KR20240032724A - 직교 진폭 변조를 이용한 확산 스펙트럼 비디오 전송 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

직교 진폭 변조(QAM) 송신기는 입력 디지털 레벨을 I 및 Q 성분으로 분리한다. 변형된 형태로, QAM 송신기는 다른 모든 입력 디지털 레벨을 I 또는 Q 성분으로서 사용한다. QAM 수신기는 QAM 변조 신호를 수신하여 디지털 레벨을 출력한다. 아날로그 레벨을 전송하기 위한 QAM 송신기는 한 쌍의 입력 아날로그 레벨을 I 및 Q 구성 요소로서 사용한다. QAM 수신기는 QAM 변조 신호를 수신하여 아날로그 레벨을 출력한다. 디지털 및 아날로그 입력 레벨은 L 직교 코드를 사용하여 N 개의 샘플을 인코딩함에 의해 생성된다.

Description

직교 진폭 변조를 이용한 확산 스펙트럼 비디오 전송 방법 및 그 장치

본 출원은 2021년 7월 12일에 출원된 '펄시탈(Pulsital) 통신을 위한 방법 및 시스템'이라는 제목의 미국 가출원 번호 63/220,587, 2022년 3월 9일에 출원된 '직교 진폭 변조를 이용한 확산 스펙트럼 비디오 전송'이라는 제목의 미국 가출원 번호 63/318,204을 우선권으로 주장하며, 두 특허출원을 기초로 2022년 6월 29일에 출원된 '직교 진폭 변조를 이용한 확산 스펙트럼 비디오 전송'이라는 제목의 PCT 출원 번호 PCT/US22/035472의 국내단계 번역문이다.

본 출원은 2018년 12월 18일 미국 특허 번호 10,158,396로 특허된 바 있고 2018년 3월 19일에 출원된 미국 출원 번호 15/925,123, 2019년 9월 17일에 출원된 미국 출원 번호 16/494,901, 2021년 8월 12일 출원된 미국 출원번호 63/232,486, 2022년 3월 4일 출원된 미국 출원번호 17/686,790, 2021년 11월 16일 출원된 미국 출원번호 63/280,017, 2022년 3월 8일 출원된 미국 출원번호 63/317,746를 참고로 원용한다.

본 발명은 일반적으로 전자기파 경로를 통해 샘플링된 신호의 전송에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 직교 진폭 변조(QAM)를 인코딩된 신호, 특히 확산 스펙트럼 비디오 전송(SSVT) 기술을 사용하여 인코딩된 신호의 전송과 결합하는 것에 관한 것이다.

이미지 센서, 디스플레이 패널, 비디오 프로세서는 더 큰 포맷, 더 높은 색 심도, 더 높은 프레임 속도, 더 높은 해상도를 달성하기 위해 끊임없이 경쟁하고 있다. 비디오 전송(센서, 디바이스 또는 디스플레이 장치 내, 사람을 둘러싸고 있는 건설 환경 내 또는 훨씬 더 먼 거리에서)에는 반드시 하나 이상의 전자기(EM) 경로를 통한 미디어 신호(예: 비디오 신호)의 전송이 수반된다.

감쇠, 임피던스 불일치로 인한 반사, 충돌하는 공격자 신호와 같은 현상으로 인해, 모든 EM 경로는, 수신 단말기에서 측정한 EM 신호의 측정값이 대응하는 송신 단말기에서 측정한 수준과 어느 정도 다를 수 있다는 의미에서, 해당 경로를 통해 전파되는 EM 신호의 성능을 저하시킨다. 따라서 모든 전자기파 경로는 불완전한 전자기파 전파 경로로 간주될 수 있다. 특정 전자기파 경로의 품질은 전자기파 경로를 통해 전달된 후 수신 단말기에서 측정된 레벨과 송신기에서 측정된 레벨을 비교하여 결정된다.

미국 특허 번호 10,158,396은 아날로그 또는 디지털 샘플을 인코딩하고 해당 샘플의 해당 디코딩 및 사용을 위해 전자기파 경로를 통해 인코딩된 샘플을 전송하는 시스템과 기술을 공개한다. 미국 출원 번호 16/494,901은 최종 디코딩 및 사용을 위해 인코딩된 샘플을 여러 전자기파 경로를 통해 배포 및 전송하는 시스템 및 기술을 공개하고, 2021년 8월 12일 출원된 미국 출원 번호 63/232,486은 하나 이상의 전자기파 경로를 통해 인코딩 및 전송되기 전에 샘플의 배포, 스테이징 및 순열을 위한 시스템과 기술을 공개한다(그 후 해당 샘플의 해당 디코딩, 스테이징, 순열 및 수집이 이어진다). 미국 출원 번호 17/686,790은 전자기파 경로를 통해 인코딩된 아날로그 또는 디지털 샘플의 전송을 구현하기 위한 인코더를 갖춘 송신기(및 디코더를 갖춘 수신기)의 구성에 대한 특정 실시예를 공개한다. 미국 출원 번호 63/317,746 및 63/280,017은 비디오를 전송하기 위해 SSVT 기술을 사용하는 디스플레이 유닛 내의 각 송신기 및 수신기를 공개한다.

전자기파 경로가 본질적으로 불완전하다는 점과 상기 개시 설명에서 전자기파 경로를 통해 인코딩된 샘플을 전송하기 위해 특정 기술을 사용한다는 점을 고려할 때, 송신 단말기에서 수신 단말기로 전송되는 전자기파 신호의 품질을 개선하기 위한 추가 기술이 바람직하다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 목적에 따라, 직교 진폭 변조(QAM)의 개선을 이용하여 송신 단말기에서 수신 단말기로 전송하기 위해 인코딩된 아날로그 또는 디지털 샘플을 변조하고, QAM 신호를 아날로그 또는 디지털 샘플로 복조하는 기술이 개시된다.

일 실시예에서 송신기는 디지털 샘플을 디지털 출력 레벨로 인코딩한다. 이러한 디지털 레벨은 QAM 회로 및 출력에 매핑된다. 변형된 또 다른 실시예에서, 매핑 회로는 각 디지털 레벨의 MSB 및 LSB를 각각 I 및 Q 성분의 MSB 및 LSB로 분배한다. 해당 수신기는 QAM 신호를 수신하고 디지털 출력 레벨(변형을 사용할 수 있음)을 생성한 다음 원래 디지털 샘플로 다시 디코딩될 수 있다.

제2 실시예에서 송신기는 아날로그 샘플을 아날로그 출력 레벨로 인코딩한다. 이러한 아날로그 레벨은 QAM 회로 및 출력으로 분배된다. 스위치 회로는 각 아날로그 레벨 쌍을 I 및 Q 성분에 분배한다. 해당 수신기는 QAM 신호를 수신하고 아날로그 출력 레벨을 생성한 다음 원래 아날로그 샘플로 다시 디코딩될 수 있다.

본 발명은 특히 컴퓨터 시스템, 텔레비전, 모니터, 게임 디스플레이, 홈 시어터 디스플레이, 소매 간판, 옥외 간판 등에 사용되는 고해상도, 높은 동적 범위 디스플레이에 적용할 수 있다. 특정 실시예에서, 본 발명은 비디오 신호를 송신 및 수신하는 데 사용되는 디스플레이 유닛 내에서 유용하다. 예를 들어, 본 발명의 송신기는 미국 출원 번호 63/317,746에서 설명된 송신기를 구현하는 데 사용될 수 있고, 본 발명의 수신기는 미국 출원 번호 63/280,017에서 설명된 수신기를 구현하는 데 사용될 수 있다.

본 발명은, 첨부된 도면과 함께 다음의 설명을 참조함으로써, 본 발명의 추가적인 장점과 함께 가장 잘 이해될 수 있으며, 이 설명은 첨부된 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다:
도 1은 QAM 송신기를 도시한 도면이다.
도 2는 QAM 송신기와 함께 사용할 수 있는 16-QAM 배치를 보여 주며 매핑이 어떻게 발생하는지 보여주는 도면이다.
도 3은 Q축과 I축을 갖는 1024-QAM 배열을 보여주는 도면이다.
도 4는 QAM 송신기와 통합된 샘플링된 신호의 인코딩을 보여주는 도면이다.
도 5a는 매퍼 내에서 MSB와 LSB의 분할이 어떻게 발생할 수 있는지에 대한 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5b는 복소 QAM 평면에서 한 점을 나타내는 값을 보여주는 그래프이다.
도 5c는 QAM 구성의 예를 보여주는 도면이다.
도 6a는 매퍼 내에서 디지털 샘플을 매핑하는 방법에 대한 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6b는 복소 QAM 평면에서 한 점을 나타내는 값을 보여주는 그래프이다.
도 7은 QAM이 샘플링된 아날로그 입력 레벨을 사용하는 방법을 설명하는 데 유용한 배치 매핑을 보여주는 도면.
도 8은 SSVT 송신기의 로직 블록 다이어그램을 보여주는 도면이다.
도 9는 아날로그 입력 값을 사용하는 QAM 송신기와 통합된 샘플링된 신호의 인코딩을 보여주는 도면이다.
도 10은 신호 샘플(이 경우 아날로그 값)이 인코더 내에서 인코딩된 후 전자기파 경로를 통해 전송되는 방법을 보여주는 예시를 보여주는 도면이다.
도 11은 디지털 값인 신호 샘플에 적용할 수 있는 새로운 인코딩 기법을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 인코더를 사용하여 인코딩된 아날로그 입력 레벨의 디코딩을 보여주는 도면이다.
도 13a는 아날로그 인코더와 해당 아날로그 디코더의 사용을 보여주는 도면이다.
도 13b는 디지털 인코더와 해당 아날로그 디코더의 사용을 보여주는 도면이다.
도 13c는 디지털 디코더를 사용하여 전자기파 경로를 통해 도착한 인코딩된 아날로그 신호를 디코딩하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 14는 전자기파 경로를 통해 전송된 SSVT 파형의 시뮬레이션을 보여주는 도면이다.

위에서 언급했듯이 전자기파 경로는 본질적으로 불완전하다. 인코딩된 아날로그 또는 디지털 샘플을 전송할 때 송신기에서 수신기로 전송될 때 전자기파 신호의 품질이 어떻게 저하되는지 파악하고 해당 전송을 개선하기 위해, 본 개시의 발명가들은 다음과 같은 사실을 깨달았다.

인코딩된 아날로그 또는 디지털 샘플을 전송할 때, 특히 케이블과 같은 전자기파 경로를 통한 전자기파 신호의 신호 대 잡음비(SNR)가 중요하다. 또한 크로스토크, 감쇠, 열 노이즈, 비선형 왜곡 등 SNR 저하의 원인이 되는 다양한 품질 저하 메커니즘이 확인되었다. 특히 차폐 케이블에서 발생하는 누화와 관련하여, 원거리 누화(FEXT)가 특히 문제가 되며 수신기에서 노이즈로 인식되는 것으로 알려져 있다. 또한 Cat-5, Cat-6 또는 Cat-7과 같은 케이블의 경우, SNR은 주파수에 따라 달라지며 더 높은 주파수 및 더 긴 케이블 길이에서 급격히 낮아지는 것으로 알려져 있다. 이러한 높은 주파수와 긴 케이블 길이에서는 신호가 감쇠되고 누화가 증가하여 SNR이 모두 낮아진다. 전자기파 신호의 SNR을 저하시키는 제2 메커니즘은 열 노이즈이다. 이러한 효과로 인해 케이블에서 신호가 감쇠되면 신호가 일정한 노이즈 플로어(noise floor)에 가까워져 다시 SNR이 저하된다. SNR 저하를 초래하는 제3 메커니즘은 비선형 왜곡이다. 또한 무선(무선 링크(예: 포인트 투 포인트 백홀, LTE, Wi-Fi 등)), 광학 등과 같은 다른 채널에서도 SNR 저하가 발생한다는 사실이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명과 관련하여, 샘플을 전송할 때 SNR이 중요하다는 것을 알고, 발명자들은 SSVT가 제공하는 복원력을 활용하여 더 큰 정보 밀도에 영향을 미치는 복원력을 활용하는 샘플을 전송하기 위한 가능한 변조 기법에 대한 분석을 수행했다. 이러한 변조 기법 중 하나가 직교 진폭 변조(QAM)이다. 디지털 또는 아날로그 샘플의 인코딩 및 전송을 고려할 때 SSVT와 결합된 QAM은 증가된 전기적 복원력을 사용하면서 정보 밀도를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 발명자들은 아날로그 및 디지털 샘플의 인코딩 및 전송에 QAM을 통합하고 QAM을 개선하면 중요한 이점을 제공할 수 있다는 결론을 내렸다.

특히, 경로 길이 의존성이 강하고 비선형성이 있는 케이블 및 기타 미디어와 같은 전자기파 경로를 사용할 때, 잡음이 많은 환경 및 사용 가능한 대역폭을 더 많이 사용해야 하는 시스템에서 SSVT 출력과 결합된 QAM은 이점이 있다.

일반 QAM 송신기(GENERAL QAM TRANSMITTER)

도 1은 QAM 송신기(10)를 도시한다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 각도 변조를 갖는 정현파는 위상이 1/4 사이클(pi/2 라디안)만큼 오프셋된 두 개의 진폭 변조 정현파로부터 합성될 수 있으며, 이러한 진폭 변조 정현파는 동상(I) 및 직교(Q) 성분으로 알려져 있다. 비트 스트림(20)은 직렬-병렬 컨버터(24)에서 송신기에 입력되며, 이 컨버터는 비트 스트림을 디지털 값을 나타내는 비트 그룹으로 변환한다(예: 변조할 디지털 값이 4비트 길이인 경우 컨버터(24)는 비트 스트림을 각각 4비트 그룹으로 변환한다). QAM 변조의 목적을 위해 각 그룹은 분할되어 두 비트는 Q 경로(26)를 통해 심볼 매핑 유닛(30)으로 라우팅되고, 두 비트는 I 경로(28)를 통해 심볼 매핑 유닛(34)으로 라우팅된다. MPAM은 "M-어레이 PAM"의 약자로, I 및 Q 경로가 각각 M-어레이 PAM으로 변조되어 QAM 구성의 각 구성 지점에 대한 X(I) 및 Y(Q) 축 매핑을 생성한다는 의미이다.

매핑 유닛(30)은 Q 성분(32)를 생성하고 매핑 유닛(34)은 I 성분(36)를 생성한다. Q 및 I 성분(I 및 Q는 실수 신호, {I,Q} 쌍은 복소 신호)는 각각 저역 통과 필터(40, 42)를 통과하여 신호 대역폭을 제한한다. 다음으로, IF 소스(44)(기본적으로 수치 제어 발진기)는 동상 성분과 구적 성분을 취하고 각 신호에 진폭을 곱하여 구적 성분을 90° 위상 밖으로 배치한 다음 두 성분을 합산기(50)에서 합친다. 합산기(50)의 출력은 송신기에 입력된 원래 디지털 값을 나타내는 실제 신호가 된다. 구현에 따라 합산기(50) 이후에 DAC를 추가하거나 매핑(30 및 34) 이후에 Q 및 I 경로에 각각 하나씩 두 개의 DAC를 사용할 수 있다. 마지막으로, 대역 통과 필터(60)를 사용하여 원하지 않는 스퍼 및 고조파를 필터링하여 비트 스트림(20)을 나타내는 QAM 신호(70)를 출력할 수 있다.

도 2는 송신기(10)와 함께 사용될 수 있는 16-QAM 배열(80)을 도시하고, 매핑이 어떻게 발생할 수 있는지를 보여준다. 16-QAM 배치 구성에서 디지털 값은 각각 4비트이다. 이 예에서는, 입력 디지털 값이 "1110"이라고 가정한다. 배치 구성(80)을 사용하여 이 디지털 값을 매핑하면 진폭(86)과 위상(88)을 갖는 벡터가 표시된다. 물론 더 큰 크기의 다른 배치가 사용될 수도 있다.

특정 QAM 송신기 실시 예(SPECIFIC QAM TRANSMITTER EMBODIMENT)

상기 설명에서는 일반적인 QAM 송신기에 대해 설명했다. 위에서 언급한 바와 같이, QAM 송신기에 대한 다양한 개선 사항을 사용하여 인코딩된 출력 값을 변조하고 전송하는 데 QAM을 사용할 수 있음을 알 수 있다. 구현에 따라 다양한 크기의 QAM 구성이 사용될 수 있다.

도 3은 Q축(92)과 I축(94)을 갖는 1024-QAM 배열(90)을 도시한다. 이 배열 내의 각 디지털 값(96)은 10비트 길이이다. 가장 일반적인 QAM 배열 크기는 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM 등 4ⁿ 으로 계산할 수 있다. 이보다 높은 QAM 배열 크기는 거의 사용되지 않는다. 다른 2ⁿ QAM 배열도 존재하지만 인코딩이 더 복잡하고 I 및 Q 경로에 별도의 인코딩을 사용할 수 없다.

도 4는 QAM 송신기(100)와 통합된 샘플링된 신호의 인코딩을 예시한다. 미국 특허 제10,158,396호 및 미국 특허 출원 제16/494,901호에 설명된 바와 같이, 임의의 수의 디지털 또는 아날로그 샘플을 포함하는 입력 벡터(110)는 전자기파 경로를 통해 전송하기 위한 L 출력 레벨(160)을 생성하기 위해 코드 북의 코드를 사용하여 인코더 내에서 인코딩된다. 이 인코딩 기술에 대한 자세한 설명은 아래 도 8, 10 및 11에서 확인할 수 있다. 이 예에서, 샘플은 디지털 값이고, 디지털 인코딩이 사용되며, 출력 레벨(160)은 디지털 값이다. 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 아날로그 샘플, 아날로그 인코딩 및 아날로그 출력 레벨도 사용될 수 있다.

인코더(102)와 QAM 송신기(202)가 도시된다. 입력 벡터(110)는 N개의 샘플(112-118)을 포함한다. 이 예에서 각 샘플의 길이는 5비트이고 샘플(112)의 값은 "01101"이다. N개의 코드(122~128)가 있으며, 각 코드는 샘플 중 하나에 대응하고, 각 코드는 L 칩 길이를 가지며, 각각은 서로 직교한다. 인코딩을 수행하기 위해 특정 샘플에 해당하는 코드의 각 칩은 해당 샘플을 변조하여 각 샘플에 대해 L 변조 값을 생성한다(130). 이 간단한 예에서 코드(122)의 첫 번째 칩에 의해 샘플(112)을 변조하면 변조된 값(142(1))이 생성된다. 각 샘플을 해당 코드의 첫 번째 칩으로 변조하면 변조된 값(142(1) - 148(1))이 생성된다. 이 같이 변조된 값(142(1) - 148(1))은 합산(150)되어 첫 번째 디지털 출력 레벨(161)을 생성한다. 다른 변조된 값(142(2:L) - 148(2:L))도 비슷한 방식으로 합산되어 나머지 출력 레벨(160)을 생성한다. 이 디지털 출력 레벨 스트림은 적절한 QAM 배치를 사용하여 매핑되고 직교 진폭 변조는 이제 설명할 QAM 아날로그 출력(290)을 생성하기 위해 사용된다.

출력 레벨(160)은 임의의 적절한 비트 길이를 가질 수 있으며, 일 실시예에서, 각 출력 레벨의 길이는 10비트이다. 따라서, 1024-QAM(예를 들어, 모든 비트 수 n에 대해 2^n QAM이 사용됨) 배치는 QAM 송신기에서 사용하기 위해 이러한 값의 매핑을 수행하는 데 사용될 것이다. 매핑에 대한 개선 사항은 아래에 자세히 설명되어 있다.

구성 요소(222 및 224)는 입력 신호의 샘플링 속도를 높이는 데 사용될 수 있는 보간 필터(interpolation filters)이다. 요소(232 및 234)는 베이스밴드 신호로부터 주파수의 업컨버터를 제공하는 주파수 변환 구성 요소이다. NCO(230)는 기본적으로 컨버터(232, 234)와 상호 작용하여 직교 위상 성분을 생성하는 수치 제어 발진기로서, 입력 출력 레벨(160) 각각을 차례로 나타내는 실제 출력 신호(242)를 생성하기 위해 (240)에서 함께 합산된다. 신호(242)는 아날로그 신호(260)를 출력하는 DAC(250)로 입력되고, 이는 대역 통과 필터(270)를 통과한 후 가변 이득 증폭기(VGA)(280)에 의해 전자기파 경로를 통한 전송(290)을 위해 증폭된다. 구성 요소(222-250)는 MAX5857 RF DAC 내에서 구현될 수 있다(클럭 곱셈 PLL/VCO(252) 및 14비트 RF DAC 코어를 포함한다). 실제 샘플은 배치 맵에서 파생된 진폭과 위상을 갖는 클록 사이클마다 입력된다. 도 4의 구현에서는 DAC가 RF 주파수보다 높거나 이에 가까운 고주파에서 클록된다고 가정한다. 다른 실시예에서는 단일 DAC(250) 대신에 I 및 Q 경로에 각각 하나씩 두 개의 DAC가 있다.

출력(290)은 RF 출력으로 표시되어 있지만, 케이블 및 광섬유와 같은 다른 유형의 전자기파 경로를 통한 출력도 가능하다.

또한 케이블을 통한 전송의 불완전성(예: 주파수 감쇠, 위상 이동 등과 같은)으로 인해, 프리앰블(또는 트레이닝 시퀀스)이 샘플 스트림에 추가되어 수신기가 동기화할 수 있도록 도와준다. 프리앰블은 감지할 수 있는 알려진 신호이며 수신기에서 채널 추정으로서 사용된다. 필요에 따라 프리앰블을 삽입하는 QAM 변조에 입력하기 전에 스위치를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1을 다시 참조하는 또 다른 일반적인 구현(표시되지 않음)에서는. I 및 Q 경로(로우 패스 필터(42 및 40) 바로 앞) 모두 상에 DAC가 있고 후속 블록이 아날로그로 구현된다. 이 같은 구현은 훨씬 낮은 샘플링 속도가 필요하며 더 저렴한 부품을 사용할 수 있다. 그러나 도 4의 구현이 더 깔끔한 구현이므로 선호될 수 있다.

디지털 값 매핑(MAPPING DIGITAL VALUES)

변조 I/Q 매퍼(210)는 심볼 매핑을 수행하며, 이 같은 매핑은 당업자에게 공지된 회로 기법을 사용하여 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 매퍼(210)는 아래에 설명된 바와 같이 개선된 방식으로 수신 디지털 레벨을 매핑하는 매핑 회로를 포함한다. 일 실시예에서, 인코더로부터의 각 출력 레벨에 대해, 하측 반쪽 비트는 Q 경로(214)를 통해 전송되고, 상측 반쪽 비트는 I 경로(212)를 통해 전송된다. 다른 실시예에서, 모든 홀수 출력 레벨은 경로(212)를 통해 전송되고, 모든 짝수 출력 레벨은 경로(214)를 통해 전송된다. 다른 실시예에서, 각 디지털 출력 레벨의 길이가 12비트이고 16-QAM이 사용되는 경우, 해당 값은 각각 4비트의 세 그룹으로 나뉘고, 각 그룹은 각각 2비트의 I 및 Q 값으로 나뉜다. 다른 매핑 실시예에서는 그레이 코딩이 사용될 수 있다. 디지털 데이터의 경우, 그레이 코딩은 다중 비트 오류의 가능성을 낮추기 위해 사용된다. 그레이 코딩은 인접한 배치 점의 코딩이 단 1비트만 다르다는 것을 의미한다.

바람직한 일 실시예에서, 인코더로부터의 각 디지털 출력 레벨의 최상위 비트(MSB)는 분할되어 I 및 Q 경로의 MSB가 되는 반면, 각 디지털 출력 레벨의 최하위 비트(LSB)는 분할되어 I 및 Q 경로의 LSB가 된다. 예를 들어, 디지털 출력 레벨이 4비트 이진 스트링[ABCD]이고 각 문자 A, B, C, D 각각은 단일 이진 숫자(예: "1" 또는 "0")를 나타내고, AB는 최상위 비트를 나타내고, CD는 최하위 비트를 나타낸다고 가정하면, 이들 네 비트는 I와 Q 경로 간에 다음과 같이 분배된다: I=AC, Q=BD. 따라서 디지털 출력 레벨의 최상위 비트는 I 및 Q 경로에서 최상위 비트가 되고, 디지털 출력 레벨의 최하위 비트는 I 및 Q 경로에서 최하위 비트 비트가 된다.

이러한 분배의 이유는 전송 매체를 따라 잡음 또는 기타 방해가 있는 경우 수신된 QAM 신호가 약간 왜곡되고 최소 유효 비트가 손실될 수 있기 때문이다. 그러나, 본 발명의 디지털 출력 레벨은 미디어 신호(예: 카메라 소스로부터의 픽셀 값)를 나타낼 수 있으므로, 송신기에서 수신기까지 모든 비트가 완벽하게 보존되어야 할 필요는 없다. 전송되는 모든 비트가 완벽하게 보존되어야 하고 정교한 오류 감지가 필요한 컴퓨터 간 디지털 데이터(예: 문서) 전송과는 대조적이다. 즉, QAM 수신기는 MSB에서의 오류에 비해 LSB에서의 오류에 덜 민감한다. 따라서 이 같은 분배는 LSB에 비해 MSB를 더 잘 보호한다. 각 비트가 중요한 디지털 데이터 전송과 달리 이 같은 분배에서 모든 비트의 가중치는 동일하지 않으며, 비트 위치가 MSB에 가까울수록 더 중요하다. 따라서 각 디지털 출력 레벨의 MSB와 LSB를 I 경로와 Q 경로로 나누면 수신된 QAM 신호가 왜곡되어 잘못 수신될 경우 손실되는 것은 원래 디지털 출력 레벨의 LSB뿐이다. 수신된 미디어 신호의 LSB 손실은 치명적이지 않다.

도 5a는 매퍼(210) 내에서 이러한 MSB와 LSB의 분할이 어떻게 발생할 수 있는지에 대한 실시예(500)를 예시한다. 디지털 출력 레벨 X_m(510)이 N 비트로 표현된다고 가정하면, (510)은 임의의 수의 MSB 비트(512)와 임의의 수의 LSB 비트(514)를 가지며, MSB 비트는 전체 비트 수의 절반 또는 대략 절반이다. 그런 다음 N이 짝수라고 가정하면 짝수 비트와 홀수 비트를 선택하여 짝수 비트(0 포함)는 값(530)에 할당하고 홀수 비트는 값(520)에 할당함으로써 디지털 레벨을 두 개의 디지털 값 XI_m(530) 및 XQ_m(520)으로 나눌 수 있다. 새로운 디지털 값인 XI_m 및 XQ_m 각각은 각 값의 MSB가 값의 부호가 되고 나머지 비트가 값의 진폭이 되는 부호화된 값의 이진 표현으로 더욱 변환될 수 있다. 그런 다음 결과 값(531 및 521)은 복소 QAM 평면에서 각각 I 및 Q 경로의 값으로 사용된다. 물론 짝수 비트는 값(520)에 할당되고 홀수 비트는 값(530)에 할당될 수 있다.

위의 방식에서는 각 디지털 값의 MSB가 부호 비트가 되지만, MSB로 표현되는 값은 손실되지 않는다. 예를 들어 -1과 0의 값처럼 서로 "가까운" 값은 매우 가까운 배치 지점에 매핑된다는 개념이다. 두 값에 대해 MSB가 동일하지 않더라도 두 값 사이에 오류가 있는 경우 "아날로그" 샘플에서 가능한 가장 작은 오류인 "1"의 오차만 발생하게 된다.

값(520 및 530)에서 부호 값을 생성하는 다른 기술도 가능하다. 예를 들어, 부호 없는 값을 가져오고 최소값과 최대값 사이의 중간 값인 오프셋을 빼는 방식으로, MSB를 부호 비트에 매핑하는 대신 배치 지점에 한 값을 매핑하는 또 다른 방법이 수행될 수 있다.

도 5b는 그래프(540)를 도시하며, 값 (521 및 531)이 복소 QAM 평면에서 점(542)을 어떻게 나타내는지 도시한다.

도 5c는 예시적인 QAM 배치(560)를 도시한다. XIm 및 XQm을 나타내는 데 사용되는 비트 수가 유한하므로, 실제 값 Im 및 Qm의 수도 유한하다. 이 예에서 원래 디지털 레벨(510)은 6비트를 가지므로 Im 및 Qm을 나타내는 비트는 각각 3비트이며, 첫 번째 비트는 부호 비트이므로 각 값은 도면의 배치에 표시된 대로 -3에서 3까지의 범위이다. 따라서 이 배치는 QAM 송신기의 I 및 Q 경로에 대해 XIm 및 XQm을 I 및 Q 값으로 매핑하는 데 사용할 수 있다.

도 6a는 매퍼(210) 내에서 디지털 레벨을 매핑(mapping)하는 방법에 대한 또 다른 실시예를 도시한다. 여기서 짝수 및 홀수 디지털 레벨 X_m-1 및 X_m 은 각각 동일한 이진 표현을 사용하여 I 및 Q 구성 요소에 직접 매핑되어 디지털 레벨을 QAM 평면에 매핑하도록 한다. 다시 말하지만, 각각의 MSB는 부호 비트로 취급된다. 입력 디지털 레벨 X_m(570)과 후속 디지털 레벨 X_m-1(572)가 각각 N 비트로 표현된다고 가정한다. 그런 다음 결과 값(581과 583)이 복소 QAM 평면에서 각각 I 및 Q 경로의 값으로 사용된다.

도 6b는 그래프(590)에서 값(581)과 값(583)이 복소 QAM 평면에서 점(592)을 어떻게 나타내는지 도시한다.

아날로그 입력을 사용한 직교 진폭 변조(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION USING ANALOG INPUTS)

앞서 언급한 바와 같이, 그리고 도 10 및 다른 도면 관련 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 도 4의 입력 벡터(110)에 도시된 바와 같이 디지털 샘플을 인코딩하는 대신, 본 발명의 일 실시예는 아날로그 샘플을 인코딩하고 아날로그 출력 레벨을 생성할 수 있다. 따라서, L 출력 레벨(160)은 아날로그 레벨이 될 것이며, 예를 들어, 도 14의 파형에 도시된 바와 같이 도시될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 이제 설명될 바와 같이 직교 진폭 변조(QAM)에 대한 개선을 사용하여 이러한 L 아날로그 출력 레벨을 변조하고 전송할 수 있다. 도 10(및 다른 도면)에 도시된 바와 같이, 아날로그 레벨은 양수 또는 음수가 될 수 있다. 이러한 레벨은 매핑이 수행되는 방식을 변경하지 않는다. 디지털의 경우 MSB를 부호 비트로 설정한 이유는 바로 '부호 없는' 값을 양수 또는 음수가 될 수 있는 값에 매핑하기 위해서였다.

도 7은 QAM이 인코더의 아날로그 출력 레벨을 입력으로 사용하는 방법을 설명하는 데 유용한 배치 매핑(300)을 도시한다. 이 같은 배치 구성에는 여전히 16개의 디지털 값(304)이 표시되지만, 이러한 값에 대한 매핑은 사용되지 않으며 이러한 값은 독자가 아날로그 레벨이 입력되는 방식을 이해하는 데 도움이 되도록 도시될 뿐이다. 도 4에 도시된 바와 같이 인코더로부터의 일련의 L 아날로그 출력 레벨을 디지털 출력 레벨로 변환한 다음 이러한 디지털 레벨을 QAM 송신기에 입력하는 것이 가능하지만, 본 발명의 실시예에서는 아날로그 출력 레벨을 직접 사용할 수 있다. 즉, 아날로그 출력 레벨 자체가 동상(I) 및 위상 차(Q) 성분을 직접 나타낼 수 있다.

도 9는 아날로그 입력 값을 사용하는 QAM 송신기(610)와 통합된 샘플링된 신호의 인코딩을 예시한다. 인코더의 L 아날로그 출력 레벨(601)이 QAM 송신기(610)에 입력되는 모습이 도시되어 있다

스위치 장치(612)는 샘플 앤 홀드 기능을 수행하여 수신된 아날로그 레벨을 교대로 샘플링(홀수, 짝수)하여 Q 경로(626)와 I 경로(628)를 통해 시간 정렬된 쌍으로 동시에 제시한다. 따라서 두 아날로그 레벨마다 {I,Q} 쌍을 생성한다. 이 같은 시간 정렬은 직렬로 제시된 아날로그 레벨이 배치에서 동시에 변조되도록 보장하는 데 필요하다. 스위치(612)는 모든 레벨의 대상을 선택하고 이러한 레벨을 어느 경로로든 분배하는 데 사용되는 임의의 적합한 하드웨어 장치일 수 있다. 대응하는 QAM 수신기에서, 스위치(612)는 {I,Q} 쌍을 수용하고 두 개의 아날로그 레벨을 생성하는 결합 장치 또는 회로로 대체된다

Q 및 I 구성 요소((I 및 Q)는 실수 신호이고, {I,Q} 쌍은 복소 신호임)는 각각 저역 통과 필터(640, 642)를 통과하여 신호 대역폭을 제한하도록 한다. 다음으로, IF 소스(644)(기본적으로 수치 제어 발진기)는 동위상 성분과 구적 성분을 취하고 각 신호에 진폭(이는 90도 이동된 NCO 및 NCO의 진폭)을 곱하여 구적 성분을 90° 위상 차로 배치한 다음 두 성분을 합산기(650)에서 합산한다. 합산기(650)의 출력은 송신기에 입력된 원래의 두 개의 연속적인 아날로그 값을 나타내는 실제 신호(이 실제 신호는 통과 대역 신호라고도 하며, NCO의 주파수로 시프트된 기저 대역 신호이다)가 될 것이다. 대역 통과 필터(660)는 원치 않는 스퍼 및 고조파를 필터링하는 데 사용될 수 있으며, 마지막으로 가변 이득 증폭기(680)(도 4의 증폭기(280)와 유사)는 인코더로부터 아날로그 출력 레벨(601)의 원래 연속 입력을 나타내는 QAM 신호(690)를 증폭하고 출력하는 데 사용될 수 있다.

예를 들어, 일련의 L 아날로그 출력 레벨(601)이 주어지면 홀수 값은 I 경로(628)에, 짝수 값은 Q 경로(626)에 배치된다고 가정한다. 물론, 홀수 값은 Q 경로에 배치되고 짝수 값은 I 경로에 배치될 수 있다. 따라서, I 및 Q 성분은 각각 다른 아날로그 출력 레벨을 나타낼 수 있다. 출력 레벨(601)을 예로 들면, 첫 번째 아날로그 출력 레벨(602)은 I 경로에 배치되고, 제2 레벨은 Q 경로에 배치되고, 제3 레벨은 I 경로에 배치되는 등의 방식으로 배치될 수 있다. 예시를 설명하기 위해 도 7로 돌아가서 첫 번째 아날로그 레벨이 "2"이고 제2 아날로그 레벨이 "3"이라고 가정해 본다. 개념적으로 이 두 값(I, Q)은 특정 진폭과 위상(312)을 갖는 벡터를 생성하는 점(310)에 매핑될 수 있다. 다음으로, 제3 아날로그 레벨이 "-2"이고 네 번째 아날로그 레벨이 "-.5"라고 가정해 본다. 마찬가지로, 이 두 값은 특정 진폭과 위상(322)을 갖는 벡터를 생성하는 점(320)에 매핑될 수 있다. 이러한 방식으로, 일련의 L 아날로그 출력 레벨(601)은 RF 신호(690)를 생성하기 위해 QAM 송신기(610)에 입력될 수 있다. 출력(690)은 RF 출력으로 표시되지만, 케이블 및 광섬유와 같은 다른 유형의 전자기파 경로를 통한 출력도 가능하다.

실제로 도 7은 QAM 배치를 보여 주지만, 각 아날로그 레벨을 직접 사용하여 I 및 Q 값을 제공할 수 있기 때문에, 각 아날로그 레벨을 그 같은 배치로 매핑할 필요는 없으며, 결과 벡터의 진폭과 위상은 도면에 도시된 바와 같이 I 및 Q 값을 사용하여 결정된다.

아날로그 출력 레벨을 직접 매핑하고 사용하기 위한 다른 기술도 가능하다. 아날로그 샘플의 경우, 오차의 진폭을 최소화하는 것이 유용하다. 따라서 짝수 샘플과 홀수 샘플을 I와 Q에 개별적으로 매핑하는 것이 좋다. 아날로그 샘플의 경우 각 샘플의 낮은 비트는 가중치가 낮고 높은 비트보다 덜 중요하기 때문에 그레이 코딩은 적합하지 않을 수 있다. 따라서 홀수 레벨은 Q 경로(214)로 전송되고 짝수 레벨은 I 경로(212)로 전송되거나 그 반대로 전송될 수 있다.

QAM 수신기 및 복조(QAM RECEIVER AND DEMODULATION)

이상에서는 직교 진폭 변조(QAM) 송신기 및 인코더로부터 L 디지털 출력 레벨을 입력 및 매핑하고, 인코더로부터 L 아날로그 출력 레벨을 입력 및 분배하여 수신기로 QAM 신호를 전송하기 위한 실시예에 대해 설명하였다. 당업자는 본 발명 개시 내용을 읽은 후, 사용된 디지털 매핑 기술 또는 사용된 아날로그 분배 기술과 관련된 대응하는 QAM 송신기에서 사용되는 규칙을 사용하여, QAM 무선 주파수 신호를 수락하고 경우에 따라 L 디지털 출력 레벨 또는 L 아날로그 출력 레벨을 출력하는 대응하는 QAM 복조기 및 수신기를 구현하는 것이 간단하다는 것을 알 수 있을 것이다.

확산 스펙트럼 비디오 전송(SSVT) 신호(SPREAD SPECTRUM VIDEO TRANSPORT (SSVT) SIGNAL

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에서는 아날로그 신호가 국지적으로(예컨대, 디스플레이 유닛 내) 또는 장거리에 걸쳐 비디오 정보를 전송하는 데 사용될 수 있음을 개시한다. 본 개시의 목적상, 전자기파 신호(EM 신호)는 시간에 따라 진폭이 변화하는 전자기 에너지로 표현되는 변수이다. EM 신호는 송신기 단말기에서 수신기 단말기까지 유선 쌍(또는 케이블), 프리 스페이스(또는 무선), 광학 또는 도파관(광섬유) 등의 EM 경로를 통해 전파된다. EM 신호는 시간과 진폭이라는 두 가지 차원에서 각각 독립적으로 연속 또는 불연속으로 특성화할 수 있다.

본 개시는 기존 SSDS-CDMA 신호보다 개선된 "확산 스펙트럼 비디오 전송"(SSVT) 신호라고 하는 새로운 이산 시간, 연속 진폭 EM 신호를 사용한다. SSVT는 본원에 개시된 새로운 기술을 사용하여 전자기(EM) 비디오 신호를 EM 경로를 통해 비디오 싱크에 전송하는 것을 말한다.

CDMA(코드 분할 다중 액세스)는 셀룰러 텔레포니(cellular telephony)를 비롯한 무선 통신 기술에 일반적으로 사용되는 잘 알려진 채널 액세스 프로토콜이다. CDMA는 다중 액세스의 한 예로, 여러 송신기가 단일 통신 채널을 통해 동시에 정보를 전송할 수 있다. 통신 애플리케이션에서 CDMA를 사용하면 여러 사용자가 다른 사용자의 간섭 없이 주어진 주파수 대역을 공유할 수 있다. CDMA는 각 사용자의 데이터를 인코딩하기 위해 고유 코드에 의존하는 인코딩 방식인 확산 스펙트럼 직접 시퀀스(SSDS)를 사용한다. 고유 코드를 사용하면 여러 사용자의 전송을 여러 사용자 간의 간섭 없이 결합하여 전송할 수 있다. 수신 측에서는 여러 사용자 각각에 대해 동일한 고유 코드를 사용하여 전송을 복조하고 각 사용자의 데이터를 각각 획득한다. 아래에서 자세히 설명하겠지만 SSVT는 CDMA와는 다르다.

SSVT 송신기 분배기/인코더(SSVT TRANSMITTER DISTRIBUTOR/ENCODER)

도 8은 SSVT 송신기(428)의 로직 블록 다이어그램을 도시한다. 분배기(440)는 어셈블리 뱅크(450), 스테이징 뱅크(452), 프레젠테이션 뱅크(454) 및 제어기(456)를 포함한다. 인코더 블록(460)은 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(462)의 뱅크와 전송 매체의 각 EM 경로에 대해 하나씩 4개의 인코더(442)를 포함한다. 본 명세서에서 언급한 바와 같이, 단일 소스(예: 카메라, 이미지 센서, 다른 센서 등)의 샘플 스트림이 인코딩을 위해 송신기(428)에 도착한다. 각 인코더(442)는 도 4의 입력 벡터(110)와 같은 하나의 입력 벡터를 인코딩하고, 출력 레벨(160)과 같은 일련의 출력 레벨을 생성한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 인코더(102) 및 대응하는 QAM 송신기(202)의 개수(P)는 임의의 개수일 수 있으며, EM 경로당 하나의 인코더 및 QAM 송신기가 있을 수 있다.

분배기(440)는 샘플 세트의 스트림에 대해 노출된 색상 정보(예컨대, RGB)를 차례로 수신하도록 배치된다. 이에 응답하여, 어셈블리 뱅크(450)는 샘플 세트의 수신 스트림에 대해 노출된 색상 정보(예컨대, RGB)로부터 4개의 벡터(V₀ , V₁ , V₂ 및 V₃ )를 구축한다. 샘플 세트가 수신되면, 샘플 세트는 미리 결정된 순열(permutations)에 따라 어셈블리 뱅크(450)에 저장된다. 분배기(440)는 각각 N개의 샘플을 포함하는 벡터를 구축할 때 임의의 수의 다른 순열을 사용할 수 있다.

스테이징 뱅크(452)는 리타이머에 의해 사용되는 제1 클록 주파수(또는 제1 타이밍 도메인)로부터 전송 매체를 통해 결과 EM 출력 레벨의 인코딩 및 전송에 사용되는 제2 클록 주파수(또는 제2 도메인)로 4개의 벡터(V₀, V₁, V₂ 및 V₃) 각각에 대한 N 샘플을 교차하는 것을 용이하게 한다. N = 60, S = 3인 예를 사용하면 정확히 80개의 RGB 샘플 세트를 나타내는 샘플이 4개의 인코더 입력 벡터 V₀, V₁, V₂ 및 V₃ 에 포함된다.

다양한 실시예에서, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록 주파수보다 더 빠르거나, 더 느리거나, 동일할 수 있다. 제 1 클록 주파수(f_pix)는 비디오 소스에 의해 선택된 비디오 포맷에 의해 결정된다. 제2 클록 주파수(f_ssvt)는 제 1 클록 주파수(f_pix), 전송 매체의 EM 경로 수(P), 각 입력/출력 샘플 세트의 샘플 수(S), SSVT 변환 파라미터 N(입력/출력 벡터 위치 수) 및 L(각 SSDS 코드의 길이)의 함수이며, 여기서 f_ssvt = (f_pix * S * L)/(P * N)이 된다. 이 배열을 사용하면 입력 클록(pix_clk)이 한 가지 속도로 진동하고 SSVT 클록(ssvt_clk)이 다른 속도로 진동한다. 이러한 속도는 동일하거나 다를 수 있다. 인코더는 다음 입력 벡터가 준비되는 동안 인코딩을 수행한다. 프레젠테이션 뱅크(54)는 인코더 블록(60)으로 4개의 인코더 입력 벡터(V₀, V, V₁₂ 및 V₃) 각각에 대한 N개의 샘플을 제공한다(예를 들면, 벡터 V₀ 에는 Sample_0,0 ~ Sample_0,N-1이 포함된다).

제어기(456)는 조립 뱅크(450), 스테이징 뱅크(452) 및 프레젠테이션 뱅크(454)의 동작 및 타이밍을 제어한다. 특히, 제어기는 4개의 인코더 입력 벡터 V₀, V₁, V₂ 및 V₃ 를 구축할 때 사용되는 순열 및 샘플 수 N 를 정의해야 한다. 또한, 제어기(456)는 스테이징 뱅크(452)에 의해 수행되는 제1 클럭 주파수에서 제2 클럭 주파수로 교차하는 클럭 도메인을 조정해야 한다. 제어기(456)는 프레젠테이션 뱅크(454)가 인코더 입력 벡터들 각각(V, V₀₁, V₂ 및 V₃ )의 N 샘플을 인코더 블록(460)에 제공하는 타이밍을 더욱더 조정해야 한다.

인코더 블록(460) 내에, 복수의 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(462)가 제공되며, 각 DAC는 총체적으로 4개의 인코더 입력 벡터(V, V₀₁, V₂ 및 V₃ )에 할당된 P*N 샘플(Sample_0,0 ~ Sample_P-1,N-1) 중 하나를 수신하도록 배열된다. 각 DAC(462)는 디지털 도메인으로부터 수신된 샘플을 입력 디지털 값에 비례하는 크기의 차동 전압 신호 쌍으로 변환한다. DAC(462)의 출력은 최대 전압에서 최소 전압까지 다양할 수 있다.

4개의 인코더(442)는 각각 4개의 인코더 입력 벡터(V₀, V₁, V₂ 및 V₃ )를 위해 제공된다. 각 인코더(442)는 인코더 입력 벡터에 대한 N 개의 샘플 각각에 대한 차동 신호 쌍을 수신하고, 각 샘플에 대응하는 코드로부터의 칩을 사용하여 N 개의 차동 전압 신호 쌍을 각각 변조하고, 변조된 값을 누적한 다음 차동 EM 레벨 출력 레벨을 생성한다. 이 예에서는 4개의 인코더(442)가 있으므로 전송 매체를 통해 동시에 전송되는 EM 레벨 신호(레벨₀ ~ 레벨₃)이 있다.

시퀀서 회로(465)는 DAC(462) 및 인코더(442)의 동작 타이밍을 조정한다. 시퀀서 회로(465)는 DAC(462) 및 인코더(442)의 클록킹을 제어해야 한다. 시퀀서 회로(465)는 또한 인코더(442)의 동작을 제어하는 두 개의 클록 위상 신호, "클록 1" 및 "클록 2"를 생성해야 한다.

송신기(428)에 대응하는 수신기는 출력 레벨을 수신하고, 디코딩하고, 샘플을 RGB 신호로 수집하는 데 사용될 수 있으며, 이는 본 출원 개시 내용을 읽는 당업자에 의해 인지될 것이다. 이 예는 아날로그 인코딩을 예시하지만, 디지털 인코딩(및 디코딩)도 사용될 수 있다. DAC 또는 ADC는 경우에 따라 그리고 구현에 의해 요구되는 대로 인코더(또는 디코더)에 선행하거나 뒤따를 수 있다.

SSVT 신호, 인코딩 및 디코딩(SSVT SIGNAL, ENCODING AND DECODING)

전술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예는 인코딩된 출력 레벨(아날로그 또는 디지털), 즉 SSVT 신호가 QAM 송신기에 입력되거나, QAM 수신기가 QAM 변조 신호를 수신하여 디코딩을 위한 SSVT 신호를 생성하는 것을 개시한다. 아래에서는 SSVT 신호에 대해 자세히 설명하고 그 장점을 설명한다.

본 공개에서 전자기파 신호(EM 신호)는 시간에 따라 진폭이 변하는 전자기 에너지로 표시되는 변수이다. EM 신호는 송신기 단말기에서 수신기 단말기까지 와이어 쌍(또는 케이블), 여유 공간(또는 무선), 광학 또는 도파관(광섬유)과 같은 EM 경로를 통해 전파된다. EM 신호는 시간과 진폭이라는 두 가지 차원에서 각각 독립적으로 연속 또는 불연속으로 특성화할 수 있다. "순수 아날로그" 신호는 연속 시간, 연속 진폭 EM 신호이고, "디지털" 신호는 이산 시간, 이산 진폭 EM 신호이고, "샘플링된 아날로그" 신호는 이산 시간, 연속 진폭 EM 신호이다. 본 발명 개시에서는 기존 SSDS-CDMA 신호보다 개선된 "확산 스펙트럼 비디오 전송"(SSVT) 신호라고 하는 새로운 이산 시간, 연속 진폭 EM 신호가 공개된다. SSVT는 개선된 확산 스펙트럼 직접 시퀀스(SSDS) 기반 변조를 사용하여 EM 경로를 통해 전자기파 신호를 전송하는 것을 말한다.

CDMA(코드 분할 다중 액세스)는 셀룰러 텔레포니를 비롯한 무선 통신 기술에 일반적으로 사용되는 잘 알려진 채널 액세스 프로토콜이다. CDMA는 여러 개의 서로 다른 송신기가 단일 통신 채널을 통해 동시에 정보를 전송할 수 있는 다중 접속의 한 예이다. 통신 애플리케이션에서 CDMA를 사용하면 여러 사용자가 다른 사용자의 간섭 없이 주어진 주파수 대역을 공유할 수 있다. CDMA는 각 사용자의 데이터를 인코딩하기 위해 고유 코드에 의존하는 확산 스펙트럼 직접 시퀀스(SSDS) 인코딩을 사용한다. 고유 코드를 사용하면 여러 사용자의 전송을 사용자 간 간섭 없이 결합하여 전송할 수 있다. 수신 측에서는 각 사용자에 대해 동일한 고유 코드를 사용하여 전송을 복조하고 각 사용자의 데이터를 각각 복구한다.

SSVT 신호는 CDMA와 다르다. 인코더에서 입력 비디오 스트림(예: 샘플)이 수신되면 여러 인코더 입력 벡터 각각에 SSDS 기반 변조를 적용하여 인코딩하여 SSVT 신호를 생성한다. 그런 다음 SSVT 신호는 전송 매체를 통해 전송된다. 수신 측에서는 인코딩된 샘플을 재구성하기 위해 해당 SSDS 기반 복조를 적용하여 수신되는 SSVT 신호를 디코딩한다. 그 결과, 여러 사용자로부터 여러 수신기로 데이터를 전달하는 CDMA와 달리 색상 및 픽셀 관련 정보가 포함된 시간 순서대로 정렬된 비디오 샘플의 원본 스트림이 단일 비디오 소스에서 단일 비디오 싱크로 전달된다.

도 10은 신호 샘플(이 경우 아날로그 값)이 인코더 내에서 인코딩된 후 전자기파 경로를 통해 전송되는 과정을 보여주는 간단한 예시이다. 비디오 프레임 내 개별 픽셀의 전압을 나타내는 N개의 아날로그 값(902-908)의 입력 벡터가 표시되어 있다. 이러한 전압은 흑백 이미지의 휘도 또는 픽셀의 특정 색상 값(예: 픽셀의 R, G 또는 B 색상 값)의 휘도를 나타낼 수 있다. 즉, 각 값은 지정된 색상 공간에서 감지되거나 측정된 빛의 양을 나타낸다. 이 예에서는 픽셀 전압이 사용되었지만, 이 인코딩 기법은 LIDAR 값, 사운드 값, 햅틱 값(haptic values), 에어로졸 값 등과 같은 센서의 다양한 신호를 나타내는 전압과 함께 사용될 수 있으며, 아날로그 값은 전류 등과 같은 다른 샘플을 나타낼 수 있다. 디지털 값인 신호 샘플도 인코딩될 수 있으며, 이러한 디지털 인코딩은 아래에 설명되어 있다. 또한, 하나의 인코더와 하나의 EM 경로가 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 각각 EM 경로를 통해 전송되는 다수의 인코더와 함께 잘 작동한다.

효율을 위해 이러한 전압의 범위는 0~1V가 바람직하지만, 다른 범위도 가능하다. 이러한 전압은 일반적으로 특정 순서에 따라 프레임 행의 픽셀에서 취하지만, 다른 규칙을 사용하여 이러한 픽셀을 선택하고 순서를 지정할 수도 있다. 이러한 픽셀을 선택하고 인코딩을 위해 순서를 지정하는 데 사용되는 규칙이 무엇이든, 디코더는 수신 측에서 동일한 규칙을 사용하여 이러한 전압을 동일한 순서로 디코딩한 다음 해당 전압이 속한 결과 프레임에 배치할 것이다. 마찬가지로 프레임이 컬러이고 RGB를 사용하는 경우, 이 인코더의 규칙은 모든 R 픽셀 전압을 먼저 인코딩한 다음 G 및 B 전압을 인코딩하거나, 전압(902-906)이 해당 행에 있는 픽셀의 RGB 값이고 다음 세 개의 전압(908-912)이 다음 픽셀의 RGB 값을 나타내는 규칙이 될 수 있는 등과 같다. 다시 말하지만, 이 인코더가 전압을 주문하고 인코딩하는 데 사용하는 것과 동일한 규칙이 수신 측의 디코더에서도 사용된다. 디코더가 동일한 규칙을 사용하는 한 아날로그 값(902-908)의 순서를 지정하는 특정 규칙(색상 값, 행 등)을 사용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 코드 북(920)을 사용하여 한 번에 인코딩하기 위해 임의의 수 N의 아날로그 값(902-908)이 제공될 수 있으며, 이는 코드 북의 엔트리 수에 의해서만 제한된다.

앞서 언급했듯이 코드북(920)에는 임의의 수의 N코드(932-938)가 포함될 수 있으며, 이 간단한 예에서는 코드북에 4개의 코드가 있으므로 한 번에 4개의 아날로그 값(902-908)이 인코딩된다. 127개 코드, 255개 코드 등과 같이 더 많은 수의 코드가 사용될 수 있지만, 회로 복잡성과 같은 실용적인 고려 사항으로 인해 더 적은 수의 코드가 사용되는 것이 바람직하다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 코드 북(920)은 각각 길이 L의 상호 직교 코드 N 개를 포함한다(이 예에서는 L = 4). 전형적으로, 각 코드는 SSDS 코드이지만, 본 명세서에서 논의되는 바와 같이 반드시 스프레딩 코드일 필요는 없다. 도시된 바와 같이 각 코드는 L개의 시간 간격("칩"이라고도 함)으로 나뉘며 각 시간 간격에는 해당 코드에 대한 이진 값이 포함된다. 코드 표현(942)에 도시된 바와 같이, 코드(934)는 전통적인 이진 형식 "1100"으로 표현될 수 있지만, 동일한 코드는 아래에서 설명될 바와 같이 값 변조의 사용 편의성을 위해 코드 표현(944)에 도시된 바와 같이 "1 1 -1 -1"로 표현될 수도 있다. 코드(932 및 936-938)는 코드(942) 또는 코드(944)와 같이 표시할 수도 있다. 길이 L의 각 코드는 CDMA에서와 같이 다른 컴퓨팅 장치(예: 전화기), 다른 사람 또는 다른 송신기와 연결되지 않는다.

따라서, 전송 매체(34)를 통해 4개의 아날로그 값(902-908)을 수신기(대응하는 디코더를 갖는)로 전송하기 위해 다음과 같은 기술이 사용된다. 각 아날로그 값은 해당 코드의 표현(944)에서 각 칩에 의해 변조될 것이다; 예를 들어, 값(902), 즉. .3은 코드(932)의 표현(944)에서 각 칩에 의해 순차적으로 시간에 따라 변조된다(948). 변조(948)는 곱셈 연산자일 수 있다. 따라서 코드 (932)로 .3을 변조하면 ".3, .3, .3, .3" 시리즈가 생성된다. 코드(934)로 .7을 변조하면 ".7, .7, -.7, -.7"이 되고, 값 "0"은 "0, 0, 0, 0"이 되며, "값 "1"은 "1, -1, 1, -1"이 된다. 일반적으로 각 코드의 첫 번째 칩이 해당 아날로그 값을 변조한 다음, 각 코드의 다음 칩이 해당 아날로그 값을 변조하지만, 구현에 따라서는 다음 아날로그 값으로 이동하기 전에 코드의 모든 칩에 의해 특정 아날로그 값을 변조할 수도 있다.

각 시간 간격마다 변조된 아날로그 값을 (951)(이 도에서는 세로로 인식됨)에서 합산하여 아날로그 출력 레벨(952-958)을 얻는다(예를 들면, 이러한 시간 간격에 대한 변조된 값의 합은 출력 레벨 2, 0, .6, -1.4를 생성한다). 이러한 아날로그 출력 레벨(952-958)은 전송 라인의 전압 제한에 맞춰 추가로 정규화되거나 증폭될 수 있고, 전송 매체(34)의 전자기파 경로(예컨대, 차동 트위스트 페어)를 통해 생성되는 순서대로 시간 내에 순차적으로 전송될 수 있다. 그런 다음 수신기는 이러한 출력 레벨(952-958)을 순서대로 수신한 다음, 본원 명세서에서 도시된 인코딩 체계의 리버스 방향을 사용하여 동일한 코드 북(920)을 사용하여 디코딩한다. 그런 다음, 결과 픽셀 전압(902-908)은 사용된 규칙에 따라 수신단에서 디스플레이의 프레임 내에 표시될 수 있다. 따라서 아날로그 값(902-908)은 효과적으로 동기식으로 인코딩되고 단일 전자기파 경로를 통해 순차적으로 일련의 L 아날로그 출력 레벨(952-958)로 전송된다. 본 명세서에 도시되고 설명된 바와 같이 수많은 인코더 및 전자기파 경로가 사용될 수도 있다. 또한 이러한 방식으로 인코딩할 수 있는 N개의 샘플 수는 코드북에 사용된 직교 코드의 수에 따라 달라진다.

유리하게도, 강력한 SSDS 기술(예를 들면, 스프레딩 코드)을 사용하면 대역폭이 크게 감소하지만, 상호 직교 코드를 사용하고, 해당 코드의 칩에 의해 각 샘플을 변조하고, 합산하고, L 출력 레벨을 사용하여 N 샘플을 병렬로 전송하면 상당한 대역폭 이득을 얻을 수 있다. 이진 숫자를 직렬로 인코딩한 다음 합산하는 기존의 CDMA 기술과 달리, 본 발명은 먼저 해당 코드의 각 칩에 의해 전체 샘플(즉, 단일 비트가 아닌 전체 아날로그 또는 디지털 값)을 변조한 다음 코드의 각 시간 간격에서 이러한 변조를 합산하여 각 특정 시간 간격에 대한 결과 아날로그 전압 레벨을 얻고 결과 파형의 진폭을 활용한다. 전송 매체를 통해 전송되는 것은 이진 숫자의 표현이 아니라 이러한 아날로그 출력 레벨이다. 또한, 본 발명은 다른 사람, 다른 장치 또는 다른 소스에 의한 다중 액세스를 허용하고 여러 소스로 전송하는 CDMA 기술과 달리 한 비디오 소스에서 다른 비디오 싱크로, 즉 엔드 포인트에서 엔드 포인트로 아날로그 전압을 전송하는 것을 용이하게 한다. 또한 샘플 값을 전송할 때 압축이 필요하지 않다.

도 11은 이 새로운 인코딩 기법을 디지털 값인 신호 샘플에 적용할 수 있음을 보여준다. 여기서 디지털 값(902'-908')은 전압의 디지털 표현이다. 전압의 다른 예를 사용하면 (902') 값은 "1101", (904') 값은 "0011", (906') 값은 "0001", (908') 값은 "1000"이다. 각 디지털 값은 변조될 디지털 값에 해당하는 코드의 칩에 따라 각 코드의 표현(944), 즉 "1" 또는 "-1"에 의해 변조(디지털 곱셈)된다. 각 코드의 첫 번째 시간 간격(940)만 고려하고, 부호 비트인 최고 유효 비트(MSB)를 더하면 "1101"을 변조하면 "01101"(MSB "0"은 양수 값을 의미)이 되고, "0011"을 변조하면 "00011"을 산출하고, "0001"을 변조하면 "00001"을 산출하며, "1000"을 변조하면 "01000"을 산출한다. 이러한 변조된 값은 첫 번째 시간 간격에서 주석으로 표시된다. (표시되지는 않았지만 -1 칩으로 변조하면 음수 값이 산출되며, 음수 값에 적합한 이진 표현을 사용하여 2진수로 표현할 수 있다.

첫 번째 시간 간격에서 이러한 변조된 값을 디지털 방식으로 합산하면 디지털 값(952')은 "011001"(다시 말하지만, MSB는 부호 비트)이 산출되며, 다른 디지털 값(954'-958')은 이 실시 예서는 표시되지 않지만 동일한 방식으로 계산된다. 이 합계를 기본 10으로 고려하면 변조된 값 13, 3, 1 및 8의 합이 25가 되는 것을 확인할 수 있다. 이 예에는 표시되지 않았지만 일반적으로 합계에 5비트 이상이 필요할 수 있으므로 결과 레벨(952'-958')에는 추가 MSB를 사용할 수 있다. 예를 들어 (902'-908') 값이 4비트를 사용하여 표현되는 경우, 코드가 64개인 경우(64비트의 로그2 추가) 레벨(952'-958')은 최대 10비트를 사용하여 표현될 수 있다. 또는 32개의 변조된 값이 합산되는 경우 5비트가 더 추가된다. 출력 레벨에 필요한 비트 수는 코드 수에 따라 달라진다.

출력 레벨(950')은 먼저 정규화되어 DAC의 입력 요건에 맞게 조정된 다음, 각 디지털 값을 EM 경로를 통해 전송하기 위해 해당 아날로그 값으로 변환하기 위해 순차적으로 DAC(959)로 공급될 수 있다. DAC(959)는 MAX5857 RF DAC(클럭 곱셈 PLL/VCO 및 14비트 RF DAC 코어를 포함하며, 복소 경로를 우회하여 RF DAC 코어에 직접 액세스할 수 있음)일 수 있으며, 표시되지 않은 대역 통과 필터와 가변 이득 증폭기(VGA)가 뒤따를 수 있다. 레벨(952')이 10비트로 표시되지만, DAC(959)는 8비트 DAC인 경우와 같이 레벨(950')에서 사용되는 비트 수가 DAC(959)에서 허용하는 비트 수보다 많은 경우도 있다. 이러한 상황에서는 디스플레이에서 결과 이미지의 시각적 품질에 손실 없이 적절한 수의 LSB가 폐기되고 나머지 MSB가 DAC에 의해 처리된다.

이 같은 기술의 장점은 전체 디지털 값을 변조한 다음 변조된 전체 디지털 값을 디지털 방식으로 합산하여 변환 및 전송을 위한 디지털 출력 레벨을 생성한다는 점이다. 이 기술은 디지털 값의 각 이진 숫자를 변조한 다음 이러한 변조된 비트를 합산하여 출력을 생성하는 CDMA와는 다르다. 예를 들어, 각 디지털 값에 B 비트가 있다고 가정하면 CDMA를 사용하면 총 B*L 출력 레벨을 전송해야 하는 반면, 이 새로운 디지털(또는 아날로그) 인코딩 기술을 사용하면 총 L 출력 레벨만 전송할 수 있어 이점을 얻을 수 있다.

도 12는 도 10의 인코더를 사용하여 인코딩된 아날로그 입력 레벨의 디코딩을 예시한다. 도시된 바와 같이, L 입력 레벨(950)은 전송 매체(34)의 단일 전자기파 경로를 통해 수신된다. 본 명세서에서 설명되고 앞서 언급한 바와 같이, 코드 북(920)은 입력 레벨(950)을 디코딩하여 N 개의 아날로그 값(902-908), 즉 위에서 인코딩된 것과 동일한 아날로그 값(902-908)의 출력 벡터를 생성하는 데 사용되는 N 개의 직교 코드(932-938)를 포함한다. 디코딩을 수행하기 위해 수직 화살표로 표시된 것처럼, 각 입력 레벨(952-958)은 출력 벡터(902-908)의 특정 인덱스에 해당하는 각 코드의 각 칩에 의해 변조된다(961). 첫 번째 코드(932)에 의한 레벨(952-958)의 변조를 고려할 때 이러한 변조는 일련의 변조 값 "2, 0, .6, -1.4"를 생성한다. 두 번째 코드(934)로 레벨(952-958)을 변조하면 일련의 변조된 값 "2, 0, -.6, 1.4"가 생성된다. 세 번째 코드(936)로 변조하면 "2, 0, -.6, -1.4"가 생성되고, 네 번째 코드(938)로 변조하면 "2, 0, .6, 1.4"가 생성된다

다음으로, 가로 화살표로 표시된 것처럼, 변조된 값의 각 계열을 합산하여 아날로그 값(902-908) 중 하나를 생성한다. 예를 들어, 첫 번째 계열을 합산하여 아날로그 값 "1.2"를 생성한다(배율 "4"를 사용하여 정규화하면 ".3"이 됨). 비슷한 방식으로 다른 세 계열의 변조된 값을 합산하여 아날로그 값 "2.8", "0", "4"를 생성하고 정규화된 후 아날로그 값(902-908)의 출력 벡터를 산출한다. 각 코드는 입력 레벨을 변조한 다음 해당 계열을 합산할 수도 있고, 각 계열을 합산하기 전에 모두 입력 레벨을 변조할 수도 있다. 따라서 N개의 아날로그 값(902-908)의 출력 벡터는 L개의 출력 레벨을 사용하여 병렬로 전송된다.

이 예들에는 디지털 입력 레벨을 디코딩하는 예가 표시되어 있지 않지만, 당업자는 상기 설명에서 디지털 값의 인코딩을 읽으면 이러한 디코딩을 수행하는 것이 간단하다는 것을 알 수 있다.

도 13a, 13b 및 13c는 인코더 및 디코더가 아날로그 샘플 또는 디지털 샘플에 대해 작동할 수 있음을 예시하며, 다양한 아날로그 및 디지털 인코더 및 디코더는 앞서 설명한 바와 같다. 위에서 설명한 바와 같이, 하나 이상의 EM 경로가 있을 수 있고, 따라서 하나 이상의 인코더/디코더 쌍과 그에 상응하는 수의 DAC 또는 ADC가 있을 수 있다.

도 13a는 아날로그 인코더 및 대응하는 아날로그 디코더의 사용을 예시한다. 아날로그 인코더(900)로 입력되는 것은 아날로그 샘플(970) 또는 아날로그 인코더에 위치한 DAC(972)에 의해 아날로그로 변환된 디지털 샘플(971) 중 하나이다. 이러한 방식으로, 아날로그 인코더에 도착한 아날로그 또는 디지털 샘플은 전송 매체(34)의 전자기파 경로를 통해 전송하기 위해 인코딩될 수 있다. 아날로그 디코더(900)는 인코딩된 아날로그 샘플을 디코딩하여 출력용 아날로그 샘플(970)을 생성한다. 아날로그 샘플(970)은 그대로 사용될 수도 있고, ADC(도시되지 않음)를 사용하여 디지털 샘플로 변환될 수도 있다

도 13b는 디지털 인코더 및 대응하는 아날로그 디코더의 사용을 예시한다. 디지털 인코더(901)로 입력되는 것은 디지털 샘플(971) 또는 디지털 인코더에 위치한 ADC(973)에 의해 디지털로 변환된 아날로그 샘플(970) 중 하나이다. 인코더가 디지털이기 때문에 인코더에 위치한 DAC(959)는 전자기파 경로를 통해 전송하기 전에 인코딩된 샘플을 아날로그로 변환한다. 이러한 방식으로, 디지털 인코더에 도착한 아날로그 또는 디지털 샘플은 전송 매체(34)의 전자기파 경로를 통해 전송하기 위해 인코딩될 수 있다. 아날로그 디코더(900')는 인코딩된 아날로그 샘플을 디코딩하여 출력용 아날로그 샘플(970)을 생성한다. 아날로그 샘플(970)은 그대로 사용될 수도 있고, ADC(도시되지 않음)를 사용하여 디지털 샘플로 변환될 수도 있다.

도 13c는 전송 매체(34)에서 전자기파 경로를 통해 도착한 인코딩된 아날로그 신호를 디코딩하기 위해 디지털 디코더를 사용하는 것을 예시한다. 인코딩된 아날로그 신호는 아날로그 인코더 또는 바로 위에서 설명한 디지털 인코더 중 하나를 사용하여 전송될 수 있다. 디지털 디코더(976)에 위치한 ADC(974)는 전자기파 경로를 통해 전송된 인코딩된 아날로그 샘플을 수신하고 샘플을 디지털로 변환한다. 이렇게 인코딩된 디지털 샘플은 디지털 디코더(976)에 의해 디지털 샘플(978)로 디코딩된다(전자기파 경로를 통해 전송되기 전에 원래 인코딩된 샘플의 입력 벡터 값에 해당). 디지털 샘플(978)은 그대로 사용되거나 DAC를 사용하여 아날로그 샘플로 변환될 수 있다.

도 14는 아날로그 인코더로부터 출력된 후(또는 디지털 인코딩된 후 DAC에 의해 변환된 후) 전자기파 경로를 통해 전송된 SSVT 파형(602)의 시뮬레이션(이상화된 오실로스코프 트레이스와 유사한)을 도시한다. 수직 눈금은 전압이고 수평 눈금은 100ps 오실로스코프 측정 시간 간격이다. SSVT 신호(602)는 디지털 신호가 아닌 아날로그 파형이며(즉, 신호는 이진 숫자를 나타내지 않음), 이 실시 예에서 약 -15V에서 약 +15V까지의 전압 범위를 전송할 수 있다. 아날로그 파형의 전압 값은 완전 아날로그이다(또는 적어도 그럴 수 있음). 또한 전압은 일부 최대 값으로 제한되지 않지만 높은 값은 비실용적이다.

앞서 설명한 대로 아날로그 전압 레벨은 전자기파 경로를 통해 순차적으로 전송되며, 각 레벨은 위의 아날로그 출력 레벨(952-958) 또는 디지털 출력 레벨(952'-958')(DAC를 통과한 후)과 같이 시간 간격당 변조된 샘플의 합이다. 이러한 출력 레벨은 전송되면 파형(602)과 같은 파형으로 나타난다. 특히 전압 레벨(980)은 변조된 샘플(즉, 출력 레벨)의 특정 시간 간격에서의 합계를 나타낸다. 간단한 예로, 순차 전압 레벨(980~986)은 4개의 출력 레벨의 전송을 나타낸다. 이 예에서는 32개의 코드가 사용되었으므로 32개의 샘플이 병렬로 전송될 수 있으며, 따라서 전압 레벨(980-986)(코드의 칩 수에 따라 여러 후속 전압 레벨이 뒤따름, L)은 32개의 인코딩된 샘플(예: 비디오 소스의 픽셀 전압)이 병렬로 전송되는 것을 의미한다. 해당 전송에 이어서 파형(602)의 다음 전압 레벨 세트(L)는 다음 32개 샘플의 전송을 나타낸다. 일반적으로, 파형(602)은 아날로그 또는 디지털 값을 아날로그 출력 레벨로 인코딩하고, 이러한 레벨을 이산적인 시간 간격으로 전송하여 복합 아날로그 파형을 형성하는 것을 나타낸다.

감쇠, 임피던스 불일치로 인한 반사 및 충돌하는 공격자 신호와 같은 현상으로 인해 모든 전자기파 경로는 이를 통해 전파되는 전자기파 신호를 저하시키므로 수신 단자에서 입력 레벨을 측정하면 송신 단자에서 제공되는 해당 출력 레벨과 관련하여 항상 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 당업자에게 알려진 바와 같이, 수신기에서 입력 레벨의 스케일링(또는 송신기에서 출력 레벨의 정규화 또는 증폭)이 보상을 위해 수행될 수 있다. 또한, 프로세스 이득으로 인해(즉, 전기적 복원력을 증가시키는 L의 증가로 인해) 디코더에서 디코딩된 입력 레벨은 당업자에게 알려진 바와 같이 전송된 출력 레벨을 복구하기 위해 코드 길이를 사용하는 스케일 계수에 의해 정규화된다.

전술한 본 발명은 이해를 명확히 하기 위해 일부 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범위 내에서 특정 변경 및 수정이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 설명된 실시예는 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적인 것이 아니며, 본 발명은 본 명세서에 기재된 상세한 내용에 한정되어서는 안 되며, 다음의 청구범위 및 그 균등물의 전체 범위에 의해 정의되어야 한다.

Claims (30)

1. 입력 디지털 샘플을 전송하기 위한 송신기로서,
   N 개의 디지털 샘플의 입력 벡터를 연속적으로 입력하고, N 개의 디지털 샘플을 인코딩하는 인코더 - 상기 N개의 디지털 샘플은 L 디지털 레벨을 출력하기 위해 길이 L각각에서 N개 직교 확산 코드를 각각 사용하며, 상기 코드 각각이 N 개의 디지털 샘플 중 하나와 함께 사용되며 L>=N>=2임-;
   인코더에서 L 디지털 레벨의 연속 스트림을 수신하고 L 디지털 레벨을 QAM 배치 구성의 점(point)에 매핑하여 동위상(I) 구성 요소와 위상차(Q) 구성 요소를 얻는 직교 진폭 변조(QAM) 매핑 회로; 그리고
   디지털 샘플의 연속 입력을 나타내는 전자기파 경로에서 전자기 신호를 생성하기 위해 I 및 Q 구성 요소를 수신하고 I 및 Q 구성 요소를 사용하여 직교 진폭 변조를 수행하는 QAM 회로를 포함하는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
2. 제1항에 있어서, N 개의 디지털 샘플이 단일 소스에서 시작되고, 전자기파 경로가 단일 싱크에서 종료되는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
3. 제1항에 있어서, 전자기파 경로가 디스플레이 유닛의 디스플레이 패널에서 종료되고, 송신기가 디스플레이 유닛 내에 위치하는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
4. 제1항에 있어서, 인코더는 N 개 디지털 샘플을 L 디지털 레벨로 동기적으로 인코딩하고, N 개 디지털 샘플은 L 디지털 레벨로 표현되는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
5. 제1항에 있어서, 매핑 회로가 L 디지털 레벨 각각을 QAM 배치 구성의 한 지점에 매핑하여 동위상(I) 성분 및 위상 차(Q) 성분을 얻도록 하는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
6. 제1항에 있어서, 상기 매핑 회로에 의해 수신된 각 디지털 레벨은 최상위 비트(MSB) 및 최하위 비트(LSB)를 포함하며, 상기 수신된 각 디지털 레벨에 대해 상기 매핑 회로는 각 디지털 레벨의 MSB를 동위상(I) 성분의 MSB 및 위상 차(Q) 성분의 MSB에 분배하고, 상기 수신된 각 디지털 레벨에 대해, 상기 매핑 회로는 각 디지털 레벨의 LSB를 동위상(I) 성분의 LSB 및 위상 차(Q) 성분의 LSB에 분배하여, 상기 매핑 회로가 I 및 Q 성분을 획득하도록 하는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
7. 제1항에 있어서, 전자기파 신호를 수신하고 전자기파 경로를 통하여 아날로그 신호를 출력하는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
8. 제1항에 있어서, 상기 송신기는 복수의 P 송신기 중 하나이고, 각각의 P 송신기는 전자기파 신호를 생성하며, 상기 전자기파 신호는 단일 소스로부터의 미디어 신호를 나타내는, 입력 디지털 샘플 전송 송신기.
9. 디지털 샘플을 출력하기 위한 수신기로서, 상기 수신기는:
   전자기파 경로로부터 QAM 전자기파 신호를 수신하고 QAM 복조를 수행하여, QAM 전자기파 신호의 디지털 동위상(I) 성분과 QAM 전자기파 신호의 디지털 위상 차(Q) 성분을 연속적으로 생성하는 직교 진폭 변조(QAM) 회로;
   I 성분과 Q 성분을 입력하고 해당 QAM 송신기의 매핑 회로에 따라 I 성분과 Q 성분을 디지털 입력 레벨로 연속적으로 변환하는 리버스 매핑 회로; 그리고
   디지털 입력 레벨의 L을 연속적으로 입력하고, 각 코드가 N 개 디지털 샘플 중 하나와 함께 사용되며 L>=N>=2인 N 개 디지털 샘플의 출력 벡터를 출력하기 위해, 길이 L각각의 직교 확산 코드를 사용하여 L 디지털 입력 레벨을 디코딩하는 디코더를 포함하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
10. 제9항에 있어서, N 개의 디지털 샘플은 단일 소스에서 시작되고 전자기파 경로가 단일 싱크에서 종료되는, 디지털 샘플 출력 수신기.
11. 제9항에 있어서, 전자기파 경로가 디스플레이 유닛의 디스플레이 패널에서 종료되고, 대응하는 QAM 송신기가 디스플레이 유닛 내에 위치하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
12. 제9항에 있어서, 상기 디코더가 L 디지털 입력 레벨을 N 개 디지털 샘플로 동기적으로 디코딩하고, 상기 N 개 디지털 샘플은 L 디지털 입력 레벨을 나타내는, 디지털 샘플 출력 수신기.
13. 제9항에 있어서, 리버스 매핑 회로는 QAM 배치 구성 내의 각 지점을 디지털 입력 레벨 중 하나로 변환하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
14. 제9항에 있어서, 상기 리버스 매핑 회로는, 디지털 I 성분 및 디지털 Q 성분의 각 쌍의 최상위 비트(MSB)를 디지털 입력 레벨 중 하나의 MSB에 배치하고, 각 쌍의 최하위 비트(LSB)를 한 디지털 입력 레벨의 LSB에 배치하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
15. 제9항에 있어서, QAM 회로는 디지털 I 및 Q 성분을 생성하는 적어도 하나의 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
16. 제11항에 있어서, N개의 디지털 샘플을 디스플레이 패널용 N개의 아날로그 샘플로 변환하는 적어도 하나의 디지털-아날로그(DAC) 컨버터를 더욱 포함하는, 디지털 샘플 출력 수신기.
17. 입력 아날로그 샘플을 전송하기 위한 송신기로서,
    N 개의 아날로그 샘플의 입력 벡터를 연속적으로 입력하고, N 개의 아날로그 샘플을 인코딩하는 인코더 - 상기 N개의 아날로그 샘플은 L 아날로그 레벨을 출력하기 위해 길이 L각각에서 N개 직교 확산 코드를 각각 사용하며, 상기 코드 각각이 N 개의 아날로그 샘플 중 하나와 함께 사용되며 L>=N>=2임-;
    L 아날로그 레벨의 연속 스트림을 수신하는 스위치 회로 - 수신된 모든 아날로그 레벨 쌍에 대해, 스위치 회로는 쌍의 첫 번째 아날로그 레벨을 동상(I) 성분으로 출력하고 쌍의 두 번째 아날로그 레벨을 위상 차(Q) 성분으로 출력함 -; 그리고아날로그 샘플의 연속 입력을 나타내는 전자기파 경로에서 전자기 신호를 생성하기 위해 I 및 Q 구성 요소를 수신하고 I 및 Q 구성 요소를 사용하여 직교 진폭 변조를 수행하는 직교 진폭 변조(QAM) 회로를 포함하는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
18. 제17항에 있어서, N 개의 디지털 샘플이 단일 소스에서 시작되고, 전자기파 경로가 단일 싱크에서 종료되는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
19. 제17항에 있어서, 전자기파 경로가 디스플레이 유닛의 디스플레이 패널에서 종료되고, 송신기가 디스플레이 유닛 내에 위치하는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
20. 제17항에 있어서, 인코더는 N개 아날로그 샘플을 L 디지털 레벨로 동기적으로 인코딩하고, N 개 디지털 샘플은 L 아날로그 레벨로 표현되는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
21. 제17항에 있어서, 상기 송신기는 매핑을 위한 QAM 배치 구성을 포함하지 않는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
22. 제17항에 있어서, 상기 송신기는 디지털-아날로그 변환기를 포함하지 않는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
23. 제17항에 있어서, 상기 송신기는 복수의 P 송신기 중 하나이고, P 송신기 각각은 전자기파 신호를 생성하며, 상기 전자기파 신호는 단일 소스로부터의 미디어 신호를 나타내는, 입력 아날로그 샘플 전송 송신기.
24. 아날로그 샘플을 출력하기 위한 수신기로서, 상기 수신기는:
    전자기파 경로로부터 QAM 전자기파 신호를 수신하고 QAM 복조를 수행하여, 동위상(I) 성분과 위상 차(Q) 성분을 연속적으로 생성하는 직교 진폭 변조(QAM) 회로;
    I 성분과 Q 성분을 입력하는 결합 회로 - I 성분과 Q 성분의 연속된 각 쌍에 대해, 상기 결합 회로는 아날로그 입력 레벨의 연속 스트림을 출력하기 위해 제1 아날로그 레벨과 제2 아날로그 레벨을 출력함 -; 그리고
    아날로그 입력 레벨의 L을 연속적으로 입력하고, 각 코드가 N 개 아날로그 샘플 중 하나와 함께 사용되며 L>=N>=2인 N 개 아날로그 샘플의 출력 벡터를 출력하기 위해, 길이 L각각의 직교 확산 코드를 사용하여 L 아날로그 입력 레벨을 디코딩하는 디코더를 포함하는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
25. 제24항에 있어서, N 개의 아날로그 샘플은 단일 소스에서 시작되고 전자기파 경로가 단일 싱크에서 종료되는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
26. 제9항에 있어서, 전자기파 경로가 디스플레이 유닛의 디스플레이 패널에서 종료되고, 대응하는 QAM 송신기가 디스플레이 유닛 내에 위치하는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
27. 제24항에 있어서, 상기 디코더가 L 아날로그 입력 레벨을 N 개 아날로그 샘플로 동기적으로 디코딩하고, 상기 N 개 아날로그 샘플은 L 아날로그 입력 레벨을 나타내는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
28. 제24항에 있어서, 상기 수신기는 매핑을 위한 QAM 배치 구성을 포함하지 않는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
29. 제24항에 있어서, 상기 수신기는 아날로그-아날로그 컨버터를 포함하지 않는, 아날로그 샘플 출력 수신기.
30. 제24항에 있어서, 상기 수신기는 복수의 P 수신기 중 하나이고, 상기 P 수신기 각각은 전자기파 신호를 수신하며, 상기 전자기파 신호는 단일 소스로부터의 미디어 신호를 나타내는, 아날로그 샘플 출력 수신기.