KR100642298B1 - 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치 - Google Patents

이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털멀티미디어 방송(DMB)신호를 제공받아 이동체 내로 송출하는 이동체용 중계기에 있어서: 위성으로부터 12.2GHz대역(Ku-band)의 위성 DMB신호를 수신하여 주파수하향 및 증폭하는 위성신호수신처리부; 상기 위성신호수신처리부로부터 위성신호를 제공받아 위성의 방향을 지속적으로 지향 추적하도록 위성안테나의 방향을 조절하는 위성추적제어부; 지상중계국으로부터 위성신호를 다운 컨버전한 2.6GHz대역(S-band)의 지상중계국신호를 수신하여 증폭하는 지상신호수신처리부; 상기 위성신호수신처리부와 지상신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 각각 제공받아 소정의 제어신호에 따라 위성신호 또는 지상중계국신호를 선택적으로 출력하는 채널스위칭부; 상기 채널스위칭부로 인가되는 위성 및 지상중계국신호를 각각 검출하여 수신신호의 세기를 비교 판단한 후 설정값 이상의 수신이득을 갖는 채널의 신호가 출력되도록 채널스위칭부를 제어하는 채널선택추적제어부; 및 상기 채널스위칭부로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호를 증폭한 후 이동체 내의 휴대단말기로 송출하는 무선송신부;를 구비함에 따라, 위성 및 지상중계국신호를 각각 검출하여 비교한 후 위성신호와 지상중계국신호 중 양질의 신호를 실시간으로 선택적으로 스위칭하여 이동체 내부로 재송신함으로써, 가입자의 휴대단말기를 통하여 DMB신호를 수신 중에 이동체의 지상중계국 전파송신한정영역인 서비스지역의 이탈로 인한 서비스중단 현상을 방지할 수 있는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 제공한다.

Description

이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치{DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING REPEATER FOR A VEHICLE}
도 1은 본 발명에 의한 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 도시한 회로블록도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 위성신호수신처리부 및 위성추적제어부의 세부 구성을 도시한 회로블록도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 채널스위칭부 및 채널선택추적제어부의 세부 구성을 도시한 회로블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치의 이동체 적용예를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 위성신호수신처리부 101: 위성안테나
110: 주파수하향변환부 120: 전력분배기
130: 대역통과필터(BPF) 140: 신호처리부
150: 전력증폭기 200: 위성추적제어부
210: 추적신호변환부 220: AGC증폭부
230: A/D변환부 240: 추적제어부
250: 자이로센서 260: 모터
300: 지상신호수신처리부 310: 대역통과필터
320: 전력증폭기 400: 채널스위칭부
410,420: 제 1 및 제 2 커플러 430,440: 제 1 및 제 2 증폭기
450: 전력결합기 500: 채널선택추적제어부
510: 제 1 추적신호변환부 520: 제 2 추적신호변환부
530: 제 1 AGC증폭부 540: 제 2 AGC증폭부
550: A/D변환부 560: 채널추적제어기
600: 무선송신부 610: 출력이득증폭기
본 발명은 디지털멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting; DMB)용 이동체 중계 장치에 관한 것으로, 특히 이동체에 설치되는 중계기에서 12.2GHz대역(Ku-band)의 위성 DMB신호와 위성신호를 다운 컨버전한 2.6GHz대역(S-band)의 지상중계국신호를 각각 수신하여 신호이득을 상호 비교한 후 수신감도가 더 양호한 채널의 신호를 선별하여 이동체내로 중계하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송 의 채널선택 제어 장치에 관한 것이다.
현재, 디지털멀티미디어 방송(DMB)용 전용위성이 발사되어 차세대 본격적인 위성통신의 디지털멀티미디어 시대가 다가오면서 국내의 관련업계는 기술력 확보 및 단말기 개발과 상용화에 박차를 가하고 있는 추세이다.
하지만, 도심지역은 인구밀도에 비례하는 사용자의 분포가 클 것을 감안하여 다수의 지상중계국을 설치하는 반면, 도심의 외곽지역 및 기타 지역은 의외로 지상중계국의 수가 고루 분포되어 있지 않는 단점이 발생될 것이며, 이에 따라 도심지역에서 위성 DMB서비스를 받는 중에 이동체의 도심지역의 이탈로 인한 휴대단말기와 지상중계국 간의 거리가 멀어지면서 휴대단말기는 지상중계국의 전파송신 한정 영역을 벗어나게 된다.
그로인한 지상의 2.6GHz대역(위성 DMB신호를 다운 컨버전하여 제공하는 지상중계국의 신호)의 송신전파가 신호 미약으로 인해 수신상태가 상당히 불량해 지는 등의 장애가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 본격적인 위성통신의 위성 디지털멀티미디어 시대에 발맞추어 가입자의 휴대단말기를 통하여 위성 디지털멀티미디어 방송(DMB)을 수신 중에 이동체의 지상중계국 전파송신한정영역인 서비스지역의 이탈로 인한 서비스중단 현상을 방지하기 위한 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 위성 DMB신호와 상기 위성 DMB신호를 다운 컨버전한 지상중계국신호를 각각 검출하여 비교한 후 위성신호와 지상중계국신호 중 양질의 신호를 실시간으로 선택적으로 스위칭하여 이동체 내부에 재송신함으로써, 이동체 내부의 이용자에게 보다 안정적인 디지털멀티미디어 방송 서비스를 제공할 수 있도록 한 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 디지털멀티미디어 방송 서비스를 위한 위성으로부터 전송되는 12.2GHz대역 TDM(Time-Division Multiplex)신호와 지상중계국에서 위성신호를 다운 컨버전하여 전송하는 2.6GHz대역 CDM(Code Division Multiplex)신호를 실시간 추적하여 순간적인 채널선택을 통한 디지털멀티미디어 방송 서비스의 수신장애 요인을 없앨 수 있는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 디지털멀티미디어 방송(DMB) 신호를 제공받아 이동체 내로 중계하는 이동체용 중계기에 있어서: 위성으로부터 12.2GHz대역(Ku-band)의 위성 DMB신호를 수신하여 주파수하향 및 증폭하는 위성신호수신처리부; 상기 위성신호수신처리부로부터 위성신호를 제공받아 위성의 방향을 지속적으로 지향 추적하도록 위성안테나의 방향을 조절하는 위성추적제어부; 지상중계국으로부터 2.6GHz대역(S-band)의 지상중계국신호를 수신하여 증폭하 는 지상신호수신처리부; 상기 위성신호수신처리부와 지상신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 각각 제공받아 소정의 제어신호에 따라 위성신호 또는 지상중계국신호를 선택적으로 출력하는 채널스위칭부; 상기 채널스위칭부로 인가되는 위성 및 지상중계국신호를 각각 검출하여 수신신호의 세기를 비교 판단한 후 설정값 이상의 수신이득을 갖는 채널의 신호가 출력되도록 채널스위칭부를 제어하는 채널선택추적제어부; 및 상기 채널스위칭부로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호를 증폭한 후 이동체 내의 휴대단말기로 송출하는 무선송신부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 위성신호수신처리부는, 12.2GHz대역(Ku-band)의 위성 DMB신호를 포획하는 위성안테나; 상기 위성안테나를 통해 수신된 위성신호를 저잡음 증폭한 후 주파수를 하향 변환하는 주파수하향변환부; 상기 주파수하향변환부로부터 출력되는 신호를 메인신호와 위성추적신호로 각각 저손실 분배하는 전력분배기; 상기 전력분배기로부터 출력되는 메인신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터; 상기 대역통과필터를 통과한 위성 신호를 휴대단말기에서 수신이 가능한 신호로 변환하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 위성추적제어부는, 상기 전력분배기로부터 출력되는 고주파 위성추적신호를 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 추적신호변환부; 상기 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 AGC증폭부; 상기 AGC증폭부에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부; 및 상기 A/D 변환부에서 출력되는 신호를 제공받아 미리 설정된 값과 비교하여 설정값 이상으로 위성신호가 수신될 때까지 자이로센서에서 출력되는 방위데이터를 참조하여 모터를 제어하여 위성안테나의 방향을 조절하는 추적제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 지상신호수신처리부는, 지상중계국으로부터 2.6GHz대역(S-band)의 위성 지상중계국신호를 포획하는 지상안테나; 상기 지상안테나로부터 출력되는 신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터; 및 상기 대역통과필터에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 채널스위칭부는, 위성신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 1 커플러; 상기 제 1 커플러로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭기; 지상신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 2 커플러; 상기 제 2 커플러로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 2 증폭기; 및 상기 제 1 또는 제 2 증폭기를 통해 출력되는 신호를 각각 제공받아 결합하는 전력결합기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 채널선택추적제어부는, 상기 제 1 커플러에서 출력되는 위성신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 1 추적신호변환부; 상기 제 1 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 1 AGC증폭부; 상기 제 2 커플러에서 출력되는 지상중계국신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 2 추적신호변환부; 상기 제 2 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 2 AGC증폭부; 상기 제 1 및 제 2 AGC증폭부에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부; 상기 A/D변환부에서 출력되는 위성 및 지상관련 신호를 제공받아 전파수신 이득을 상호 비교하여 설정값 이상의 수신이득이 높은 신호를 판단한 후 제 1 또는 제 2 증폭기의 출력을 제어하는 채널추적제어기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치를 도시한 회로블록도로서, 위성신호수신처리부(100), 위성추적제어부(200), 지상신호수신처리부(300), 채널스위칭부(400), 채널선택추적제어부(500), 및 무선송신부(600)로 이루어져 있다.
상기 위성신호수신처리부(100)는 위성으로부터 소정의 제 1 주파수대역, 예컨대 12.2GHz대역(Ku-band)의 위성 DMB신호를 수신하여 주파수하향 변환 및 증폭하도록 구성되어 있고, 위성추적제어부(200)는 위성신호수신처리부(100)로부터 위성신호를 제공받아 위성의 방향을 지속적으로 지향 추적하도록 위성안테나(101)의 방향을 조절하도록 구성되어 있다.
상기 지상신호수신처리부(300)는 지상중계국으로부터 위성 DMB신호를 다운 컨버전한 소정의 제 2 주파수대역, 예컨대 2.6GHz대역(S-band)의 지상중계국신호를 수신하여 증폭하도록 구성되어 있고, 채널스위칭부(400)는 위성신호수신처리부(100)와 지상신호수신처리부(300)로부터 출력되는 신호를 각각 제공받아 소정의 제어신호에 따라 위성신호 또는 지상중계국신호를 선택적으로 출력하도록 구성되어 있고, 채널선택추적제어부(500)는 채널스위칭부(400)로 인가되는 위성 및 지상중계 국신호를 각각 검출하여 수신신호의 세기를 비교 판단한 후 설정값 이상의 수신이득을 갖는 채널의 신호가 출력되도록 채널스위칭부(400)를 제어하도록 구성되어 있고, 무선송신부(600)는 채널스위칭부(400)로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호를 증폭한 후 이동체 내의 휴대단말기(10)로 송출하도록 구성되어 있다.
즉, 본 발명은 위성으로부터 전송되는 12.2GHz대역의 TDM(Time-Division Multiplex)신호와, 지상중계국으로부터 전송되는 2.6GHz대역의 CDM(Code Division Multiplex)신호 즉, 12.2GHz대역의 위성 TDM신호를 2.6GHz대역의 CDM신호로 다운 컨버전한 지상중계국신호를 각각 실시간으로 추적하여 순간적인 채널선택을 통한 디지털멀티미디어 방송 서비스의 수신장애 요인을 없애는 것으로, 본 발명에 따른 채널선택추적제어부(500)의 알고리즘에 의한 소정의 수신신호 설정레벨 이하로 지상중계국의 CDM신호가 떨어지게 되면, 이때 채널선택추적제어부(500)에서는 지속적으로 위성신호를 지향 추적중인 위성신호와 비교하여 순간적인 수신채널 변경 스위칭이 이루어지게 되는 것이다.
도 2a는 도 1의 위성신호수신처리부(100) 및 위성추적제어부(200)의 세부 구성을 도시한 회로블록도이고, 도 2b는 도 1의 채널스위칭부(400) 및 채널선택추적제어부(500)의 세부 구성을 도시한 회로블록도이다.
상기 위성신호수신처리부(100)는, 도 2a와 같이 12.2GHz대역의 위성신호를 포획하는 위성안테나(101)와, 상기 위성안테나(101)를 통해 수신된 위성신호를 저잡음 증폭한 후 주파수를 하향 변환하는 주파수하향변환부(110)와, 상기 주파수하향변환부(110)로부터 출력되는 신호를 메인신호와 위성추적신호로 각각 저손실 분 배하는 전력분배기(120)와, 상기 전력분배기(120)로부터 출력되는 메인신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터(130)와, 상기 대역통과필터(130)를 통과한 위성 신호를 휴대단말기(10)에서 수신이 가능한 신호로 변환하는 신호처리부(140), 및 상기 신호처리부(140)에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기(150)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 위성추적제어부(200)는, 상기 전력분배기(120)로부터 출력되는 고주파 위성추적신호를 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 추적신호변환부(210)와, 상기 추적신호변환부(210)에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 AGC(Auto Gain Control)증폭부(220)와, 상기 AGC증폭부(220)에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(230), 및 상기 A/D변환부(230)에서 출력되는 신호를 제공받아 미리 설정된 값과 비교하여 설정값 이상으로 위성신호가 수신될 때까지 자이로센서(250)에서 출력되는 방위데이터를 참조하여 모터(260)를 제어하여 위성안테나(101)의 방향을 조절하는 추적제어부(240)로 이루어져 있다.
아울러, 상기 지상신호수신처리부(300)는, 지상중계국으로부터 2.6GHz대역의 지상중계국신호를 포획하는 지상안테나(301)와, 상기 지상안테나(301)로부터 출력되는 신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터(310). 및 상기 대역통과필터(310)에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기(320)로 이루어져 있다.
즉, 위성으로부터 전송되어진 12.2GHz 대역의 위성 DMB신호(TDM 방식)를 지상의 이동체에 탑재되어 있는 위성신호수신처리부(100)에서 수신하게 되며, 상기 위성신호수신처리부(100)의 출력은 주파수하향변환부(110)를 통해 저잡음 증폭 및 필터링과 2.6GHz대역으로 주파수 하향되어, 대역통과필터(130)에서 원하는 주파수 대역만을 재필터링하여 신호처리부(140)로 전송되고, 상기 신호처리부(140)에서는 위성으로부터 수신된 TDM신호를 CDM신호로 변환하는 기능을 하게 되며, 변환된 CDM신호는 전력증폭기(150)에서 증폭되어 채널스위칭부(400)로 전송된다.
또한, 지상신호수신처리부(300)에서는 다수의 지상중계국으로부터 전송되는 2.6GHz대역의 DMB신호를 수신하게 되며, 수신된 신호는 대역통과필터(310)에서 원하는 주파수 대역만을 재필터링하여 전력증폭기(320)에서 증폭되어 채널스위칭부(400)로 전송된다.
상기 위성신호수신처리부(100)의 전력증폭기(150)와 지상신호수신처리부(300)의 전력증폭기(320)에서 각각 전송된 신호는 상기 채널스위칭부(400)로 출력되고, 채널선택추적제어부(500)는 채널스위칭부(400)를 통해 각각 검출한 위성신호와 지상중계국신호를 실시간 검출/비교하여 수신이득이 높은 신호만을 선택하여 채널스위칭부(400)를 제어하게 되며, 선택된 양질의 DMB신호는 무선송신부(600)를 통하여 이동체 내부의 음영지역에 재송신하게 된다.
또한, 상기 채널스위칭부(400)는, 도 2b에 도시된 바와 같이 위성신호수신처리부(100)로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 1 커플러(410)와, 상기 제 1 커플러(410)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭기(430)와, 지상신호수신처리부(300)로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 2 커플러(420)와, 상기 제 2 커플러(420)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 2 증폭기(440), 및 상기 제 1 및 제 2 증폭기(430, 440)를 통해 출력되는 신호를 각각 제공받아 결합하는 전력결합기(450)로 이루어져 있다.
상기 채널선택추적제어부(500)는, 상기 제 1 커플러(410)에서 출력되는 위성신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 1 추적신호변환부(510)와, 상기 제 1 추적신호변환부(510)에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 1 AGC증폭부(530)와, 상기 제 2 커플러(420)에서 출력되는 지상중계국신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 2 추적신호변환부(520)와, 상기 제 2 추적신호변환부(520)에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 2 AGC증폭부(540)와, 상기 제 1 및 제 2 AGC증폭부(530, 540)에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(550), 및 상기 A/D변환부(550)에서 출력되는 위성 및 지상관련 신호를 제공받아 전파수신 이득을 상호 비교하여 설정값 이상의 수신이득이 높은 신호를 판단한 후 채널스위칭부(400)의 제 1 또는 제 2 증폭기(430, 440)의 출력을 제어하는 채널추적제어기(560)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 무선송신부(600)는 채널스위칭부(400)로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호를 전력 증폭하는 출력이득증폭기(610), 및 상기 출력이득증폭기(610)로부터 출력되는 신호를 이동체 내의 휴대단말기(10)로 무선 송출하는 송신안테나(601)로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 디지털멀티미디어 서비스의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 2a에서와 같이 위성으로부터 전송되어진 12.2GHz 대역의 위성 DMB신호(TDM 방식)를 지상의 이동체에 탑재되어 있는 위성신호수신처리부(100)에서 수신하게 되며, 상기 위성신호수신처리부(100)의 출력은 주파수하향변환부(110)를 통해 저잡음 증폭 및 필터링과 2.6GHz대역으로 주파수하향되어, 전력분배기(120)로 전송된다.
상기 전력분배기(120)에서는 수신된 신호를 메인신호와 위성추적신호로 저손실 분배하여 각각 출력하게 되는 데, 상기 위성추적신호는 추적신호변환부(210)에서 RF신호를 DC전압으로 검파/변환하는 과정을 거쳐 자동이득제어신호(AGC)를 검출하여 AGC증폭부(220)로 출력하게 되며, AGC증폭부(220)에서는 상기 추적신호변환부(210)에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하고, A/D변환부(230)에서 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 추적제어부(240)로 전송되며, 상기 추적제어부(240)에서는 수신된 위성신호를 지속적으로 지향 추적하기 위하여 모터(260)를 제어하게 되며, 상기 추적제어부(240)에서는 이동체의 회전방향을 판독하기 위한 방법으로 자이로센서(250)의 출력데이터를 실시간 검출하여 이동체의 좌,우 회전방향을 판독하게 된다.
상기 이동체의 회전 방향이 바뀌어 위성신호가 추적제어부(240)에 탑재된 프로세서의 설정값 이하로 변하게 되면, 상기 추적제어부(240)에서는 자이로센서(250)의 출력데이터를 판독하여 이동체의 회전 역방향으로 상기 위성안테나(101)를 회전시키기 위한 모터(260)를 제어하게 된다.
이때, 계속적으로 회전중인 모터(260)는 상기 추적제어부(240)의 알고리즘이 탑재된 프로세서의 설정값 이상으로 위성신호가 수신될 때까지 회전을 계속하게 되며, 상기와 같은 수행과정이 지속적으로 이루어져, 상기 위성안테나(101)는 계속적으로 위성의 방향을 지향 추적하게 되며, 상기 추적제어부(240)의 알고리즘이 탑재된 프로세서에서 50ㅀ/sec 이상으로 위성신호를 추적하도록 상기 모터(260)의 회전속도를 제어하게 되어 상기 위성신호수신처리부(100)의 위성안테나(101)는 지속적으로 위성신호를 지향 추적하게 된다.
또한, 상기 전력분배기(120)에서 분배된 메인신호는 대역통과필터(130)에서 원하는 대역만을 재필터링하여 신호처리부(140)로 전송되고, 전송된 신호는 TDM신호이므로, 휴대단말기(10)에서 수신이 가능한 신호인 CDM신호로 변환하는 과정을 수행하게 된다.
상기 신호처리부(140)에서 변환 처리된 신호는 전력증폭기(150)에서 증폭되어 채널스위칭부(400)로 전송된다.
한편, 지상중계국에서 송출된 2.6GHz 대역의 지상중계국신호(12.2GHz대역의 위성신호를 다운 컨버전한 CDM신호)는 지상신호수신처리부(300)의 지상안테나(301)를 통해 수신하여, 대역통과필터(310)에서 원하는 주파수대역만을 필터링하여 전력증폭기(320)에서 신호 증폭되며, 증폭된 지상중계국신호는 상기 채널스위칭부(400)로 전송되며, 채널선택추적제어부(500)에서는 지상중계국에서 수신된 신호와 위성에서 수신된 신호를 검출하여 비교한 뒤 수신신호이득이 높은 신호만을 선택하여 상기 채널스위칭부(400)를 제어하게 되며, 상기 채널스위칭부(400)에서는 상기 채널선택추적제어부(500)에서 선택된 신호만을 통과/전송하게 된다.
상기 채널선택추적제어부(500)의 제어신호에 따라 위성신호 또는 지상중계국신호가 무선송신부(600)로 출력되고, 무선송신부(600)에서는 송신출력 증폭 과정을 수행한 후 양질의 위성 DMB신호를 이동체 내부의 음영지역에 재송신하게 된다.
상기에서 위성신호 또는 지상중계국신호를 선택하는 과정을 도 2b를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 위성신호와 지상중계국신호가 각각 독립적으로 채널스위칭부(400)로 입력되는데, 상기 위성신호수신처리부(100)로부터 출력된 위성신호와 지상신호수신처리부(300)로부터 출력된 지상중계국신호는 제 1 커플러(410)와 제 2 커플러(420)를 통해 각각 검출되어 채널선택추적제어부(500)로 전송된다.
즉, 상기 제 1 커플러(410)로부터 검출된 위성신호는 제 1 추적신호변환부(510)로 출력되고, 제 2 커플러(420)로부터 검출된 지상중계국신호는 제 2 추적신호변환부(520)로 출력되며, 상기 제 1 및 제 2 추적신호변환부(510, 520)는 위성신호와 지상중계국신호를 각각 RF신호를 DC전압으로 검파/변환하는 과정을 거쳐 자동이득제어신호(AGC)를 검출하여 제 1 및 제 2 AGC증폭부(530, 540)로 각각 출력하게 된다.
상기 각 자동이득제어신호는 제 1 AGC증폭부(530)와 제 2 AGC증폭부(540)를 통해 독립적으로 신호이득 증폭이 이루어진 후 A/D변환부(550)를 통해 이득 증폭된 신호를 디지털신호로 변환하게 된다.
이어, 채널추적제어기(560)는 설정된 알고리즘에 의하여, A/D변환부(550)를 통해 출력된 위성신호와 지상중계국신호를 각각 제공받아 독립적으로 수신된 DMB신 호의 전파수신 이득을 비교하게 된다.
그리하여, 상기 채널추적제어기(560)에서는 수신된 상기 제 1 추적신호변환부(510)와 제 2 추적신호변환부(520)의 변환신호 중 알고리즘에 의한 설정값 이상의 수신이득이 높은 신호를 선택하게 되며, 이때 상기 채널스위칭부(400)로 채널선택 제어신호를 출력하게 되며, 상기 채널스위칭부(400)에서는 상기 채널추적제어기(560)의 제어 신호에 따라 RF 스위칭 과정이 이루어진다.
예컨데, 채널선택추적제어부(500)에서는 지상중계국의 2.6GHz 대역신호와 위성의 12.2GHz 대역신호를 10ms/sec 단위로 검출하여 각각의 제 1 및 제 2 추적신호변환부(510, 520)의 수신레벨을 비교하게 된다.
또한, 본 발명의 알고리즘에 의한 최초의 채널선택은 본 발명의 시스템에 전원이 인가되면 지상중계국의 2.6GHz대역의 신호를 기준신호로 우선 선택하여 적용되며, 따라서 2.6GHz대역의 지상중계국신호 수신레벨과 12.2GHz대역의 위성신호 수신레벨이 소정의 설정값 이상으로 같을 경우 알고리즘에 따라 우선순위인 지상중계국의 2.6GHz대역의 신호를 선택하여 수신하게 된다. 따라서, 상기 채널선택추적제어부(500)에서는 10ms/sec단위로 검출되는 각각 두개의 수신신호 레벨을 지속적으로 비교하게 되며, 이때 지상중계국의 2.6GHz대역의 수신신호 레벨보다 위성의 12.2GHz대역의 수신신호 레벨이 높을 경우, 위성의 12.2GHz대역의 신호를 수신하기 위한 채널변경 스위칭이 이루어지며, 또한 위성신호인 12.2GHz대역의 신호가 지상중계국의 2.6GHz대역의 신호보다 크다 하여도, 지상중계국의 2.6GHz대역의 신호수신 레벨이 소정의 알고리즘에 의한 설정값 이하로 떨어지기 전에는 채널변경 스위 칭이 이루어지지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기에서 선택된 채널스위칭부(400)의 제 1 증폭기(430) 또는 제 2 증폭기(440)의 출력신호는 전력결합기(450)에서 결합된 후 무선송신부(600)의 출력이득증폭기(610)를 통해 송신출력이 증폭되어 송신안테나(601)를 통하여 양질의 DMB신호(CDM 방식)를 이동체 내부 또는 셀 내의 음영지역에 재송신하게 된다.
도 3은 본 발명에 의한 이동체용 위성 DMB의 채널선택 제어 장치의 적용예를 도시한 도면으로, 14.4GHz대역의 DMB신호를 위성(3)으로 송신하는 지상송출센터(1)와, 상기 지상송출센터(1)에서 송출되는 DMB신호를 제공받아 12.2GHz대역의 DMB신호를 이동체의 위성안테나(101) 또는 지상중계국(5)으로 송출하는 위성(3)과, 상기 위성(3)으로부터 12.2GHz대역의 DMB신호를 제공받아 2.6GHz대역의 신호로 변환한 후 이동체의 지상안테나(301)로 송출하는 지상중계국(5)과, 이동체에 설치되어 위성(3)으로부터 12.2GHz대역의 DMB신호를 수신 처리하는 위성신호수신처리부(100)와, 이동체에 설치되어 지상중계국(5)으로부터 2.6GHz대역의 지상중계국신호를 수신 처리하는 지상신호수신처리부(300) 등으로 이루어져 있다.
동도면에서와 같이 위성(3)으로부터 DMB신호를 수신하는 위성안테나(101)와 지상중계국(5)으로부터 지상중계국신호를 수신하는 지상안테나(301)는 이동체의 외측, 즉 지붕위에 각각 설치되어 있으며, 상기 위상안테나(101)에는 위성신호수신처리부(100) 및 위성추적제어부(200)가 내장되어 있고, 지상안테나(301)에는 지상신호수신처리부(300)가 내장되어 있다. 물론, 설계에 따라 회로의 물리적인 위치는 변경이 가능하다.
아울러, 채널스위칭부(400)는 이동체의 내측에 설치되어 상기 이동체의 외측에 설치된 위성신호수신처리부(100) 및 지상신호수신처리부(300)와 각각 케이블로 연결되어 있고, 상기 채널스위칭부(400)에는 채널선택제어부(500) 및 무선송신부(600)가 연결되어 있으며, 이동체의 내측에 설치된 무선송신부(600)의 송신안테나(601)를 통해 지상중계국신호 또는 위성 DMB신호를 이동체의 내부에 있는 휴대단말기(10)로 전송 및 중계하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 위성에서 송출되는 12.2GHz대역의 DMB신호와 지상중계국에서 송출되는 2.6GHz대역의 지상신호는 실시예에 해당될 뿐이며, 이와 같은 주파수대역에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 주파수대역에 대한 설계 변경은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
따라서, 본 발명에서는 위성 DMB신호와 상기 위성신호를 다운 컨버전하여 지상중계국을 통해 제공하는 지상중계국신호를 각각 검출하여 비교한 후 위성신호와 지상중계국신호 중 양질의 위성 신호를 실시간으로 선택적으로 스위칭하여 이동체 내부에 재송신함으로써, 가입자의 휴대단말기를 통하여 위성 디지털멀티미디어 방송(DMB)을 수신 중에 이동체의 지상중계국 전파송신 한정 영역인 서비스지역의 이탈로 인한 서비스중단 현상을 방지할 수 있음과 아울러 이동체 내부의 이용자에게 보다 안정적인 디지털멀티미디어 방송 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 디지털멀티미디어 방송(DMB) 신호를 제공받아 이동체 내로 중계하는 이동체용 중계기에 있어서:
    위성으로부터 위성 DMB신호를 수신하여 주파수하향 및 증폭하는 위성신호수신처리부;
    지상중계국으로부터 위성신호가 다운 컨버전된 지상중계국신호를 수신하여 증폭하는 지상신호수신처리부;
    상기 위성신호수신처리부와 지상신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 각각 제공받아 소정의 제어신호에 따라 위성신호 또는 지상중계국신호를 선택적으로 출력하는 채널스위칭부;
    상기 채널스위칭부로 인가되는 위성 및 지상중계국신호를 각각 검출하여 수신신호의 세기를 비교 판단한 후 설정값 이상의 수신이득을 갖는 채널의 신호가 출력되도록 채널스위칭부를 제어하는 채널선택추적제어부; 및
    상기 채널스위칭부로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호를 증폭한 후 이동체 내의 휴대단말기로 송출하는 무선송신부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위성신호수신처리부로부터 위성신호를 제공받아 위성의 방향을 지속적으로 지향 추적하도록 위성안테나의 방향을 조절하는 위성추적제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 위성추적제어부는,
    상기 전력분배기로부터 출력되는 고주파 위성추적신호를 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 추적신호변환부; 상기 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 AGC증폭부; 상기 AGC증폭부에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부; 및 상기 A/D변환부에서 출력되는 신호를 제공받아 미리 설정된 값과 비교하여 설정값 이상으로 위성신호가 수신될 때까지 자이로센서에서 출력되는 방위데이터를 참조하여 모터를 제어하여 위성안테나의 방향을 조절하는 추적제어부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 위성신호수신처리부는,
    소정의 제 1 주파수대역의 위성신호를 포획하는 위성안테나; 상기 위성안테나를 통해 수신된 위성신호를 저잡음 증폭한 후 주파수를 하향 변환하는 주파수하향변환부; 상기 주파수하향변환부로부터 출력되는 신호를 메인신호와 위성추적신호로 각각 저손실 분배하는 전력분배기; 상기 전력분배기로부터 출력되는 메인신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터; 상기 대역통과필터를 통과한 위성 신호를 휴대단말기에서 수신이 가능한 신호로 변환하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 지상신호수신처리부는, 지상중계국으로부터 소정의 제 1 주파수대역의 위성신호가 다운 컨버전된 제 2 주파수대역의 지상중계국신호를 포획하는 지상안테나; 상기 지상안테나로부터 출력되는 신호 중 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역통과필터; 및 상기 대역통과필터에서 출력된 신호를 증폭하는 전력증폭기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 채널스위칭부는, 위성신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 1 커플러; 상기 제 1 커플러로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭기; 지상신호수신처리부로부터 출력되는 신호를 검출하는 제 2 커플러; 상기 제 2 커플러로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 2 증폭기; 및 상기 제 1 또는 제 2 증폭기를 통해 출력되는 신호를 각각 제공받아 결합하는 전력결합기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 커플러에서 출력되는 위성신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 1 추적신호변환부; 상기 제 1 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 1 AGC증폭부; 상기 제 2 커플러에서 출력되는 지상중계국신호를 제공받아 DC전압으로 검파 및 변환하여 자동이득제어신호를 검출하는 제 2 추적신호변환부; 상기 제 2 추적신호변환부에서 검출된 미세신호 전압을 증폭하는 제 2 AGC증폭부; 상기 제 1 및 제 2 AGC증폭부에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부; 및 상기 A/D변환부에서 출력되는 위성 및 지상관련 신호를 제공받아 전파수신 이득을 상호 비교하여 설정값 이상의 수신이득이 높은 신호를 판단한 후 상기 제 1 또는 제 2 증폭기의 출력을 제어하는 채널추적제어기;로 이루어진 채널선택추적제어부,를 더 포함한 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널선택추적제어부는, 검출한 위성신호의 수신레벨이 지상중계국신호의 수신레벨보다 클 경우에도 지상중계국신호의 수신레벨이 설정값 이하로 떨어지기 전에는 지상중계국신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선송신부는, 채널스위칭부로부터 출력되는 위성신호 또는 지상중계국신호의 송신출력을 증폭하는 출력이득증폭기; 및 상기 출력이득증폭기로부터 출력되는 신호를 이동체 내의 휴대단말기로 무선 송출하는 송신안테나;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동체용 위성 디지털멀티미디어 방송의 채널선택 제어 장치.
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