KR20150063721A - 다이버시티 안테나 시스템의 fm 및 rds 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법 - Google Patents

다이버시티 안테나 시스템의 fm 및 rds 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위상 다이버시티(Phase Diversity) 환경하에서 FM과 FM/RDS 데이터 방송 스트리밍을 하이브리드화시킨 알고리즘을 적용하여, FM 오디오 및 FM/RDS 수신 신호의 특성에 따라 적응적으로 사용할 수 있도록 한 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너와, 메인튜너 및 서브튜너에서 수신한 신호를 처리하는 디지털 신호 처리기를 하이브리드 형태로 통합화시킨 상태에서, 위상 다이버시티(Phase Diversity) 환경하에서 FM과 FM/RDS 데이터 방송 스트리밍을 하이브리드화시킨 알고리즘을 적용하여, FM 오디오 신호 및 FM/RDS 수신 신호의 감도 특성에 따라 적응적으로 사용할 수 있도록 한 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법{Device and method for adaptive data processing between FM and RDS in the diversity antenna system}
본 발명은 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위상 다이버시티(Phase Diversity) 환경하에서 FM과 FM/RDS 데이터 방송 스트리밍을 하이브리드화시킨 알고리즘을 적용하여, FM 오디오 및 FM/RDS 수신 신호의 특성에 따라 적응적으로 사용할 수 있도록 한 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 차량용 다이버시티 안테나 시스템은 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 리어글래스 등에 설치되는 글래스 안테나의 일종인 제1안테나(11) 및 제2안테나(12)와; 제1안테나(11)로부터 FM 오디오 신호를 수신하는 FM 오디오용 제1튜너(21)와, 제2안테나(12)로부터 RDS(Radio Data System) 신호를 수신하는 제2튜너(22)를 포함하는 튜너 모듈과; 제1튜너(21) 및 제2튜너(22)로부터의 수신 신호에 기초하여 각종 데이터 처리를 실행하는 디지털 신호 처리기(30: DSP,Digital Signal Processor)와; 상기 제1 및 제2튜너(21,22)를 비롯하여 디지털 신호 처리기(30)의 각종 동작을 제어하는 마이콤(40) 등을 포함하여 구성된다.
또한, 도 1에는 미도시되었지만 디지털 신호 처리기(30)에 의해 처리된 오디오 신호를 증폭하는 앰프와, 증폭된 오디오 신호를 출력하는 스피커와, 디지털 신호 처리기에서 복호된 데이터를 표시하는 디스플레이 등을 더 포함한다.
상기와 같은 종래의 다이버시티 안테나 시스템은 리어글래스에 부착되는 글래스 안테나를 비롯하여 두 개의 튜너를 포함하는 위상 다이버시티(Phase Diversity) 안테나 시스템으로 적용되고 있다.
이렇게 위상 다이버시티 안테나 시스템을 적용한 이유는 글래스 안테나의 경우 루프 통합 안테나에 비하여 수신 성능이 열세인 점을 감안하여, FM 수신성능 향상을 위해서 적용되고 있다.
그러나, 디지털 오디오 방송인 RDS 신호의 경우는 백그라운드로 데이터 처리를 해야 하므로, 상기한 종래의 다이버시티 안테나 시스템은 RDS 신호를 백그라운드로 데이터 처리하는 것이 불가능한 문제점이 있다.
즉, 상기 제1안테나를 통하여 수신된 FM 오디오 신호는 제1튜너에서 수신하고, 상기 제2안테나를 통하여 수신되는 RDS 신호는 제2튜너에서 독립적으로 수신 하기 때문에 FM 오디오 신호와 RDS 처리가 동시에 이루어지지 않는다.
좀 더 상세하게는, 상기 제1 및 제2안테나를 통해 제1 및 제2튜너에서 각각 수신되는 두 신호 중에서 수신 감도가 더 좋은 신호를 선택하여 그 신호를 차량의 스피커 또는 디스플레이를 통해 출력함에 따라, 제1튜너와 제2튜너의 신호가 동시에 처리되지 않는다.
예를 들어, 제1튜너에서 FM 라디오 방송 신호를 수신할 때, 디지털 오디오 방송인 RDS 신호의 경우는 백그라운드로 데이터 처리를 해야 하지만, 종래에는 FM 라디오 방송과 RDS 데이터 방송 처리에 대한 단순한 점유 전환 로직을 적용함에 따라, 백그라운드 데이터 처리가 되지 않는 문제점이 있다.
또한, 제2튜너에서 RDS 데이터를 독립적으로 수신 처리하게 될 때, FM 방송 수신 열세 혹은 음 끊김 현상이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너와, 메인튜너 및 서브튜너에서 수신한 신호를 처리하는 디지털 신호 처리기를 하이브리드 형태로 통합화시킨 상태에서, 위상 다이버시티(Phase Diversity) 환경하에서 FM과 FM/RDS 데이터 방송 스트리밍을 하이브리드화시킨 알고리즘을 적용하여, FM 오디오 신호 및 FM/RDS 수신 신호의 감도 특성에 따라 적응적으로 사용할 수 있도록 한 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치를 제공하고자 한 것으로서, FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와; 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너와; 메인튜너에서 수신한 FM 오디오 음질 튜닝 및 출력 제어를 하는 동시에 서브튜너에서 수신한 FM/RDS 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리기; 를 하이브리드 형태로 통합화시켜서, 수신 상태가 양호할 때 메인튜너와 서브튜너를 독립적으로 동작시키는 동시에 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리가 이루어지도록 한 RDS 모드가 실행되고, 수신 상태가 약화될 때 메인튜너와 서브튜너 간의 위상 다이버시티 모드가 실행되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법을 제공하고자 한 것으로서, FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너를 하나의 모듈로 통합한 상태에서 안테나를 통한 신호 수신 상태를 체크하는 단계 후, 정상 신호 상태에서, 메인튜너에서 FM 오디오 신호를 수신하는 동시에 서브튜너에서 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리가 이루어지도록 한 RDS 모드가 실행되는 단계와; 약한 신호 상태에서, 메인튜너와 서브튜너의 위상 다이버시티 모드가 실행되는 단계; 가 상호 전환되도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현에에서, 상기 RDS 모드는 메인튜너 및 서브튜브에서의 신호 수신 상태가 양호한 상태로서, 메인튜너에서 FM 오디오 신호를 수신하는 동작과, 서브튜너에서 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리를 비롯하여 AF 체크를 처리하는 동작이 독립적으로 이루어지는 것임을 특징으로 한다.
특히, 상기 위상 다이버시티 모드는 멀티-패스가 많이 유입되는 제1약한 신호 상태와, 멀티-패스 유입 및 수신 신호의 세기가 약한 제2약한 신호 상태를 구분하여 동작하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1약한 신호 상태에서, 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작만이 실행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2약한 신호 상태에서, 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작과, AF 상태를 체크하는 AF 체크 동작이 비슷한 비율로 전환되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, FM 오디오 신호 및 FM/RDS 수신 신호의 감도 특성에 따라, 수신 감도가 양호할 때에는 하나로 모듈화된 메인튜너와 서브튜너가 독립적으로 동작하되, 메인튜너는 FM 오디오 신호를 수신하고, 서브튜너는 RDS 데이터를 백그라운드로 스캔하도록 하고, 반면 수신 감도가 약한 경우에는 위상 다이버시티 환경하에서 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호를 수신하는 수신율을 높여줌으로써, FM 음 끊김 현상 혹은 저하 현상을 방지하는 동시에 백그라운드로 RDS 데이터를 처리할 수 있다.
또한, 기존의 메인튜너 및 서브튜너는 독립적으로 존재하는 더블 튜너 형태이지만, 본 발명의 메인튜너 및 서브튜너는 하나로 모듈화된 통합형 구조이므로, 기존 더블 튜너 구조보다 원가 절감이 가능한 잇점이 있다.
도 1은 종래의 다이버시티 안테나 시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치를 나타낸 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법을 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 약어 중, RDS는 라디오 데이터 시스템(Radio Data System)으로서, FM 방송 신호에 디지털의 각종 데이터를 다중하여 전송하는 것을 의미하고, 또한 AF 체크는 대체국의 유무를 체크하는 것을 의미한다. 차량의 이동 중 수신 영역을 벗어나더라도 같은 프로그램 방송을 실시하는 대체국을 서치하는 것을 의미한다.
또한, 위상 다이버시티(Phase Diversity)는 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 두 신호를 최적의 조합으로 더하여 그 신호를 출력하는 의미한다.
본 발명은 위상 다이버시티 환경하에서 FM 오디오 신호를 수신하는 위상 다이버시티 모드와, 위상 다이버시티 해제 환경하에서 RDS 데이터 처리를 위한 RDS 모드가 수신감도와 연계하여 적응형 스위칭(switching) 가능한 구조로 적용하여, FM 오디오 음의 끊김이나 잡음없이 방송 수신이 가능하고, 동시에 RDS 데이터 백그라운드 처리가 가능하도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치는 FM 라디오 신호를 수신하는 메인튜너와, RDS 데이터 신호를 수신하는 서브튜너와, 음출력을 위한 디지털 신호 처리기가 통합 모듈로 사용되고, 이 통합 모듈에는 안테나로부터 수신하는 신호의 특성에 따라 RDS 모드 또는 위상 다이버시트 모드를 적응적으로 사용하는 알고리즘이 적용된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치는 첨부한 도 2에서 보듯이, 현재 청취 방송의 FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너(102)와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너(104)와, 메인튜너(102)에서 수신한 FM 오디오 음질 튜닝 및 출력 제어를 하는 동시에 서브튜너(104)에서 수신한 FM/RDS 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리기(106)를 하이브리드 형태의 단일 모듈(100)내에 통합화시킨 점에 특징이 있다.
이렇게 FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너를 하나의 모듈로 통합한 상태에서, 차량의 리어글래스 등에 설치되는 글래스 안테나의 일종인 안테나를 통한 신호 수신 상태를 체크한다.
이때, 상기 안테나를 통한 신호 수신 감도에 따라, 즉 정상 신호를 비롯하여 제1 및 제2 약한 신호 상태에 따라, 첨부한 도 4에서 보듯이 RDS 모드(RDS mode) 또는 위상 다이버시티 모드(PD mode)가 자동 전환되며 실행된다.
상기 안테나를 통한 수신 감도 상태가 양호할 때, 상기 메인튜너(102)와 서브튜너(104)는 독립적으로 동작한다.
즉, 수신 감도 상태가 양호할 경우, 상기 메인튜너(102)에서는 현재 청취 중인 FM 오디오 신호를 수신하고, 동시에 상기 서브튜너(104)는 FM/RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔하며 수신하는 RDS 모드가 실행된다.
보다 상세하게는, 상기 RDS 모드는 메인튜너(102) 및 서브튜브(104)에서의 신호 수신 상태가 양호한 상태에서, 메인튜너(102)에서 FM 오디오 신호를 수신하는 동작과, 서브튜너(104)에서 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔하며 수신하는 것을 비롯하여 AF 체크를 처리하는 동작이 독립적으로 이루어진다.
반면, 상기 안테나를 통한 수신 상태가 약화되면, RDS 모드가 위상 다이버시티 모드로 자동 전환되어, 메인튜너와 서브튜너 간의 위상 다이버시티 모드가 실행되며, 이러한 위상 다이버시티 모드에서는 메인튜너와 서브튜너의 신호가 합쳐져서 위상(Phase) 보상 효과에 따라 수신율이 높아진다.
이때, 상기 위상 다이버시티 모드는 멀티-패스 및 USN이 많이 유입되는 제1약한 신호 상태와, 멀티-패스 유입 및 수신 신호의 세기가 약한 제2약한 신호 상태를 구분하여 동작한다.
여기서, 상기 멀티-패스(Multi-path)는 신호가 주변의 사물에 반사되어 위상이 원래의 신호와 상이한 상태로 수신측에 유입되어 발생하는 노이즈를 말하고, 상기 USN은 주변 신호에 의한 간섭에 의해 생기는 노이즈를 말한다.
첨부한 도 3에 도시된 위상 다이버시티 모드 전환에 대한 일례에서 보듯이, 멀티-패스(Multi-path) 또는 USN이 기준치 이상이면, 위상 다이버시티 모드(PD 모드)를 약 1초간 유지하고, 본래 신호의 신호 강도(Level)가 기준치(L1 또는 L2) 이상 또는 이하인 경우 위상 다이버시티 모드의 유지 시간을 2초 내지 4초로 늘려서 정상적인 신호가 수신될 때까지 위상다이버시티 모드를 유지하도록 한다.
이때, 상기 위상 다이버시티 모드는 멀티-패스 및 USN이 많이 유입되는 제1약한 신호 상태와, 멀티-패스 유입 및 수신 신호의 세기가 약한 제2약한 신호 상태를 구분하여 동작하는 바, 제1약한 신호 상태에서는 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작만이 실행된다.
바람직하게는, 제1약한 신호 상태에서는 첨부한 도 4에서 보듯이, 메인튜너와 서브튜너가 위상 다이버시티 모드에 치중하여 동작하되, 일부 시간 동안 RDS 모드에 의하여 AF 상태를 체크하기 위한 동작도 부여할 수 있다.
반면, 상기 제2약한 신호 상태에서는 첨부한 도 4에서 보듯이, 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작과, RDS 모드에 의하여 AF 상태를 체크하는 AF 체크 동작이 동등한 비율로 전환되며 동작한다.
즉, 상기 제2약한 신호 상태에서, 수신 감도에 영향을 미치는 요소에 있어서 멀티-패스 유입 및 수신 신호의 세기가 비슷하므로, 동등한 비율로 위상 다이버시티 동작과 AF 체크 동작이 전환 동작되도록 하여, FM 방송 수신율을 향상시키는 동시에 AF 체크에 의한 대체국의 유무 체크가 함께 이루어질 수 있다.
이와 같이, 메인튜너와 및 서브튜너와, 디지털 신호 처리기를 통합화시킨 하이브리드 집적 시스템을 채택함과 함께, 수신 감도가 양호할 때에는 하나로 모듈화된 메인튜너와 서브튜너가 독립적으로 동작하고, 반면 수신 감도가 약한 경우에는 위상 다이버시티 환경하에서 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호를 수신하는 수신율을 높여줌으로써, FM 음 끊김 현상 혹은 저하 현상을 방지하는 동시에 백그라운드로 RDS 데이터를 처리할 수 있다.
11 : 제1안테나
12 : 제2안테나
21 : 제1튜너
22 : 제2튜너
30 : 디지털 신호 처리기
40 : 마이콤
100 : 하이브리드 형태의 단일 모듈
102 : 메인튜너
104 : 서브튜너
106 : 디지털 신호 처리기

Claims (6)

  1. FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와;
    디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너와;
    메인튜너에서 수신한 FM 오디오 음질 튜닝 및 출력 제어를 하는 동시에 서브튜너에서 수신한 FM/RDS 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리기;
    를 하이브리드 형태로 통합화시켜서,
    수신 상태가 양호할 때 메인튜너와 서브튜너를 독립적으로 동작시키는 동시에 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리가 이루어지도록 한 RDS 모드가 실행되고, 수신 상태가 약화될 때 메인튜너와 서브튜너 간의 위상 다이버시티 모드가 실행되도록 한 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 장치.
  2. FM 오디오 신호를 수신하는 메인튜너와, 디지털 오디오 방송인 FM/RDS 데이터 신호를 백그라운드로 스캔 처리하는 서브튜너를 하나의 모듈로 통합한 상태에서, 안테나를 통한 신호 수신 상태를 체크하는 단계 후,
    정상 신호 상태에서, 메인튜너에서 FM 오디오 신호를 수신하는 동시에 서브튜너에서 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리가 이루어지도록 한 RDS 모드가 실행되는 단계와;
    약한 신호 상태에서, 메인튜너와 서브튜너의 위상 다이버시티 모드가 실행되는 단계;
    가 상호 전환되도록 한 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 RDS 모드는 메인튜너 및 서브튜브에서의 신호 수신 상태가 양호한 상태로서, 메인튜너에서 FM 오디오 신호를 수신하는 동작과, 서브튜너에서 RDS 데이터 신호에 대한 백그라인드 스캔 처리를 비롯하여 AF 체크를 처리하는 동작이 독립적으로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 위상 다이버시티 모드는 멀티-패스가 많이 유입되는 제1약한 신호 상태와, 멀티-패스 유입 및 수신 신호의 세기가 약한 제2약한 신호 상태를 구분하여 동작하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1약한 신호 상태에서, 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작만이 실행되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2약한 신호 상태에서, 메인튜너 및 서브튜너의 신호가 합쳐져 FM 오디오 신호의 수신율을 높이는 위상 다이버시티 동작과, AF 상태를 체크하는 AF 체크 동작이 비슷한 비율로 전환되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템의 FM 및 RDS 간 적응형 데이터 처리 방법.
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KR20220074074A (ko) 2020-11-27 2022-06-03 한국과학기술연구원 그래핀 및 탄소나노혼 복합체에 전이금속 산화물이 코팅된 고밀도 전이금속-그래핀 및 탄소나노혼 복합체 및 그 제조방법
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