KR101058819B1

KR101058819B1 - 멀티-채널 광대역 콘텐츠 분배 시스템

Info

Publication number: KR101058819B1
Application number: KR1020047006571A
Authority: KR
Inventors: 프랜체스커안소니; 장웨이민
Original assignee: 브로드로직 네트워크 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2011-08-23
Also published as: EP1451948A4; JP4230355B2; EP1451948B1; CN1613205B; JP2005508120A; US7353004B2; EP1451948A1; US20030083054A1; WO2003039036A1; KR20050042040A; CN1613205A

Abstract

콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 콘텐츠 분배 시스템의 콘텐츠 헤드 엔드 내에 포함될 수 있다. 이 시스템은 프로그램 멀티플렉서, 멀티-채널 변조 모듈, 채널 멀티플렉서, 디지털-아날로그 변환기, 및 주파수 블록-업 컨버터를 포함하며, 이들 모두는 순차적 구성으로 배열되어 있다. 개별적인 콘텐츠 프로그램을 나타내는 패킷들은 프로그램 멀티플렉서에 입력된다. 프로그램 멀티플렉서는 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱한다. 패킷들이 프로그램 멀티플렉서에 의해 출력 큐로 멀티플렉싱되는 방식은 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다. 출력 큐로부터의 패킷들은 이어서 멀티-채널 변조 모듈로 입력된다. 멀티-채널 변조 모듈은 패킷들을 수신하여 이들을 대응하는 RF 채널을 나타내는 여러가지 변조기로 라우팅한다. 여러가지 변조기는 이어서 개별적인 패킷들을 변조하여 대응하는 RF 신호를 발생한다. 이들 RF 신호는 이어서 채널 멀티플렉서에 의해 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱된다. 멀티-채널 RF 신호는 이어서 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하기 위해 디지털-아날로그 변환기로 보내진다. 주파수 블록-업 컨버터는 이어서 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 받아서 이를 전송을 위해 더 높은 주파수 대역으로 천이시킨다. 천이된 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 이어서 매체를 통해 하나 이상의 고객 구내 장비로 전송된다.

Description

멀티-채널 광대역 콘텐츠 분배 시스템{MULTI-CHANNEL BROADBAND CONTENT DISTRIBUTION SYSTEM}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2001년 11월 1일자로 출원된 미국 가특허출원 제60/335,928호의 우선권을 주장하며, 이는 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 광대역 통신에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

디지털 케이블, 위성, 및 지상파 방송 시스템과 같은 종래의 콘텐츠 분배 시스템은 수많은 RF 채널을 통해 콘텐츠 프로그램(예를 들어, 비디오, 오디오, 및 데이터)을 제공한다. 각각의 RF 채널은 다수의 콘텐츠 프로그램을 포함할 수 있으며, 임의의 주어진 콘텐츠 프로그램은 전적으로 단일 RF 채널을 통해 전달된다.

종래의 케이블 시스템에 있어서, 이러한 시스템의 다운스트림 신호는 종래에는 특정 주파수를 각각 갖는 균일 간격으로 있는 RF 채널들로 분할된다. 이 특정 주파수는 북미에서는 6MHz이고, 북미 이외의 지역에서는

MHz이다. 각각의 RF 채널은 하나 이상의 콘텐츠 프로그램의 전송을 처리하는 자체 콘텐츠 헤드 엔드(content head end) 장비를 갖는다. 도 1은 대표적인 콘텐츠 헤드 엔드(10)를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 각각의 콘텐츠 프로그램 또는 소스는 변조기(12), 디지털-아날로그 변환기(14), 및 주파수 변환기(16)를 포함한 순차적 구성으로 입력된다. 게다가, 고객 구내 측에서, 각각의 6MHz RF 채널은 전송되고 있는 콘텐츠 프로그램을 수신하기 위해 자체 아날로그 튜너 및 복조기를 필요로 한다. 고객 또는 최종 사용자는 리모콘 또는 다른 장치를 통해 콘텐츠 프로그램을 선택한다. 특정의 콘텐츠 프로그램을 선택하기 위해, 아날로그 튜너는 관심있는 콘텐츠 프로그램을 포함하는 RF 채널만을 출력하도록 설정되어 있다. 채널 복조기는 아날로그 튜너에 의해 수신된 신호를 복조한다. 콘텐츠 프로그램을 나타내는 복조된 신호는 이어서 텔레비전, VCR과 같은 비디오 디스플레이나 레코딩 장치, 또는 컴퓨터와 같은 데이터 네트워크 장치일 수 있는 최종 사용자 유닛으로 보내진다.

이상의 시스템과 관련된 한가지 한계점은 이 시스템이 비교적 좁은 대역폭을 갖는다는 것이다. 전술한 바와 같이, 각각의 RF 채널은 6MHz의 주파수로 제한되어 있다. 특정의 RF 채널로 보내지는 콘텐츠 프로그램이 대량의 정보를 가지고 있는 경우, 그를 전달하는 RF 채널이 제한된 대역폭을 가지기 때문에 전체 콘텐츠 프로그램을 전송하는데 더 오래 걸리게 된다. 예를 들어, 종래의 케이블 시스템의 전형적인 디지털 대역폭은 약 30-40Mbps로 제한되어 있다. 고화질 디지털 비디오는 약 5 기가바이트 (40 기가비트)의 디지털 콘텐츠를 필요로 한다. 이러한 파일을 다운로드하는 일은 15분 이상 걸릴 수 있다.

각각의 RF 채널의 대역폭을 증가시키기 위해, RF 채널의 주파수는 12MHz 및 24MHz 등의 더 높은 주파수로 확장될 수 있다. 그렇지만, 이러한 RF 채널 대역폭의 증대는 기존의 고객 구내 장비 등의 레거시 시스템과의 비호환성으로 인해 단지 제한된 성공만을 거두었다. 현재에도 여전히 사용되고 있는 수많은 레거시 시스템이 있으며, 그의 대부분은 RF 채널 대역폭의 증대를 처리, 즉 그에 대처할 수 없다. 예를 들어, 6MHz RF 채널을 처리하도록 설계되어 있는 디지털 셋톱 박스 내의 아날로그 튜너 및 복조기는 12MHz 또는 24MHz RF 채널을 선택하여 복조할 수 없다.

이상의 시스템과 관련된 또 하나의 한계점은 그 시스템이 가용 대역폭을 효율적으로 이용하지 않는다는 것이다. 디지털 시스템에서, 콘텐츠 프로그램은 RF 채널을 통해 전송되는 정보의 패킷으로 분할되며, 그 각각은 제한된 크기의 대역폭을 갖는다. 특정의 콘텐츠 프로그램의 패킷들을 전송하는데 필요한 RF 채널 대역폭 크기는 그 콘텐츠 프로그램에 있는 정보의 양에 의존한다. 게다가, RF 채널의 물리적 분리로 인해, 그 시스템은 가용 대역폭 전체를 이용할 수 없다. 예를 들어, RF 채널이 20Mbps의 전체 대역폭을 가지며 하나 이상의 디지털 비디오 프로그램이 각각 3-4Mbps의 대역폭을 갖는다고 가정하자. 다수의 디지털 비디오 프로그램을 수용한 후에, RF 채널은 일반적으로 그의 전체 대역폭 중 1-2Mbps가 남는다. 그렇지만, 이 남는 대역폭은 적어도 하나의 단일 디지털 비디오 프로그램을 지원하기에 충분하지 않기 때문에 통상 사용할 수 없다.

게다가, 전송되는 콘텐츠 프로그램의 총 패킷 수가 RF 채널을 완전히 채우지 않거나 그렇지 않고 남은 용량이 콘텐츠 프로그램을 전송하기에 충분하지 않은 경 우, 종래의 케이블 시스템은 정상적으로 동작하기 위해 널 패킷(null packet)을 RF 채널 내에 삽입한다. 이러한 널 패킷은 의사 랜덤 정보 등의 임의의 비트로 채워질 수 있다. 예를 들어, 2 단위의 2개의 콘텐츠 프로그램 각각이 5 단위의 콘텐츠 프로그램을 전달하기에 충분한 대역폭을 갖는 RF 채널에 의해 전달되는 경우, 시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 한 단위의 널 패킷이 RF 채널에 삽입되어진다. 이 일례에서, 한 단위 만큼의 대역폭이 실제로는 사용되지 않게 된다.

따라서, 콘텐츠 분배 시스템과 연계하여 사용하기 위한 것으로서 가용 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있고 또한 기존의 고객 구내 장비와 호환되는 방법 및 시스템을 제공한다면 바람직할 것이다.

콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 적어도 일부 실시예는 보다 낮은 비용, 보다 낮은 전력 소모, 보다 낮은 복잡도 및/또는 보다 우수한 성능을 특징으로 한다. 양호한 실시예는 기존의 고객 구내 장비와 호환된다.

본 발명의 전형적인 실시예는 콘텐츠 분배 시스템의 콘텐츠 헤드 엔드 내에 포함될 수 있는 시스템이다. 한 전형적인 실시예에서, 이 시스템은 프로그램 멀티플렉서, 멀티-채널 변조 모듈, 채널 멀티플렉서, 디지털-아날로그 변환기, 및 주파수 블록-업 컨버터(frequency block-up converter)를 포함하며, 이 모두는 순차적 구성으로 배열되어 있다.

프로그램 멀티플렉서는 다수의 콘텐츠 프로그램을 수신하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 개별적인 콘텐츠 프로그램을 나타내는 패킷들이 프로그램 멀티플렉서로 입력된다. 프로그램 멀티플렉서는 이 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱한다. 패킷들이 프로그램 멀티플렉서에 의해 출력 큐로 멀티플렉싱되는 방법은 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다. 한 전형적인 실시예에서, 프로그램 멀티플렉서는 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들을 수신하여 저장하는 다수의 버퍼와, 버퍼를 샘플링하여 하나 이상의 버퍼로부터의 패킷들을 출력 큐로 출력하는 데이터 샘플러를 더 포함한다.

출력 큐로부터의 패킷들은 이어서 멀티-채널 변조 모듈로 입력된다. 멀티-채널 변조 모듈은 그 패킷들을 수신하여 이들을 대응하는 RF 채널을 나타내는 여러가지 변조기로 라우팅한다. 이 여러가지 변조기는 이어서 개별적인 패킷을 사용하여 대응하는 RF 신호를 변조 및 발생한다. 한 전형적인 실시예에서, 멀티-채널 변조 모듈은 출력 큐로부터의 패킷들을 샘플링하여 이를 여러가지 변조기로 분배하도록 구성되어 있는 채널 샘플러를 더 포함한다. 채널 샘플러가 패킷들을 샘플링하여 여러가지 변조기에 분배하는 방법은 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다.

이어서, 멀티-채널 변조 모듈로부터의 RF 신호는 채널 멀티플렉서에 의해 디지털 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱된다. 디지털 멀티-채널 RF 신호는 이어서 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하기 위해 디지털-아날로그 변환기로 전달된다.

주파수 블록-업 컨버터는 이어서 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 받아서 이를 전송을 위해 더 높은 주파수 대역으로 천이시킨다. 천이된 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 이어서 매체를 통해 하나 이상의 고객 구내 장비로 전송된다.

다른 대안에서, 출력 큐로부터의 패킷들은 각각 다수의 단일 채널 변조기로 입력된다. 각각의 단일 채널 변조기는 디지털-아날로그 변환기에 연결되어 있다. 각각의 디지털-아날로그 변환기는 이어서 주파수 블록-업 컨버터에 연결되어 있다. 여러가지 주파수 블록-업 컨버터로부터의 신호는 이어서 RF 채널 멀티플렉서에 입력된다. RF 채널 멀티플렉서는 이어서 주파수 블록-업 컨버터로부터의 신호를 선택적으로 멀티플렉싱하여 매체를 통해 하나 이상의 고객 구내 장비로 전송한다.

다수의 RF 채널을 하나의 가상 광대역 채널(virtual wide-band channel)로 합성함으로써, 즉 콘텐츠 프로그램을 전송을 위해 다수의 RF 채널 전역에 확산시킴으로써, 유효 대역폭이 전체 가용 대역폭과 거의 일치하도록 만들 수 있다. 즉, 하나의 가상 광대역 채널을 사용함으로써, 다수의 RF 채널로부터의 인접(contiguous) 신호 및 비인접(non-contiguous) 신호 모두가 서로 효과적으로 합성되어 하나의 단일 광역 채널처럼 동작한다. 이러한 대역폭 이용도의 향상으로 보다 광범위한 프로그래밍이 구현될 수 있게 된다. 예를 들어, 비디오 방송과 같은 몇몇의 구현에 관해서는, 서로 다른 대역폭 요구 사항을 갖는 서로 다른 유형의 영화 특집이 보다 효율적으로 전달될 수 있다. 이것은 다수의 RF 채널로부터의 일단의 인접 신호가 함께 그룹화되어 하나의 단일 광역 채널을 제공하는 종래의 광대역 채널의 사용에 비해 적어도 한가지 이점을 제공한다. 도면 및 청구항을 포함한 명세서의 나머지 부분을 참조하면 본 발명의 다른 특징 및 이점을 이해하게 될 것이다. 유사한 참조 번호가 동일하거나 기능상 유사한 구성요소를 나타내고 있는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 추가의 특징 및 이점은 물론 본 발명의 여러가지 실시예의 구조 및 동작에 대해 이하에서 상세히 기술되어 있다.

도 1은 전형적인 콘텐츠 헤드 엔드를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 2는 본 발명의 대표적인 태양을 간략히 나타낸 도면.

도 3은 본 발명과 연계하여 사용될 수 있는 종래의 케이블 시스템을 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 콘텐츠 헤드 엔드의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 멀티-채널 신호 발생기의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도.

도 6은 본 발명에 따른 프로그램 멀티플렉서의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도.

도 7은 본 발명에 따른 멀티-채널 변조기의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도.

도 8은 본 발명에 따른 멀티-채널 신호 발생기(112)의 다른 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도.

도 9는 본 발명과 연계하여 사용될 수 있는 고객 구내 장비의 한가지 가능한 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 10은 본 발명과 연계하여 사용될 수 있는 고객 구내 장비의 다른 가능한 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 11은 본 발명에 따른 콘텐츠 분배 시스템의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

도 12는 본 발명에 따른 콘텐츠 헤드 엔드의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도.

이제부터, 하나 이상의 전형적인 실시예의 형태로 된 본 발명에 대해 설명할 것이다. 본 명세서에서의 목적상, "멀티-채널 RF 신호"란 다수의 RF 채널을 전달하는 주어진 주파수 대역 내의 RF 신호를 말한다. 주파수 스펙트럼 내에서의 RF 신호 주파수 대역의 위치는 아주 낮은 주파수에서 아주 높은 주파수까지 변할 수 있다. 각각의 RF 채널은 RF 신호 주파수 대역의 특정 부분을 차지하는 RF 채널 대역폭에 의해 특징지워진다. 각각의 RF 채널은 또한 RF 채널 대역폭 내에 속하는 반송파 신호에 의해 특징지워진다. RF 채널은 특정의 응용에 따라 아날로그 또는 디지털일 수 있다.

각각의 RF 채널은 하나 이상의 콘텐츠 프로그램을 전달할 수 있다. 각각의 콘텐츠 프로그램은 전체적으로 또는 부분적으로 그 콘텐츠 프로그램을 전송하는 데 사용되는 RF 채널의 반송파 주파수에 중첩된다. 콘텐츠 채널, 콘텐츠 스트림(content stream), 또는 프로그램 피드(program feed)라고도 하는 콘텐츠 프로그램은 가입자에 의해 액세스 또는 사용될 수 있는 정보를 포함한다. 예를 들어, 콘텐츠 프로그램은 텔레비전 상에서 채널 6으로서 지정되어 Discovery Channel

을 전달하도록 변조될 수 있다. 게다가, 단일 콘텐츠 프로그램은 또한 오디오, 비디 오, 디지털 데이터, 조건부 액세스 데이터 등과 같은 하나 이상의 특수 카테고리의 정보를 전달하도록 변조될 수 있다. 예를 들어, 하나는 오디오 정보를 전달하고 다른 하나는 비디오 정보를 전달하는 2개의 콘텐츠 프로그램은 Discovery Channel

을 제공하기 위해 텔레비전에 입력될 수 있다. 콘텐츠 프로그램은 프로그램 제공자에 의해 사전 프로그램 또는 선택될 수 있다. 용어 "디지털 콘텐츠" 또는 "데이터 스트림"은 디지털 형태로 되어 있는 콘텐츠 프로그램을 기술하는 데 사용될 수 있다. 콘텐츠 프로그램이 아날로그인지 디지털인지는 특정의 응용에 달려 있다.

본 발명의 전형적인 실시예에 따르면, 다수의 RF 채널이 가상 광대역 채널로서 총괄적으로 관리된다. 다수의 RF 채널의 개별적인 주파수 또는 대역폭은 특정의 설계 또는 응용에 따라 다를 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 게다가, 다수의 RF 채널은 인접 채널이거나 비인접 채널일 수 있다. RF 채널을 가상 광대역 채널로서 관리함으로써, 모든 RF 채널로부터의 총 가용 대역폭이 보다 효율적으로 이용된다. 보다 구체적으로는, 콘텐츠 프로그램은 하나의 단일 전용 RF 채널을 통해 전송될 필요가 없다. 그 대신에, 콘텐츠 프로그램은 적절한 부분들로 분할될 수 있다. 이들 부분은 이어서 총 가용 대역폭의 보다 효율적인 사용이 가능하도록 다수의 RF 채널을 통해 전송된다.

예를 들어, 임의의 주어진 시간에, 하나의 RF 채널이 하나 이상의 콘텐츠 프로그램을 전달할 수 있다. 다른 대안에서는, 임의의 주어진 시간에, 2개 이상의 RF 채널이 결합하여 단일 콘텐츠 프로그램을 전달할 수 있다. 즉, 하나의 콘텐츠 프로그램이 별개의 부분들로 분할되어 2개 이상의 RF 채널을 통해 전달될 수 있다. 그 모두가 콘텐츠 프로그램을 전달하는 2개 이상의 RF 채널은 인접한 채널일 수 있지만 꼭 그럴 필요는 없다. 게다가, 콘텐츠 프로그램의 부분들은 동시에 또는 서로 다른 때에 2개 이상의 RF 채널을 통해 전달될 수 있다. 디지털 구현에서, 이러한 부분들은 "패킷"이라고 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 전형적인 태양을 간략히 나타낸 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 3개의 RF 채널(20, 22, 24)이 있다. 이들 RF 채널(20, 22, 24)은 서로 다른 대역폭, 즉 10Mbps, 15Mbps, 및 20Mbps를 각각 갖는다. RF 채널(20)의 대역폭은 3Mbps의 미사용 용량을 갖는다. 이와 유사하게, RF 채널(22, 24)의 대역폭도 각각 1Mbps 및 2Mbps의 미사용 용량을 갖는다. 전송될 콘텐츠 프로그램은 적절한 부분들로 분할된다. 3개의 RF 채널(20, 22, 24)의 개별적인 미사용 용량을 사용하여, 이들 부분은 그에 따라 전송을 위해 3개의 RF 채널(20, 22, 24)로 라우팅된다. 그 결과, 3개의 RF 채널(20, 22, 24)의 총 가용 대역폭은 보다 효율적으로 이용된다. 상기 예시는 3개의 RF 채널(20, 22, 24)을 통해 집합적으로 전송되는 하나의 콘텐츠 프로그램을 도시한 것에 불과하다. 그렇지만, 2개 이상의 콘텐츠 프로그램이 분할되어 다수의 RF 채널을 통해 라우팅될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, RF 채널은 2개의 콘텐츠 프로그램의 개별적인 부분들을 수용하기에 충분한 미사용 용량, 즉 대역폭을 가질 수 있다. 본 명세서에 제공된 개시 내용에 기초하면, 당업자에게는 총 가용 대역폭의 이용도를 최대화하기 위해 콘텐츠 프로그램이 어떻게 분할되어 다수의 RF 채널을 통해 분배되는지가 분명하게 될 것이다.

선택에 따라서는, 다수의 RF 채널 중 하나 이상이 특정의 콘텐츠 프로그램을 전송하는 데 전용될 수 있다. 이것은 특정의 콘텐츠 프로그램의 보다 빠른 전송이 중요한 상황에서는 바람직할 수 있다. 특정의 콘텐츠 프로그램을 전용 RF 채널을 통해 전송함으로써, 일반적으로 고객 구내 장비가 콘텐츠 프로그램을 재구성하는 데 요구되는 처리가 더 적어진다.

게다가, 선택에 따라서는, 다수의 RF 채널 중 하나 이상이 콘텐츠 프로그램을 특정의 고객 구내 장비로 전송하는 데 전용될 수 있다. 이것은 고객 구내 장비가 특정 주파수를 갖는 RF 채널로부터 수신되는 신호를 처리하도록 설비되어 있을 뿐인 경우 바람직할 수 있다. 예를 들어, 어떤 기존의 또는 레거시 고객 구내 장비는 6MHz RF 채널로부터의 신호를 처리할 수 있을 뿐인 경우가 있다.

도 3은 본 발명과 연계하여 사용될 수 있는 종래의 케이블 시스템(100)을 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 본 명세서에 제공된 개시 내용에 기초하면, 당업자에게는 종래의 케이블 시스템(100)과 연계하여 본 발명이 어떻게 구현되고 실시될 수 있는지 명백할 것이다. 본 발명은 또한 지상파 무선 시스템 및 디지털 위성 시스템 등의 다른 유형의 콘텐츠 분배 시스템과 함께 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 케이블 시스템(100)은 다수의 콘텐츠 프로그램(P_1...N)을 처리한다. 케이블 시스템(100)은 콘텐츠 프로그램(P_1...N)을 수신하여 처리하는 콘텐츠 헤드 엔드(content head end, CHD)(102)를 포함한다. 처리된 콘텐츠 프로그램(P_1...N)은 이어서 매체(104)를 통해 고객 구내 장비(customer premises equipment, CPE)(106)를 갖추고 있는 한 명 이상의 가입자에게 하나 이상의 멀티-채널 RF 신호로서 전송된다. CPE(106)는 하나 이상의 멀티-채널 RF 신호를 수신하고 이들을 처리하여 콘텐츠 프로그램(P_1...N)을 추출하며, 이 콘텐츠 프로그램은 이어서 하나 이상의 최종 사용자 유닛(108)으로 전송된다. 때로는 프레젠테이션 유닛(presentation unit)이라고도 하는 최종 사용자 유닛(108)은 컴퓨터, 저장 장치, 디스플레이 장치, 텔레비전, 그리고 VCR 및 PVR 등의 비디오 레코딩 장치 등의 다수의 장치 중 하나일 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 CHE(102)의 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 도 4를 참조하면, CHE(102)는 프로그램 멀티플렉서(110) 및 멀티-채널 신호 발생기(112)를 포함한 다수의 구성요소로 이루어져 있다. 멀티-채널 신호 발생기(112)는 때로는 물리 계층 하드웨어로 구현된다. 한 전형적인 실시예에서, CHE(102)의 여러가지 구성요소는 집적 칩 상에 구현될 수 있다. CHE(102)는 다음과 같은 전형적인 방식으로 동작한다. 콘텐츠 프로그램(P_1...N)은 프로그램 멀티플렉서(110)에 입력된다. 디지털 구현에서, 각각의 콘텐츠 프로그램은 프로그램 멀티플렉서(110)에 의해 패킷의 형태로 수신된다. 프로그램 멀티플렉서(110)는 콘텐츠 프로그램(P_1...N)의 개별적인 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱한다. 출력 큐로부터의 패킷들은 이어서 멀티-채널 신호 발생기(112)로 입력된다. 멀티-채널 신호 발생기(112)는 이어서 그 패킷들을 사용하여 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 형성한다. 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 패킷들을 여러가지 RF 채널로 멀티플렉싱 함으로써 형성된다. 이들 RF 채널은 인접 채널일 수도 그렇지 않을 수도 있으며, 그와 반대로 이들 RF 채널은 비인접 채널일 수도 있다. 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 이어서 매체(104)를 거쳐 전송되고 예를 들면 한번에 단일 RF 채널만을 수신할 수 있는 레거시 장비(106a) 및 다수의 RF 채널을 동시에 수신할 수 있는 최신 장비(106b)를 포함하는 고객 구내 장비(106)로 분배된다.

도 5는 본 발명에 따른 멀티-채널 신호 발생기(112)의 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 도 5를 참조하면, 멀티-채널 신호 발생기(112)는 멀티-채널 변조 모듈(114), 디지털-아날로그 변환기(116), 및 블록-업 컨버터(118)를 포함하는 다수의 구성요소로 이루어져 있다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이들 구성요소는 순차적 구성으로 배열되어 있다. 전형적인 실시예에서, 멀티-채널 신호 발생기(112)의 여러가지 구성요소는 단일 칩 상에 집적될 수 있다. 멀티-채널 신호 발생기(112)는 다음과 같은 전형적인 방식으로 동작한다. 이상에서 이미 기술한 바와 같이, 콘텐츠 프로그램(P_1...N)은 프로그램 멀티플렉서(110)에 입력된다. 디지털 구현에서, 각각의 콘텐츠 프로그램은 프로그램 멀티플렉서(110)에 의해 패킷의 형태로 수신된다. 프로그램 멀티플렉서(110)는 콘텐츠 프로그램(P_1...N)의 개별적인 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱한다. 멀티-채널 변조 모듈(114), 디지털-아날로그 변환기(116), 및 블록-업 컨버터(118)의 조합은 이어서 출력 큐로부터의 패킷들을 매체(104)를 통해 전송하기 위해 여러가지 RF 채널로 분배하며, 이에 대해서는 이하에서 더 기술하기로 한다. RF 채널은 비인접 채널일 수도 그렇지 않을 수도 있다. 각각의 RF 채널은 가입자에 의해 액세스 또는 사용될 하나 이상의 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들을 전달할 수 있다. 보다 구체적으로는, 각각의 콘텐츠 프로그램은 전체적으로 또는 부분적으로 하나 이상의 RF 채널의 반송파 주파수 상에 중첩된다. 예를 들어, 일부 콘텐츠 프로그램은 어떤 수신 장치의 기존의 또는 종래의 규격을 수용하기 위해 특정의 RF 채널 상으로 전송하도록 전용되어 있고, 다른 콘텐츠 프로그램은 총 대역폭 가용성에 구속받는 다수의 RF 채널을 통해 전송된다. 그 자체로서, CHE(102)는 부가의 콘텐츠 프로그램, 예를 들어 부가의 서비스 또는 프로그램을 전송하기 위해 모든 미사용 대역폭을 합성할 수 있다. 이것은 데이터 레이트를 상당히 증가시킨다. CHE(102)에 관한 부가의 상세는 이하에 제공된다.

도 6은 본 발명에 따른 프로그램 멀티플렉서(110)의 한 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도이다. 프로그램 멀티플렉서(110)는 다수의 버퍼〔120(1...N)〕를 포함한다. 각각의 버퍼는 콘텐츠 프로그램의 부분들이 도착할 때 이를 수신하여 저장하도록 구성되어 있다. 디지털 구현에서, 콘텐츠 프로그램의 부분들은 패킷들로 표현된다. 예를 들어, 콘텐츠 프로그램(P₁)은 패킷(P_1a, P_1b...P_1m)으로 표현될 수 있다. 각 패킷이 프로그램 멀티플렉서(110)에 도착할 때, 그 패킷은 대응하는 버퍼(120)로 라우팅된다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 콘텐츠 프로그램(P_1...N)의 패킷들은 각각 대응하는 버퍼〔120(1...N)〕에 의해 수신된다. 전체 콘텐츠 프로그램을 표현하는 패킷들이 하나의 버퍼에 저장될 수 있는지 여부는 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다. 또한, 프로그램 멀티플렉서(110)에 포함될 버퍼의 정확한 수도 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다.

프로그램 멀티플렉서(110)는 데이터 샘플러(122)를 더 포함한다. 데이터 샘플러(122)는 패킷을 검색하여 이를 출력 큐(124)로 출력하기 위해 버퍼〔120(1...N)〕를 주기적으로 샘플링한다. 본 명세서에 제공된 개시 내용에 기초하여, 당업자라면 공지된 회로 기술을 사용하여 프로그램 멀티플렉서(110)를 구현할 수 있을 것이다.

콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들의 개별적인 이용가능성이 변할 수 있기 때문에, 서로 다른 콘텐츠 프로그램의 데이터 레이트도 변한다. 그렇지만, 데이터 샘플러(122)는 출력 큐(124)가 최대 용량으로 유지될 수 있도록 계속하여 버퍼〔120(1...N)〕를 샘플링한다. 즉, 패킷은 미사용 대역폭이 출력 큐(124) 상에서 이용가능하게 되면 필요에 따라 적절히 출력 큐(124)로 라우팅된다. 그 결과, 널 패킷의 정보가 출력 큐(124)에 삽입될 필요가 없다. 이하에서 더 기술되는 바와 같이, 출력 큐(124)를 그의 최대 용량으로 유지시킴으로써, RF 채널의 유효 대역폭이 RF 채널의 총 가용 대역폭과 일치하도록 만들어진다. 게다가, 각각의 RF 채널의 데이터 레이트가 비교적 일정하게 유지됨으로써 RF 채널이 보다 완전히 이용될 수 있게 된다.

특정의 설계 및/또는 응용에 따라 프로그램 멀티플렉서(110)의 다른 실시예가 가능하다. 예를 들어, 프로그램 멀티플렉서(110)의 다른 실시예는 버퍼 대신에 또는 그에 부가하여, 콘텐츠 프로그램 패킷이 도착할 때 이를 저장하는 메모리 어 레이를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 어레이의 배열 및 패킷이 선택되는 순서도 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 변할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로그램 멀티플렉서(110)는 2개 이상의 출력 큐를 가질 수 있다. 패킷은 특정의 설계 및/또는 응용에 고유한 소정의 순서에 기초하여 이들 출력 큐로 전달될 수 있다. 예를 들어, 특정의 콘텐츠 프로그램에 속하는 패킷들은 전달을 위해 특정의 출력 큐로 라우팅될 수 있다.

프로그램 멀티플렉서(110)의 출력 큐(124)로부터의 콘텐츠는 멀티-채널 변조 모듈(112)로 입력된다. 전술한 바와 같이, 프로그램 멀티플렉서(110)의 출력 큐(124)는 여러가지 콘텐츠 프로그램(P_1...N)으로부터의 개별적인 패킷을 포함한다.

도 7은 멀티-채널 변조 모듈(114)의 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도이다. 멀티-채널 변조 모듈(114)은 출력 큐(124)로부터의 패킷을 샘플링하고 이를 RF 채널에 각각 대응하는 하나 이상의 변조기〔128(1...N)〕로 입력하는 채널 샘플러(126)를 포함한다. 패킷은 일반적으로 변조기〔128(1...N)〕에 의한 처리 이전에 개별적인 버퍼〔130(1...N)〕에 저장된다. 이어서, 변조기〔128(1...N)〕는 여러가지 콘텐츠 프로그램(P_1...N)으로부터의 개별적인 패킷을 사용해 대응하는 RF 신호를 변조 및 생성하여 이러한 RF 신호를 대응하는 RF 채널로 출력한다. 변조기의 정확한 수는 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다. 전술한 바와 같이, 프로그램 멀티플렉서(110)는 2개 이상의 출력 큐를 포함할 수 있다. 당업자라면 다수의 출력 큐로부터의 콘텐츠를 샘플링하기 위해 채널 샘플러(126)를 어떻게 구현하는지를 잘 알 것이다.

어떤 전형적인 실시예에서, 출력 큐(124)로부터의 패킷은 각 사이클마다 하나씩 순차적으로 서로 다른 변조기〔128(1...N)〕로 분배된다. 다른 실시예에서, 패킷은 특정의 설계 및/또는 응용에 고유한 소정의 순서에 기초하여 서로 다른 변조기〔128(1...N)〕로 분배될 수 있다. 예를 들어, 패킷을 특정의 콘텐츠 프로그램으로부터 독점적으로 수신하기 위해 특정의 변조기가 선택될 수 있다. 이것은 고객 구내 장비가 특정의 주파수를 갖는 RF 채널을 수용할 수 있을 뿐이어서 콘텐츠 프로그램이 그 RF 채널을 통해 독점적으로 전달되어야만 하는 경우에 유용하다. 고객 구내 장비가 다수의 RF 채널을 수용할 수 있는 다른 실시예에서, 콘텐츠 프로그램의 패킷은 이어서 다수의 RF 채널에 대응하는 다수의 변조기로 전달될 수 있다.

멀티-채널 변조 모듈(114)의 구조는 멀티-채널 위성, 지상파 TV(NTSC, ATSC, DVB-T, 등) 및 케이블 신호를 처리할 수 있도록 되어 있다. 어떤 실시예에서, 변조기〔128(1...N)〕는 이들이 자원을 공유한다는 점에서 공유 변조기이다. 서로 다른 변조기 사이에 공유될 수 있는 기능 블록은 예를 들어 수치 제어 발진기(numeric controlled oscillator, NCO), 타이밍 에러 검출 회로, 반송파 복원 회로 등을 포함할 수 있다. 이러한 변조기들 사이에서의 이러한 자원 공유는 상당한 전력 절감을 가져올 수 있으며 따라서 더 많은 수의 콘텐츠 프로그램이 단일 칩에서 변조될 수 있게 된다.

멀티-채널 변조 모듈(114)의 여러가지 RF 채널로부터의 신호는 이어서 채널 멀티플렉서(도시 안됨)로 입력된다. 채널 멀티플렉서는 멀티-채널 변조 모듈(112)의 일부로서 또는 멀티-채널 변조 모듈(112)과 별개인 개별 구성요소로서 구현될 수 있다. 채널 멀티플렉서는 멀티-채널 변조 모듈(114)의 개별적인 RF 채널로부터 신호를 수신하고 이들 신호를 하나의 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱한다. 전형적인 실시예에서, 채널 멀티플렉서는 디지털 멀티플렉서이다.

채널 멀티플렉서로부터의 출력은 이어서 디지털-아날로그 변환기(116)로 입력된다. 디지털-아날로그 변환기(116)는 채널 멀티플렉서로부터의 멀티플렉싱된 멀티-채널 RF 신호를 수신하여 이를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환한다. 전형적인 실시예에서, 디지털-아날로그 변환기(116)는 다수의 RF 채널을 갖는 전체 신호 대역이 변환될 수 있도록 고속 변환기이다.

디지털-아날로그 변환기(116)의 출력은 이어서 주파수 블록-업 컨버터(118)로 보내진다. 주파수 블록-업 컨버터(118)의 기능은 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 더 높은 주파수 대역으로 천이시키는 것이다. 전형적인 실시예에서, 주파수는 간단히 상방 천이(upshift)된다. 즉, 각각의 RF 채널의 주파수 대역 및 보호 대역은 서로에 대해 동일하게 유지되지만, 그 모두가 동일한 주파수만큼 위쪽으로 이동된다. 보다 구체적으로는, 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 기준 신호와 곱해져 더 높은 주파수 대역으로 된다. 이어서, 더 높은 주파수 대역 밖의 신호 성분은 필터링 제거된다. 주파수는 전송을 위해 상승된다. 예를 들어, 어떤 전형적인 실시예에서, 주파수는 500MHz 이상의 대역으로 천이된다. 주어진 주파수 대역이 천이되는 주파수는 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 다르다. 케이블 시스템의 경우, 일반적으로 단일 디지털-아날로그 변환기가 사용된다. 위성 시스템의 경우, 단일 디지털-아날로그 변환기가 사용될 수 있지만, 보다 엄격한 요건에 부합해야 하기 때문에, 예를 들어, 더 높은 주파수로 인해 동기화가 더 어렵기 때문에, 일반적으로 적어도 2개의 디지털-아날로그 변환기가 사용된다. 이어서, 천이된 RF 신호는 매체(104)를 통해 하나 이상의 CPE(도 3에 도시됨)로 전달된다.

다른 대안에서, 멀티-채널 신호 발생기(112)는 다른 전형적인 방식으로 구현될 수 있다. 도 8은 본 발명에 따른 멀티-채널 신호 발생기(112)의 다른 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도이다. 도 8을 참조하면, 멀티-채널 신호 발생기(112)는 다수의 단일 채널 변조기(150), 다수의 디지털-아날로그 변환기(152), 다수의 블록-업 컨버터(154), 및 RF 채널 멀티플렉서(156)를 포함한다. 각각의 RF 채널은 예를 들면 디지털-아날로그 변환기(152a)에 연결된 단일 채널 변조기(150a)와 관련되어 있으며, 이 디지털-아날로그 변환기(152a)는 이어서 블록-업 컨버터(154a)에 연결되어 있다. 프로그램 멀티플렉서(110)로부터의 패킷은 각각 단일 채널 변조기(150)에 입력된다. 어느 패킷이 어느 단일 채널 변조기(150)로 입력되는지는 하나 이상의 방식에 기초하여 프로그램 멀티플렉서(110)에 의해 제어된다. 예를 들어, 한 방식은 RF 채널과 관련된 가용 대역폭에 기초할 수 있으며, 다른 방식은 어떤 패킷을 특정의 RF 채널을 통해 라우팅하기 위한 소정의 결정에 기초할 수 있다. 본 명세서에 제공된 개시 내용에 기초하여, 당업자라면 패킷을 분배하기 위한 다른 방식들에 관해 잘 알 것이다. 단일 채널 변조기(150)는 패킷을 사용하여 디지털 단일 채널 RF 신호를 생성한다. 디지털 단일 채널 RF 신호는 이어서 디지털-아날로그 변환기(152)에 의해 아날로그 단일 채널 RF 신호로 변환된다. 아날로그 단일 채널 RF 신호는 이어서 주파수 블록-업 컨버터(154)에 의해 상방 천이된다. 여러가지 블록-업 컨버터(154)로부터의 천이된 아날로그 단일 채널 RF 신호는 이어서 RF 채널 멀티플렉서(156)에 의해 합성 또는 멀티플렉싱되어 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 형성하며, 이 아날로그 멀티-채널 RF 신호는 이어서 매체를 통해 전송된다.

도 4에 도시한 바와 같은 CHE(102)는, 멀티-채널 RF 신호를 처리할 수 있는 장비와 특정 주파수를 갖는 RF 신호만을 처리할 수 있는 레거시 장비 모두를 포함하는 CPE에 의해 사용될 수 있는 신호를 발생시킬 수 있다. 도 7은 본 발명과 함께 사용될 수 있는 CPE(106)의 가능한 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 개략도이다. 이 가능한 실시예에서, CPE(106)는 다수의 RF 채널을 동시에 복조시킬 수 있는 멀티-채널 복조기(132)를 포함하고 있다. 어떤 실시예에서는, 선택된 RF 채널만이 복조되며, 따라서 데이터 다운로드 시간을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 5 기가바이트 DVD 영화는 1분 이내에 다운로드될 수 있다.

멀티-채널 복조기(132)의 어떤 전형적인 실시예는 공동 소유의 동시 계류 중인 것으로서 2001년 9월 18일자로 출원된 발명의 명칭이 "멀티-채널 복조기의 디지털 구현(A Digital Implementation of Multi-Channel Demodulators)"인 미국 특허 출원 제09/956,479호(대리인 문서 번호: 019927-001800US)에 기술되어 있으며, 이 출원은 여기에 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.

도 9에 도시한 바와 같이, CPE(106)는 복조된 다수의 RF 채널로부터 하나 이 상의 콘텐츠 프로그램(P_1...N)을 선택하는 데 사용될 수 있는 디지털 프로그램 셀렉터(134)를 포함한다. 하나 이상의 선택된 콘텐츠 프로그램은 이어서 하나 이상의 최종 사용자 유닛(108)으로 보내진다. 디지털 프로그램 셀렉터(134)는 최종 사용자의 프로그램 선택 범위를 넓혀준다.

도 10은 본 발명과 함께 사용될 수 있는 CPE(106)의 다른 가능한 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 이 실시예는 일반적으로 레거시 장비에서 볼 수 있는 것이다. 이 실시예는 매체(104)로부터 하나 이상의 멀티-채널 RF 신호를 수신하고 특정의 RF 채널로부터의 신호를 복조기(138)로 전달하는 튜너(136)를 포함한다. 복조기(138)는 이어서 원하는 콘텐츠 프로그램을 검색하기 위해 그 특정의 RF 채널로부터의 신호를 복조한다. 튜너(145)는 한 RF 채널로부터 다른 채널로 절환하도록 프로그램가능하게 될 수 있다. CPE(106)는 특정의 RF 채널로부터의 신호가 복조를 위해 선택될 수 있도록 튜너(136) 및 복조기(138)를 제어하는 데 사용될 수 있는 프로그램 셀렉터(140)를 더 포함한다. 원하는 콘텐츠 프로그램을 나타내는 복조된 신호는 이어서 최종 사용자 유닛(108)으로 보내진다. 당업자에게는 공지된 다양한 튜너, 복조기 및 프로그램 셀렉터가 도 9에 도시된 CPE를 구현하는 데 사용될 수 있음은 명백할 것이다. 특정의 설계 및/또는 응용에 따라 도 9에 도시된 CPE(106)의 다른 구현이 가능하다. 예를 들어, 다수의 튜너가 다수의 RF 채널을 수신하기 위해 적층될 수 있다. 각 튜너에 대응하는 복조기 및 프로그램 셀렉터가 사용될 수 있다. 이러한 복조기 및 프로그램 셀렉터는 또한 자원을 공유할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 콘텐츠 분배 시스템(200)의 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 도면이다. 이 전형적인 실시예에서, 콘텐츠 분배 시스템(200)은 케이블 또는 위성 시스템 등의 중앙 집중 방식의 헤드 엔드 분배 시스템으로서, CHE(202) 및 그의 관련 RF 채널은 동일한 물리적 설비 내에 위치하고 있다. 이러한 중앙 집중 방식의 해결 방안은 보다 낮은 비용을 위해 적당한 것이다. CHE(202)는 다수의 프로그램 멀티플렉서〔204(1...N)〕를 포함한다. 프로그램 멀티플렉서〔204(1...N)〕 각각은 특정 소스로부터의 하나의 콘텐츠 프로그램(P_1...N) 및 다른 소스로부터의 하나 이상의 부가의 콘텐츠 프로그램(208)의 전부 또는 일부를 수신하여 멀티플렉싱하도록 구성되어 있다. 디지털 구현에서, 콘텐츠 프로그램은 패킷들로 이루어져 있다. 프로그램 멀티플렉서(204)는 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷을 수집하여 이를 RF 채널 모듈(206)로 전달한다. 부가의 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷이 프로그램 멀티플렉서(204)에 의해 포함될지, 즉 멀티플렉싱될지 여부는 프로그램 멀티플렉서(204)의 가용 대역폭에 달려있다. 예를 들어, 특정의 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷이 비교적 느린 속도로 도착하고 프로그램 멀티플렉서(204)가 더 많은 데이터를 처리할 수 있는 경우, 부가의 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷도 또한 프로그램 멀티플렉서(204)에 의해 수집될 수 있다.

각각의 프로그램 멀티플렉서(202)는 RF 채널 모듈(206)과 관련되어 있다. 각각의 RF 채널 모듈(206)은 변조기, 디지털-아날로그 변환기 및 주파수 블록-업 컨 버터(도시 생략)의 조합을 포함한다. RF 채널 모듈(206)의 기능은 프로그램 멀티플렉서(204)로부터 수신된 패킷을 변조하고 이를 매체(104) 내의 관련 RF 채널을 통해 RF 신호로서 전송하기 위해 적절한 포맷으로 만드는 것이다. 당업자라면 공지의 기술을 사용하여 RF 채널 모듈(206)을 구현하는 방법을 잘 알 것이다. RF 신호는 이어서 CPE(220)에 의해 수신된다.

도 11에 도시한 바와 같이, CPE(220)는 하나 이상의 RF 채널로부터 RF 신호를 수신하고 대응하는 콘텐츠 프로그램을 검색하기 위해 이들 RF 채널 중 하나 이상으로부터의 RF 신호를 선택적으로 복조하는 멀티-채널 복조기(210)를 포함한다. 멀티-채널 복조기(210)는 도 9와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 동작한다. CPE(220)는 RF 채널 중 하나 이상으로부터의 복조된 RF 신호로부터 검색된 대응하는 콘텐츠 프로그램을 수신하여 디멀티플렉싱하는 콘텐츠 스트림 디멀티플렉서(212)를 더 포함한다. 콘텐츠 프로그램은 이어서 예를 들어 컴퓨터(214), 디스플레이(216) 및 저장 장치(218)를 포함한 하나 이상의 최종 사용자 유닛으로 보내진다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CHE의 다른 전형적인 실시예를 간략히 나타낸 상위 레벨 블록도이다. 이 실시예에 따르면, CHE(302)는 비중앙 집중 방식의(non-centralized) 헤드 엔드 분배 시스템이다. 이러한 시스템은 서로 다른 물리적 위치에 있는 CHE 장비를 갖는 시스템에 유용하다. 이러한 시스템은 예를 들어 TV 방송국, 라디오 방송국 등에 의해 사용된다. 예를 들어, TV 방송국의 경우, 각 TV 방송국은 다른 것으로부터 분리되어 있는 자체 타워(tower)를 가지고 있으며, 따라서 서로 다른 CHE 장비를 결합시키기가 어렵다. 프로그램 멀티플렉서(304)를 고속 링크(310)를 사용하여 인터넷에 연결함으로써, 다수의 RF 채널로부터의 여분의 또는 미사용 대역폭이 데이터 및 비디오 분배를 위한 광대역 채널로 집합적으로 합성될 수 있다. 예를 들어, 부가의 콘텐츠 프로그램은 그 CHE로부터의 가용 대역폭에 따라 고속 링크(310)를 통해 서로 다른 CHE로 전달될 수 있다. 그 자체로서, 서로 다른 프로그램 및/또는 서비스는 서로 다른 소스로부터 올 수 있다.

본 발명의 배포는 디지털 케이블 시스템, 위성 방송 시스템, 및 지상파 디지털 방송 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 더 많은 유효 대역폭이 이용가능하기 때문에, 부가의 서비스 또는 콘텐츠가 전달될 수 있다. 또한, 최종 사용자는 2개 이상의 콘텐츠 프로그램에 액세스할 수 있다.

게다가, 본 발명은 고성능 비디오, 오디오 및 데이터 콘텐츠를 위한 복잡한 VLSI를 제공하는 것과 같은 홈 엔터테인먼트(home entertainment) 및 정보를 위한 비용 효율적이고 신뢰성있으며 전력 효율적인 방안을 제공하기 위해 다양한 시스템에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 새로운 홈 네트워킹 아키텍처, 새로운 부류의 가전 제품 장치 및 새로운 서비스를 가능하게 해주면서도 기존의 오퍼레이터 기반 구조(operator infrastructure)에 영향을 준다. 게다가, 본 발명은 또한 표준 공정 CMOS를 사용하는 시스템 솔루션과 함께 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 종래의 단일 채널 사용자를 방해하지 않고 구현될 수 있으며, 장래 서비스를 위한 잠재적 업그레이드를 제공한다.

결론적으로, 본 발명은 여러가지 이점을 제공함을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 기존의 디지털 케이블, 지상파 무선 및 위성 헤드 엔드 기반 구조와 호환된다. 또한, 본 발명은 주문형 비디오 서비스, 데이터/비디오 방송 서비스, 및 데이터 통신에 채택될 수 있다.

본 발명은 또한 다수의 다운스트림 튜너/복조기 칩셋 및 다수의 전송 엔진이 필요없게 해줄 수 있으며, 그 결과 비용 및 전력을 크게 절감시켜 주며 10배가 넘는 성능 및 용량을 제공할 수 있다. 위성 서비스의 경우, 본 발명을 이용하는 시스템은 아날로그 튜너 없이 전체 500MHz 대역을 수신하고 DVB-RCS 리턴 채널(return channel, 상향 채널)을 지원할 수 있다. 케이블 서비스의 경우, 본 발명을 이용하는 광대역 수신기는 DOCSIS 리턴 채널을 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명은 위성 및 케이블 시스템 양쪽 모두에서 이용될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예는 단지 예시 및 설명의 목적상 제공된 것에 불과한 것으로서 첨부된 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안됨을 이해해야 한다. 본 명세서에 제공된 개시 내용에 기초하면, 많은 수정, 변경, 대안 및 균등물이 당업자에게는 자명하고 잘 알고 있는 것이며 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다. 예를 들어, RF 채널은 서로 다른 주파수 대역에 있을 수 있다. 또한, RF 채널은 인접 채널일 필요가 없다. 또한, 기술된 회로 및 방법은 다양한 시스템에서 다수의 서로 다른 형태(즉, 소프트웨어, CMOS 등의 하드웨어, 또는 양자의 조합)로 구현될 수 있다.

본 명세서에 기술된 일례 및 실시예는 설명을 위한 것에 불과하며 이를 참조 하여 다양한 수정 또는 변경이 당업자에게 암시되며 본 출원의 정신 및 범위, 그리고 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 것임을 이해해야 한다. 본 명세서에 인용된 모든 공개 문헌, 특허 및 특허 출원은 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.

Claims

콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 시스템으로서,

복수의 콘텐츠 프로그램들 - 각 콘텐츠 프로그램은 복수의 부분(portion)들로 분할됨 -, 및

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 복수의 RF 채널을 통해 전송하도록 구성되어 있는 콘텐츠 헤드 엔드(content head end) 디바이스를 포함하며,

상기 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스는,

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 각 콘텐츠 프로그램의 각각의 분할된 부분들을 출력 큐(output queue)로 멀티플렉싱하도록 구성되어 있는 프로그램 멀티플렉서,

상기 출력 큐로부터 복수의 변조기들로 상기 콘텐츠 프로그램의 각각의 분할된 부분들을 샘플링하고 분배(distribute)하도록 구성된 단일 채널 샘플러를 포함하는 멀티-채널 변조 모듈을 포함하며,

각 콘텐츠 프로그램의 분할된 부분들은 각각, 복수의 RF 채널을 사용하여 전송되고,

상기 복수의 RF 채널들 중 둘 이상의 채널들은 비인접(non-contiguous)한 관계에 있는 것인, 대역폭 관리 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 컨텐츠 헤드 엔드 디바이스는, 상기 각 콘텐츠 프로그램의 분할된 부분들을 동시에 전송하거나, 상기 각 콘텐츠 프로그램의 분할된 부분들을 각각 상이한 시간에 전송하도록 구성되는 것인 대역폭 관리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스는 상기 복수의 컨텐츠 프로그램 중 제1 콘텐츠 프로그램을 전용 RF 채널을 사용하여 전송할 수 있으며,

상기 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스는 상기 복수의 컨텐츠 프로그램 중 제2 콘텐츠 프로그램을 상기 복수의 RF 채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 전송할 수 있는 것인 대역폭 관리 시스템.
제4항에 있어서, 상기 전용 RF 채널은 레거시 장비(legacy equipment)에 의해 수신되는 것인 대역폭 관리 시스템.
콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 시스템으로서,

복수의 콘텐츠 프로그램들 - 각 콘텐츠 프로그램은 복수의 부분(portion)들로 분할됨 -, 및

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 복수의 RF 채널을 통해 전송하도록 구성되어 있는 콘텐츠 헤드 엔드(content head end) 디바이스를 포함하며,

각 콘텐츠 프로그램의 분할된 부분들은 각각, 복수의 RF 채널을 사용하여 전송되고,

상기 복수의 RF 채널들 중 둘 이상의 채널들은 비인접(non-contiguous)한 관계에 있고,

상기 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스는,

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고, 상기 각 콘텐츠 프로그램의 상기 각각의 분할된 부분들을 출력 큐(output queue)로 멀티플렉싱하도록 구성되어 있는 프로그램 멀티플렉서,

상기 출력 큐로부터 상기 부분들을 수신하고 이를 상기 복수의 RF 채널에 대응하는 복수의 변조기에 할당하는 멀티-채널 변조 모듈로서, 각각의 변조기가 그에 할당된 부분들을 사용하여 대응하는 RF 채널 상의 RF 신호들을 변조하도록 구성되어 있는 것인 멀티-채널 변조 모듈,

상기 복수의 RF 채널과 관련된 개별적인 변조된 RF 신호를 수신하고 상기 변조된 RF 신호를 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱 하도록 구성되어 있는 채널 멀티플렉서,

상기 멀티-채널 RF 신호를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하도록 구성되어 있는 디지털-아날로그 변환기, 및

상기 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 전송을 위한 미리결정된 주파수 범위로 천이하도록 구성되어 있는 주파수 블록-업 컨버터를 포함하는 것인, 대역폭 관리 시스템.
제6항에 있어서, 상기 멀티-채널 변조 모듈은 상기 출력 큐로부터의 부분들을 변조기와 관련된 상기 RF 채널의 가용 대역폭에 기초하여 상기 변조기에 할당하는 것인 대역폭 관리 시스템.
제6항에 있어서, 상기 멀티-채널 변조 모듈은 상기 출력 큐로부터의 부분들을 변조기와 관련된 상기 RF 채널을 수신하도록 되어 있는 장비의 주파수 유형에 기초하여 상기 변조기에 할당하는 것인 대역폭 관리 시스템.
콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 시스템으로서,

복수의 콘텐츠 프로그램들 - 각 콘텐츠 프로그램은 복수의 부분(portion)들로 분할됨 -, 및

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 복수의 RF 채널을 통해 전송하도록 구성되어 있는 콘텐츠 헤드 엔드(content head end) 디바이스를 포함하며,

각 콘텐츠 프로그램의 분할된 부분들은 각각, 복수의 RF 채널을 사용하여 전송되고,

상기 복수의 RF 채널들 중 둘 이상의 채널들은 비인접(non-contiguous)한 관계에 있고,

상기 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스는,

상기 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램의 상기 개별적인 부분들을 멀티플렉싱하도록 구성되어 있는 프로그램 멀티플렉서,

상기 프로그램 멀티플렉서로부터 하나 이상의 콘텐츠 프로그램의 개별적인 부분들을 수신하고 하나 이상의 콘텐츠 프로그램의 상기 개별적인 부분들을 사용하여 단일 채널 RF 신호를 발생하도록 각각 구성되어 있는 복수의 단일 채널 변조기,

대응하는 단일 채널 변조기에 각각 연결되어 있고 또 상기 단일 채널 RF 신호를 아날로그 단일 채널 RF 신호로 변환하도록 각각 구성되어 있는 복수의 디지털-아날로그 변환기,

대응하는 디지털-아날로그 변환기에 각각 연결되어 있고 또 상기 아날로그 단일 채널 RF 신호를 미리결정된 주파수 범위로 천이시키도록 각각 구성되어 있는 복수의 주파수 블록-업 컨버터, 및

상기 복수의 주파수 블록-업 컨버터로부터 개별적인 천이된 아날로그 단일 채널 RF 신호를 수신하고 이를 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱하도록 구성되어 있는 RF 채널 멀티플렉서를 포함하는 것인, 대역폭 관리 시스템.
콘텐츠 분배 시스템과 함께 사용하기 위한 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스로서,

복수의 패킷으로 각각 이루어져 있는 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램의 상기 개별적인 패킷을 복수의 출력 큐로 멀티플렉싱 하도록 구성되어 있는 프로그램 멀티플렉서, 및

상기 하나 이상의 출력 큐로부터 패킷을 수신하고 이를 사용하여 복수의 RF 채널에 대응하는 복수의 변조기에 상기 패킷들을 분배하도록 구성된 단일 채널 샘플러를 포함하는 멀티-채널 변조 모듈로서, 각 변조기는 그 할당된 패킷들을 사용하여 복수의 RF 채널에 각각 연관된 복수의 RF 신호를 변조하도록 구성된 것인, 상기 멀티-채널 변조 모듈을 포함하며,

상기 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들은 각각 상기 복수의 RF 채널 중 하나 이상의 채널을 사용하여 전송되고,

상기 복수의 RF 채널의 일부 또는 그 전부는 비인접한 관계에 있는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 복수의 변조된 RF 신호를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하도록 구성되어 있는 디지털-아날로그 변환기, 및

상기 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 전송하기 위한 미리결정된 주파수 범위로 천이하도록 구성되어 있는 주파수 블록-업 컨버터를 더 포함하는 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 하나 이상의 콘텐츠 프로그램으로부터의 개별적인 패킷을 사용하여 RF 채널의 대역폭 이용도를 최대화하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 콘텐츠 프로그램으로부터의 상기 패킷은 상기 복수의 RF 채널 중 하나 이상의 채널을 사용하여 동시에 전송되거나, 상기 복수의 RF 채널 중 하나 이상의 채널을 사용하여 서로 다른 때에 각각 전송되는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, RF 채널과 관련된 RF 신호를 변조하기 위해 상기 하나 이상의 출력 큐로부터의 어느 패킷이 사용되는지는 상기 RF 채널의 가용 대역폭에 달려 있는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, RF 채널과 관련된 RF 신호를 변조하기 위해 상기 하나 이상의 출력 큐로부터의 어느 패킷이 사용되는지는 상기 RF 채널을 수신하기로 되어 있는 장비의 주파수 유형에 달려 있는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제15항에 있어서, 상기 장비는 레거시 장비를 포함하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 복수의 콘텐츠 프로그램 중 제2 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들은 전용 RF 채널을 사용하여 전송되는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 프로그램 멀티플렉서는,

콘텐츠 프로그램에 속하는 패킷들을 수신하여 저장하도록 각각 구성되어 있는 복수의 버퍼, 및

상기 복수의 버퍼를 샘플링하고 상기 개별적인 저장된 패킷들을 상기 하나 이상의 출력 큐로 출력하도록 구성되어 있는 데이터 샘플러를 더 포함하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 멀티-채널 변조 모듈은,

상기 하나 이상의 출력 큐를 샘플링하고 그 안에 저장된 패킷들을 출력하도록 구성되어 있는 채널 샘플러, 및

상기 채널 샘플러에 의해 출력된 패킷들을 수신하고 상기 수신된 패킷들을 사용하여 RF 채널과 관련된 RF 신호를 변조하도록 각각 구성되어 있는 복수의 변조기를 더 포함하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 콘텐츠 분배 시스템은 위성 시스템, 지상파 TV 시스템, 및 케이블 시스템을 포함하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 복수의 RF 채널을 포함하는 전체 신호 대역을 변환하도록 추가로 구성되어 있는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
복수의 패킷으로 각각 이루어진 복수의 콘텐츠 프로그램을 수신하고 상기 복수의 콘텐츠 프로그램의 개별적인 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱 하도록 구성되어 있는 프로그램 멀티플렉서,

상기 출력 큐로부터의 패킷들을 수신하고 이를 복수의 RF 채널에 대응하는 복수의 변조기에 할당하도록 구성되어 있는 멀티-채널 변조 모듈로서, 각각의 변조기가 그의 할당된 패킷들을 사용하여 대응하는 RF 채널 상의 RF 신호를 변조하도록 구성되어 있는 것인 멀티-채널 변조 모듈,

상기 복수의 RF 채널과 관련된 개개의 변조된 RF 신호를 수신하고 상기 변조된 RF 신호를 멀티-채널 RF 신호로 멀티플렉싱 하도록 구성되어 있는 채널 멀티플렉서,

상기 멀티-채널 RF 신호를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하도록 구성되어 있는 디지털-아날로그 변환기, 및

상기 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 전송하기 위한 미리결정된 주파수 범위로 천이하도록 구성되어 있는 주파수 블록-업 컨버터를 포함하며,

상기 복수의 RF 채널의 일부 또는 그 전부가 비인접 채널인 것인, 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항에 있어서, 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들은 각각 상기 복수의 RF 채널 중 하나 이상을 사용하여 전송되는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항에 있어서, 다른 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들은 전용 RF 채널을 사용하여 전송되는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항에 있어서, 상기 멀티-채널 변조 모듈은 상기 출력 큐로부터의 패킷들을 변조기와 관련된 상기 RF 채널의 가용 대역폭에 기초하여 상기 변조기에 할당하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항에 있어서, 상기 멀티-채널 변조 모듈은 상기 출력 큐로부터의 패킷들을 변조기와 관련된 상기 RF 채널을 수신하도록 되어 있는 장비의 주파수 유형에 기초하여 상기 변조기에 할당하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제26항에 있어서, 상기 장비는 레거시 장비를 포함하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항에 있어서, 하나 이상의 콘텐츠 프로그램으로부터의 개별적인 패킷들을 사용하여 RF 채널의 대역폭 이용도를 최대화하는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
제22항의 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스를 포함하는 콘텐츠 분배 시스템.
제29항에 있어서, 상기 콘텐츠 분배 시스템은 위성 시스템, 지상파 TV 시스템, 및 케이블 시스템을 포함하는 것인 콘텐츠 분배 시스템.
제22항에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 복수의 RF 채널을 포함하는 전체 신호 대역을 변환하도록 추가로 구성되어 있는 것인 콘텐츠 헤드 엔드 디바이스.
콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 방법으로서,

복수의 패킷으로 각각 이루어진 복수의 콘텐츠 프로그램을 출력 큐로 멀티플렉싱하는 단계와,

단일 채널 샘플러를 통해, 상기 출력 큐로부터의 패킷들을 샘플링하는 단계와,

상기 단일 채널 샘플러를 통해, 상기 패킷들을 복수의 변조기로 분배하는 단계와,

상기 출력 큐로부터의 패킷들을 사용하여 RF 채널과 각각 연관되어 있는 복수의 RF 신호를 변조하는 단계를 포함하며,

상기 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들은 RF 신호를 변조하는 데 사용되고, 이에 의해 이 패킷들이 관련된 RF 채널들을 통해 전송되도록 되며,

상기 관련된 RF 채널들 중 둘 이상의 채널들이 비인접한 관계에 있는 것인 대역폭 관리 방법.
제32항에 있어서, 어느 패킷이 RF 신호를 변조하는데 사용되는지는 그 RF 신호와 관련된 상기 RF 채널의 가용 대역폭에 달려 있는 것인 대역폭 관리 방법.
제32항에 있어서, 어느 패킷이 RF 신호를 변조하는데 사용되는지는 그 RF 신호와 관련된 상기 RF 채널을 수신하도록 되어 있는 장비의 주파수 유형에 달려 있는 것인 대역폭 관리 방법.
제34항에 있어서, 상기 장비의 유형은 레거시 장비를 포함하는 것인 대역폭 관리 방법.
제32항에 있어서, 다른 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들이 하나의 특정 RF 신호를 변조하는데 사용됨으로써 이러한 패킷들이 그 하나의 특정 RF 신호와 관련된 하나의 특정 RF 채널을 통해 전송되도록 하는 것인 대역폭 관리 방법.
제32항에 있어서, 상기 하나 이상의 변조된 RF 신호를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하는 단계, 및

상기 아날로그 멀티-채널 RF 신호를 다른 주파수 대역으로 천이시키는 단계를 더 포함하는 대역폭 관리 방법.
제32항에 있어서, 상기 콘텐츠 분배 시스템은 위성 시스템, 지상파 TV 시스템, 및 케이블 시스템을 포함하는 것인 대역폭 관리 방법.
콘텐츠 분배 시스템에서 대역폭을 관리하는 방법으로서,

복수의 콘텐츠 프로그램의 개별적인 패킷들을 출력 큐로 멀티플렉싱하는 단계,

상기 출력 큐로부터의 패킷들을 복수의 변조기에 분배하는 단계,

각각의 변조기가 그의 분배된 패킷을 사용하여 RF 채널과 관련된 RF 신호를 변조하도록 하는 단계로서, 상기 복수의 변조기에 대응하는 복수의 RF 채널들은 비인접 채널인 것인 변조 단계,

멀티-채널 RF 신호를 발생하기 위해 상기 복수의 변조기로부터의 변조된 RF 신호를 멀티플렉싱하는 단계,

상기 멀티-채널 RF 신호를 아날로그 멀티-채널 RF 신호로 변환하는 단계, 및

상기 아날로그 멀티-채널 신호를 상방 천이(upshift)시키는 단계를 포함하는 대역폭 관리 방법.
제39항에 있어서, 콘텐츠 프로그램으로부터의 패킷들이 각각 하나 이상의 RF 신호를 변조하는데 사용됨으로써 이러한 패킷들이 하나 이상의 관련된 RF 채널을 통해 전송되도록 하는 것인 대역폭 관리 방법.
제39항에 있어서, 어느 패킷이 RF 신호를 변조하기 위해 변조기에 분배되는 지는 그 변조기와 관련된 RF 채널의 가용 대역폭에 달려 있는 것인 대역폭 관리 방법.
제39항에 있어서, 어느 패킷이 RF 신호를 변조하기 위해 변조기에 분배되는지는 그 RF 변조기와 관련된 RF 채널을 수신하도록 되어 있는 장비의 주파수 유형에 달려 있는 것인 대역폭 관리 방법.
제42항에 있어서, 상기 장비의 유형은 레거시 장비를 포함하는 것인 대역폭 관리 방법.
제39항에 있어서, 상기 복수의 콘텐츠 프로그램 중 제2 컨텐츠 프로그램으로부터의 패킷들이 하나의 특정 RF 신호를 변조하기 위해 변조기로 분배됨으로써 이러한 패킷들은 그 변조기와 관련된 하나의 특정 RF 채널을 통해 전송되도록 하는 것인 대역폭 관리 방법.
제1항에 있어서, RF 채널의 대역폭 이용도는 하나 이상의 콘텐츠 프로그램으로부터의 각 부분들을 사용하여 최대화되는 것인, 대역폭 관리 시스템.