KR20050062866A - 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 ｄａｇｃ 이득 계산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 멀티미디어 방송 수신기에 관한 것으로, 특히 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법은 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 규격에 따른 시간영역의 신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위한 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법은, 상기 시간영역 신호의 평균 파워를 계산하는 한편, 이 시간영역 신호를 FFT 프로세서에도 입력시키는 단계와, 상기 계산된 시간영역 신호의 평균 파워와 기준 파워를 비교하여 이득값을 추출하는 단계와, 상기 추출된 이득값을 상기 FFT 프로세서를 통해 출력되는 주파수영역 신호의 파워에 곱하므로 기준 파워에 맞추는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

디지털 멀티미디어 방송 수신기의 ＤＡＧＣ 이득 계산 방법{Method for calculation gain DAGC of DMB receiver}

본 발명은 디지털 멀티미디어 방송에 관한 것으로, 특히 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법에 관한 것이다.

일반적으로 방송의 디지털화는 기존의 아날로그 라디오 방송에도 영향을 주어 디지털 라디오 방송의 도래를 앞당겼다. 또한 기존의 음성 라디오 서비스뿐만 아니라 데이터 전송과 멀티미디어 서비스를 포괄하는 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting : DMB)이 가능해졌다. 디지털 멀티미디어 방송은 전송 채널상의 잡음과 왜곡에 강인하고, 전송효율이 높을 뿐 아니라 다양한 멀티미디어 서비스를 가능하게 하는 장점을 가지고 있다.

현재 한국에서 채택된 디지털 멀티미디어 방송(DMB)은 유럽의 지상파 라디오 표준으로 채택된 Eureka-147 디지털 라디오 방송(DAB)에 기반하고 있으며, 멀티미디어 방송 성능을 향상시키기 위해 추가된 것은, 전송 채널상 발생할 수 있는 연집에러(Burst Error)에 강인한 RS 코드(Reed-Solomon Code)와 길쌈 인터리버(Convolutional Interleaver)이다.

상기 추가된 두 블록은 송신기에서 DAB 앙상블(Ensemble) 입력 신호에 대해 적용하며, 이동 수신환경에서도 비디오 서비스가 가능할 만큼 충분히 낮은 에러율을 제공한다.

상기 DMB 방송의 전송채널은 무선 이동수신 채널로서, 수신신호의 크기(Amplitude)가 시변(Time-Varying)할 뿐만 아니라, 이동 수신기의 영향으로 수신 신호 스펙트럼(Spectrum)의 도플러 확산(Doppler Spreading)이 발생한다.

또한, DMB 전송 신호는 종래 아날로그 라디오 방송 신호에 비해 매우 작은 신호 세기로 전송되며 도심과 같은 심한 페이딩(Fading) 채널 환경에서 자동차에서와 같은 이동 수신을 고려하면 실제 수신 신호의 신호세기는 매우 작다.

이러한 채널환경에서의 송수신을 고려하여, DMB 전송방식은 직교신호 다중화(Orthogonal frequency Division Multiplexing)에 기반하여, 시간 영역과 주파수 영역에서 신호에 대한 인터리빙(Interleaving)을 수행하여, 전송 채널에서 발생하는 에러를 정정할 수 있도록 한다.

따라서 DMB 수신기는 이러한 열악한 수신환경에서 최대한 수신신호를 받아들여, 전송에러를 보정할 수 있어야 한다. 또한, 이동수신 단말기라는 점을 고려하면 제한된 비용을 들여서 최대의 수신성능을 내는 것이 DMB 수신기 구성의 핵심요건이 된다.

또한, 수신된 시간영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 DFDM 복조기는 파이프라인(Pipeline) 방식의 Fixde-point 혹은 Pseudo-floating point 등의 FFT 프로세서가 사용된다.

이때 FFT 프로세서의 안정적인 동작과 SNR의 향상을 위해 FFT의 입력신호를 DAGC(Digital Automatic Gain Control)를 이용하여 일정한 파워를 갖도록 함으로써 이동 수신 채널 환경에서 안정적인 성능을 꾀할 수 있다.

도 1은 일반적인 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 시간 영역의 입력 신호를 평균 파워를 구한 뒤, 이를 이용하여 이득을 구하고, 시간영역의 입력신호에 상기 구해진 이득을 적용한 뒤 FFT 프로세서에 넘겨주고 있다.

이러한 방식에서는 크게 두 가지 방식으로 구현할 수 있다.

첫 번째는 현재 심볼의 평균 파워를 이용하여 현재 심볼의 파워를 조정하는 방식인데, 이 때에는 1 심볼만큼의 딜레이가 필요하게 되는 문제가 발생한다.

그리고, 두 번째 방식은 첫 번째 방식에서 필요한 딜레이를 없애고 대신, 현재 심볼의 평균 파워로 구한 이득값을 다음 심볼에 적용하는 방식인데, 이는 과거의 이득값을 이용하므로 조정된 파워가 응답 파워와 오차가 생기게 되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, FFT 프로세서의 레이턴시(latency)를 이용하여 DAGC 이득을 계산하는 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 규격에 따른 시간영역의 신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위한 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법은, 상기 시간영역 신호의 평균 파워를 계산하는 한편, 이 시간영역 신호를 FFT 프로세서에도 입력시키는 단계와, 상기 계산된 시간영역 신호의 평균 파워와 기준 파워를 비교하여 이득값을 추출하는 단계와, 상기 추출된 이득값을 상기 FFT 프로세서를 통해 출력되는 주파수영역 신호의 파워에 곱하므로 기준 파워에 맞추는 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 이득값은 1 심볼 구간후 추출되며, 상기 주파수 영역 신호는 상기 이득값이 추출되는 시간보다 길다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 디지털 멀티미디어 방송 수신기는 전송된 방송 신호를 수신하기 위한 안테나(11), 상기 안테나(11)로 입력된 수신 신호를 원하는 중간 주파수(Intermediate Frequency)의 통과 대역(Pass-band) 신호로 변환하는 튜너(12)와, 상기 튜닝된 신호에 이후 입력될 A/D 변환기(14)에 입력되는 신호의 크기를 일정하게 유지시켜 주기 위해 기준 신호 크기에 따라 계산한 이득값을 곱해주는 AGC(Automatic Gain Control)부(13)와, 상기 일정 크기의 신호에 표본화(Sampling)를 수행하여 디지털 신호로 변환시켜주는 A/D 컨버터(14)와, 상기 변환된 디지털 신호의 전송모드를 검출하는 모드 검출부(15)와, 상기 변환된 디지털 신호의 복소 신호(Complex Signal)의 실수부(Real Part)를 복소 신호로 복원시키는 I/Q 분배기(16)와, 불필요한 보호구간(Guard Interval)을 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform)을 통해 시간 영역의 신호를 주파수 영역으로 변환하는 OFDM복조기(8)와, 상기 OFDM 복조기(18)의 입력과 출력 신호를 이용하여 신호의 시간/주파수 영역에서의 동기에 필요한 정보를 추출해내는 신호 동기부(17)와, 송신단에서 인터리빙(Interleaving)한 부반송파(Sub-carrier) 신호들의 위치를 원래대로 복원시키는 주파수 역인터리버(19)와, 제어 채널인 FIC 채널과 데이터 채널인 MSC채널고 분배시키는 채널 분배기 1(20)와, 상기 분리된 FIC 채널을 입력 받아 MSC 채널을 복호화하는데 필요한 정보들을 분리하는 FIC 복호화기(21)와, 상기 MSC 채널을 입력받아 송신기에서 인터리빙한 16개의 논리적인 프레임(Logical Frame)들을 다시 원래의 프레임 순서대로 복원시키는 시간 역인터리버(22)와, 상기 시간 역인터리빙된 MSC 채널 중 전송 채널에서 발생한 랜덤한 에러(Random error)를 정정하는 길쌈 복호화기(Convolution decoder)(23)와, 상기 정정된 데이터를 통해 원래의 데이터로 복구하는 에너지 역스크램블러(24)와, 전송된 데이터 채널이 DAB 서비스를 위한 오디오/데이터 신호인지, DMB 서비스를 위한 비디오 신호인지를 구별하여 분리하는 채널 분배기 2(25)와, 상기 분리된 DAB 서비스를 위한 오디오/데이터 신호를 복호화하는 오디오/데이터 복호화기(29), 상기 DMB 서비스를 위한 신호를 입력받아 송신단에서 추가적으로 인터리빙한 데이터를 원래의 순서대로 정렬하는 길쌈 역인터리버(Convolution De-interleaver)(26)와, 송신단에서 RS 인코딩(Encoding)한 데이터를 복원해내는 RS 복호화기(27)와, DMB 서비스를 위한 비디오 신호를 복원해내는 비디오 복호화기(30) 및 FIC 채널을 통해 전송된 별도의 데이터를 복호화하는 FIC 데이터 복호화기(28)로 구성된다.

이와 같은 DMB 수신기의 구성 중 수신된 시간영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변화시킬 때 파이프라인(Pipeline) 방식의 Fixed-point 혹은 Pseudo-floating point 등의 FFT 프로세서가 사용된다. 이때 FFT 프로세서의 안정적인 동작과 SNR의 향상을 위해 DAGC(Digital Automatic Gain Control)를 이용하여 일정한 파워를 갖도록 함으로써 이동 수신 채널 환경에서 안정적인 성능을 꾀할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 입력된 시간영역의 신호는 DAGC의 평균 파워 계산 블록과 FFT로 입력된다.

여기서 상기 FFT 프로세서의 레이턴시(latency)는 1 심볼 듀레이션(duration)보다 길기 때문에, FFT 프로세서에서 출력신호가 나오기 전에 DAGC 이득 평가에서는 입력된 1 심볼 에버리지 파워를 이용하여 1 심볼 구간 후 이득을 구하고, 이 1 심복 구한 후 이득값을 상기 FFT 프로세서 출력 신호의 파워를 기준 파워(referencd power)에 맞출 수 있다.

상기와 같은 동작은 [수식 1]에 근거한 것으로 시간영역의 신호를 푸리에 변환을 통해 주파수 영역의 신호로 변환할 때 두 신호의 파워는 같다는 성질에 따라 FFT 프로세서에 입력되는 시간영역의 입력신호를 이용하여 주파수 영역의 출력신호의 파워를 조정한다.

[수식 1]

이득 평가는 이론적으로 다음과 같이 이루어진다.

그러나 이러한 방식은 나눗셈 연산과 제곱근 연산을 필요로 하여 구현에 있어 복잡도가 증가한다. 이런 단점을 극복하기 위해 다음과 같이 이득 평가를 단순화 하였다.

이때 기준 파워와 시간영역의 입력신호 파워는 큰 차이가 없다는 가정을 사용하였다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 현재 심볼의 평균 파워에 대한 이득을 현재 심볼에 적용하면서도 DAGC 후단에 있는 FFT의 딜레이를 이용함으로써 추가적인 딜레이가 필요없는 장점이 있다.

또한 이득 계산부 및 이들 컨트롤부분을 단순화하여 구현을 용이하게 하는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법을 설명하기 위한 블럭도

도 2는 본 발명에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신기를 나타낸 블럭도

도 3은 본 발명에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법을 설명하기 위한 블록도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 안테나 12 : 튜너

13 : 자동 이득 제어기(AGC) 14 : A/D 컨버터

15 : 모드 검출부 16 : I/Q 분배기

17 : 신호 동기부 18 : OFDM 복조기

19 : 주파수 역인터리버 20 : 채널 분배기 1

21 : FIC 복호화기 22 : FIC 데이터 복호화기

23 : 시간 역인터리버 24 : 길쌈 복호화기

25 : 에너지 역스크램블러 26 : 채널 분배기 2

27 : 오디오/데이터 복호화기 28 : 길쌈 역인터이버

29 : RS 복호화기 30 : 비디오 복호화기

Claims (3)

1. 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 규격에 따른 시간영역의 신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위한 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법은,

   상기 시간영역 신호의 평균 파워를 계산하는 한편, 이 시간영역 신호를 FFT 프로세서에도 입력시키는 단계와;

   상기 계산된 시간영역 신호의 평균 파워와 기준 파워를 비교하여 이득값을 추출하는 단계와;

   상기 추출된 이득값을 상기 FFT 프로세서를 통해 출력되는 주파수영역 신호의 파워에 곱하므로 기준 파워에 맞추는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이득값은 1 심볼 구간후 추출되는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 영역 신호는 상기 이득값이 추출되는 시간보다 길다는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 DAGC 이득 계산 방법.