KR100629004B1

KR100629004B1 - 튜너

Info

Publication number: KR100629004B1
Application number: KR1020020075951A
Authority: KR
Inventors: 지승림
Original assignee: 주식회사 알티캐스트
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2006-09-27
Also published as: KR20040048168A

Abstract

본 발명은 입력포트, 밴드패스 필터 및 채널 필터링 유닛를 포함하는 튜너에 있어서, 상기 채널 필터링 유닛이 사용자의 제어신호에 의해 방송 채널 중 통과할 수 있는 채널이 정해지는 것이 아니라, 항상 특정 채널만을 통과시키도록 대역폭이 고정된 고정채널 필터링 유닛인 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로는, 입력포트, 밴드패스 필터 및 채널 필터링 유닛를 포함하는 튜너에 있어서, 상기 채널 필터링 유닛이 고정채널 필터링 유닛이고, 상기 고정채널 필터링 유닛은 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하고, 각각의 방송 채널은 각각의 필터에 1대1로 대응되어 각 필터는 정해진 하나의 방송 채널 신호만을 통과시키도록 할당된 것을 특징으로 한다.

튜너, 고정채널 필터링 유닛

Description

튜너{TUNER}

도 1은 종래의 디지털 방송 수신용 셋톱박스의 개략적 블록도이다.

도 2는 도 1의 셋톱박스에 내장된 튜너의 개략적 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 고정채널 필터링 유닛의 원리를 설명한 블록도이다.

도 4는 본 발명에 따른 튜너의 바람직한 구현예의 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따른 튜너의 또 다른 바람직한 구현예의 블록도이다.

도 6은 본 발명에 따른 튜너의 바람직한 응용예의 블록도이다.

본 발명은 튜너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고정채널 필터링 유닛을 포함하는 튜너에 관한 것이다.

방송 신호 (예를 들면, 위성방송 신호, 지상파방송 신호 및 CATV 방송신호)를 수신하기 위해, 실내에 셋톱박스가 설치된다. 예를 들어, 디지털 위성방송은 비디오, 오디오 및/또는 데이터 방송용 데이터 등을 적절한 디지털 압축표준(예를 들면, MPEG)으로 압축 및 인코딩한 후 다중화하고, 이를 적절한 변조방식(예를 들면, PSK(phase shifted key))으로 변조한 후 RF 캐리어 신호에 송신하게 된다. 이때, 상기 신호는 통상 Ku-대역, C 대역 또는 Ka-대역에서 송신되고, 실외에 설치된 파라볼라 안테나는 송신된 신호를 수신하게 된다. 수신된 신호는 우선 증폭되고 L-대역으로 변환된다. 이러한 기능은 LNB(low noise block down converter)에 의해 수행되며, 이러한 LNB는 안테나와 함께 설치되거나 또는 안테나와 분리되어 설치되기도 한다. 그 후, 수신된 신호는 동축 케이블을 통해 실내에 설치된 셋톱박스에 전달된다.

도 1은 일반적인 셋톱박스의 개략적 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 셋톱박스는 튜너(10), DEMUX(demultiplexer)(20), 디코더(30) 및 마이크로프로세서(40)로 구성된다. 튜너(10)는, 마이크로프로세서(40)의 제어하에, 동축 케이블(미도시)을 통해 셋톱박스로 전달된 신호 중 사용자가 원하는 채널을 선별하는 기능을 하며, DEMUX(20)는 선별된 채널의 신호를 데이터 신호, 비디오 신호 및/또는 오디오 신호로 분리하는 기능을 한다. 분리된 신호는 각 신호에 대응되는 디코더(30), 예를 들면, 데이터 디코더(31), 비디오 디코더(32), 오디오 디코더(33)에 의해 디코딩되어 사용자의 디스플레이 장치에 전달된다. 상기 셋톱박스는 DVR(digital video recorder), 카메라 등의 다른 기구들을 지원하기 위한 외부 인터페이스가 장착되기도 하며, 사용자 TV가 아날로그 형태일 경우 NTSC 인코더 등과 같은 장치를 추가로 포함할 수 있다. 또한 복조기(미도시) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(미도시)가 튜너(10) 내에 내장되거나, 튜너(10)와 DEMUX(20)의 사이 또 는 DEMUX(20)와 디코더(30)의 사이에 설치되거나, 또는 디코더(30) 내에 내장된다.

마이크로프로세서(40)의 제어하에, 동축 케이블(미도시)을 통해 셋톱박스로 전달된 신호 중 사용자가 원하는 채널을 선별하는 기능을 하는 튜너(10)의 개략적 블록도가 도 2에 도시되어 있다. 상기 튜너(10)는 동축 캐이블을 통해 전달된 신호를 수신하는 입력 포트(input port)(11)(예를 들면 F-컨넥터), 입력포트(11)를 통해 전달된 신호 중 필요한 대역폭만을 통과시키는 밴드패스 필터(bandpass filter)(12) 및 채널 필터링 유닛(13)을 포함한다. 필요한 경우, 증폭기(미도시)를 사용하여 신호의 증폭을 하게 되고, 일회 이상의 순차적 다운시프트가 채용되기도 한다.

상기 채널 필터링 유닛(13)은, 일반적으로, 밴드패스 필터(12)의 출력신호를 다운시프트하는 믹서(mixer)(13a), 특정 주파수의 신호만을 통과시키는 필터(13b), 마이크로프로세서에서 생성된 명령이 전달되는 위상 동기루프(phase locked loop, 이하 "PLL")(13c), 상기 PLL(13c)를 참조하여 원하는 채널이 필터(13b)의 밴드패스 창(bandpass window)에 놓여지도록 다운시프트의 편차를 제거할 수 있는 외부 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator, 이하 "VCO")(13d)를 포함한다.

밴드패스 필터(12)의 출력신호는 믹서(13a)로 입력되며, 믹서(13a)의 또 다른 입력은 PLL(13c)을 참조하는 VCO(13d)로부터 유도된다. 예를 들여, 사용자가 채 널 "3"을 시청할 것을 원하는 경우, 도 1에 도시된 마이크로프로세서(40)에서 생성된 명령은 PLL(13c)에 전달되고, PLL(13c)을 참조하는 VCO(13d)는 밴드패스 필터(12)의 출력신호 중 채널 "3"에 해당하는 신호가 필터(13b)의 밴드패스 창에 놓여지도록 하는 주파수의 신호를 선택하여 믹서(13a)에 입력하게 된다. 그 후, 믹서(13a)에 의해 다운시프트된 신호는 채널 "3"에 해당하는 신호만이 필터(13b)를 통과하게 된다. 상기한 튜너(10)에 사용되는 채널 필터링 유닛(13)은, 필터(13b)가 통과시킬 수 있는 대역은 고정되어 있으나, "가변채널 필터링 유닛"이라 불릴 수 있다. 즉, PLL(13c)을 참조하는 VCO(13d)에서 선택된 주파수에 의해, 사용자가 원하는 채널이 필터(13b)를 통과하게 되고, 사용자가 임의로 원하는 채널을 선택할 수 있으며, 튜너(10)는 선택된 채널을 통과시키게 된다. 상기한 튜너(10)의 구체적 예로는 미국특허 제5,325,401호, 제5,654,774호 및 제6,031,878호를 참조하기 바란다. 상기한 특허 및 그의 인용문헌에 기재된 내용은 본 명세서에 참고된다.

현재 디지털 위성방송의 현실화의 지연은 디지털 위성방송 수신용 셋톱박스의 보급이 지연되고 있다는 사실에 일부 기인한다. 즉, 상기 디지털 위성방송 수신용 셋톱박스는 현재 상당히 고가이며(저가형 셋톱박스: 200-250$), 그 중에서 튜너는 셋톱박스 가격의 1/3 - 1/4를 차지한다. 따라서, 각 가정의 실내에 설치되는 셋톱박스 내에 튜너를 내장할 것이 아니라, 튜너를 실외에서 설치한 후, 각 가정이 이를 공유할 수 있는 튜너의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 새로운 개념의 튜너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 가정에 하나의 튜너를 설치하는 것이 아니라 대단위 공동주택 단위로 하나의 튜너만을 배치할 수 있도록 설계된 새로운 개념의 튜너를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적 및 발명의 상세한 설명에 기술될 또 다른 목적들은 입력포트, 밴드패스 필터 및 채널 필터링 유닛를 포함하는 튜너에 있어서, 상기 채널 필터링 유닛이 사용자의 제어신호에 의해 방송 채널 중 통과할 수 있는 채널이 정해지는 것이 아니라, 항상 특정 채널만을 통과시키도록 대역폭이 고정된 고정채널 필터링 유닛인 것을 특징으로 하는 튜너를 제공함에 의해 성취될 수 있다.

본 발명은 입력포트, 밴드패스 필터 및 채널 필터링 유닛를 포함하는 튜너에 있어서, 상기 채널 필터링 유닛이 고정채널 필터링 유닛인 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는, 입력포트, 밴드패스 필터 및 채널 필터링 유닛를 포함하는 튜너에 있어서, 상기 채널 필터링 유닛이 고정채널 필터링 유닛이고, 상기 고정채널 필터링 유닛은 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하고, 각각의 방송 채널은 각각의 필터에 1대1로 대응되어 각 필터는 정해진 하나의 방송 채널 신호만을 통과시키도록 할당된 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서 "고정채널 필터링 유닛(fixed channel filtering unit)"이라 함은, 사용자의 제어신호에 의해 방송 채널 중 통과할 수 있는 채널이 정해지는 것이 아니라, 항상 특정 채널만을 통과시키도록 대역폭이 고정된 채널 필터링 유닛을 말한다. 본 명세서에서, "가변채널 필터링 유닛"이라 함은 사용자의 제어신호에 의해 방송 채널 중 통과시킬 수 있는 채널을 임의로 조정할 수 있는 채널 필터링 유닛을 말한다. 즉, "가변채널 필터링 유닛"은 사용자가 채널 "6"을 시청하다가 채널 "3"을 시청하기를 원하면, 사용자의 요구에 대응하여 채널 "6"에 해당하는 신호를 통과시키는 대역폭에서 채널 "3"에 대응되는 신호를 통과시킬 수 있도록 대역폭이 조절되는 채널 필터링 유닛을 말하며, "고정 채널 필터링 유닛"은 사용자의 제어신호에 관계없이, 항상 일정한 채널을 투과할 수 있도록 설정된 채널 필터링 유닛을 말한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 기술하도록 한다.

도 3은 본 발명의 튜너에 사용되는 고정채널 필터링 유닛의 원리를 설명한 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 고정채널 필터링 유닛(100)은 마이크로프로세서의 명령이 전달되는 PLL(phase locked loop)을 요구하지 아니하며, 미리 결정된 주파수의 신호가 VCO(103)에서 믹서(101)에 전달된다. 만약, 상기 고정 채널 필터링 유닛(100)의 필터(102)가 채널 "3"에 해당하는 신호만을 통과시키도록 할당된 경우, 밴드패스 필터(미도시)로부터 믹서(101)에 입력된 신호 중 채널 "3"에 해당하는 신호가 필터(102)의 밴드패스 창에 놓여지도록 하는 주파수가 결정되고, 이 주파수를 갖는 신호가 VCO(103)로부터 믹서(101)에 입력된다. 그 후, 믹서(101)의 출력신호는 필터(102)를 거쳐 필터링되어, 채널 "3"에 해당하는 신호만이 출력되게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 튜너의 바람직한 구현예의 블록도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 튜너(1)는 입력포트(200), 밴드패스 필터(300) 및 고정채널 필터링 유닛(100)을 포함하며, 상기 고정채널 필터링 유닛(100)은 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터(102a 내지 102n)를 포함하며, 각각의 방송 채널은 각각의 필터에 1대1로 대응되고, 각 필터는 정해진 하나의 방송 채널 신호만을 통과시키도록 할당된다. 예를 들면, 필터(102a)는 방송 신호 중 채널 "1"에 해당하는 신호만을 통과시키도록 설정되고, 필터(102b)는 채널 "2"를, 그리고 필터(102n)은 채널 "n"에 해당하는 신호만을 통과시키도록 할당되어 있다.

VCO(103a)는 밴드패스 필터(300)의 출력신호 중 채널 "1"에 해당하는 신호가 필터(102a)를 통과할 수 있도록 미리 결정된 주파수의 신호를 믹서(101a)에 보내게 되고, 밴드패스 필터(300)의 출력신호는 믹서(101a)에 의해 다운시프트된 후 필터(102a)에 의해 필터링되어, 최종적으로 채널 "1"에 해당하는 신호만이 필터(102a)를 통과하게 된다. VCO(103b)는 밴드패스 필터(300)의 출력신호 중 채널 "2"에 해당하는 신호가 필터(102b)를 통과할 수 있도록 미리 결정된 주파수의 신호를 믹서(101b)에 보내게 되고, 믹서(101b)에 의해 다운시프트된 후 필터(102b)에 의해 필터링되어, 최종적으로 채널 "2"에 해당하는 신호만이 필터(102b)를 통과하게 된다.

이와 마찬가지로, VCO(103n)은 밴드패스 필터(300)의 출력신호 중 필터(102n)에 할당된 채널 "n"에 해당하는 신호만이 필터(102n)의 밴드패스 창에 놓여지도록 하는 주파수의 신호를 믹서(101n)에 입력하게 된다. 그 후, 상기 신호는 믹서(101n)에 의해 다운시프트된 후 필터(102n)에 의해 필터링되어, 채널 "n"에 해당하는 신호만이 필터(102n)를 통과하게 된다. 이때 각각의 필터 (102a 내지 102n)의 밴드패스는 서로 동일하게 설정될 수 있으며, 이 때 밴드패스 필터(300)의 출력신호의 다운시프트되는 양은 각각의 VCO(103a 내지 103n)에 의해 결정되게 된다. 예를 들면, 각각의 필터(102a 내지 102n)는 모두 479.5MHz의 주파수의 신호를 통과시키는 필터일 수 있으며, VCO(103a 내지 103n)에서 믹서(101a 내지 101n)에 입력되는 주파수를 적절히 조절함으로써, 밴드패스 필터(300)의 출력신호의 다운시프트되는 양이 결정되게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 튜너의 또 다른 바람직한 구현예의 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 튜너(1)는 입력포트(200), 밴드패스 필터(300) 및 고정채널 필터링 유닛(100)을 포함하며, 상기 고정채널 필터링 유닛(100)은 하나의 VCO(103), 하나의 믹서(101) 및 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터(102a 내지 102n)를 포함하며, 각각의 방송 채널은 각각의 필터(102a 내지 102n)에 1대1로 대응되고, 각 필터(102a 내지 102n)는 정해진 하나의 방송 채널 신호만을 통과시키도 록 할당된다. 미리 정해진 주파수의 신호가 VCO(103)로부터 믹서(101)에 입력되고, 밴드패스 필터(300)의 출력신호는 믹서(101)에 의해 다운시프트된다. 다운시프트된 상기 신호는 필터(102a 내지 102n)를 통과하게 되고, 여기서 필터링된다. 이 때, 각각의 필터(102a 내지 102n)는 서로 다른 주파수의 신호를 통과시키도록 설정되어 있으며, 예를 들면, 필터(102a)의 밴드패스는 다운시프트된 신호 중 채널 "1"에 해당하는 신호만이 통과될 수 있도록 설정되고, 필터(102b)의 밴드패스는 다운시프트된 신호 중 채널 "2"에 해당하는 신호만이, 그리고, 필터(102n)의 밴드패스는 다운시프트된 신호 중 채널 "n"에 해당하는 신호만이 통과될 수 있도록 설정되어 있다. 결과적으로, 입력포트(200)로 전달된 디지털 방송 신호는 튜너(1)에 의해 채널이 서로 분리되고, 모든 채널의 신호가 튜너(1)로부터 출력되게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 튜너를 위성 방송 수신용 시스템에 응용한 예를 보여주는 블록도이다. 파라볼라 안테나(2)을 통해 수신된 디지털 위성방송 신호는 LNB(3)에 의해 우선 증폭되고 L-대역으로 다운시프트된다. 그 후, 상기 L-대역 신호는 동축 캐이블(4)을 통해 튜너(1)로 전달된다. 튜너(1)로 전달된 상기 디지털 위성방송 신호는 모든 채널이 분리·출력된다. 튜너(1)의 출력신호는 각각의 DEMUX(5a-5n), 복조기/아날로그-디지털 컨버터(demodulator/ADC)(6a 내지 6n)(이들은 통상 튜너 내에 내장되기도 함)에 의해 복조 및 디지털 신호로의 전환이 이루어진 후, 네트워크 프로세서(7)에 전달된다. 이 곳에서 IP(Internet Protocol) 주소가 부여된 후, 스위칭 허브(8)를 통해 백본 네트워크(9)에 연결된다. 실내에 설치 된 셋톱박스(10a 내지 10m)는 디코더 및 마이크로프로세서를 포함하고 있으며, 백본 네트워크(9)로부터 상기 신호를 전달받아, 사용자의 요청에 따라 원하는 채널을 디스플레이 장치에 전달하게 된다.

본 발명에 따른 튜너는 다양하게 변형할 수 있다. 도 4 및 도 5에서 추론할 수 있는 바와 같이, 각 필터에 할당된 채널에 대한 필터링은 VCO에서 믹서에 입력되는 주파수와 필터의 밴드패스의 적절한 조합에 의해 행해질 수 있다. 즉, 도 4 내지 도 5에 도시된 구현예 외에도, 예를 들면, 채널 1 내지 4를 분리·출력하기 위해 일정한 주파수의 신호를 VCO로부터 믹서에 입력하고 4개의 서로 다른 밴드패스를 갖는 필터가 채널 1 내지 채널 4를 분리하고, 채널 5 내지 8을 분리하기 위해 상기 주파수와 다른 주파수의 신호를 VCO로부터 믹서에 입력하고 4개의 서로 다른 밴드패스를 갖는 필터가 채널 1 내지 채널 4를 분리하는 경우를 들 수 있다. 즉, VCO로부터 믹서에 의해 입력되는 신호의 주파수를 서로 달리하거나, 필터의 밴드패스를 서로 달리하거나, VCO로부터 믹서에 의해 입력되는 신호의 주파수와 필터의 밴드패스를 적절히 변경하여 각 채널에 할당된 채널의 필터링을 행할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 튜너는, 예를 들면, 증폭기를 사용한 신호의 증폭, 일회 이상의 순차적 다운시프트 등 당해 분야에서 통상 행해지는 다양한 부가적 수단이 채용될 수도 있다. 더 나아가, 본원 발명에 따른 튜너는 위성 방송 뿐만 아니라, 지상파 방송, 디지털 방송 등에 응용될 수 있으며, 디지털 방송 뿐만 아니라 아날로그 방송에도 적용될 수 있다. 상기 튜너는 아날로그 방송에 적용할 경우 종래의 TV 수신 카드를 대체하게 될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 튜너는 청구범위에 기재된 본 발명의 정신 및 보호범위 내에서 다양한 변형 및 보완이 이루어질 수 있다고 해석되어져야 한다.

본 발명에 따른 튜너는 각 가정에 하나씩 설치할 필요없이 실외에 하나만 설치하고 이를 대단위 공동주택에 속하는 인원들이 서로 공유할 수 있도록 한다. 구체적으로, 도 6에 도시된 위성방송 수신 시스템에 본 발명의 튜너를 사용할 경우, 각 가정에 튜너를 설치할 필요가 없으며, 하나의 튜너로서 아파트와 같은 대단위 공동주택에 디지털 위성방송을 전송할 수 있으며, 또한 복조기 및 ADC도 채널 수에 대응되는 수만큼만 요구된다. 즉, 국내의 디지털 위성방송 사업자인 스카이라이프의 경우 128개의 채널을 방송하고 있어, 복조기 및 ADC 128개가 소요된다. 그러나, 이 숫자는 아파트와 같은 대단위 공동주택이 1000가구일 경우를 산정하면, 매우 적은 숫자에 불과하다. 그리고, DEMUX를 실외에 배치할 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 위성방송의 채널이 증가하더라도, 각 가정에 설치된 셋톱박스에 대한 변경없이 실외에 설치된 튜너만 조작하면 된다는 이점을 갖는다. 더 나아가, 셋톱박스 가격의 1/3 - 1/4를 차지하는 튜너를 실외에 하나만 배치함으로써 셋톱박스의 가격을 현저히 낮출 수 있고, 따라서, 셋톱박스의 대중화 및 디지털 위성방송의 현실화에도 기여하게 된다.

Claims

디지털 방송신호 처리용 튜너에 있어서, 상기 튜너가 입력포트, 밴드패스 필터 및 고정채널 필터링 유닛을 포함하고, 상기 고정채널 필터링 유닛은 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하고, 각각의 채널신호는 각각의 필터에 1대1로 대응되어 각각의 필터는 정해진 하나의 채널신호만을 통과시키도록 할당되어 사용자의 제어신호에 의해 방송 채널 중 통과할 수 있는 채널이 정해지는 것이 아니라 항상 특정 채널만을 통과시키도록 대역폭이 고정되고, 상기 튜너에 의해 튜닝된 모든 채널의 방송신호가 DEMUX(역다중화기), 복조기/아날로그-디지털 컨버터에 의해 복조 및 디지털 신호로의 전환이 이루어지고, 네트워크 프로세서에 의해 고유의 IP 어드레스가 할당되고, 백본 네트워크를 통해 각 가정의 셋톱박스에 전달되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송신호 처리용 튜너.
삭제
제1항에 있어서, 상기 고정채널 필터링 유닛이 외부 전압 제어 발진기, 믹서 및 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하며, 외부 전압 제어 발진기로부터 믹서에 입력되는 신호의 주파수 및 필터의 밴드패스의 조합에 의해 각 필터에 할당된 채널의 필터링이 성취되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송신호 처리용 튜너.
제1항에 있어서, 상기 고정채널 필터링 유닛이 방송 채널 수에 대응되는 개수의 외부 전압 제어 발진기, 방송 채널 수에 대응되는 개수의 믹서 및 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하며, 각 필터는 모두 같은 밴드패스를 갖고, 외부 전압 제어 발진기로부터 믹서에 입력되는 신호의 주파수에 의해 채널 필터링이 성취되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송신호 처리용 튜너.
제1항에 있어서, 상기 고정채널 필터링 유닛이 하나의 외부 전압 제어 발진기, 하나의 믹서 및 방송 채널 수에 대응되는 개수의 필터를 포함하며, 각 필터는 할당된 채널을 필터링할 수 있는 밴드패스를 갖는 것을 특징으로 하는 디지털 방송신호 처리용 튜너.