KR100681912B1 - 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정방법 및 이를 위한 ｄｍｂ 단말 - Google Patents

Abstract

디지털 멀티미디어 방송(DMB) 음영 지역에서 위성 신호와 갭필러 신호를 구분하여 신호 수신 성능을 향상시키기 위한 수신 신호 경로 설정 방법 및 이를 위한 DMB 단말을 제시한다.

DMB 시스템에서의 수신 신호 경로 설정을 위하여, DMB 단말은 갭필러 및 위성으로부터 전송된 신호 레벨이 지정된 문턱값 이하인 경우, 갭필러 신호와 위성 신호를 비교하여, 갭필러 신호가 우세한 경우에는 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티로 동작시키고, 위성 신호가 우세한 경우에는 갭필러 신호 수신 경로를 차단하고 위성 신호 수신용 안테나만을 동작시켜, 신호 레벨이 비교적 우수한 하나의 방송 신호만을 수신하도록 하며, 이를 위한 DMB 단말은 갭필러 및 위성으로부터 각각 신호를 수신하여 전력을 검출하기 위한 모듈을 구비한다.

이와 같이 함으로써, 갭필러 에지 지역에서 갭필러 신호와 위성 신호가 혼재하여 방송 서비스에 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 갭필러 에지 지역에서도 양호한 품질의 서비스를 제공할 수 있다.

DMB, 갭필러, 에지, 수신 신호 세기

Description

디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정 방법 및 이를 위한 ＤＭＢ 단말{Method of Setting a Signal Receiving Path for Digital Multimedia Broadcasting System and DMB Terminal Therefor}

도 1은 일반적인 위성 DMB 시스템의 구성도,

도 2는 DMB 시스템의 갭필러 에지 지역에서의 품질 열화 개념을 설명하기 위한 도면,

도 3은 DMB 단말의 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 신호 수신 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 5는 본 발명에 의한 DMB 단말의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 프로그램 제공자 서버 20 : S-DMB 방송 센터

30 : 위성 40 : 갭필러

50 : DMB 단말 500 : 제어부

510 : RF 튜너부 512a, 512b : 저잡음 증폭부

514a, 514b : 주파수 변환부 516a, 516b : 커플러

518a, 518b : 전력 검출부 520 : CDM 처리부

522a, 522b : 아날로그-디지털 변환부 524 : 에러 정정부

526 : 디인터리버 528 : 역다중화부

530 : 멀티미디어 코덱 처리부 532 : 문자 디코더

534 : 비디오 디코더 536 : 오디오 디코더

본 발명은 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting; DMB) 서비스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 DMB 음영 지역에서 위성 신호와 갭필러 신호를 구분하여 신호 수신 성능을 향상시키기 위한 수신 신호 경로 설정 방법 및 이를 위한 DMB 단말에 관한 것이다.

DMB는 아날로그 방송을 대체하는 이동 멀티미디어 방송으로, 고효율의 압축 알고리즘을 이용하여 압축된 복수의 프로그램들의 디지털 방송 데이터가 다중화되어 디지털 방송파로서 위성 또는 지상 중계기를 통하여 방송된다. 즉, 디지털 방송 데이터는 비디오와 오디오 등의 데이터로 분리되어 압축되고 지정된 단위의 전송 패킷들로 분할된 후, 전송 스트림으로 다중화되어 전송된다. 각 전송 스트림에는 복수의 프로그램에 대한 디지털 방송 데이터들이 다중화되고, 사용자는 그 중 임의의 프로그램을 선택하여 시청하게 된다.

이러한 DMB 서비스는 위성 DMB 서비스와 지상파 DMB 서비스로 분류할 수 있다. 위성 DMB 서비스는 위성을 통해 방송 콘텐츠를 송출하여 가입자들이 옥외에서 또는 이동 중에도 개인 휴대용 단말 또는 차량용 단말을 통해 비디오, 오디오 및 데이터 등 다양한 멀티미디어 방송을 다채널로 시청하거나 청취할 수 있는 방송 서비스를 말한다. 특히, 기존의 고정 수신 위성 라디오 방송과는 차별화된 이동 서비스를 제공하며, 이를 위해서는 별도의 L-밴드 또는 S-밴드 등을 다운링크하여 이용하는 위성이 필요하다. 그리고, 이동 중에도 수신이 가능해야 하므로 위성의 송신 출력을 크게 해야 한다. 방송 수신시에 지상 대부분의 지역은 위성에서 직접 수신이 가능하나, 인-빌딩, 지하공간, 고층 건물 등과 같은 음영지역에서는 지상 중계기(Gap Filler)를 이용하여 수신한다.

도 1은 일반적인 위성 DMB 시스템의 구성도이다.

도시한 것과 같이 DMB 시스템은 프로그램 제공자 서버(10)에서 제작한 방송 정보를 압축/다중화한 신호를 위성(30)으로 송출하는 S-DMB 방송 센터(20), S-DMB 방송 센터(20)로부터 수신한 신호를 주파수 변환하여 송출하는 위성(30), 음영 지역을 보완하기 위한 갭필러(Gap filler, 40) 및 위성(30)에서 송출된 신호를 복조하여 가입자에게 방송 정보를 제공하는 DMB 단말(50)을 포함한다.

보다 구체적으로 설명하면, S-DMB 방송 센터(20)는 보도, 뮤직비디오, 스포츠, 영화, 드라마, 증권, 교통, 날씨 등 다양하게 편성된 방송 콘텐츠 정보를 압축 및 다중화하여, Ku 밴드 주파수로 송출하되, TDM 대역인 13.824~13.849GHz와 CDM 대역인 13.858~13.883GHz로 분리하여 위성(30)으로 전송한다. 위성(30)은 S-DMB 방송 센터(20)에서 송출한 TDM/CDM 신호를 주파수 변환하여 갭필러(40)와 DMB 단말(50)로 송출하는데, 갭필러(40)로 송출하는 신호는 TDM 신호(12.214~12.239GHz)이고, DMB 단말(50)로 송출하는 신호는 CDM 신호(2.630~2.655GHz)가 된다. 갭필러 (40)는 위성(30)으로부터 TDM 신호를 수신하여 CDM 신호로 변환한 후, DMB 단말(50)로 송출하는 기능을 수행하며, 수신 품질을 보장하기 위하여 음영 지역에 설치된다. DMB 단말(50)은 위성(30) 또는 갭필러(40)로부터 송출된 CDM 신호를 복조하여 가입자에게 방송 정보를 출력한다. DMB 단말(50)은 이동통신 겸용 단말(52), DMB 방송 전용 단말(54) 및 차량용 단말(56)로 구분할 수 있다.

도 2는 DMB 시스템의 갭필러 에지 지역에서의 품질 열화 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에서 설명한 것과 같이, DMB 단말(50)은 위성(30) 또는 갭필러(40)로부터 방송 신호를 수신하는데, 갭필러(40)에 의해 서비스를 제공받는 지역에서는 위성(30)의 신호 레벨이 미약하여 갭필러 신호와 위성 신호 간의 구분이 가능하고, 위성(30)에 의해 서비스를 제공받는 지역에서는 갭필러(40)의 신호 레벨이 미약하여 위성 신호와 갭필러 신호 간의 구분이 가능한 것이 일반적이다.

그런데, 갭필러(40)의 서비스 커버리지 중 에지(Edge) 지역에서는 위성 신호와 갭필러 신호 레벨이 상호 유사하여 두 신호 간의 구분이 불가능하며, 이러한 지역에서 DMB 방송 서비스 이용시 방송이 중단되는 등의 장애가 발생하게 된다.

도 2는 거리에 따른 갭필러(40)의 신호 전력 곡선을 나타낸다. 서비스 지역 A는 갭필러(40)의 설치 위치와 근접한 지역으로 갭필러의 신호 전력이 높으며, 따라 DMB 단말(50)은 위성 신호와 갭필러 신호를 구분하여 갭필러로부터 송출되는 방송 신호를 수신하게 된다. 서비스 지역 C는 갭필러(40)의 설치 위치로부터 매우 멀리 떨어져 갭필러의 신호 전력이 매우 낮으며, 이 지역의 DMB 단말(50)은 위성 (30)으로부터 송출되는 신호를 수신하게 된다.

그런데, 서비스 지역 B는 갭필러(40)로부터도 멀리 떨어져 있고, 위성(30) 신호를 수신하기 어려운 음영 지역이기 때문에 갭필러(40) 및 위성(30) 신호가 모두 열악하게 수신되며, 두 신호의 전력 차이(Dpower)가 적어 두 신호를 구분하기 어려우므로 DMB 단말(50)이 주된 신호를 수신하지 못하게 된다.

즉, 위성(30)이 예를 들어 대한민국을 커버하는 신호 레벨은 -94dBm 정도이고, 일반적으로 양호한 갭필러(40) 서비스 커버리지는 그 이상의 신호 레벨에서 양호한 서비스 커버리지를 갖는다. 그러나 위성(30)에 의해 서비스되는 지역은 도심지가 아닌 도시 외곽 등이며, 갭필러 에지 지역에서 위성과 갭필러의 송출 신호가 엇비슷하게 열악하여 방송 신호가 수신되지 않거나 중단되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 갭필러 에지 지역에서 위성 신호와 갭필러 신호 간의 수신 전력을 비교하여 위성 신호 및 갭필러 신호 중 어느 하나만을 선택적으로 수신함으로써, DMB 방송 서비스의 품질을 개선하고자 하는 데 그 기술적 과제가 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 DMB 단말에서 갭필러 및 위성으로부터 전송된 신호 레벨이 지정된 문턱값 이하인 경우, 갭필러 신호와 위성 신호를 비교하고, 갭필러 신호가 우세한 경우에는 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티(Diversity)로 동작시키고, 위성 신호가 우세한 경우에는 갭필러 신호 수신 경로를 차단하고 위성 신호 수신용 안테나만을 동작시켜, 신호 레벨이 비교적 우수한 하나의 방송 신호만을 수신하도록 한다.

아울러, 본 발명에서는 갭필러 및 위성으로부터 수신되는 신호 레벨을 측정할 수 없는 DMB 단말의 경우 갭필러 및 위성으로부터 각각 신호를 수신하여 전력을 검출하기 위한 모듈을 포함하도록 DMB 단말을 구현한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 DMB 단말의 구성도이다.

DMB 단말(50)은 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부(500), 갭필러 또는 위성으로부터 2.6GHz의 고주파 신호를 수신하여 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 RF 튜너부(510), RF 튜너부(510)로부터 출력된 신호를 복조하고 오류를 정정하며 디코딩, 디인터리빙 및 디스크램블링하기 위한 CDM 처리부(520) 및 CDM 처리부(520)로부터 패킷 데이터를 전송받아 시각 및 청각적으로 출력하는 멀티미디어 코덱 처리부(530)를 포함한다.

여기에서, RF 튜너부(510)는 안테나에 의해 제 1 경로, 예를 들어, 갭필러로부터 방송 신호가 수신되면, 방송 신호를 저잡음 증폭하기 위한 LNA(512a) 및 저잡음 증폭된 방송 신호를 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부(514a), 제 2 경로, 예를 들어, 위성으로부터 방송 신호가 수신되면, 방송 신호를 저잡음 증폭하기 위한 LNA(512b) 및 저잡음 증폭된 방송 신호를 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부(514b)를 구비한다. 이와 같이, RF 튜너부(510)는 갭필러 신호를 수신하기 위한 안테나와 위성 신호를 수신하기 위한 안테나를 각각 구비한다.

CDM 처리부(520)는 RF 튜너부(510)에서 주파수 변환된 신호 각각을 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(522a, 522b), 디지털 변환된 신호에 포함된 잡음이나 간섭 성분을 제거하고 에러 정정을 수행하는 에러 정정부(524), 방송 신호를 복호화하기 위한 디인터리버(526) 및 복호화된 신호로부터 전송 스트림 패킷을 추출하고 문자, 비디오 및 오디오 데이터 패킷을 분리하는 역다중화부(528)를 포함한다.

아울러, 멀티미디어 코덱 처리부(530)는 문자 디코더(532), 비디오 디코더(534) 및 오디오 디코더(536)를 포함하며, 디코딩된 문자 및 비디오 신호는 디스플레이를 통해 출력되고, 디코딩된 오디오 신호는 스피커를 통해 출력된다.

이상에서 설명한 DMB 단말(50)이 갭필러의 에지 지역에 위치하여, 갭필러 신호와 위성 신호가 비슷한 수준으로 열악한 경우, 갭필러 신호 및 위성 신호 중 비교적 양호한 하나의 신호만을 선택하여 방송 신호를 수신하여야 한다.

도 4는 본 발명에 의한 신호 수신 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

DMB 단말(50)의 LNA는 각각의 안테나를 경유하여 수신된 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기(RSSI; Received Signal Strength Indicator)를 측정하여 측정값을 제어부(500)로 제공한다(S101). 이에 따라, 제어부(500)는 두 신호의 수신 전력 세기가 지정된 문턱값(Pth) 이하인지 확인한다(S103). 여기에서, 문턱값은 위성 신호의 양호한 신호 레벨이 -94dBm 인 것을 감안하여 -85~-90dBm으로 설정 할 수 있다.

단계 S103의 확인 결과, 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기가 지정된 문턱값(Pth) 이하인 경우, 즉 갭필러의 에지 영역으로 판단되는 경우에는 갭필러 신호 및 위성 신호 중 어느 하나만을 선택하기 위하여 갭필러로부터 수신되는 신호의 세기 즉, 제 1 경로 수신 레벨과 위성으로부터 수신되는 신호의 세기 즉, 제 2 경로 수신 레벨 중 어떤 신호의 세기가 우세한지 확인한다(S105).

단계 S105의 확인 결과, 제 2 경로 수신 레벨이 우세한 경우 즉, 위성으로부터 수신되는 신호 세기가 갭필러로부터 수신되는 신호 세기보다 큰 경우에는 갭필러 신호를 수신하는 경로(제 1 경로)를 차단하고, 제 2 모드 즉, 위성 신호 수신 모드로 동작한다(S107).

한편, 단계 S103의 확인 결과 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 신호 세기가 지정된 문턱값(Pth)보다 큰 경우, 그리고 단계 S105의 확인 결과 제 1 경로 수신 레벨이 제 2 경로 수신 레벨보다 큰 경우에는 위성 신호 수신용 안테나는 다이버시티 기능으로 동작시키고 제 1 모드 즉, 갭필러 신호 수신 모드로 동작한다(S109).

DMB 단말(50)은 RF 튜너부(510)의 LNA(512a, 512b)의 자동 이득 조절 기능을 이용하여 수신 신호 세기를 측정하고, 측정된 수신 신호 세기에 따라 제어부(500)가 신호 수신 경로를 선택하는데, 수신 신호 세기 측정 기능이 없는 단말도 존재한다. 본 발명에서는 이러한 경우에도 갭필러 에지 지역에서 위성 및 갭필러 신호 중 어느 하나만 선택하여 양호한 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위하여 신호 세기 측정 기능이 부가된 DMB 단말을 제시한다.

도 5는 본 발명에 의한 DMB 단말의 구성도로서, CDM 처리부(520) 및 멀티미디어 코덱 처리부(530)의 구성은 도 3에 도시한 DMB 단말의 구성과 동일하여 생략하였으며, 제어부(500)와 RF 튜너부(510)만을 도시하였다.

도시한 것과 같이, 본 발명에 의한 DMB 단말의 RF 튜너부(510)는 갭필러로부터 송출된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 제 1 LNA(512a), 제 1 LNA(512a)의 출력 신호를 이분하기 위한 제 1 커플러(516a), 제 1 커플러(516a)의 제 1 출력 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 CDM 처리부(520)로 전송하기 위한 제 1 주파수 변환부(514a), 제 1 커플러(516a)의 제 2 출력 신호로부터 신호 세기를 검출하기 위한 제 1 전력 검출부(518a), 위성으로부터 송출된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 제 2 LNA(512b), 제 2 LNA(512b)의 출력 신호를 이분하기 위한 제 2 커플러(516b), 제 2 커플러(516b)의 제 1 출력 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 CDM 처리부(520)로 전송하기 위한 제 2 주파수 변환부(514b) 및 제 2 커플러(516a)의 제 2 출력 신호로부터 신호 세기를 검출하기 위한 제 2 전력 검출부(518b)를 구비한다.

제 1 및 제 2 전력 검출부(518a, 518b)에서 측정한 신호 세기값은 제어부(500)로 전송되며, 제어부(500)는 신호 세기 레벨에 따라 상기 도 4에서 설명한 것과 같은 방법에 의해 신호 수신 경로를 설정한다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의하면 DMB 방송 시스템의 갭필러 에지 지역에서 DMB 단말이 갭필러 신호와 위성 신호 중 신호 세기가 우세한 어느 하나의 신호만을 선택함으로써, 갭필러 신호와 위성 신호가 혼재하여 방송 서비스에 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 갭필러 에지 지역에서도 양호한 품질의 서비스를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 시스템에서의 신호 수신 경로 설정 방법으로서,

   갭필러 신호 수신용 안테나 및 위성 신호 수신용 안테나를 구비한 상기 DMB 단말이 상기 안테나를 통해 수신한 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기를 측정하는 단계;

   상기 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기가 지정된 문턱값 이하인지 확인하는 단계;

   상기 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기가 지정된 문턱값 이하인 경우, 갭필러로부터 수신되는 신호의 세기가 위성으로부터 수신되는 신호의 세기보다 큰지 확인하는 단계; 및

   상기 위성으로부터 수신되는 신호 세기가 갭필러로부터 수신되는 신호 세기보다 큰 경우, 갭필러 신호를 수신하는 경로를 차단하고, 위성 신호 수신 모드로 동작하는 단계;

   를 포함하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 문턱값은 -85~-90dBm인 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 신호 세기가 지정된 문턱값보다 큰 경우, 상기 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티로 동작시키고 갭필러 신호 수신 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 갭필러 신호 수신 레벨이 상기 위성 신호 수신 레벨보다 큰 경우, 상기 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티로 동작시키고 갭필러 신호 수신 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서 신호 수신 경로 설정 방법.
5. 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 서비스를 이용하기 위한 DMB 단말로서,

   제어부; 갭필러 또는 위성으로부터 고주파 신호를 수신하여 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 RF 튜너부; 상기 RF 튜너부로부터 출력된 신호를 복조하고 오류를 정정하며 디코딩, 디인터리빙 및 디스크램블링하기 위한 CDM 처리부; 및 상기 CDM 처리부로부터 패킷 데이터를 전송받아 시각 및 청각적으로 출력하는 멀티미디어 코덱 처리부를 포함하며,

   상기 RF 튜너부는 상기 갭필러로부터 송출된 신호를 갭필러 신호 수신용 안 테나를 통해 수신하여 저잡음 증폭하기 위한 제 1 LNA;

   상기 제 1 LNA의 출력 신호를 이분하기 위한 제 1 커플러;

   상기 제 1 커플러의 제 1 출력 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 CDM 처리부로 전송하기 위한 제 1 주파수 변환부;

   상기 제 1 커플러의 제 2 출력 신호로부터 신호 세기를 검출하기 위한 제 1 전력 검출부;

   상기 위성으로부터 송출된 신호를 위성 신호 수신용 안테나를 통해 수신하여 저잡음 증폭하기 위한 제 2 LNA;

   상기 제 2 LNA의 출력 신호를 이분하기 위한 제 2 커플러;

   상기 제 2 커플러의 제 1 출력 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 CDM 처리부로 전송하기 위한 제 2 주파수 변환부; 및

   상기 제 2 커플러의 제 2 출력 신호로부터 신호 세기를 검출하기 위한 제 2 전력 검출부를 구비하며,

   상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 전력 검출부에서 측정한 상기 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 전력 세기가 지정된 문턱값 이하인 경우, 상기 갭필러로부터 수신되는 신호의 세기가 위성으로부터 수신되는 신호의 세기보다 큰지 확인하여, 상기 위성으로부터 수신되는 신호 세기가 갭필러로부터 수신되는 신호 세기보다 큰 경우, 갭필러 신호를 수신하는 경로를 차단하고, 위성 신호 수신 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템을 위한 단말.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 갭필러 신호 및 위성 신호의 수신 신호 세기가 지정된 문턱값보다 큰 경우, 상기 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티로 동작시키고 갭필러 신호 수신 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템을 위한 단말.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 갭필러 신호 수신 레벨이 상기 위성 신호 수신 레벨보다 큰 경우, 상기 위성 신호 수신용 안테나를 다이버시티로 동작시키고 갭필러 신호 수신 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티미디어 방송 시스템을 위한 단말.

Images