KR101188998B1 - 디지털 업컨버터를 이용하여 채널 본딩을 수행하는 케이블 모뎀 및 그 방법 - Google Patents

디지털 업컨버터를 이용하여 채널 본딩을 수행하는 케이블 모뎀 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

케이블 모뎀이 제공된다. 케이블 모뎀은 복수의 독립적인 채널들에 대응되는 복수의 디지털 데이터들을 생성하는 복수의 변조기들, 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향시키는 복수의 디지털 업컨버터들, 상기 미리 결정된 주파수를 갖는 복수의 디지털 업컨버터들의 출력들을 적어도 하나의 채널로 결합하여(bonding) 아날로그 출력 신호를 생성하는 무선 주파수(Radio Frequency) 처리기를 포함한다. 케이블 모뎀은 디지털 업컨버터들을 사용함으로써, 무선 주파수 처리기의 구조를 간단하게 하고, 주파수 변환 과정에서 발생하는 오차를 줄일 수 있다.
Figure R1020080130232
디지털 업컨버터, 주파수 상향, 상향 스트림, 채널 결합, 무선 주파수, 본딩

Description

디지털 업컨버터를 이용하여 채널 본딩을 수행하는 케이블 모뎀 및 그 방법{CABEL MODEM AND METHOD OF PERFORMING CHANNEL BONDING USING DIGITAL UPCONVERTER}
본 발명은 채널 본딩을 수행하는 케이블 모뎀이 관한 것으로, 특히 HFC 망에서 상향 스트림을 전송하는 케이블 모뎀에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-005-01, 과제명: HFC 망에서의 IP 기반 초고속 멀티미디어 전송기술 개발].
닥시스(DOCSIS, Data Over Cable Service Interface Specification) 3.0이라는 규격이 발표되었다. 이 규격은 HFC 망에서 150Mbps의 하향 링크 전송 속도를 지원하고, 120Mbps 이상의 상향링크 전송 속도를 지원한다.
상향링크 전송 속도를 120Mbps 이상으로 높이기 위해서는 채널 본딩 기술이 사용된다. 즉, 독립된 복수의 채널들은 채널 본딩 기술을 통하여 하나의 채널로 본딩될 수 있으며, 케이블 모뎀은 본딩된 채널을 이용하여 높은 전송 속도를 달성할 수 있다.
일반적인 케이블 모뎀은 소스 데이터를 변조하는 과정, 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 과정, 변환된 아날로그 신호를 무선 주파수를 갖는 출력 신호로 생성하는 과정을 순차적으로 거침으로써, 상향 스트림을 전송한다. 그리고, 일반적인 케이블 모뎀은 변환된 아날로그 신호를 무선 주파수를 갖는 출력 신호로 생성하는 과정을 수행하기 위하여 여러 개의 아날로그 주파수 변환기들을 요구한다.
다만, 여러 개의 아날로그 주파수 변환기들은 케이블 모뎀의 복잡도를 증가시키는 원인이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 아날로그 주파수 변환기들이 주파수를 변환하는 과정에서 발생하는 오차를 줄여야 바람직하지만, 이 오차를 줄이는 데에도 한계가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀은 무선 주파수 처리기의 이전 스테이지에서 디지털 데이터의 주파수를 상향하는 디지털 업컨버터를 구비함으로써, 무선 주파수 처리기의 복잡도를 줄인다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀은 디지털 업컨버터를 이용하여 디지털 데이터의 주파수를 상향함으로써, 무선 주파수 처리기가 주파수를 변환하는 과정에서 발생하는 오차를 줄인다.
본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀은 복수의 독립적인 채널들에 대응되는 복수의 디지털 데이터들을 생성하는 복수의 변조기들, 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향시키는 복수의 디지털 업컨버터들, 상기 미리 결정된 주파수를 갖는 복수의 디지털 업컨버터들의 출력들을 적어도 하나의 채널로 결합하여(bonding) 아날로그 출력 신호를 생성하는 무선 주파수(Radio Frequency) 처리기를 포함한다.
상기 복수의 디지털 업컨버터들은 상기 무선 주파수 처리기가 상기 아날로그 출력 신호를 생성하기 이전에 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 상향시킴으로써, 무선 주파수 처리기의 구조를 간단하게 할 수 있고, 주파수를 변환하는 과정에서 발생하는 오차를 줄일 수 있다.
이 때, 상기 무선 주파수 처리기는 상기 복수의 디지털 업컨버터들의 출력 들을 증폭하는 복수의 증폭기들, 상기 복수의 증폭기들의 출력에 대해 대역 통과(Band Pass) 필터링을 수행하는 복수의 대역 통과 필터들 및 상기 복수의 대역 통과 필터들의 출력들을 상기 적어도 하나의 채널로 결합하는 컴바이너를 포함할 수 있다. 특히, 상기 무선 주파수 처리기는 상기 컴바이너의 출력에 대해 저대역 통과 필터링을 수행하는 저대역 통과 필터 및 상기 저대역 통과 필터의 출력을 증폭하는 증폭기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상향 스트림 전송 방법은 맥(MAC, Medium Access Control) 인터페이스를 통하여 복수의 소스 데이터들을 수신하는 단계, 상기 복수의 소스 데이터들을 변조하여 복수의 독립적인 채널들에 대응하는 복수의 디지털 데이터들을 생성하는 단계, 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향하여 제1 출력들을 생성하는 단계 및 상기 미리 결정된 주파수를 갖는 제1 출력들을 적어도 하나의 채널로 결합하여 아날로그 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀은 무선 주파수 처리기의 이전 스테이지에서 디지털 데이터의 주파수를 상향하는 디지털 업컨버터를 구비함으로써, 무선 주파수 처리기의 복잡도를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀은 디지털 업컨버터를 이용하여 디지털 데이터의 주파수를 상향함으로써, 무선 주파수 처리기가 주파수를 변환하는 과정에서 발생하는 오차를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 단일 채널을 사용하는 일반적인 케이블 모뎀을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 단일 채널을 사용하는 케이블 모뎀은 변조기(110), 디지털-아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter, 120) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 처리기(130)를 포함한다.
변조기(110)는 소스 데이터를 미리 결정된 변조 방식(modulation scheme)에 따라 변조하여 디지털 데이터를 생성한다. 그리고, 생성된 디지털 데이터는 디지털-아날로그 컨버터(120)로 제공된다.
또한, 디지털-아날로그 컨버터(120)는 디지털 데이터를 아날로그 출력 신호로 변환한다. 또한, 무선 주파수 처리기(130)는 아날로그 신호의 주파수를 무선 주파수로 상향하여 최종 출력 신호를 생성하고, 생성된 최종 출력 신호를 광동축 혼합망을 통하여 수신기로 전달한다.
이 때, 무선 주파수 처리기(130)가 아날로그 신호의 주파수를 무선 주파수로 상향함을 알 수 있다. 따라서, 무선 주파수 처리기(130)는 반드시 주파수 변환기를 요구함을 알 수 있다.
도 2는 다중-채널을 사용하는 일반적인 케이블 모뎀을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 닥시스 3.0의 규격에 기반하는 케이블 모뎀은 복수의 변조기들(210), 복수의 디지털-아날로그 컨버터들(220) 및 무선 주파수 처리기(230)를 포함한다.
복수의 변조기들(210)은 독립적은 복수의 채널들에 대응하는 소스 데이터들을 변조한다. 그리고, 변조기들(210)의 출력들은 디지털-아날로그 컨버터들(220)로 제공된다.
또한, 디지털-아날로그 컨버터들(220)은 변조기들(210)의 출력들을 아날로그 신호들로 변환한다.
또한, 무선 주파수 처리기(230)는 변환된 아날로그 신호들의 주파수를 무선 주파수로 상향하고, 아날로그 신호들을 하나의 채널로 본딩한다.
이 때, 케이블 모뎀이 채널 본딩 기술을 사용하는 경우, 무선 주파수 처리기(230)는 아날로그 신호들의 주파수를 상향하기 위한 복수의 주파수 변환기들을 요구함을 알 수 있다. 이러한 복수의 주파수 변환기들은 무선 주파수 처리기(230)의 구조를 복잡하게 만드는 원인이 된다. 뿐만 아니라, 무선 주파수 처리기(230)가 아날로그 신호들의 주파수를 무선 주파수로 상향하는 과정에서 발생하는 오차를 줄일 필요도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중-채널을 사용하는 케이블 모뎀을 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중-채널을 사용하는 케이블 모뎀은 복수의 변조기들(310), 복수의 디지털 업컨버터들(digital upconverter, 320), 복수의 디지털-아날로그 변환기들(330) 및 무선 주파수 처리기(340)를 포함한다.
변조기들(310)은 복수의 독립적인 채널들에 대응하는 소스 데이터들을 변조하여 디지털 데이터들을 생성한다
디지털 업컨버터들(320) 각각은 대응하는 변조기들(310) 각각에 연결된다. 디지털 업컨버터들(320)은 디지털 데이터들이 갖는 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향한다. 특히, 디지털 업컨버터들(320)은 무선 주파수 처리기(340)가 별도로 주파수 상향 과정을 수행하지 않도록 디지털 데이터들이 갖는 주파수를 미리 상향할 수 있다.
또한, 디지털 업컨버터들(320)의 출력들은 디지털-아날로그 컨버터들(330)로 제공된다. 이 때, 디지털-아날로그 컨버터들(330)은 디지털 업컨버터들(320)의 출력들을 아날로그 신호들로 변환한다.
또한, 무선 주파수 처리기(340)는 변환된 아날로그 신호들을 적어도 하나의 채널로 본딩하여 최종적인 출력 신호를 광동축 혼합망을 통하여 수신기로 전달한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 주파수 처리기를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 주파수 처리기(340)는 복수의 증폭기들(410), 복수의 대역 통과 필터들(420), 컴바이너(430), 저대역 통과 필터(440) 및 증폭기(450)를 포함한다.
복수의 증폭기들(410)은 디지털-아날로그 컨버터들의 출력들을 증폭한다. 그리고, 복수의 증폭기들(410)의 출력들은 대역 통과 필터들(440)을 통과함으로써, 원하지 않는 대역에 존재하는 성분들이 제거된다.
대역 통과 필터들(440)의 출력들은 컴바이너(430)로 제공된다. 이 때, 컴바이너(430)는 대역 통과 필터들(440)의 출력들을 하나의 채널로 결합한다.
컴바이너(430)의 출력은 저대역 통과 필터(440)를 통과하고, 증폭기(450)를 통하여 증폭된 후 광동축 혼합망을 통해 수신기로 전달된다.
도 5는 도 3에 도시된 모듈들 각각의 출력들의 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 도면 부호 510은 변조기들의 출력들을 나타낸다. 도면 부호 510의 그래프들에 도시된 1, 2, 3, 4는 변조기 1, 변조기 2, 변조기 3 및 변조기 4 각각의 출력을 의미한다.
도면 부호 520은 디지털 업컨버터들의 출력들을 나타낸다. 디지털 업컨버터 1은 변조기 1의 출력이 갖는 주파수를 B 대역으로 상향한다. 또한, 디지털 업컨버터 2는 변조기 2의 출력이 갖는 주파수를 A 대역으로 상향하고, 디지털 업컨버터 3은 변조기 3의 출력이 갖는 주파수를 D 대역으로 상향한다. 마찬가지로, 디지털 업컨버터 4는 변조기 4의 출력이 갖는 주파수를 C 대역으로 상향한다.
이 때, 디지털 업컨버터들의 출력들은 무선 주파수 처리기로 제공된다. 무선 주파수 처리기는 A, B, C, D 대역에 존재하는 디지털 업컨버터들의 출력들을 결합한다. 즉, 무선 주파수 처리기는 A, B, C, D 대역을 하나의 주파수 대역으로 간주하여 최종적인 출력 신호를 생성한다.
결국, 본 발명에 따르면, 무선 주파수 처리기는 별도로 주파수 상황 과정을 수행할 필요가 없음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상향 스트림 전송 방법을 나타낸 동작 흐 름도이다.
도 6을 참조하면, 케이블 모뎀은 맥(MAC, Medium Access Control) 인터페이스를 통하여 복수의 소스 데이터들을 수신한다(S610).
그리고, 케이블 모뎀은 상기 복수의 소스 데이터들을 변조하여 복수의 독립적인 채널들에 대응하는 복수의 디지털 데이터들을 생성한다(S620).
또한, 케이블 모뎀은 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향하여 제1 출력들을 생성한다(S630).
또한, 케이블 모뎀은 상기 미리 결정된 주파수를 갖는 제1 출력들을 적어도 하나의 채널로 결합하여 아날로그 출력 신호를 생성한다(S640).
도 1 및 도 5와 관련하여 상술한 내용은 본 발명의 상향 스트림 전송 방법에 그대로 적용될 수 있으므로, 도 6과 관련된 상세한 내용은 이하에서 생략한다.
본 발명에 따른 상향 스트림 전송 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 단일 채널을 사용하는 일반적인 케이블 모뎀을 나타낸 도면이다.
도 2는 다중-채널을 사용하는 일반적인 케이블 모뎀을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중-채널을 사용하는 케이블 모뎀을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 주파수 처리기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 모듈들 각각의 출력들의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상향 스트림 전송 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

Claims (9)

  1. 복수의 독립적인 채널들에 대응되는 복수의 디지털 데이터들을 생성하는 복수의 변조기들;
    상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 미리 결정된 주파수로 상향시키는 복수의 디지털 업컨버터들;
    상기 미리 결정된 주파수를 갖는 복수의 디지털 업컨버터들의 출력들을 적어도 하나의 채널로 결합하여(bonding) 아날로그 출력 신호를 생성하는 무선 주파수(Radio Frequency) 처리기
    를 포함하고,,
    상기 무선 주파수 처리기는
    상기 복수의 디지털 업컨버터들의 출력들을 증폭하는 복수의 증폭기들;
    상기 복수의 증폭기들의 출력에 대해 대역 통과(Band Pass) 필터링을 수행하는 복수의 대역 통과 필터들; 및
    상기 복수의 대역 통과 필터들의 출력들을 상기 적어도 하나의 채널로 결합하는 컴바이너
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 디지털 업컨버터들은
    상기 무선 주파수 처리기가 상기 아날로그 출력 신호를 생성하기 이전에 상기 복수의 디지털 데이터들의 주파수를 상향시키는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 주파수와 상기 아날로그 출력 신호의 주파수는 동일한 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컴바이너의 출력에 대해 저대역 통과 필터링을 수행하는 저대역 통과 필터; 및
    상기 저대역 통과 필터의 출력을 증폭하는 증폭기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 변조기들 각각은 상기 복수의 디지털 업컨버터들 각각에 대응되고, 상기 복수의 변조기들의 개수는 적어도 4개 이상인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 독립적인 채널들은 복수의 상향 스트림 채널들인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 출력 신호는 광동축 혼합망(Hybrid Fiber Coaxial network)을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  9. 삭제
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