KR20050094032A - 방송신호의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템 및그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 방송 신호를 수신하기 위한 2개 이상으로 이루어진 복수 개 안테나; 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하는 안테나 스위칭부; 상기 안테나 스위칭부로 부터 선택된 안테나로부터 수신된 방송 신호 중 해당 방송 주파수를 튜닝하는 RF 튜닝부; 상기 RF 튜닝부로부터 아날로그의 IF신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부; 상기 A/D변환부로부터 출력된 디지털 신호를 복조, 압축된 신호의 복원, 에러를 정정하고 비트율을 검출하는 디코더부; 상기 디코더부로부터 출력신호를 증폭하는 증폭 등 신호처리부; 및 상기 디코더부로부터 비트율을 입력받아, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하도록 상기 안테나 스위칭부를 제어하는 마이컴을 포함한다. 따라서, 이동하는 차량이 주행중에 수신감도가 향상된 디지탈 TV/라디오의 신호를 수신할 수 있다.
Description
본 발명은 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 디지털 TV/라디오 시스템에서 두 개의 안테나로부터 신호를 수신하여 튜닝 및 A/D 변환 후, 수신신호의 디지털 비트율(bit rate)을 검출하여 다이버시티(Diversity) 안테나 스위칭에 따라 디지탈 TV/라디오 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카 폰, 카 오디오 등 TV/라디오 수신 장치가 필요한 장비를 차량에 설치하여 사용하게 되면 그에 맞는 안테나를 설치해야 하는 문제와 차량이 주행중에 건물, 송전소 등의 반사물의 증가와 주파수의 세밀한 분할, 및 근접차량에 의해 전파수신이 불량해져 수신감도가 떨어지는 문제점이 있었다.
차량의 카 오디오용 라디오는 하나의 안테나를 사용하여 FM 신호를 수신하게 되는데, 이때 사용되는 안테나는 주로 폴 안테나로써, 이는 수평 주파수에 대해서 수신이 양호하지 못하다는 단점을 갖는다. 이 때문에 고주파수의 FM 신호가 수신될 경우에는 많은 잡음성분이 함께 수신되어 청취감이 떨어진다.
일반적으로, 에프엠(FM) 라디오 디이버시티 안테나 제어 장치는, 자동차에 하나의 안테나를 사용하여 에프엠(FM) 라디오를 청취하게 되는데, 이때 안테나는 폴 안테나로 수평 주파수에 대해서는 용이하지 못하여 고주파수의 에프엠 라디오 주파수가 수신될 경우에는 많은 잡음 주파수에 방해를 받게 됨으로써 청취감이 좋지 못하게 되므로, 에프엠 라디오 주파수를 수신하는 안테나 두 개를 장착하여, 이에 따라 수신되는 신호 중 잡음 성분이 없는 주파수대의 신호를 선택하도록 함으로써 청취감을 좋게 하여 제품에 대한 신뢰감을 향상시킨다.
기존 자동차의 TV 다이버시티(Diversity)는 마이컴으로 단순히 신호의 크기를 비교하여 전환시키도록 되어 있어 차량이동시 TV를 수신하는 경우 안테나의 위치에 따라 수신감도가 틀려지게 되고 따라서 전파가 차량에 도달할 때까지 여러 경로를 통하여 수신되게 되므로 전파의 세기도 틀려지게 됨으로써 차량 이동중에 특히 잡음으로 인해 화면이 칙칙거리거나 화면의 화상이 이중으로 보이는 현상이 발생되었으며, 또한 신호의 크기를 비교하는 중에 화면이 안보이는 현상이 발생하는 등 문제점이 야기된다.
도 1a를 참조하면, 안테나를 통해 무선신호를 수신하도록 종래의 다이버시티 안테나(10,12)를 차량의 앞과 뒤에 다이버시티(Diversity) 안테나를 설치되어, 도 1b 도시된 종래의 차량용 다이버시티 안테나 시스템을 이용하여 TV나 라디오의 신호를 수신한다.
현재 사용중인 아날로그 라디오나 TV의 경우, 3가지 형태의 다이버시티 시스템(Diversity System)을 사용하고 있다. 이동중인 차량에서 라디오나 TV등의 전파 수신시에는 이동차량의 전파 수신이 지역 위치 등의 이동에 따른 전파의 변화가 급격하여 이를 보상하기 위한 2개 또는 그이상의 안테나를 설치하여, 수신하는 방송의 전계 강도가 높은 쪽의 안테나를 선택하여 수신하는 동작을 반복하는 시스템으로 구성된다.
3가지 형태로는 안테나 입력단에서 2 개 또는 그 이상의 안테나중에서 선택하는 방법과, RF부 뒷단 즉 IF부에서 스위칭(Switching)하는 방법, 그리고 나머지 하나는 복조를 한 최종단에서 스위칭하는 방법 등이 있다.
통상적인 구성은 안테나(ANT)를 스위칭하는 안테나 스위칭부와, 이 스위칭 Source 신호를 검출하는 검출부, 및 검출 신호를 증폭하는 증폭부로 구성된다.
상술한 3가지중에서 IF부에서 스위칭하는 방법과, 최종단에서 안테나를 스위칭하는 방법은 RF부 및 복조부 등이 이중으로 구성되어 시스템의 가격은 높으나 성능은 양호한 편이다. 그리고, 아날로그 시스템의 경우, 구성 블록중 검출부의 Source가 아날로그 신호인 IF신호등을 이용하므로 불명확한 단점이 있다. 즉, IF신호 등을 검출하여, 신호의 강도 등을 비교, 일정 강도 이하이면 다른 안테나와 비교하여 좋을 쪽으로 선택하는 시스템을 사용한다.
차량의 경우 이동 수신의 특징 때문에 고급차 일수록 대부분이 다이버스티(Diversity) 시스템을 이용하고 있으며, 최근의 경향은 차량의 글라스에 내장된 글라스 다이버스티 안테나 시스템을 사용하고 있는 경향이다.
일부 디지털 시스템에서 사용중인 다이버시티 안테나 시스템은 두 개 내지는 그 이상의 신호를 모두 수신하여 이를 모두 복조 및 에러를 검출하여 상호 비교하여 깨어진 데이터의 복원하여 수신하는 방법을 시행하고 있으므로 구입 비용(Cost)이 비싸다는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동중인 차량에서 라디오나 TV 방송신호 수신시 상대적으로 수신감도가 양호한 안테나로 수신하기 위해 현재의 안테나로부터 신호를 수신 튜닝 및 A/D 변환을 통해 디지털 방식 신호의 복조 에러 정정 및 압축 신호를 복원한 후, 스위칭 소스(Source)에서 디지털의 비트율(bit rate)을 검출하여 마이컴에서 안테나 스위칭 제어를 위한 선택 신호에 따라 안테나를 스위칭하여 상대적으로 수신감도와 정확도를 높일 수 있는 디지털 TV/라디오 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 다이버시티 시스템의 디지털 방식 방송신호의 수신감도 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방송 신호를 수신하기 위한 2개 이상으로 이루어진 복수 개 안테나; 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하는 안테나 스위칭부; 상기 안테나 스위칭부로부터 선택된 안테나로부터 수신된 방송 신호 중 해당 방송 주파수를 튜닝하는 RF 튜닝부; 상기 RF 튜닝부로부터 아날로그의 IF신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부; 상기 A/D변환부로부터 출력된 디지털 신호를 복조, 압축된 신호의 복원, 에러를 정정하고 비트율(bit rate)을 검출하는 디코더부; 상기 디코더부로부터 출력신호를 증폭하는 증폭 등 신호처리부; 및 상기 디코더부로부터 비트율을 입력받아, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하도록 상기 안테나 스위칭부를 제어하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템을 제공한다.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수 개 안테나 중 어느 하나로부터 해당 방송 신호를 수신하여 튜닝 및 A/D변환 후 디코딩하는 디코딩 단계; 상기 디코딩 단계에서 출력된 신호로부터 비트율을 검출하여 상기 검출된 비트율이 기 설정된 비트율 이상인지 여부를 판단하는 비트율 체크 단계; 상기 비트율 체크 단계에서 검출된 제 1 비트율이 기 설정된 비트율 이상일 경우 현 선택된 안테나로부터 방송신호를 수신하는 방송신호 셋팅단계; 상기 방송신호 셋팅단계에서 상기 제 1 비트율이 상기 기설정된 비트율에 미치지 못할 경우 제 1비트율을 저장한 후, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하는 안테나 스위칭부를 제어하여 다른 하나의 안테나를 선택하고 해당 방송신호를 수신하여 디코딩한 후 비트율을 검출하는 제 2 비트율 검출 단계; 및 상기 제 1 비트율과 상기 제 2 비트율을 비교하여 상대적으로 비트율이 높은 안테나를 선택하여 방송신호를 수신하는 방송 신호 선택 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이버시티 시스템의 디지털 방식 방송 신호의 수신감도 제어 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구성과 동작을 상세하게 설명한다.
도 2a는 본 발명에 의한 디지탈 TV/라디오의 수신감도 향상을 위한 다이버시티(Diversity) 시스템을 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 상기 디지탈 TV/라디오의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템은 2 개의 안테나(ANT1, ANT2)(10,12), 안테나 스위칭부(13) 및 RF 튜닝부(14), A/D변환부(ADC)(15), 채널 및 소스 디코더부(16)(Channel Decoder & Source Decoder), 증폭 등 신호 처리부(17), 및 마이컴(18)으로 구성된다.
상기 두 개의 안테나(ANT1, ANT2)(10,12)는 차량의 글래스(Glass)의 뒤쪽 2개 또는 좌우측면에 2개 또는 차량 앞뒤로 설치가 가능하며, 디지털 TV와 라디오 방송신호를 수신한다.
상기 안테나 스위칭부(13)는 상기 마이컴(18)으로부터 제공되는 안테나 스위칭 제어를 위한 선택 신호에 따라 ANT1(10) 또는 ANT2(12)를 선택하여 상대적으로 수신감도가 양호한 주파수 채널을 형성하는 기능을 제공하며, 상기 RF 튜닝부(14)는 기존에 사용되는 AM/FM이나 TV의 해당 주파수를 튜닝(Tuning)하여 방송신호를 수신하는 역할을 한다.
상기 A/D변환부(ADC)(15)는 상기 RF 튜닝부(14)로부터 아날로그 IF신호를 디지털 방식의 디지털 신호로 변환하여 상기 채널 및 소스 디코더부(16)로 제공한다.
상기 채널 디코더 및 소스 디코더부(Channel Decoder & Source Decoder)(16)는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 디지털 방식 신호의 복조(demodulation) 및 CAS(Conditional Access System)에 의한 에러 정정, MPEG2, AAC(Advanced Audio Coding), PAC(Perceptual Audio Coding), Music Cam 등으로 압축된 신호의 복원 등의 기능을 수행하며, 본 발명에서 상기 채널 디코더 및 소스 디코더(16)로부터 스위칭 소스(Source)로 쓰고 있는 수신감도에 대한 비트율(Bit Rate) 신호를 검출하여 상기 마이컴(18)으로 제공한다.
상기 마이컴(18)은 상기 채널 디코더 및 소스 디코더(16)로부터 수신되는 방송신호의 수신감도에 대한 비트율(Bit Rate) 신호를 받아 도 3의 흐름도(Flow Chart)에 도시된 바와 같이 상기 마이컴(18)에서 디지털 방식 방송신호의 비트율(bit rate)을 검출 및 비교하여 상대적으로 비트율이 높은, 즉 상대적으로 수신감도 높은 신호를 감지하여 안테나 스위칭 제어를 위한 선택신호를 상기 안테나 스위칭부(13)로 제공하여 상대적으로 수신감도가 높은 안테나로 스위칭 시킴으로써 수신감도가 높은 디지털 TV/라디오 방송신호를 수신할 수 있다.
도 2b는 본 발명에 따른 다이버시티 시스템의 디지털 방식 방송신호의 수신감도 제어 방법을 설명한 흐름도이다.
복수 개 안테나(ANT1, ANT2) 중 어느 하나로부터 해당 방송 신호를 수신하여 RF 튜닝 및 A/D변환 후, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 디지털 방식 신호의 복조(demodulation) 및 에러 정정, 압축된 신호를 복원하는 채널 디코딩 및 소스 디코딩한다(단계 S30);
상기 채널 및 소스 디코딩 단계에서 출력된 신호로부터 비트율(bit rate)을 검출하여 상기 검출된 비트율이 기 설정된 비트율 이상인지 여부를 판단하는 비트율을 체크한다(단계 S31).
상기 비트율 체크 단계에서 검출된 제 1 비트율이 기 설정된 비트율 이상일 경우, 현재 선택된 안테나(ANT 1)로부터 방송신호를 수신한다(단계 S32).
상기 방송신호 셋팅단계(단계 S32)에서 상기 제 1 비트율이 상기 기 설정된 비트율 미만일 경우 제 1 비트율을 저장한 후, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하도록 상기 안테나 스위칭부(13)를 제어함으로써 다른 하나의 안테나(ANT 2)를 선택하여 디지털 TV/라디오의 해당 방송신호를 수신하고 RF튜닝, A/D변환, 및 채널 디코딩 및 소스 디코딩한 후 제 2 비트율을 검출한다(단계 S33).
상기 마이컴(18)에서 상기 채널 디코더 및 소스 디코더(16)로부터 제공된 상기 제 1 비트율과 상기 제 2 비트율을 비교하여 상대적으로 비트율이 높은 안테나를 선택하도록 상기 마이컴(18)에서 상기 안테나 스위칭부(13)로 안테나 스위칭 제어를 위한 선택 신호를 상기 안테나 스위칭부(13)로 제공하여 상대적으로 수신감도가 향상된 안테나로 스위칭함하여 방송신호를 수신하는 방송 신호 선택 단계를 포함한다(단계 S34).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴에서 디지탈 TV/라디오 방송신호의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템의 스위칭 제어 방법을 설명한 흐름도이다.
상기 마이컴(18)의 전원이 켜졌는지 확인하고(단계 S1), 상기 채널 디코더 및 소스 디코더(16)로부터 수신감도에 대한 비트율(Bit Rate) 신호의 입력을 확인한(단계 S2) 후, 상기 수신감도에 대한 비트율(Bit Rate) 신호가 일정 수준 이상인지를 체크하여(단계 S3) 일정수준 이상이면 현재의 수신 안테나(ANT1)(10)로 방송을 수신한다(단계 S4). 디지털 방송의 경우, 방송 내용 데이터 값에 대하여 에러 정정율을 포함하여 수신 데이터의 수신율을 확인가능하고, 일반적으로 비트율(Bit Rate)이 약 80% 정도면 수신 가능하다.
상기 수신감도에 대한 비트율(Bit Rate) 신호가 일정 수준 이상이 아니면, 상기 ANT 2(12)의 입력 신호 수신을 위하여 상기 ANT 2(12)로 수신감도가 향상된 신호를 수신하기 위해 상기 마이컴(18)으로부터 제공된 안테나 스위칭 제어를 위한 선택신호에 따라 상기 안테나 스위칭부(13)에서 안테나를 스위칭하고(단계 S5), 상기 ANT 2(12)의 신호의 복조 및 비트율(Bit Rate)을 검출하여(단계 S6), 높은 쪽 안테나의 전계 강도를 수신하기 위해 ANT 1과 ANT 2의 비트율(Bit Rate)을 검출 비교하여(단계 S7) ANT1의 비트율 > ANT2의 비트율이면 상기 마이컴(18)에서 상기 ANT 1(10)의 선택신호를 출력하여(단계 S8) 현재의 수신 안테나(ANT1)(10)로 방송을 수신한다(단계 S4).
ANT1의 비트율 > ANT2의 비트율이 아니면, 상기 마이컴(18)에서 상기 ANT 2(12)의 선택 신호를 출력하여(단계 S9) 상대적으로 수신감도가 높은 상기 ANT 2(12)로 스위칭하여 방송신호를 수신한다(단계 S10).
차량의 경우, 두 개의 안테나(ANT 1과 ANT 2)에서 차량의 장착 위치에 따라서 이동 차량의 방향과 방송 송신소 위치 등의 조건에 따라 상기 ANT 1과 ANT 2의 감도 차이가 많이 발생하므로 이를 보완하기 위하여 ANT1과 ANT 2를 비교하여 수신한다.
또한, 상기 마이컴(18)에서의 비교 판단되는 Source 신호는 디지털 방식에서 확인할 수 있는 비트율(Bit Rate)을 사용하므로 정확도가 높으며, 안테나의 스위칭 포인트가 안테나단이므로 뒷단의 회로를 구성할 필요가 없어 다이버시티 안테나 시스템의 가격을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지탈 TV/라디오 방송신호의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템 및 그 제어 방법은 이동중인 차량에서 라디오나 TV 전파 수신시 수신감도가 양호한 통화로 설정을 위해 두 개의 안테나로부터 다이버시티 안테나 스위칭을 한 다음, 튜닝 및 A/D 변환을 통해 디지털 방식 신호의 복조 에러 정정 및 압축 신호를 복원한 후, 마이컴에서 디지털 방식 방송신호의 비트율(bit rate)을 검출 및 비교하여 상대적으로 비트율이 높은, 즉 상대적으로 수신감도 높은 안테나로 스위칭함으로써 수신감도가 양호한 디지털 TV/라디오 신호를 수신할 수 있다. 또한, 차량이 주행중에 건물, 송전소 등의 반사물 및 근접차량에 의해 전파수신이 불량해지는 것을 막고 잡음이 없는 디지탈 TV/라디오의 방송신호를 끊김없이 수신함으로써 수신감도와 정확도를 높일 수 있다.
도 1a는 종래의 다이버시티 안테나를 장착한 자동차의 사시도.
도 1b는 종래의 차량용 다이버시티(Diversity) 안테나 시스템 구성도.
도 2a는 본 발명에 의한 디지탈 티브/라디오의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템.
도 2b는 본 발명에 의한 다이버시티 시스템의 디지털방식 방송신호 수신감도 제어방법을 설명한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴에서 디지탈 TV/라디오 방송신호의 수신감도 향상을 위한 다이버시티 시스템의 스위칭 제어 방법을 설명한 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10, 12 : 안테나(ANT1, ANT2)
13 : 안테나 스위칭부 14 : RF 튜닝부
15 : A/D변환부(ADC) 16 : (채널 및 소스) 디코더
17 : 증폭 등 신호처리부 18 : 마이컴
Claims (4)
- 방송 신호를 수신하기 위한 2개 이상으로 이루어진 복수 개 안테나;상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하는 안테나 스위칭부;상기 안테나 스위칭부로부터 선택된 안테나로부터 수신된 방송 신호 중 해당 방송 주파수를 튜닝하는 RF 튜닝부;상기 RF 튜닝부로부터 아날로그의 IF신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부;상기 A/D변환부로부터 출력된 디지털 신호를 복조, 압축된 신호의 복원, 에러를 정정하고 비트율(bit rate)을 검출하는 디코더부;상기 디코더부로부터 출력신호를 증폭하는 증폭 등 신호처리부; 및상기 디코더부로부터 비트율을 입력받아, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하도록 상기 안테나 스위칭부를 제어하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이컴은 상기 복수 개 안테나로부터 수신된 방송신호 중 비트율이 기 설정된 범위 이상인 안테나를 선택하도록 상기 안테나 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이컴은 상기 복수 개 안테나로부터 수신된 신호의 비트율이 모두 기 설정된 범위에 미치지 못할 경우 비트율이 상대적으로 높은 신호를 수신한 안테나로부터 방송 신호를 수신할 수 있도록 상기 안테나 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 수신감도를 향상하기 위한 다이버시티 시스템.
- 복수 개 안테나 중 어느 하나로부터 해당 방송 신호를 수신하여 튜닝 및 A/D변환 후 디코딩하는 디코딩 단계;상기 디코딩 단계에서 출력된 신호로부터 비트율을 검출하여 상기 검출된 비트율이 기 설정된 비트율 이상인지 여부를 판단하는 비트율 체크 단계;상기 비트율 체크 단계에서 검출된 제 1 비트율이 기 설정된 비트율 이상일 경우 현 선택된 안테나로부터 방송신호를 수신하는 방송신호 셋팅단계;상기 방송신호 셋팅단계에서 상기 제 1 비트율이 상기 기 설정된 비트율에 미치지 못할 경우 제 1 비트율을 저장한 후, 상기 복수 개 안테나 중 어느 하나를 선택하는 안테나 스위칭부를 제어하여 다른 하나의 안테나를 선택하고 해당 방송신호를 수신하여 디코딩한 후 비트율을 검출하는 제 2 비트율 검출 단계; 및상기 제 1 비트율과 상기 제 2 비트율을 비교하여 상대적으로 비트율이 높은 안테나를 선택하여 방송신호를 수신하는 방송 신호 선택 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이버시티 시스템의 디지털 방식 방송 신호의 수신감도 제어 방법.
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