KR20100044479A

KR20100044479A - 방송처리장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20100044479A
Application number: KR1020080103627A
Authority: KR
Inventors: 진경신
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-04-30
Also published as: EP2180709A2; EP2180709A3

Abstract

본 발명은 방송처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방송처리장치는 화질에 따라 상이한 계층으로 변조된 방송신호를 수신하는 신호수신부와; 상기 방송신호를 디매핑하는 디매핑부와; 디매핑된 상기 방송신호의 오류율을 검출하는 오류검출부와; 검출된 상기 오류율에 기초하여 상기 방송신호의 디매핑 방식이 전환되도록 상기 디매핑부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해 수신율이 향상되는 방송처리장치 및 그 제어방법이 제공된다.

DVB-T, 계층적 변조

Description

방송처리장치 및 그 제어방법{BROADCAST PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명은 방송처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계층적 변조 방식으로 변조된 방송신호를 수신하는 방송처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본격적인 디지털 방송이 시작됨에 따라 각 매체 별로 다양한 방송서비스들이 개발되고 있다. 이러한 방송서비스들은 하나의 채널을 통하여 하나의 방송을 제공하는 기존의 방식에서 벗어나 멀티 캐리어 방식을 도입하였다. 즉, 디지털 방송에 계층적 변조방식을 사용하여 하나의 채널을 통해 서로 다른 방송서비스를 제공할 수 있다. 위성방송의 경우, 위성전파가 초고주파의 주파수 대역을 사용하기 때문에 강우량이 많거나 다중 경로로 인한 간섭 등이 발생할 경우 전파 신호의 특성 상 영상신호는 일시적으로 정지될 수 있고, 음성신호 역시 변질될 수 있다. 이러한 경우, 상이한 계층으로 방송신호를 변조하여 송신함으로써 데이터 양은 감소하지만 서비스 영역이 넓은 방송신호를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 이러한 계층적 변조방식은 특정 장소에 고정되어 있는 안테나가 아닌 휴대 및 이동 수신 서비스 통신에 사용되고 있다.

방송신호는 서비스 영역, 데이터 전송률 등을 고려하여 다양한 계층적 변조방식으로 변조될 수 있다.

본 발명은 수신율이 향상되는 방송처리장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 수신율에 따라 효율적으로 방송신호를 수신할 수 있는 방송처리장치 및 그 제어방법을 제공한다.

본 발명은 화질에 따라 상이한 계층으로 변조된 방송신호를 수신하는 신호수신부와; 상기 방송신호를 디매핑하는 디매핑부와; 디매핑된 상기 방송신호의 오류율을 검출하는 오류검출부와; 검출된 상기 오류율에 기초하여 상기 방송신호의 디매핑 방식이 전환되도록 상기 디매핑부를 제어하는 제어부를 포함하는 방송처리장치를 제공한다.

상기 방송신호는 HD급 방송신호와 SD급 방송신호를 포함하고, 상기 HD급 방송신호는 하위 계층(Low Priority)으로 변조되고, 상기 SD급 방송신호는 상위 계층(High Priority)으로 변조되며, 상기 제어부는 상기 오류율이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 상기 상위 계층으로 변조된 방송신호가 디매핑 되도록 상기 디매핑부를 제어할 수 있다.

상기 오류검출부는 상기 방송신호의 BER(Block Error Rate), 비트에러율(bit error rate), 노이즈율(signal to noise ratio error rate) 및 캐리어노이즈율(carrier to noise ratio) 중 적어도 하나를 검출하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 상기 오류율에 따라 상기 디매핑 방식이 자동으로 전환되도록 상기 디매핑부를 제어할 수 있다.

또는 상기 방송신호의 상기 디매핑 방식을 선택하기 위한 사용자 선택부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자 선택부를 통하여 디매핑 방식이 전환되도록 선택하는 선택신호가 수신되는 경우, 상기 디매핑 방식이 전환되도록 상기 디매핑부를 제어할 수도 있다.

상기 제어부는 상기 디매핑 방식의 전환 또는 방송신호의 화질 변화를 사용자에게 알리는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 화질에 따라 상이한 계층으로 변조된 방송신호를 수신하는 방송처리장치의 제어방법에 있어서, 상기 방송신호를 디매핑하는 단계와; 디매핑된 상기 방송신호의 오류율을 검출하는 단계와; 검출된 상기 오류률에 기초하여 상기 방송신호의 디매핑 방식을 전환시키는 단계를 포함하는 방송처리장치의 제어방법을 제공한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여 수신율이 향상되는 방송처리장치 및 그 제어방법이 제공된다.

본 발명에 의하여 수신율에 따라 방송신호의 디매핑 방식을 제어할 수 있는 방송처리장치 및 그 제어방법이 제공된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하여 방송신호의 변조방식을 사용자가 선택할 수 있고, 변조 방식의 변화를 인지할 수 있는 방송처리장치 및 그 제어방법이 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방송처리장치의 제어블럭도이다. 본 실시예에 따른 방송처리장치(100)는 신호수신부(10), 디매핑부(20), MPEG 디코딩부(30), 오류검출부(40) 및 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함한다. 방송처리장치(100)는 텔레비전이나 셋탑박스로 구현된다.

신호수신부(10)는 방송국에서 송신한 방송신호를 수신하며, 안테나, 유선 케이블 및 튜너 등을 포함한다. 신호수신부(10)를 통하여 수신되는 방송신호는 화질에 따라 상이한 계층으로 변조되어 있다. 디지털 방송이 시작되면서 다양한 매체를 이용한 다양한 방송서비스들이 출현하고 있다. 그 중에서도 멀티 캐리어를 이용하여 디지털 방송을 변조하는 계층적 변조방식(hierarchical modulation)은 1개의 채널로 2개의 서로 다른 방송서비스를 제공할 수 있어 기존 아날로그 방송시대에서는 구현될 수 없었던 방송서비스를 제공할 수 있는 변조방식이다. 일 예로, 유럽의 지상파 디지털 방송 방식으로 채택된 DVB-T(digital video broadcasting-terrestrial)는 COFDM(coded orthogonal frequency division multiplex) 기술을 이 용하여 방송신호를 변조하고, COFDM에 계층적 변조를 적용한다. COFDM 기술을 사용하는 계층적 변조는 상위계층(HP; high priory) 스트림을 하위계층(LP; low priory) 스트림 내에서 구현하여 2개의 분리된 데이터 스트림을 하나의 전송 스트림(TS;transfer stream)으로 변조한다. 상위계층 스트림과 하위계층 스트림은 동일한 컨텐츠일 수도 있고, 다른 컨텐츠일 수도 있다. 다시 말하면, 방송신호를 생성하여 송출하는 방송국은 1개의 채널에 2개의 다른 형태의 전혀 다른 방송신호를 사용자에게 제공할 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 방송처리장치로 수신되는 방송신호의 계층적 변조를 설명하기 위한 도면이다. 두 개의 방송신호, 즉 상위계층 스트림(HP-TS)과 하위계층 스트림(LP-TS)은 복소수 평면 상의 크기 및 위상의 성상점으로 표시된다. 상위 계층 스트림은 4-PSK(QPSK, quadrature phase-shift keying) 방식으로2비트의 캐리어를 이용하여 변조되고, 하위계층 스트림은 16QAM(16 quadrature amplitude modulation) 방식으로 네 개의 사분면 각각에서 4비트의 캐리어를 이용하여 변조된다. 64-QAM이 4-PSK와 16QAM로 분리되는 것처럼, 64-QAM로 변조된 전송 스트림이 방송처리장치(100)로 전송되고 있지만 이러한 전송 스트림은 4-PSK의 2비트 전송 스트림으로 COFDM 변조된 방송신호와 16QAM의 4비트 전송 스트림으로 COFDM 변조된 방송신호가 혼합되어 있는 것으로 간주된다. 다시 말하면, 방송국은 방송신호를 64-QAM으로 변조하여 4-PSK와 16QAM로 MPEG 전송 스트림을 구성한 후, 1개의 채널을 2개의 가상채널로 나누어 전송한다. 방송처리장치(100)는 동일한 채널(ch. 4)을 통하여 상위계층 스트림과 하위계층 스트림을 한 번에 수신하고, 사용자는 1개의 채널을 통하여 서로 다른 방송신호를 시청할 수 있다.

계층적 변조는 노이즈에 매우 민감한데 이는 방송서비스의 영역 반경에 영향을 미친다. 상위계층 스트림은 데이터율은 낮지만 서비스 영역이 넓고, 하위계층 스트림은 데이터율은 높은 반면 서비스 영역은 좁다. 따라서, 높은 해상도를 갖는 HD(high definition)급 방송신호는 하위계층으로 변조되고, SD(standard definition)급 방송신호는 상위 계층으로 변조된다.

다시 도 1을 참조하면, 디매핑부(20)는 방송국에서 변조되었던 방식에 따라 방송신호를 디매핑 한다. 방송신호에는 계층적 변조에 대한 다양한 파라미터 신호(transmission parameter signaling)들이 포함되어 있다. 총 데이터율에 대한 유효 데이터 비율을 나타내는 코드율(code rate), 변조 방식(carrier modulation), 보호구간(guard interval), 캐리어 수, 프레임 구조(frame structure) 및 계층적으로 변조되었는 지 여부를 알려주는 성상비(constellation ratio, α) 등을 포함하고 있다. 디매핑부(20)는 성상비(α)를 이용하여 수신되는 방송신호의 변조방식을 체크할 수 있고 제어부(50)의 제어에 따라 방송신호를 디매핑 한다. 디매핑은 캐리어를 이용하여 변조된 방송신호를 복조하는 것을 의미한다.

MPEG 디코딩부(30)는 디매핑부(20)로부터 출력되는 TS 신호를 디코딩하여 방송신호가 디스플레이부(미도시)에 표시되도록 처리한다.

오류검출부(40)는 디매핑부(20)로부터 MPEG 디코딩부(30)로 출력되는 TS 신호에서 방송신호의 오류율을 검출한다. 오류율이란 수신되는 방송신호가 포함하고 있는 오류의 정도를 의미하는 것으로, 오류율이 낮을수록 방송신호의 수신감이 좋 고, 방송 시청화면이 선명하다. 오류율은 안테나가 위치하는 환경, 전계의 변화 또는 방송신호가 전송되는 다중 경로(multi-path) 등의 영향을 받는다. 수신 환경에 따라 오류율이 증가하면 방송신호를 수신하지 못하는 경우도 발생할 수 있다. 오류검출부(40)는 방송신호의 블럭에러율(BER, Block Error Rate), 비트에러율(bit error rate), 노이즈율(signal to noise ratio error rate) 및 캐리어노이즈율(carrier to noise ratio) 중 적어도 하나를 검출한다. BER, 비트 에러, 신호 노이즈, 캐리어 노이즈는 TS 신호의 전압 또는 파워(power) 등을 통하여 검출될 수 있다.

제어부(50)는 오류검출부(40)에서 검출된 오류율에 기초하여 방송신호의 디매핑 방식이 전환되도록 디매핑부(20)를 제어한다. 기존의 방송처리장치는 계층적으로 변조된 방송신호를 수신한다 하여도 디폴트로 설정된 디매핑 방식으로 방송신호를 디매핑 하였다. 따라서, 사용자는 방송신호의 수신환경 또는 수신 경로에 따라 오류율이 증가하여도 수신률이 격감한 방송신호를 시청하거나 시청을 중단할 수 밖에 없었다. 본 실시예에 따른 제어부(50)는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 방송신호의 오류율에 따라 방송신호의 디매핑 방식을 변경함으로써 방송신호의 수신율을 일정 수준까지 유지하고 사용자가 방송신호를 지속적으로 시청할 수 있도록 한다. 즉, 제어부(50)는 오류율이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 상위 계층으로 변조된 방송신호가 디매핑 되도록 디매핑부(20)를 제어한다. SD급 방송신호는 해상도가 HD급 방송신호보다 낮지만 상위 계층으로 변조되기 때문에 넓은 서비스 영역에 제공될 수 있다. 제어부(50)는 하위계층으로 변조된 HD급 방송신호를 디매 핑하다가 방송신호의 상태가 양호하지 못한 경우 자동적으로 서비스 영역이 넓은 상위계층 전송 스트림을 디매핑 한다. 오류검출부(40)는 지속적으로 TS 신호의 오류율을 검출하고, 제어부(50)는 오류율이 허용범위 내에 속하는 경우, 다시 하위계층 전송 스트림이 디매핑 되도록 디매핑부(20)를 제어한다.

도시하지는 않았지만, 방송처리장치(100)는 수신된 방송신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터, 보호구간 제거부(Guard interval removal), FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하는 변환부 등 방송신호를 처리하기 위한 처리블럭을 포함한다.

도 3은 도 1에 따른 방송처리장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 이를 참조하여, 본 실시예에 따른 방송처리장치(100)의 제어방법을 정리하면 다음과 같다.

우선, 방송처리장치(100)는 신호수신부(10)를 통하여 수신되는 방송신호를 디매핑 한다(S10).

디매핑된 TS 신호는 MPEG 디코딩부(30)에 출력됨과 동시에 오류검출부(40)에도 제공되고, 오류검출부(40)는 TS 신호의 오류율을 검출한다(S20).

제어부(50)는 오류율이 기설정된 허용범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S30). 허용범위란 하위계층의 전송 스트림, 즉 HD급 방송신호를 디매핑 할 경우, 정상적인 방송신호의 표시가 불가능하다고 판단할 수 있는 임계적 범위를 의미하며, 허용범위는 오류율을 측정하기 위한 파라미터 즉 BER, 비트에러, 노이즈 또는 캐리어노이즈 별로 상이한 값으로 설정될 수 있다.

판단 결과, 오류율이 허용범위를 벗어나는 경우는 제어부(50)는 디매핑 방식을 전환하여 상위계층으로 변조된 전송 스트림, 즉 SD급 방송신호를 디매핑 하고(S40), 오류율에 허용범위에 속하는 경우 하위계층으로 변조된 방송신호를 디매핑 한다(S50).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방송처리장치의 제어블럭도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 방송처리장치(101)는 도 1의 방송처리장치에 추가적으로 사용자 선택부(60) 및 UI부(70)를 더 포함한다.

사용자 선택부(60)는 방송신호의 디매핑 방식을 선택하기 위한 사용자 인터페이스에 해당하며, 사용자의 조작을 통하여 디매칭 방식을 선택하는 신호를 생성한다. 사용자 선택부(60)는 방송처리장치(101)에 외부 프레임이 마련되어 있는 단축 버튼으로 마련되거나 원격제어장치, 마우스, 터치패널 등과 같은 통상적인 입력장치로 구현될 수도 있다. 또한, 사용자는 현재 수신되고 있는 방송신호의 디매핑 방식을 확인하거나 변경할 수 있는 UI정보가 디스플레이부(미도시)에 표시되도록 UI 정보의 표시를 위한 선택신호를 출력할 수도 있다.

본 실시예에 따른 제어부(50)는 오류검출부(40)에 의하여 방송신호의 오류율이 허용범위를 벗어나는 경우, 사용자가 디매핑 방식을 변경할 수 있도록 이를 사용자에게 알리고, 사용자의 선택이 있는 경우 디매핑 방식을 변경한다.

UI부(70)는 제어부(50)의 제어에 의하여 디매핑 방식의 전환 또는 방송신호의 화질 변화를 사용자에게 알리기 위한 UI정보를 생성한다. UI부(70)는 UI 정보를 디스플레이부에 표시되도록 하는 OSD 발생부로 구현될 수도 있으며, 디매핑 방식에 따라 발광 형태가 변경되는 발광 소자 등으로 마련될 수도 있다. 사용자는 UI부(70)와 사용자 선택부(60)를 통하여 방송신호의 매핑 정보를 확인할 수 있고, 원하는 화질의 방송신호를 선택할 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방송처리장치의 제어블럭도이고,

도 2는 도 1에 따른 방송처리장치로 수신되는 방송신호의 계층적 변조를 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 도 1에 따른 방송처리장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방송처리장치의 제어블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 신호수신부 20 : 디매핑부

30 : MPEG 디코딩부 40 : 오류검출부

50 : 제어부 60 : 사용자 선택부

70 : UI부

Claims

방송처리장치에 있어서,

화질에 따라 상이한 계층으로 변조된 방송신호를 수신하는 신호수신부와;

상기 방송신호를 디매핑하는 디매핑부와;

디매핑된 상기 방송신호의 오류율을 검출하는 오류검출부와;

검출된 상기 오류율에 기초하여 상기 방송신호의 디매핑 방식이 전환되도록 상기 디매핑부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
제1항에 있어서,

상기 방송신호는 HD급 방송신호와 SD급 방송신호를 포함하고, 상기 HD급 방송신호는 하위 계층(Low Priority)으로 변조되고, 상기 SD급 방송신호는 상위 계층(High Priority)으로 변조되며,

상기 제어부는 상기 오류율이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 상기 상위 계층으로 변조된 방송신호가 디매핑 되도록 상기 디매핑부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
제2항에 있어서,

상기 오류검출부는 상기 방송신호의 블럭오류율(BER, Block Error Rate), 비트에러율(bit error rate), 노이즈율(signal to noise ratio error rate) 및 캐리 어노이즈율(carrier to noise ratio) 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 오류율에 따라 상기 디매핑 방식이 자동으로 전환되도록 상기 디매핑부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
제1항에 있어서,

상기 방송신호의 상기 디매핑 방식을 선택하기 위한 사용자 선택부를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 사용자 선택부를 통하여 디매핑 방식이 전환되도록 선택하는 선택신호가 수신되는 경우, 상기 디매핑 방식이 전환되도록 상기 디매핑부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 디매핑 방식의 전환 또는 방송신호의 화질 변화를 사용자에게 알리는 것을 특징으로 하는 방송처리장치.
화질에 따라 상이한 계층으로 변조된 방송신호를 수신하는 방송처리장치의 제어방법에 있어서,

상기 방송신호를 디매핑하는 단계와;

디매핑된 상기 방송신호의 오류율을 검출하는 단계와;

검출된 상기 오류률에 기초하여 상기 방송신호의 디매핑 방식을 전환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 방송신호는 HD급 방송신호와 SD급 방송신호를 포함하고, 상기 HD급 방송신호는 하위 계층(Low Priority)으로 변조되고, 상기 SD급 방송신호는 상위 계층(High Priority)으로 변조되며,

상기 디매핑 방식을 전환시키는 단계는, 상기 오류율이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 상기 상위 계층으로 변조된 방송신호를 디매핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 오류율을 검출하는 단계는 상기 방송신호의 블럭오류율(BER, Block Error Rate), 비트에러율(bit error rate), 상기 방송신호의 노이즈율(signal to noise ratio error rate) 및 캐리어노이즈율(carrier to noise ratio) 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 디매핑 방식을 전환시키는 단계는 상기 오류율에 따라 자동적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 방송신호의 상기 디매핑 방식을 선택하기 위한 사용자 선택부를 더 포함하고,

상기 디매핑 방식을 전환시키는 단계는 상기 사용자 선택부를 통하여 디매핑 방식이 전환되도록 선택하는 선택신호가 수신되는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 디매핑 방식의 전환 또는 방송신호의 화질 변화를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방송처리장치의 제어방법.