KR100739131B1

KR100739131B1 - 위성 텔레비전 주파수들과 케이블 텔레비전 주파수들사이의 변환을 결정하는 자동 검색 시스템 및 방법과 그변환을 위한 변환표 및 그 생성방법

Info

Publication number: KR100739131B1
Application number: KR1020000083759A
Authority: KR
Inventors: 에크존
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2007-07-13
Also published as: US7590398B2; US20070287377A1; KR20010062819A; US7376387B1

Abstract

본 발명은 위성 텔레비젼 주파수들과 케이블 텔레비젼 주파수들 사이의 변환을 결정하는 자동 검색 시스템 및 방법과 그 변환을 위한 변환표 생성방법에 관한 것으로서, 본발명에 따른 변환표(translation table)는 위성 마스터 안테나 텔레비전(satellite master antenna television, SMATV) 시스템의 위성 주파수들을 CATV 분배 시스템의 케이블 주파수들로 변환하기 위한 셋톱 박스에 제공된다. 자동검색 연산 동안, 상기 변환표는 자동적으로 위성 주파수들과 관련 케이블 주파수들을 저장한다. 상기 위성 주파수들은 위성 QPSK 신호들을 전송하고, 상기 케이블 주파수들은 해당하는 QAM 신호들을 전송한다. 자동검색 중, 상기 케이블 주파수들이 검색된다. QAM 신호를 전송하는 상기 케이블 주파수들 각각에 대해서, 위성 서비스 데이터는 상기 해당하는 QAM 신호에서 읽혀진다. 상기 위성 서비스 데이터는 상기 위성 주파수들이 포함된다. 각 QAM 신호로부터 읽혀진 상기 위성 서비스 데이터에 포함된 위성 주파수는 상기 해당하는 케이블 주파수와 연관되어 상기 변환표에 저장된다.

Description

위성 텔레비전 주파수들과 케이블 텔레비전 주파수들 사이의 변환을 결정하는 자동 검색 시스템 및 방법과 그 변환을 위한 변환표 및 그 생성방법{AUTOSCAN SYSTEM FOR DETERMINING TRANSLATION BETWEEN SATELLITE AND CABLE FREQUENCIES AND THREREFOR}

도 1은 본 발명에 따르는 변환표를 수용하기 위한 구성도이다.

도 2는 도 1의 배치 중 일부를 자세히 예시한 것이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: CATV 동조기 12: QAM 디지털 복조기

14: 변환 제어기 16: 메모리

18: DRAM 20: 플래시 메모리

30: 타이밍 루프 32: 타이밍 오류 검출기

34: 산술 제어 오실레이터 36: 타이밍 루프 필터

38: 합산기 40: 기호율 제어 레지스터

42: 적분기 레지스터

본 발명은 위성 텔레비전 주파수들과 케이블 텔레비전 주파수들 사이의 변환을 결정하는 자동검색 시스템에 관한 것이다.

위성 마스터 안테나 텔레비전(satellite master antenna television, SMATV) 시스템들은 현재 위성들로부터 아날로그 신호들을 수신하고, 이러한 아날로그 텔레비전 신호들을 케이블을 통해 다수의 사용자들에게 분배된다. 예를 들어서, SMATV 시스템들은 고층 아파트 건물들에서 사용될 수 있다. 위성으로부터 수신된 디지털 텔레비전 신호들도 유사하게 분배하는 것이 바람직하다.

디지털 위성 서비스에서 L-대역 신호들을 수신자들에게 직접적으로 분배할 수 있지만, 직접 분배 설비는 부가적인 비용과 복잡한 신호 분배 시스템을 요구한다. 이러한 직접 신호 분배 시스템에 대한 대안은 각 QPSK 위성 신호를 현재 존재하는 SMATV 시스템의 QAM 신호로 재-변조하고 그런 다음, 상기 결과 QAM 신호를 상기 SMATV 시스템의 사용하지 않는 케이블 채널을 통해 공급한다. 이러한 종류의 재-변조는 일반적으로 트랜스변조(transmodulation)로 간주된다. 트랜스변조에 있어서, 트랜스변조기는 상기 QPSK 위성 신호에 동조(tuning)하고, 상기 수신된 QPSK 위성 신호를 QAM 신호로 트랜스변조하며, 그리고 상기 QAM 신호를 해당하는 미사용 CATV 채널에 공급하는 것으로 상기 위성 신호를 QAM CATV신호로 변환한다.

부가적으로, 디지털 위성 신호들은 텔레비젼 화면들을 생성하는데 사용되는 화면 데이터와 상기 위성 채널에 해당하는 QPSK 전송 주파수를 포함하는 서비스 데이터를 포함하는데, 상기 데이터는 상기 위성 채널에 대한 비디오 및 오디오를 생성하기 위해 반드시 처리되어야한다. 상기 QAM 트랜스변조 신호들을 전송하는 상기 CATV 주파수들과 상기 원래 QPSK 신호들의 위성 주파수들 간의 관계는 SMATV 시스템에서 SMATV 시스템으로 변화하기 때문에, 디지털 위성 신호들에 포함되는 상기 서비스 데이터는 상기 SMATV 케이블에서 신호들에 대해 동조시키는 QAM 셋톱 박스들에는 소용이 없다.

그래서, 다른 대안에서 상기 위성 서비스 데이터는 케이블 TV 서비스 데이터로 교체될 수 있고, 그 다음, 상기 SMATV 시스템의 셋톱 박스는 적절한 동조를 보장하기 위해 이를 인식할 수 있다. 불행하게도, 이러한 대안은 각 분배 지점마다 대단히 고가의 장비를 구입, 설치 및 유지 보수해 주어야 할 필요가 있다.

더 나은 대안은 셋톱 박스의 비-휘발성 메모리에 주파수 변환표를 저장하는 것일 수 있다. 그래서, 이러한 변환표는 상기 위성 신호들의 서비스 데이터로 지시되는 각 위성 채널 주파수와 상기 트랜스변조 신호의 해당 미사용 케이블 채널 주파수 간 관계를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자가 위성 채널을 선택하는 경우, 상기 셋톱 박스는 상기 변환표의 해당 케이블 채널 주파수를 확인하고, 상기 CATV 동조기를 상기 선택된 위성 채널의 위성 주파수에 해당하는 적절한 케이블 채널로 동조한다.

이러한 접근의 문제점은 상기 셋톱 박스가 설치되기 이전 혹은 설치하면서 그 내부의 비-휘발성 메모리에 적재되어야 하는 정밀한 변환표가 필요하다는 것이다. 그러나, 상기 논의된 바와 같이, 모든 SMATV 시스템들을 포괄하는 SMATV 시스템에 의해 위성 주파수들이 상기 케이블 주파수들로 트랜스 변조되는 위성 주파수들과의 단일 관계는 없다. 그래서, 공장에서 이러한 테이블을 저장하는 것은 실용적이지 않다. 그 대신, 상기 표는 설치할 때 수동으로 기록될 수 있다. 불행하게도, 설치시 상기 테이블을 수동으로 적재하는 것은 지루하고 시간 소모가 많으며, 그리고 그 결과 입력 오류를 발생시키기 쉽다.

본 발명은 셋톱 박스 설치시 변환표의 자동 적재가 가능하게 한다. 이러한 자동 적재를 실시하기 위해서, 상기 셋톱 박스는 가능한 모든 트랜스 변조된 QAM 신호들을 찾기 위해 전체 CATV 주파수 범위를 검색하도록 설정된다. 각 QAM 신호가 발견되면, 상기 QAM 신호의 위성 서비스 데이터에 포함된 상기 위성 주파수는 읽어들여지고, 이는 상기 QAM 신호가 발견된 상기 케이블 주파수와 연결하여 상기 변환표에 적재된다. 따라서, 사용자가 본 발명의 일 실시예에서 특정 프로그램에 동조시키기를 원하는 경우, 상기 사용자는 적절한 위성 채널을 선택하고, 상기 선택된 위성 채널에 해당하는 상기 위성 서비스 데이터는 읽혀지고, 상기 위성 서비스 데이터에 포함된 위성 주파수는 상기 변환표에서 해당하는 케이블 주파수를 읽어오는데 사용되며, 상기 CATV 동조기는 그 케이블 주파수로 동조된다.

본 발명의 한 목적은 위성 주파수들과 케이블 주파수들의 상호관계에 대한 변환표를 생성하는 방법을 제공하는 것으로, 이는, a) 케이블 주파수에 동조하는 단계와, b)상기 케이블 주파수에서의 신호로부터 위성 서비스 데이터를 읽어들이는 단계와, 상기 위성 서비스 데이터는 위성 주파수의 표시(indicium)를 포함하며, c) 단계 a)의 케이블 주파수와 관련되는 상기 표시를 변환표에 저장하는 단계와, 그리고, d) 다른 케이블 주파수들에 대해 단계 a)-c)를 반복한다.

본 발명의 다른 목적은 위성 QPSK 신호들을 전송하는 위성 주파수들과 해당하는 QAM 신호들을 전송하는 케이블 주파수들의 상호관계에 대한 변환표를 생성하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은, a) 상기 케이블 주파수들을 검색하는 단계와, b) QAM 신호를 전송하는 상기 각 케이블 주파수에 대해서, 상기 해당 QAM 신호로부터 위성 서비스 데이터를 읽어오는 단계와, 여기서 상기 위성 서비스 데이터는 위성 주파수를 포함하고, 그리고, c) 케이블 주파수 상에 전송되는 각 QAM 신호로부터 읽어오는 상기 위성 서비스 데이터에 포함된 위성 주파수를 상기 변환표에 저장하는 단계를 포함하며, 여기서 각 위성 주파수는 해당 케이블 주파수와 관련되어 상기 변환표에 저장된다.

본 발명의 또 다른 목적은 변환표를 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체에 저장하는 것이다. 상기 변환표는 위성 주파수 표시와 케이블 주파수를 가진다. 상기 위성 주파수 표시는 위성 QPSK 신호들에 해당하고, 상기 케이블 주파수들은 상기 QPSK 신호로부터 트랜스변조된 케이블 QAM 신호들에 해당한다. 상기 변환표에 저장되는 상기 각 위성 주파수 표시는 상기 케이블 주파수들 중 하나에 유일하게 해당한다.

본 발명의 또 다른 목적은 디지털적으로 변조된 신호들을 찾는 방법을 제공하는 것이다. 상기 디지털적으로 변조된 신호들 각각은 주파수 범위에서 해당 주파 수를 가진다. 상기 방법은, a) 주파수 증가분으로 상기 주파수 영역을 단위로 나누는(stepping) 단계와, b) 타이밍 동기(timing lock)에 대해 각 주파수 증가분을 시험하는 단계와, 그리고 c) 단계 b)의 결과로써 타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에서 발견된 디지털적으로 변조된 신호들 중 하나를 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 목적은 디지털적으로 변조된 신호들을 검출하는 장치를 제공하는 것이다. 상기 디지털적으로 변조된 신호들 각각은 주파수 영역에 속하는 해당 주파수를 가진다. 상기 장치는 검색기(scanner)와 검출기(detector)로 이루어진다. 상기 검색기는 주파수를 증가시키면서 상기 주파수 영역 전부를 검색하도록 구성된다. 상기 검출기는 각 주파수 증가분에서 타이밍 동기를 검출하고, 상기 디지털 적으로 변조된 신호들 중 하나에 해당하는 타이밍 동기가 검출된 부분의 각 주파수 증가분을 검출하도록 구성된다.

위성 주파수들과 케이블 주파수들 간 고정된 상관관계가 없기 때문에, 본 발명의 자동검색 기능은 상기 케이블 주파수 영역 내의 모든 주파수에서 QAM 신호들을 자동적으로 찾아낸다. 이러한 QAM 신호들을 검출하기 위해서, 본 발명의 자동검색 기능은 먼저 상기 전체 검색 영역의 가장 낮은 주파수에서 신호 동기를 획득하려고 시도하고, 상기 전체 검색 영역의 가장 높은 주파수에서의 신호 동기를 획득할 때까지 주파수를 증가시키면서 연속적으로 신호 동기를 획득하려고 시도한다. 한편, 본 발명에서는 다른 주파수 검색 양식(pattern)도 이용할 수 있다. 예를 들 어서, 상기 본 발명의 자동검색 기능은 먼저 상기 전체 검색 영역의 가장 높은 주파수에서 신호 동기를 획득하려고 시도하고, 상기 전체 검색 영역의 가장 낮은 주파수에서의 신호 동기를 획득할 때까지 주파수를 감소시키면서 연속적으로 신호 동기를 획득하려고 시도하도록 구성될 수 있다.

상기 주파수 크기의 단위는 상기 사용되는 모든 CATV 채널들 상의 QAM 신호들이 임의의 지점에서 동기되는 것을 보장할 수 있을 정도로 충분히 작아야 한다. 한편, 상기 단위 크기를 줄이면, 상기 전체 검색을 수행하는데 필요한 시간이 더 많아진다는 것을 유의한다. 부가적으로, 시도되어야 하는 QAM 변조 종류들과 가능한 보율(baud rate)들의 수가 증가함에 따라, 요구되는 검색 시간도 증가한다. 그래서, 검색 속도와 검색 단위의 크기에 대한 균형이 중요하다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, CATV 셋톱 박스는 트랜스 변조기(transmodulator)로부터 CATV 채널을 동조하는 CATV 동조기(10)와, 상기 CATV 동조기(10)의 출력에서 상기 QAM 신호를 복조하는 QAM 디지털 복조기(12)를 포함하고, 상기 복조된 신호를 변환 제어기(14)에 제공한다. 이후 논의되겠지만, 상기 변환 제어기(14)는 마이크로프로세서를 기반으로 하고, 일반적으로 구입할 수 있는 임의의 QAM 디지털 복조기를 제어하도록 프로그램될 수 있으며, 그로 인해 모든 알려진 이러한 복조기들은 상기 QAM 디지털 복조기(12)로 사용될 수 있다. 상기 변환 제어기(14)는 예를 들어 DRAM(18)과 플래시메모리(20)를 포함하는 메모리(16)와도 같이 제공될 수 있다.

상기 변환 제어기(14)는 상기 CATV 동조기(10)를 기 설정된 주파수에 동조시 키고, QAM 종류, 보율, 그리고 유사한 것들과 연관되는 기능들을 포함하는 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 선택된 레지스터들을 초기화한다. 또한, 상기 변환 제어기(14)는 (i) 상기 정확한 신호 수준을 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 상기 아날로그-디지털 변환기에 제공하기 위해서 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 상기 자동 이득 제어(AGC) 루프를 닫고, (ii) 타이밍 동기를 획득하기 위해서 상기 QAM 디지털 복조기(12)를 제어하며, (iii) 동조(synchronization)를 얻기 위해서 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 전송 주파수 디로테이터(derotator)를 상기 CATV 튜너(10)의 출력에서 잔류하는 전송 주파수 오프셋에 동기시키고, 그리고 (iv) 전방 오류 수정(FEC) 동기를 획득한다.

본 발명의 제 1실시예에 따르면, 신호들에 대한 검색은 상기 CATV 시스템의 전체 주파수 대역을 단위로 나누는 단계와, 각 단위에서 QAM 신호를 획득하도록 시도하는 단계를 포함한다. 전형적인 QAM 디지털 복조기의 상기 전송 주파수 동기 기능이 ±100kHz의 전송 주파수 오프셋들을 결정하기 때문에, 상기 단위 크기는 200kHz로 제한된다. 그러나, 일반적인 CATV 동조기의 해상도는 62.5kHz이기 때문에, 상기 단위 크기는 187.5kHz가 될 수 있다. 그래서, 하나의 보율과 QAM 모드만을 검색한다고 가정하고, 만일 800MHz 영역이 검색된다면, 187.5kHz의 단위 크기를 이용하는 경우 4200개 이상의 획득 시도가 필요하다.

각 QAM 신호가 이러한 검색 방법을 이용하여 획득됨에 따라, 상기 위성 주파수는 상기 획득된 QAM 신호에 포함된 서비스 데이터로부터 읽혀진다. 이러한 위성 주파수는 상기 방금 획득된 QAM 신호가 검출되는 CATV 주파수와 관계하는 상기 변 환표에 저장된다.

비록 이러한 종류의 검색이 본 발명에서 실시되더라도, 더 빠르고 더 일관된 방식으로 상기 QAM 신호들을 검출하기 위하여 본 발명의 제 2실시예와 연관되는 전용처리가 대신 실시될 수 있다. 상기 본 발명의 실시예에 따르면, 기호율 동기(symbol rate lock) 형태의 타이밍 동기는 신호 획득을 결정하기 위해서 주로 사용된다. QAM 신호가 존재할 가능성을 나타내는 타이밍 동기는 일반적인 QAM 디지털 복조기에서 몇 가지 특징들을 가진다.

첫째로, 타이밍 동기는 전송 주파수 위상 동조(phase synchronization)에 대해 독립적이다. 따라서, 전송 주파수 동기는 타이밍 동기에 대한 시험 전에 획득될 필요가 없다.

둘째로, 타이밍 동기는 전형적으로, 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 상기 전송 주파수 디로테이터에 의해 보상될 수 있는 것보다 더 높은 전송 주파수 오프셋들이 존재하면 획득될 수 있다. 예를 들어, 브로드콤(Broadcom) BCM3118 CATV 동조기/복조기의 경우, 타이밍 동기는 1MHz를 넘어서는 오프셋들에서 잘 획득될 수 있다. 이러한 고려는 중요한데, 특정 수의 전송 주파수 오프셋은 전송 주파수 동기 없이 존재할 것이기 때문이다.

세째로, 타이밍 동기는 질이 나쁜 신호 조건에서도 잘 동작한다.

네째로, 타이밍 동기는 QAM 모드(16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM)에 종속적이지 않다.

본 발명에 의해 바람직하게 적용되는 타이밍 동기의 획득은 상기 CATV 튜너(10)를 상기 전체 검색 영역의 제 1기 설정된 주파수로 설정하는 것으로 시작한다. 예를 들어, 이러한 제 1기 설정된 주파수는 상기 전체 검색 영역의 가장 낮은 주파수일 수 있다. 만일 검색이 이러한 가장 낮은 주파수를 이용하여 시작되면, 상기 CATV 동조기(10)의 동조 주파수는 1MHz 단위로 증가하고, 타이밍 동기에 대한 시험은 각 주파수 단위에서 실시된다. 1MHz 증가들로 나누고 타이밍 동기에 대해 시험하는 것은 여기서 거친(coarse) 검색으로 간주한다. 타이밍 동기가 상기 거친 단계들 중 하나에서 성공적으로 획득되는 경우, 상기 가능한 QAM 전송 주파수의 중심 주파수가 추정된다. 그 다음, 전송 주파수 동기와 전방 오류 수정(FEC) 동기를 포함하는 전체 동기를 획득하기 위한 시도는 상기 QAM 신호가 완전히 동기될 때까지 상기 추정된 중심 주파수 주변에서 지그재그 검색 형태로 실시될 수 있다.

각 QAM 신호가 완전히 동기됨에 따라서, 상기 위성 주파수는 상기 획득된 QAM 신호에 포함된 상기 서비스 데이터에서 읽혀진다. 상기 위성 주파수는 상기 방금 획득된 QAM 신호가 검출되는 상기 CATV 주파수와 관련되어 상기 변환표에 저장된다. 그 다음, 다음 QAM 신호에 대한 거친 검색은 금방 검출된 QAM 신호의 상부 6MHz(또는 8MHz, 채널 크기에 종속적임)인 주파수에서 시작해서 1MHz 증가된 곳에서 다시 시작될 수 있다.

도 2는 상기 논의된 타이밍 동기의 획득에 포함되는 상기 QAM 디지털 복조기(12)의 일부인 타이밍 루프(30)를 예시한다. 비록 상기 타이밍 루프(30)의 구체적인 배열은 복조기에서 복조기로 다양할 수 있지만, 도 2에 예시된 타이밍 루프(30)와 같은 타이밍 루프의 기본 원리들은 거의 모든 종류의 QAM 디지털 복조기 들에서 동일하다.

상기 타이밍 루프(30)의 타이밍 오류 검출기(32)는 도시한 바와 같이 변조되고 디지털화 된 I와 Q 신호들을 수신하고, 상기 I와 Q 신호들의 기호들과 산술 제어 오실레이터(34) 간 타이밍의 차이에 대한 비례인 출력을 생성하는 알고리즘을 적용한다. QAM 디지털 복조기의 상기 타이밍 오류 검출기에 의해 전형적으로 수행되는 상기 알고리즘이 전송 주파수 위상 동기에 독립적이기 때문에, 타이밍 동기는 전송 동기에 앞서 상기 타이밍 루프(30)에 의해 획득될 수 있다.

상기 타이밍 오류 검출기(32)의 출력은 타이밍 루프 필터(36)에 의해 필터링되고, 합산기(38)는 상기 필터링된 출력을 기호율 제어 레지스터(40)에 의해 제공되는 기호율과 합산한다. 상기 합산기(38)에 의해 결정되는 상기 합산은 상기 산술 제어 오실레이터(34)의 출력 주파수를 제어한다. 따라서, 상기 CATV 동조기(10)로 제공되는 각 주파수 단위에서, 상기 변환 제어기(14)는 상기 시스템의 가능한 모든 기호율들을 이용하여 상기 기호율 제어 레지스터(40)를 프로그램할 수 있고, 한번에 하나씩 타이밍 동기를 획득한다. 그래서, 상기 기호율 제어 레지스터(40)에 제공되는 모든 프로그램된 기호율에 있어서, 상기 타이밍 루프(30)는 기호 타이밍 동조를 획득하기 위해서 상기 타이밍 루프 필터(36)의 적분 레지스터(42)를 미세하게 제어한다. 이러한 미세 제어의 즉석 상태는 상기 타이밍 루프 필터(36)의 적분 레지스터(42)에 의해 제공되는 상기 적분기 값을 읽음으로써 결정될 수 있다. 상기 적분기 값은 고전적인 위상 동기 루프의 VOC 입력에 대한 전압의 아날로그 값이다.

상기 변환 제어기(14)는 상기 적분기 레지스터(42)에 의해 제공되는 상기 적 분기 값의 많은 표본들을 취함으로써 타이밍 동조를 결정한다. (i)상기 CATV 튜너(10)에 대해 현재 설정된 상기 변환 제어기(14)에 대한 주파수와, (ii)상기 기호율 제어 레지스터(40)로 프로그램된 기호율 근처에 QAM 신호가 존재하지 않으면, 상기 타이밍 오류 검출기(32)의 출력은 무작위로 다양하다. 그래서, 상기 적분기 레지스터(42)에 의해 제공되는 적분기 값 역시 무작위로 다양하다. 그러나, 상기 기호율 제어 레지스터(40)에 의해 설정된 상기 기호율에서 또는 그 근처에서 기호율을 가지는 QAM 신호가 존재하면, 상기 타이밍 오류 검출기(32)의 출력은 상기 적분기 레지스터(42)에 의해 제공되는 상기 적분기 값을 이동시키고, 그래서 상기 산술 제어 오실레이터(34)는 입력되는 기호율에 동기된다. 상기 산술 제어 오실레이터(34)가 상기 입력되는 기호율에 동기되는 경우, 상기 적분기 레지스터(42)의 적분기 값은 어떠한 중심 값 주변을 오르내린다(fluctuate). (이러한 오르내림의 적어도 일부 이유는 잡음과 대역폭과 감쇠 요인(damping factor)과 같은 제어 루프 매개변수들 때문이다.)

타이밍 동기는 상기 적분기 값의 표본들의 수(예를 들어 4개)를 취하고, 상기 표본들을 기-정의된 한계들에 대해 비교하는 것으로 상기 변환 제어기(14)에의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 두개의 특징들은 이러한 표본들에 의해서 도출될 수 있는데, 이들은 평균과 지터(jitter)이다. 따라서, 상기 표본 평균은 기 정의된 표본 한계와 비교되고, 상기 지터는 기 정의된 지터 한계와 비교된다.

상기 평균은 모든 표본들을 더하고 상기 표본들의 수로 상기 합산을 나누는 것으로 간단히 계산된다. 지터는 상기 가장 큰 표본에서 가장 작은 표본을 빼는 것 으로 계산된다.

원한다면, 상기 표본 평균과 지터는 해당하는 초당 평균 기호들과 초당 지터 기호들로 변환될 수 있다. 만일 그렇다면, 상기 기 정의된 한계들 각각은 상기 기호율 제어 레지스터(40)의 현재 설정에 대한 상기 기호율의 백분율(또는 PPM)로 정의될 수 있다.

상기 기 정의된 PPM 한계들은 상기 타이밍 동기 시험의 정밀도에 영향을 미칠 수 있다. 그래서, 최적의 한계들은 경험적인 시험을 통해 결정되는 것이 바람직하다. 이러한 한계들은 상기 타이밍 루프(30)의 루프 특성들에 의해 크게 영향받기 때문에, 이득 타이밍 루프에 대한 최적의 루프 특성들은 상기 최적의 한계들에 대한 경험적 시험 전에 선택되어야만 한다.

적분기 값 표본들의 단일 집합을 포함하는 단일 시험은 타이밍 동기의 결정에 있어 약간 정도의 신뢰성을 제공한다. 상기한 신뢰성의 정도는 해당하는 적분기 값들의 다중 집합들을 포함하는 다중 시험들을 수행하는 것으로 개선될 수 있다. 예를 들어, 해당하는 적분기 값 표본들의 집합을 각각 포함하는 3개의 시험들은 상당한 정도의 신뢰성을 제공하는데, 여기서 각 집합은 상기 기호율 제어 레지스터(40)의 약간씩 다른 기호율 값에 기인한다. 상기 기호율 값이 약간씩 변화되기 때문에 상기 타이밍 루프(30)는 상기 타이밍 루프(30)를 동기로 다시 가져오고, 그로 인해 상기 적분기 값의 표본들의 약간 다른 집합을 생성하는 것으로 상기 변화를 보상한다.

타이밍 동기를 시험하기 위해서, 모든 가능한 기호율들의 목록은 상기 설치자(installer)에게 반드시 제공되어야 한다. 그래서, 상기 검색 절차 전에, 상기 설치자는 상기 변환 제어기(14)의 메모리로 상기 모든 가능한 기호율들과 상기 위성 전송 시스템에서 사용되는 해당 FEC 비율들의 목록을 입력한다. 위성들에서 비롯되는 기호율들은 상기 위성 기호율들이 잔류하는 상수와 더 유사하기 때문에 QAM 기호율들에 우선적으로 입력된다. QAM 기호율들은 QAM 모드에 따라 다양하다.

위성 신호율들이 입력된 목록으로부터, 복조되는 비트들의 목록은 확인될 수 있다. 비트율들과 사용될 수 있는 모든 가능한 QAM 모드들의 목록으로부터, 모든 가능한 QAM 기호율들과 그에 관련된 QAM 모드들의 목록이 생성될 수 있다. 이러한 QAM 기호율들 각각에 대한 어떠한 타이밍 동기 시도는 상기 거친 검색 상태 중에 각 주파수에서 실시된다.

그래서, 상기 논의된 검색 순서는 일반적으로 3개의 단계들로 실시된다. 첫째로, 거친 검색이 실시된다. 거친 검색은 상기 CATV 동조기(10)를 상기 전체 검색 영역의 가장 낮은 주파수에 동조시키는 것으로 시작된다. 상기 주파수에서, 타이밍 동기 시험은 가능한 QAM 기호율들 각각에 대해 수행된다. 만일 타이밍 동기가 상기 모든 QAM 기호율들 중에서 획득되지 않는다면, 상기 CATV 동조기(10)는 1MHz 만큼 진행하고 타이밍 동기 시험들은 다시 실시된다. 타이밍 동기가 성공한 경우, QAM 신호가 근처에 있고, 타이밍 동기 획득이 성공하기 위한 기호율에서 변조되는 가능성이 있다. 이러한 기호율은 가능한_동기율(possible_symrate)로 간주될 수 있다.

둘째로, 이러한 점에 있어서, 상기 QAM 신호의 실제 중심 주파수에 대한 추측이 실시된다. 상기 추측은 상기 CATV 동조기(10)의 동조된 주파수를 500kHz만큼 진행하는 것으로 실시된다. 시험은 상기 주파수에서 가능한_동기율에 대해 실시된다. 상기 시험은 거친 검색에 대한 시험에서 상기 논의된 평균과 지터 연산들을 사용할 수 있다. 그 다음, 상기 CATV 동조기(10)의 동조된 주파수는 62.5kHz 단위로 감소되고, 각 단계에서 가능한_동기율에 대한 시험이 실시된다. 본 순서의 목적은 기호율 동기가 달성될 수있는 경계를 검출하기 위한 것이다. 일단, 상기 경계가 검출되면, 상기 QAM 신호의 중심 주파수에 대한 추측이 실시된다.

만일 상기 원래 기호 동기 주파수 상부 125kHz에서 상기 원래 기호 동기 주파수 상부 500kHz 간 3개 이상의 시험된 주파수들에서 가능한_동기율에서 기호율 동기가 실패한 경우, QAM 신호가 검출되지 않아서 거친 검색이 다른 1MHz로 상기 CATV 동조기(10)의 주파수를 진행하여 다시 시작되는 것과 유사하다.

반면에, 채널 경계는 상기 원래 기호 동기 주파수 상부 125kHz인 상기 주파수 이하에서 3개의(또는 4개 중 3개)연속적인 기호 동기 시도들이 실패한 지점에서 결정된다. 상기 중심 주파수 추측은 상기 채널 경계를 기반으로 실시된다. 기회율 동기의 경계와 상기 실제 중심 주파수 사이의 차이를 추측하기 위한 충분한 공식은 제조사에 종속적이며 실험적으로 결정되어야만 한다. 또한, 상기 공식은 기호율에 종속적이다. 브로드콤 BCM3118 동조기/복조기의 경우에 있어서, 제안되는 공식은 다음과 같이 주어진다. 실제 중심 주파수 = 상기 결정된 바와 같은 경계 주파수 + 300kHz + 보율의 3배.

세째로, 신호 존재의 가능성은 상기 추측된 QAM 신호의 중심 근처에서 가장 높기 때문에, 상기 QAM 신호를 검출하기 위해 통계적으로 가장 빠른 방법은 상기 실제 중심에 대한 지그-재그(zig-zag) 검색을 적용하는 것이다. 예를 들어, 시험은 상기 추측된 중심에서 제일처음 실시되고, 상기 추측된 중심에서 +62.5kHz에서 실시되며, 그 다음 상기 추측된 중심에서 -62.5kHz에서 실시된다. 그 다음, 상기 추측된 중심에서 +125kHz에서 실시된 후 상기 추측된 중심에서 -125kHz에서 실시되고, 상기 QAM 신호의 완전한 동기가 달성될 때까지 최고 ±1.25MHz에 이르도록 계속된다. 완전한 동기는 전송 주파수 동기, FEC 동기, 그리고 동기화가 검출되는 지점에서 결정된다. 상기 브로드콤 BCM3118 CATV 동조기/복조기는 언제 전송 주파수 동기, FEC 동기, 그리고 동기화가 달성되었는지를 검출하기 위해 읽혀질 수 있는 비트들을 제공한다. 만일 완전한 동기가 달성되지 않으면, 상기 추측된 중심 주파수에서 검색을 포기하기 전에 다른 4개의 지그-재그 시도들을 실시한다. 만일 완전한 동기를 얻는 상기 처리의 일부로써 타이밍 동기가 갑자기 더 이상 성공하지 못하게되면, 상기 검색 역시 버려진다.

QAM 신호가 완전히 동기되는 경우, 상기 위성 주파수는 상기 획득된 QAM 신호에 포함된 상기 서비스 데이터에서 읽혀진다. 상기 위성 주파수는 직전에 획득된 상기 QAM 신호가 발견되는 CATV 주파수와 결부되어 상기 변환표에 기록된다. 그런 다음, 다음 QAM 신호에 대한 거친 검색은 금방 검출된 QAM 신호의 상부 6MHz(또는 8MHz, 채널 크기에 종속적임)인 주파수에서 시작해서 1MHz 증가된 곳에서 다시 시작될 수 있다. 이러한 처리는 상기 검색이 상기 전체 검색 영역에 대해서 완료될 때까지 계속된다. 이러한 지점에서, 상기 셋톱 박스의 메모리에 저장된 상기 변환표는 모든 위성 주파수들의 완전한 집합과 그에 해당하는 CATV 주파수들을 유지한 다.

상기 자동검색에 이어서, 위성 채널들에 대한 동조를 원하는 사용자는 위성 채널을 선택할 수 있다. 상기 선택된 위성 채널에 대한 상기 위성 주파수는 전형적으로 각 재설정(reset)에서 상기 셋톱 박스의 DRAM에 저장된 상기 서비스 데이터에서 읽혀지고, 상기 위성 주파수는 상기 변환표로부터 상기 CATV 채널을 읽기 위해 번갈아 사용되며, 상기 셋톱 박스의 CATV 동조기는 상기 CATV 채널에 동조된다.

본 발명의 특정 변경들이 상기 언급되었다. 다른 변경들도 본 발명이 속한 업계에서 실제로 적용하면서 생길 것이다. 예를 들어, 상기 논의된 바와 같이, QAM 신호 중심 주파수의 추측은 상기 CATV 동조기의 동조되는 주파수를 가능한 동조가 검출되는 마지막 1MHz 단위에서 500kHz씩 진행하면서 실시될 수 있다. 상기 중심 주파수를 추측하기 위해서 다른 순서들을 대신 실시할 수 있다. 예를 들어, QAM 신호 중심 주파수의 추측은 타이밍 동기에 대한 거친 검색을 하향으로 했을 경우 500kHz또는 다른 단위 크기로 상기 CATV 동조기(10)의 동조되는 주파수를 줄이면서 실시될 수 있다.

또한, 많은 QAM 복조기들은 상기 복조기가 타이밍 동기를 결정하는 경우 설정되는 타이밍 동기 검출 플래그를 가진다. 이러한 경우, 타이밍 동기를 결정하기 위한 상기 타이밍 루프 적분기 값의 표본은 필요하지 않다.

또한, 상기 설명된 바와 같이, 상기 변환표는 위성 주파수, CATV 주파수 쌍을 보존한다. 그 대신, 상기 변환표는 위성 채널 번호, CATV 주파수 쌍을 보존할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 위성으로부터 수신된 디지털 텔레비전 신호들을 현재 존재하는 CATV 시스템을 통해 사용자에게 분배하기 위하여 위성 주파수를 CATV 주파수로 변환하는 변환표를 생성하는데 있어서, 셋톱 박스 설치시 가능한 모든 트랜스변조된 QAM 신호들을 찾기 위해서 전체 CATV 주파수 범위를 검색하도록 하고, 상기 QAM 신호가 발견된 케이블 주파수와 위성 주파수를 연결하여 상기 변환표에 저장함으로써 변환표의 자동설정이 가능하게 하여, 이를 수동으로 기록하는 경우에 비해 설치 시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 입력 오류를 방지할 수 있다.

Claims

위성 주파수들과 케이블 주파수들의 상호관계에 대한 변환표를 생성하는 방법에 있어서,

a) 케이블 주파수에 동조하는 단계와,

b)상기 케이블 주파수에서의 신호로부터, 위성 주파수의 표시들을 포함하는 위성 서비스 데이터를 읽어들이는 단계와,

c) 단계 a)의 상기 케이블 주파수와 관련되는 상기 표시를 변환표에 저장하는 단계와, 그리고,

d) 다른 케이블 주파수들에 대해 단계 a)-c)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 단계 d)에 대응하는 상기 단계 a)는

다수의 주파수 증가분들을 이용하여 검색 영역 전체를 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
제 2항에 있어서,

상기 각 주파수 증가분들은 케이블 채널의 대역폭 보다 작고,

상기 단계 b)는,

b1) 현재 주파수 증가분에서 타이밍 동기에 대해 시험하는 단계와,

b2) 타이밍 동기가 있으면, 상기 현재 주파수 증가분에 해당하는 신호의 중심 주파수를 결정하는 단계와, 그리고

b3) 상기 중심 주파수에서 상기 신호로부터 위성 서비스 데이터를 읽어들이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 표시들은

채널 번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
위성 QPSK 신호들을 전송하는 위성 주파수들과 해당하는 QAM 신호들을 전송하는 케이블 주파수들의 상호관계에 대한 변환표를 생성하는 방법에 있어서,

a) 상기 케이블 주파수들을 검색하는 단계와,

b) QAM 신호를 전송하는 상기 각 케이블 주파수에 대해서, 상기 해당 QAM 신호로부터, 위성 주파수를 포함하는 위성 서비스 데이터를 읽어오는 단계와,

c) 케이블 주파수 상에 전송되는 각 QAM 신호로부터 읽어오는 상기 위성 서비스 데이터에 포함된 위성 주파수를 상기 변환표에 저장하는 단계를 포함하며, 여 기서 각 위성 주파수는 해당 케이블 주파수와 관련되어 상기 변환표에 저장되는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
제 5항에 있어서,

상기 단계 a)는

다수의 주파수 증가분들을 이용하여 검색 영역 전체를 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
제 6항에 있어서,

상기 단계 b)는

상기 다수의 주파수 증가분들 중에서 제 1주파수 증가분으로 상기 케이블 주파수를 증가시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1주파수 증가분은 상기 다수의 주파수 증가분들 중에서 다른 제 2주파수 증가분들보다 작은 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표 생성 방법.
컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체에 저장되는 변환표에 있어서,

상기 변환표는 위성 주파수 표시와 케이블 주파수를 보존하며, 상기 위성 주파수 표시는 위성 QPSK 신호들에 해당하고, 상기 케이블 주파수들은 상기 QPSK 신호로부터 트랜스변조된 케이블 QAM 신호들에 해당하며, 상기 변환표에 저장되는 상 기 각 위성 주파수 표시는 상기 케이블 주파수들 중에서 하나의 주파수에 유일하게 대응하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표.
제 8항에 있어서,

상기 위성 주파수 표시는

위성 주파수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표.
제 8항에 있어서,

상기 위성 주파수 표시는

채널 번호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 사이의 변환을 위한 변환표.
각각은 주파수 범위에서 해당 주파수를 가지고, 디지털적으로 변조된 신호들을 검색하는 방법에 있어서,

a) 주파수 증가분으로 상기 주파수 영역을 단위로 나누는 단계와,

b) 타이밍 동기에 대해 각 주파수 증가분을 시험하는 단계와,

c) 단계 b)의 결과로써 타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에서 검색된 디지털적으로 변조된 신호들 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
제 11항에 있어서,

상기 단계 a)의 주파수 증가분들은

일정한 주파수 증가분들인 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
제 11항에 있어서,

상기 단계 c)는

단계 b)의 결과로서, 타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에 해당하는 디지털적으로 변조된 신호의 중심 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
제 11항에 있어서,

상기 각각의 디지털적으로 변조된 신호는 주파수 스펙트럼(spectrum)에 대응하는 주파수를 가지고, 또한 채널에 대응하고, 상기 주파수 스펙트럼은 채널 스펙트럼이고, 상기 단계 a)는

상기 채널 영역 전체에 대하여 상기 주파수 증가분들의 단위로 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
제 14항에 있어서,

상기 단계 c)는

단계 b)의 결과로서 타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에 대응하는 채널의 중심 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
제 11항에 있어서,

상기 단계 b)는

타이밍 루프의 적분기 값이 중심 값 근처에서 변동하면 타이밍 동기를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 방법.
각각은 주파수 영역에 속하는 해당 주파수를 갖고, 디지털적으로 변조된 신호들을 검출하는 장치에 있어서,

주파수 증가분들로 상기 주파수 영역 전부를 검색하도록 구성된 검색기와,

타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에서 상기 디지털 적으로 변조된 신호들 중 하나를 검출하고 타이밍 동기에 대해 각 주파수 증가분을 시험하도록 구성된 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 시스템.
제 17항에 있어서,

상기 주파수 증가분들은

일정한 주파수 증가분들인 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 시스템.
제 17항에 있어서,

상기 검출기는

타이밍 동기가 검출되는 각 주파수 증가분에 해당하는 디지털적으로 변조된 신호의 중심 주파수를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 시스템.
제 17항에 있어서,

상기 각각의 디지털적으로 변조된 신호는 주파수 스펙트럼(spectrum)에 대응하는 주파수를 가지고, 또한 채널에 대응하고, 상기 주파수 스펙트럼은 채널 스펙트럼이며, 상기 검색기는

상기 채널 영역 전체에 대하여 주파수 증가분들로 검색하는 것을 특징으로 하는 위성과 케이블 주파수들 간 변환을 결정하기 위한 자동검색 시스템.