KR100626952B1 - 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치 - Google Patents

디지털 멀티미디어 방송 수신 장치 Download PDF

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Abstract

디지털 멀티미디어 방송 수신 장치가 제공된다. 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제1안테나와, 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제2안테나와, 상기 제1안테나에서 수신된 신호 및 상기 제2안테나에서 수신된 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 전력결합기와, 상기 전력결합기로부터 신호를 수신하고 이를 증폭시키기 위한 저잡음증폭기와, 상기 저잡음증폭기로부터 신호를 수신하고 이를 제1경로와 제2경로의 신호로 분리하기 위한 신호분리부와, 상기 제1경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키기 위한 제1RF 필터와, 상기 제1RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제1신호처리부와, 상기 제2경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키기 위한 제2RF 필터와, 상기 제2RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제2신호처리부를 구비한다. 본 발명에 의하면 하나의 저잡음 증폭기를 사용함으로써 재료 비용을 낮출 수 있는 효과가 있으며, 신호처리부만으로 다이버시티를 제어함으로써 전력 소모를 개선하는 효과가 있다.
디지털, 멀티미디어, 방송, 수신, 다이버시티, 신호처리부, 저잡음증폭기.

Description

디지털 멀티미디어 방송 수신 장치 {Apparatus for receiving Digital Multimedia Broadcasting}
도 1은 종래 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 제1안테나 120: 제1저잡음증폭기
130: 제1RF 필터 140: 제1신호처리부
150: 제2안테나 160: 제2저잡음증폭기
170: 제2RF 필터 180: 제2신호처리부
210: 전력결합기 220: 저잡음증폭기
230: 신호분리부
본 발명은 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력결합기와 전력분리부와 하나의 저잡음증폭기를 이용하여 다이버시티를 구현한 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치에 관한 것이다.
디지털 멀티미디어 방송(DMB: Digital Multimedia Broadcasting, 이하 'DMB'라 한다.) 서비스는 2002년 4월부터 2003년 2월까지 산, 학, 연, 방송사로 구성된 '위성 DMB 표준화 추진위원회'에서 ITU 국제표준방식인 시스템 A, B, D, E 방식에 대하여 전문가회의와 공청회 등을 통한 표준화 작업을 거쳐 시스템 E 방식을 채택하고, 정보통신부에서 2003년 4월 8일 시스템 E 방식의 국내 단일 표준으로 확정하였으며, 2004년 상반기에 서비스를 개시할 예정이다.
위성 DMB란 다양한 휴대용 단말기를 이용해 이동 중에도 수십 개 채널의 고화질 TV와 음악 등을 시청할 수 있는 단방향 방송으로, 위성에서만 전파를 발사하는 스카이라이프와 달리 지상 곳곳에 중계기를 설치, 시속 150Km 로 고속 주행 시에도 끊김 없이 시청할 수 있다. 이는 개인 이동 위성 서비스(PMSB: Personal Mobile Satellite Broadcasting)라고도 하며, 초기에는 디지털 라디오 방송의 개념으로 출발하였으나 현재는 정지 화상 및 동영상 방송을 지원하는 기술로 발전하였다.
DMB 위성은 지상의 DMB 센터로부터 약 13GHz의 방송신호를 수신하면, Gap filler(지상 중계국)를 위한 약 12GHz의 신호와, 단말기가 직접 수신하기 위한 약 2.6GHz 의 신호를 송출한다. Gap filler는 위성신호가 도달하지 못하는 지역에 단말기를 위한 신호를 송신하는 시스템으로써, 주로 다중 경로 페이딩 현상이 나타나는 도심지역에 설치되며, 위성으로부터 수신한 약 12GHz의 신호를 변조하여 약 2.6GHz의 신호로 송출한다.
도 1은 종래 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다. 종래 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치는 제1안테나(110), 제2안테나(150), 제1저잡음증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(120), 제2저잡음증폭기(160), 제1RF 필터(130), 제2RF 필터(170), 제1신호처리부(140), 제2신호처리부(180) 등으로 구성된다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래에는 제1안테나(110)에 따른 경로(제1경로)와 제2안테나(150)에 따른 경로(제2경로)의 두가지 경로를 이용하여 공간 다이버시티를 구현하여 DMB신호를 수신하게 된다. 보통 제1경로는 메인 경로의 역할을 하며, 제2경로는 다이버시티를 구현하는데 필요한 역할을 한다.
종래 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 대략적인 동작을 설명하면 제1안테나(110)를 통해 들어온 신호는 제1저잡음증폭기(120)를 통해 증폭되고, 제1RF 필터(130)를 거쳐 신호처리부(140)에서 처리된다. 또한, 제2안테나(150)를 통해 들어온 신호는 제2저잡음증폭기(160)를 통해 증폭되고, 제2RF 필터(170)를 거쳐 신호처리부(180)에서 처리된다.
이와 같은 종래 장치에서 높은 품질의 DMB 신호가 수신되는 경우 메인경로 를 통한 신호 수신만으로도 충분하다. 따라서, 불필요한 전력소모를 막기 위해서 다이버시티 경로인 제2경로의 동작을 정지시켜야 한다. 종래 제2경로의 동작을 정지시키기 위해서는 제2저잡음증폭기(160)와 제2신호처리부(180)의 전원을 모두 제어해야만 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 전력결합기와 전력분리부와 하나의 저잡음증폭기를 이용하여 다이버시티를 구현한 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제1안테나와, 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제2안테나와, 상기 제1안테나에서 수신된 신호 및 상기 제2안테나에서 수신된 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 전력결합기와, 상기 전력결합기로부터 신호를 수신하고 이를 증폭시키기 위한 저잡음증폭기와, 상기 저잡음증폭기로부터 신호를 수신하고 이를 제1경로와 제2경로의 신호로 분리하기 위한 신호분리부와, 상기 제1경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키기 위한 제1RF 필터와, 상기 제1RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제1신호처리부와, 상기 제2경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키기 위한 제2RF 필터와, 상기 제2RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제2신호처리부를 구비한다.
상기 신호분리부는 전력분배기 또는 방향성결합기일 수 있다. 또한, 상기 신호분리부는 신호의 전력을 일정한 비율로 분배할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 제2신호처리부의 전원은 상황에 따라 온/오프되도록 제어되는 것이 바람직하다.
한편, 신호분리부와 신호처리부 사이에 RF 필터를 배치하는 대신에 저잡음증폭기와 신호분리부 사이에 RF 필터를 배치하도록 하는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치는 제1안테나(110), 제2안테나(150), 전력결합기(210), 저잡음증폭기(220), 신호분리부(230), 제1RF 필터(130), 제2RF 필터(170), 제1신호처리부(140), 제2신호처리부(180) 등으로 구성된다.
제1안테나(110)와 제2안테나(150)는 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하 는 역할을 한다.
전력결합기(210)는 제1안테나(110)에서 수신된 신호 및 제2안테나(150)에서 수신된 신호를 하나의 신호로 결합한다.
저잡음증폭기(220)는 전력결합기(210)로부터 신호를 수신하고 이를 증폭시키는 역할을 한다.
신호분리부(230)는 저잡음증폭기(220)로부터 신호를 수신하고 이를 분리하는 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에서 신호분리부(230)는 제1RF 필터(130)를 거치는 제1경로와 제2RF 필터(170)를 거치는 제2경로의 신호로 분리하게 된다.
본 발명의 일실시예에서 신호분리부(230)는 신호의 전력을 일정한 비율로 분배할 수 있다. 예를 들어, 신호분리부(230)에서 신호의 전력을 2:1의 비율로 분배한다면, 제1경로에는 전체전력의 2/3의 신호가 들어가고 제2경로에는 전체전력의 1/3의 신호가 들어가게 된다.
이러한 신호분리부(230)는 전력분배기 또는 방향성결합기를 사용하여 구현할 수 있다.
제1RF 필터(130)는 제1경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키는 역할을 한다.
제1신호처리부(140)는 제1RF 필터(130)를 통해 나온 신호를 처리하여 기저대역부로 보내게 된다.
제2RF 필터(170)는 제2경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역만을 통과시키는 역할을 한다.
제2신호처리부(180)는 제2RF 필터(170)를 통해 나온 신호를 처리하여 기저대역부로 보내게 된다. 본 발명의 일실시예에서 제2신호처리부(180)의 전원이 온/오프되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 신호품질이 좋은 지역에서 다이버시티 경로가 필요하지 않을 때, 제2신호처리부(180)의 전원을 오프시켜서 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 설명을 위해 제1안테나(110)를 통해 입력되는 신호를 V1=A*sin(wt+t1), 제2안테나(120)를 통해 입력되는 신호를 V2=B*sin(wt+t2), 안테나의 이득을 Gt, 저잡음증폭기의 이득을 Ga라고 가정하자.
도 1의 종래 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치에서 각 경로의 안테나와 저잡음증폭기와 RF 필터를 통과한 신호는 각각 다음과 같다.
Von_1=A*Gt*Ga*sin(wt+t1), Von_2=B*Gt*Ga*sin(wt+t2) -----(1)
이러한 각각의 신호는 제1신호처리부(140) 및 제2신호처리부(180)로 들어간다.
한편, 도 2의 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치에서는 각각의 경로로 입력되는 신호를 개별적으로 처리하는 것이 아니라, 전력결합기(210)를 통해 하나의 신호로 결합한 후 저잡음증폭기(220)로 제공하게 된다. 따라서, 전력결합기(210)를 통해 나온 신호 Vin과 저잡음증폭기(220)를 거친 신호 Von은 다음과 같다.
Vin=A*Gt*sin(wt+t1)+B*Gt*sin(wt+t2) -----(2)
Von=A*Gt*Ga*sin(wt+t1)+B*Gt*Ga*sin(wt+t2)+C*sin(wt+t1)*sin(wt+t2)+…-----(3)
식(3)의 신호는 신호분리부(230)를 거쳐 Von/2의 크기로 제1신호처리부(140) 및 제2신호처리부(180)로 들어간다. 이때, 저잡음증폭기(220)가 선형성을 갖는다면 식(3)의 고조파항은 생성되지 않는다. 즉, C*sin(wt+t1)*sin(wt+t2)+…=0 이다.
그래서, Von=A*Gt*Ga*sin(wt+t1)+B*Gt*Ga*sin(wt+t2) -----(4) 가 된다.
식(1)과 식(4)에서 t1=t2, A=B라고 가정하면,
Von/2=(A*Gt*Ga*sin(wt+t1)+B*Gt*Ga*sin(wt+t2))/2=A*Gt*Ga*sin(wt+t1)= B*Gt*Ga*sin(wt+t2) -----(5)
가 된다. 따라서, 종래의 다이버시티 방식과 본 발명에서 제안한 다이버시티 방식이 동일한 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명에서는 품질이 좋은 신호를 수신하게 되어서 단일 경로를 이용하는 경우 종래기술보다 더 높은 수신 이득을 얻을 수 있다.
품질이 좋은 신호를 수신하는 경우 종래방식과 본 발명에서 제안하는 방식을 예를 들어 설명하고자 한다. 단, A=B, t1=t2라고 가정한다.
종래 방식은 한쪽 경로만을 사용하므로 신호처리부에 들어가는 신호는 다음과 같다.
Voff_1=A*Gt*Ga*sin(wt+t1) -----(6)
한편, 본 발명의 일실시예에서는 전력결합기(210)로 신호를 결한한 후 저잡 음증폭기(220)에서 증폭하고 신호분리부(230)를 통해 신호가 분리되어 각 경로의 신호처리부로 들어간다. 신호분리부(230)가 2:1의 비율로 신호의 전력을 분리하고, 전체 전력의 2/3인 경로를 사용한다면 신호처리부에 제공되는 신호는 다음과 같다.
Voff(경로1)=2/3*(A*Gt*Ga*sin(wt+t1)+B*Gt*Ga*sin(wt+t2))
=4/3*A*Gt*Ga*sin(wt+t1) -----(7)
Voff(경로2)=1/3*A*Gt*Ga*sin(wt+t1) -----(8)
종래 방식인 식(6)과 본 발명의 일실시예인 식(7)을 비교하면, 다음과 같다.
r=[4/3*A*Gt*Ga*sin(wt+t1)]/ A*Gt*Ga*sin(wt+t1)=4/3 -----(9)
R=20*log(4/3)=2.5dB -----(10)
즉, 본 발명이 제안하는 방식은 종래 방식보다 약 2.5dB 정도의 이득을 더 얻을 수 있다.
한편, 도 2에서와 같이 신호분리부(230)와 신호처리부(140, 180) 사이에 RF 필터(130, 170)를 배치하는 대신에, 도 3에서와 같이 저잡음증폭기(220)와 신호분리부(230) 사이에 RF 필터(130)를 배치하도록 하는 것도 가능하다.
즉, 전력결합기(210)로부터 신호는 저잡음증폭기(220)에서 증폭되고, RF 필터(130)에 의해 원하는 대역의 신호가 통과된다. 이 신호는 다시 신호분리부(230)에서 제1경로와 제2경로의 신호로 분리되어 제1신호처리부(140)와 제2신호처리부(180)로 각각 전달된다.
본 실시예에서도 신호분리부(230)는 신호의 전력을 일정한 비율로 분배할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 신호분리부(230)에서 신호의 전력을 2:1의 비율로 분배한다면, 제1경로에는 전체전력의 2/3의 신호가 들어가고 제2경로에는 전체전력의 1/3의 신호가 들어가게 된다. 이러한 신호분리부(230)는 전력분배기 또는 방향성결합기를 사용하여 구현할 수 있다. 또한, 제2신호처리부(180)의 전원이 온/오프되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 신호품질이 좋은 지역에서 다이버시티 경로가 필요하지 않을 때, 제2신호처리부(180)의 전원을 오프시켜서 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 하나의 저잡음 증폭기를 사용함으로써 재료 비용을 낮출 수 있는 효과가 있으며, 신호처리부만으로 다이버시티를 제어함으로써 전력 소모를 개선하는 효과가 있다.
또한, 단일 경로를 통한 신호 수신시 종래 기술보다 높은 이득을 얻을 수 있는 장점도 있다.

Claims (10)

  1. 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제1안테나;
    디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제2안테나;
    상기 제1안테나에서 수신된 신호 및 상기 제2안테나에서 수신된 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 전력결합기;
    상기 전력결합기로부터 신호를 수신하고 이를 증폭시키기 위한 저잡음증폭기;
    상기 저잡음증폭기로부터 신호를 수신하고, 이 신호의 전력을 일정한 비율로 분배하여 제1경로와 제2경로의 신호로 보내기 위한 신호분리부;
    상기 제1경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역을 통과시키기 위한 제1RF 필터;
    상기 제1RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제1신호처리부;
    상기 제2경로의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역을 통과시키기 위한 제2RF 필터;
    전원이 온/오프 제어될 수 있으며, 상기 제2RF 필터를 통해 나온 신호를 처리하기 위한 제2신호처리부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호분리부는 전력분배기인 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호분리부는 방향성결합기인 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제1안테나;
    디지털 멀티미디어 방송 신호를 수신하기 위한 제2안테나;
    상기 제1안테나에서 수신된 신호 및 상기 제2안테나에서 수신된 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 전력결합기;
    상기 전력결합기로부터 신호를 수신하고 이를 증폭시키기 위한 저잡음증폭기;
    상기 저잡음증폭기로부터의 신호를 수신하여 원하는 신호 대역을 통과시키기 위한 RF 필터;
    상기 RF 필터로부터 신호를 수신하고 이를 제1경로와 제2경로의 신호로 분리하기 위한 신호분리부;
    상기 제1경로의 신호를 처리하기 위한 제1신호처리부;
    상기 제2경로의 신호를 처리하기 위한 제2신호처리부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신호분리부는 전력분배기인 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 신호분리부는 방향성결합기인 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2신호처리부의 전원이 온/오프되도록 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호분리부는 신호의 전력을 일정한 비율로 분배하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치.
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