KR100481521B1 - 무선데이터 전송 장치 및 방법 - Google Patents

무선데이터 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선으로 데이터를 송수신하는 무선데이터 송수신장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선데이터를 두개의 채널로 분리하여 송수신함으로써 효율적인 데이터송수신을 하기 위한 무선 데이터 송수신 전송 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 무선데이터 송수신장치는 위성방송수신 데이터를 클럭신호와 함께 송신하는 무선 데이타 전송 장치에 있어서 위성신호의 데이터신호를 수신하는 튜너부와 상기 수신 데이터신호를 복원하여 출력하는 복호부와 상기 복호부의 출력 데이터신호를 두개의 채널로 분리하여 무선송신하는 송신부와 상기 송신 데이터 신호를 두개의 채널로 분리하여 각각 수신하는 수신부와 상기 수신부의 출력신호를 처리하여 하나의 신호로 병합하는 신호처리부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 무선 데이타 송수신 방법은 송신할 데이터를 둘 이상의 데이터로 분리하는 단계와 상기 분리된 데이터를 각각의 채널로 송신하는 단계와 상기 전송되는 데이터를 각각의 채널로 수신하고 복조하는 단계와 상기 복조된 데이터를 처리하여 하나의 데이터로 병합하는 단계로 이루어진 진다.
따라서, 상기의 무선데이타 송수신 장치 및 방법에 의하면, 송신할 데이터의 양이 최대 허용 전송률을 초과하더라도 상기 무선데이터를 두개의 채널로 분리하여 송수신함으로써 효율적인 데이터송수신을 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

무선데이터 전송 장치 및 방법{Wireless Data Transmission Apparatus And Method Thereof}
본 발명은 무선으로 데이터를 송수신하는 무선데이터 송수신장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성방송으로부터 수신받은 데이터를 무선으로 송수신하는 무선 송수신 위성방송수신기에 관한 것이다.
일반적으로 셋탑박스(Set Top Box; 이하, "STB"라 한다)는 비디오 서버(server)에서 무선이나 여러 형태의 케이블로 전송되는 MPEG(Moving Picture Eperts Group)신호나 혹은 위성방송등으로 수신된 압축된 영상 신호를 풀어 표준 지역 신호(NTSC, PAL, SECAM 신호등)로 변환시켜주는 장치로 알려져 있다. 이러한 STB의 주된 기능은 복호, 복조, 신장등이나 이는 전송 매체별 전송 방식에 따라서 다르며 또한, 유선 STB와 무선 STB로 구별된다. 이러한 무선 STB에는 DVB(Digital Video Broadcasting)수신기, DSS(Digital Satellite System)수신기, DBS(Direct Broadcasting Satellite)수신기등이 있으며, 유선 STB에는 FTTC (Fiber-To-The-Curb)시스템, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)시스템등이 해당된다.
상기 무선 STB의 개략적인 블럭도가 도 1에 도시되어 있다. 도면에서와 같이 무선 STB 송신장치(10)는 위성방송에서 데이터신호를 수신하는 튜너(11)와 상기 수신 데이터신호를 복원하여 출력하는 복조부(12)와 상기 복조부(12)의 출력 데이터신호를 송신하기 위하여 송신신호로 변조하는 신호변조부(13)와 상기 변조신호를 무선송신하는 송신부(14)로 구성되어 진다.
한편, 상기 무선 STB 송신장치(10)에서 송신되는 신호를 수신하기 위한 수신장치(20)는 상기 송신 데이터 신호를 수신하는 신호수신부(21)와 신호를 복조하는 복조부(22)와 신호를 복호화하는 신호복호부(23), 디스플레이장치(25)에 디스플레이하기 위하여 신호를 처리하는 신호변환부(24)로 구성된다.
이러한 무선 STB는 통상 MPEG-2 코딩 방식을 이용한 비디오 및 오디오의 압축, 전송, 저장, 수신, 복원과 관련되는 기능들이 복합적으로 지원될 수 있도록 MPEG-2 TS 다중화 장치를 이용하고 있다. 즉, MPEG-2 비디오 및 오디오 신호를 실시간 통신에 사용하기 위해서 시스템 계층의 트랜스포트 스트림(Transport Stream : 이하, "TS"라고 한다)이 필요한 것이다. MPEG-2의 시스템 계층은 2개의 스트림으로 출력될 수 있다. 첫번째는 에러가 없는 상황에 사용되는 프로그램 스트림(Program Stream : 이하, "PS"라고 한다)의 형태이며, 이 경우 길이의 제한은 없다. 두번째는 실시간 송신에 사용하도록 제안된 TS의 형태이다. TS의 길이는 188 바이트로 고정되어 있으며, 4바이트의 헤더(header)와 184 바이트의 페이로드(payload)로 구성된다. MPEG-2의 비디오 및 오디오 정보를 수신부에서 복원하기 위해서는 데이타 정보 뿐만 아니라, 시스템 계층에서 클럭 복원을 위해 타이밍 정보를 프로그램 클락 기준(Program Clock Reference) 패킷에 내장하여 0.1 sec 내에 한번은 전송해야 한다.
그 외에 채널 정보를 알리기 위하여 프로그램 맵 테이블(Program Map Table) 페킷과 프로그램 연합 테이블(Program Association Table) 패킷을 전송해야 한다.
따라서, 상기에서와 같은 많은 양의 데이터를 전송하여야 하기 때문에 종래의 무선 STB 송신장치(10)와 수신장치(20)는 시스템의 제약으로 인하여 필요한 데이터를 전송하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 즉, 종래의 무선 STB 송신장치(10)와 수신장치(20)는 단지 1개의 채널을 통하여 데이터를 전송하는 구성으로 되어 있어 시스템 고유의 데이터 레이트(data rate) 범위를 넘어서는 속도의 데이터는 송신하지 못하는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무선데이터를 두개의 채널로 분리하여 송수신함으로써 효율적인 데이터송수신을 하기 위한 무선 데이터 송수신 전송 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선데이터 전송 장치의 바람직한 일실시예로는, 위성방송수신 데이터를 클럭신호와 함께 송신하는 무선 데이타 전송 장치에 있어서 위성신호의 데이터신호를 수신하는 튜너부와 상기 수신 데이터신호를 복원하여 출력하는 복호부와 상기 복호부의 출력 데이터신호를 두개의 채널로 분리하여 무선송신하는 송신부와 상기 송신 데이터 신호를 두개의 채널로 분리하여 각각 수신하는 수신부와 상기 수신부의 출력신호를 처리하여 하나의 신호로 병합하는 신호처리부로 구성된다.
상기 송신할 데이터신호의 전송률이 허용 최대 전송률의 80%를 초과할 경우에는 두개의 채널로 분리하여 송신하도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.
상기 송신부는 상기 복호부에서 입력되는 하나의 데이터신호를 두개의 데이터 신호로 분리하여 출력하는 하나의 디먹스부(DeMUX)와 상기 디먹스부에서 출력되는 각각의 데이터를 각각 다른 채널로 변조하고 송신하는 변조송신부로 구성되도록 하는 것이 바람직하며 또한, 상기 디먹스부(DeMUX)는 입력되는 하나의 데이터 신호를 클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 분리하여 출력되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 신호처리부도 두개의 입력되는 데이터신호를 하나의 데이터 신호로 병합하여 출력하는 하나의 먹스부(MUX)와 상기 먹스부의 출력신호를 디스플레이하기 위한 신호로 변환하는 신호변환부로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 먹스부(MUX)는 입력되는 하나의 데이터 신호를 병합클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 병합하여 출력하도록 구성되고 상기 병합클럭신호의 주기는 전송되는 클럭신호의 주기보다 짧게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선데이터 전송 방법의 바람직한 일실시예로는, 송신할 데이터를 둘 이상의 데이터로 분리하는 단계와 상기 분리된 데이터와 클럭신호를 각각의 채널로 송신하는 단계와 상기 전송되는 데이터를 각각의 채널로 수신하고 복조하는 단계와 상기 복조된 데이터를 처리하여 하나의 데이터로 병합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 송신할 데이터신호의 전송률이 허용 최대 전송률의 80%를 초과할 때 두개의 채널로 분리하여 송신하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터 분리단계에서는 입력되는 하나의 데이터 신호를 상기 클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 분리하는 단계로 이루어지게 하고, 상기 병합단계에서는 입력되는 하나의 데이터 신호를 병합클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 병합하여 출력하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 물론, 상기 병합클럭신호의 주기는 전송되는 상기 클럭신호의 주기보다 짧은 것으로 하여야 데이터를 효율적으로 전송할 수가 있는 것이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 무선 데이터 송수신 장치의 블럭도이다. 도면에서와 같이, 무선 STB 송신장치(100)는 위성방송으로부터 특정 데이터신호를 수신하는 튜너(110)와 상기 수신된 데이터신호를 복원하여 출력하는 복조부(120)와 상기 수신된 데이터를 복수개의 채널로 분리하여 전송할 것인지를 판단하는 제어부(130)와, 상기 제어부(130)에서 입력되는 하나의 데이터신호를 두개의 데이터 신호로 분리하여 출력하는 하나의 디멀티플렉스부(DeMultiplex;140, 이하 "디먹스"라 한다)와 상기 디먹스부(DeMUX;140)에서 출력되는 각각의 데이터를 송신할 데이터로 변조하는 신호변조부(150,151)와 상기 변조신호를 각각의 채널로 무선송신하는 송신부(160,161)로 구성된다.
한편, 상기 무선 STB 송신장치(100)에서 송신되는 데이터신호를 두개의 채널로 분리하여 각각 수신하기 위한 수신장치(200)는 상기 각 채널로 송신되는 데이터 신호를 각각 수신하는 신호수신부(210,211), 수신된 신호를 복조하는 복조부(220,221), 상기 복조부(220)에서 출력되는 각각의 데이터신호를 하나의 데이터 신호로 병합하여 출력하는 하나의 멀티플렉스부(Multiplex;230, 이하 "먹스"라 한다), 그리고 상기 먹스부(MUX;230)의 출력신호를 디스플레이장치(250)에 디스플레이하기 위한 신호로 변환하는 신호변환부(240)로 구성된다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 구성에 따른 무선데이터 송수신장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 3A는 본 발명에서 데이터 신호를 2개의 채널로 분할하기 위한 디먹스(DeMUX)관련 다이어 그램도이며 도 3B는 본 발명에서 분할된 데이터를 병합하기 위한 먹스(MUX)관련 다이어 그램도, 도 4A는 본발명의 디먹스(DeMUX)관련 타이밍도, 도 4B는 본발명의 먹스(MUX)관련 타이밍도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선데이터 송수신장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면에서와 같이 위성방송 수신장치(100)가 튜너(110)를 통하여 위성방송데이터를 수신하면 복조부(120)는 수신된 상기 데이터신호를 복조하게 된다(단계 310). 이 경우 제어부(130)는 위성방송으로 부터 수신된 데이터를 송신할 경우 송신해야할 데이터의 전송률이 시스템에서 정해진 최대 허용 전송률의 몇 퍼센트(Percent)를 초과하는 지를 판단하게 된다(단계 320). 통상적으로 최대 허용 전송률의 80%를 넘기지 않는 것이 효율적으로 데이터량을 전송할 수 있는 비율이다.
따라서, 상기 단계 320에서 전송할 데이터량이 최대 허용 전송률의 80%를 넘기지 않는 경우는 제어부(130)는 종전과 같이 1 채널을 통하여 데이터를 전송할 수 있도록 신호변조부(150)에서 데이터를 변조하고 송신부(160)를 통하여 송신하며(단계 340) 수신장치(200)에서는 신호수신부(210)를 통하여 상기 송신 신호를 수신하며 복조부(220)에서는 변조된 신호를 복조하고(단계 341) 디스플레이 신호변환부(240)에서는 상기 복조 신호를 디스플레이장치(250)에 디스플레이할 수 있도록 신호처리를 하여 디스플레이하는 것이다(단계 342).
한편, 상기 단계 320에서 전송할 데이터량이 최대 허용 전송률의 80%를 초과하는 경우, 제어부(130)에서는 2 채널로 데이터를 전송하기 위하여 데이터를 분할하게 된다(단계 330). 상세하게는 도 3A에서와 같이 2개의 디먹스(141,142)에 전송할 TS 스트림을 입력하고 제어신호로 핑퐁(Ping-pong; 이하 "PP"라 한다)신호를 인가하고 상기 각각의 디먹스에 데이터 "0"을 입력한다. 즉, 도 4A에서와 같이 프로그램 클럭(CLOCK1)에 동기되어 TS가 "1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1"로 전송된다면 PP제어신호는 도면에서와 같이 클럭의 주기가 2배로 느려지면서 상기 각각의 디먹스(141,142)에 인가된다. 또한, 제2디먹스(142)에는 상기 PP제어신호가 반전되어 인가되도록 인버터(143)를 통하여 인가된다. 따라서 제1 디먹스(141)에는 PP제어신호가 "0"인 경우에만 데이터가 출력되어 결국 TS데이터 중에서 홀수 데이터만이 odd_data로 출력을 하게 되어 그 데이터는 "1,0,1,0,1,1"로 반분되는 것이다. 또한, TS데이터 중에서 짝수번째 데이터는 even_data로 출력을 하게 되고 그 데이터는 "0,1,1,1,0"이 되는 것이다.
이렇게 단계 330에서 분할 된 데이터 중에서 odd_data인 "1,0,1,0,1,1"은 신호변조부(150)을 통하여 변조되어 송신부(160)을 통하여 채널 1(CH 1)으로 전송이 되고 또, even_data인 "0,1,1,1,0"은 신호변조부(151)를 통하여 변조되고 송신부(161)를 통하여 채널 2(CH 2)로 각각 전송이 되는 것이다(단계 331).
수신장치(200)에서는 상기 송신된 각각의 채널 중 채널 1신호는 신호수신부(210)를 통하여 수신되고 복조부(220)에서 복조된다. 반면, 채널 2신호는 신호수신부(211)와 복조부(221)을 통하여 수신되고 복조되는 것이다(단계 332).
상기와 같이 각각의 채널로 수신되어 복조된 데이터신호는 먹스(MUX;230)부에서 병합처리되어 송신장치(100)에서 분할하기 전의 완전한 TS데이터로 복원이 되는 것이다(단계 333). 상세하게는 도 3B와 도 4B를 참조하여 이하에 설명한다. 도면에서와 같이 먹스부(MUX;230)는 두개의 2입력 논리곱게이트(231,232)와 하나의 2입력 논리합게이트(233)로 구성되어 있으며 전송된 PP제어신호는 상기 논리곱게이트(231,232)에 각각 입력하되 논리곱게이트(232)에는 인버터(234)를 통하여 반전 입력되도록 한다. 또한 타단에는 복조된 odd_data와 even_data를 각각 입력을 한다. 이때, 통상적으로 두개의 버퍼를 이용하여 한번에 한쪽 방향씩 클럭에 동기 마추어 번갈아 가면서 데이터를 전송하는 핑퐁신호를 이용하여 입력을 하게 되면 상기 각각의 논리곱게이트(231,232)에는 교대로 odd_data와 even_data가 입력되는 것이다. 동시에 PP제어신호는 프로그램 클럭(CLOCK1)보다 클럭의 주기가 2배로 느려져 있으므로 수신장치(200)의 제어부(도면 미도시)는 상기 PP제어신호의 주기보다 2배 빠른 프로그램 클럭(CLOCK2)을 발생시켜 상기 핑퐁신호의 동기신호로 사용하게 되는 것이다. 따라서, PP제어신호의 이러한 논리곱게이트(231,232)의 출력을 논리합게이트(233)에 입력하게 되면 완전한 TS데이터가 복원이 되는 것이다. 즉, PP제어신호의 첫번째 "0"신호가 인가되는 경우에 핑퐁신호를 이용하여 먼저 odd_data의 첫번째 데이터인 "1"를 출력하게 되면 논리곱게이트(232)가 활성화되어 그 출력으로 odd_data중 그 첫번째 데이터 "1"이 출력된다. 그 다음 PP제어신호가 1인 경우에는 논리곱게이트(231)이 활성화되며 그 입력으로 even_data의 첫번째 데이터인 "0"이 입력되고 따라서, 그 출력으로는 "0"이 출력되는 것이다. 따라서 상기와 같은 동작을 반복하면 그 병합된 데이터는 "1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1"로 출력이 되어 완전한 TS가 복원되는 것이다.
상기와 같이 복원된 데이터는 디스플레이장치(250)에 디스플레이되도록 디스플레이용 신호변환부(240)에서 신호처리되어 디스플레이되는 것이다(단계 334).
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
상기에서와 같이 본 발명에 따른 무선데이타 송수신 장치 및 방법에 의하면, 송신할 데이터의 양이 최대 허용 전송률을 초과하더라도 상기 무선데이터를 두개의 채널로 분리하여 송수신함으로써 효율적인 데이터송수신을 할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래기술의 무선 데이터 송수신 장치의 블럭도,
도 2는 본 발명의 무선 데이터 송수신 장치의 블럭도,
도 3A는 본 발명의 디먹스(DeMUX)관련 다이어 그램도,
도 3B는 본 발명의 먹스(MUX)관련 다이어 그램도,
도 4A는 본발명의 디먹스관련 타이밍도,
도 4B는 본발명의 먹스관련 타이밍도,
그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선데이터 송수신장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 송신장치 110 : 튜너
120 : 복조부 130 : 제어부
140 : DeMUX 150,151 : 신호변조부
160,161 : 송신부 200 : 수신장치
210,211 : 신호수신부 220,221 : 복조기
230 : MUX 240 : 디스플레이용신호변환부
250 : 디스플레이장치

Claims (12)

  1. 위성방송수신 데이터를 클럭신호와 함께 송신하는 무선 데이타 전송 장치에 있어서,
    위성신호의 데이터신호를 수신하는 튜너부;와
    상기 수신 데이터신호를 복원하여 출력하는 복호부;와
    상기 복호부의 출력 데이터신호를 두개의 채널로 분리하여 무선송신하는 송신부;와
    상기 송신 데이터 신호를 두개의 채널로 분리하여 각각 수신하는 수신부;와
    상기 수신부의 출력신호를 처리하여 하나의 신호로 병합하는 신호처리부; 및
    상기 송신할 데이터신호의 전송률이 허용 최대 전송률의 80%를 초과할 때 두개의 채널로 분리하여 송신하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 복호부에서 입력되는 하나의 데이터신호를 두개의 데이터 신호로 분리하여 출력하는 하나의 디먹스부(DeMUX);와 상기 디먹스부에서 출력되는 각각의 데이터를 각각 다른 채널로 변조하고 송신하는 변조송신부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 디먹스부는 입력되는 하나의 데이터 신호를 클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 분리하여 출력하는 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 신호처리부는 두개의 입력되는 데이터신호를 하나의 데이터 신호로 병합하여 출력하는 하나의 먹스부(MUX);와 상기 먹스부의 출력신호를 디스플레이하기 위한 신호로 변환하는 신호변환부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 먹스부는 입력되는 하나의 데이터 신호를 병합클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 병합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 병합클럭신호의 주기는 전송되는 클럭신호의 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 장치.
  8. 위성방송수신 데이터를 클럭신호와 함께 송신하는 무선 데이타 전송 방법에 있어서,
    상기 송신할 데이터신호의 전송률이 허용 최대 전송률의 80%를 초과할 때 둘 이상의 데이터로 분리하는 단계;와
    상기 분리된 데이터를 각각의 채널로 송신하는 단계;와
    상기 전송되는 데이터를 각각의 채널로 수신하고 복조하는 단계;와
    상기 복조된 데이터를 처리하여 하나의 데이터로 병합하는 단계; 및
    상기 송신할 데이터신호의 전송률이 허용 최대 전송률의 80%를 초과할 때 두개의 채널로 분리하여 송신하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 데이터 분리단계에서는 입력되는 하나의 데이터 신호를 상기 클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 분리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 병합단계는 입력되는 하나의 데이터 신호를 병합클럭신호에 동기하여 홀수열 데이터신호와 짝수열 데이터신호로 병합하여 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 병합클럭신호의 주기는 전송되는 상기 클럭신호의 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 무선데이타 송수신 방법.
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