KR20050118596A - 위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 수신기에서 전력소모 감소 방법 및 장치 - Google Patents

위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 수신기에서 전력소모 감소 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 수신 신호 강도를 이용하여 신호 수신 상태에 대한 정보들을 갱신하고, 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온 또는 오프인지를 판단하고, 상기 무선경로의 온 또는 오프의 이유를 판단하여 무선 경로의 상태를 재설정함을 특징으로 한다.

Description

위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 수신기에서 전력 소모 감소 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DECREASING DISSIPATION OF POWER IN RECEIVER OF DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 전력소모 최소화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 안테나 다이버시티를 적용한 위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 수신기에서 적력소모를 최소화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
DMB(Digital Multimedia Broadcasting)는 지난 80년대 후반 유럽에서 시작된 디지털 라디오 방송, 즉 DAB(Digital Audio Broadcasting)에 기원을 두고 있으며, 1920년대부터 시작된 라디오 방송의 가장 발전된 개념이 DAB라고 볼 수 있다. 80년대 초반에 시작된 디지털 기술이 라디오의 디지털화를 초래하면서 등장하게 되었다. 이러한 DAB는 프로그램과 상관없는 데이터 전송이 가능해지면서 더욱 발전되었다. 상기 DAB에 인공위성이 결합되면서 이를 통해 디지털라디오가 전송되게 되었다. 더 나가서 디지털 라디오의 주파수 대역을 이용해 영상까지 전송할 수 있는 DMB라는 매체를 도입되었다. 영국 BBC가 지난95년 9월 처음으로 지상파 DMB 서비스를 시작했으며, 일본도 지난 98년부터 실험방송을 하고 있다.
DMB는 다시 지상파 DMB와 위성 DMB로 나눠진다. 상기 지상파 DMB는 현재 TV가 송출되는 주파수 대역을 이용해 제공되며, 174에서 216MHz의 주파수를 사용하고, 지상파와 같은 중계방식을 쓰기 때문에 종래의 송신소와 중계소 방식을 쓴다. 반면, 위성 DMB는 2605에서 2655MHz(2.655GHz)의 높은 주파수 대역을 사용 한다. 그리고 지상파 DMB는 하나의 사업자가 1.54MHz을 쓰고, 위성 DMB는 25MHz의 대역을 사용한다. 위성 DMB가 더 넓은 대역을 쓰는 구조여서 지상파 DMB는 현재 방송위원회의 계획대로라면 영상채널 1개와 음성, 데이터 채널 3개 정도가 가능하다. 위성 DMB는 영상채널 10-12개와 오디오, 데이터채널 30여 개가 동시에 제공될 수 있다. 위성 DMB는 휴대전화 크기의 단말기를 통한 수신에 초점을 맞추고 있어서 일종의 모바일 방송 매체로 분류될 수 있다.
상기 DMB에서 위성 DMB는 현재 지속적으로 개발되고 있으며, 2.6GHz 대역의 위성 DMB 단말의 개발도 진행중이다. 이러한 DMB 단말은 많은 데이터 채널이 동시에 제공되어 기존의 통신 시스템에 비해 전력소모가 늘어나게 되어 수신 성능에 악영향을 미치게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 단말 수신기의 전력 소모를 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 레이크 수신기를 포함하고, 안테나 다이버시티를 적용한 상기 단말 수신기에서 전력 소모를 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 방법으로서, 수신 신호 강도를 이용하여 신호 수신 상태에 대한 정보들을 갱신하는 과정과, 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온 또는 오프인지를 판단하는 과정과, 상기 무선경로의 온 또는 오프의 이유를 판단하여 무선 경로의 상태를 재설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는, 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 전력 소모를 줄이기 위한 단말의 수신 장치로서, 각 안테나로부터 서로 다른 무선 경로를 통해 수신되어 디지털 신호로 변환된 신호를 수신하는 레이크 수신기와, 상기 수신된 신호를 탐색하는 탐색기와, 상기 레이크 수신기와 상기 탐색기로부터 출력되는 신호의 강도를 이용하여 수신 상태에 대한 정보들을 갱신하고, 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 오프로 설정하는 중앙처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
후술되는 본 발명은 단말의 전력소모를 최소하여 최적의 수신 성능을 유지하고, CDM 방식으로 레이크 수신기를 사용하여 안테나 다이버시티를 이용한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위성 DMB 시스템에서 안테나 다이버시티를 적용한 단말 수신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 각 안테나(11a, 11b)로 수신되는 신호들은 각각 저 잡음 증폭기(LNA : Low noise amplifier)(12a, 12b) 및 무선 주파수 통합 회로(RFIC : Radio Frequency Integrated Circuit)(13a, 13b)를 거쳐 모뎀부(110)로 입력된다.
상기 모뎀부(110)는 아날로그 디지털 변환기(111a, 111b), 프론트(112a, 112b), 레이크 수신기(113), 탐색기(114), 버퍼(desk buff)(115), 컴바이너(combiner)(116), 채널 코덱(channel CODEC)(117)을 포함한다.
상기 무선 주파수 통합 회로(13a, 13b)로터 출력된 신호들은 각각 상기 아날로그 디지털 변환기(111a, 111b)로 입력되어 디지털 신호로 변환된다. 변환된 신호는 프론트(111a, 111b)를 통해 레이크 수신기(113) 및 탐색기(114)로 입력된다. 상기 레이크 수신기(113)로부터 출력된 신호는 버퍼(115)에 저장되었다가 컴바이너(116)로 입력되어 컴바이닝된다. 컴바이닝된 신호는 채널 코덱(117)으로 입력된다. 여기서 채널 코덱(117)은 비트 디인터리버, 비터비 디코더, 바이트 디인터리버, 리드 솔로먼 디코더로 구성된다. 이러한 채널 코덱(117)을 통해 부호화된 신호는 어플리케이션 프로세서(AP : application processor)로 출력된다.
상기 단말의 수신기는 레이크 수신기를 제어하기 위한 중앙처리장치(CPU)(120)를 모뎀부(110)에 포함한다.
상기 중앙처리장치(120)는 오퍼레이션 시스템(OS)이 제공하는 타이머 신호, 탐색기(114)의 덤프(Dump) 신호 즉, 모뎀에서 신호 탐색이 끝나면 발생하는 인터럽트 신호, 디코더 인터럽트 신호 즉, RS 디코딩이 끝난 후에 발생하는 인터럽트 신호 등에 따라 주기적으로 포스트 AGC RSSI(Post AGC RSSI), 추정기 및 레이크 신호대 잡음비(Searcher & Rake Ec/Io), 포스트 비터비 비트 에러(Post Vitervbi BER) 등 수신기의 파라미터를 읽어온다. 그리고 중앙처리장치(120)는 저잡음 증폭기(12a, 12b) 무선 주파수 통합 회로(13a, 13b), 프론트(112a, 112b), 아날로그 디지털 변환기(111a, 111b) 등으로 온/오프 제어신호를 보낸다.
이와 같이 구성된 단말의 수신기에서 전력 소모를 줄이는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서 전력 소모를 줄이는 방법은 강전계와 음영지역에서 두 개의 무선 경로중에 한쪽(제2경로의 LNA, RFIC)과 모뎀 일부(제2경로의 프론트, ADC와 레이크 수신기 절반 이상)를 오프하는 방법이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 수신기에서 전력 소모를 줄이기 위한 동작을 도시한 흐름도이다.
중앙처리장치는 전력 소모 감소를 위해 프로그래밍된 소프트웨어를 통해 모뎀에서 검색 덤프 인터럽트(Search dump interrupt)가 뜰 때마다 탐색기(114)와 레이크 수신기(113)의 수신 신호 강도(RSSI : Received Signal Strength Indicator) 정보를 이용하여 신호대 잡음비(Ec/Io)를 갱신하여 저장하고, 채널 디코더 인터럽트(Channel decoder interrupt)가 뜰 때마다 비트에러(BER : Bit Error Rate)를 갱신하여 저장한다. 그리고 오퍼레이션 시스템(OS)가 제공하는 타이머(RSSI_Timer) 신호가 발생하면, 상기 중앙처리 장치는 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Controller) RSSI를 읽어 갱신한 후 무선 경로 오프 지시자(이하, rf_off_indicator라 칭함) 정보를 조사하여 현재 제2 무선 경로(RF2) 상태가 ON 상태인지 OFF 상태인지를 구분하여 소프트웨어를 동작한다. 여기서 rf_off_indicator는 소프트웨어 코드에 존재하는 지시자로서 RF2 회로가 ON일 경우 거짓(false)을, OFF일 경우 진실(true)을 지시한다.
도 2를 참조하면, 201단계에서 수신기의 중앙 처리 장치는 오퍼레이션 시스템(OS) 타이머가 만기되었는지를 확인한다. 이때, 만기되지 않은 경우에는 203단계에서 신호대 잡음비(Ec/Io)가 미리 설정된 임계값과 비교한다. 만약, 신호대 잡음비가 상기 임계값보다 큰 경우에는 타이머 A를 셋팅한다. 반면, 신호대 잡음비가 상기 임계값보다 작은 경우에는 타이머 B를 셋팅한다.
201단계에서 확인한 결과 타이머가 만기된 경우, 211단계에서 중앙처리장치(120)는 상기 rf_off_indicator를 조사하여 현재 RF2가 ON 상태인지를 OFF 상태인지 확인한다. 확인 결과, 상기 RF2가 OFF 상태이면, 무선 경로의 오프 이유 지시자(이하, rf_off_reason_indicator라 함) 정보를 조사하여 212단계에서 상기 RF2의 OFF 상태의 이유를 파악한다. 여기서 상기 rf_off_reason_indicator는 소프트웨어 코드에 존재하는 지지자로서, RF2 회로가 OFF일때 OFF 이유를 나타내며, OFF의 이유는 강전계와 음영지역 중 하나일 것이고, 더 나아가서는 중전계일 때 강전계나 음영지역보다 더 적은 부분의 회로를 OFF하기 위해 사용한다.
상기 212단계에서 RF OFF 이유가 강전계 즉, rf_off_reason_indicator가 강전계를 나타내면, AGC1 RSSI, Ec/Io, BEER 들을 조사하여 조사된 값들을 각각 임계값과 비교한다. 여기서 세 개의 값들 중 하나라도 임계값을 넘지 못하면, 214단계에서 OFF 되어 있는 RF2와 모뎀일부를 ON시키고, rf_
rf_off_indicator는 ON, rf_off_reason_indicator를 강전으로 설정한 후 다시 셋팅한 후 타이머 A를 셋팅한다. 반면, 215단계에서 상기 세 개의 값들이 임계값을 모두 넘는 경우에는 rf_off_indicator를 OFF 상태로 유지한 후 타이머 A를 셋팅한다.
반면, 212단계에서 RF OFF 이유가 음영지역 또는 변조간 왜곡(IMD : Inter-Modulation Distortion) 상태를 나타내고 있는 경우에는 221단계에서 AGC1 RSSI를 조사하여 최소 임계값(MIN_thresh)과 비교한다. 이때, RSSI가 최소 임계값보다 작은 경우에는 또 다른 타이머를 이용하여 일정기간 탐색을 중지시키고, 222단계에서 rf_off_indicator는 ON, rf_off_reason은 음영, ext-Ina는 ON으로 설정한 후 타이머 B를 셋팅한다.
221단계에서 비교한 결과가 최소 RSSI의 임계값보다 큰 경우에는 223단계에서 중앙처리장치는 신호대 잡음비(Ec/Io)를 임계값과 비교하여 신호대 잡음비가 큰 경우 224단계에서 rf_off_indicator을 OFF로 설정한다. 반면, 신호대 잡음비가 작은 경우 RF2는 IMD 상태로서, 224단계에서 중앙처리장치는 rf_off_indicator를 ON, rf_off_reason_indicator를 IMD, ext-Ina를 OFF로 설정한 다음 타이머 A를 셋팅한다.
한편, 211단계에서 RF2가 ON 이면, 231단계에서 RSSI, Ec/Io, BER을 임계값과 비교한다. 이때, 상기 세 개의 값들이 하나라도 작은 값이 있으면, 232단계에서 중앙처리장치는 상기 세 개의 값들을 각각 최소 임계값과 비교한다. 비교 결과에 따라 세 개의 값 모두 최소 임계값보다 작은 경우 RF2 상태는 음영상태로서, 중앙처리장치는 rf_off_indicator를 ON, rf_off_reason_indicator를 음영, ext-Ina를 ON으로 설정한 후 타이머 B를 셋팅한다. 그렇지 않은 경우 중앙처리장치는 타이머 A를 셋팅한다.
반면, 231단계에서 상기 RSSI, Ec/Io, BER 값들이 모두 상기 임계값보다 큰 경우 RF2는 강전계로서, 중앙처리장치는 241단계에서 rf_off_indicator를 OFF로, rf_reson를 강전계로 설정한 후 타이머 A를 셋팅한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 위성 디지털 멀티미디어 방송 시스템의 단말 수신기에 레이크 수신기를 포함하고, 안테나 다이버시티를 적용하여 무선 경로들 중 한 무선 경로를 오프함으로써 전력 소모를 줄일 수 있으며, 이로 인해 수신 성능을 보다 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위성 DMB 시스템에서 안테나 다이버시티를 적용한 단말 수신기의 구조를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 수신기에서 전력 소모를 줄이기 위한 동작을 도시한 흐름도.

Claims (10)

  1. 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 방법에 있어서,
    수신 신호 강도를 이용하여 신호 수신 상태에 대한 정보들을 갱신하는 과정과,
    무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온 또는 오프인지를 판단하는 과정과,
    상기 무선경로의 온 또는 오프의 이유를 판단하여 무선 경로의 상태를 재설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서, 무선 경로의 상태를 재설정하는 과정은,
    상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 오프 이유를 판단한 후 상기 신호 수신 상태에 대한 정보들과 미리 설정된 임계값을 비교하여 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계와,
    상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온일 경우 상기 신호 수신 상태에 대한 정보들과 미리 설정된 임계값을 비교하여 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 무선 경로의 오프 이유가 강전계이고, 상기 신호 수신 상태의 정보들이 모두 상기 미리 설정된 임계값보다 작은 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 온으로 설정하고, 상기 무선 경로의 오프 이유를 강전계 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 무선 경로의 오프 이유가 강전계 상태를 나타내고, 상기 신호 수신 상태의 정보들중 하나라도 상기 미리 설정된 임계값보다 큰 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 오프로 유지함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 무선 경로의 오프 이유가 음영지역 상태를 나타내고, 상기 신호 수신 상태의 정보 중 상기 수신 신호 강도가 미리 설정된 최소 임계값보다 크지 않은 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 온으로 설정하고, 상기 무선 경로의 오프 이유를 음영지역 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 신호 수신 상태의 정보 중 신호대 잡음비가 미리 설정된 임계값보다 크지 않은 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 온으로 설정하고, 상기 무선 경로의 오프 이유를 변조간 왜곡 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 오프일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 무선 경로의 오프 이유가 음영지역 상태 또는 변조간 왜곡 상태를 나타내고, 상기 신호 수신 상태에 대한 정보들이 모두 미리 설정된 임계값보다 큰 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 오프로 유지함으로 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 신호 수신 상태에 대한 정보들이 모두 미리 설정된 임계값보다 큰 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 오프로 설정하고, 상기 무선 경로의 오프 이유를 강전계 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태가 온일 경우 상기 무선 경로의 상태를 재설정하는 단계는,
    상기 신호 수신 상태에 대한 정보들이 적어도 하나라도 미리 설정된 임계값보다 작은 경우 상기 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 온으로 유지하고, 상기 무선 경로의 오프 이유를 음영지역 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 전력 소모를 줄이기 위한 단말의 수신 장치에 있어서,
    각 안테나로부터 서로 다른 무선 경로를 통해 수신되어 디지털 신호로 변환된 신호를 수신하는 레이크 수신기와,
    상기 수신된 신호를 탐색하는 탐색기와,
    상기 레이크 수신기와 상기 탐색기로부터 출력되는 신호의 강도를 이용하여 수신 상태에 대한 정보들을 갱신하고, 무선 경로들 중 하나의 무선 경로의 상태를 오프로 설정하는 중앙처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
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