KR20020021431A - 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템 - Google Patents

저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성으로는 전송손실이 적은 저궤도 위성을 사용하고 S-Band 주파수 및 패치(Patch) 안테나를 사용하는 동영상 전송 시스템을 구현함으로써, 사이즈의 저감으로 차량에 장착이 용이토록 하고, 경제성도 향상토록 한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하고, DVB-MPEG2로 변환된 채널 신호 및 다중 채널 신호를 다중화하고, 다중화된 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조한 후 C-밴드로 전력 증폭하여 송신 안테나를 통해 위성 측으로 송신하는 송신 지구국, 상기 송신 지구국에서 송신된 C-밴드 방송 신호를 S-밴드로 대역 변환하여 송신하는 저궤도 위성, 저궤도 위성에서 송신된 S-밴드 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 복조한 후 원래의 신호로 복호하여 사용자가 오디오/비디오 시스템으로 전달해주는 사용자 단말기로 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템을 구현한다.
또한, 사용자 단말기의 안테나로는 패치 안테나를 사용함으로써, 이동성을 향상시킨다.

Description

저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템{System for transmitting image using low earth orbit satellite}
본 발명은 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 위성으로는 전송손실이 적은 저궤도 위성을 사용하고 S-Band 주파수 및 패치(Patch) 안테나를 사용하는 동영상 전송 시스템을 구현함으로써, 사이즈의 저감으로 차량에 장착이 용이토록 하고, 경제성도 향상토록 한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 위성을 이용하는 통신 시스템 즉, 위성 방송 시스템, 위성 인터넷 방송 시스템 위성 이동통신 시스템 등은 정지궤도용 통신 방송 위성, 위성방송 지구국, 사용자의 위성 안테나 및 셋톱박스(SetTopBox) 장비로 구성된다.
이러한 구성을 갖는 위성 통신 시스템은, 전용 저궤도 위성을 발사해 전세계를 대상으로 위성 네트워크를 구축한 후 사용자가 직접 위성과 접속할 수 있는 단말기를 이용해 장소에 구애받지 않고 국가간 통신이 가능토록 한 서비스이다.
위성통신의 장점은 광대역의 마이크로파나 준밀리파를 사용하기 때문에 고속 대용량의 통신이 가능하고 하나의 위성으로 커버할 수 있는 구역이 넓어 한 나라 전역을 커버할 수 있고, 지상의 지형에 관계없이 위성이 보이는 곳에서는 균일한 서비스를 제공할 수 있다는 데 있다.
통신위성을 이용한 서비스는 기본적으로 고정위성 서비스(FSS), 이동위성 서비스(MSS), 위성방송 서비스(DBS)와 같은 세 가지로 나눌 수 있다.
먼저 고정위성 서비스는 위성을 중계국으로 하여 지표면의 지구국간에 이루어지는 음성, 데이터, 영상 서비스를 말하며, PSTN 망 관련 서비스, 고속데이터 링크 서비스, 영상/음성회의 서비스, TV/라디오 프로그램 전송 및 CATV 프로그램 전송 서비스, SNG, VAST, TSAT 서비스 등이 있다.
다음으로 이동위성 서비스는 고정된 지구국과 이동체간 혹은 이동체와 이동체간의 신호 교환에 위성을 이용하는 통신서비스로서 인마셋 위성을 이용한 서비스와 GMPCS 등이 있다.
또한, 위성방송 서비스는 위성을 이용하여 각 가정으로 신호를 직접 전송해 주는 방송서비스이다. 위성방송은 방송용 중계기를 이용하는 방식과 통신용 중계기를 이용하여 다채널 DTH 서비스를 제공하는 방식 등이 있다.
한편, 일반 가정에서 위성방송을 수신하기 위해서는 위성 안테나와 셋톱박스를 설치하거나 케이블(Cable) 방송자가 설치한 위성 안테나 혹은 여러 명의 사용자와 연결된 공용 안테나를 사용해야만 가정에서 위성 방송을 수신할 수 있다.
하지만 이동중에 위성방송을 수신하기 위해서는 C-밴드(5.2 ~ 5.9GHz), Ku-밴드(12 ~ 14GHz), Ka-밴드(20 ~ 30GHz) 전파특성 및 전파손실에 의해 트레킹 기능을 가진 안테나를 가지고 있어야 한다.
그러나 실제 이러한 안테나를 소형 차량에 장착할 경우 제품의 크기에도 문제가 있을 뿐만 아니라, 제품 원가도 비싸 일반 사용자가 위성 방송을 이동중에 수신하기는 매우 어려운 상황이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 이동중 위성 방송 수신에 따르는 어려움을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은, 위성으로는 전송손실이 적은 저궤도 위성을 사용하고 S-Band 주파수 및 패치(Patch) 안테나를 사용하는 동영상 전송 시스템을 구현함으로써, 사이즈의 저감으로 차량에 장착이 용이토록 하고, 경제성도 향상토록 한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템은,
저궤도 위성을 사용하여 통신을 하는 위성 통신 시스템에 있어서,
a) 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하고,
b) DVB-MPEG2로 변환된 채널 신호 및 다중 채널 신호를 다중화하고,
c) 다중화된 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조한 후 C-밴드로 전력 증폭하여 송신 안테나를 통해 위성 측으로 송신하는 송신 지구국과;
상기 송신 지구국에서 송신된 C-밴드 방송 신호를 S-밴드로 대역 변환하여 송신하는 상기 저궤도 위성과;
상기 저궤도 위성에서 송신된 S-밴드 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 복조한 후 원래의 신호로 복호하여 사용자가 오디오/비디오 시스템으로 전달해주는 사용자 단말기로 구성됨을 특징으로 한다.
상기에서, 송신 지구국은,
상기 방송용 정보를 저장한 서버와;
상기 서버에 저장된 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하는 엔코더와;
상기 엔코더에서 변환된 채널 신호 및 상기 서버에서 출력되는 복수개의 채널 신호를 하나의 캐리어에 송신할 수 있도록 다중화하는 다중화기와;
상기 다중화기에서 다중화된 채널 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조하는 변조기와;
상기 변조기에서 변조된 신호를 C-밴드 고주파수로 주파수 상향 변환하고, 이를 고출력 증폭하는 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기와;
상기 고출력 증폭기에서 고출력 증폭된 C-밴드 방송 신호를 저궤도 위성 측으로 송신하는 송신 안테나로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 사용자 단말기는,
상기 저궤도 위성에서 송신된 S-밴드 방송 신호를 이동중에 수신하는 패치 안테나와;
상기 패치 안테나에서 수신한 S-밴드 고주파수를 중간 주파수(IF)로 변환하고, 변조된 DVB 신호를 복조 및 디코딩하며, 상기 디코딩한 수신 신호를 실제 사용자가 시청할 수 있는 비디오/오디오 신호를 변환하여 출력하는 복조기 및 MPEG 디코더와;
상기 복조기 및 MPEG 디코더에서 출력되는 비디오/오디오 신호를 사용자의 오디오/비디오 시스템에 연결해주는 오디오/비디오 인터페이스기로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템의 구성을 보인 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 ..... 송신 지구국
110 ..... 서버
120 ..... 엔코더
140 ..... 변조기
150 ..... 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기
200 ..... 저궤도 위성
300 ..... 사용자 단말기
310 ..... 패치 안테나
320 ..... 복조기/MPEG 디코더
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템의 전체 구성을 보인 블록도이다.
여기서, 참조부호 100은 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하고, DVB-MPEG2로 변환된 채널 신호 및 다중 채널 신호를 다중화하고, 다중화된 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조한 후 C-밴드로 전력 증폭하여 송신 안테나를 통해 위성 측으로 송신하는 송신 지구국을 나타낸다.
또한, 참조부호 200은 상기 송신 지구국(100)에서 송신된 C-밴드 방송 신호를 S-밴드로 대역 변환하여 송신하는 저궤도 위성을 나타내고, 참조부호 300은 상기 저궤도 위성(200)에서 송신된 S-밴드 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 복조한 후 원래의 신호로 복호하여 사용자의 오디오/비디오 시스템으로 전달해주는 사용자 단말기를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템은, 먼저 송신 지구국(100)에서 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하고, DVB-MPEG2로 변환된 채널 신호 및 다중 채널 신호를 다중화하고, 다중화된 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조한 후 C-밴드로 전력 증폭하여 송신 안테나를 통해 위성 측으로 송신한다.
이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 송신 지구국(100)은, 상기 방송용 정보를 저장한 서버(110)와; 상기 서버(110)에 저장된 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하는 엔코더(120)와; 상기 엔코더(120)에서 변환된 채널 신호 및 상기 서버(110)에서 출력되는 복수개의 채널 신호를 하나의 캐리어에 송신할 수 있도록 다중화하는 다중화기(130)와; 상기 다중화기(130)에서 다중화된 채널 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조하는 변조기(140)와; 상기 변조기(140)에서 변조된 신호를 C-밴드 고주파수로 주파수 상향 변환하고, 이를 고출력 증폭하는 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기(150)와; 상기 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기(150)에서 고출력 증폭된 C-밴드 방송 신호를 저궤도 위성 측으로 송신하는 송신 안테나(160)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 송신 지구국(100)은, 방송할 정보를 저장한 서버(110)에서 출력되는 동영상 데이터를 엔코더(120)에서 DVB-MPEG2 포맷으로 엔코딩한다. 여기서 동영상 데이터를 DVB-MPEG2 포맷으로 엔코딩하는 방법은 기존에 이미 제안되었으며, 또한 이미 실용화된 방법이므로 그의 자세한 설명은 생략한다.
한편, 다중화기(130)는 상기 엔코더(120)에서 엔코딩된 동영상 데이터 및 상기 서버(110)에서 얻어지는 다중 채널 신호들을 하나의 캐리어에 송신할 수 있도록 다중화한다. 즉, 다중 채널 신호들을 하나의 채널 신호로 다중화하게 되는 것이다.
이렇게 다중화된 송신 데이터는 변조기(140)에서 QPSK 방식으로 변조된다.
그리고 상기 QPSK 방식으로 변조된 송신 데이터는 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기(150)에서 5.2 ~ 5.9Khz의 RF 주파수로 상향 변환되고, 고출력 증폭기를 통해 전력 증폭되어 송신 안테나(160)를 통해 C-밴드 주파수로 저궤도 위성(200)측에 전달된다.
상기 저궤도 위성(200)은 수신된 C-밴드 데이터를 S-밴드 데이터로 변환하며, 전송 손실을 최소화한 상태에서 S-밴드 데이터를 송신한다.
그러면 사용자 단말기(300)는 상기 저궤도 위성(200)에서 송신된 S-밴드 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 복조한 후 원래의 신호로 복호하여 사용자의 오디오/비디오 시스템으로 전달해준다.
이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 사용자 단말기(300)는 도시된 바와 같이, 상기 저궤도 위성(200)에서 송신된 S-밴드 방송 신호를 이동중에 수신하는 패치 안테나(310)와; 상기 패치 안테나(310)에서 수신한 S-밴드 고주파수를 중간 주파수(IF)로 변환하고, 변조된 DVB 신호를 복조 및 디코딩하며, 상기 디코딩한 수신 신호를 실제 사용자가 시청할 수 있는 비디오/오디오 신호를 변환하여 출력하는 복조기 및 MPEG 디코더(320)와; 상기 복조기 및 MPEG 디코더(320)에서 출력되는 비디오/오디오 신호를 사용자의 오디오/비디오 시스템에 연결해주는 오디오/비디오 인터페이스기(330)로 구성된다.
이와 같이 구성된 사용자 단말기(300)는, 먼저 패치 안테나(310)에서 상기 저궤도 위성(200)에서 송신한 S-밴드 위성 주파수를 수신한다.
여기서 패치 안테나(310)는 소형이라 이동용으로 가능하며, 가격이 저렴하여 일반 위성 방송 사용자가 사용하는 데에도 부담이 없다. 따라서 차량용 등의 이동용에 아주 적합하다.
다음으로 복조기/MPEG 디코더(320)는 도면에는 도시하지 않았지만 전단에 튜너가 장착되어 있어서 상기 패치 안테나(310)에서 수신한 위성 주파수(S-밴드)를 중간주파수(IF)로 변환을 하고, 복조기를 통해 변조된 DVB 신호를 복조한다. 그 후 MPEG 디코더를 통해 복조된 동영상 데이터를 원래의 동영상 데이터로 복호한다.
아울러 동영상 데이터 이외의 데이터(음성 데이터)도 원래의 데이터로 복호한다.
이렇게 복호가 이루어지면 동영상 데이터는 실제 사용자가 볼 수 있는 비디오 신호가 되며, 아울러 음성 데이터는 실제 사용자가 들을 수 있는 오디오 신호가 된다.
이렇게 복호된 비디오/오디오 신호는 오디오/비디오 인터페이스기(330)를 통해 사용자가 소유한 오디오/비디오 기기에 전달됨으로써, 사용자는 이동중에(특히, 차량에서) 위성 방송을 시청할 수 있게 된다.
이상에서 상술한 본 발명 "저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템"에 따르면, 차량에서 이동중에 위성 방송(동영상, 음성)을 시청할 수 있는 이점이 있다.
또한, 소형이고 저가인 패치 안테나의 사용으로 이동성 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 저궤도 위성을 사용하여 통신을 하는 위성 통신 시스템에 있어서,
    a) 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하고,
    b) DVB-MPEG2로 변환된 채널 신호 및 다중 채널 신호를 다중화하고,
    c) 다중화된 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조한 후 C-밴드로 전력 증폭하여 송신 안테나를 통해 위성 측으로 송신하는 송신 지구국과;
    상기 송신 지구국에서 송신된 C-밴드 방송 신호를 S-밴드로 대역 변환하여 송신하는 상기 저궤도 위성과;
    상기 저궤도 위성에서 송신된 S-밴드 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 복조한 후 원래의 신호로 복호하여 사용자가 오디오/비디오 시스템으로 전달해주는 사용자 단말기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 지구국은,
    상기 방송용 정보를 저장한 서버와;
    상기 서버에 저장된 방송용 정보를 DVB-MPEG2 포맷으로 변환하는 엔코더와;
    상기 엔코더에서 변환된 채널 신호 및 상기 서버에서 출력되는 복수개의 채널 신호를 하나의 캐리어에 송신할 수 있도록 다중화하는 다중화기와;
    상기 다중화기에서 다중화된 채널 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조하는 변조기와;
    상기 변조기에서 변조된 신호를 C-밴드 고주파수로 주파수 상향 변환하고, 이를 고출력 증폭하는 주파수 상향 변환기/고출력 증폭기와;
    상기 고출력 증폭기에서 고출력 증폭된 C-밴드 방송 신호를 저궤도 위성 측으로 송신하는 송신 안테나로 구성된 것을 특징으로 하는 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 사용자 단말기는,
    상기 저궤도 위성에서 송신된 S-밴드 방송 신호를 이동중에 수신하는 패치 안테나와;
    상기 패치 안테나에서 수신한 S-밴드 고주파수를 중간 주파수(IF)로 변환하고, 변조된 DVB 신호를 복조 및 디코딩하며, 상기 디코딩한 수신 신호를 실제 사용자가 시청할 수 있는 비디오/오디오 신호를 변환하여 출력하는 복조기 및 MPEG 디코더와;
    상기 복조기 및 MPEG 디코더에서 출력되는 비디오/오디오 신호를 사용자의 오디오/비디오 시스템에 연결해주는 오디오/비디오 인터페이스기로 구성된 것을 특징으로 하는 저궤도 위성을 이용한 동영상 전송 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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