KR19980018454A - 대화형 인공위성 텔레비전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유용한 신호를 가입자에게 전송하고 복귀 경로를 구비하며, 분배센터와 가입자 사이에서 데이터를 전송하는 시스템에 있어서, 반송 신호는 유용한 신호에 부가하여 전송되고 복귀 경로로 전송된 신호 주파수가 상기 반송 신호의 주파수에 동기 된다.

Description

대화형 인공위성 텔레비전 시스템

본 발명은 인공위성 텔레비전 화상을 전송하기 위한 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 가입자 위치에서 복귀 연결의 구성에 관한 것이다.

인공위성 텔레비전 프로그램을 수신하기 위한 시스템들은, 예를들면 등록 상표인 디지털 새털라이트 시스템(Digital Satellite System)의 약자인 DSS 디지털 시스템으로 공지되어 있다.

가입자로부터 감시센터까지 복귀 연결을 구성하는 기존의 해결책중의 하나는 전화 연결의 이용이다. 소비자들의 표준 텔레비전 하드웨어는 위성 안테나와 저 노이즈 수신 블럭 또는 저 노이즈 저감 변환기를 위해 장착된 LNB를 포함하는 외부 유니트와 복조기 및 다른 디코더들을 포함하는 내부 유니트로 구성된다. 그러므로, 상기 내부 유니트는 각각의 고객에게 복귀 채널 특성을 제공하기 위하여 모뎀을 통해 전화 연결망에 접속되어지는 것을 필요로 한다.

상기 해결책은 다음과 같은 이유로 최적이지 못하다.

- 소비자들은 통화시간과 거리를 기준으로 회선의 사용에 대해 요금을 내야만 하고, 이는 특히 장거리 또는 국제 연결이 필요로 하는 경우라면 높은 경비를 발생시킬 것이다.

- 전화 회선은 각 소비자의 구내에 연결되어져야 하는데, 이것이 멀리 떨어진 지역 또는 개발 국가들에게 항상 가능한 상태는 아니다.

- 내부 유니트에 대한 연결은 전화 소켓이 디코더의 부근에서 사용할 수 있는것을 필요로 한다.

- 이는 이동용 기기들에 대해 적절하지 못하다.

또 다른 해결책은 수신을 위해 사용된 가입자의 파라볼릭 안테나를 통해 복귀 경로로서 인공위성 연결을 이용하는 것이다. 이 해결책은 일대-다수 양방향 인공위성 통신 네트워크 예를 들면, 양방향(Two-way) VSAT(Very Small Aperture Terminal)와 같은 등록상표로 알려진 Gilat Satellite Net Work Limited Company의 단말장치가 이용된다.

이와 같은 네트워크의 장치는 은행카드에 대한 대금 청구권, 판매 점소에서 추첨 번호의 등록, 전자식 자금 송금 등의 업무처리에는 반전문적이다. 이러한 시스템의 비용은 비싸다. 교환 프로토콜, 특히 인공위성 접속 권한을 이행시키기가 복잡하다. 이러한 시스템은 일반적으로 많은 숫자의 업링크(uplinks : 지상에서 인공위성으로 정보의 전송)에는 부적절하며, 다시말해, 수백만의 가입자들에게 있어서 송신 주파수가 가입자들의 번호에 접합되어 지려고 충돌한다.

복귀 신호는 주파수 안정이 잘 되어야만 되며, 고주파 합성기를 사용하기 때문에 높은 제작 비용이 요구되며, 이러한 비용은 대량의 하드웨어 시장에서는 경쟁적이지 못하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 단점들을 해결하는데 있다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명의 요지는 복귀경로를 가지며 분배센터와 가입자 사이에 데이터를 전송하기 위한 시스템이 반송신호가 분배센터에 의해 결정된 주파수로 전송되어 지고 복귀 경로상에 전송된 신호의 주파수는 반송신호의 주파수에 동기되어 지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 요지는 데이터 전송 시스템의 수신기가 반송 신호를 수신하고 주파수가 복귀신호에 결합되어지는 신호를 전달하는 적어도 하나의 믹서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 인공위성 복귀 경로의 준비가 쉽게 이루어질 수 있고, 가입자와 공급자 모두에게 비용이 싸며, 인공위성 트랜스폰더(transponder)의 특성과도 부합된다.

왜냐하면, 모든 수신기들이 단일 주파수로 동기 되고, 감시센터에 의해 제어되며, 이 복귀주파수가 조정하는 것이 가능하고 좁은 통과대역 트랜스폰더의 이용이 허용되기 때문이다. 복귀신호의 주파수 변동이 조작자에 의해 조정되며 복귀신호의 상(phase) 노이즈가 현격하게 감소되고 인공위성과 높은 변조율의 주파수 대역의 보다 향상된 이용이 가능해진다.

가입자의 수신 시스템에서, 고도로 주파수를 안정하게 하는 고주파수 발생기 또는 합성기가 더 이상 필요하지 않는 제작비용이 감소된다. 대량 시장성을 갖는 회로들이 본 발명을 실시하기 위해 사용되어 질 수 있다.

교환 프로토콜이 간단해지고, 전송 충돌은 그들의 가입자의 코드 상에서 가입자 수신기의 폴링(polling) 타입 질의 때문에 억제되어 진다. 이러한 코드는 내장되어지기도 하고 원격으로 변경할 수도 있다.

또한, 이러한 전송 시스템에 의하면, 텔레비전 시청자가 전화 네트워크에 가입할 의무가 없다. 아울러 텔레비전 시스템의 내부 유니트로부터 전화 네트워크까지 접속장치를 구성하는 것이 더 이상 필요가 없다. 사용료는 프로그램 공급자에 의해 단독으로 조정되며, 텔레컴(telecom) 조작자는 더 이상 관련이 없다.

도1은 복귀 경로를 갖는 인공위성 전송 시스템의 개략도.

도2는 가입자의 수신 시스템의 외부 유니트의 개략도.

도3은 가입자의 수신 시스템의 내부 유니트의 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 지구국 2 : 인공위성

3 : 수신 시스템 4 : 외부 유니트

5 : 인공위성 안테나 6 : 내부 유니트

7 : 디플렉서 8 : 저 노이즈 블록

9 : 저 노이즈 증폭기 10 : 화상 주피수

11, 14, 17 : 믹서 12 : 국부 발진기

13 : 중간 주파수 증폭기 15 : 로우 패스 필터

16,18 : 하이패스필터 19 : 파워 증폭기

20 : 수신회로 21 : 변조기

22 : 2진 코드화 회로 23 : 변환기

24,26 : 발진기

본 발명의 다른 특징 및 잇점은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 실시예와 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은 본 발명에 의해 실시된 인공위성 전송시스템의 복귀경로의 기본적인 개념을 나타내고 있다.

큰 직경, 예를 들면 4 내지 6 M의 안테나가 장착된 지구국(1)은 인공위성(2)을 통하여 이용 가능토록 만들어진 정보와 프로그램을 가입자들에게 전송한다. 이러한 정보와 이들 프로그램들은 수신 및 처리회로에 연결된 파라볼릭 안테나에 의해 각 가입자의 위치에서 획득되어지며, 전체 수신 시스템(3i)의 완전한 형성부가 가입자(i)의 구내에 설치된다.

또한, 본 발명에서는 직경이 45 내지 90 cm 정도의 작은 직경의 안테나가 복귀경로를 위하여 사용된다. 결국, 소비자 상향 경로는 인공위성(2)을 통하여 복귀 데이터를 가입자들에 의해 전송되고 그 자체의 큰 직경의 안테나에 수신된 데이터를 모으고 집중시키는 역할을 하는 지구국(1)에 전송한다.

이러한 상향 경로는, 예를 들어 14 내지 14.5 GHz, 14.5 내지 14.8 GHz 또는 17.3 내지 18.1 GHz 주파수 대역에서 동작한다.

이러한 경로 상에서 전송된 데이터는 유료 텔레비전, 또는 유료화면 시청, 또는 더욱 일반적으로 가입자가 바로 영화에 접속하는 것을 허용하는 대화형 텔레비전, 대화형 게임, 통신구매, 소프트웨어의 다운로딩(downloading), 그리고 또한 데이터 베이스 조회 및 예약 등과 같은 서비스에 관련된 데이터이다.

가입자들의 방대한 수로 인해, 소비자가 복귀 경로에 접속하는 것은 감시되어져야만 한다. 이와 같은 목적을 위하여, 인식 코드는 각각의 가입자 유니트에 할당되었고 후자는 감시센터에 의해서 전송된 이 코드를 수신한 상태에서 인공위성을 통하여 보내는 것이 위임되었다.

이러한 인식 코드는 하드웨어의 제조과정에서 영구적으로 내장시킬 수 있으며, 그밖에 소비자의 구내에서 시스템을 내장 및 초기화시킬 때 처리 실행기(procedure run)를 통하여 감시센터로부터 인가되어진다.

결국, 가입자들로부터 동시 송신의 경우에 발생되어질 수 있는 인공위성의 포화 또는 간섭의 위험을 회피하기 위해 이러한 전송은 감시센터의 부분에서 폴링타입의 질의의 진행에 맞게 트리거된다.

도2는 가입자의 인공위성 수신 시스템 또는 수신기의 일 실시예를 나타낸다.

상기 시스템은 인공위성 안테나(5), 외부 유니트(4), 그리고 내부 유니트(6)로 구성된다.

그러므로, 여기서 가입자의 수신 시스템 또는 수신기 의 용어들은 내부 및 외부 유니트의 송신부를 또한 포함한다.

외부 유니트(4)는 마이크로 웨이브 신호가 교환되는 제1 링크를 통하여 파라볼릭 안테나(5)에 연결되며, 또한 예를 들면, 동축형 제2 링크를 통하여 후술될 내부 유니트(6)에 연결된다.

외부 유니트(4)는 안테나로부터 나오는 인공위성 신호를 수신하고, 그들을 내부 유니트에 전송하는 수신경로와 내부 유니트에서 안테나로 전송하는 송신 경로로 구성된다.

마이크로 웨이브 링크는 안테나를 외부 유니트의 입/출력단까지 연결하며, 디플렉서(7)의 입/출력단까지 자체적으로 연결된다. 안테나(5)에 의해 수신된 신호는 결국 그것의 수신기측 출력(출력을 수신함)을 통하여 그들의 경로 역할을 하는 디플렉서(7), 저 노이즈 저감 변환기를 위해 장착된 저 노이즈 블록 LNB 까지 전송된다. 이 블록은 공지의 방법으로 화상 주파수(10)를 배척하기 위한 대역-통과 필터에 이어진 저-노이즈 증폭기 LNA(9)를 구성한다. 이 필터는 출력이 중간-주파수 증폭기(13)의 입력단을 구동시키는 믹서(11)의 제1 입력단에 연결된다. 국부 발진기(12)는 믹서(11)의 제2 입력단에 연결된다. LNB 블록의 출력단인 증폭기(13)의 출력은 외부 유니트(4)의 제2 입/출력단에 연결된다.

예로써, 안테나(5)에 의해 수신된 신호는 10.95 내지 11.7 GHz 주파수 대역에 있다. 이렇게 전송된 신호는 입력으로서 저-노이즈 증폭기에 전송되고 이 주파수 대역에 상응하는 통과 대역의 대역 통과 필터(10)를 통하여 통과한다. 그런 다음에, 그들은 950 내지 1700 GHz 대역의 중간 주파수와 중첩되며, 믹서(11)와 국부 발진기(12)의 도움으로 증폭기(13)의 통과 대역이 10 GHz의 주파수로 설정된다.

디플렉서의 수신 출력은 또한 후술된 역할을 하는 믹서 회로(14)의 제1 입력단에 연결된다.

외부 유니트(4)에 의한 신호 출력은 동축 케이블을 통하여 내부 유니트(6)의 입/출력단에 전송된다. 이 내부 유니트는 도3에 도시되어 있다. 이 유니트의 입/출력단은 종래의 내부 유니트와 같은 방법으로 다른 것들 사이에서 외부 유니트로부터 부호화된 영상 신호를 디코드하고 동축 케이블로 전송하는 역할을 하도록 수신 회로(20)에 연결된다. 또한, 이 수신 회로는 동축 케이블에서 교환된 신호를 필터링한다. 그러면, 회로(20)의 출력에서 이용할 수 있는 디코드된 신호는 예를 들어 텔레비전 세트에 연결되어질 터미널의 내부 유니트의 출력에 전송된다.

2진 수열에 의해 기본 신호의 변조를 수행하는 코드 분할 다중 접속 이라는 뜻의 CDMA 타입의 변조기(21)는 제1 입력단 상에서 전송되어질 디지털 신호인 유용한 기본 대역 신호를 수신한다. 이 제1 입력은 내부 유니트의 입력단에 연결되며, 그 입력은, 예를 들어 스마트 카드 및/또는 도면에 도시하지 않은 내부 유니트의 메모리의 출력단에 접속된다. 변조기의 제2 입력단에 접속된 것은 종래의 CDMA 변조 공정에 따른 스펙트럼 확산 코드로 불리는 의사난수의 코드에 의해 2진 단어 코드의 스트림으로 전달되는 2진 코드화 회로(22)이다. 상기 변조기(21)는 예를 들어, 배타적 논리합(OR) 게이트이다.

변조기(21)의 출력단은 변환기(23)의 제1 입력단과 그것의 필터회로에 연결된다. 발진기(24)는 예를 들어 2.3 GHz의 주파수에서 제1 입력단에서 수신된 신호를 중첩하기 위하여 이 변환기의 제2 입력단에 사인 파형의 신호를 전송한다. 이 변환기에 의해 중첩되고 필터링된 신호 출력은 가산기(15)의 제1 입력단에 공급된다. 제2 입력단은 2.4 GHz의 주파수에서 사인 파형 신호를 제공하는 발진기(26)로부터 신호를 수신한다. 이 가산기의 출력은 내부 유니트의 입/출력단에 연결되며 그때 동축 케이블을 통하여 외부 유니트에 연결된다.

그러므로, 스마트 카드에 있어서 다른 정보들 사이에서 전송되어진 신호는 코드 분할 다중 접속 방식 변조에 의해 변조된다. 물론, 그것은 마치 이러한 기본 대역 신호를 수신하는 입력단과 내부 유니트(6)에 내장된 메모리에 접속되는 것으로 생각할 수 있으며, 영화등과 같이 전송되어질 여러 정보가 후자에 저장되어 진다. 변조된 신호는 2.3 GHz의 주파수와 중첩된다. 기준신호는 2.4 GHz의 주파수에서 이 유용한 신호에 부가되고 전체는 동축 케이블을 통하여 도2에 도시된 외부 유니트(4)의 입/출력단에 전송된다.

상기 입/출력단은 로우 패스 필터(15)의 입력단에 연결된다. 이 제1 필터의 출력단은 믹서 플러스 필터(mixer plus filter)(17)의 제1 입력단에 연결된다. 또한, 외부 유니트의 입/출력단도 하이 패스 필터(16)의 입력단에 연결된다. 상기 필터의 출력단은 믹서(14)의 제1 입력단에 연결된다. 상기 믹서의 제2 입력단은 디플렉서(7)의 출력을 수신함으로부터 발생되는 12.7 GHz의 주파수에서 신호를 수신한다. 믹서(14)의 출력단은 믹서(17)의 제2 입력단에 연결된다. 상기 믹서의 출력단은 하이 패스 필터(18)의 입력단에 연결된다. 상기 필터의 출력단은 파워 증폭기(19)에 연결되며, 파워 증폭기의 출력단의 일부분이 디플렉서(7)의 입력단에 연결되는 상태이다. 안테나측 디플렉서의 입/출력단은 상기에서 서술한 바와 같이 안테나에 연결된 외부 유니트의 입/출력단에 연결된다.

2.4 GHz의 주파수에서 기준신호는 낮은 주파수에서 유용한 신호를 제거하고 믹서(14)의 제1 입력단에 공급하여 하이패스 필터(16)에 의해 필터링된다. 12.7 GHz의 주파수에서 신호를 수신하는 제2 입력단은 믹서 출력을 15.1 GHz의 주파수에서 기준신호로 공급한다. 이 신호는 로우 패스 필터(15)에 의해 필터링되어진 후에 중첩기(17)의 제1 입력단에서 원상태로 복구되는 CDMA 유용한 신호를 중첩시키기 위하여 이용되며, 나중에 2.4 GHz의 주파수에서 기준신호를 제거한다. 이 회로(17)는 또한 기준신호를 제거하기 위하여 수신 경로로부터 제공되는 IF 대역 신호를 필터링하는 역할을 한다. 17.4 GHz의 주파수에서 변조된 신호는 믹서의 출력단에서 필터링되고, 이어 증폭되며, 이어 안테나(5)로 공급되기 위하여 디플렉서를 통하여 외부 유니트로부터 제공된 출력으로써 전송된다.

외부 유니트로부터 제공된 신호는 저 노이즈 블록(8)에 의해 전송된 IF 신호로부터 필터링하고 추출할 수 있기 위하여 주파수가 수신단에서 중간 주파수 대역 바깥에 있는 기준신호에 의해 주파수 중첩된 유용한 신호로되며, 내부 유니트와 외부 유니트사이에서 교환된 신호는 같은 동축 케이블 상으로 이동된다.

2.3 GHz 와 2.4 GHz의 주파수를 공급하는 발진기(24,26)는 일반적으로 신호의 낮은 대역이 발생하기 때문에 제작상의 낮은 비용으로 매우 안정된 신호를 공급하는 일반적인 합성기이다. 결론적으로, 이 주파수와 17.4 GHz의 주파수에서 전송된 신호의 안정성은 인공위성에 의해 전송된 12.7 GHz의 주파수에 직접적인 연관에 기인한다.

그러므로, 발생되어질 수십 GHz 정도의 주파수가 부여된 매우 안정된 주파수 신호를 재 전송하기 위하여 복귀신호의 주파수에서 매우 높은 가격인 합성기의 사용을 배제하는 것이 가능하다.

2.3 GHz와 2.4 GHz의 주파수는 지표에 의해서 그리고 상세동작을 위해 주어진다. 사실 이러한 두 주파수의 합은 수신된 주파수 동기신호의 주파수와 복귀된 신호의 주파수와의 차이에 상응하기에 충분하다. 이러한 주파수들은 같은 합성기로부터 발생되어질 것이다.

앞에서 언급했듯이, 복귀채널상에 전송된 정보는 예를 들어 유료 비디오 또는 PPV(유료 화면 시청)에 관한 데이터와, 가입자들의 소비, 영화, 화면화된 프로그램에 관한 데이터와, 대화형 텔레비전의 경우에 있어서의 시청자들의 선택 등, 내부 유니트의 메모리 및/또는 스마트 카드에 저장되는 데이터에 관련된다.

본 발명의 변형은 복귀신호의 주파수에 추가적으로 내부 유니트의 발진기에 동기하기 위하여 수신자에 의해 기준신호를 이용하는 구성이다. 이 경우에 LNB 블록은 넓은 통과 대역을 가지므로, 12.7 GHz의 주파수 신호를 수신하는 믹서(11) 또한 주파수 전위한 후에 2.7 GHz의 주파수에서 내부 유니트에 전송된다. 그러면 이 신호는 발진기(24,26)의 각각의 주파수 동기화를 위해 추가 입력단 상에서 원상태로 복귀된다. 즉, 본 발명의 장치는 안테나에 의해 수신된 단지 12.7 GHz 신호만으로 완전하게 주파수 감시된다.

본 발명의 또다른 변형은 가입자 코드를 전송하기 위해 수신기에 의해 수신된 기준신호를 이용하는 구성이므로, 계속하여 각 가입자 수신기가 질의하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에 있어서, LNB 블록은 넓은 통과 대역을 가지므로, 믹서(11)는 주파수 전위된 후에 2.7 GHz의 주파수에서 내부 유니트에 전송되는 12.7 GHz의 주파수 신호를 수신한다. 이 신호는 로우 패스 필터 대신에 대역 통과 필터(16)의 도움으로 송신 경로에서 필터링된다. 신호는 그것으로부터 코드를 축출하기 위하여 변조기를 포함하는 수신회로(20)에 의해 변조된다. 이 회로는 전송 명령을 송신회로 또는 수신기의 발진기에 전달되며, 이러한 회로는 코드가 가입자의 것과 상응할 때 활성화 된다. 앞에서 언급한바와 같이, 수신된 기준신호는 가입자의 구내에서 수신기를 내장 및 초기화시킬 때 코드를 프로그래밍 하기 위하여 사용될 수 있다. 앞에서의 이 두 변형은 물론 결합되어 질 수 있다.

본 발명의 요지인 전송 시스템은 인공위성, 라디오 중계 또는 케이블 내지 무선전파에 의한 직접 전송에 의한 전송을 요구하는 어떤 데이터 타입에도 적용되어질 수 있다.

Claims (8)

1. 유용한 신호를 가입자에게 전송하고 복귀경로를 구비하며, 분배 센터(1)와 가입자(3i)사이에서 데이터를 전송하는 시스템에 있어서,

   반송신호가 유용한 신호에 더하여 전송되어지고 복귀경로로 전송된 주파수가 상기 반송신호의 주파수에 동기되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 반송신호는 가입자 인식 코드가 인식되고 수신기가 데이터를 복귀경로로 전송될 때 상기 가입자 인식 코드가 포함된 신호에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
3. 제1항에 따른 데이터를 전송하기위한 수신기에 있어서, 상기 반송신호를 수신하고 주파수가 복귀신호에 결합된 신호를 전달하는 적어도 하나의 믹서(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템 수신기.
4. 제3항에 있어서, 복귀신호의 주파수에서 동작하고, 그 입력단이 복귀경로와 제1 믹서(14)로부터 전송된 제2 입력신호에 전송되어질 변조된 유용한 신호를 수신하는 제2 믹서(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템 수신기.
5. 제3항에 있어서, 상기 반송신호는 복귀경로에 전송되어질 유용한 변조신호의 주파수 전위(24)를 일으키는 제1 발진기의 주파수와 상기 반송신호의 전위를 일으키는 제2 발진기(26)의 주파수를 동기시키는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템 수신기.
6. 제3항에 있어서, 상기 반송신호에 의해 전송된 가입자 인식 코드를 디코드하기 위한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템 수신기.
7. 상기 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복귀 경로의 신호는 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA-type)으로 변조된 신호인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
8. 전항들중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 데이터는 텔레비전 화상이며, 전송은 인공위성에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.