KR20030010387A - 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법 - Google Patents

방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 수신 안테나 및 송신 안테나와 연결되고, 상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 입력되는 간섭신호를 제거하는 컨셀러와; 상기 컨셀러와 연결되어 수신된 신호에 대해 복조, 변조, 주파수 변조, 고전력 증폭을 수행하여 송신신호를 생성시키는 중계기를 포함하여 구성함으로써, DTV 장치를 사용하고 있는 방송 신호의 중계에 적당하도록 간섭신호를 상쇄시키는 컨셀러를 제공하여 한 개의 채널로 중계 가능하게 하여 TV 채널의 활용도를 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법{Apparatus and method for repeater of non-varied wave of broadcasting signal}
본 발명은 방송신호의 중계에 관한 것으로, 특히 DTV(Digital TV) 장치를 사용하고 있는 방송신호의 중계에 적당하도록 간섭신호를 상쇄시키는 컨셀러(Canceller)를 적용한 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 텔레비전은 수신되는 방송신호를 디지털 부호로 바꾸어 고품질의 화면재생과 여러 가지 기능을 추가할 수 있는 텔레비전이다. 이는 흑백시대 ·컬러시대를 거친, 이른바 제3세대 텔레비전이다. 디지털 텔레비전은 여러 가지 기능을 더할 수 있는 별도의 IC(집적회로)를 부착, 방송국에서 보내는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어줌으로써 영상 및 음성신호의 열화를 방지해줄 뿐만 아니라, 그것을 정확히 복원시켜 주기 때문에 아날로그 전파의 반사로 생기는 이중화면도 볼 수 없고 잡음도 전혀 없다.
텔레비전 주사선 수는 1,050개가 되어 그 만큼 화면은 깨끗해진다. 디지털 텔레비전의 방송신호 기억 ·처리 기능으로 다중화면(多重畵面)을 구성할 수 있어, 한 텔레비전 화면에서 2, 3개 방송사의 화면을 동시에 볼 수 있고, 순간의 동작을 정지시켜 확대해 볼 수도 있으며, 기억된 동작을 다시 확인하거나 프린터로 뽑아볼 수 있는 등 그 기능이 다양하다.
도 1은 종래 방송신호의 변파 중계 장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 수신 안테나(1)를 통해 수신된 신호를 복조하는 복조부(Demodulation)(2)와; 상기 복조부(2)에서 복조된 신호를 변조시키는 변조부(Modulation)(3)와; 상기 변조부(3)에서 변조된 신호의 주파수를 변환시키는 익사이터(Exciter)(4)와; 상기 익사이터(4)에서 주파수 변환된 신호를 고전력 증폭시켜 송신 안테나(6)를 통해 송신되도록 하는 HPA(High Power Amplifier, 고전력 증폭기)(5)로 구성된다.
도 2는 종래 방송신호의 변파 중계방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 수신신호를 복조시키는 단계(ST1)와; 상기 복조된 신호를 변조시키는 단계(ST2)와; 상기 변조된 신호의 주파수를 변환시키는 단계(ST3)와; 상기 주파수가 변환된 신호를 고전력 증폭시켜 송신신호를 생성하고, 생성된 송신신호를 송신시키는 단계(ST4 ~ ST6)를 수행한다.
그래서 종래의 중계방식은 수신 주파수와 송신 주파수를 달리하는 변파 중계를 수행하고 있다.
이를 위해서는 수신 신호를 복조한 다음 이를 다시 변조시키고, 익사이터(4)에서 주파수를 변환시킨다. 그리고 HPA(5)에서 크기를 증폭시켜 송신 신호를 생성시킨 후 송신을 하고 있다. 즉, 도 1에서 수신되는 주파수 1(F1)과 송신되는 주파수 2(F2)는 서로 다른 주파수가 되고, 이렇게 송신과 수신 시의 주파수를 달리하는 것을 변파 중계라고 한다.
이때 일반적으로 송/수신 안테나(1)(6)의 아이솔레이터(Isolation) 때문에 주파수를 달리하여 수신 및 송신을 한다. 즉, 송/수신 주파수가 다르기 때문에 2개의 채널을 사용하게 된다.
그러나 이러한 종래의 기술은 송/수신 주파수가 달라 2개의 채널을 사용하게 되고, 이 때문에 주파수 자원의 낭비가 심한 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 DTV 장치를 사용하고 있는 방송 신호의 중계에 적당하도록 간섭신호를 상쇄시키는 컨셀러를 제공하여 한 개의 채널로 중계 가능하게 하여 TV 채널의 활용도를 증가시킬 수 있는 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치는,
수신 안테나 및 송신 안테나와 연결되고, 상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 입력되는 간섭신호를 제거하는 컨셀러와; 상기 컨셀러와 연결되어 수신된 신호에 대해 복조, 변조, 주파수 변조, 고전력 증폭을 수행하여 송신신호를 생성시키는 중계기를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 방송신호의 무변파 중계 방법은,
송신소로부터의 주신호와 송신 안테나에서 유입되는 간섭신호를 수신하고, 레벨과 위상차가 조정된 주 컨셀러 신호를 입력받아 결합시키는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 수행 후 복조, 변조, 주파수 변환, 증폭을 수행해서 송신신호를 발생시키는 제 2 단계와; 상기 발생된 송신신호를 2개로 분리하여 일부만 감쇄시키는 제 3 단계와; 상기 분리된 신호 중 감쇄된 신호에 대해 레벨과 위상차를 조정하여 주 컨셀러 신호를 생성시키는 제 4 단계와; 상기 분리된 신호 중 감쇄 안된 신호를 송신 안테나를 통해 송신시키는 제 5 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의특징으로 한다.
도 1은 종래 방송신호의 변파 중계 장치의 블록구성도이고,
도 2는 종래 방송신호의 변파 중계방법을 보인 흐름도이며,
도 3은 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치의 블록구성도이고,
도 4는 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계방법을 보인 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 수신 안테나 12 : 송신 안테나
20 : 중계기 21 : 복조부
22 : 변조부 23 : 익사이터
24 : HPA 30 : 컨셀러
31 : 제 1 방향 커플러 32 : 제 2 방향 커플러
33 : 가변 감쇄부 34 : 등화부
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명, 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 수신 안테나(11) 및 송신 안테나(12)와 연결되고, 상기 송신 안테나(12)에서 상기 수신 안테나(11)로 입력되는 간섭신호를 제거하는 컨셀러(Canceller)(30)와; 상기 컨셀러(30)와 연결되어 수신된 신호에 대해 복조, 변조, 주파수 변조, 고전력 증폭을 수행하여 송신신호를 생성시키는 중계기(20)를 포함하여 구성된다.
상기에서 컨셀러(30)는, 상기 수신 안테나(11)를 통해 송신소로부터의 주신호(Sig_R)와 상기 송신 안테나(12)에서 유입되는 간섭신호(Sig_I)를 입력받고, 등화부(34)에서 출력되는 주 컨셀러 신호(Sig_C)를 입력받아 결합시켜 상기 중계기(20)로 전송하는 제 1 방향 커플러(Directional Coupler)(31)와; 상기 중계기(20)에서 생성된 송신신호를 입력받아 2개로 분리하고, 분리된 신호 중 일부는 상기 송신 안테나(12)로 전송하고, 분리된 신호 중 나머지 일부는 감쇄시켜 가변 감쇄부(33)로 전송하는 제 2 방향 커플러(32)와; 상기 제 2 방향 커플러(32)에서 분리된 신호 중 감쇄된 신호를 입력받아 신호 레벨을 가변적으로 감쇄시켜 상기 송신 안테나(12)에서 상기 수신 안테나(11)로 유입되는 간섭신호와 신호 레벨이 다른신호를 출력하는 가변 감쇄부(Variable Attenuator)(33)와; 상기 가변 감쇄부(33)에서 가변 감쇄된 신호를 입력받아 위상을 조정하여 상기 송신 안테나(12)에서 상기 수신 안테나(11)로 유입되는 간섭신호와 신호 위상이 다른 신호를 상기 제 1 방향 커플러(31)로 출력하는 등화부(Equalizer)(34)를 포함하여 구성된다.
상기에서 가변 감쇄부(33)는, 상기 제 1 방향 커플러(31)의 출력점에서 간섭신호(Sig_I)와 주 컨셀러 신호(Sig_C)의 신호량이 같도록 레벨을 조정한다.
상기에서 등화부(34)는, 상기 제 1 방향 커플러(31)의 출력점에서 간섭신호(Sig_I)와 주 컨셀러 신호(Sig_C)의 위상차가 역위상(180°)이 되도록 조정한다.
상기에서 등화부(34)는, 상기 제 2 방향 커플러(32)와 상기 송신 안테나(12) 사이의 급전선(Feeder 2)에 의한 지연과, 상기 송/수신 안테나(11)(12) 사이의 자유공간에 의한 지연과, 상기 수신 안테나(11)와 상기 제 1 방향 커플러(32) 사이의 급전선(Feeder 1)에 의한 지연을 포함한 위상 지연에 대해 역위상이 되도록 위상 조정을 수행한다.
도 4는 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 송신소로부터의 주신호(Sig_R)와 송신 안테나(12)에서 유입되는 간섭신호(Sig_I)를 수신하고, 레벨과 위상차가 조정된 주 컨셀러 신호(Sig_C)를 입력받아 결합시키는 제 1 단계(ST11 ~ ST13)와; 상기 제 1 단계 수행 후 복조, 변조, 주파수 변환, 증폭을 수행해서 송신신호를 발생시키는 제 2 단계(ST14)와; 상기 발생된 송신신호를 2개로 분리하여 일부만 감쇄시키는 제 3단계(ST15)와; 상기 분리된 신호 중 감쇄된 신호에 대해 레벨과 위상차를 조정하여 주 컨셀러 신호를 생성시키는 제 4 단계(ST16)와; 상기 분리된 신호 중 감쇄 안된 신호를 송신 안테나(12)를 통해 송신시키는 제 5 단계(ST17)를 포함하여 수행한다.
상기에서 제 4 단계는, 간섭신호(Sig_I)와 주 컨셀러 신호(Sig_C)의 신호량이 같도록 레벨을 조정하고, 위상차가 역위상(180°)이 되도록 조정한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 종래의 중계기(20) 구성에 송신 안테나(12)에서 수신 안테나(11)로 입력되는 간섭신호를 제거하는 컨셀러(Canceller)(30)를 포함하여 이루어진다.
컨셀러(30)는 주 구성품인 가변 감쇄부(33)와 등화부(34), 부가적인 구성품인 신호의 합성과 분리를 위한 방향 커플러(31)(32)를 포함하여 이루어진다.
도 3은 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치의 블록구성도이다.
여기서 방향 커플러(31)(32)는 20dB을 사용한다고 가정한 것이다.
그래서 수신 안테나(11)는 송신소로부터 발사된 TV 신호 및 송신 안테나(12)와의 아이솔레이션에 의한 간섭신호를 수신한다.
제 1 방향 커플러(31)는 수신 안테나(11)로부터 수신된 신호와 주 컨셀러 신호를 합성한다.
복조부(21)는 TV 신호를 복조한다.
변조부(22)는 복조된 신호를 변조하여 IF(Intermediate Frequency) 신호로변환시킨다.
익사이터(23)는 IF 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환시킨다.
HPA(24)는 RF 신호를 적정 크기로 증폭시킨다.
제 2 방향 커플러(32)는 HPA(24)의 출력을 2개로 분리시킨다.
송신 안테나(12)는 메인 신호를 음영 지역으로 송출한다.
가변 감쇄부(33)는 제 1 방향 커플러(31)의 출력점에서 간섭신호(Sig_I)와 주 컨셀러 신호(Sig_C)의 신호량이 같도록 레벨을 조정한다.
등화부(34)는 제 1 방향 커플러(31)의 출력점에서 간섭신호(Sig_I)와 주 컨셀러 신호(Sig_C)의 위상차가 역위상(180°)이 되도록 조정한다.
그래서 각각의 신호 세기 및 이득을 다음과 같이 정의한다.
- 수신 주 신호 : R
- 송신 신호 : T
- 간섭 신호 : I
- 주 컨셀러 신호(등화부의 출력신호) : C
여기서 주 컨셀러 신호(등화부의 출력신호)인 C는 I + 20dB(20dB 방향 커플러 사용을 가정)이다.
이제 무변파 중계 기술의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 송신소로부터의 주신호(Sig_R)와 송신 안테나(12)에서 유입되는 간섭신호(Sig_I)를 수신 안테나(11)에서 수신하여 제 1 방향 커플러(31)로 입력된다. 또한 레벨과 위상차가 조정된 주 컨셀러 신호(Sig_C)도 등화부(34)에서 제 1 방향 커플러(31)로 입력된다.
제 1 방향 커플러(31)에서는 송신소로부터의 주신호(Sig_R)와 송신 안테나에서 유입되는 간섭신호(Sig_I)는 감쇄시키지 아니하고, 레벨과 위상차가 조정된 주 컨셀러 신호(Sig_C)는 20dB 감쇄시킨다. 이때 두 신호(Sig_(R&I), Sig_(C-20dB))가 합해지면 "Sig_I = Sig_C - 20dB + 180°"가 되므로, 신호는 주신호인 "Sig_R"만 남게 된다.
실제 위상 지연과 관련해서는 제 2 방향 커플러(32)와 송신 안테나(12) 사이의 급전선(Feeder 2)에 의한 지연과, 송/수신 안테나(11)(12) 사이의 자유공간에 의한 지연과, 수신 안테나(11)와 제 1 방향 커플러(32) 사이의 급전선(Feeder 1)에 의한 지연이 있다. 그래서 이 지연과 역위상이 되도록 각각의 제 1 및 제 2 방향 커플러(31)(32) 까지의 케이블 지연 및 등화부 지연을 맞춘다.
다음은 일반 중계기에서와 같이, 복조부(21), 변조부(22), 익사이터(23), HPA(24)를 거쳐 송신 신호를 발생시키고 제 2 방향 커플러(32)로 입력된다.
제 2 방향 커플러(32)에서는 한 경로는 감쇄를 시키지 아니하고 송신 신호(Sig_T)를 만들어 송신 안테나(12)로 보내고, 다른 한 경로는 20dB을 감쇄시킨 후, 즉 "Sig_(T-20dB)"을 만들어 주 컨셀러의 한 구성요소인 가변 감쇄부(33)로 입력시킨다.
송신 안테나(12)에서는 송신 신호를 송출하고, 수신 안테나(12)로 간섭신호(Sig_I)가 반사되어 피드백된다.
가변 감쇄부(33)와 등화부(34)는 간섭신호(Sig_I) 보다 크기가 20dB 크고,위상이 역위상(180°)인 신호가 되게끔 가변 감쇄 및 지연을 조정하여 신호를 출력한다.
결국은 송신 안테나(12)에서 피드백되어 수신 안테나(11)로 주입되는 간섭신호를 제거할 수 있으므로, 송/수신 주파수를 동일하게 사용할 수 있는 무변파 중계를 할 수 있다.
이처럼 본 발명은 DTV 장치를 사용하고 있는 방송 신호의 중계에 적당하도록 간섭신호를 상쇄시키는 컨셀러를 제공하여 한 개의 채널로 중계 가능하게 하여 TV 채널의 활용도를 증가시키게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 방송신호의 무변파 중계 장치 및 그 방법은 DTV 장치를 사용하고 있는 방송 신호의 중계에 적당하도록 간섭신호를 상쇄시키는 컨셀러를 제공하여 한 개의 채널로 중계 가능하게 하여 TV 채널의 활용도를 증가시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

  1. 수신 안테나 및 송신 안테나와 연결되고, 상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 입력되는 간섭신호를 제거하는 컨셀러와;
    상기 컨셀러와 연결되어 수신된 신호에 대해 복조, 변조, 주파수 변조, 고전력 증폭을 수행하여 송신신호를 생성시키는 중계기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨셀러는,
    상기 수신 안테나를 통해 송신소로부터의 주신호와 상기 송신 안테나에서 유입되는 간섭신호를 입력받고, 등화부에서 출력되는 주 컨셀러 신호를 입력받아 결합시켜 상기 중계기로 전송하는 제 1 방향 커플러와;
    상기 중계기에서 생성된 송신신호를 입력받아 2개로 분리하고, 분리된 신호 중 일부는 상기 송신 안테나로 전송하고, 분리된 신호 중 나머지 일부는 감쇄시켜 가변 감쇄부로 전송하는 제 2 방향 커플러와;
    상기 제 2 방향 커플러에서 분리된 신호 중 감쇄된 신호를 입력받아 신호 레벨을 가변적으로 감쇄시켜 상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 유입되는 간섭신호와 신호 레벨이 다른 신호를 출력하는 가변 감쇄부와;
    상기 가변 감쇄부에서 가변 감쇄된 신호를 입력받아 위상을 조정하여 상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 유입되는 간섭신호와 신호 위상이 다른 신호를 상기 제 1 방향 커플러로 출력하는 등화부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가변 감쇄부는,
    상기 제 1 방향 커플러의 출력점에서 간섭신호와 주 컨셀러 신호의 신호량이 같도록 레벨을 조정하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 등화부는,
    상기 제 1 방향 커플러의 출력점에서 간섭신호와 주 컨셀러 신호의 위상차가 역위상이 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 등화부는,
    상기 제 2 방향 커플러와 상기 송신 안테나 사이의 급전선에 의한 지연과, 상기 송/수신 안테나 사이의 자유공간에 의한 지연과, 상기 수신 안테나와 상기 제 1 방향 커플러 사이의 급전선에 의한 지연을 포함한 위상 지연에 대해 역위상이 되도록 위상 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 장치.
  6. 송신소로부터의 주신호와 송신 안테나에서 유입되는 간섭신호를 수신하고, 레벨과 위상차가 조정된 주 컨셀러 신호를 입력받아 결합시키는 제 1 단계와;
    상기 제 1 단계 수행 후 복조, 변조, 주파수 변환, 증폭을 수행해서 송신신호를 발생시키는 제 2 단계와;
    상기 발생된 송신신호를 2개로 분리하여 일부만 감쇄시키는 제 3 단계와;
    상기 분리된 신호 중 감쇄된 신호에 대해 레벨과 위상차를 조정하여 주 컨셀러 신호를 생성시키는 제 4 단계와;
    상기 분리된 신호 중 감쇄 안된 신호를 송신 안테나를 통해 송신시키는 제 5 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,
    간섭신호와 주 컨셀러 신호의 신호량이 같도록 레벨을 조정하고, 위상차가 역위상이 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 방송신호의 무변파 중계 방법.
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