KR20020026949A - 소스 코드내의 오디오 데이터 준비 방법과, 이를 위한송신기 및 수신기 - Google Patents

소스 코드내의 오디오 데이터 준비 방법과, 이를 위한송신기 및 수신기 Download PDF

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Abstract

유효 신호 소스(1)의 오디오 데이터는 메인 데이터 스트림(HD)과 2 차 데이터 스트림(ZD)으로 분리(2)된다. 메인 데이터 스트림(HD)은 적어도 하나의 유효 신호 소스(1)의 이해할 수 있는 재생을 위해 필요한 정도의 정보를 포함한다. 메인 데이터 스트림과 2 차 데이터 스트림은 프리세팅된 채널 속성내에서 서로 다른 채널(K1,K2)로 전송된다. 프리세팅된 채널 범위의 내에 있는 오디오 신호의 재생 품질의 향상이 가능하다.

Description

소스 코드내의 오디오 데이터 준비 방법과, 이를 위한 송신기 및 수신기 {METHOD FOR PREPARING AUDIO DATA IN SOURCE CODE AND TRANSMITTER AND RECEIVER FOR SAME}
디지털 오디오 데이터를 특히 9 또는 10 kHz(미국에서는 중파)의 폭을 가진 채널을 포함한 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 중파 및 장파 및 단파로 전송하기 위해, DRM(Digital Radio Mondiale)-컨소시엄 내에 3 개의 상이한 송신 시스템이 발생된다. 상기 모든 시스템은 전송을 위해 종래의 AM-채널을 사용한다. T2M-방식에서 부반송파 당 디지털 정보는 송신기의 NF-입력부에 결합될 수 있고, 아날로그 신호에 대해 병렬로 전송될 수 있다 (Funkschau 논문 14,1998, 페이지 44-46). Skywave-2000-방식은 QAM과 결합된 TCM(Trellis-Code-Modulation) 변조 방식을 포함하는 멀티-반송파 방식을 사용한다 (Conference Paper of the 51st Broadcast Engineering Conference, NAB 97, 27-48 페이지, Progress Towards the Developement of Digital Modulation in the Longwave, Mediumwave AndShortwave Bands; IBE, Transmission Engeneering, 1999년 3월, 53 및 54 페이지).
본 발명은 특히 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 전송하기 위해, 적어도 하나의 유효 신호 소스의 소스 코딩된 오디오 데이터를 송신측 또는 수신측에서 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오디오 데이터의 송신- 및 수신측 처리를 나타내는 도면.
도 2는 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널의 도면.
도 3은 양품질의 재생을 위한 수신기에 의한 본 발명에 따른 오디오 데이터의 송신- 및 수신측 처리를 나타내는 도면.
도 4는 스테레오 신호의 처리를 나타내는 도면.
도 5는 기본 층 및 확대 층에 있는 오디오 데이터의 분리 및 통합을 위한 조합을 도시하는 도면.
청구항에 따른 조치에 따라, 서두에 언급된 방법에서 와는 달리 프리세팅된 채널 속성범위에서 벗어날 필요 없이 품질의 저하없는 복잡한 코딩만을 감수함으로써, 예컨대 사운드 품질과 같은 재생 품질이 상승될 수 있다. 본 발명에 따른 해결책에서, 채널 속성 범위 내에 있는 상이한 채널 내에 흐르는 메인 데이터 스트림 및 적어도 하나의 2차 데이터 스트림의 연결에 의해 수신측 유효 데이터율이 상승될 수 있으므로, 종래의 방법에 비해 품질의 향상이 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 더 간단한 수신기에 의해 메인 데이터 스트림만을 복조하여 디코딩하는 것이 가능하며, 이것은 대략 24 킬로비트(kilobit)/s 의 더 낮은 비트율을 가진 이해할 수 있는 재생을 야기한다. 더 높은 재생 품질을 가진 수신기가 유효 신호의 메인 데이터 스트림과 적어도 하나의 2차 데이터 스트림을 복조 및 디코딩하고, 상기 2 개의 데이터 스트림을 연결시킴으로써 더 높은 재생 품질이 형성된다.
DVB 신호에서 기본 층과 확대 층으로의 분리가 이루어진다. 그러나 상기 층은 동일한 채널에서 전송된다. 본 발명과는 달리 더 간단한 수신기는 전체 데이터 스트림을 수신해야만 하고, 그 후에야 비로소 분리를 실행할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 예컨대 코딩 방해 신호의 축소, 오디오 대역폭의 확대 또는 예컨대 모노에서 스테레오로의 변환과 같은 공간적 청각의 확대와 같은, 재생 품질의 상승을 위해 다수의 조합을 허용한다.
본 발명의 실시예는 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1에 따른 본 발명에 따른 실시예에서, 수신측에서 예컨대 유효 신호 소스(1)의 PCM-데이터가 소스 코더(2)에 의해 코딩된다. 이 경우 코딩된 신호는 메인 데이터 스트림(HD)(기본 층)과 적어도 하나의 2차 데이터 스트림(ZD)(확대 층)으로 분리되고, 즉 상기 실시예에서 소스 코더(2)는 동시에 유효 신호 소스(1)의 오디오 데이터용 분리 장치로서도 작용한다. 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림은 변조 장치(3)에 의해 변조되고, 각각 상이한 채널에, 도 2에 도시된 예컨대 9 kHz의 폭을 가진 AM- 중채널 속성과 같은 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 인접한 채널(K1 및 K2)에 제공된다. 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림이 상이한 채널(K1 및 K2)로 전송되기 위해, 변조 장치(3)에 각각 상기 채널용 반송파 신호가 공급된다. 물론 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 채널들이 인접해서는 안되며, 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 임의의 위치에 제공될 수 있다. 2차 데이터(ZD)용 채널로서 예컨대 디지털 변조시 더 긴 수신 유효 거리 때문에 프로그램을 병렬로 방송하는 자유롭게 형성된 채널이 사용될 수 있고, 또는 다른 서비스(해안 무선, 해상 무선, 항공 무선)를 위해 더 이상 필요하지 않은 채널에 의해 대역이 확대됨으로써 형성된 채널 또는 예컨대 AM-중파 범위(미국에서는 1600 내지 1660kHz) 또는 31,25 및 19-미터-대역의 단파 범위가 확대됨으로써 형성된 채널이 사용될 수 있다.
분리된 채널을 통해 송신된 데이터 스트림은 수신측에서 복조되어 디코딩된다. 도 1에 따른 실시예에서 하나의 기본 수신기(4)가 제공된다. 즉 모듈레이터(5) 및 소스 코더(6)를 이용하여 메인 데이터 스트림(HD)만을 복조하여 디코딩시키는 낮은 재생 품질을 가진 수신기가 제공된다. 이것은 본 발명에 따라 메인 데이터 스트림에 적어도 유효 신호 소스의 이해할 수 있는 재생을 위해 필요한 정도의 유효 신호 소스의 정보가 제공되기 때문에 가능하다. 예컨대 메인 데이터 스트림(HD)에는 유효 신호 소스의 정보가 많이 제공됨으로써, 상기 재생 품질은 AM-채널에서 기존의 재생 품질과 중파, 장파 및 단파에 있어 구별되지 않는다. 즉 수용할 수 있는 음성 이해도가 음악 전송시에는 품질에 손상을 미친다.
도 3에 따른 실시예에서, 송신측에서는 도 1에 따른 실시예에서와 동일한 신호 처리가 이루어지지만, 수신측에서는 더 높은 재생 품질, 예컨대 CD-품질을 가진 수신기(7)가 제공되고, 상기 수신기는 메인 데이터 스트림(HD)과 관련 2차 데이터스트림(ZD)을 복조 장치(8) 및 디코딩 장치(9)를 이용하여 복조하여 디코딩한다. 수신 오디오 신호의 품질 향상을 달성하기 위해, 연결 장치에서 메인 데이터 스트림(HD)과 관련 2차 데이터 스트림(ZD)이 서로 연결된다. 도 3에 따른 실시예에서, 소스 디코딩 장치(9)는 동시에 연결 장치로서 작용한다. 서로 관련된 메인 데이터 스트림과 2차 데이터 스트림의 올바른 연결을 위해, 동일한 유효 신호 소스(프로그램 소스)를 위해 제공된 2차 데이터 스트림(ZD)(확대 층)이 존재하는지의 여부와 어느 주파수, 즉 어느 채널에 존재하는지를 지시하는 시그널링이 송신측에서 메인 데이터 스트림(HD)(기본 층)에 부가된다. 2차 데이터 스트림(ZD)이 어떤 정보를 포함하는지, 그리고 경우에 따라 메인 데이터 스트림(HD)이 어떻게 적어도 하나의 관련 2차 데이터 스트림(ZD)과 연결되는지를 지시하는 2차 정보가 특히 2차 데이터 스트림(ZD)에 부가된다. 상기 시그널링 및/또는 2차 정보의 평가를 위해, 바람직하게 복조 장치에 할당된 평가 장치(10)가 제공된다. 상기 평가 장치(10)는 선택된 신호에 상응하게 연결 장치 또는 소스 디코더(9)를 제어하므로, 관련 메인 데이터 스트림과 2차 데이터 스트림의 연결이 서로 동시에 이루어진다.
물론 높은 재생 품질을 가진 수신기에서는 선택적으로 메인 데이터 스트림(HD)만이 복조되어 디코딩될 수 있으므로, 기본 수신기와 같이 작동될 수 있다.
하기에는 유효 신호 소스의 오디오 데이터의 분리에 대한 실시예 및 메인 데이터 스트림(기본 층)과 2차 데이터 스트림(확대 층)의 가능한 조합에 대한 실시예가 제공된다. 도 2에 따라, 예컨대 채널(K1)에는 메인 데이터 스트림내의 낮은 비트율을 가진 프로그램 소스(유효 신호 소스)의 완전한 모노 오디오-신호가 포함될 수 있고, 채널(K2)에는 상황에 따라 더 높은 비트율을 가진 스테레오 프로그램을 위해 추가로(2차로) 필요한 모든 데이터를 포함하는 2차 데이터 스트림(ZD)이 포함될 수 있다. 2 개의 데이터 스트림으로 분리되는 것은 원칙적으로 MPEG(4)의 스케일러빌리티(scalability)에 의해 구현될 수 있다. 제 1 세대 수신기 및 간단한 바람직한 수신기는 하나의 채널을 복조하고, 하나의 모노 신호를 디코딩해야 한다. 높은 재생 품질을 가진 수신기는 제공된 2 개의 채널(K1 및 K2)을 복조하고, 하나의 스테레오 신호를 디코딩하기 위해 제공된다. 따라서 이것은 하나의 채널의 사용을 2 개의 채널에 적용하는 중요한 시나리오이다. DRM의 도입시 기본 층만을 디코딩하는 수신기가 발생될 수 있다. 이러한 수신기는 확대 층을 포함한 제 2 채널의 그 다음 스타트 이후에도 기본 층을 수신할 수 있다. 스테레오 재생 외에, 메인 데이터 스트림이 적어도 하나의 2차 데이터 스트림과 연결됨으로써, 품질의 향상이 하기의 방법으로 이루어질 수 있다 : 2차 데이터 스트림은 코딩 방해 신호를 축소하고, 2차 데이터 스트림은 오디오 대역폭을 확대한다.
물론 스테레오 재생도 포함된 이러한 품질 향상 조치의 임의적인 조합이 실행될 수 있다.
모노-/스테레오 코딩시 기본 층과 확대 층 사이의 분할에 대한 실시예가 하기와 같이 제공된다:
스테레오 신호를 코딩하기 위해, MPEG(4) 스탠다드에 상이한 방법이 제공된다. 이로 인해 하기의 방법(2 및 3)은 본 발명에 따른 방법에 적합하다.
1. 우측(R) 및 좌측(L) 채널의 코딩.
2. MS 스테레오 코딩 : 합 신호(mid) 및 차 신호(side)가 양자화되기 이전에, 오리지널 신호로부터 형성된다. 이것은 도 3에 도시된다. 상기 mid 신호는 기본 층에 전송되고, 상기 side 신호는 확대 층에 전송된다.
3. 인텐서티(Intensity) 스테레오 : 우측 및 좌측 채널이 서로 분리되지 않고 전송된다. 단 하나의 메인 채널(기본 층) 및 관련 방향 신호(확대 층)만이 전송되고, 상기 신호들로 하나의 스테레오 신호가 형성된다.
가변 비트율을 달성하기 위한 메인 데이터 스트림과 2차 데이터 스트림의 분리 및 조합에 대한 실시예가 도 5에 도시된다. 제 1 채널, 예컨대 K1 에 비트율(x)을 가진 코딩된 신호가 전송된다. 제 2 채널, 예컨대 K2 에 더 높은 비트율에 도달하기 위해 필요한 모든 정보가 전송된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 확대 층에 있는 추가 비트율과 함께, 스테레오 신호와의 조합도 가능하다. 또한 상이한 코더 타입, 즉 기본 층용 CELP-코더 및 확대 층용 AAC(Advanced Audio Coding)-코더에 대한 실시예가 도 5에서 구현된다.
하기의 다른 분리가 추가로 가능하다:
- 기본 층은 상이한 프로그램 소스의 2 개의 오디오 데이터 스트림을 포함한다. 오디오 프로그램의 유효 데이터를 상승시키기 위해, 확대 층은 데이터 스트림을 포함한다.
- 상이한 채널 내에 있는 2 개 또는 다수의 상이한 기본 층이 각각 하나의 오디오 데이터 스트림을 포함한다. 하나의 채널의 확대 층에 2 개 또는 다수의 오디오 데이터 스트림의 추가 유효 데이터가 포함된다.
디지털 변조를 위해 예컨대 QAM-,MPSK- 또는 APSK-방법과 같은 이미 제안된 다수의 방법이 적합하다.

Claims (8)

  1. 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 전송하기 위해, 적어도 하나의 유효 신호 소스의 소스 코딩된 오디오 데이터의 송신측 처리 방법에 있어서,
    - 적어도 하나의 유효 신호 소스(1)의 소스 코딩된 오디오 데이터가 메인 데이터 스트림(HD)과 적어도 하나의 2차 데이터 스트림(ZD)으로 분리되고, 상기 메인 데이터 스트림(HD)에는 적어도 하나의 유효 신호 소스(1)의 이해할 수 있는 재생을 위해 필요한 정도의 정보가 제공되고, 상기 2차 데이터 스트림(ZD)에는 품질 향상을 위한 정보가 제공되고.
    - 상기 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림(HD, ZD)이 변조되어, 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 각 서로 다른 채널(K1,K2)에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 전송하기 위해, 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림(HD, ZD)에 제공된 오디오 데이터의 수신측 처리 방법으로서,
    서로 관련된 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림(HD, ZD)은 각각 적어도 하나의 유효 신호 소스(1)로부터 유래하고, 서로 관련된 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림은 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 각각 상이한채널(K1,K2)에 제공되는 오디오 데이터의 수신측 처리 방법에 있어서,
    - 더 낮은 재생 품질을 가진 수신기(4)에서는 메인 데이터 스트림(HD) 만이 복조되어 디코딩되는 단계,
    - 더 높은 재생 품질을 가진 수신기(7)에서는 선택적으로 단지 메인 데이터 스트림(HD)만이 복조되어 디코딩되고, 또는 메인 데이터 스트림(HD) 및 적어도 하나의 관련 2차 데이터 스트림(ZD)이 복조되어 디코딩되고, 서로 관련되어 복조되어 디코딩된 데이터 스트림은, 적어도 하나의 유효 데이터 소스(1)에 대한 재생 품질이 상승하는 방식으로 서로 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 동일한 유효 신호 소스(1)를 위해 제공된 2차 데이터 스트림(ZD)이 존재하는지의 여부 및 어느 채널에 존재하는지를 지시하는 시그널링이 송신측에서 상기 메인 데이터 스트림(HD)에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 데이터 스트림(ZD)이 어떤 정보를 포함하는지, 그리고 경우에 따라 메인 데이터 스트림(HD)이 어떻게 적어도 하나의 관련 2차 데이터 스트림(ZD)과 연결되는지를 지시하는 2차 정보가 특히 2차 데이터 스트림(ZD)에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 관련 메인 데이터스트림(HD)과 2차 데이터 스트림(ZD)의 연결은 하기의 기준들, 즉,
    - 코딩 방해 신호의 축소,
    - 오디오 데이터의 재생을 위한 대역폭의 확대,
    - 스테레오 신호의 발생 중 적어도 하나에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 유효 신호 소스(1)의 소스 코딩된 오디오 데이터를 메인 데이터 스트림 및 적어도 하나의 2차 데이터 스트림(HD, ZD)으로 분리하기 위해, MPEG(4) 데이터 스트림의 스케일러빌리티(scalability)가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 전송하기 위해, 적어도 하나의 유효 신호 소스(1)의 소스 코딩된 오디오 데이터를 처리하기 위한 송신기에 있어서,
    - 유효 신호 소스(1)의 오디오 데이터를 메인 데이터 스트림(HD)과 적어도 하나의 2차 데이터 스트림(ZD)으로 분리하기 위한 분리 장치(2)를 포함하고,
    - 상기 메인 데이터 스트림과 2차 데이터 스트림의 변조를 위한 변조 장치(3)를 포함하고, 서로 관련된 메인 데이터 스트림과 2차 데이터 스트림이 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 상이한 각 채널로 전송될 수 있는 방식으로 상기 변조 장치(3)에 특히 반송파 신호가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 송신기.
  8. 프리세팅된 채널 속성 범위 내에 있는 AM-채널을 통해 전송하기 위해, 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림에 제공된 소스 코딩된 오디오 데이터를 수신측에서 처리하기 위한 수신기에 있어서,
    - 적어도 메인 데이터 스트림(HD)을 위한 복조 장치(5,8) 및 디코딩 장치(6,9)를 포함하고,
    - 시그널링 및 경우에 따라 2차 정보용 평가 장치(10)를 포함하고, 상기 시그널링은 메인 데이터 스트림(HD)에 할당된 2차 데이터 스트림(ZD)이 어느 채널에 제공되는가를 지시하고, 그리고 경우에 따라 제공된 2차 정보는 2차 데이터 스트림(ZD)이 어떤 정보를 포함하는지, 그리고 메인 데이터 스트림(HD)과 적어도 하나의 2차 데이터 스트림(ZD)이 수신측에서 어떻게 연결되는가를 지시하고,
    - 평가 장치(10)에 의해 제어될 수 있는, 서로 관련된 메인 데이터 스트림 및 2차 데이터 스트림용 연결 장치(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
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