KR100447508B1

KR100447508B1 - 디지털 텔레비전 방송 송신기의 감시 시스템 및 감시방법

Info

Publication number: KR100447508B1
Application number: KR10-1999-0060359A
Authority: KR
Inventors: 이지원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2004-09-07
Also published as: KR20010063323A

Abstract

본 발명은 디지털 텔레비전 방송 송신기의 동작 상태를 감시하는 기능에 관한 것으로, 송신 시스템 내의 감시 대상 장비들을 감시한 정보를 방송신호에 삽입시켜 송출하고, 원격지에서 상기 송신시스템에서 송출된 방송신호를 수신하여 감시 데이터를 복호화시켜 원격지에서 송신 시스템의 상태를 감시하도록 이루어지도록 함으로써, 운영자가 직접 현장(송신소)에 가지 않더라도 방송신호가 수신되는 위치중 어디에서라도 쉽게 송신소의 각 장비들의 상태를 감시할 수 있는 것이다.

Description

디지털 텔레비전 방송 송신기의 감시 시스템 및 감시방법{Observation method and system for digital terrestrial TV transmitter}

본 발명은 디지털 텔레비전방송 송신기의 동작 상태를 감시하는 기능에 관한 것으로, 특히 현재 송출하고 있는 방송신호에 부가신호를 삽입하여 운용자가 송신기가 설치되어 있는 송신소로 가지 않고도 텔레비전 방송중에 송신기의 동작상태를 감시할 수 있도록 한 디지털 텔레비전 송신기의 감시 시스템 및 감시방법에 관한 것이다.

일반적으로, 방송국에서 생성된 방송신호는 스튜디오 송신기 연동장치(링크장비)를 통해서 송신소로 전송되고, 송신소의 송신 시스템에서 변조 및 출력 증폭을 거쳐 안테나를 통해 송출하도록 되어 있다. 그런데, 송신소는 통상 지역적으로한적한 장소나 고지대 등에 시설되는데, 유인 송신소도 있지만 무인 송신소도 많이 운영되고 있다. 그런데, 송신소의 각 장비상태를 감시하기 위해서는 별도의 감시장비를 설치하여 그 감시장비에 의해 유무선 통신망을 통해서 운영자가 감시하거나, 직접 운영자가 각 장비들을 연결하여 상태를 감시해야 하였다.

이와 같이 송신소의 각 장비들을 감시하기 위해서 별도의 감시설비를 하여 유무선 통신을 하기 위해서는 설비비용이 추가되며, 아울러 감시위치가 한정되거나 감시위치까지 통신망을 연결해야 하는 등의 비용증가가 있으며, 무인송신소인 경우 운영자가 직접 방문해야 하는 등의 불편함이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은, 운영자가 직접 현장(송신소)에 가지 않더라도 방송신호가 수신되는 위치중 어디에서라도 쉽게 송신소의 각 장비들의 상태를 감시할 수 있도록 한 디지털 텔레비전 송신기의 감시 시스템 및 감시방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 텔레비전 송신 시스템에 있어서, 그 송신 시스템 내의 감시 대상 장비들을 감시한 정보를 방송신호에 삽입시켜 송출하고, 원격지에서 상기 송신시스템에서 송출된 방송신호를 수신하여 감시 데이터를 복호화시켜 원격지에서 송신 시스템의 상태를 감시하도록 이루어진다.

이러한 본 발명은 송신 시스템 내의 변조부, 주파수 상향기, 대전력 증폭부, 냉각장치, 전원 공급장치의 각 상태를 감시하고, 그 감시정보를 필드동기신호에 삽입하기 위한 감시 및 필드동기신호를 발생시키는 수단과, 변조부의 다중화 장치 내에 상기 제어부에서 발생시킨 감시 및 필드 동기신호를 세그먼트 동기데이터에 의거하여 변조된 방송신호와 다중화시키는 수단을 송신소내의 제어부에 포함하며, 상기 송신 시스템에서 송출된 방송신호를 수신하는 디지털 텔레비전을 이용하여 그 텔레비전의 수신 방송신호중에서 상기 감시정보를 복호화 하고, 그 복호화된 감시정보들을 화면에 표시하기 위한 감시정보 복호수단을 포함시켜 구성함으로써 달성된다.

상기 제어부는, 상기 송신소내의 감시 대상 장비들로부터 각 감시정보를 수신 받는 감시 데이터 수신부와, 그 감시데이터 수신부에서 수신된 감시데이터를 방송신호와 합성하기 위해서 필드 동기의 사용하지 않는 영역인 리저브드(Reserved) 영역중 전치코드의 앞에 삽입함으로써 감시 및 필드 동기신호를 발생시켜 변조부의 다중화기로 출력하는 감시 및 필드 동기신호 발생부와, 상기 감시데이터 수신부와 감시 및 필드 동기신호 발생부를 제어하여 감시정보의 수신과 감시 및 필드 동기신호의 발생을 제어함과 아울러 송신 시스템내의 각 장비의 동작을 제어하는 주 제어부로 구성함을 특징으로 한다.

상기 제어부에서 발생시킨 감시 및 필드 동기신호는, 필드 동기신호의 포맷중 리저브드 영역에, 감시 대상중 어느 부분의 상태 신호인지를 나타내는 16심볼과, 그 특정 부분을 구성하고 있는 보드를 나타내는 12심볼, 그 보드의 현재 상태를 나타내는 64심볼로 이루어진 감시데이터를 삽입하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 디지털 텔레비전 방송 송신기의 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 감시정보를 삽입하기 위한 변조부의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 감시정보를 포함하는 8 VSB 프레임 포맷 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 송신 시스템의 상태 감시를 위한 제어부의 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 송신 시스템 감시 정보 삽입 상태를 설명하기 위한 8VSB 필드 동기 포맷 구성도.

도 6은 본 발명에 의한 송신 시스템의 감시항목 구성도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 방송국 설비 110 : 정보제어 네트웍

120 : 비디오 압축부 130 : 오디오 압축부

140 : 데이터 및 제어부 150 : 다중화 장치

160 : 링크 장비 200 : 송신소 설비(송신 시스템)

210 : 변조부 211 : 데이터 재배열기

212 : 리드-솔로몬 부호기 213 : 데이터 인터리버

214 : 트렐리스 부호기 215 : 다중화 장치

216 : 파일럿 삽입기 217 : 전치 등화기

218 : VSB 변조기 220 : 주파수 상향기

230 : 대전력 증폭부 240 : 제어부

241 : 감시데이터 수신부 242 : 감시신호 발생부

243 : 주제어부 250 : 냉각장치

260 : 전원공급 장치

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 디지털 텔레비전 송신 시스템의 구성도 이다. 방송국 설비(100)로부터 비디오신호(MPEG2 ; Moving Picture Experts Group2)와 오디오신호(AC-3 ; Audio Compression-3)가 비트 스트림신호로서 다중화되어 출력되는 방송신호를 링크장비(STL : Studio Transmitter Linker ; 스튜디오 송신기 연동장치)(160)를 통해 전송되고, 그 전송된 신호를 송신소 설비(200)에서 수신 받아 변조시켜 안테나를 통해 공중파로 송신하도록 이루어진다.

상기 방송국 설비(100)는, 정보제어 네트웍(110)과; 그 정보제어 네트웍(110)으로부터 얻어진 비디오 정보를 압축하여 MPEG2 신호로 변환시키는 비디오 압축부(120)와; 오디오 정보를 압축하여 AC-3신호로 변환하는 오디오 압축부(130)와; 데이터 및 제어신호를 처리하는 데이터 및 제어부(140)와; 그 데이터 및 제어부(140)의 제어에 의해 상기 비디오 압축부(120) 및 오디오 압축부(130)의 신호들을 입력받아 비트스트림 다중화 및 송신 스트림(MPEG2)화 처리하여 상기 링크장비(160)로 출력하는 다중화 장치(150)로 구성된다.

상기 송신소 설비(200)는, 상기 방송국 설비(100)로부터 전송된 방송신호와 제어부(240)에서 전송된 세그먼트 동기신호(Segment Sync) 및 송신기 상태 데이터가 포함된 필드 동기 신호(Field Sync)를 합성하여 변조하는 변조부(210)와, 그 변조부(210)에 변조된 신호에 대해 송신 주파수를 조정하는 주파수 상향기(220)와, 그 주파수 상향기(220)의 신호를 대전력으로 증폭시켜 안테나에 출력하는 대전력 증폭부(HPA ; High Power Amplifier)(230)와, 송신소 설비의 전체 동작을 제어하고 주기적으로 송신소 설비(200)들의 상태를 감시하며 그 감시 결과를 데이터로 만들어 변조부(210)로 전송하는 제어부(240)와, 송신소 설비를 적정온도로 냉각시키는 냉각장치(250)와, 상기 대전력 증폭부(230) 및 각부의 동작전원을 공급하는 전원공급장치(260)로 구성된다.

이와 같이 디지털 텔레비전 송신 시스템은, 방송국설비(100)(즉, 스튜디오)로부터 링크장비(160)(즉, 스튜디오-송신기 연동장치)를 통하여 전송되어 오는 19.39Mbps의 MPEG2(Moving Picture Experts Group2)- 전송 스트림(Transfer Stream)은 송신소 설비(200)의 변조부(210)에서 8VSB방식의 데이터 처리가 이루어지고 주파수 상향기(220)에서 RF(Radio Frequency) 신호로 상향되어 대전력 증폭부(230)를 통하여 송출된다. 주변 장치로는 냉각장치(250), 송신기 내부의 각 모듈을 제어하고 운용 감시 데이터의 저장을 위한 회로가 들어있는 제어부(240), 송신소 내부의 전원을 공급하는 전원공급장치(260)로 구성되어 있다.

도 2는 본 발명을 적용하기 위한 디지털 텔레비전 송신 시스템의 변조부의 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 스튜디오에서 송신되는 방송 신호는 스튜디오 송신기 연동장치를 통하여 19.39Mbps의 속도로 송신소로 송신된다. 이 신호는 변조부(210)로 입력되어 8VSB 방식의 표준으로 정해진 도 2와 같은 구조로 입력 데이터를 데이터 재배열기(211)를 통해서 임의의 방식으로 재배열(Randomizer)한 후, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 부호기(212)를 통하여 오류 정정 기능을 부여하고, 다시 이 데이터를 데이터 인터리버(Interleaver)(213)를 통하여 재배열하는 과정을 거친다. 다음으로 트렐리스(Trellis) 부호기(214)를 통하여 2비트의 데이터를 3비트로 이루어진 하나의 심볼로 만들어 준 다음, 다중화(MUX)기(215)에서 이 신호들과 세그먼트 동기신호(Segment Sync), 그리고 송신기 상태 데이터가 포함된 필드 동기 신호(Field Sync)를 합성한다. 이러한 과정을 거친 데이터에 파일럿 삽입기(216)를 통하여 수신단 즉, 디지털 TV에서 동기를 맞춰주기 위한 파일럿이 삽입되고, 전치 등화기(Pre-Equalizer Filter)(217)에서 펄스 성형을 위한 디지털 필터링과 대전력 증폭부(260)에서 발생하는 비선형 성분들을 보상해 주기 위한 비선형 정정과정을 거쳐 VSB(Vestigial Side Band) 변조기(218)에서 변조가 이루어져 주파수 상향기(22)로 보내 진다. 주파수 상향기(220)에서는 입력되는 신호를 RF신호로 주파수를 상향시키는 과정을 거치고, 그 출력을 대전력 증폭부(230)에서 증폭시켜 안테나를 통하여 송출한다.

즉, 본 발명은 상기 변조부(210)의 다중화(MUX)기(215)에서 비디오/오디오 데이터에 따른 심볼들의 세그먼트 동기를 맞추기 위한 세그먼트 동기신호(Segment Sync) 및 송신기 상태 데이터가 포함된 필드 동기 신호(Field Sync)를 합성하여 송출하는 것을 특징으로 한다.

이러한 송신기 상태 데이터가 포함된 필드 동기신호는, 제어부(240)에서 생성하여 다중화기(215)로 입력시키는 것으로 제어부(240)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제어부(240)는 도 4에 도시된 바와 같이, 송신소 설비(200)의 감시 대상 수단으로 부터 각 감시정보를 수신하는 감시 데이터 수신부(241), 상기 감시데이터 수신부(241)에서 수신된 감시데이터를 방송신호와 합성하기 위해서 필드동기신호의 사용하지 않는 영역에 삽입하여 감시정보를 포함하는 필드 동기신호를 발생하여 상기 변조부(210)로 출력하는 감시신호 발생부(242) 및 상기 감시데이터 수신부(241)와 감시신호 발생부(242)를 제어하고 상기 송신소 설비(200)의 각 구성수단의 동작을 제어하는 주 제어부(243)로 이루어져 있다.이처럼 제어부(240)는 송신기의 변조부(210), 주파수 상향기(220), 대전력 증폭부(230), 냉각장치(250), 그리고 전원 공급 장치(260)와 연결되어 RS-232 통신을 이용하여 주기적으로 항상 현재의 상태를 감시하며 그 감시 결과를 데이터로 만들어 변조부(210)로 전송하면 변조부(210)의 다중화 장치(215)에서 도 3에서와 같이 312개의 세그먼트마다 하나의 세그먼트를 구성하여 파일럿 삽입기(216)로 입력된다.

도 3은 본 발명에 의한 8VSB 데이터 프레임 포맷을 보인 것으로, 수평방향으로 4 심볼의 세그먼트 동기신호와, 828심볼이 배열되며, 수직방향으로 313 세그먼트 + 313 세그먼트가 배열되어 필드 동기#1, 데이터 + FEC(Forward Error Correction), 필드동기#2, 데이터 + FEC로 구성된다. 이때 1세그먼트는 77.3㎲ 이고, 필드 동기#1과 필드동기#2는 각각24.2ms 마다 발생한다.

도 5는 본 발명에 의한 8VSB 데이터 필드 동기 포맷 구성도이다. 필드동기 신호의 파일럿신호를 삽입하기 이전 레벨로서 -7 ~ +7까지의 레벨이고, 이중 -5 ~ +5가지의 레벨이 이용된다. 그리고, 4심볼의 동기신호에 의해 구별되는 1주기는 832심볼로 이루어지고, 통상의 표준 필드 동기 포맷(PN511, PN63, PN63, PN63, VSB Mode, Reserved)(PN : Pseudo Number)에 있어서, 실제 데이터가 없이 1주기를 맞추기 위해 할당된 리저브드(Reserved) 영역 내에 본 발명에 의한 감시 데이터를 삽입하여 다중화시키도록 구성한 것이 특징이다.

즉, 본 발명의 제어부(240)에서 생성하여 다중화기(215)에 입력시키는 감시 신호의 구성은, 필드 동기 신호인 도 5에서 현재 사용되고 있지 않는 영역인 리저브드 영역의 104심볼 중 전치코드(Precode) 12 심볼을 제외한 92심볼영역을 사용한다. 그 데이터의 구성은 도 6과 같은 감시 항목의 데이터를 포함시켜 구성한다.

이는 송신기(송신소)내의 어느 부분의 상태 신호인지를 나타내는 16심볼과, 그 특정 부분을 구성하고 있는 보드를 나타내는 12심볼, 그리고 그 보드의 현재 상태를 나타내는 64심볼로 이루어져 있다. 즉, 92심볼 중 상위 16심볼은 변조부(210), 주파수 상향기(220), 대전력 증폭부(230), 제어부(240), 냉각장치(250), 전원 공급 장치(260)를 각각 나타내며, 다음의 12심볼은 상위 16심볼로 지정된 부분을 구성하고 있는 보드들 중의 하나를 지정한다. 나머지 64심볼은 상위 심볼들에서 지정된 부분의 구체적인 현재의 상태를 데이터로 저장한다. 이렇게 만들어진 데이터는 24.2ms마다 변조부내의 다중화 장치(215)에서 방송 신호와 다중화되어 파일럿 삽입과정 등을 거쳐 송신이 이루어진다.

즉, 본 발명에서는 도 5와 같은 필드 동기신호의 리저브드 영역에 어느 부분의 상태 신호인지를 나타내는 16심볼과, 그 특정 부분을 구성하고 있는 보드를 나타내는 12심볼, 그리고 그 보드의 현재 상태를 나타내는 64심볼로 이루어진 감시데이터를 삽입하여 도 3과 같은 프레임 포맷의 24.2ms마다 필드 동기신호내에 삽입하여 감시정보를 송출하게 한다.

도 6은 본 발명에 의한 송신소 감시데이터 구성도이다.

변조부(210)에 대해서는 방속국으로부터 입력되는 기저대역 신호의 입력레벨과, 변조부의 입력데이터 상태(데이터 존재유무), 주파수 상향기로 출력되는 신호의 출력레벨 및 내부 온도에 대해서 감시한다.

주파수 상향기(220)에 대해서는, 변조부로부터 입력되는 신호의 입력레벨과,주파수 상향기의 입력데이터 상태(데이터 존재유무), 대전력 증폭부로 출력되는 신호의 출력레벨 및 내부온도에 대해서 감시한다.

대전력 증폭부(230)에 대해서는, 주파수 상향기로부터 입력되는 신호의 입력레벨과, 대전력 증폭부의 입력데이터 상태(데이터 존재 유무), 안테나로 출력되는 신호의 출력레벨, 각 증폭 모듈별 출력레벨 및 내부온도를 감시한다.

냉각장치(250)에 대해서는, 냉각장치의 가동여부와, 송신기 내부/외부 온도 및 송신소 외부 온도를 감시한다.

그리고, 전원 공급장치(260)에 대해서는, 입력전원 체크, 각 감시 블록별 소요 전류 측정, 비상 전원 가동여부등을 감시한다.

이러한 감시는 제어부(240)가 감시대상이 되는 각 장비로부터 취득하는 것으로, 이는 각 장비마다 구비된 모니터링 포트를 통해서 제어부가 정보를 취득하도록 통신선로를 연결하여 구성하는 것이며, 본 발명을 위해서 각 장비별로 별도의 모니터링 설비를 추가할 필요 없이 통상의 모니터링 포트를 통해서 제어부가 정보를 취득할 수 있도록 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의해 제어부(240)는 송신소내의 각종 장비의 감시정보들을 취득하여 이를 필드동기 신호 내에 삽입하여 송신된 데이터는, 일반적인 시청자들의 텔레비전에는 포함되어 있지 않은 감시 신호 복호기(도면에 도시하지 않음)가 포함된 텔레비전을 통하여 운용자들은 직접 눈으로 확인 가능하다. 즉, 본 발명에 의해 방송신호를 수신하는 텔레비전에 상기 감시신호를 복호할 수 있는 감시신호 복호기를 설치하고, 각 감시신호 복호기에 의해 상기 도 6과 같은 각 부의 감시항목들을 감시할 수 있도록 한다. 텔레비전 방송신호에 포함된 감시신호를 복호기에 의해 복호하여 감시정보 표시모드를 선택하면 도 6과 같은 각 감시항목별로 감시상태를 표시할 수 있도록 한다.

그러므로 운용자들은 방송국에서 뿐만 아니라 방송 신호가 도달하는 어느 곳에서도 감시 신호 복호기가 포함된 텔레비전을 통하여 송신기의 운용 상태를 감시할 수 있는 것이다.

본 발명의 디지털 텔레비전 감시 시스템을 이용하면 고지대 및 인적이 드문 곳에 주로 설치되는 송신 시스템의 현재 상태를 운용자가 일일이 송신 시스템을 직접 점검하기 위해 방문하지 않고서도 방송국 또는 이동 중에 감시 및 필드 동기 신호를 복조할 수 있는 텔레비전을 이용하여 각 송신 시스템을 점검할 수 가 있게 된다.

Claims

a) 방송국으로부터 전송된 방송신호를 수신하고, 수신된 방송신호와, 감시정보를 포함하는 필드 동기신호를 다중화하여 변조하는 변조부와,

b) 상기 변조부에서 출력되는 신호의 주파수를 일정 레벨 상향 조정하는 주파수상향 변환기와,

c) 상기 주파수 상향 변환기를 통해 상향 조정된 신호를 일정 레벨 증폭하는 대전력 증폭기와,

d)상기 대전력 증폭기의 출력신호를 무선 전송하는 안테나와,

e) 전체적인 동작을 제어하고 상기 감시신호를 발생하여 상기 변조부에 제공하는 제어부로 이루어진 송신 시스템; 및,

상기 송신 시스템의 출력신호를 수신하여 수신신호중 상기 감시정보를 복호하여 복호화된 상기 감시정보를 화면에 표시하는 감시정보 복호수단을 포함하는 디지털 텔레비젼으로 구성되며,

상기 제어부는,

상기 송신 시스템내의 감시 대상 수단으로부터 각 감시정보를 수신하는 감시 데이터 수신부와,

상기 감시데이터 수신부에서 수신된 감시데이터를 방송신호와 합성하기 위해서 필드동기신호의 사용하지 않는 영역에 삽입하여 감시정보를 포함하는 필드 동기신호를 발생하여 상기 변조부로 출력하는 감시신호 발생부와,

상기 감시데이터 수신부와 감시신호 발생부를 제어하고 상기 송신시스템내의 각 구성수단의 동작을 제어하는 주 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전 송신기의 감시 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 감시정보는

상기 송신 시스템내의 각 구성수단의 입출력레벨, 온도, 내부온도, 전류 상태 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전 송신기의 감시 시스템.
방송국으로부터 수신된 방송신호를 수신하는 단계와;

송신 시스템 내 감시 대상 수단으로부터 제공되는 감시 정보를 포함하는 필드 동기신호를 발생하는 단계;

상기 수신된 방송신호와 상기 발생된 감시정보를 포함하는 필드동기 신호를 다중화하여 변조하는 단계와;

상기 변조된 신호의 주파수를 상향 조정하는 단계와;

상기 송신된 방송신호를 증폭하여 안테나를 통해 송신하는 단계와;

상기 송신된 방송신호를 수신하여 수신신호중 상기 감시정보를 복호화하는 단계와;

상기 복호화된 감시정보를 화면에 표시하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전 송신 시스템의 감시 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 감시정보는,

상기 송신 시스템내의 각 구성수단의 입출력레벨, 온도, 내부온도 전류 상태 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 디지털 텔레비전 송신 시스템의 감시방법.