KR100779743B1 - Apparatus and method for diversity of broadcasting service mobile terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 방송수신 단말기의 다이버시티 수신장치는 이동통신 신호와 갭 필러 신호를 수신하는 제1안테나와, 위성 방송신호를 수신하는 제2안테나와, 상기 제1및 제2안테나에 수신된 신호를 보다 낮은 주파수 신호로 변환하는 알에프부와, 상기 변환된 신호로부터 오디오 신호와 비디오 신호를 복원하는 신호복원 모듈을 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는 편파 특성이 우수한 원 편파 안테나를 패치 형태로 제작하여 내장함으로써, 방송수신 휴대단말기를 보다 소형화할 수 있다. 또한, 방송을 수신할 때마다 외장형 안테나를 부착해야 하는 종래 방송 수신 휴대단말기의 문제점을 해결하였다. 또한, 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는 원 편파의 편파 특성이 우수하며, 기수회 반사파 수신 억제 효과로 인해 다이버시티 브랜치의 수신 효과도 크게 향상시켰다. 또한 원 편파를 이용하여 공간적 편파 다이버시티를 함으로써, 다중 경로 페이딩(Multi path fading)환경에서 발생되는 수신감도 경감 현상을 없앨 수 있다. 그리고 2개의 안테나만을 사용함으로써, 3개의 안테나(외장형 DMB안테나 포함)를 사용해야 했던 종래 휴대 단말기에 비해 제조가 용이하고 부품비용 감소에 따른 경제적 효과가 있으며, 휴대가 간편하다는 장점을 갖는다.The diversity receiver of a broadcast receiving terminal according to the present invention includes a first antenna for receiving a mobile communication signal and a gap filler signal, a second antenna for receiving a satellite broadcast signal, and a signal received at the first and second antennas. The RF unit converts the signal into a lower frequency signal, and a signal restoring module for restoring an audio signal and a video signal from the converted signal. In the diversity receiver according to the present invention, a circularly polarized antenna having excellent polarization characteristics is manufactured and built in a patch shape, thereby miniaturizing the broadcast receiving mobile terminal. In addition, it solves the problem of the conventional broadcast receiving portable terminal to attach an external antenna each time a broadcast is received. In addition, the diversity receiver according to the present invention has excellent polarization characteristics of circular polarization, and greatly improves the reception effect of the diversity branch due to the suppression of the echo reflected wave reception. In addition, spatial polarization diversity using circular polarization eliminates a reduction in reception sensitivity generated in a multipath fading environment. In addition, by using only two antennas, compared to the conventional portable terminal, which had to use three antennas (including an external DMB antenna), it is easy to manufacture, has an economic effect due to reduced component cost, and has an advantage of easy portability.
DMB, 위성DMB, 편파 다이버시티 DMB, satellite DMB, polarization diversity
Description
도1은 일반적인 위성 DMB 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a typical satellite DMB system.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 다이버시티 수신장치의 구성도.2 is a block diagram of a diversity receiver according to an embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 : 지상의 방송센터 20 : 위성10: terrestrial broadcasting center 20: satellite
30 : 갭 필터(Gap filler) 40 : 단말기 30: gap filler 40: terminal
110 : 듀얼밴드 안테나 120 : DMB안테나110: dual band antenna 120: DMB antenna
130 : 알에프(RF)부 134 : 제1알에프 칩130: RF part 134: first RF chip
138 : 제2알에프 칩 140 : DMB 에이브이(AV) 모듈138: second RF chip 140: DMB AV module
본 발명은 휴대단말기에 관한 것으로, 특히 위성방송 수신기능을 갖는 휴대단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a portable terminal, and more particularly, to a portable terminal having a satellite broadcasting reception function.
현재 서비스 중인 아날로그 방송은 원래 고정 수신용으로 개발되었으므로 수신자가 보행 중 또는 차량 운행 중인 경우, 수신 음질이 저하되고 높은 출력과 넓 은 주파수 대역을 요구한다.Analog broadcasting currently in service was originally developed for fixed reception, so when the receiver is walking or driving a vehicle, the reception sound quality deteriorates and requires high output and a wide frequency band.
이 같은 문제를 해결하기 위해, 현재 세계 각 지역에서는 디지털 오디오 방송의 표준화 및 상용화가 진행되고 있으며, 디지털 오디오 방송 표준으로 유레카-147(Eureka-147)을 채택한 유럽에서는 DAB(Digital Audio Broadcasting), 미국에서는 DAR(Digital Audio Radio), 캐나다에서는 DRB (Digital Radio Broadcasting), 국제전기통신연합(ITU-R)에서는 DSR(Digital Sound Broadcasting)라는 명칭으로 사용되고 있으며, 국내(Korea)에서는 정보통신부 주관으로, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)라는 명칭으로 사용되고 있다.In order to solve this problem, the standardization and commercialization of digital audio broadcasting is currently in progress in various regions of the world, and in Europe, which adopts Eureka-147 as the digital audio broadcasting standard, Digital Audio Broadcasting (DAB), USA Is used as DAR (Digital Audio Radio) in Canada, DRB (Digital Radio Broadcasting) in Canada, and DSR (Digital Sound Broadcasting) in ITU-R.In Korea, it is managed by the Ministry of Information and Communication. It is used as the name (Digital Multimedia Broadcasting).
이와 같이, 표준화 및 상용화가 진행중인 디지털 오디오 방송은 차세대 방송용으로 개발되었으며, 도심지의 전파환경과 잡음에 강하여 소출력으로 전송하여도 고속으로 주행하는 차량에서 CD수준의 음질을 수신할 수 있다. 또한, 기존의 "듣는 방송"에서 "보고 듣는 방송"으로 라디오 방송의 개념을 확장시켰으며, 음악 방송 외에도 뉴스, 교통정보, 기상정보, 지리 위치 정보, 동영상 정보 등 다양한 멀티미디어 정보를 문자와 그래픽으로 전송할 수 있다. As such, digital audio broadcasting, which is being standardized and commercialized, has been developed for the next generation broadcasting, and is capable of receiving CD-level sound quality in a vehicle that runs at high speed even when transmitted at a low power due to strong radio wave environment and noise in urban areas. In addition, the concept of radio broadcasting has been expanded from the existing "listening broadcast" to "looking and listening broadcast". In addition to music broadcasting, various multimedia information such as news, traffic information, weather information, geographic location information, video information, etc. can be converted into text and graphics. Can transmit
국내 정보통신에 의해 명명된 DMB, 즉 디지털 멀티미디어 방송은 음성방송이 디지털화가 됨에 따라 종전의 AM과 FM라디오 형태를 넘어 고품질 수준의 CD음질, 문자나 그래픽, 동화상까지 1.5Mbit/sec의 데이터 전송이 가능한 다양한 데이터 서비스, 양방향성, 우수한 이동수신 품질 등을 제공하는 차세대 방송 기술이다.DMB, or digital multimedia broadcasting, named by Korea's telecommunications industry, is capable of transmitting 1.5Mbit / sec of data to high-quality CD sound quality, text, graphics, and moving images beyond the conventional AM and FM radio formats as voice broadcasting becomes digital. It is the next generation broadcasting technology that provides various data services, two-way interactivity, and excellent mobile reception quality.
국내(Korea)의 통신단말기 제조사들은 현재, 이러한 DMB기술이 적용된 휴대단말기를 개발 중이거나 이미 개발하여 소비자들에게 판매하고 있다.Korean communication terminal manufacturers are currently developing or already developing and selling mobile terminals using DMB technology to consumers.
위성 방송을 서비스하는 위성 DMB 시스템의 경우, 위성이 직접 원형 편파를 통해서 방송신호를 지상의 단말기나 기타 수신장치에 송신하거나 또는 지상의 갭 필러(Gap filler)나 중계소를 통해, 위성 방송 신호를 단말기에 간접적으로 송신한다. 특히, 위성의 신호가 도달하지 못하는 음영지역에서는 Gap filler를 이용하여 방송신호를 단말기에 송신한다. In the case of satellite DMB systems that service satellite broadcasting, the satellite transmits the broadcast signal directly to the terrestrial terminal or other receiver through circular polarization, or the satellite broadcast signal is transmitted through the ground gap filler or relay station. Send indirectly to In particular, in a shaded area where satellite signals cannot reach, a broadcast signal is transmitted to the terminal using a gap filler.
도1은 일반적인 위성 DMB 시스템의 구성을 나타낸 것이다.1 shows a configuration of a general satellite DMB system.
일반적인 위성 DMB 시스템은, 지상의 방송센터(10)가 각종 멀티 미디어 콘텐츠를 Ku밴드 주파수를 통해 위성으로 쏘아 올리면, 위성(20)이 이를 S밴드 주파수(2.630 ~ 2.655GHz)로 단말기(40)에 직접 송출하거나 또는 Ku밴드로 지상의 갭 필터(Gap filler, 30)를 통해 다시 S밴드로 지상의 각 가입자에게 전송하는 방식으로, 방송 서비스를 수행한다.In the general satellite DMB system, when the
상기 갭 필러(30)는 위성으로부터 직접 방송 서비스를 수신하기 어려운 음영지역에서도 수신이 가능하도록 방송신호를 보내주는 일종의 지상 중계기이다. 이러한 위성 DMB 시스템의 신호는 무선 환경이나 대기 변화에 민감하며, 무선 환경이나 대기 변화의 미세한 변화에도 많은 영향을 받는다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 갭 필러가 위성 DMB 시스템의 음영지역에 설치되지만, 갭 필러를 설치하는 것은 경제적으로나, 시간적(또는 공간적)으로 많은 어려움이 있다. The
상기 단말기(40)에는 위성방송의 수신을 위해 필요한 접시형(Parabolic) 안테나를 사용하지 않고 이동전화기용으로 사용되는 폴(Pole)안테나가 일반적으로 사용된다.In the
종래 휴대단말기의 다이버시티 수신장치는 공간적으로 이격 된 두 안테나를 이용하여 DMB신호 수신을 하였다. 그 중, 한 안테나는 CDMA 및 위성 DMB 겸용 듀얼밴드(Dual Band) 안테나이며 다른 하나는 갭 필러 전용 안테나이다. 그래서 이들 두 안테나를 휴대단말기 내에 일정 거리 이격시킴으로써 공간적인 효과만을 얻었다. The diversity receiver of a conventional mobile terminal receives a DMB signal using two antennas spaced apart from each other. One of them is a dual band antenna for CDMA and satellite DMB, and the other is a gap filler dedicated antenna. Thus, the two antennas are separated from each other within a certain distance to obtain only a spatial effect.
또한, 위성신호를 직접 받기 위해서는 휴대단말기에 외장형 위성 전용 안테나를 부착시켜야 했다. 이때 상기 갭 필러용 안테나의 신호경로(path)는 오프(off)되므로, 위성 전용 안테나 경로를 통해서만 위성신호를 수신하게 된다. 따라서, 종래의 방식은 위성신호를 직접 받기 위해 가입자가 외장형 안테나를 가지고 다녀야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라 위성 안테나를 매번 착탈해야 하는 번거러움이 있었다. In addition, in order to receive satellite signals directly, an external satellite antenna had to be attached to the mobile terminal. In this case, since the signal path of the gap filler antenna is off, the satellite signal is received only through the satellite dedicated antenna path. Therefore, the conventional method is not only inconvenient for the subscriber to carry the external antenna to receive the satellite signal directly, but also has the inconvenience of having to detach the satellite antenna every time.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, The present invention is to solve the problems described above, the object is,
원 편파 안테나를 패치 형태로 내장하여 공간적인 편파 다이버시티를 수행하는 방송수신 단말기의 다이버시티 수신장치 및 방법을 제공하는데 있다. Disclosed is a diversity receiver and method for a broadcast receiving terminal that performs spatial polarization diversity by embedding a circular polarization antenna in a patch form.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대단말기의 다이버시티 수신장치는 In order to achieve the above object, the diversity receiver of a mobile terminal according to the present invention
이동통신 신호와 갭 필러 신호를 수신하는 제1안테나와, 위성 방송신호를 수신하는 제2안테나와, 상기 제1및 제2안테나에 수신된 신호를 IQ신호로 변환하는 알에프부와, 상기 IQ신호로부터 오디오 신호와 비디오 신호를 복원하는 신호복원 모듈을 포함하여 구성된다. A first antenna for receiving a mobile communication signal and a gap filler signal, a second antenna for receiving a satellite broadcast signal, an RF unit for converting signals received at the first and second antennas into an IQ signal, and the IQ signal; And a signal restoring module for restoring the audio and video signals.
바람직하게, 상기 제2안테나는 원 편파 패치 안테나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the second antenna is a circularly polarized patch antenna.
바람직하게, 상기 알에프부는 상기 제1안테나에 수신된 신호를 IQ신호로 변환하는 제1알에프 칩과, 상기 제2안테나에 수신된 신호를 IQ신호로 변환하는 제2알에프 칩으로 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the RF unit includes a first RF chip converting the signal received by the first antenna into an IQ signal, and a second RF chip converting the signal received by the second antenna into an IQ signal. .
바람직하게, 상기 제2안테나는 위성신호인 원 편파를 직접 수신하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the second antenna is characterized in that directly receiving a circular polarization of a satellite signal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대단말기의 다이버시티 수신방법은 In order to achieve the above object, the diversity receiving method of the mobile terminal according to the present invention
제1안테나를 통해 이동통신 신호 및 갭 필러 신호를 수신하는 과정과, 제2안테나를 통해 위성 방송신호를 수신하는 과정과, 상기 제1및 제2안테나에 수신된 신호를 IQ로 변환하는 과정과, 상기 IQ신호로부터 오디오 신호와 비디오 신호를 복원하는 과정으로 이루어진다.Receiving a mobile communication signal and a gap filler signal through a first antenna; receiving a satellite broadcast signal through a second antenna; converting signals received at the first and second antennas into IQ; And restoring an audio signal and a video signal from the IQ signal.
본 발명은 수신감도의 향상을 위해, 휴대단말기의 다이버시티 수신장치에 공간적인 편파 다이버시티 방법을 적용하도록 하는데 착안점을 두었다. The present invention has been made in order to apply a spatially polarized diversity method to a diversity receiver of a mobile terminal in order to improve reception sensitivity.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 다이버시티 수신장치의 구성도이다. 2 is a block diagram of a diversity receiver according to an embodiment of the present invention.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는As shown in Figure 2, the diversity receiver according to the present invention
Code Division Multiple Access (CDMA)신호와 갭 필러 신호를 모두 수신할 수 있는 듀얼밴드 안테나(110)와, 위성 DMB신호를 수신하는 DMB안테나(120)와, 상기 듀얼밴드 안테나(110)와 DMB안테나(120)에 수신된 신호를 IQ(In-phase Quadrature-phase)신호로 변환하는 알에프부(130)와, 상기 알에프부(130)로부터 IQ신호를 수신하여 오디오(Audio) 신호와 비디오(Video) 신호를 복원하는 위성 DMB 에이브이(AV) 모듈(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A
상기 알에프부(130)는 상기 듀얼밴드 안테나(110)에 수신된 신호를 IQ신호로 변환하는 제1알에프 칩(134)과 상기 DMB안테나(120)에 수신된 신호를 IQ신호로 변환하는 제2알에프 칩(138)으로 구성된다.The
본 발명은 상기 DMB안테나(120)로서, 위성신호인 원 편파를 직접 수신할 수 있는 원 편파 패치 안테나를 채용한다. 원 편파 패치 안테나는 사이즈가 매우 작아서 휴대단말기에 내장할 수 있다. As the
휴대단말기에 내장되는 상기 듀얼밴드 안테나(110)와 DMB안테나(120)는 일정 간격으로 이격 거리를 유지하도록 설계된다.The
도2를 참조하여, 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2, the operation of the diversity receiver according to the present invention will be described in detail as follows.
본 발명은 도2에 도시된 바와 같이, 상기 두 안테나(110, 120)를 이용하여 휴대단말기 내부에 공간적 다이버시티 브랜치를 구성한다.As shown in FIG. 2, the present invention configures a spatial diversity branch inside the portable terminal using the two
위성이 보이는 가시거리(Line of Sight, LOS) 환경 또는 갭 필러(Gap filler)가 설치되어 있지 않은 외곽 지역(예: 해상)에서, 본 발명에 따른 다이버시 티 브랜치는 일정한 이격 거리를 유지하고 있는 두개의 안테나 즉, CDMA 및 위성 DMB 겸용 안테나인 상기 듀얼밴드 안테나(110)와 위성신호를 수신 수 있는 DMB안테나(120)를 이용하여 방송신호를 수신하고, 수신된 신호를 상기 제1알에프 칩(134)과 제2알에프 칩(138)으로 각각 전달한다. 그리고 상기 두 알에프 칩(134, 138)에서 생성된 IQ신호를 상기 위성 DMB AV 모듈(140)로 전달하여 오디오(Audio) 신호와 비디오(Video) 신호를 복원한다.In a line of sight (LOS) environment where satellites are visible, or in outlying areas (eg, at sea) where gap fillers are not installed, the diversity branch according to the invention maintains a constant separation distance. Two antennas, that is, the
따라서, 본 발명은 가입자가 가시거리(LOS) 환경이나 갭 필러(Gap filler)가 설치되어 있지 않은 지역에 위치해 있을 경우, 원 편파 패치 안테나를 채용한 상기 DMB안테나(120)를 통해 위성의 방송신호를 직접 수신함으로써 공간적인 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. Therefore, in the present invention, when a subscriber is located in a field of view (LOS) environment or an area where a gap filler is not installed, a broadcast signal of a satellite via the
또한, CDMA기지국의 신호를 수신하는 경우, 수신신호의 강도가 비록 미약하여도 본 발명은 상기 듀얼밴드 안테나(110)와 DMB안테나(120) 2개의 브랜치를 이용한 공간적 편파 다이버시티를 통해 단말기의 수신감도를 높인다.In addition, in the case of receiving a signal of a CDMA base station, even if the strength of the received signal is weak, the present invention can receive the terminal through spatial polarization diversity using two branches of the
반면, 위성이 보이지 않는 비 가시거리(Non Line of Sight, NLOS)환경이나 또는 갭 필러(Gap filler)가 설치되어 있는 도심지역에서, 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는 상기 듀얼밴드 안테나(110)와 DMB안테나(120)를 통해, 방송신호를 수신하고 수신된 신호로부터 수직 또는 수평 편파 성분을 추출하여 다이버시티를 수행한다. 이렇게 하면 공간적인 효과를 얻을 뿐만 아니라, 기존 안테나와 수직 또는 수평 편파 특성을 이용하기 때문에 편파 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. On the other hand, in a city area where a satellite is not visible (Non Line of Sight, NLOS) environment or a gap filler (Gap filler) is installed, the diversity receiver according to the present invention is the
일반적으로, CDMA와 갭 필러 안테나에는 일반적으로 수직 편파 특성을 가지 는 안테나를 채용하는데, 원 편파 안테나를 이용하게 되면 원 편파의 편파 특성이 우수하여 페이딩(fading)에 강하며 기수회 반사파 수신 억제 효과로 인해 그 수신 특성이 좋다. 본 발명의 경우, 수직 수평 편파 다이버시티 브랜치에 비해 약 3dB 이상의 수신감도 효과가 있다. 본 발명은 공간 다이버시티의 경우에도 역시 3dB 정도 수신감도가 좋아진다. In general, the CDMA and the gap filler antenna generally employ an antenna having vertical polarization characteristics. When the circular polarization antenna is used, the polarization characteristics of the circular polarization are excellent to resist fading and to suppress the reception of reflected echoes. Due to its reception characteristics are good. In the case of the present invention, the reception sensitivity is about 3 dB or more compared to the vertical horizontal polarization diversity branch. In the case of spatial diversity, the present invention also improves the reception sensitivity by about 3 dB.
본 발명의 효과는 다음과 같다. The effects of the present invention are as follows.
본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는 편파 특성이 우수한 원 편파 안테나를 패치 형태로 제작하여 내장함으로써, 방송수신 휴대단말기를 보다 소형화할 수 있다. 또한, 방송을 수신할 때마다 외장형 안테나를 부착해야 하는 종래 방송 수신 휴대단말기의 문제점을 해결하였다. 또한, 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는 원 편파의 편파 특성이 우수하며, 기수회 반사파 수신 억제 효과로 인해 다이버시티 브랜치의 수신 효과도 크게 향상시켰다. In the diversity receiver according to the present invention, a circularly polarized antenna having excellent polarization characteristics is manufactured and built in a patch shape, thereby miniaturizing the broadcast receiving mobile terminal. In addition, it solves the problem of the conventional broadcast receiving portable terminal to attach an external antenna each time a broadcast is received. In addition, the diversity receiver according to the present invention has excellent polarization characteristics of circular polarization, and greatly improves the reception effect of the diversity branch due to the suppression of the echo reflected wave reception.
또한 원 편파를 이용하여 공간적 편파 다이버시티를 함으로써, 다중 경로 페이딩(Multi path fading)환경에서 발생되는 수신감도 경감 현상을 없앨 수 있다. 그리고 2개의 안테나만을 사용함으로써, 3개의 안테나(외장형 DMB안테나 포함)를 사용해야 했던 종래 휴대 단말기에 비해 제조가 용이하고 부품비용 감소에 따른 경제적 효과가 있으며, 휴대가 간편하다는 장점을 갖는다. In addition, spatial polarization diversity using circular polarization eliminates a reduction in reception sensitivity generated in a multipath fading environment. In addition, by using only two antennas, compared to the conventional portable terminal, which had to use three antennas (including an external DMB antenna), it is easy to manufacture, has an economic effect due to reduced component cost, and has the advantage of being portable.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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