KR20000069401A - Catv와 텔레비젼 응용에 대한 채널 튜닝 방법 및 장치 - Google Patents
Catv와 텔레비젼 응용에 대한 채널 튜닝 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
텔레비젼과 CATV 디바이스용 채널을 튜닝하는 방법은 선택된 동시전송 채널에 관계된 주파수 fs에서 적어도 하나의 반송파 신호를 갖는 무선 주파수 입력(101) 신호를 수신하는 단계를 포함한다. RFI신호는 제 1 중간 주파수로 m(140)만큼 상향변환되며, 여기에서 반송파 신호는 fs+m에 위치된다. 제 1 중간 주파수는 필터링된다(120). 필터링된 제 1 중간 주파수는 fs+m-n에 반송파 신호를 포함하는 제 2 중간 주파수로 n만큼(150) 하향- 변환된다(130). 선택된 채널의 수신을 향상하는 부가적인 방법은 필터의 통과 대역내의 주파수-의존 이상을 피하기 위하여 m과 n을 변경하는 단계를 포함한다.
Description
무선주파수 통신 범위와 관계된 전자기 스펙트럼은 몇 킬로헤르츠의 초장파(VLF)를 거쳐 몇 십 메가헤르츠에서 시작하는 초단파(VHF), 및 수백 메가헤르츠에 달하는 극초단파(UHF)를 포함한다. 텔레비젼과 CATV 신호는 전형적으로 VHF와 UHF 범위이다.
광대역 텔레비젼과 CATV 신호용으로 디자인된 튜너는 VHF와 UHF 범위를 포함하는 주파수범위를 튜닝할수 있어야 한다. 텔레비젼과 CATV 신호용 튜너의 한 타입은 대역 스위칭 튜너이다. 대역 스위칭 튜너는 특정한 주파수 대역을 튜닝하도록 각각 디자인된 많은 대역 튜너를 사용한다. 대역 스위칭 튜너는 한 주파수 대역내의 신호를 검출하는 한 대역 튜너를 사용하고 다음에 다른 주파수 대역내의 신호를 검출하기 위해서는 다른 대역 튜너에 스위칭한다.
대역 스위칭 튜너의 한가지 불리한 점은 각각의 대역 튜너가 관계된 주파수 대역에 대해서 정확하게 대역의 눈금을 맞춰야 한다는 것이다.
대역 스위칭 튜너의 또다른 불리한 점은 공기 코어 인턱터가 대역 튜너에 종종 사용된다는 것이다. 일단 공심 인덕터가 회로 기판에 장착되면 공심 인덕터는 굽히거나, 압축, 또는 스트레칭함으로써 눈금을 맞출수 있다. 따라서, 공심 인덕터의 한가지 불리한 점은 이러한 대역 튜너에 대해서 손으로 튜닝하는 것이 종종 요구된다는 것이다.
공심 인덕터의 또다른 불리한 점은 진동에 민감하다는 것이다. 공심 인덕터에 근거한 튜너의 특성 임피던스, 중심 주파수 및 대역폭은 튜너가 작은 진동을 받게될 때 변경될 수 있다. 상기 변경이 아날로그 신호의 품질에는 주목할 만큼의 영향을 미치지 않을 수 있음에도 불구하고, 그러한 변경은 디지털 또는 디지털로 변조된 신호의 스펙트럼 내용에 상당한 왜곡의 원인이 될 수 있다.
발명의 개요
공지된 시스템 및 방법의 제한적인 관점에서, 텔레비젼과 유선 텔레비젼(CATV)에 대한 채널을 튜닝하는 방법은 선택된 채널에 따라 상향이동 주파수(m)를 선택하는 단계를 포함한다. 무선 주파수 입력(RFI) 신호는 제 1 중간 주파수 신호로 상향 변환된다. RFI신호는 반송파가 선택된 채널에 대응하는 적어도 한개의 반송파 주파수(fs)를 포함한다. 반송파는 주파수(fs+m)로 상향 변환된다.
제 1 중간 주파수 신호는 필터링된다. 하향이동 주파수(n)는 선택된 채널과 요구되는 출력 주파수(k)와 일치하게 선택된다. 필터링된 신호는 다음에 하향 이동된 반송파 주파수(fs+m=n)를 포함하는 제 2 중간 주파수 신호를 제공하도록 하향이동되며 여기에서 fs+m-n=K이다. 상향 변환과 하향 변환은 구현회로에서 공심 인덕터를 사용하지 않아도 되게 한다.
본 발명의 다른 특징과 이점은 첨부된 도면과 아래에 설명되는 상세한 설명으로부터 분명해 질 것이다.
본 발명은 무선 주파수 통신 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 텔레비젼과 유선텔레비젼(CATV) 수신기에 대한 고체소자 튜너에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면의 구성으로 제한되는 것이 아니라 유사한 회로를 가르키는 참조로써 예시적으로 도시된다.
도 1은 튜너의 블록도를 도시한다.
도 2,3 및 4는 튜너의 일실시예를 도시한다. 특히, 도 2는 위상 동기 루프를 도시하고, 도 3은 상향 변환 발진기 및 필터를 도시하며, 도 4는 하향 변환 발진기를 도시한다.
도 5는 스퍼(spur)를 피하기 위해 m및 n값 선택과 유도된 위상 잡음을 최소화하기 위해 위상 필터값을 선택하는 방법을 도시한다.
도 6은 선택된 채널의 튜닝을 개선하기 위해 선택된 채널에 의해 반송된 디지털 통신의 검출된 오류율을 사용하는 흐름도를 도시한다.
도 7은 선택된 채널에 의해 반송된 디지털 통신의 검출된 오류율에 일치하는 선택된 채널을 세부하게 튜닝하는 흐름도를 도시한다.
도 1에 도시된 고체 튜너는 입력 무선 주파수(RF)신호를 상향 변환과 하향 변환함으로써 공심 인덕터를 사용하지 않아도 되게 한다. 특히, 입력신호는 인쇄 회로 기판상의 작은 트레이스가 이미지 거부(image rejection)를 요구하는 인덕턴스에 사용될수 있도록 충분한 고주파로 상향 변환된다.
텔레비젼과 CATV 채널 정보는 채널의 주파수에 멀티플렉싱을 가능하게 하는 RF 스펙트럼의 상이한 부분에 위치된 반송파상에 인코딩된다. 따라서 RF입력(RFI) 신호(101)는 채널을 멀티플렉싱한 많은 주파수를 구성할 수 있다. 텔레비젼 또는 CATV 디바이스 튜너는 선택된 채널과 관계가 없는 반송파를 거부하는 반면 RFI 신호로부터 요구되는 채널과 대응하는 반송파를 검출함으로써 요구된 채널을 선택한다. RFI 신호는가 "i번째" 반송파 주파수를 나타내는같은 개별적인 많은 반송파 주파수를 포함한다. 따라서 fc1은 하나의 채널과 관계되고 fc2는 다른 채널과 관계된다.
혼합기(110)는 RF 입력(RFI)신호(101)을 고주파로 상향 변환한다. 혼합기(110)는 제 1 중간 주파수(IF1)신호를 제공하기 위해 RFI(101)와 발진기의(140)의 출력을 혼합한다. RFI내의 반송파는 IF1내의 고주파로 시프트된다.
혼합기는 전형적으로 입력신호 주파수의 1) 차와 2) 합의 적어도 하나에 대응하는 주파수 성분을 포함하는 출력신호를 제공한다. 따라서 주파수 영역에서, RFI신호내의 반송파는 발진기(140)의 출력주파수(m)에 의해 결정된 양만큼 주파수축을 따라 시프트된다.
일실시예에서, 혼합기(110)는 각 반송파 신호의 주파수가 RFI 신호내의 대응하는 반송파 주파수와 발진기(140)의 출력 주파수의 합(즉,)을 반영하는 IF1신호를 제공한다. 대체 실시예에서, 혼합기(110)는 RFI 신호내의 대응하는 반송파 주파수와 발진기(140)의 출력 주파수의 차(즉,)를 반영하는 반송파 주파수를 갖는 IF1신호를 제공한다.
주파수의 합 또는 차로부터 발생된 중간 주파수 신호가 사용될 수 있음에도 불구하고, 선택된 채널과 관계된 반송파 주파수는 RFI 신호의 최고의 반송파 주파수보다 클수가 있다. 따라서 만일 fc1이 선택된 채널과 관계된 반송파의 주파수일 때, m은 주파수 합을 사용할 때는또는 주파수 차를 사용할 때는같이 선택된다. IF1 신호가 반송파 주파수와 발진기(140)의 출력 주파수의 합 또는 차를 반영할지라도, 발진기(140)와 혼합기(110)는 RFI내의 성분 반송파 주파수를 시프팅함으로써 효과적으로 RFI 신호를 상향조정한다.
IF1 신호는 필터(120)에 의해 필터링된다. 일실시예에서, 필터(120)는 탄성 표면파 필터가다. 필터(120)는 필터의 통과대역내에 있지 않은 모든 주파수를 실질적으로 제거하기 위한 이미지 거부 필터로써 작용한다. 환언하면, 필터(120)는 단지 필터의 통과대역내에 위치한 주파수만 통과시킨다. 필터(120)는 중심주파수(F0)와 대역폭(BW)을 갖는다. 필터(120)의 통과대역은 fo±이다. 따라서 필터(120)는〈 x 〈같은 필터의 통과대역내에 있는 주파수(x)를 제외한 IF1신호의 모든 부분을 실질적으로 제거한다.
채널은 필터(120)의 통과대역내에 있는 선택된 채널과 관계된 반송파 주파수(fs)를 시프팅함으로써 선택된다. 이것은 혼합기(110)가 필터(120)의 통과대역내에 요구된 채널에 대한 반송파의 주파수를 시프트하도록 발진기(140)의 출력 주파수를 변경함으로써 이루어진다. 일실시예에서, 혼합기(110)는 반송파의 주파수를 대략 필터(120)의 중심 주파수로 시프트한다. 이것은 fs가 선택된 채널의 반송파 주파수에 대응하는 m+fs f0가 되도록 m을 변경함으로써 이루어진다. 따라서 필터링된 중간 주파수 신호는 필터(120)의 통과대역내의 반송파상에 인코딩된 채널정보를 갖는다(예를 들면, 주파수 f0에서).
제 2 혼합기(130)는 필터링된 IF1을 제2 중간 주파수 신호(IF 출력(180))로 하향 변환하기 위해 제 2 발진기(150)와 결합하여 사용된다. 상기 제 2 중간 주파수는 텔레비젼 또는 CATV 수신기 회로의 잉여(remainder)와 호환가능한 주파수가 되도록 선택된다. 채널 정보는 일정한 주파수(K)를 갖는 반송파상에 인코딩된 시스템의 잉여로 표현된다.
텔레비젼 또는 CATV 수신기 회로의 잉여로 사용되는 중간 주파수 신호는 미국에서 대략 43.75 MHz이다. 따라서 일 실시예에서, K는 대략 43.75 MHz이다. 유럽에서, 텔레비젼 또는 CATV 수신기 회로의 잉여로 사용되는 중간 주파수 신호는 전형적으로 대략 36.125 MHz이다. 따라서 K는 대략 36.125 MHz이다. 일반적으로, IF출력은 고정 주파수(K)의 반송파상에 인코딩된 채널 정보를 포함하며, 여기에서 K는 텔레비젼 또는 수신기 회로의 잉여와 호환할 수 있도록 선택된다. 필터(120)의 대역폭에 의존하면서, 많은 다른 채널 반송파 주파수는 제 2 중간 주파수 신호에 존재할 수 있다. 이것은 전형적으로 텔레비젼과 CATV 튜너의 경우이다.
혼합기(130)는 필터링된 IF1 신호 주파수(예를 들면, f0)와 발진기(150)의 출력 주파수(n)의 차에 대응하는 주파수를 갖는 출력신호(180)를 제공한다. 일 실시예에서, 요구되는반송파 주파수(fs)는 fs를 f0같은 고정 주파수로 상향 변환함으로써 선택된다. 따라서 f0-nK이다. 본 실시예에서, K와 f0가 상수로 주어지면, n또한 대략 f0-K값인 상수이다.
이중 위상 동기 루프(PLL)(160)는 발진기(140,150)의 출력 주파수를 제어하기 위해 사용된다. 이중 PLL(160)은 채널이 선택되는 것을 확인하는 채널 선택 데이터 신호(162)를 수신한다. 채널 선택 데이터 신호 응답에서, 이중 PLL(160)의 한 PLL은 출력 주파수 m=f0-fs를 갖도록 발진기(140)를 제어하며, 여기에서 fs는 선택된 채널과 관계된 반송파 주파수이다. 일 실시예에서, 이중 PLL(160)의 다른 PLL은 선택된 채널에 독립적인 일정한 값 n=f0-K으로 발진기(150)의 출력주파수(n)를 유지한다.
텔레비젼과 CATV 동시 전송은 전형적으로 대략 50 MHz에서 850 MHz까지 범위의 반송파상에 인코딩된다. 따라서 필터(120)는 텔레비젼과 CATV 응용에 대해서 850 MHz보다 큰 중심 주파수를 가져야 한다. 일 실시예에서, 필터(120)는 대략 915 MHz의 중심 주파수를 갖는다. 최저에서 필터(120)는 적어도 RFI의 최대 반송파 주파수(fck) + 채널마다 할당된 대역폭의 이분의 일 + 필터(120) 대역폭의 이분의 일만큼의 중심 주파수를 가져야 한다.
미국에서 텔레비젼과 CATV 디바이스는 대략 6 MHz의 채널 대역폭을 사용한다. 일 실시예에서, 필터(120)는 적어도 6 MHz의 대역폭을 갖는다. 유럽같은 다른 나라에서 텔레비젼과 CATV는 전형적으로 8 MHz의 채널 대역폭을 사용한다. 따라서 다른 실시예에서, 필터(120)의 대역폭은 적어도 8 MHz이다. 다른 실시예에서, 필터(120)의 대역폭은 실질적으로 선택된 채널과 같은 동일한 대역폭을 갖도록 선택된다.
필터(120)는 선택된 채널과 관계없는 많은 양의 정보를 거부하기 위한 이미지 거부 필터로써 작용한다. 따라서 한개의 필터는 요구되는 다양한 대역 필터를 대역 스위칭 튜너로 효과적으로 대치한다. 관계된 주파수의 범위와 크기에 기인하여, 발진기(140,150)에 요구되는 인덕턴스는 고정 표면 장착 인덕터를 사용하여 구성할 수 있고 또는 고체 상태 튜너 회로 기판상의 호일 패턴을 통하여 실현될 수 있다. 이러한 인덕터는 중요하게도 진동에 덜 민감하다.
도 2, 3 및 4는 도 1의 블록도로 도시된 튜너의 일실시예에 대한 회로를 도시한다. 도 1, 2, 3 및 4에서, 필터(120)는 탄성 표면파 필터(320)를 사용함으로써 실현된다. 일 실시예에서, 필터(120)는 셀룰라 전화 통신 시스템에서 전형적으로 찾을 수 있는 탄성 표면파 필터이다. Fujitsu Microelectronics, Inc.(산호세, 캘리포니아)에서 제작한 F5CH-915M은 그러한 필터의 한 예이다.
이중 PLL(160)은 집적회로(260)를 사용함으로써 실행된다. 도시된 실시예에서, 두개의 위상 동기 루프는 캘리포니아 산타클라라의 National Semiconductor Corp.가 제작한 LMX2336같은 단일 집적회로를 사용함으로써 실행된다. 대체 실시예에서, 개별 집적회로는 각각의 위상 동기 루프를 실행하기 위해 사용된다.
발진기(140)와 혼합기(110)는 집적회로(340)를 사용함으로써 실현된다. 집적회로(340)는 뉴저지 워렌의 Andadigics,Inc.가 제작한 ACU5070같은 조합 혼합기/발진기 집적회로이다.
발진기(150)와 혼합기(130)는 집적회로(450)를 사용함으로써 실현된다. 집적회로(340)을 사용함으로써 실현된다. 집적회로(350)는 Anadigics,Inc.가 제작한 ADC0900같은 조합 혼합기/발진기 집적회로이다.
도시된 회로는 많은 인덕터를 포함한다. 인덕터(301,302,303 및 304)는 전원 공급 시스템을 필터링하기 위해 사용되는 초크이지만 튜닝 또는 이미지 거부에 사용되지는 않는다.
도 2, 3 및 4에 도시된 실시예에서 단지 세개의 인덕터가 상향 변환, 하향 변환 및 이미지 거부에 대해서 요구된다. 인덕터(311,312 및 413)는 대략 3.3nH(나노헨리)에서 대략 6.8nH까지 이른다. 이러한 규모의 인덕턴스는 해당분야에 공지되듯이 튜너의 인쇄 회로 기판에 호일 패턴을 사용함으로써 실현되기에 충분히 작다.
인쇄 회로 기판에 호일 패턴 사용이 실현된 인덕터는 공심 인덕터보다 진동에 상당히 덜 영향을 받는다. 더욱이, 인덕터(311,413)는 이미지 거부를 실행하는 것보다는 오히려 튜너의 상향-변환과 하향-변환 스테이지에 사용된다. 이것은 튜너의 진동에 대한 민감도를 더 감소시킨다. 상기에 설명된대로, 변화가 아날로그 신호의 품질에 심각한 영향을 끼치지는 않는다. 그러나, 디지털 전송에서, 상향-변환과 하향-변환 기술은 디지털의 스펙트럼 내용 또는 작은 진동에 의해 유도된 디지털로 변조된 신호의 왜곡을 제거하는데 도움이된다.
도 1의 블록도는 채널 튜닝이 위상 잡음과 스퍼같은 필터 또는 주파수 응답 이상을 최소화하게 한다. 특히, 선택된 채널의 반송파 주파수는 필터(120)의 통과대역내의 주파수로 상향-변환될 수 있다. 모든 선택된 반송파 주파수를 동일한 고정 주파수로 상향-변환하는것 대신에, 상이한 반송파 주파수는 특정한 주파수 범위에 대한 이상 필터링 또는 튜닝을 적응시키기 위해서 필터(120)의 통과대역내의 주파수로 상향-변환될 수 있다. 따라서 선택된 채널은 튜너의 스퍼와 다른 이상으로부터 피할 수 있다.
반송파 주파수 100MHz와 150MHz인 제 1 과 제 2 채널을 고려해보자. 상기에 설명된 실시예중의 하나에서, 선택된 채널은 동일한 주파수, 예를 들면, 915MHz로 항상 상향조정된다. 따라서 915MHz를 얻기위해, m은 선택되는 채널에 의존하면서 815MHz 또는 765MHz가 될 것이다. 혼합기(110)의 주파수 응답은 제 1 채널이 아닌제 2 채널에 대해서 914MHz에서 이상을 유도할 수 있다. m+fs가 모든 fs에 대해서 어느정도 일정한 것과 같은 m을 선택하는 대신에, m은 필터(120)의 통과대역내에 fs를 위치시키는 어떤 값이 될 수 있다. 따라서 스퍼를 피하기 위해, m은 이상과 반송파가 적어도 채널 통과대역의 이분의 일에 의해 분리되도록 제 2 채널과 관계된 반송파를 시프트하기 위해 선택될 수 있다.
예를 들면, 915MHz 중심 주파수와 26MHz의 대역폭을 갖는 필터를 고려해보자. 필터의 통과대역은 915±13MHz 또는 902에서 928MHz이다. 914MHz에서 이상을 피하기 위해, 6MHz 대역폭 채널을 갖는 반송파 주파수는 917MHz보다 크거나 또는 911MHz보다 작은 주파수로 이동되어야 한다. 필터의 통과대역 제한이 주어지면, m은 902MHz≤fs+m≤911MHz 또는 917MHz≤fs+m≤928MHz가 되도록 선택되어야 한다.
프로그램가능 PLL은 그러한 이상을 설명하기 위해 채널의 동적인 튜닝을 가능하게 한다. 선택된 채널은 무선 주파수 입력 신호내의 선택된 반송파에 대응한다. 상향-변환 테이블은 필터의 통과대역내에 선택된 반송파(fs)를 위치시키고 공지된 스퍼를 피하기 위해 RFI신호에 인가되는 적당한 시프트량(m)을 결정하기 위해 사용될 수 있다. C가 선택된 반송파 주파수에 대해 상수인 fs+m=C 대신에, m은 통과대역내의 이상을 피하기 위해 변경된다. 따라서 C는 필터의 통과대역내에서 변경될 수 있다.
필터의 통과대역내에 fs+m을 위치시키고 제 2 중간 주파수 신호를 주파수(K)에 제공하기 위해서, n은 fs+m-nK를 확신하기 위해 m과 함께 변경할 필요가 있을 것이다.
이것은 필터링된 신호에 인가되도록 적당한 하향시프트량을 결정하기 위해 하향-변환 테이블을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, m과 n값은 동일한 테이블에 저장된다. 대체 실시예에서, m과 n값은 개별 테이블에 저장된다. 일 실시예에서, 상향-변환과 하향-변환 룩업 테이블은 채널에 의해 색인이 넣어진다.
튜너 회로의 프로그램에 입각한 제어는 또한 위상 잡음 에러의 감소에 더 큰 제어를 가능하게 한다. 상향-변환과 하향-변환 스테이지에 의해 생긴 위상 잡음 에러는 튜너에 의해 생긴 순 위상 잡음을 최소화하기 위해 변경될 수 있다.
특히, 도 2의 이중 위상 동기 루프 회로(260)는 위상 검출 필터를 사용한다. 이러한 위상 검출 필터는 위상 필터 값을 데이터 신호(262)를 거쳐 위상 동기 루프로 제공함으로써 디지털적으로 수정될 수 있다. 위상 필터값은 시프트 주파수(m,n)를 수정할 수 없지만, 오히려 위상 필터값은 제어신호를 혼합기/발진기(340,350)에 제공하기 위해 사용된 위상검출에 영향을 미친다.
각 m과 n의 조합에 대한 위상 필터 값은 한 세트의 위상 필터값을 사용할 때 상향-변환과 하향-변환함으로써 생기는 순 위상 잡음이 다른 위상 필터값의 조합을 사용할 때 생기는 순 위상 잡음보다 적거나 또는 동일하도록 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 선택된 채널에 대응하는 위상 필터값은 위상 필터 룩업 테이블에 저장된다.
도 5는 m, n및 단계(501)에서 시작하는 선택된 채널에 대한 위상 필터값을 선택하는 한 방법을 도시한다. 채널은 단계(510)에서 선택된다. 단계(520)에서, RFI신호를 상향-변환하기 위한 양(m)은 상향-변환 룩업 테이블로부터 결정된다. 상향-변환기 PLL은 단계(530)에서 적절히 프로그램된다. 단계(540)에서, 필터링된 IF1신호를 하향-변환하기 위한 양(n)은 하향-변환 룩업 테이블로부터 결정된다. 하향-변환기 PLL은 단계(550)에서 적절히 프로그램된다.
일단 m과 n이 결정되면, m과 n의 조합에 대한 위상 필터값은 단계(560)에서 위상 필터 룩업 테이블로부터 결정된다. 상향-변환기 PLL은 단계(570)에서 상향-변환기 위상 필터값으로 프로그램된다. 하향-변환기 PLL은 단계(580)에서 하향-변환기 위상 필터값으로 프로그램된다. 과정은 단계(590)에서 종료한다.
룩업 테이블 접근은 공지된(즉, 정적인) 스퍼와 다른 이상에 적용할 수 있다. 그러나 다른 이상은 동적일 수 있다. 아날로그 텔레비젼과 CATV 회로는 종종 동적인 이상을 조절하는 자동 세부 튜닝 회로를 포함한다.
아날로그 비디오 신호에 대한 자동 세부 튜닝 회로는 신호의 강도에 따라 채널을 로크 인(lock in)하거나 또는 튜닝하기 위해 아날로그 튜닝 회로에 피드백을 제공하는 경향이 있다. 그러나, 디지털 통신 시스템에 있어서, 에러율(예를 들면, 비트 에러율)은 수신된 신호 품질의 선언적인 표시이다. 일 실시예에서 튜너는 향상된 수신을 위해 파라미터(m,n)를 변경시키기 위한 피드백 메카니즘으로써 검출된 에러율을 사용한다.
도 6은 수신을 향상시키기위해 m 또는 n을 변경시키기 위한 피드백 메카니즘으로서 검출된 에러율을 사용하는 한 방법을 도시한다. 시프트값 변수와 에러 변수는 m과 현재의 에러율로 초기화된다. 이러한 기술은 필터의 모든 통과대역을 따라 반송파가 이동하기 위해 m을 변경시킨다. 반송파가 통과대역을 따라 이동됨에 따라서, 디지털 통신의 에러율은 결정된다. 만약 에러율이 에러변수에 의해 지시된 것보다 적다면, 시프트값 변수와 에러변수는 각각 m과 에러율로 업데이트된다. 반송파를 필터의 통과대역을 따라 이동한 후에, 시프트값 변수는 최저 에러율에 대응하는 m을 지시한다. 따라서, m은 시프트값 변수에 의해 지시된 값에 세팅된다.
방법은 단계(605)에서 시작한다. 단계(610)에서, 에러율은 현재 m에 대해서 결정된다. 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)는 단계(615)에서 m으로 초기화된다. 단계(620)에서 에러변수(ERR)는 에러율로 초기화된다. 단계(625)에서, m은 필터의 통과 대역의 최저에 상향-변환된 반송파를 위치시키기 위해 세팅된다. 즉, m=f0--fs이다.
단계(630)에서, 에러율은 다시 측정된다. 단계(635)는 에러율이 개선되었는지를 결정한다. 만약 에러율이 ERR보다 적으면, SHIFT_VALUE와 ERR은 업데이트된다. 특히, SHIFT_VALUE는 단계(640)에서 m으로 세팅되고 ERR은 단계(645)에서 에러율로 세팅된다.
단계(645) 또는 단계(635)후에, 과정은 단계(650)에서 m을 증가시킴으로써 계속된다. 단계(630부터 650까지)는 선택된 반송파가 필터의 통과대역을 따라 이동될 때까지 반복된다. 이것은 m>f0+-fs인지를 테스트함으로써 단계(655)에서 결정된다. 선택된 반송파가 필터의 통과대역을 따라 이동된 후에, m은 단계(660)에서 SHIFT_VALUE에 의해 지시된 값으로 세팅된다. 이것은 fs+m을 최저의 검출된 에러율이 되는 필터의 통과대역내의 주파수로 이동시킨다. 일 실시예에서, 상향-변환 테이블은 SHIFT_VALUE에 의해 지시된 값으로 업데이트된다. 과정은 단계(665)에서 종료한다.
도 6에 도시된 방법은 필터의 모든 통과대역내의 전체 튜닝에 적용할 수 있다. 대안으로, 모든 통과대역을 따라가는 것 대신에, fs+m은 더 낮은 에러율을 제공하는 m을 찾기위해 현재의 값에 관한 소정의 임계값(d)내에 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 만약 m의 증가 또는 감소가 결과적으로 더 낮은 에러율이 된다면, m의 증가 또는 감소 그리고 에러율을 측정하는 단계는 1) 에러율의 증가가 검출될 때, 2) m이 원시값의 범위 ±d 밖에 있을때, 또는 3) 반송파가 통과대역의 최상부 또는 최하부를 벗어나도록 시프트되었을 때까지 반복된다.
도 7은 선택된 채널의 수신 튜닝을 세부화하기 위해서 m을 변경시키는 한 방법을 도시한다. 제 1 m은 약간 증가한다. (1) m이 m의 원시값의 d내에 있고, (2) 에러율이 감소하며, (3) 반송파가 여전히 필터의 통과대역내에 있는 한, m은 계속해서 증가할 것이다. 그렇지않으면, m은 원시값으로 되돌아 오고 다음에 조금 감소된다. (1) m이 m의 원시값의 d내에 있고, (2) 에러율이 감소되며, (3) 반송파가 여전히 필터의 통과대역내에 있는 한, m은 계속해서 감소할 것이다. 일단 (1) 통과대역의 경계를 넘고, 또는 (2) m이 원시값의 d내에서 더 길지않고, 또는 (3) 에러율이 증가하기 시작하면, 과정은 최저의 측정된 에러율이 되는 값으로 m을 세팅한다.
세부 튜닝 과정은 단계(701)에서 시작한다. 변수는 단계(710,715 및 720)에서 초기화된다. 예를 들면, 원시값 변수(ORIG_VALUE)와 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)는 각각 단계(710,715)에서 m으로 세팅된다. 에러변수(ERR)은 단계(520)에서 에러율로 세팅된다.
단계(725)에서, m은 증가된다. 단계(730)은 선택된 반송파가 필터의 통과대역을 넘어서 시프트되었는지를 결정한다. 단계(735)는 m>ORIG_VALUE+d인지를 검사함으로써 원시값의 소정량(d)내에 m이 여전히 있는지를 결정한다. 단계(740)는 증가된 주파수가 현재의 에러율과 ERR을 비교함으로써 결과적으로 더 낮은 에러율이 되는지를 결정한다. 에러율이 ERR보다 적으면, SHIFT_VALUE는 단계(745)에서 증가된 m으로 업데이트된다. ERR은 단계(750)에서 현재의 에러율로 업데이트된다. (1) mf0+-fs이고, (2) mORIG_VALUE+δ이며, (3) 에러율<ERR인 한, m을 증가시키고 SHIFT_VALUE와 ERR을 갱신하는 과정은 계속된다.
일단 (1) 에러율에 있어서의 증가가 검출되거나, 또는 (2) m이 원시값으로부터 d를 넘어서 증가되었거나, 또는 (3) fs가 필터의 통과대역 외부로 시프트되었다면, 과정은 단계(755)로 나아간다.
단계(755)에서, m은 원시값, ORIG_VALUE로 세팅된다. 단계(760)에서, m은 감소된다. 단계(765)는 반송파가 필터의 통과대역을 넘어서 시프트되었는지를 결정한다. 단계(770)은 m<ORIG_VALUE-d인지를 검사함으로써 원시값의 소정량 d내에 여전히 있는지를 결정한다. 단계(775)는 감소된 주파수가 현재의 에러율과 ERR을 비교함으로써 결과적으로 더 낮은 에러율이 되는지를 결정한다. 만약 에러율이 ERR보다 작다면, SHIFT_VALUE는 단계(780)에서 감소된 m으로 업데이트된다. ERR은 단계(785)에서 현재의 에러율로 업데이트된다. (1) m≥f0--fs이고, (2) m≥ORIG_VALUE-δ이며, (3) 에러율<ERR인 한, m을 감소하고 SHIFT_VALUE와 ERR을 업데이트하는 과정은 계속된다.
일단 (1) 에러율에서의 증가가 검출되거나, 또는 (2) m이 원시값으로부터 d를 넘어서 감소되었거나, 또는 (3) fs가 필터의 통과대역 외부로 시프트되었다면, 과정은 단계(790)로 넘어간다.
단계(790)에서, m은 SHIFT_VALUE으로 지시된 값으로 세팅된다. 따라서 m은 최저로 검출된 에러율에 대응하는 값으로 세팅된다. 과정은 단계(795)에서 종료된다.
도시된 실시예에서, 상향-변환기와 하향-변환기 장치는 프로그램가능하다. 위상 필터값(m,n)은 프로그램가능하고 주어진 채널에 대해서 특정될 수 있다. 이것은 소프트웨어로 필터링, 위상잡음, 채널선택 및 세부튜닝의 관리가 가능하게 한다. 진보적 튜닝은 인덕터를 구부리거나 스트레칭하는 것과 같은 기계적 하드웨어 수정을 통하기보다는 프로그램에 입각해서 소프트웨어 모듈을 더하거나 수정함으로써 이루어질 수 있다.
텔레비젼과 CATV 디바이스에 대한 채널을 선택하는 방법 및 장치는 대역스위칭에 요구되는 다중의 대역 튜너를 제거한다. 튜너회로에서 공기-코어 인덕터의 제거는 진동에 의해 유도된 에러의 민감성을 감소시킨다. 프로그램가능의 특징은 소프트웨어를 통하여 동적으로 상향-변환과 하향-변환의 제어가 주파수 의존 이상을 제거하게 한다. 부가하여, 위상 필터 제어는 각각의 상향-변환과 하향-변환 스테이지에 대한 위상 필터의 수정이 각 스테이지에 의해 일어난 그렇지만, 독립적인 효과적 순 위상 잡음을 감소시킬 수 있다.
전술한 상세한 설명에서, 본 발명은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 설명된다. 청구내용에서 설명하듯이 본 발명의 넓은 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정과 변경이 될 수 있다. 따라서, 명세서와 도면은 제한적 의미보다는 오히려 예시적으로 간주된다.
Claims (27)
- 텔레비젼과 유선텔레비젼(CATV) 디바이스용 채널을 튜닝하는 방법에 있어서,a) 선택된 동시 전송 채널에 관계된 주파수(fs)에서 적어도 하나의 반송파 신호를 갖는 무선 주파수 입력(RFI) 신호를 수신하는 단계;b) 반송파 신호가 fs+m에 위치된 제 1 중간 주파수로 RFI 신호를 m만큼 상향-변환 시키는 단계;c) 제 1 중간 주파수 신호를 필터링하는 단계;d) fs+m-n의 반송파 신호를 포함하는 제 2 중간 주파수로, 필터링된 제 1 중간 주파수를 n만큼 하향-변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, fs는 대략 50MHz∼850MHz의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 중간 주파수는 900MHz보다 더 큰 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 중간 주파수는 대략 43.75MHz인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 중간 주파수는 대략 36.125MHz인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 선택된 동시 전송 채널의 대역폭은 대략 6MHz인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 선택된 동시 전송 채널의 대역폭은 대략 8MHz인 것을 특징으로 하는 방법.
- 텔레비젼과 유선텔레비젼(CATV) 디바이스용 채널을 튜닝하는 방법에 있어서,a) 선택된 채널에 따라 상향시프팅 주파수(m)를 선택하는 단계;b) 선택된 채널에 대응하며 주파수가 fs이고 fs+m으로 상향-변환되는 적어도 하나의 반송파를 포함하는 무선 주파수 입력(RFI) 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 상향-변환시키는 단계;c) 필터링된 신호를 제공하기 위해 제 1 중간 주파수 신호를 필터링하는 단계;d) 선택된 채널에 따라 하향시프팅 주파수(n)와 요구되는 출력 주파수 K를 선택하는 단계;e) 주파수(fs+m-n)가 K인 하향-시프팅 반송파를 포함하는 제 2 중간 주파수를 제공하기 위해 필터링된 신호를 하향-변환시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 단계 a)는 채널이 색인된 테이블로부터 m을 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 단계 d)는 채널이 색인된 테이블로부터 n을 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,f) 위상 잡음 테이블로부터 위상 필터 데이터를 선택하는 단계;g) 단계 b)와 d)를 수행함으로써 생긴 순 위상잡음을 실질적으로 최소화하기 위해, 위상 필터 데이터를 각각의 단계 b)와 d)에서 생긴 위상잡음을 제어하도록 적용시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 텔레비젼과 유선텔레비젼(CATV) 디바이스용 채널을 튜닝하는 방법에 있어서,a) 디지털 통신을 반송하는 선택된 채널과 관계된 반송파(fs)를 무선 주파수 입력신호내에서 결정하는 단계;b) 시프트 값 (m)을 선택하는 단계;c) 무선 주파수 입력 신호를, 반송파가 fs+m인 제 1 중간 주파수 신호로 상향-변환하는 단계;d) 필터링된 신호를 제공하기 위해 제 1 중간 신호를 필터링하는 단계;e) 필터링된 신호를, 반송파가 fs+m-n=K에 있는 제 2 중간 신호로 하향-변환시키는 단계;f) 하향-시프트된 반송파내에서 디지털 통신의 에러율을 결정하는 단계;g) 에러율을 감소시키기 위해 에러율에 따라 m과 n을 변경시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 단계 b)는:i) f0가 단계 d)의 필터링과 관계된 중심 주파수이고, BW는 단계 d)의 필터링과 관계된 대역폭인를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 에러율은 선택된 채널에 의해 반송된 디지털 통신의 비트 에러율(BER)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 단계 g)는:i) 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)와 에러 변수(ERR)를 초기화하는 단계;ⅱ) f0가 단계 d)의 필터링과 관계된 중심 주파수이고, BW는 단계 d)의 필터링과 관계된 대역폭일때를 세팅하는 단계;ⅲ) 현재의 에러율(CER)을 측정하는 단계;ⅳ) CER<ERR이면, SHIFT_VALUE와 ERR을 m과 CER로 각각 갱신하는 단계;ⅴ) m을 증가시키는 단계;ⅵ) m>fO+-fo일 때까지 단계 ⅲ) 내지 ⅴ)를 반복하는 단계;ⅶ) m=SHIFT_VALUE로 세팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 단계 g)는:ⅰ) 원시값 변수(ORIG_VALUE)와 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)를 m으로 초기화하는 단계;ⅱ) 에러 변수(ERR)를 초기화하는 단계;ⅲ) m을 증가시키는 단계;ⅳ) 현재의 에러율(CER)을 결정하는 단계;ⅴ) CER<ERR이면, SHIFT_VALUE와 ERR을 m과 CER로 각각 갱신하는 단계;ⅵ) d는 소정값일때, m≤f0+-fs및 m≤ORIG_VALUE+δ이며 CER<ERR인 동안 단계 ⅲ) 내지 ⅴ)를 반복하는 단계; 및ⅶ) m=SHIFT_VALUE로 세팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 단계 g)는:ⅰ) 원시값 변수(ORIG_VALUE)와 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)를 m으로 초기화하는 단계;ⅱ) 에러 변수(ERR)를 초기화하는 단계;ⅲ) m을 감소시키는 단계;ⅳ) 현재의 에러율(CER)을 결정하는 단계;ⅴ) 만약 CER<ERR이면, SHIFT_VALUE와 ERR을 m과 CER로 각각 갱신하는 단계;ⅵ) d는 소정값일때, m≤f0+-fs및 m≤ORIG_VALUE+δ이며 CER<ERR인 동안 단계 ⅲ) 내지 ⅴ)를 반복하는 단계; 및ⅶ) m=SHIFT_VALUE를 세팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 단계 g)는:ⅰ) 원시값 변수(ORIG_VALUE)와 시프트값 변수(SHIFT_VALUE)를 m으로 초기화하는 단계;ⅱ) 에러 변수(ERR)를 초기화하는 단계;ⅲ) m을 증가시키는 단계;ⅳ) 현재의 에러율(CER)을 결정하는 단계;ⅴ) CER<ERR이면, SHIFT_VALUE와 ERR을 m과 CER로 각각 갱신하는 단계;ⅵ) d는 소정값일때, m≤f0+-fs 및 m≤ORIG_VALUE+δ이며 CER<ERR인 동안 단계 ⅲ) 내지 ⅴ)를 반복하는 단계; 및ⅶ) m=ORIG_VALUE로 세팅하는 단계;ⅷ) m을 감소시키는 단계;ⅸ) CER을 결정하는 단계;ⅹ) CER<ERR이면, SHIFT_VALUE와 ERR을 m과 CER로 각각 갱신하는 단계;xi) m≥f0--fs및 m≥ORIG_VALUE-δ이며 CER<ERR인 동안 단계 ⅷ) 내지 ⅹ)를 반복하는 단계; 및xii) m=SHIFT_VALUE를 세팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 텔레비젼과 유선텔레비젼(CATV) 디바이스용 튜닝 장치에 있어서,주파수(fs)의 선택 반송파를 적어도 하나 포함하는 무선 주파수 입력(RFI)신호를 수신하도록 연결되어 있으며, 상향-시프트된 주파수(fs+m)의 선택 반송파를 포함하는 제 1 중간 주파수 신호를 제공하기 위해 RFI를 m만큼 상향-변환시키는 상향-변환기;필터링된 신호를 제 1 중간 주파수 신호로부터 제공하도록 연결되어 있으며, 대역폭(BW)과 중심주파수(f0)를 가지며, │fs+m-f0│≤인 필터;필터링된 신호를 수신하도록 연결되어 있으며, 하향-시프트된 주파수(fs+m-n)의 선택 반송파를 포함하는 제 2 중간 주파수 신호를 제공하기 위해 필터링된 신호를 n만큼 하향-변환시키는 하향-변환기;fs+m-n=K이며, K는 선택 반송파에 대해서 fs와 무관한 m과 n을 선택하는 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, fs+m은 실질적으로 선택 반송파에 대해서 일정한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, m과 n은 fs를 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상향-변환기는:선택 채널에 대응하는 제어신호를 제공하는 위상 동기 루프;제어신호에 따라 제 1 신호를 제공하는 가변 주파수 발진기;제 1 중간 주파수 신호를 제공하기 위해 RFI신호와 제 1 신호를 혼합하는 혼합기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 하향-변환기는:선택채널에 대응하는 제어신호를 제공하는 위상 동기 루프;제어신호에 따라 제 1 주파수에서 제 1 신호를 제공하는 가변 주파수 발진기;제 2 중간 주파수 신호를 제공하기 위해 필터링된 신호와 제 1 신호를 혼합하는 혼합기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 제 1 중간 주파수는 850MHz보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 필터는 탄성 표면파 필터인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 주파수-의존 이상을 피하도록 m을 변경시키기 위해 상향-변환기에 연결되며, fs+m-n=K를 확실하게 하기 위해 m에 따라 n을 변경시키는 이상 시프팅 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상향-변환기와 하향-변환기에 의한 순 위상 잡음을 최소화하기 위해 상향-변환기와 하향-변환기를 재구성하도록 제 1 위상 데이터를 상향-변환기에 그리고 제 2 위상 데이터를 하향-변환기에 제공하는 위상 정정 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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