KR101166427B1 - 제로 아이에프를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기에 관한 것으로, 하나의 보드에 원칩화시켜 자원 효율성과 공간 효율성을 높이고, 원하는 대역의 방송신호 출력이 가능하도록, 다채널을 구성하는 각 채널별 ASI(Asynchronous Serial Inerface) 또는 SMPTE-310(Society of Motion Picture and Television Engineers) 입력 신호를 MPEG-TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream) 신호로 변환하여 출력하는 제1변환부; 상기 제1변환부의 출력 신호를 각 채널별 소정의 비트 레이트(bit rate)로 변환하는 제2변환부; 상기 제2변환부의 출력 신호를 각 채널별 베이스밴드의 I/Q(Base-Band In phase/Quadrature phase) 신호로 출력하는 변조부; 및 상기 변조부의 출력 신호를 각 채널별 16비트의 90°위상차를 갖는 I신호와 Q신호로 변환하고 데이타 비트 레이트를 업 샘플(up-sample)한 뒤 먹스(Mux: multiplexer)하여 후단에 연결된 RF DAC(RadioFrequency Digital to Analog Converter)로 출력하는 출력부;를 포함하고, 상기 구성요소들은 하나의 FPGA(Field-Programmable Gate Array)에 집적되는 것을 특징으로 한다.

Description

제로 아이에프를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기{A direct digital synthesis type multi-channel modulator using zero IF}
본 발명은 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 보드에 원칩화시켜 자원 효율성과 공간 효율성을 높이고, 원하는 대역의 방송신호 출력이 가능한 기술에 관한 것이다.
지상파 방송은 지상에 설치된 송신소 또는 중계소를 통해 전파를 송신하고, 가정 등에서 이 전파를 안테나를 통해 수신하여 시청하는 방송 시스템이다.
이와 같은 지상파 방송은 지상파 아날로그 방송이 주로 이용되다가, 통신과 컴퓨터 기술의 발전에 따라 지상파 디지털 방송이 추가되어 혼용되고 있다.
지상파 디지털 방송은 지상파 아날로그 방송에 비해 많은 양의 데이터 정보를 함께 포함하여 전송할 수 있을 뿐만 아니라, 8-VSB 변조 방식을 이용하기 때문에 방송 품질이 월등히 우수한 이점이 있다. 그러나, 이러한 지상파 디지털 방송은 기존에 보급된 아날로그 TV를 통해 수신할 수 없는 단점이 있지만, 디지털 기술의 발전에 따라 디지털 TV의 보급률이 높아짐에 따라 세대교체가 진행되고 있다.
한편, 정책적으로, 구기술에 속하는 아날로그 TV용 방송은 국가에 따라 다르지만 서서히 중단의 시기가 다가오고 있다.
그러나, 한번 구입하면 장시간동안 사용이 가능한 TV의 특성상 아날로그 TV 소유자는 지상파 아날로그 방송의 중단 예정에도 불구하고 쉽게 TV를 교체할 수 없는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 지상파 디지털 방송을 수신하여 이를 아날로그 TV용 신호로 변환하는 셋탑박스 등이 제안되었다. 그러나 이와 같은 셋탑박스는 아날로그 TV마다 설치되어야 하기 때문에 비용 부담이 크고, 아파트와 같은 대단지 주거 구역에 매우 비효율적인 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 대단지 주거구역마다 재송신장치(remodulator), 셋탑 박스 및 아날로그 변조부를 설치하고, 지상파 디지털 방송을 수신하여 디지털 TV용 신호와 아날로그 TV용 신호를 생성하여 가구마다 공급하는 기술이 제안되었다. 이와 같은 재송신장치, 셋탑박스 및 아날로그 변조부는 채널 구성에 따라 5~6세트가 구비되어야 하는데, 다수의 장비 사용에 따른 장비 설치 공간 문제 및 장비 가격 비용 부담 등이 큰 문제가 발생한다.
본 발명은 전술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 단채널뿐만 아니라 다채널의 변조가 가능한 변조부의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 대역의 방송 출력이 가능하고, 소형화로 인하여 설치와 관리가 용이한 변조부를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 더블 컨버젼(double conversion) 방식의 복잡한 하드웨어 대신 DDS 방식으로 쉽게 하드웨어 구현을 하기 위한 것이다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기는 다채널을 구성하는 각 채널별 ASI(Asynchronous Serial Inerface) 또는 SMPTE-310(Society of Motion Picture and Television Engineers) 입력 신호를 MPEG-TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream) 신호로 변환하여 출력하는 제1변환부; 상기 제1변환부의 출력 신호를 각 채널별 소정의 비트 레이트(bit rate)로 변환하는 제2변환부; 상기 제2변환부의 출력 신호를 각 채널별 베이스밴드의 I/Q(Base-Band In phase/Quadrature phase) 신호로 출력하는 변조부; 및 상기 변조부의 출력 신호를 각 채널별 16비트의 90°위상차를 갖는 I신호와 Q신호로 변환하고 데이타 비트 레이트를 업 샘플(up-sample)한 뒤 먹스(Mux: multiplexer)하여 후단에 연결된 RF DAC(RadioFrequency Digital to Analog Converter)로 출력하는 출력부;를 포함하고, 상기 구성요소들은 하나의 FPGA(Field-Programmable Gate Array)에 집적되는 것을 특징으로 한다.
본 실시형태에서, 상기 제2변환부는 PSIP(Program and System Information Protocol)의 MGT(Master Guide Table), VCT (Virtual Channel Table) TS를 추가로 생성할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 제2변환부는 VCT 연동을 위한 PSI(Program Specific Information)의 PAT(Program Association Table)/PMT(Program Map Table) TS 생성 및 PID(Proportional Integral Derivative) 결합, 제거 또는 수정을 추가로 수행할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 변조부는 데이타 무작위화, 리드 솔로몬(Reed Solomon) 인코딩, 데이타 인터리빙 및 트렐리스(Trellis) 인코딩을 추가로 수행할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 출력부는 제로 위상을 갖는 I신호와 90°위상을 갖는 Q신호를 생성하고 이들을 합성하여 이미지 주파수를 제거할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 제1변환부와 상기 RF DAC 사이에 연결되고, PSIP의 VCT 테이블을 생성하여 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기 내부의 VCT 테이블 저장 및 VCT 생성을 조절하는 MCU(Micro Controller Unit)를 추가로 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 MCU는 각 채널의 싱크 로스가 발생하는 경우 해당 채널의 RF를 뮤트시키는 기능을 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 하나의 FPGA로 다채널 변조가 가능하다.
또한 본 발명에 따르면 예를 들면 50MHz~1GHz의 다양한 송수신 대역폭으로 방송 송출이 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기의 블럭도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기에 따른 를 실시예를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
(실시예)
이하에서 첨부된 도면 도1을 참조로 본 발명에 따른 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기를 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기의 블럭도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기(110)는 제1변환부(112), 제2변환부(114), 변조부(116) 및 출력부(118)를 포함하며, 이들 구성요소들이 하나의 FPGA(Field-Programmable Gate Array)에 집적되는 구성을 갖는다.
제1변환부(112)는 다채널을 구성하는 각 채널별 ASI(Asynchronous Serial Inerface) 또는 SMPTE-310(Society of Motion Picture and Television Engineers) 입력 신호를 MPEG-TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream) 신호로 변환하여 출력한다.
제2변환부(114)는 제1변환부(112)의 출력 신호를 각 채널별 소정의 비트 레이트(bit rate)로 변환한다. 예를 들어 제2변환부는 리먹스(re-multiplexer) 기능을 이용하여 19.392Mbps 패킷으로 변환하는 동작을 수행할 수 있다.
또한 제2변환부(114)는 PSIP(Program and System Information Protocol)의 VCT (Virtual Channel Table) TS를 추가로 생성하거나, VCT 연동을 위한 PSI(Program Specific Information)의 PAT(Program Association Table)/PMT(Program Map Table) TS 생성 및 PID(Proportional Integral Derivative) 결합, 제거 또는 수정을 추가로 수행할 수도 있다. 잘 알려진 바와 같이, ATSC 방식에는 PSIP 규격이 있고 이 규격에는 VCT가 포함된다. VCT는 가상채널(예를 들면 '11-1')과 가상 채널 이름(예를 들면 'MBC')에 대한 정보가 있으며, 제2변환부(114)는 VCT라는 TS 패킷을 FPGA 내부에서 자체 생성할 수 있게 되는 것이다. 이에 의해, 제2변환부(114)는 사용자가 원하는 가상 채널 번호와 이름을 융통성있게 설정할 수 있게 된다.
변조부(116)는 제2변환부(114)의 출력 신호를 각 채널별 베이스밴드의 I/Q(Base-Band In phase/Quadrature phase) 신호로 출력한다.
더불어, 변조부(116)는 데이타 무작위화, 리드 솔로몬(Reed Solomon) 인코딩, 데이타 인터리빙 및 트렐리스(Trellis) 인코딩을 추가로 수행할 수도 있음에 유의한다. 이에 의해 변조부(116)는 MPEG-TS 신호의 에러 보정이 가능하게 하며, 에러 보정된 8-VSB 신호를 변환한다.
출력부(118)는 변조부(116)의 출력 신호를 각 채널별 16비트의 90°위상차를 갖는 I신호와 Q신호로 변환하고 데이타 비트 레이트를 업 샘플(up-sample)한 뒤 먹스(Mux: multiplexer)하여 후단에 연결된 RF DAC(130: RadioFrequency Digital to Analog Converter)로 출력한다.
또한 출력부(118)는 제로 위상을 갖는 I신호와 90°위상을 갖는 Q신호를 생성하고 이들을 합성하여 이미지 주파수를 제거할 수도 있다.
MCU(120: Micro Controller Unit)는 제1변환부(112)와 RF DAC(130) 사이에 연결되고, PSIP의 VCT 테이블을 생성하여 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기 내부의 VCT 테이블 저장 및 VCT 생성을 조절한다. 더불어 MCU(120)는 각 채널의 싱크 로스가 발생하는 경우 해당 채널의 RF를 뮤트시키는 기능을 추가로 수행할 수도 있다. 이에 의해 전력 및 전파의 낭비를 줄이게 된다.
이상으로 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 설명하였다.
그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 특별히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 할 것이다.
따라서, 전술된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 다채널 변조기 112: 제1변환부
114: 제2변환부 116: 변조부
118: 출력부 120: MCU
130: RF DAC

Claims (7)

  1. 다채널을 구성하는 각 채널별 ASI(Asynchronous Serial Inerface) 또는 SMPTE-310(Society of Motion Picture and Television Engineers) 입력 신호를 MPEG-TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream) 신호로 변환하여 출력하는 제1변환부;
    상기 제1변환부의 출력 신호를 각 채널별 소정의 비트 레이트(bit rate)로 변환하는 제2변환부;
    상기 제2변환부의 출력 신호를 각 채널별 베이스밴드의 I/Q(Base-Band In phase/Quadrature phase) 신호로 출력하는 변조부; 및
    상기 변조부의 출력 신호를 각 채널별 16비트의 90°위상차를 갖는 I신호와 Q신호로 변환하고 데이타 비트 레이트를 업 샘플(up-sample)한 뒤 먹스(Mux: multiplexer)하여 후단에 연결된 RF DAC(RadioFrequency Digital to Analog Converter)로 출력하는 출력부;를 포함하고,
    상기 구성요소들은 하나의 FPGA(Field-Programmable Gate Array)에 집적되는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2변환부는 PSIP(Program and System Information Protocol)의 MGT(Master Guide Table), VCT (Virtual Channel Table) TS를 추가로 생성하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2변환부는 VCT 연동을 위한 PSI(Program Specific Information)의 PAT(Program Association Table)/PMT(Program Map Table) TS 생성 및 PID(Proportional Integral Derivative) 결합, 제거 또는 수정을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변조부는 데이타 무작위화, 리드 솔로몬(Reed Solomon) 인코딩, 데이타 인터리빙 및 트렐리스(Trellis) 인코딩을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는 제로 위상을 갖는 I신호와 90°위상을 갖는 Q신호를 생성하고 이들을 합성하여 이미지 주파수를 제거하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1변환부와 상기 RF DAC 사이에 연결되고, PSIP의 VCT 테이블을 생성하여 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기 내부의 VCT 테이블 저장 및 VCT 생성을 조절하는 MCU(Micro Controller Unit)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 MCU는 각 채널의 싱크 로스가 발생하는 경우 해당 채널의 RF를 뮤트시키는 기능을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 Zero IF를 이용한 직접 디지털 발진 형태의 다채널 변조기.
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