KR100746082B1 - 스마트 안테나 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 방송 수신기의 제어 방법에 관한 것으로, 안테나 제어부의 제어신호에 의해 안테나를 조절하여 안테나 빔 패턴을 형성하는 단계 (a) 안테나 제어부의 제어신호에 의해 안테나를 조절하여 안테나 빔 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 안테나에 개수 호출 신호(interrogation signal)를 전송하는 단계; (c) 상기 안테나 제어부에 개수 응답 신호(response signal)를 전송하는 단계; 및 (d) 상기 전송된 개수 응답 신호에 근거하여 각 채널별 상기 안테나의 유효한 방향 패턴 수를 카운트하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.

EIA/CEA-909, 인터페이스, 스마트, 안테나, 수신기

Description

스마트 안테나 시스템의 제어 방법{CONTROL METHOD OF SMART ANTENNA SYSTEM}

도 1은 직렬 데이터 스트림의 알고리즘을 나타내는 도면.

도 2는 EIA/CEA-909 인터페이스의 모드 판별의 알고리즘을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 안테나의 빔 패턴 수를 카운트하는 알고리즘을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201 : 스마트 안테나

202 : 스마트 안테나 제어부(DTV 수신기)

300 : 블록

301 : 호출 신호

302 : 프로그램 코드

303 : 응답 신호

304 : 개수 호출 신호

305 : 개수 응답 신호

본 발명은 디지털 방송 수신기의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 잔류측파대(VSB) 수신기에 적용할 수 있는 디지털 텔레비전(TV) 수신용 스마트 안테나 제어 방법에 관한 것이다.

현재 미국에서는 디지털 TV의 지상파 채널 전송 방식인 VSB(Vestigial Side Band) 방식을 채택하였다. 또, 여기에 부가하여 실내 수신의 환경을 개선하고자 스마트 안테나와 관련한 EIA/CEA-909라는 규격을 만들었고, 실제 이 규격을 준수하는 스마트 안테나와 디지털 TV 수신기가 판매되고 있다.

이 EIA/CEA-909 규격에는 모드(Mode) A와 모드(Mode) B라는 두 가지 방식이 있는데 대부분 모드 A의 방식으로 구현하여 판매가 되고 있다.

모드 A는 스마트 안테나(Smart Antenna)와 스마트 안테나 제어부(Smart Antenna Controller) 사이의 통신 프로토콜 규약 및 인터페이스를 규정하고 있는 방식이다.

따라서, 위에 언급한 규격을 준수하면서 스마트 안테나와 디지털 TV 수신기는 개발자가 원하는 대로 자율적으로 만들 수 있다.

그러나, EIA/CEA-909 규격을 준수하여 디지털 TV 수신기를 제작하면, 실제로 스마트 안테나 고유의 빔 패턴(beam pattern) 수를 알 수 없는 문제점이 발생한다.

또, 제조업체마다 상이한 안테나의 빔 패턴 수를 알 수 없으므로, 안테나가 가지고 있는 고유의 빔 패턴 수(0~128)의 불필요한 탐색이 이루어지기 때문에 신호 수신에 최적인 안테나 빔 패턴을 형성하는 데 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

또한, 안테나 빔 패턴 수를 카운트하였어도, 안테나가 가지고 있는 빔 패턴의 경우의 개수 모두(128개)를 탐색해야 하기 때문에, 신호 수신에 최적인 안테나 빔 패턴을 형성하는 데 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스마트 안테나 고유의 빔 패턴 수를 알 수 있는 방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 안테나 시스템의 제어 방법은,
(a) 안테나 제어부의 제어신호에 의해 안테나를 조절하여 안테나 빔 패턴을 형성하는 단계;
(b) 상기 안테나에 개수 호출 신호(interrogation signal)를 전송하는 단계;
(c) 상기 안테나 제어부에 개수 응답 신호(response signal)를 전송하는 단계; 및

(d) 상기 전송된 개수 응답 신호에 근거하여 각 채널별 상기 안테나의 유효한 방향 패턴 수를 카운트하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 개수 호출 신호는 2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 2개의 영역 중 어느 하나의 영역에 안테나 빔 패턴 수를 문의하는 정보를 가진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 개수 호출 신호는 2개의 영역 중 하위 7비트에 안테나 빔 패턴 수를 문의하는 정보를 가진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개수 응답 신호는 2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 2개의 영역 중 어느 하나의 영역에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가지고, 다른 하나의 영역에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가진 것을 특징으로 한단.

이때, 상기 개수 응답 신호는 2개의 영역 중 상위 7비트에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가지고, 하위 7비트에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가진 것을 특징으로 한다.

또한, (d) 단계는, 전송된 직렬 데이터 스트림의 2개의 영역 중 어느 하나의 영역의 정보에 근거하여 개수 응답 신호라 판단하는 단계와, 판단된 개수 응답 신호의 2개의 영역 중 다른 하나의 영역의 정보에 근거하여 안테나의 신호 수신에 최적인 빔 패턴의 구성을 제어하는 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 개수 응답 신호를 판단하는 단계는, 2개의 영역 중 하위 7비트의 정보에 근거하여 안테나 빔 패턴 수를 나타내는 개수 응답 신호라 판단하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제어 신호를 출력하는 단계는, 판단된 개수 응답 신호의 2개의 영역 중 상위 7비트의 정보에 근거하여 안테나의 신호 수신에 최적인 빔 패턴의 구성을 제어하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 스마트 안테나의 빔 패턴 수를 카운트함으로써, 신호 수신에 최적인 빔 패턴 구성에 걸리는 시간을 감소시키는 데 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 EIA/CEA-909 인터페이스에서 이용하는 직렬 데이터 스트림(Serial Data Stream)의 알고리즘을 나타내는 도면이다.

흐름을 간단히 살펴 보면, 초기화 과정의 순서로 처음에 3개의 심볼 주기 동안 V_hi 신호와, 1개의 심볼 기간 동안 V_low 신호를 안테나에 전송한다. 그리고, 그 다음에 하나의 스타트 비트(start bit) 신호를 전송한 후, RF 채널 번호가 0인 14비트의 직렬 데이터 스트림을 전송하면, 모드 탐색이 시작된다.

여기서, 14비트의 직렬 데이터 스트림은 안테나 패턴의 방향을 의미하는 상위 7비트와 채널 번호(channel number)를 의미하는 하위 7비트로 이루어진다.

도 2는 EIA/CEA-909 인터페이스의 모드 판별의 알고리즘을 나타내는 도면이다.

스마트 안테나와 디지털 TV(DTV) 수신기의 기본적인 동작원리는 다음과 같다.

스마트 안테나(201)가 DTV 수신기에 내장된 스마트 안테나 제어부(202)에 연결되면 12V DC 전원이 2.2Kohm 저항에 공급되어 전류가 흐르게 된다. 이 전류를 검출하여 스마트 안테나 제어부(202)는 안테나 제어 메뉴 옵션의 사용이 가능하다는 것을 인지하고 모드(Mode) 확인을 시도한다. 먼저, 안테나 제어부와 DTV 수신 시스템이 초기화되기 위해 최소 10msec 정도의 시간이 소요된다. 초기화 과정의 순서인 Power up&reset 신호를 안테나로 전송하고, 다음에 스타트 비트(start bit)를 전송 한 후, RF 채널 번호(channel number)가 0인 14비트의 직렬 데이터 스트림을 호출 신호(301)로서 스마트 안테나(201)에 전송한다.

이때, 스마트 안테나(201)가 100msec 이내에 응답(reply)(303)이 없으면 Mode A 방식을 지원하는 안테나이고, 100msec 이내에 프로그램 코드(302)를 안테나 제어부(202)에 전송하면 Mode B 방식을 지원하는 안테나이다.

실제로 스마트 안테나는 제조사에 따라 안테나 고유의 빔 패턴 수를 가지고 있다. 스마트 안테나 제어부는 이 고유의 빔 패턴 수를 먼저 카운트한 후 가중치를 곱하여 신호 수신에 최적인 안테나 빔 패턴의 구성을 제어한다.

여기서, Mode A를 지원하는 안테나라 하는 것은 안테나와 안테나 수신기의 제조 업체가 다르더라도 EIA/CEA-909 규격을 준수하여 신호 수신에 최적인 안테나 빔 패턴의 구성을 제어할 수 있는 방식을 말한다.

그리고, Mode B를 지원하는 안테나라 하는 것은 안테나와 수신기가 일체형으로 제조된 제품에 적용하는 것으로, 규약된 프로그램 코드에 따라 안테나 제어부에서 안테나를 제어할 수 있는 방식을 말한다.

대부분 Mode A의 방식으로 구현하여 판매가 되고 있으며, 상세한 설명은 EIA/CEA-909 규격에 공지되어 있으므로, 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 안테나 고유의 빔 패턴 수를 카운트하는 알고리즘을 나타내는 도면이다.

신호 수신에 최적인 안테나 빔 패턴을 형성하기 위해 EIA/CEA-909 규격을 준수한 기본적인 모드 판별의 알고리즘이 행해진 후, 안테나에 개수 호출 신호 (interrogation signal)(304)를 전송한다.

이때, 개수 호출 신호(304)는 2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 하위 7비트에 안테나 빔 패턴 수를 문의하는 정보를 가진 개수 호출 신호(304)를 전송한다.

즉, 하위 7비트 중 최하위 비트가 1로 설정된 직렬 데이터 스트림을 개수 호출 신호(304)로서 전송하는 것이다.

그러면, 스마트 안테나(201)는 스마트 안테나 제어부(202)에 개수 응답 신호(305)를 전송한다.

이때, 개수 응답 신호(305)는 2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 상위 7비트에 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가지고, 하위 7비트에는 개수 응답 신호임을 알리는 정보를 가진 개수 응답 신호(305)를 전송하는 것이다.

즉, 상위 7비트에 스마트 안테나(201) 고유의 빔 패턴 수를 바이너리 코드로 나타내고, 하위 7비트 중 최하위 비트(LSB)를 1로 설정된 직렬 데이터 스트림을 개수 응답 신호(305)로서 전송하는 것이다.

그러면, 전송된 직렬 데이터 스트림의 하위 7비트의 정보에 근거하여 안테나 빔 패턴 수를 나타내는 개수 응답 신호(305)라 판단한 후, 판단된 개수 응답 신호(305)의 상위 7비트의 정보에 근거하여 안테나의 신호 수신에 최적인 빔 패턴의 구성을 제어하는 것이다.

구체적인 예를 들어 보면, 블록(300)에 나타낸 바와 같이, 일반적인 모드 판별이 끝난 후, 직렬 데이터 스트림의 최하위 비트가 1인 개수 호출 신호(304)를 스 마트 안테나(201)에 전송하면, 스마트 안테나(201)는 스마트 안테나가 가지고 있는 고유의 빔 패턴 수를 직렬 데이터 스트림의 상위 7비트의 최하위 비트부터 채우고, 하위 비트의 최하위 비트에 1을 넣은 후, 이 직렬 데이터 스트림을 개수 응답 신호(305)로 하여 스마트 안테나 제어부(202)에 전송한다.

그러면, 스마트 안테나 제어부(202)에서는 직렬 데이터 스트림의 하위 7비트 중 최하위 비트가 1로 설정된 정보(ex : 0000001)를 근거로 안테나 고유의 빔 패턴 수에 대한 응답 신호라 판단하고, 직렬 데이터 스트림의 상위 7비트의 바이너리 코드값(ex : 0000111)에 근거하여 스마트 안테나(201) 고유의 빔 패턴 수를 알 수 있게 된다.

따라서, 스마트 안테나(201)가 가지고 있는 빔 패턴 수를 알 수 있으므로, 안테나가 가지고 있는 빔 패턴의 경우의 개수 모두(128개)를 탐색하지 않고, 안테나가 가지고 있는 빔 패턴 수만을 카운트하여 빠르게 신호 수신에 최적인 빔 패턴 구성의 제어를 하는 제어 신호를 출력할 수 있다.

또한, 이상에서 설명한 다수개의 비트로 이루어진 직렬 데이터 스트림은 사용자에 따라 2개의 영역으로 나누어 정보를 설정하고, 다시 말하면, 2개의 영역 중 최상위 비트(MSB : Most Significant Bit) 영역과 최하위 비트(LSB : Least Significant Bit) 영역에 구분없이 정보를 설정하여 안테나 제어 신호를 출력하는 호출 신호 또는 응답 신호로 다양하게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 EIA/CEA-909 규격을 적용하여 만든 스마트 안테나와 스마트 안테나 제어 시스템에 적용할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 스마트 안테나 시스템의 제어 방법은 스마트 안테나의 빔 패턴 탐색시에 유효한 빔 패턴에 대해서만 탐색하도록 할 수 있다.

그러므로, 각 채널별로 최적의 안테나 방향 탐색시 불필요한 탐색을 수행하지 않기 때문에 안테나 빔 패턴 탐색 시간을 줄여 빠른 시간 내에 최적의 수신 방향을 찾아낼 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

1. (a) 안테나 제어부의 제어신호에 의해 안테나를 조절하여 안테나 빔 패턴을 형성하는 단계;

   (b) 상기 안테나에 개수 호출 신호(interrogation signal)를 전송하는 단계;

   (c) 상기 안테나 제어부에 개수 응답 신호(response signal)를 전송하는 단계; 및

   (d) 상기 전송된 개수 응답 신호에 근거하여 각 채널별 상기 안테나의 유효한 방향 패턴 수를 카운트하는 단계를 포함하여 이루어진 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개수 호출 신호는

   2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 2개의 영역 중 어느 하나의 영역에 안테나 빔 패턴 수를 문의하는 정보를 가진 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 개수 호출 신호는

   2개의 영역 중 하위 7비트에 안테나 빔 패턴 수를 문의하는 정보를 가진 개수 호출 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 개수 응답 신호는

   2개의 영역으로 이루어진 직렬 데이터 스트림으로서, 2개의 영역 중 어느 하나의 영역에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가지고, 다른 하나의 영역에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가진 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 개수 응답 신호는

   2개의 영역 중 상위 7비트에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가지고, 하위 7비트에는 안테나 빔 패턴 수의 정보를 가진 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 (d) 단계는,

   전송된 직렬 데이터 스트림의

   2개의 영역 중 어느 하나의 영역의 정보에 근거하여 개수 응답 신호라 판단하는 단계와,

   상기 판단된 개수 응답 신호의 2개의 영역 중 다른 하나의 영역의 정보에 근거하여 안테나의 신호 수신에 최적인 빔 패턴의 구성을 제어하는 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 개수 응답 신호를 판단하는 단계는,

   2개의 영역 중 하위 7비트의 정보에 근거하여 안테나 빔 패턴 수를 나타내는 개수 응답 신호라 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어 신호를 출력하는 단계는,

   상기 판단된 개수 응답 신호의 2개의 영역 중 상위 7비트의 정보에 근거하여 안테나의 신호 수신에 최적인 빔 패턴의 구성을 제어하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템의 제어 방법.

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