KR0166273B1 - 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스 - Google Patents

비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 관한 것으로서, 본 발명의 인터페이스(200)는 비트 스트림 발생 장치(100)와 역다중화기, 오디오 복호기 및 비디오 복호기가 포함되어 구성된 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)를 구비한 시스템에 있어서, 클럭 분주부(210)와; 입력 데이타 래치 클럭 발생부(220); 데이타 분주부(230); 출력 모드 제어부(240); 제어 신호 발생부(250); 및 출력 데이타 래치 클럭 발생부(300)로 구성되어 있으며, 본 발명에 따르면 디지탈 위성 방송 수신 장치를 제작할 때 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 다양한 소스 스트림을 이용하여 디지탈 위성 방송 수신 장치내의 개별 장치들을 시험함으로써 디지탈 위성 방송 수신 장치의 성능을 개선시킬 수 있다는데 그 이점이 있다.

Description

비트 스티림 발생 장치와 디지털 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스
제1도는 디지탈 위성 방송 시스템의 구성 블럭도.
제2도는 디지탈 위성 방송 수신 장치에 대한 구성 블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 대한 구성 블럭도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 비트 스트림 발생 장치 200: 인터페이스
210: 클럭 분주부 220: 입력데이타 래치클럭 발생부
230: 데이타 분주부 240: 출력 모드 제어부
250: 제어 신호 발생부 260: 출력데이타 래치클럭 발생부
300: 디지탈 위성 방송 수신 장치
본 발명은 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 디지탈 위성 방송 수신 장치 제작시 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 다양한 소스 스트림을 이용하여 디지탈 위성 방송 수신 장치내의 개별 장치들을 시험함으로써 성능을 개선할 수 있도록 하기 위한 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 관한 것이다.
위성 방송(DBS: Direct Broadcasting Service)이란 일반 가정에서 직접 수신할 목적으로 방송 신호를 우주상의 중계기를 통하여 재전송하는 방송 방식을 말하는 것으로서, 최근 기술의 발달로 소형의 안테나와 수신 장치의 설치로 직접 수신이 가능해져 널리 보급되고 있다.
위성 방송은 지역 방송이 불가능하고, 높은 신뢰도 요구로 대규모 투자가 필요하며, 전파 월경 문제가 발생하는 단점이 있는 반면, 지상 방송에 비해 작은 출력으로 넓은 면적에 균일한 양질의 방송이 가능하며, 지형적인 수신 장애 및 고스트(ghost) 현상을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
제1도는 디지탈 위성 방송 시스템의 구성 블럭도로서, 디지탈 위성 방송 시스템은 크게 세부분으로 구성되어 있는데, 텔레비젼 신호를 디지탈 텔레비젼 센호로 변환, 압축 후 위성으로 전송하는 송신부(IO:Encoder Transmitter)와: 우주 공간에서 신호를 수신 후 증폭하여 재전송하는 위성 중계기(20); 및 위성으로부터 중계된 신호를 수신하여 복호화하는 수신부(30: Integrated Receiver Decoder)로 구성된다.
여기서, 송신부(IO)는 MPEG-2(Moving Picture Expert Group-2) 부호기(12), FEC(Forward Error Correction) 부호기(14), QPSK(Quaternary Phase Shift Keying)변조기(16) 및 송신 안테나(18)로 구성된다.
또한, 수신부(30)는 수신 안테나(31), LNB(32: Low Noise Block down converter), 튜너(34), QPSK 복조기(36), FEC 복호기(38) 및, MPEG-2 복호기(39)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 디지탈 위성 방송 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
송신부(10)에서는 비디오, 오디오 및 데이타 신호를 MPEG-2 규격에 따라 디지탈 신호로 변화, 압축한 후 패킷 스트림(packet stream)으로 구성하여 하나의 디지탈 텔레비젼 신호 스트림을 만든다.
여러개의 디지탈 텔레비젼 신호 스트림들은 다중화되어 트랜스포트 스트림 패킷(Transport Stream packet)으로 된 후 채널 부호화가 수행된다.
이때 트랜스포트 스트림 패킷은 188 바이트 단위이며 유효 데이타율은 약 34 Mbps이다.
전송시 발생되는 에러를 보정하기 위하여 채널 부호화를 수행하며, 부호화된 신호는 위성으로 전송되기 위하여 변조 과정을 거치게 된다.
트랜스포트 스트림 패킷들은 먼저 에너지 분산 과정에서 랜덤 데이타 스트림으로 변환되는데, 위성 방송의 다운-링크에 쓰이는 12 GHz 대는 지상에서도 상당히 많이 이용되고 있는 것이므로, 다른 지상 무선 통신에 방해를 주는 일이 없도록 전파를 가진 에너지를 분산해야만 한다.
랜덤 데이타 스트림으로 변환된 후 노이즈와 간섭에 의한 데이타 에러를 줄이기 위하여 연접 길쌈(concatenated convolutional)부호화와 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 부호화를 행하며, 전송 채널에서 발생하는 심볼간의 간섭을 줄이기 위해 펄스 성형(pulse shaping)을 한다.
변조 방식은 QPSK 를 사용하는데 그 이유는 위성 중계기의 전력이 제한 되어 있으므로 스펙트럼보다는 전력 효율(power efficiency)이 우선되기 때문이다.
변조된 신호는 업-컨버터에서 Ku-대역(14GHz)으로 변환된 후 고전력 증폭기(HPA: High power amplifier)에서 충분히 증폭되어 송신 안테나(18)를 통해 위성으로 발사된다.
위성 중계기(20)는 1 개 이상의 트랜스폰더(transponder)로 구성되며, 트랜스폰더는 송, 수신 장치로서 지구국으로부터 송신된 상향 링크 신호를 수신하여 저잡음 증폭기(LAN:Low Noise Amplifier)에서 증폭한 다음에 하향 링크 주파수로 변환시켜 고주파 증폭기에서 고전력 증폭한 다음, 송신 안테나를 통하여 지구국에 송신하는 것을 말한다. 즉, 트랜스폰더에서는 14GHz 의 신호를 수신하여 증폭한 후 12 GHz로 변환하여 지상으로 재송신한다.
트랜스폰더는 신호 처리 방시과 주파수 변환 회수에 따라 두가지로 구분할 수 있는데, 신호 처리 방식에서 수신된 신호를 단순히 하향 링크 주파수로 변환하여 송신하는 일반적인 중계형 트랜스폰더와 수신된 신호를 검파해서 기저대역으로 변환하여 처리한 후 다시 변조하여 송신하는 재생 트랜스폰더가 있다.
또한, 주파수 변환 회수에 따라 수신된 주파수를 직접 하향 링크 주파수로 변환하여 송신하는 단일 주파수 변환형 트랜스폰더와 수신된 주파수를 중간주파수로 변환한 다음 증폭시켜서 하향 링크 주파수로 변환하는 이중 주파수 변환형 트랜스폰더가 있다.
상기 위성 중계기(20)로부터 재송신된 신호는 가정용 수신 안테나(31)에 수신되어 LNB(32) 에서 증폭된 후 1 GHz 신호로 변환되어 케이블을 통해 튜너(34)로 보내진다.
튜너(34)에서 선택된 신호는 QPSK 복조되고, 그 복조 신호는 FEC 복호기(38)에서 전송 에러가 복원된 후 디랜더마이즈(derandomize)되어 MPEG-2 트랜스포트 스트림 패킷으로 복원된 후 MPEG-2 복호기(39)에서 비디오, 오디오 및 데이타 신호로 복호화된다.
제2도는 디지탈 위성 방송 수신 장치에 대한 구성 블럭도로서, 안테나(도시되지 않음)에서 수신된 위성체(도시되지 않음)로부터의 트랜스포트 스트림을 입력받아 시청자가 원하는 트랜스포트 스트림을 선국하는 튜너(40)와; 상기 선국된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기(42); 상기 A/D 변환된 QPSK 변조 신호를 입력받아 QPSK 복조를 수행하는 QPSK 복조기(44); 상기 QPSK 복조된 비터비/리드-솔로몬(Viterbi/Reed-Solomon) 부호화 신호를 입력받아 비터비/리드-솔로몬 복호화를 수행하는 비터비/리드-솔로몬 복호기(46); 상기 비터비/리드-솔로몬 복호화된 다중화 트랜스포트 스트림을 입력받아 역다중화하여 시청자가 원하는 채널의 오디오/비디오 데이타만을 추출하는 트랜스포트 스트림 역다중화기(48); 암호화되어 들어온 신호를 가입자가 시청할 수 있도록 데이타의 암호를 해독하는 암호 해독부(50); 상기 추출된 오디오/비디오 데이타를 입력받아 복호화를 수행하는 오디오/비디오 복호기(52); 상기 복호화된 비디오 데이타를 입력받아 디스플레이하기 위해 아날로그 신호로 부호화하는 비디오 부호기(54); 상기 비디오 신호를 변조하여 고주파(RF: Radio Frequency)신호를 출력하는 변조기(56); 디지탈 신호인 상기 복호화된 오디오 데이타를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(58); 상기 D/A 변환된 오디오 신호를 증폭하여 그 증폭된 오디오 신호를 출력하는 오디오 증폭기(60); 리모콘(62)으로부터의 수신 신호에 따라 전체 시스템을 제어하는 마이컴(64); 프로그램으로의 가입자 엑세스를 제어하고 감시하며 가입자 수신기 유니트로부터 사용량 정보를 수집, 저장하는 자원 및 가입자 관리 시스템(66:RSMS); 자원 및 가입자 관리 시스템과 수신기 시이의 통신을 위한 모뎀부(68); 수신 권한이 있는 가입자만이 데이타를 수신할 수 있도록 하기 위해 암호화된 데이타를 해독할 수 있는 권한을 부여하고, 유료 프로그램을 가입자가 시청한 경우 그에 관한 정보를 제공하는 스마트 카드(70); 및 상기 미이컴(64)의 프로그램을 저장해놓은 메모리(72)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 디지탈 위성 방송 수신기에 대한 동작을 살펴보면, 다수의 방송용 트랜스폰더를 가진 위성체에서는 여러 채널로 다중화된 트랜스포트 스트림을 출력하며, 상기 출력된 트랜스포트 스트림은 안테나에 의해 수신되고, 시청자가 원하는 트랜스포트 스트림을 튜너(40)에서 선국한다.
상기 선국된 아날로그 신호를 A/D 변환기(42)에서 디지탈 신호로 변환하고, 전송중에 발생된 에러를 정정하기 위하여 QPSK 복조기(44)와 비터비/리드-솔로몬 복호기(46)를 거친다.
상기 비터비/리드-솔로몬 복호화된 트랜스포트 스트림은 트랜스포트 스트림 역다중화기(48)에 입력되어 시청자가 원하는 오디오/비디오 데이타만을 추출하며, 암호 해독부(50)에서는 암호화된 데이타를 시청자가 볼 수 있도록 데이타의 암호를 해독한다.
상기 추출된 오디오/비디오 데이타는 오디오/비디오 복호기(52)에 입력되어 복호화가 수행된 후 상기 복호화된 데이타는 디스플레이하기 위해 아날로그 신호로 부호화하는 비디오 부호기(54)와 변조기(56)를 거쳐 텔레비젼 등으로 디스플레이되고, 오디오 데이타는 D/A 변환기(58)와 오디오 증폭기(60)를 거쳐 출력된다.
마이컴(64)는 시청자와 리모콘(62) 조작에 따라 전체 시스템을 제어하며, 모뎀부(68)는 자원 및 가입자 관리 시스템(66)과 수신기 사이에서 통신이 이루어지도록 한다.
자원 및 가입자 관리 시스템(66)은 프로그램으로의 가입자 엑세스를 제어하고 감시하며 가입자 수신기 유니트로부터 사용량 정보를 수집하고 저장한다.
스마트 카드(70)는 수신 권한이 있는 가입자만이 데이타를 수신할 수 있도록 하기 위해 암호화 데이타를 해독할 수 있는 권한을 부여하며, 또한 유료 프로그램을 시청자가 시청한 경우에 그에 관한 자료를 저장하고 있다가 자원 및 가입자 관리 시스템(66)으로 전송하여 부과금을 산정하도록 한다.
상기와 같은 디지탈 위성 방송 수신 장치를 제작할 때 트랜스 폰더에서 전송되는 비트 스트림 대신, 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 여러가지 상황의 소스 스트림을 이용하며 디지탈 위성 방송 수신 장치내의 개별 장치들을 시험할 필요성이 있는데, 이때 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 소스 스트림이 상기 디지탈 위성 장치의 일부를 구성하는 트랜스포트 스트림 다중화기, 비디오 복호기 및 오디오 복호기 등으로 원활하게 전송되도록 하는 인터페이스가 필요하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위한 것으로, 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 다양한 소스 스트림이 디지탈 위성 방송 수신 장치로 원활하게 전송되도록 하는 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스는 , 비트 스트림 발생 장치와 역다중화기, 오디오 복호기 및 비디오 복호기가 포함되어 구성된 디지탈 위성 방송 수신 장치를 구비한 시스템이 있어서,
입력된 클럭 신호를 분주하는 클럭 분주부와;
상기 분주된 클럭 신호를 입력받아 입력 데이타 래치 클럭 신호를 발생시키는 입력 데이타 래치 클럭 발생부;
상기 입력 데이타 래치 클럭 신호에 따라 상기 비트 스트림 발생 장치로부터의 16 비트 입력 데이타를 래치하여 8 비트 데이타로 분주한 후 출력하는 데이타 분주부;
상기 분주된 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치의 역다중화기, 오디오 복호기 또는 비디오 복호기중에서 어느 부분으로 출력할 것인가를 제어하는 출력 모드 제어부;
상기 클럭 분주부로부터 분주된 클럭 신호를 입력받아 상기 비트 스트림 발생 장치로부터의 입력 데이타가 유효 데이타임을 알려주는 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생부; 및
상기 분주된 8 비트 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치의 역다중화기 또는 오디오/비디오 복호기로 래치시키기 위해 래치 클럭 신호를 발생시키는 출력 데이타 래치 클럭 발생부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
제3도는 본 발명에 따른 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 대한 블럭도로서, 본 발명의 인터페이스(200)는 비트 스트림 발생 장치(100)와 역다중화기, 오디오 복호기 및 비디오 복호기(도시 되지 않음)가 포함되어 구성된 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)를 구비한 시스템에 있어서, 입력된 클럭 신호를 분주하는 클럭 분주부(210)와; 상기 분주된 클럭 신호를 입력받아 입력 데이타 래치 클럭 신호를 발생시키는 입력 데이타 래치 클럭 발생부(220); 상기 입력 데이타 래치 클럭 신호에 따라 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 16 비트 입력 데이타를 래치하여 8 비트 데이타로 분주한 후 출력하는 데이타 분주부(230); 상기 분주된 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기, 오디오 복호기 또는 비디오 복호기중에서 어느 부분으로 출력할 것인가를 제어하는 출력 모든 제어부(240); 상기 클럭 분주부(210)로부터 분주된 클럭 신호를 입력받아 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 입력 데이타가 유효 데이타임을 알려주는 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생부(250); 및 상기 분주된 8 비트 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기 또는 오디오/비디오 복호기로 래치시키기 위해 래치 클럭 신호를 발생시키는 출력 데이타 래티 클럭 발생부(300)로 구성된다.
이어서, 상기와 같이 구성된 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스에 대한 동작을 제3도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
입력되는 클럭 신호를 클럭 분주부(210)에서 분주하고, 상기 분주된 클럭 신호를 입력 데이타 래치 클럭 발생부(220)에서 입력받아 입력 데이타 래치 클럭 신호를 발생시키며, 상기 입력 데이타 래치 클럭 신호에 따라 데이타, 분주부(230)에서는 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 16 비트 병렬 입력 데이타를 래치하여 8 비트 병렬 데이타로 분주한 후 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기 또는 오디오/비디오 복호기로 출력하고, 출력 모드 제어부(240)에서는 상기 데이타 분주부(230)로부터 분주된 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기, 오디오 복호기 또는 비디오 복호기중 어느 부분으로 출력할 것인가를 제어하며, 제어 신호 발생부(250)에서는 상기 클럭 분주부(210)로부터 분주된 클럭 신호를 입력받아 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 입력 데이타가 유효 데이타임을 알려주는 제어 신호를 발생시키고, 출력 데이타 래치 클럭 발생부(260)에서는 상기 데이타 분주부(230)로부터 분주된 8 비트 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기 또는 오디오/비디오 복호기로 래치시키기 위해 래치 클럭 신호를 발생시킨다.
이상에서 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치 사이에 데이타 전송을 위한 인터페이스를 구비하여, 디지탈 위성 방송 수신 장치를 제작할 때 비트 스트림 발생 장치에서 발생된 다양한 소스 스트림을 가지고 디지탈 위성 방송 수신 장치내의 개별 장치들을 시험함으로써, 디지탈 위성 방송 수신 장치의 성능을 개선 시킬 수 있다는데 그 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 비트 스트림 발생 장치(100)와 역다중화기, 오디오 복호기 및 비디오 복호기가 포함되어 구성된 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)를 구비한 시스템에 있어서, 입력된 클럭 신호를 분주하는 클럭 분주부(210)와; 상기 분주된 클럭 신호를 입력받아 입력 데이타 래치 클럭 신호를 발생시키는 입력 데이타 래치 클럭 발생부(220); 상기 입력 데이타 래티 클럭 신호에 따라 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 16 비트 입력 데이타를 래치하여 8 비트 데이타로 분주한 후 출력하는 데이타 분주부(230); 상기 분주된 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기, 오디오 복호기 또는 비디오 복호기중에서 어느 부분으로 출력할 것인가를 제어하는 출력 모드 제어부(240); 상기 클럭 분주부(210)로부터 분주된 클럭 신호를 입력받아 상기 비트 스트림 발생 장치(100)로부터의 입력 데이타가 유효 데이타임을 알려주는 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생부(250); 및 상기 분주된 8 비트 데이타를 상기 디지탈 위성 방송 수신 장치(300)의 역다중화기 또는 오디오/비디오 복호기로 래치시키기 위해 래치 클럭 신호를 발생시키는 출력 데이타 래치 클럭 발생부(300)로 구성된 비트 스트림 발생 장치와 디지탈 위성 방송 수신 장치간의 인터페이스.
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