KR20050062868A

KR20050062868A - Ｄｍｂ 수신기에서 채널 복호기

Info

Publication number: KR20050062868A
Application number: KR1020030093861A
Authority: KR
Inventors: 신종웅; 황용석; 김강호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-06-28

Abstract

본 발명은 DMB 수신기의 채널 복호기에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 전송된 신호가 OFDM 복조되고 주파수 역인터리빙된 신호를 입력받아 FIC 데이터와 MSC 데이터로 분리하고, 상기 분리된 FIC 데이터 및 MSC 데이터를 효율적으로 채널 복호하여 오디오/데이터/비디오 복호기로 전달함으로써, 다양한 데이터 레이트를 갖는 전송 신호를 끊김없이 효율적으로 복호하며, 이동 수신 성능이 높아지는 효과가 있다.

Description

ＤＭＢ 수신기에서 채널 복호기{Channel decoder in DMB receiver}

본 발명은 DMB 수신기에 관한 것으로, 특히 DMB 수신기의 이동 수신 성능을 높이고 효율적인 채널 사용을 위한 채널 복호기에 관한 것이다.

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(DMB : Digital Multimedia Broadcast)이 가능해졌다.

상기 디지털 멀티미디어 방송은 전송 채널상의 잡음과 왜곡에 강인하고, 전송효율이 높을 뿐 아니라, 다양한 멀티미디어 서비스를 가능하게 하는 장점을 가지고 있다.

한국에서 채택된 디지털 멀티미디어 방송은 유럽의 지상파 라디오 표준으로 채택된 Eureka-147 디지털 라디오 방송(DAB : Digital Audio Broadcast)에 기반하고 있다.

상기 DAB에 멀티미디어 방송 성능을 향상시키기 위해 추가된 것은, 전송 채널상 발생할 수 있는 연집 에러(Burst Error)에 강인한 RS 코드(Reed-Solomon Code)와, 길쌈 인터리버(Convolutional Interleaver)이다.

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

이러한 DMB 방송의 전송 채널은 무선 이동 수신 채널로서, 수신 신호의 크기(Amplitude)가 시변(Time-varying)할 뿐만 아니라, 이동 수신기의 영향으로 수신 신호 스펙트럼(Spectrum)의 도플러 확산(Doppler Spreading)이 발생한다.

이와 같은 채널 환경에서의 송수신을 고려하여, DMB 송신 방식은 직교 신호 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에 기반하고 있다. 또한, 주파수 영역과 시간 영역에서 신호에 대한 인터리빙(Interleaving)을 수행하여, 전송 채널에서 발생하는 에러를 정정할 수 있도록 한다.

상기 DMB 송신 신호는 기존의 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 크기는 매우 작다.

따라서, DMB 수신기는 이러한 열악한 수신 환경에서 최대한 수신 신호를 받아들여, 전송 에러를 보정할 수 있어야 한다. 또한, 이동 수신 단말기라는 점을 고려하여 제한된 비용을 들여서 최대의 수신 성능을 내는 것이 DMB 수신기 구성의 핵심 요건이 된다.

또한, DMB 시스템은 효율적인 채널 사용을 위해 다양한 데이터 레이트(Data Rate)를 갖는 서비스를 지원하는데, 서비스 중에 이러한 데이터 레이트가 변할 수 있다. 이때 끊김없이 서비스를 하기 위해서 서비스 재구성시 효율적인 대처가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, DMB 수신기의 이동 수신 성능을 높이고 효율적인 채널 사용을 위한 상기 DMB 수신기 내 채널 복호기의 구성 및 동작 방법을 제안하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DMB 수신기의 채널 복호기는 전송된 신호가 OFDM 복조되고 주파수 역인터리빙된 신호를 입력받아 상기 FIC 데이터와 MSC 데이터로 분리하여 출력하는 블록 집합기와, 상기 분리된 데이터 중 MSC 데이터를 입력받아 시간 역인터리빙을 수행하는 시간 역인터리버와, 상기 분리된 FIC 데이터 및 시간 역인터리브된 MSC 데이터를 입력받아 비터비 알고리즘을 통해 렌덤한 에러를 정정하는 길쌈 복호기와, 상기 에러 정정된 FIC 데이터를 입력받아 채널 디코딩에 필요한 FIC 서브 채널 정보를 복호하는 FIC 복호기와, 상기 복호된 FIC 서브 채널 정보를 이용하여 상기 MSC 데이터 중 멀티미디어용으로 인코딩된 데이터를 선택하는 DMB 선택기와, 상기 선택된 멀티미디어 데이터를 TS(Transport Stream) 패킷으로 바꾸어 동기를 맞춰주는 DMB-TS 동기부와, 상기 멀티미디어 TS의 인터리브된 데이터를 재배열하는 길쌈 역인터리버와, 상기 길쌈 역인터리빙된 데이터를 입력받아 송신단에서 RS 인코딩한 데이터를 복원하는 RS 복호부와, 상기 복원된 멀티미디어 데이터 및 상기 FIC 데이터를 각각의 디코더에 맞게 변환시키는 데이터 형성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 길쌈 복호기 전후 출력을 입력받아 채널 오류를 계산하는 채널 오류 계산기를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 DMB 수신기 내부 채널 복호기의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 DMB 수신기의 채널 복호기는, OFDM 복조되고 주파수 역인터리빙된 심볼들을 입력받아 FIC(Fast Information Channel)와 MSC(Main Service Channel)로 구분하여 출력하는 블록 집합기(101)와, 상기 MSC를 입력받아 시간 역인터리빙을 수행하는 시간 역인터리버(102)와, 상기 시간 역인터리빙을 수행하기 위해 데이터를 잠시 저장하는 SRAM(104)과, 상기 FIC 및 MSC를 입력받아 먹스(MUX) 기능을 수행하는 집합기(103)와, 상기 FIC 및 MSC를 입력받아 비터비 알고리즘을 통해 렌덤한 에러를 정정하는 길쌈 복호기(105)와, 상기 에러 정정된 데이터를 원래의 데이터로 복원하는 에너지 역스크래블러(106)와, 상기 FIC 데이터를 입력받아 채널 디코딩에 필요한 정보를 서브 채널 단위로 복호하는 FIC 복호기(107)와, 상기 복호된 정보를 임시 저장하는 FIC 저장소(108)와, 복호된 서브 채널 중 비디오용으로 인코딩 된 데이터를 선택하는 DMB 선택기(109)와, 상기 선택된 비디오 데이터를 TS(Transport Stream) 패킷으로 바꾸어 동기를 맞춰주는 DMB-TS 동기부(111)와, 상기 비디오 TS의 인터리브된 데이터를 재배열하는 길쌈 역인터리버(112)와, RS 인코딩한 데이터를 복원시키는 RS 복호부 및 분리된 오디오/데이터/비디오 정보를 각각의 디코더에 맞게 변환시키는 데이터 형성부(114)로 구성된다.

이와 같이 구성된 채널 복호기의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 채널 복호기 전단의 동기부에서 OFDM 복조되고 주파수 역인터리빙된 OFDM 심볼들은 블록 집합기(101)로 입력된다. 상기 심볼들은 그 특성에 따라 FIC와 MSC로 구분되고, 상기 FIC는 시간 지연을 허용하지 않기 때문에 바로 집합기(103)를 거쳐 길쌈 복호기(105)로 입력된다. 상기 MSC에 대해서는 시간 역 인터리버(102)를 통해 시간 역 인터리빙을 수행한 후 길쌈 복호기(105)에 입력된다.

상기 길쌈 복호기(105)에 쓰이는 알고리즘은 비터비 디코딩 알고리즘이 사용된다. 상기 비터비 디코딩 알고리즘을 통해 랜덤한 에러가 정정된 FIC 데이터는 에너지 역스크램블러(106)로 입력되고, 상기 에너지 역스크램블러(106)를 통해 스크램블되었던 데이터가 원래의 데이터로 복원되어 FIC 복호기(107)로 전달된다.

상기 FIC 복호기 블록(107)에서는 채널 디코딩에 필요한 정보를 추출한다. 이때, 상기 FIC 복호기에서 추출하여야 하는 정보는 크게 3가지이다.

상기 3가지 정보를 다음의 표 1에 정리하였다.

TYPE/EXTENTION	용도(Usage)
fig type0/ext0	CIF 카운터를 이용해서 서비스 재구성이 일어나는 시간을 알아낸다.
fig type0/ext1	각 서브채널의 크기와 시작, protection profile을 알아낸다.
fig type0/ext2	서브채널 중에서 DMB에 해당하는 서브채널을 알아낸다.

상기 표 1과 같이, FIC 복호기(107)에서 추출된 정보는 FIC 저장소(108)에 저장된다. 상기 FIC 저장소(108)에 저장될때에는 서브채널 ID를 인덱스로 해서 메모리에 저장된다.

상기 저장된 정보는 시간 영역 역인터리버(102)와 길쌈 복호기(105)에서 정보 요청이 있을 때 해당 정보를 전달하게 된다.

이때, 상기 표 1의 fig type0/ext2와 같은 정보는 FIC 복호기(107)에서 FIC 저장소(108)를 거치지 않고, 바로 DMB 선택기(109)로 입력되기도 한다.

상기 FIC 정보를 입력받은 시간 역인터리버(102)는 MSC에 대해서 Logical 프레임 단위로 인터리빙된 데이터를 재배열한다. 상기 Logical 프레임 하나는 하나의 CIF(Common Interleaved Frame)에 해당한다.

이러한 관계를 알아보기 위해 첨부한 도 2에 전송 모드 1인 경우에 해당하는 DMB 전송 프레임의 구조를 나타내었다.

도 2와 같이, 전송 프레임은 FIC와 MSC로 구성되어 있고, 상기 FIC는 다시 12개의 FIB(Fast Information Block)(미도시)로 구성되며, MSC는 4개의 CIF(Common Interleaved Frame)로 구성된다. 상기 FIB 및 CIF의 수는 전송 모드(Transmission mode)에 따라 달라진다. 상기 CIF는 다시 864개의 CU(Capacity Unit)로 나뉘어져 있으며, 상기 CIF에는 비디오 데이터, 오디오 데이터와 같은 실제 데이터들이 들어 있다.

따라서, 상기 시간 역인터리버(102)에서는 상기 Logical 프레임인 CIF 단위로 역인터리빙을 수행하는 것이다.

상기 역인터리빙은 16bits 단위로 이루어지고 16bits을 16logical 프레임 단위로 역인터리빙 하기 위해서는 135개의 메모리셀이 필요하다. 따라서, 4bits로 소프트 결정한다고 가정하고, 시간 역인터리빙을 위해서 필요한 SRAM(104)의 크기는 4 * 864 * 64 / 16 *135 = 1,866,240 bits와 같이 약 1.86Mbits 정도 소요된다.

이처럼, 시간 역인터리빙된 MSC 데이터는 집합기(103)를 거쳐 길쌈 복호기(105)를 통해 비터비 디코딩됨으로써 에러가 정정되어 출력된다.

이때, 상기 MSC 데이터의 비터비 디코딩 되기 전과 후를 비교하여 채널에 오류가 있는지 여부를 체크하게 된다. 이러한 동작은 채널 오류 계산기(110)를 통해 이루어지며, 상기 체크된 정보는 데이터 형성부(114)로 전달되어 이후 각종 데이터의 디코딩시 참고 자료로 활용된다. 즉, 채널에 오류가 없으면 그대로 디코딩하지만, 채널에 오류가 많은 경우에는, 디코딩시 오류가 많은 데이터는 디코딩하지 않는 다거나 하는 방법을 사용하는 것이다.

상기 에러 정정된 MSC 데이터는 에너지 역스크램블러(106)를 거쳐 원래의 데이터로 복원된다.

따라서, 에너지 역스크램블러(106)에서 출력되는 데이터는 상기 MSC 데이터와 앞서 설명한 FIC 데이터이다. 상기 MSC 데이터에는 비디오, 오디오 및 부가 데이터가 포함되어 있으며, 상기 FIC 데이터에는 채널 디코딩에 필요한 정보 외에도 교통 정보와 같은 데이터가 포함되어 있다.

상기 FIC 데이터, 오디오 및 부가 데이터는 바로 데이터 형성부(114)로 출력되어 각각의 디코더에 맞게 변환된다.

상기 MSC의 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터는 DMB 선택기(109)를 통해 선택되어 DMB-TS 동기부(111)로 출력된다. 이때, 상기 DMB 선택기(109)는 FIC 복호기(107)를 통해 복호된 서브채널 ID를 통해 어떤 서브채널이 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터용으로 인코딩이 되어 있는지를 알아내는 방법을 사용한다.

상기 DMB-TS 동기부(111)로 출력된 멀티미디어 데이터는 DMB-TS(Transport Stream) 패킷으로 변환된다. 이러한 변환 과정에서 패킷 해더(47H)를 찾음으로써 전송 스트림의 동기를 맞추게 된다.

상기 DMB-TS 동기부(111)에서 동기가 맞추어져 출력되는 멀티미디어 데이터는 길쌈 역인터리버(112)를 통해 역인터리빙을 수행한다.

상기 길쌈 역인터리버(112)의 구조는 브랜치(B=12)와, 상기 각 브렌치가 증가할 때 증가하는 메모리(M=17)로 구성된다.

때문에 길쌈 역인터리빙을 수행하기 위해 필요한 메모리는 아래식과 같이 1123bytes가 필요하게 된다.

(B-1)/2*N + 1 = (12-1)/7*(12*17)+1 = 1123 (∵ N = B * M)

상기 역 길쌈 인터리빙된 데이터는 204bytes가 1블록이 되어 RS 복호기(113)로 입력된다. 상기 RS는 (204,188)구조를 갖는다. 상기 괄호 안의 204는 16byte의 오류 정정을 위한 패리티 바이트를 포함한 204byte를 의미하고, 188은 실제 데이터인 188byte를 의미한다. 이러한 RS 구조는 8byte의 오류 정정 능력을 갖는다.

상기 RS 복호된 데이터는 상기 패리티 바이트인 16바이트가 제거되고, 188바이트만 데이터 형성부(114)를 거쳐 비디오 디코더(미도시)로 전달된다.

상기 데이터 형성부(114)는 오디오, 부가 데이터, 그리고 상기 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를 각각의 디코더(미도시)에 맞게 변환시켜 출력하고, 상기 디코더(미도시)를 통해 디코딩된 정보를 사용자가 이용하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 DMB 수신기에서의 채널 복호기는 다양한 데이터 레이트를 갖는 전송 신호를 끊김없이 효율적으로 복호하며, 이동 수신 성능이 높아지는 효과가 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 본 발명에 따른 DMB 수신기의 채널 복호기 내부 구성을 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 채널 복호기의 전송 프레임 구조를 나타낸 도면

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

101 : 블록 집합기 102 : 시간 역인터리버

103 : 집합기 104 : SRAM

105 : 길쌈 복호기 106 : 에너지 역스크램블러

107 : FIC 복호기 108 : FIC 저장소

109 : DMB 선택기 110 : 채널 오류 계산기

111 : DMB-TS 동기부 112 : 길쌈 역인터리버

113 : RS 복호부 114 : 데이터 형성부

Claims

FIC 및 MSC 데이터를 포함하여 구성된 전송 프레임을 이용하여 전송된 디지털 멀티미디어 방송을 수신하기 위한 DMB 수신기에 있어서,

상기 전송된 신호가 OFDM 복조되고 주파수 역인터리빙된 신호를 입력받아 상기 FIC 데이터와 MSC 데이터로 분리하여 출력하는 블록 집합기와,

상기 분리된 데이터 중 MSC 데이터를 입력받아 시간 역인터리빙을 수행하는 시간 역인터리버와,

상기 분리된 FIC 데이터 및 시간 역인터리브된 MSC 데이터를 입력받아 비터비 알고리즘을 통해 랜덤한 에러를 정정하는 길쌈 복호기와,

상기 에러 정정된 FIC 데이터를 입력받아 채널 디코딩에 필요한 FIC 서브 채널 정보를 복호하는 FIC 복호기와,

상기 복호된 FIC 서브 채널 정보를 이용하여 상기 MSC 데이터 중 멀티미디어용으로 인코딩된 데이터를 선택하는 DMB 선택기와,

상기 선택된 멀티미디어 데이터를 TS(Transport Stream) 패킷으로 바꾸어 동기를 맞춰주는 DMB-TS 동기부와,

상기 멀티미디어 TS의 인터리브된 데이터를 재배열하는 길쌈 역인터리버와,

상기 길쌈 역인터리빙된 데이터를 입력받아 송신단에서 RS 인코딩한 데이터를 복원하는 RS 복호부와,

상기 복원된 멀티미디어 데이터 및 상기 FIC 데이터를 각각의 디코더에 맞게 변환시키는 데이터 형성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 DMB 수신기의 채널 복호기.
제 1 항에 있어서,

상기 길쌈 복호기 전후 출력을 입력받아 채널 오류를 계산하는 채널 오류 계산기를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 DMB 수신기의 채널 복호기.