KR20010082946A - 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법 - Google Patents

차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3가지 음성 코딩 알고리즘을 탑재한 디지털 신호 처리기(DSP : Digital Signal Processor) 모듈의 ST-BUS를 이용하여 디지털 신호 처리기 칩에 로딩된 음성 코딩 알고리즘의 기능 및 성능을 실시간으로 시험토록 한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 전화기를 통해 음성을 입력하고, PSTN 인터페이스 카드에서 상기 전화기를 통해 입력된 아날로그 음성을 PCM 데이터로 변환하여 STBA 보드와 연결된 STBA 백보드에 전송해주며, STBA 백보드에서 전송된 PCM 데이터를 DSP 칩내 데이터 및 클럭 신호를 입출력하는 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)로 전송하고, 상기 McBSP에서 전송된 PCM 데이터를 EVRC 인코더로 전달해준다. 상기 EVRC 인코더에서 전송된 PCM 데이터를 부호화하고, 루프백 기능을 이용하여 상기 부호화한 음성 데이터를 EVRC 디코더로 전달해주며, EVRC 디코더에서 전달되는 음성 데이터를 복조하여 PCM 데이터로 상기 McBSP로 전달하고, 상기 McBSP에서 전달되는 PCM 데이터를 STBA 백보드로 전달해준다. STBA 백보드에서 ST-BUS를 통해 상기 PSTN 인터페이스 카드에 복조된 PCM 데이터를 전송해주며, PSTN 인터페이스 카드에서 전달되는 PCM 데이터를 아날로그 음성으로 변환하여 상기 전화기로 전송해주고, 전화기에서 전송되는 음성을 수화기를 통해 외부로 송출해주고, 상기 시험자는 상기 수화기를 통해 송출되는 음성을 청취하여 보코더의 성능을 판단한다.

Description

차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법{Method for testing vocoder performance of the inside base station controller in IMT-2000 system}
본 발명은 차세대 이동통신 시스템(IMT-2000 시스템)에서 제어국내 보코더의 성능 시험에 관한 것으로, 특히 3가지 음성 코딩 알고리즘을 탑재한 디지털 신호 처리기(DSP : Digital Signal Processor) 모듈의 ST-BUS를 이용하여 디지털 신호 처리기 칩에 로딩된 음성 코딩 알고리즘의 기능 및 성능을 실시간으로 시험토록 한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차세대 이동통신 시스템으로 대두되는 IMT-2000 시스템의 제어국에는, 음성 신호를 처리하는 셀렉터 및 트랜스코더 보드 어셈블리(Selector & Transcoder Board Assembly : STBA)(일명, "보코더"라고 호칭됨) 보드가 있다.
상기 STBA 보드에는 DSPM6202 하드웨어 모듈이 있고, 그 하드웨어 모듈 내에는 다시 TI사의 TMS320C6202를 DSP 칩으로 사용하고, CS-ACELP(Conjugate Structure-Algebraic Code Excited Linear Prediction), EVRC(Enhanced Variable Rate Codec), QCELP(Qualcomm CELP) 등의 3가지의 음성 코딩 알고리즘이 탑재되며, 최대 30채널의 음성 신호를 처리(부호화 및 복호화)하는 역할을 한다.
이러한 기능을 수행하는 DSPM6202 하드웨어 모듈을 크게 나누면, DSP 칩인 TMS32C6202 4개와 각각의 TMS32C6202에 연결된 4개의 부트 메모리, STBA 보드와 DSPM6202간 데이터 교환을 위한 DPRAM, ST-BUS 인터페이스, DSPM6202의 전반적인 제어신호를 생성하는 PLD 로직 등으로 구성되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 STBA보드에서 종래에는 자동으로 보코더 성능 및 기능을 테스트하는 장치 및 방법이 없었으며, 단지 운용자가 수동으로 인코더나 보코더를 개별적으로 테스트하여 해당 모듈이 정상적으로 동작하는 지만을 확인하였다.
따라서 이러한 경우 각각의 하드웨어를 운용자가 직접 수동으로 테스트해야 하므로, 테스트 시간도 많이 걸리고 또한 인력도 낭비하는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 STBA 테스트의 어려움을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은, 3가지 음성 코딩 알고리즘을 탑재한 디지털 신호 처리기(DSP : Digital Signal Processor) 모듈의 ST-BUS를 이용하여 디지털 신호 처리기 칩에 로딩된 음성 코딩 알고리즘의 기능 및 성능을 실시간으로 시험토록 한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
보코더 테스트시 보코더에 음성을 입력하고 복조된 음성을 청취하기 위한 실험용 전화기와, 상기 전화기와 STBA 보드간의 데이터를 인터페이스 해주는 PSTN 인터페이스 카드와, 실험 대상인 STBA 보드를 구비하고, 상기 전화기와 PSTN 인터페이스 카드 및 STBA 보드를 상호 연결한 상태에서,
전화기를 통해 음성을 입력하고, PSTN 인터페이스 카드에서 입력된 아날로그음성을 PCM 데이터로 변환하여 상기 STBA 보드와 연결된 STBA 백보드에 전송한다. STBA 백보드에서는 전송된 PCM 데이터를 DSP 칩내 데이터 및 클럭 신호를 입출력하는 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)로 전송하고, 상기 McBSP에서는 전송된 PCM 데이터를 EVRC 인코더로 전달한다. EVRC 인코더는 전송된 PCM 데이터를 부호화 하게 되고, 루프백 기능을 이용하여 상기 부호화한 음성 데이터를 EVRC 디코더로 전달한다. EVRC 디코더는 전달되는 음성 데이터를 복조하여 PCM 데이터로 상기 McBSP로 전달하고, 상기 McBSP는 전달되는 PCM 데이터를 STBA 백보드로 전달한다. STBA 백보드에서는 ST-BUS를 통해 상기 PSTN 인터페이스 카드에 복조된 PCM 데이터를 전송해주게 되고, PSTN 인터페이스 카드에서는 전달되는 PCM 데이터를 아날로그 음성으로 변환하여 상기 전화기로 전송해준다. 전화기는 전송되는 음성을 수화기를 통해 외부로 송출해주게 되고, 시험자는 상기 수화기를 통해 송출되는 음성을 청취한 후 보코더의 성능을 판단하게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험 방법이 적용되는 제어국내 보코더와 그 주변 장치의 개략 구성도이고,
도 2는 도 1의 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)와 셀렉터 및 트랜스코더 보드 어셈블리간의 PCM 데이터 인터페이스 관계를 보인 도면이고,
도 3은 본 발명에서 사용되는 ST-BUS 신호 생성 타이밍을 보인 도면이고,
도 4는 본 발명에 의한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험 방법을 보인 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전화기 20 : PSTN 인터페이스 카드
30 : STBA 보드 31 : STBA 백보드
32 : DSP 칩 41 : McBSP
42 : EVRC 인코더 43 : EVRC 디코더
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 차세대 이동통신 시스템의 제어국내 보코더 성능 시험 방법이 적용되는 보코더 및 그 주변 장치의 구성을 보인 도면이다.
여기서, 참조부호 10은 실험용 음성을 STBA 보드로 전송하고, 그 STBA 보드에서 전송된 음성을 외부로 송출해주기 위한 전화기를 나타내고, 참조부호 20은 상기 전화기(10)에서 송출된 아날로그 음성은 64Kbps PCM 디지털 데이터로 변환하여 상기 STBA 보드(30)내 STBA 백보드(31)로 전송하고, 그 STBA 백보드(31)에서 얻어지는 64Kbps PCM 디지털 데이터는 아날로그 음성으로 변환하여 상기 전화기(10)로 전송해주는 PSTN 인터페이스 카드를 나타낸다.
또한, 참조부호 31은 상기 PSTN 인터페이스 카드(20)와 상기 STBA 보드(30)간의 데이터를 ST-BUS를 통해 인터페이스 해주는 STBA 백보드를 나타내고, 참조부호 30은 입력 음성을 부호화 또는 복호화하여 처리하는 보코더인 STBA 보드를 나타낸다.
여기서 STBA 보드(30)는, 음성 데이터를 부호화 또는 복호화하는 DSP칩(32)과, 듀얼 포트 램(33)(DPRAM)과, 음성 데이터의 송신 및 수신을 제어하고, 부호화 및 복호화를 제어하는 마이크로 프로세서(34)와, 상기 STBA 백보드(31)와 연결되어 ATM 패킷 데이터를 인터페이스하는 CUBIT(35)로 구성된다.
또한, 상기 DSP칩(32)내에는 클럭, 시그널, 데이터 입, 출력을 위한 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)(41)와, 음성 데이터를 부호화하는 EVRC 인코더(42)와, 음성 데이터 복호화를 위한 EVRC 디코더(43)로 구성된다.
여기서 DSP 칩(32)내 McBSP(41)와 STBA 보드(30)간의 PCM 데이터 인터페이스 관계를 첨부한 도면 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
PCM 데이터 인터페이스는 DSPM6202 모듈과 STBA 보드(30)를 경유한 백보드의 ST-BUS를 통하여 A-Law PCM 데이터를 교환할 때 사용된다. ST-BUS는 30채널의 A-Law PCM 음성 데이터를 갖는 E1 채널이다. DSPM6202 모듈에 장착된 DSP칩(32)은 3개의 McBSP(Multi0channel Buffered Serial Port)인 McBSP0, McBSP1, McBSP2를 제공하는 데, 이 중에서 ST-BUS 접속용으로는 McBSP0을 사용한다. 도 1에서 McBSP(41)는 상기 McBSP0을 나타낸다. ST-BUS에 사용되는 클럭(2.048Mhz)과 프레임 동기 신호(FS#)는 모드 백보드(31)쪽에서 제공하여 DSPM6202로 공급한다.
상기 ST-BUS 신호에 대한 타이밍 다이어그램은 첨부한 도면 도 3과 같다.
ST-BUS 인터페이스를 통해서 데이터를 주고받기 위해서는 기본적으로 도 3c와 같은 2.048Mhz의 클럭 신호(C2I), 도 3d와 같은 프레임 동기 신호(FS0), 도 3e와 같은 송신 데이터 신호(TX), 도 3f와 같은 수신 데이터 신호(RX)가 연결된다.
그런데, 백보드(31)에서는 도 3a와 같은 4.096Mhz의 신호(C4I#)와 도 3b와 같은 프레임 동기 신호(FS#)만을 제공하므로, McBSP(41)에서 요구하는 클럭과 동기신호와는 맞지 않는다.
따라서 DSPM6202 모듈에 실장된 PLD에서 2.048Mhz 신호인 C2I와 McBSP(41)에서 요구하는 프레임 동기 신호를 만들어야 한다.
도 3을 보면, FS# 신호는 C4I# 신호의 상승-에지(rising-edge)에서 변하며, 4.096Mhz의 한 주기 폭으로 8Khz를 갖는다. 송신 데이터나 수신 데이터의 선두 비트인 비트 7은 FS# 신호의 활성 구간의 중간 위치에서부터 시작한다. 이를 토대로 C6202의 요구에 맞는 C2I신호와 FS0신호를 생성하려면, FS0신호는 송신 데이터의 선두 비트가 시작되는 시점에서 액티브되어 반 비트 구간 동안만 액티브 상태를 유지하여야 한다. 2.048Mhz 클럭 신호인 C2I 신호는 FS0이 토글되는 시점에세 상승-에지가 되도록 설계한다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어지는 제어국내 보코더의 성능을 테스트하는 방법을 설명한다.
첨부한 도면 도 4는 본 발명에 의한 제어국내 보코더의 성능 시험 방법을 보인 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 전화기를 통해 음성을 입력하는 단계(S101)와, PSTN 인터페이스 카드에서 입력된 아날로그 음성을 PCM 데이터로 변환하여 STBA 보드와 연결된 STBA 백보드에 전송하는 단계(S102 ~ S103)와, STBA 백보드에서 전송된 PCM 데이터를 DSP 칩내 데이터 및 클럭 신호를 입출력하는 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)로 전송하는 단계(S104)와, 상기 McBSP에서는 전송된 PCM 데이터를 EVRC 인코더로 전달하는 단계(S105)와, EVRC 인코더는 전송된 PCM 데이터를 부호화하게 되고, 루프백 기능을 이용하여 상기 부호화한 음성 데이터를 EVRC 디코더로 전달하는 단계(S106)와, EVRC 디코더는 전달되는 음성 데이터를 복조하여 PCM 데이터로 상기 McBSP로 전달하는 단계(S107)와, 상기 McBSP는 전달되는 PCM 데이터를 STBA 백보드로 전달하는 단계(S108)와, STBA 백보드에서는 ST-BUS를 통해 상기 PSTN 인터페이스 카드에 복조된 PCM 데이터를 전송해주는 단계(S109)와, PSTN 인터페이스 카드에서는 전달되는 PCM 데이터를 아날로그 음성으로 변환하여 상기 전화기로 전송해주는 단계(S110)와, 전화기는 전송되는 음성을 수화기를 통해 외부로 송출해주는 단계(S111)와, 시험자는 상기 수화기를 통해 송출되는 음성을 청취한 후 보코더의 성능을 판단하는 단계(S112)로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 보코더 성능 시험 방법은, 먼저, 단계S101에서 시험자는 전화기(10)를 통해 음성을 입력한다.
이렇게 입력되는 아날로그 음성은 PSTN 인터페이스 카드(20)로 전달되며, 단계 S102에서 상기 PSTN 인터페이스 카드(20)는 전달되는 아날로그 음성 신호를 64Kbps PCM 디지털 데이터로 변환을 하고, 단계 S103에서 상기 변환한 PCM 데이터를 ST-BUS를 통해 STBA 백보드(31)로 전송한다.
단계 S104에서 상기 STBA 백보드(31)는 전달되는 PCM 데이터를 DSP칩(32)내의 데이터 입, 출력 수단인 McBSP(41)로 전송해주게 되고, 단계 S105에서 상기 McBSP(41)는 전송된 PCM 데이터를 EVRC 인코더(42)로 전송한다.
단계 S106에서 상기 EVRC 인코더(42)는 전송된 PCM 데이터를 부호화하게 되고, 루프백 기능을 통해 부호화한 음성 데이터를 EVRC 디코더(43)로 전달해준다. 여기서 통상적인 경우에는 EVRC 인코더(42)에서 인코딩된 데이터는 듀얼 포트 램(33), 마이크로 프로세서(34), CUBIT(35)를 순차 통해 패킷 데이터로 다른 통신망에 전송되지만, 시험 기능 선택시에는 상기 마이크로 프로세서(34)의 제어에 의해 루프백 기능이 활성화되어 상기 EVRC 인코더(42)에서 인코딩된 음성 데이터는 바로 EVRC 디코더(43)로 전달된다.
아울러 단계 S107에서 상기 EVRC 디코더(43)는 전달되는 부호화된 음성 데이터를 복조하여 PCM 데이터로 복원하게 되며, 이렇게 복원된 PCM 데이터를 상기 McBSP(41)로 전달한다.
그리고 단계 S108에서 상기 McBSP(41)는 전달되는 복원된 PCM 데이터를 상기 STBA 백보드(31)로 전달해주며, 단계 S109에서 상기 STBA 백보드(31)는 전달되는PCM 데이터를 상기 ST-BUS를 통해상기 PSTN 인터페이스 카드(20)로 전송해준다.
단계 S110에서 상기 PSTN 인터페이스 카드(20)는 전달되는 64Kbps PCM 데이터를 다시 아날로그 음성 신호로 변환을 하여 상기 전화기(10)에 전송해주게 되며, 단계 S111에서 상기 전화기(10)는 전달되는 아날로그 음성신호를 수화기를 통해 외부로 송출해준다.
그러면 단계 S112에서 시험자는 상기 수화기를 통해 송출되는 음성 신호를 청취하고, 보코더의 기능 및 성능을 판단하게 된다.
여기서, 상기 수화기에서 송출되는 음성은 시험자가 시험을 위해 최초로 입력한 음성이 되며, 상기 수화기를 통해 송출되는 음성은 인코더, 또는 디코더의 알고리즘에 의해 처리된 음성 신호이므로, 시험자는 그 송출되는 음성의 상태로 보코더의 성능을 판단할 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명 " 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험 방법"에 따르면, DSP칩에 탑재된 3가지 음성 코딩 알고리즘의 기능 및 성능을 실제 음성 신호를 이용하여 실시간으로 시험할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 보코더 테스트시 보코더에 음성을 입력하고 복조된 음성을 청취하기 위한 실험용 전화기와, 상기 전화기와 STBA 보드간의 데이터를 인터페이스 해주는 PSTN 인터페이스 카드와, 실험 대상인 STBA 보드를 구비한 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험 방법에 있어서,
    시험자가 상기 전화기를 통해 음성을 입력하는 단계와;
    상기 PSTN 인터페이스 카드에서 상기 전화기를 통해 입력된 아날로그 음성을 PCM 데이터로 변환하여 상기 STBA 보드와 연결된 STBA 백보드에 전송해주는 단계와;
    상기 STBA 백보드에서 전송된 PCM 데이터를 DSP 칩내 데이터 및 클럭 신호를 입출력하는 멀티-채널 버퍼 직렬 포트(McBSP)로 전송하고, 상기 McBSP에서 전송된 PCM 데이터를 EVRC 인코더로 전달해주는 단계와;
    상기 EVRC 인코더에서 전송된 PCM 데이터를 부호화하고, 루프백 기능을 이용하여 상기 부호화한 음성 데이터를 EVRC 디코더로 전달해주는 단계와;
    상기 EVRC 디코더에서 전달되는 음성 데이터를 복조하여 PCM 데이터로 상기 McBSP로 전달하고, 상기 McBSP에서 전달되는 PCM 데이터를 STBA 백보드로 전달해주는 단계와;
    상기 STBA 백보드에서 ST-BUS를 통해 상기 PSTN 인터페이스 카드에 복조된 PCM 데이터를 전송해주는 단계와;
    상기 PSTN 인터페이스 카드에서 전달되는 PCM 데이터를 아날로그 음성으로 변환하여 상기 전화기로 전송해주는 단계와;
    상기 전화기에서 전송되는 음성을 수화기를 통해 외부로 송출해주고, 시험자는 상기 수화기를 통해 송출되는 음성을 청취하여 보코더의 성능을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차세대 이동통신 시스템에서 제어국내 보코더 성능 시험방법.
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