KR100749668B1 - 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및방법 - Google Patents

갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 개시된 위성방송 시스템에서 LNB(Low Noise Block Down Converter)의 주파수 에러를 정확히 측정하기 위한 갭필러는 위성수신용 안테나의 피드혼에 연결되어 수신된 주파수를 위성수신기의 주파수로 변환하기 위한 LNB로부터 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 신호에러를 정정하기 위한 TDM(Time Division Multiple) 튜너로부터 반송파 복구로 인해 감지된 주파수 에러신호, 중간주파수가 AFC(Automatic Frequency Control) 회로를 거치면서 감지되는 주파수 에러신호, 및 각종 설정값들을 LNB 주파수 에러값을 측정하기 위한 파라미터로 활용하여 마이크로프로세서에 설정된 소정의 연산 알고리즘에 의해 LNB의 주파수 에러값을 매우 정확히 측정할 수 있다. 이로써, LNB를 장시간 사용하게 되면서 소자의 열화로 인해 발생하는 주파수 에러값을 측정하여 LNB의 교체주기를 정확히 파악할 수가 있어서 효율적인 위성 서비스망을 설계할 수 있게 된다.
갭필러, 주파수에러

Description

갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM FOR MEASURING LNB FREQUENCY ERROR FROM GAP FILLER AND METHOD THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 DMB방송 시스템을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 지상 보조 중계설비를 도시한 블록도,
도 3은 도 2의 LNB를 상세하게 도시한 블록도,
도 4는 도 2의 TDM 튜너를 상세하게 도시한 블록도, 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNB에서의 주파수 에러값을 산출하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 방송위성 200 : 기지국
300 : 위성수신기 400 : 지상 보조 중계설비
410 : 위성수신 안테나 420 : LNB
421 : 증폭회로 422 : 대역통과필터
423 : 혼합회로 424 : 국부발진회로
430 : 갭필러 431 : 튜너부
432 : 신호처리부 432-1 : QPSK 복조기
432-2 : FEC 432-3 : TDM 역다중화기
432-4 : CDM 변조기 432-5 : 마이크로프로세서
433 : TDM 튜너설정 및 검출부 434 : 컨버터
435 : RF 변조기 440 : 파워엠프
450 : 파워디바이더 460 : 안테나
500 : 위성수신기　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
본 발명은 디지털 위성방송 시스템의 구성요소인 갭필러에 관한 것으로, 더 상세하게는 갭필러에서 LNB에서의 주파수 에러값을 정확히 측정하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 위성방송 서비스는 정지궤도상의 방송위성이나 혹은 통신위성을 사용하여 방송 서비스를 제공한다. 이러한 디지털 위성방송 서비스의 이점은 지상에 방송설비를 포함한 대규모의 인프라를 구축하지 않아도 광범위한 지역에 대해 방송 서비스를 제공할 수 있다는 것이다.
국제전기통신연합(International Telecommunication Union)의 무선통신 부문에서는 ITU-R BO.1130-4 표준안을 통해 방송위성 서비스 대역으로 할당된 1400~2700MHz 주파수 대역에서의 차량용 수신기와 휴대용 수신기 및 고정용 수신기를 디지털 위성방송 시스템의 표준을 제시하고 있다. ITU-R BO.1130-4 표준안에서 는 위성방송을 위한 디지털 시스템 A, B, DS　 DH 및 E의 다섯 가지 시스템을 권고하고 있는데, 이 중 디지털 시스템 E는 차량용, 휴대용 및 고정용 수신기에 고품질의 음성과 멀티미디어 데이터를 제공하고 2630 ~ 2655MHz의 주파수 대역에서 최적화 되어 있다. 그리고, 디지털 시스템 E는 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying)변조를 기반으로 한 코드분할다중화(이하 'CDM'라 한다) 방식을 사용한다.
또한, ITU-R BO.1130-4 표준안에서 제시하고 있는 디지털 시스템 E은 기지국, 방송위성, 갭필러 및 수신기들로 구성된다.
이와 같이 구성된 위성방송 시스템에서, 기지국으로부터 정지위성 서비스 링크(11GHz 또는 14GHz)를 사용하여 방송위성으로 신호가 전송되고, 이 전송된 신호는 방송위성을 통해 2.6GHz 주파수 대역의 CDM 신호로 변환된 후 원하는 수준까지 증폭되어 수신기들로 송신되어진다.
앞서 언급한 것처럼, 위성을 이용하면 지상에 대규모의 인프라 구축없이 광범위한 지역에 대해 방송 서비스를 제공할 수 있다. 그러나, 빌딩 밀집지역과 같은 일부 조건하에서는 쉐도우잉이나 블로킹으로 인한 신호의 감쇠로 위성으로부터의 직접 수신이 힘든 지역이 발생한다. 이렇게 위성 신호를 직접 수신할 수 없는 지역에서는 위성신호의 수신을 위해 보조 중계시설 즉, 갭필러를 사용한다. 이러한 갤필러는 직접 증폭형 갭필러와 주파수 변환형 갭필러로 구분된다.
일반적으로 갭필러 시스템은 방송위성으로부터 11GHz대역의 시분할 다중화 방식의 방송신호를 수신하여 2.6GHz 주파수 대역의 CDM 신호로 변환한 후 송신한 다. 이러한 역할을 수행하기 위해. 갭필러시스템은 저잡음 변환부 (Low Noise Block down converter;LNB), 튜너부, TDM 복조를 수행하고, TDM 복조신호를 CDM 신호로 변조 출력하기 위한 신호처리부, 저전력증폭부(Low Power Amplifier;LPA), 대역통과필터(Band Pass Filter;BPFU)로 구성된다.
위성수신 안테나를 통하여 위성으로부터 수신된 TDM 신호는 안테나의 피드혼에 연결된 LNB로 전송되어 위성주파수를 수신기들의 주파수로 변환하게 된다. 이렇게 변환된 중간주파수는 TDM 튜너에서 신호복조 및 신호에러를 정정하는 과정을 거쳐 TDM 복조된 신호를 CDM 신호로 변조하여 수신기들에 전송하는 과정을 거치게 된다.
그러나, LNB가 고주파인 위성주파수를 수신하여 수신기들의 주파수로 변환하면서, LNB에는 VCO(Voltage Controlled Oscillator) 및 PLL(Phase Loop Lock)이 채용되는 능동 방식이 사용됨으로써, 장기간 사용시 소자의 열화로 인하여 주파수가 점차적으로 특정 주파수에서 벗어나는 주파수 에러가 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로써, 본 발명의 목적은 LNB의 출력단에 연결된 TDM 튜너로부터 코히어런트 복조방식에 따른 특성 파라미터를 검출하여 소정의 연산 알고리즘을 구현함으로써, LNB에서의 주파수 에러값을 정확히 측정할 수 있는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 위성방송 시스템의 지상 보조 중계설비인 갭필러에 의해 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템에 있어서, 방송위성으로부터 수신된 주파수를 위성수신기의 주파수로 변환하기 위한 LNB, 상기 LNB에서 변환된 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 신호에러를 정정하기 위한 TDM 튜너 및 상기 TDM 튜너에서 복조된 신호의 특성에 따른 파라미터를 연산 처리하기 위한 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 TDM 튜너에서 검출된 파라미터를 이용한 소정의 연산 알고리즘에 의하여, 상기 LNB에서의 주파수 에러값을 측정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 TDM 튜너는 상기 수신된 중간주파수의 변화를 감지하며 신호를 복조하기 위해 코히어런트 복조회로가 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 마이크로프로세서는 자동 위상제어를 행하여 반송파 복구를 위한 루프 필터의 코히어런트 값을 설정하기 위한 레지스터, 반송파 복구하며 감지된 주파수 에러신호가 저장되기 위한 레지스터, 상기 TDM 튜너로 수신되는 중간주파수의 변화에 따라 국부발진 주파수를 보정하는 AFC 회로에 의하여 감지된 주파수 에러신호가 저장되기 위한 레지스터, 상기 TDM 튜너를 안정적으로 동작시키기 위한 내부 마스터 클럭이 설정되는 레지스터,심볼 레이트를 설정하기 위한 레지스터를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 마이크로프로세서는 상기 각 레지스터에 저장된 값이 상기 LNB에서 발생된 주파수 에러값을 측정하기 위한 파라미터가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 위성방송 시스템의 지상 보조 중계설비인 LNB에 의한 주파수 변환과정을 거치며 발생하는 주파수 에러값을 측정하기 위한 방법에 있어서, 방송위성이 CDM 신호를 위성 수신기로 송출하고, TDM 신호는 상기 지상 보조 중계설비로 송출하는 단계, 상기 LNB로 수신되는 상기 TDM 신호가 위성 수신기의 주파수로 변환되는 단계, 상기 LNB의 출력단과 연결된 TDM 튜너가 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 에러신호를 정정하는 단계, 상기 TDM 튜너에서 반송파 복구로 인해 감지된 주파수 에러신호와 상기 수신된 중간주파수가 안정 주파수로 보정되면서 감지된 주파수 에러신호가 마이크로프로세서로 인가되는 단계 및 상기 마이크로프로세서로 인가되는 에러신호와 상기 TDM 튜너로부터 검출된 파라미터들을 이용하여 상기 LNB에서의 주파수 에러값을 산출하는 단계를 포함한다.
LNB에서의 주파수 에러값을 산출하는 단계는 반송파 복구에 의한 주파수 에러값을 산출하기 위하여 상기 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 설정된 심볼 레이트를 곱하고 평균값을 산출하는 단계, 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 산출하기 위하여 중간주파수를 보정하기 위한 AFC 회로에 의해 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 내부 마스터 클럭을 곱하고 I 채널 및 Q 채널의 평균값을 산출하는 단계 및 상기 반송파 복구에 의한 주파수 에러값과 상기 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 더한 값에 주파수 오차 보정값을 더하여 상기 LNB에서의 총 주파수 에러값을 산출하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 갭필러(430)에서 엘앤비 주파 수 에러를 측정하기 위한 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 DMB방송 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 위성 DMB방송 서비스를 구현하기 위하여,12GHz 내지 14GHz 대역의 신호를 전송신호로 사용하고, 지상의 기지국(200)으로부터 CDM 및 TDM 방식으로 방송위성(100)에 송출하며, 이러한 신호를 수신한 방송위성(100)은 지상의 위성수신기(500)에 CDM 신호를 재 송출하여 방송을 중계한다.
하지만, 위성방송 신호가 쉐도우잉(Shadowing)이나 블로킹(Blocking)으로 인하여 위성수신기(500)까지 원활하게 신호가 수신되지 않는 음영지역이 발생한다. 이러한 음영지역을 해소하기 위한 방편으로, 음영지역에 위성신호의 수신을 위한 지상 보조 중계설비(400)를 설치함으로써, 방송위성(100)으로부터 12GHz 내지 14GHz 대역의 TDM 신호를 수신하여 2.6GHz 대역의 CDM 신호로 변환하여 위성수신기(500)에 원활하게 송출한다.
도 2는 도 1에 도시된 지상 보조 중계설비(400)를 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 위성방송으로부터 위성신호를 수신하여 위성수신기(500)에 변환된 CDM 신호를 재 송출하기 위한 지상 보조 중계설비(400)는, 초고주파인 TDM 신호를 수신하기 위한 위성수신 안테나(410), 위성수신 안테나(410)의 파라볼릭 판에서 반사되어 온 전자파가 한점에 모이는 곳에 달린 피드혼에 부가적으로 장착되어 위성수신기(500)의 주파수로 변환 시켜주는 LNB(420), LNB(420)에 의한 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 신호에러를 정정하기 위한 갭필러(430)를 포함한다.
또한, 갭필러(430)에서 출력되는 아날로그 신호를 전력 증폭 및 분배하여 위성수신기(500)에 송출하기 위한 파워엠프(440), 파워디바이터(450), 송출안테나(460)가 더 포함된다.
LNB(420)는 ITU-R BO.1130-4 표준안에서 제시하고 있는 디지털 시스템 E에 따라 위성방송 시스템 갭필러(430)에 사용되는 것을 실시예로 하여 도 3에 보다 상세히 블록도로 도시된다.
도 3에 도시된 바와 같이, LNB(420)의 내부에는 방송위성(100)이 보내는 초고주파를 수신하여 위성수신기(500)가 처리할 수 있을만한 수 백MHz 내지 2GHz의 신호를 변환해주기 위해, 저잡음증폭기(LNA)가 있는 증폭회로(421), 위성신호와 국부발진 주파수를 혼합하여 중간주파수를 생성하기 위한 혼합회로(423) 및 입력된 주파수를 잡기 위한 국부발진회로(424)로 구성된다.
이와 같은 회로를 구성하면서, VCO 및 PLL 등의 능동 소자들이 포함되며, 장시간 사용시에 소자의 열화로 인해 주파수가 점차적으로 특성주파수에서 벗어 나게 된다. 따라서, 아래에서 이러한 LNB(420)에서의 주파수 에러신호를 감지하여 갭필러(430)에서 정확히 LNB(420) 주파수 에러값을 측정할 수 있도록 상세히 상술하고자 한다.
이러한 갭필러(430)는 튜너부(431), TDM 복조를 수행하고, TDM 복조신호를 CDM 신호로 변조 출력하기 위한 신호처리부(432), 신호처러부로부터 출력되는 CDM 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털 투 아날로그 컨버터(434), 디지털 투 아날로그 컨버터(434)의 출력 신호를 2.6GHz대로 송신하기 위한 RF 변조기(435), TDM 튜너를 기본 설정하고, 신호처리부(432)에서 LNB(420)의 주파수 에러값을 산출하기 위해 소정의 파라미터를 검출하는 TDM 튜너 설정 및 검출부(433)를 포함한다.
또한, 신호처리부(432)는 QPSK 복조기(432-1)방식으로 복조하기 위한 QPSK 복조기(432-1), 데이터 변조에 따라 오류가 발생하였을 경우에 능동적으로 에러를 수정할 수 있는 FEC(432-2)(Forward Error Correction), TDM 수신기로 수신된 TDM 신호를 역다중화하여 복원하고 병렬데이터로 변환하는 TDM 역다중화기(432-3), TDM 신호를 CDM 신호로 변환하는 CDM 변조기 및 복조된 신호의 특성에 따른 파라미터를 연산 처리하기 위한 마이크로프로세서(432-5)를 포함한다.
아울러, 갭필러(430)의 TDM 튜너에 인가되는 LNB(420)의 신호를 수신하여 복조하고, 복조방식 또한 코히어런트 복조방식을 채용함으로써, 신호처리부(432)에서 LNB(420)의 수신신호에 대한 주파수 변화를 인식할 수 있게 된다.
도 4에서는 LNB(420)의 수신신호를 복조 및 에러 정정하는 과정을 간략히 설명하기 위하여 국제전기통신연합에서 권고하는 무선방송 표준안인 ITU-RBO.1130-4에서 제시 하고있는 디지털 시스템 E에 따른 위성방송 시스템의 갭필러(430)에서 사용하는 위성수신장치 중 TDM 튜너가 도시된다.
즉, TDM 튜너의 입력단으로 LNB(420)의 중간주파수가 송신되면서 튜너부(431)에서 기저 대역으로 변환된 신호가 QPSK 복조기(432-1) 복조되며, 오류를 최소화하기 위한 비터디디코딩, 디인터리빙, 디스크램블링 등을 포함하는 FEC(432-2) 의 일련과정을 수행한 후, TDM 복조된 신호를 CDM 변조하고, 디 플레이머 등을 거치게 된다.
이와 같은 과정을 거치며 TDM 튜너는 신호복조 및 신호에러를 정정하게 되고, 수신되는 반송파가 자동위상 제어 등에 의하여 복구되는 과정에서 감지되는 주파수 에러신호와, LNB(420)로부터 수신되는 중간주파수의 변화에 따라 검파회로의 전압변동분을 국부발진측으로 궤환시켜 국부발진주파수를 보정하여 안정된 중간주파수로 유지하게 하는 AFC 회로를 거치며 감지되는 주파수 에러신호가 신호처리부(432)의 마이크로프로세서(432-5)로 인가된다.
이렇게 인가된 두 신호는 마이크로프로세서(432-5)의 각 레지스터에 저장되고, TDM 튜너를 안정적으로 동작시키기 위한 내부 마스터 클럭과 심볼레이트를 TDM 튜너 설정 및 검출부를 통하여 설정한 것이 또 다른 각 레지스터에 저장된다.
또한, 반송파 복구를 위한 루프 필터의 코히어런트 값을 설정한 것도 또 다른 레지스터에 저장된다.
이와 같이 마이크로프로세서(432-5)의 레지스터에 설정되어 저장된 값들은 LNB(420)의 주파수 에러값을 정확히 측정하기 위한 연산 알고리즘을 구현하는 데에 사용되는 파라이터들로 이용된다.
아울러, TDM 튜너에서의 캐리어 캡처 범위는 능동소자가 포함되어 시간이 경과되고 소자의 열화로 인하여 특성주파수가 틀어지는 것을 감지하기 위한 설정 범위로써, 본 실시예에서는 센터주파수를 기준으로 마이너스 5MHz로부터 플러스 5MHz로 설정되었으며, 그 설정에 따라 캐리어 캡처 범위는 변동될 수 있다.
따라서, 마이크로프로세서(432-5)는 LNB(420)의 주파수 에러값을 측정하기 위한 연산 알고리즘을 구현하기 위하여, 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러값을 산출하기 위한 연산 알고리즘은 아래 수학식 1 으로 이루어진다.
Figure 112005029027100-pat00001
(Crrer : 반송파 복구에 의한 주파수 에러값, SMRT : 심볼 레이트, CRM : 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값, 256 : 비트당 에버리지)
여기서, 본 실시예에서는 심볼 레이트를 18.432Mbaud로 설정된다.
또한, LNB(420)의 출력단으로부터 인가되는 중간주파수가 AFC 회로를 거치는 과정에서 감지된 주파수 에러값을 산출하기 위한 연산 알고리즘은 아래 수학식 2 로 이루어진다.
Figure 112005029027100-pat00002
(Afcerr : 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값, AFCM : 자동주파수 보정과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값, CLKMST : 내부 마스터 클럭, 512 : I 채널과 Q 채널의 비트당 에버리지)
여기서, 본 실시예에서는 내부 마스터 클럭이 92MHz로 설정된다.
그리고, LNB(420)에서 발생된 총 주파수 에러값을 산출하기 위한 연산 알고리즘은 아래의 수학식 3 과 같이 구현되며, 위에 언급된 반송파 복구에 의한 주파수 에러값과 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 더한 값에 주파수 캡처 범위에서의 심볼 레이트별 주파수 오차 보정값을 더한다.
Figure 112005029027100-pat00003
(Frqerr :　TDM 튜너에서 검출되는 총 수신 주파수 에러값, Crrer : 반송파 복구에 의한 주파수 에러값, Afcerr : 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값, fOSCOFS : 심볼 레이트별 주파수 오차 보정 값, 100 : 보정 주파수를 노멀라이징)
추가하여, 주파수 오차 보정값이 캐리어 캡처 범위 이내이면 설정되는 값이 없게 되는 것이 바람직하다.
이와 같은 갭필러(430)는 위성주파수인 초고주파를 수신하는 것으로써, LNB(420) 주파수 에러 측정단위는 지상에서의 일반주파수보다 그 주파수 단위가 많이 상회하여 MHz 단위로 정밀하게 측정하는 것이 바람직하며, 더 정밀하게 측정하기 위하여 헤르츠 단위를 더욱 작게 할 수도 있다.
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 갭필러(430)에서 LNB(420) 주파수 에러를 측정하는 방법에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNB(420)에서의 주파수 에러값을 산출하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 위성 DMB 방송 서비스를 위해 DMB 기지국(200)에서 DMB 위성으로 CDM 및 TDM 방송신호를 Ku-Band(13GHz)를 통해서 송출한다.(S1)
DMB 위성은 S-Band(2.6GHz)를 통해서 원형편파 형태의 CDM 신호를 위성수신기(500)로 전송하고, 갭필러(430) 등으로 설비된 지상 보조 중계설비(400)로 직선편파 형태의 TDM 신호를 보낸다.
DMB 위성으로부터 TDM 신호를 전송받은 지상 보조 중계설비(400)의 갭필러(430)는 위성신호가 직접 도달할 수 없는 음영직역에 신호를 보내기 위하여 설비되며, 위성의 TDM 신호가 LNB(420)에서 위성수신기(500)에 설정된 주파수로 변환되고, 이렇게 변환된 중간주파수는 갭필러(430)로 수신된다.(S3)
갭필러(430)로 수신된 중간주파수는 갭필러(430)의 TDM 튜너에 의하여 코히어런트 복조 및 에러를 정정하게 된다. 발생된 에러신호 중에 반송파 복구로 인하여 감지된 주파수 에러신호와 수신된 중간주파수가 안정된 주파수로 유지되도록 하기 위하여 AFC회로를 거쳐 감지되는 주파수 에러신호가 마이크로프로세서(432-5)로 인가된다.(S5)
이렇게 인가된 두 주파수 에러신호는 각 레지스터에 저장되고, TDM 튜너를 설정하는 과정에서 내부 마스터 클럭, 심볼 레이트, 반송파 캡처 범위, 반송파 복구를 위한 루프 필터 코히어런트 설정 값들이 레지스터 형태로 저장되어 LNB(420)에서의 주파수 에러값을 측정하기 위한 파라미터로 활용된다.(S7)
따라서, 마이크로프로세서(432-5)는 반송파 복구에 의한 주파수 에러값을 산출하기 위하여 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 설정 된 심볼 레이트를 곱하고 평균값을 산출하는 과정으로 진행된다.(S9)
또한, 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 산출하기 위하여, 중간주파수를 보정하기 위한 AFC 회로에 의해 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 내부 마스터 클럭의 레지스터 값을 곱하고, I 채널 및 Q 채널의 평균값을 산출하는 연산 알고리즘이 수행된다.(S11)
그리고, LNB(420)에서 발생된 총 주파수 에러의 수치값을 측정하기 위하여 위의 반송파 복구에 의한 주파수 에러값과 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 더하고, 이 더한 값에 주파수 캡처 범위에서의 심볼 레이트별 주파수 오파 보정값을 더하는 과정들이 수행되면서 갭필러(430)의 TDM 튜너에서 검출된 파라미터를 활용하여 정확한 LNB(420)의 총 주파수 에러값이 산술된다.(S13)
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에서는 LNB의 출력단에 연결된 TDM 튜너로부터 코히어런트 복조방식에 따른 특성 파라미터를 검출하여 소정의 연산 알고리즘을 구현함으로써, LNB 내부의 소자가 열화되면서 발생하는 주파수 에러값을 정확히 측정할 수 있게 되고, LNB의 교체주기를 정확히 예측하여 효율적인 위성 서비스망을 설계할 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 위성방송 시스템의 지상 보조 중계설비인 갭필러에 의해 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템에 있어서,
    방송위성으로부터 수신된 주파수를 위성수신기의 주파수로 변환하기 위한 LNB;
    상기 LNB에서 변환된 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 신호에러를 정정하기 위한 TDM 튜너; 및
    상기 TDM 튜너에서 복조된 신호의 특성에 따른 파라미터를 연산 처리하기 위한 마이크로프로세서를 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 TDM 튜너에서 검출된 파라미터를 이용한 소정의 연산 알고리즘에 의하여, 상기 LNB에서의 주파수 에러값을 측정하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 TDM 튜너는,
    상기 수신된 중간주파수의 변화를 감지하며 신호를 복조하기 위해 코히어런트 복조회로가 구비되는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    자동 위상제어를 행하여 반송파 복구를 위한 루프 필터의 코히어런트 값을 설정하기 위한 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    반송파 복구하며 감지된 주파수 에러신호가 저장되기 위한 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    심볼레이트를 설정하기 위한 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    반송파 복구과정에서 감지되는 주파수 에러신호를 인가받아 아래 수학식 4;
    Figure 112005029027100-pat00004
    (Crrer : 반송파 복구에 의한 주파수 에러값, SMRT : 심볼 레이트, CRM : 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값, 256 : 비트당 에버리지)
    에 의한 연산 알고리즘을 수행하여 주파수 에러값을 산출하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 TDM 튜너로 수신되는 중간주파수의 변화에 따라 국부발진 주파수를 보정하는 AFC 회로에 의하여 감지된 주파수 에러신호가 저장되기 위한 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 TDM 튜너를 안정적으로 동작시키기 위한 내부 마스터 클럭이 설정되는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 LNB의 출력 단으로부터 인가되는 중간주파수가 검파회로를 거치며 생성되는 전압변동분이 궤환되면서 변동된 주파수를 보정하는 과정에서 감지된 주파수 에러신호를 인가받아 아래 수학식 5;
    Figure 112005029027100-pat00005
    (Afcerr : 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값, AFCM : 자동주파수 보정과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값, CLKMST : 내부 마스터 클럭, 512 : I 채널과 Q 채널의 비트당 에버리지)
    에 의한 연산 알고리즘을 수행하여 주파수 에러값을 산출하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  10. 청구항 3 내지 청구항 5, 청구항 7 및 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 각 레지스터에 저장된 값이 상기 LNB에서 발생된 주파수 에러값을 측정하기 위한 파라미터가 되는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 TDM 튜너는,
    반송파의 캡처 범위를 마이너스 5MHz부터 플러스 5MHz로 설정하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  12. 청구항 6 또는 청구항 9에 있어서, 상기 마이크로프로세서는,
    반송파 복구에 의한 주파수 에러값(Crrer)과 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값(Afcerr)을 더한 값에, 심볼 레이트별 주파수 오차 보정값을 추가로 더하는 아래 수학식 6;
    Figure 112007032082657-pat00006
    (Frqerr :　TDM 튜너에서 검출되는 총 수신 주파수 에러값, Crrer : 반송파 복구에 의한 주파수 에러값, Afcerr : 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값, fOSCOFS : 심볼 레이트 별 주파수 오차 보정 값, 100 : 보정 주파수를 노멀라이징)
    에 의한 연산 알고리즘을 수행하여 TDM 튜너에서 감지되는 총 주파수 에러값을 산출하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 시스템.
  13. 위성방송 시스템의 지상 보조 중계설비인 LNB에 의한 주파수 변환과정을 거치며 발생하는 주파수 에러값을 측정하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 방송위성이 CDM 신호를 위성 수신기로 송출하고, TDM 신호는 상기 지상 보조 중계설비로 송출하는 단계;
    (b) 상기 LNB로 수신되는 상기 TDM 신호가 위성 수신기의 주파수로 변환되는 단계;
    (c) 상기 LNB의 출력단과 연결된 TDM 튜너가 중간주파수를 수신하여 신호복조 및 에러신호를 정정하는 단계;
    (d) 상기 TDM 튜너에서 반송파 복구로 인해 감지된 주파수 에러신호와 상기 수신된 중간주파수가 안정 주파수로 보정되면서 감지된 주파수 에러신호가 마이크로프로세서로 인가되는 단계; 및
    (e) 상기 마이크로프로세서로 인가되는 에러신호와 상기 TDM 튜너로부터 검출된 파라미터들을 이용하여 상기 LNB에서의 주파수 에러값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 (e)단계는,
    (e-1) 반송파 복구에 의한 주파수 에러값을 산출하기 위하여 상기 반송파 복구과정에서 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 설정된 심볼 레이트를 곱하고 평균값을 산출하는 단계;
    (e-2) 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 산출하기 위하여 중간주파수를 보정하기 위한 AFC 회로에 의해 감지된 주파수 에러신호의 레지스터 값과 내부 마스터 클럭을 곱하고 I 채널 및 Q 채널의 평균값을 산출하는 단계; 및
    (e-3) 상기 반송파 복구에 의한 주파수 에러값과 상기 자동주파수 보정에 따른 주파수 에러값을 더한 값에 주파수 오차 보정값을 더하여 상기 LNB에서의 총 주파수 에러값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, (e-3) 단계는,
    주파수 오차 보정값이 캐리어 캡처 범위 이내로 측정되면 주파수 오차 보정값은 제로가 되는 것을 특징으로 하는 갭필러에서 엘앤비 주파수 에러를 측정하기 위한 방법.
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