KR101112160B1 - 디지털 위성 방송 중계 장치 - Google Patents

디지털 위성 방송 중계 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 방송 중계 장치의 비압축 및 디지털 영상 신호(ITU-R BT.656)의 동기화에 관한 것으로서, 디지털 위성방송신호와 디지털 지상파 방송 RF 신호 , 인터넷(TCP/IP)을 이용하여 전송되어진 MPEG TS 신호 또는 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호와 아날로그 신호로 출력 하는 신호 입력부, 상기 입력된 각 디지털 신호 중 하나를 스위칭하여 출력할 경우 영상의 끊김이 나타나지 않도록 필드 및 프레임 동기를 위한 정보를 추출하여 각 동기 입력에 대한 오차를 계산한 후, 제어부의 조정에 의해 영상신호의 해상도와 Sync 정보를 포함한 디지털 신호로 출력하는 신호 동기화부, 상기 비압축 영상 동기화부를 통해 출력되는 디지털 신호를 엔코딩 및 기타 정보와 먹싱하여 소정 크기로 엔코딩하는 엔코딩부를 포함하고, 개별화된 디지털공청 시스템의 기능들을 하나의 형태로 제작하여 타사 제품에 비해 가격적인 부분의 절감이 가능 하다. 또한, 기존 하나 이상의 비압축 영상을 입력하여 송출 영상을 스위칭 한 후, 디지털로 송출할 경우 나타나는 영상 끊김이 없는 자연스런 영상 서비스가 가능하고, 한 대의 시스템으로 디지털 복합 기능을 구현 함으로써 운영 및 관리가 간편하다. 또한, 아날로그 및 디지털 채널 동시 송출을 통한 아날로그 방송 중단에 대한 대체 서비스가 가능하고 디지털 지상파 방송 전송중에 발생할 수 있는 신호의 변형, 왜곡을 보정하여 VHF/UHF로 재전송함으로써 고품질, 고화질의 디지털 방송(SD)을 시청할 수 있는 기회를 제공한다.
Figure R1020090111136
동축케이블, 공가설비, 인터넷, 피복, 배전선

Description

디지털 위성 방송 중계 장치 {Rebroadcasting device for rebroadcasting digital satellite broadcasting}
본 발명은 디지털 방송 송출 시스템에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 아날로그 및 디지털 방송 신호를 동시 수신한 후, 실제 송출할 입력 신호를 영상의 끊김 현상 없이 자연스럽게스위칭하여 디지털 및 RF 변조하여, 인터넷과 공청망등을 통해 댁내단자에 전송해주는 디지털 방송 중계 시스템 및 방법에 관한 것이다.
디지털 방송의 방식은 위성 방송, 디지털 지상파 RF 방송 신호, TCP/IP 로 송수신 된 디지털 방송과 함께 아날로그 신호를 디지털 엔코딩한 신호등 다양한 입력 신호가 있다. 위성방송은 각 국가의 방송 서비스 사업자별로 다양한 유료,무료 SD/HD 디지털 방송이 있으며, 특히 국내 지상파 방송국(KBS, MBC, SBS, EBS)에서는 24시간 365일 다양한 방송 콘텐츠를 송출하고 있다. 특히 일반적으로 위성 방송을 수신하여 난시청 지역의 아파트나 방송 수신 외곽에 위치한 연수원이나 호텔, 기숙사 집단거주지역의 난시청해결을 위한 수단으로써 서비스되고 있다.
디지털 지상파 RF 방송 신호는 디지털 방송(SD,HD)시청을 위한 방송 신호로써 ATSC의 8VSB 디지털 변조 방식으로 송출되며, RF 재전송 기능을 이용하여 VHF,UHF 채널로 송수신 되고 있다. 또한 현재 각 가정에는 디지털 텔레비전이 널리 보급되고 있으나, 2012년 정도면 방송국에서는 디지털 방송신호만을 중계할 예정이다. 따라서, 2012년 이후에는 아날로그 텔레비전을 소유한 가정의 경우 텔레비전 시청이 어려워지며 이러한 상황을 아날로그, 디지털 동시 방송 송출 기능을 이용하여 극복할 수 있다.
그리고 TCP/IP를 이용한 방송 신호 송수신 기능은 향후 IPTV 서비스와 연계된 방송 송출이 가능하며, 시스템과 시스템간의 원격지 방송 송출 기능을 제공한다.
아날로그 신호(Composite, Component)는 현재 사용되고 있는 다양한 아날로그 콘텐츠와 함께 현재 서비스되고 있는 모든 종류의 디지털 방송 수신기(STB)의 콘텐츠를 최대한 활용하도록 한다.
한편, 다양한 종류의 아날로그/디지털 방송 신호를 동시에 입력 받아 사용자의 요구에 의해 입력 신호(방송신호)의 변경이 요구되어 영상이 전환 될 경우 영상의 끊김 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 종류의 아날로그/디지털 방송 신호를 동시에 입력 받아 영상의 끊김 현상 없이 고품질의 영상을 스위칭/송출 하면서, 아날로그 텔레비전과 디지털 텔레비전을 소유한 가정 모두에서 좋은 품질의 디지털 방송과 다양한 방송 콘텐츠를 수신할 수 있도록 하는 디지털 방송 중계 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 디지털 방송 중계 장치는,
사용자로부터 송출할 신호를 선택받는 선택부;
적어도 2개의 방송신호를 수신하여 아날로그 방식과 디지털 방식의 신호로 각각 출력하는 신호 입력부;
상기 선택부의 출력에 대응하여 상기 신호 입력부에서 입력되는 방송신호 중에서 선택된 방송 신호가 아날로그, 디지털 방식의 신호로 각각 동시 송출되도록 제어하는 제어부;
상기 신호 입력부에서 입력된 신호를 아날로그(NTSC) 송출과 디지털(8VSB) 송출을 위해 분배하는 신호 분배부;
상기 신호 분배부에서 출력되는 신호를 아날로그 변조 및 송출(NTSC)하기 위해 디지털 신호는 아날로그 신호로, 아날로그 신호는 아날로그 신호로 각각 디코딩 하는 디코더부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 신호 입력부에서 입력되는 신호를 실시간 디지털(8VSB)송출하는 중에 다른 입력신호로 스위칭할 경우 실시간 송출중인 영상의 끊김이 나타나지 않도록 필드 및 프레임 동기를 위한 정보를 추출하여 각 동기 입력에 대한 오차를 계산한 후, 영상신호의 해상도와 동기 정보를 포함한 디지털 신호를 출력하는 신호 동기화부;
상기 신호 동기화부를 통해 출력되는 동기화된 디지털 신호를 엔코딩하는 엔코딩부;
상기 엔코딩부 또는 디코더부의 출력신호를 아날로그 및 디지털 방식의 고주파 신호로 각각 변조 및 합성하여 외부의 공청 설비로 출력하는 RF 변조부를 포함한다.
상기 신호 입력부는, 위성방송에서 수신한 디지털 방송 신호, 인터넷(TCP/IP)을 이용하여 전송되어진 디지털 방송신호, 지상파 방송에서 수신한 디지털 방송 신호 또는 아날로그 신호중 적어도 2개를 입력받는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 분배부는 상기 신호 입력부에서 입력된 신호를 아날로그(NTSC) 송출을 위한 RF 변조부와 디지털(8VSB) 송출을 위한 신호 동기화부로 각각 동시 분배한다.
본 발명에 따른 디지털 중계 장치에서는 개별화된 디지털공청 시스템의 기능들을 하나의 형태로 제작하여 타사 제품에 비해 가격적인 부분의 절감이 가능하고, 장비별 복잡한 시스템 세팅 없이 간단한 조작만으로 장비를 운영할 수 있다. 또한, 아날로그 및 디지털 채널 동시 송출을 통한 아날로그 방송 중단에 대한 대체 서비스가 가능하다.
특히 하나 이상의 아날로그 및 디지털 방송 신호 중에서 실제 송출할 입력 신호를 영상의 끊김 현상 없이 자연스럽게 스위칭하여 고품질, 고화질의 디지털 영상을 제공할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에　한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 위성 방송 중계 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 디지털 방송 중계 장치는,　선택부(510), 제어부(520), 신호 입력부(530), 신호 분배부(540), 디코더부(580), 신호 동기화부(550), 엔코딩부(560), RF변조부(570)를 포함한다.
신호 입력부(530)는 다양한 방송신호가 입력될 수 있다. 예를 들어 미국 또는 유럽에서 사용되고 있는 NTRANSPORT STREAMC와 PAL 방식의 영상 신호 입력 처리 방식을 기본으로 이와 파생되는 일본의 NTRANSPORT STREAMC-J 방식등과 같이 다양한 입력 방식에 대한 영상 입력에 대한 처리를 할 수 있으며 이들 입력은 각 국가 별 방송 표준으로 정하는 방송영상 입력에 대한 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에서는 디지털 방식으로 비 압축 영상을 동기화 하는 기술을 명시하기 위해 아날로그 방식으로 입력되는 영상 신호를 디지털 변환 하여야 한다. 디지털 영상 신호 인터페이스를 하기 위해 표준에 규정하는 ITU-R Recommendation BT. 656 방식을 채택하고 이들 신호를 분석하여 여러 입력에 대한 영상에 대한 동기화 동작을 한다.
BT.656 데이터 스트림 형식은 27 MHz 로 동작하는 픽셀 클럭 신호에 따라 동시에 8 비트를 병렬로 전송한다. 스트림 내의 비디오 픽셀 데이터의 수평 주사선은 SAV (Start of Active Video) 코드와 EAV (End of Active Video) 코드로 구분된다. 또한 SAV 코드는 비디오 필드 혹은 프레임 내의 라인 위치를 가리키는 상태 비트를 포함한다. 전체 프레임 내의 라인 정보는 SAV 상태 비트를 추적함으로써 알 수 있으며, 수신기가 새로운 스트림과 동기화(synchronize)되도록 한다.
도 2는 신호 입력부(530)의 상세도로서, 제1신호 수신부(531)는 TCP/IP를 이용하여 수신된 패킷에서 인터넷 라우팅 정보를 제외한 디지털 방송 신호인 MPEG-2 TS(Transport Stream) 신호를 추출하여 스위칭부(535)로 전송한다.
제2신호 수신부(532)는 디지털 위성 방송 신호(DVB-S)를 수신하여 디지털 방송 신호인 MPEG-2 TS(Transport Stream) 신호를 추출하여 스위칭부로 전송한다.
제3신호 수신부(533)는 디지털 지상파 방송 신호(8VSB RF)를 수신하여 MPEG-2 TS(Transport Stream) 신호를 추출하여 스위칭부(535)로 전송한다.
제4신호 수신부(534)는 아날로그 ( Composite, Component) 신호를 수신하는 추출하여 스위칭부(535)로 전송한다.
스위칭부(535)는 상기 선택부에서 실시간 송출할 방송신호를 선택하면, 제어부의 명령에 의해 제1 내지 제4 신호 수신부(531~534)의 방송신호 중 하나를 스위칭하여 MPEG-2 TS(Transport Stream) 신호는 제1변조부(536)로 전송하고, 아날로그 신호는 제2 변조부(537)로 각각 전송한다.
제1변조부(536)는 상기 스위칭부(535)에서 스위칭한 디지털 방송 신호인 MPEG-2 TS(Transport Stream)를 ITU-R BT.656　신호로 변환하여 신호 분배부로 전송한다.
제2변조부(537)는 상기 스위칭부(535)에서 스위칭한 아날로그(Composite, Component)신호를 ITU-R BT.656 신호로 변환하여 신호 분배부로 전송한다.
신호 분배부(540)는 상기 선택부(510)에 의해 선택 되어진 방송신호가 영상 입력부에서 ITU-R BT.656 신호로 변환되어 출력되면, 상기 제어부(520)의 제어에 의해 ITU-R BT.656 신호로 변환된 신호를 디지털 송출을 위해 신호 동기화부(550)로, 그리고 아날로그 송출을 위해 디코더부(580)로 각각 동시 송출되도록 한다.
디코더부(580)는 상기 신호 분배부(540)에서 출력되는 ITU-R BT.656 신호를 디지털 신호(8VSB)와 함께 NTSC 신호로 송출하기 위해 비디오/오디오 신호로 각각 아날로그 신호로 디코딩하여 RF 변조부(570)로 전송한다.
도 3은 신호 동기화부의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 신호 동기화부(550)는 입력처리부(551), 동기화부(552) 및 출력부(553)를 포함하는데, 도 4를 참조하면, 입력처리부(551)는 제1 내지 제4 신 호 수신부(531~534)에 대응하는 제1 내지 제4 입력 처리부(551)를 포함한다.
제1 내지 제4 입력 처리부(551) 각각은 상기 신호 분배부(540)에서 입력되는 각 영상에 대한 Field 동기 신호를 검출하고 이 검출된 정보를 동기화부(552)에 전달하여 영상 신호 동기를 위한 전처리 작업을 한다. 특히, 영상의 필드(Field) 정보를 감지 하기 위해서는 디지털 영상 신호로부터 도 5 와 도 6에 명시되는 데이터의 순서에 따라 입력되는 SAV(Start of Active Video)및 EAV(End of Active Video)를 검출하고 이 검출된 신호를 기준으로 수평, 수직, 필드, 프레임 동기(synchronize)신호를 생성하고 이 생성된 신호를 이용하여 영상 신호의 해상도를 계산하여 동기화 부에서 필드 및 프레임 동기를 맞추기 위한 정보를 전달한다. 이때 유효 영상 부분에 대한 정보를 V-PIXEL, H-PIXEL 정보를 계산하여야 한다.
동기화부(552)는 상기 입력 처리부(551)에서 검출한 각 영상 입력에 대한 동기정보를 이용하여 각 동기 입력들에 대한 오차를 계산하여 각 입력들에 대한 동기화 작업을 하며, 다수의 지연부(554, 555)와 동기처리부(556)를 포함한다.
동기 처리부(556)에서 오차를 계산할때 입력 처리부에서 채취한 각 영상들의 정보에서 알수 있는 정보는 해상도 정보와 각 영상에 대한 싱크 정보(BLANKING 정보)가 있다. 영상 동기를 위해서는 단순히 입력 데이터에 대한 신호 지연(Delay)을 하면 되지만 해상도의 차이에 대한 처리를 하지 못하면 신호 지연을 한다 해도 영상이 끊기는 현상을 막기 힘들다. 그래서 신호 지연 전에 영상 신호의 해상도를 재설정하고나서 신호 지연을 하는 방법을 이용하여 영상의 끊김이 없도록 해야 한다.
다중으로 입력되는 영상들의 동기를 맞추는 방법으로는 H-Sync 정보를 활용 을 한다.
H-Sync 정보는 도 5에 도시된 바와 같이 영상의 가로축에 해당하는 동기 정보를 의미하며 BT. 656 데이터 포맷의 SAV/EAV가 반복적으로 입력되는 부분이 된다. 이들 요소를 보면 SAV와 EAV 데이터 사이에 BLANK영역과 ACTIVE VIDEO 영역이 존재 하는데 ACTIVE VIDEO 영역에서의 영상 전환을 하게 될 경우 영상과 이 깨지는 현상과 영상의 가로축 해상도의 변화가 발생 하게 되어 이 영상의 동기가 깨지는 현상이 발생한다. 따라서 이 현상을 제거하기 위해 EAV가 검출되는 시점에 영상의 전환이 이뤄지게 해야 한다. 그리고 동일 시점의 화면 전환을 위해 다중의 영상에 대하여 EAV검출되는 시점이 일치하여야 후단의 출력 부에서 영상 전환이 이뤄질 때 화면 동기가 깨지지 않도록 할 수 있다.
동기 처리부(556)는 EAV검출 위치가 동일한 시간에 검출이 되도록 하여 주는 블록이다. EAV 검출의 위치는 위 입력 처리 부에서 검출된 EAV 위치를 내부 타이머(도면 미도시)를 기준으로 각 입력에 대한 데이터 지연을 발생 시켜 위치를 결정 하도록 한다. 이때 기준이 되는 입력의 결정은 입력되는 유효 영상들 중 EAV의 검출이 가장 늦은 입력을 기준으로 지연을 하도록 한다.
출력부(553)는 동기화된 영상 신호를 호환성을 고려하여 기존의 방식과 동일하게 출력이 나가도록 해주며 제어부의 제어신호에 대응되는 출력을 한다.
제어부(520)는 선택부(510)의 선택에 대응하여 각 처리 블록에 제어 명령을 주어 해당 처리를 할 수 있도록 한다. 특히 동기화부(552) 및 출력부(553)에 대한 제어 및 설정 정보를 제어 할 수 있도록 한다.
도 7을 참조하면, 엔코딩부(560)는 제3 변조부(561) 및 제4 변조부(562)를 포함한다.
제3변조부(561)는 상기 신호 동기화부(550)에서 출력되는 디지털 방송 신호(BT.656 스트림)를 MPEG-2 TS(Transport Stream) 신호로 엔코딩하고, 제4변조부(562)는 상기 제3 변조부(561)에서 엔코딩된 MPEG-2 TS(Transport Stream)신호에 PSI/PSIP정보와 Null Packet을 먹싱하고, 방송신호인 비디오와 오디오의 데이터 엔코딩 전송 비율을 19.392Mbps로 일정하게 출력하여 RF 변조부(570)로 전송한다.
도 8을 참조하면, RF 변조부(570)는 8VSB 변조부(571), NTSC 변조부(572), 신호 합성부(573)를 포함한다.
8VSB 변조부(571)는 상기 엔코딩부(560)의 제4 변조부(562)에서 출력된 MPEG-2 TS(Transport Stream)신호를 8VSB 변조(Modulation)한다.
NTSC 변조부(572)는 상기 디코더부(580)에서 디코딩한 비디오,오디오 신호를 NTSC로 변조(Moudulation)한다.
신호 합성부(573)는 상기 8VSB 변조부(571), NTSC 변조부(572)에서 출력되는 아날로그 및 디지털 방식의 고주파 신호를 합성하여 외부의 공청 설비로 출력한다.
이러한 본 발명의 실시예를 아파트 공청설비에 적용한 예를 도 9에 도시하였다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 중계 장치가 공청설비에 적용된 개념을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 위성 안테나(100)를 통해 다양한 위성방송신호가 디지털 방송 중계 장치(500)로 수신되고, 디지털 방송 중계 장치(500)가 공청설비(600)에 장착된다.
지상파 디지털 방송 신호는 지상파 안테나 장치(200)을 통해 디지털 방송 중계 장치(500)로 수신된다.
그리고 아날로그 신호 출력 장치(300)의 아날로그 신호와 인터넷(400)을 이용하여 수신된 신호는 디지털 방송 중계 장치(500)로 직접 입력된다.
이렇게 입력된 각각의 디지털/아날로그 신호는 디지털 방송 중계 장치(500)에서 디지털 및 아날로그로 변조되고 공청설비(600)에서 이를 수신하여 내부망을 통해 아날로그 및 디지털 방식의 텔레비전에 각각 공급한다.
따라서, 아날로그 TV로도 디지털 방송을 시청할 수 있으며, 아날로그 방송 중단에 대한 대체 서비스가 가능하다. 특히 하나 이상의 아날로그 및 디지털 방송 신호 중에서 실제 송출할 입력 신호를 영상의 끊김 현상 없이 자연스럽게 스위칭하여 고품질, 고화질의 디지털 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 중계 장치의 구성도이다.
도 2는 신호 입력부를 나타낸 도면이다.
도 3은 신호 동기화부를 나타낸 도면이다.
도 4는 동기화부를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도6은 본 발명의 실시예에 사용되는 데이터의 포맷 및 순서를 나타낸 도면이다.
도 7은 엔코딩부를 나타낸 도면이다.
도 8은 RF 변조부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 중계 장치가 공청설비에 적용된 예를 나타낸 도면이다.

Claims (4)

  1. 사용자로부터 송출할 신호를 선택받는 선택부;
    적어도 2개의 방송신호를 수신하여 아날로그 방식과 디지털 방식의 신호로 각각 출력하는 신호 입력부;
    상기 선택부의 출력에 대응하여 상기 신호 입력부에서 입력되는 방송신호 중에서 선택된 방송 신호가 아날로그, 디지털 방식의 신호로 각각 동시 송출되도록 제어하는 제어부;
    상기 신호 입력부에서 입력된 신호를 아날로그(NTSC) 송출과 디지털(8VSB) 송출을 위해 분배하는 신호 분배부;
    상기 신호 분배부에서 출력되는 신호를 아날로그 변조 및 송출(NTSC)하기 위해 디지털 신호는 아날로그 신호로, 아날로그 신호는 아날로그 신호로 각각 디코딩 하는 디코더부;
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 신호 입력부에서 입력되는 신호를 실시간 디지털(8VSB)송출하는 중에 다른 입력신호로 스위칭할 경우 실시간 송출중인 영상의 끊김이 나타나지 않도록 필드 및 프레임 동기를 위한 정보를 추출하여 각 동기 입력에 대한 오차를 계산한 후, 영상신호의 해상도와 동기 정보를 포함한 디지털 신호를 출력하는 신호 동기화부;
    상기 신호 동기화부를 통해 출력되는 동기화된 디지털 신호를 엔코딩하는 엔코딩부;
    상기 엔코딩부 또는 디코더부의 출력신호를 아날로그 및 디지털 방식의 고주파 신호로 각각 변조 및 합성하여 외부의 공청 설비로 출력하는 RF 변조부를 포함하고,
    상기 신호 입력부는, 위성방송에서 수신한 디지털 방송 신호, 인터넷(TCP/IP)을 이용하여 전송되어진 디지털 방송신호, 지상파 방송에서 수신한 디지털 방송 신호 또는 아날로그 신호중 적어도 2개를 입력받고,
    상기 신호 분배부는 상기 신호 입력부에서 입력된 신호를 아날로그(NTSC) 송출을 위한 RF 변조부와 디지털(8VSB) 송출을 위한 신호 동기화부로 각각 동시 분배하며,
    상기 신호입력부에서 입력되는 신호는 SAV와 EAV 데이터 사이에 BLANK영역과 ACTIVE VIDEO 영역이 존재 하는데 상기 신호 동기화부는 상기 EAV가 검출되는 시점에 영상의 전환이 이뤄지도록 하는 것을 특징으로 하는 디지털 위성 방송 중계 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
KR1020090111136A 2008-12-02 2009-11-17 디지털 위성 방송 중계 장치 KR101112160B1 (ko)

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KR20060051007A (ko) * 2004-09-06 2006-05-19 삼성전자주식회사 디지털 멀티미디어 방송 수신 장치 및 방법

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