘플링 단계;
    상기 슬라이딩 샘플링 단계에서 수집된 상기 샘플링 데이터를 주파수 대역별로 임시 저장하는 데이터 저장 단계; 및
    상기 데이터 저장 단계에서 임시 저장된 주파수 대역별 샘플링 데이터를 기초로 주파수 대역별 신호 검출 여부를 판단하는 신호 검출 단계를 포함하고,
    상기 슬라이딩 샘플링 단계는,
    상기 DRM 신호의 프레임 길이를 기초로 설정되는 샘플링 시간동안 상기 DRM 수신기의 RF 튜너를 통해 주파수 대역별로 동시에 수신되는 복수의 DRM 신호를 주파수 크기에 따라 순차적으로 샘플링하고, 상기 샘플링 과정을 N회 반복 수행하여 샘플링 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하되,
    400ms의 프레임 길이를 갖는 상기 DRM 신호가 400ms 마다 수신되는 FAC(Fast Access Channel) 데이터의 수신 시점마다 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행될 수 있도록, 상기 샘플링 시간은 26.667ms로 설정되고, 상기 샘플링 과정은 15회 반복 수행하는 것을 특징으로 하고,
    상기 데이터 저장 단계는,
    상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 주파수 대역별로 수집되는 샘플링 데이터를 주파수 크기별로 순차적으로 신호 처리하여 중간 결과를 상기 DRM 수신기에 구비된 메모리에 임시 저장하되,
    상기 임시 저장하는 것은, 상기 슬라이딩 샘플링 단계가 수행되는 동안, 오디오와 데이터를 포함하는 MSC(Main Service Channel)에 할당된 메모리 영역을 상기 샘플링 데이터를 저장하기 위한 영역으로 할당하는 것을 특징으로 하고,
    상기 신호 검출 단계는,
    상기 메모리에 임시 저장된 주파수 대역별 신호처리 결과를 자기 유도(auto-correlation)를 통해 상기 DRM 신호의 파라미터 특성을 검출하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 스캔 기법을 이용한 DRM 신호 검출 방법.
  2. 삭제
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