디지털 티브이 송신기 및 그의 신호 절체 방법{Digital TV transmitter and Method for signal switching of the digital TV transmitter}

본 발명은 디지털 티브이 송신기에 관한 것으로, 특히 일정 품질의 송신 신호를 유지하는데 적당하도록 한 디지털 티브이 송신기 및 그의 신호 절체 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 디지털 티브이 송신기를 나타낸 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 방송국(미도시)에서 특정 형태로 제작된 디지털 방송 신호를 입력받아 8T-VSB 방식으로 변조하는 변조기(100)와, 상기 변조기(100)에서 출력된 디지털 방송 신호를 무선 주파수(RF) 대역으로 주파수 상향 변환하는 업 컨버터(101)와, 상기 업 컨버터(101)에서 출력된 디지털 방송 신호를 원하는 크기로 증폭하기 위해 분배하는 분배기(102)와, 상기 분배기(102)에서 분배된 디지털 방송 신호를 증폭하는 다수개의 고출력 증폭기(103)와, 상기 고출력 증폭기(103)에서 출력된 각 디지털 방송 신호를 하나의 신호로 결합하는 결합기(104)와, 상기 결합기(104)에서 출력된 디지털 방송 신호에서 특정 채널의 송신 신호를 필터링하는 채널 필터(105)와, 각 장치를 제어하는 제어기(106)로 구성된다.

이와 같이 구성된 디지털 티브이 송신기의 동작은 다음과 같다.

먼저, 변조기(100)는 방송국(미도시)에서 특정 형태로 제작된 디지털 방송 신호를 입력받아 8T-VSB 방식으로 변조한다. 이 변조기(100)는 중간 주파수(IF)를 갖는 저출력의 디지털 방송 신호를 출력한다.

업 컨버터(101)는 내부의 로컬 주파수를 이용하여 상기 변조기(100)에서 출력된 디지털 방송 신호를 무선 주파수(RF) 대역으로 주파수 상향 변환한다. 그에 따라 업 컨버터(101)는 공중파 방송용 특정 채널 주파수를 갖는 디지털 방송 신호를 출력한다.

분배기(102)는 상기 업 컨버터(101)에서 출력된 디지털 방송 신호를 입력받고, 이를 고출력 증폭기(103)의 특성 및 디지털 티브이 시스템의 요구 특성에 따라 여러 개의 신호로 나누어 고출력 증폭기(103)로 입력된다. 또한 분배기(102)는 디지털 방송 신호를 특정 포트로 절체할 수 있는 스위칭 기능을 갖는다. 따라서 분배기(102)는 고출력 증폭기(103)와 동일한 수의 출력 포트를 갖는다.

고출력 증폭기(103)는 상기 업 컨버터(101)에서 출력된 저출력의 디지털 방송 신호를 고출력으로 증폭하며, 원하는 크기의 출력을 얻기 위해 다수 개의 증폭기로 구성된다. 따라서 고출력 증폭기(103)는 다수 개의 디지털 방송 신호를 출력한다. 이 고출력 증폭기(103)는 오동작 시에 대비하여 예비 증폭기를 구비한다.

결합기(104)는 상기 고출력 증폭기(103)에서 출력된 각 디지털 방송 신호를 하나의 신호로 결합하며, 상기 분배기(102)와 같이 특정 포트를 절체할 수 있는 스위칭 기능을 갖는다.

채널 필터(105)는 상기 결합기(104)에서 출력된 디지털 방송 신호에서 특정 채널의 송신 신호만을 통과시켜 안테나로 전송한다. 이 채널 필터(105)에는 다른 방송 채널에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 특정 채널만을 통과시키는 대역 필터가 사용된다.

그러나, 이와 같은 종래 디지털 방송 송신기는 각 장치들의 동작이 열화되거나 또는 고출력 증폭기와 같은 특정 장치의 고장이 발생하여 정상적인 방송 서비스가 불가능할 때에만 디지털 방송 신호의 송신 경로를 예비 장치로 절체하므로써 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째, 시스템을 구성하는 각 장치 중 특정 장치가 오동작하여 출력 신호의 감쇄가 발생할 때에만 예비 장치로의 절체가 수행되므로 시스템이 열화되어 출력 신호의 왜곡량이 증가할 때에 이를 적절히 처리하지 못하여 일정 품질의 방송 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

둘째, 고출력 증폭기의 특성에 따라 출력 신호에 왜곡량이 증가할 때에 예비 장치로의 자동 절체가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

셋째, 운영자가 고출력 증폭기의 동작 상태 및 그에 따른 방송 신호의 상태를 정확히 알 수 없어 시스템을 안정적으로 운영하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 일정 품질의 방송 서비스를 제공하기 위하여 디지털 방송 신호의 송신 경로를 예비 장치로 자동 절체하는 디지털 티브이 송신기 및 그의 신호 절체 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치 특징에 따르면, 디지털 티브이 송신기는 디지털 방송 신호를 무선 주파수(RF)로 주파수 상향 변환하는 업 컨버터와, 상기 업 컨버터의 출력 신호를 분배하는 분배기와, 상기 분배기에서 출력된 신호를 증폭하는 적어도 하나 이상의 고출력 증폭기와, 상기 고출력 증폭기의각 출력 신호를 추출하여 왜곡량을 감지하는 왜곡량 감지기와, 상기 감지된 왜곡량에 따라 시스템의 각 장치들을 제어하여 상기 디지털 방송 신호의 신호 경로를 예비 장치로 자동 절체하는 제어기로 구성된다.

바람직하게는, 상기 왜곡량 감지기가 상기 고출력 증폭기에서 추출된 각 출력 신호를 제 1 신호와 제 2 신호로 분배하는 분배기와, 상기 분배된 제 1 신호에서 상위 주파수의 신호를 출력하는 제 1 필터와, 상기 분배된 제 2 신호에서 하위 주파수의 신호를 출력하는 제 2 필터와, 상기 제 1 필터에서 출력된 신호의 비선형 왜곡량을 감지하는 제 1 감지기와, 상기 제 2 필터에서 출력된 신호의 비선형 왜곡량을 감지하는 제 2 감지기와, 상기 제 1 감지기와 제 2 감지기에서 감지된 왜곡량을 비교하여 큰 값을 선택하고, 상기 선택된 값을 상기 제어기로 제공하는 비교기를 포함하여 구성된다.

이상과 같은 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법 특징에 따르면, 왜곡량 감지기가 고출력 증폭기에서 출력되는 각 디지털 방송 신호를 추출하고, 상기 추출된 디지털 방송 신호의 왜곡량을 감지한다. 이어, 왜곡량 감지기는 상기 감지된 왜곡량을 제어기로 제공하고, 제어기는 상기 감지된 왜곡량이 이미 설정된 기준값을 초과할 때 상기 디지털 방송 신호의 송신 경로를 절체한다.

바람직하게는, 상기 왜곡량 감지기가 상기 추출된 디지털 방송 신호를 상위 주파수를 갖는 제 1 신호와 하위 주파수를 갖는 제 2 신호로 각각 분할하고, 상기 분할된 각 신호의 왜곡량을 감지한다. 이어, 상기 감지된 각 왜곡량을 비교하여 큰 왜곡량을 선택하고, 상기 선택된 왜곡량에 해당하는 직류값을 제어기로 제공한다.

도 1은 종래 디지털 티브이 송신기를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기를 나타낸 볼록 구성도.

도 3a는 디지털 티브이 송신기의 초기 운용시 정상적인 고출력 증폭기의 출력 신호의 스펙트럼 마스크를 나타낸 도면.

도 3b는 운용 중 비선형 왜곡이 증가한 고출력 증폭기의 출력 신호의 스펙트럼 마스크를 나타낸 도면.

도 3c는 도 3a와 도 3b를 비교하여 디지털 방송 신호의 증가한 왜곡량을 나타낸 도면.

도 4는 도 2에 보인 왜곡량 감지기의 상세 블록 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

200 : 변조기 201 : 업 컨버터

202 : 분배기 203 : 고출력 증폭기

204 : 결합기 205 : 채널 필터

206 : 왜곡량 감지기 207 : 제어기

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에서는 송신 신호의 왜곡량을 감지하여 그에 따라 신호 경로를 예비 장치로 자동 절체하는 디지털 티브이 송신기 및 그의 신호 절체 방법을 제안한다.

이를 위해 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기는 송신 신호의 왜곡량을 감지하기 위한 왜곡량 감지기가 구비되며, 제어기는 왜곡량 감지기에서 감지된 왜곡량에 따라 디지털 방송 신호의 신호 경로를 예비 장치로 절체한다.

또한, 이 제어기는 상기 왜곡량 감지기에서 감지된 왜곡량을 운영자에게 실시간으로 디스플레이하여 운영자가 현재의 시스템 상황을 알 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기를 나타낸 볼록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기는 방송국(미도시)에서 특정 형태로 제작된 디지털 방송 신호를 입력받아 8T-VSB 방식으로 변조하는 변조기(200)와, 상기 변조기(200)에서 출력된 디지털 방송 신호를 무선 주파수(RF) 대역으로 주파수 상향 변환하는 업 컨버터(201)와, 상기 업 컨버터(201)에서 출력된 디지털 방송 신호를 원하는 크기로 증폭하기 위해 분배하는 분배기(202)와, 상기 분배기(202)에서 분배된 디지털 방송 신호를 증폭하는 다수개의 고출력 증폭기(203)와, 상기 각 고출력 증폭기(203)에서 출력된 디지털 방송 신호를 하나의 신호로 결합하는 결합기(204)와, 상기 결합기(204)에서 출력된 디지털 방송 신호에서 특정 채널의 송신 신호를 필터링하는 채널 필터(205)와, 상기 고출력 증폭기(203)에서 출력되는 각 디지털 방송 신호를 추출하� �� 왜곡량을 감지하는 왜곡량 감지기(206)와, 상기 왜곡량 감지기(206)에서 감지된 왜곡량에 따라 디지털 방송 신호의 신호 경로를 예비 장치로 절체하는 제어기(207)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 디지털 티브이 송신기의 동작은 다음과 같다.

먼저, 변조기(200)는 방송국(미도시)에서 특정 형태로 제작된 디지털 방송 신호를 입력받아 8T-VSB 방식으로 변조한다. 이 변조기(200)는 중간 주파수(IF)를 갖는 저출력의 디지털 방송 신호를 출력한다.

업 컨버터(201)는 내부의 로컬 주파수를 이용하여 상기 변조기(200)에서 출력된 디지털 방송 신호를 무선 주파수(RF) 대역으로 주파수 상향 변환한다. 그에 따라 업 컨버터(201)는 공중파 방송용 특정 채널 주파수를 갖는 디지털 방송 신호를 출력한다.

분배기(202)는 상기 업 컨버터(201)에서 출력된 디지털 방송 신호를 입력받고, 이를 고출력 증폭기(203)의 특성 및 디지털 티브이 시스템의 요구 특성에 따라 여러 개의 신호로 나누어 고출력 증폭기(203)로 입력된다. 또한 분배기(202)는 디지털 방송 신호를 특정 포트로 절체할 수 있는 스위칭 기능을 갖는다. 이 스위칭 기능은 제어기(207)의 제어에 따라 동작한다. 따라서 분배기(202)는 고출력 증폭기(203)와 동일한 수의 출력 포트를 갖는다.

고출력 증폭기(203)는 상기 업 컨버터(201)에서 출력된 저출력의 디지털 방송 신호를 고출력으로 증폭하며, 원하는 크기의 출력을 얻기 위해 여러 개의 증폭기로 구성된다. 따라서 고출력 증폭기(203)는 증폭된 여러 개의 디지털 방송 신호를 출력한다.

결합기(204)는 상기 고출력 증폭기(203)에서 출력된 각 디지털 방송 신호를 하나의 신호로 결합하며, 상기 분배기(202)와 같이 특정 포트를 절체할 수 있는 스위칭 기능을 갖는다. 이 결합기(204)의 스위칭 기능도 제어기(207)의 제어에 따라 동작한다.

채널 필터(205)는 상기 결합기(204)에서 출력된 디지털 방송 신호에서 특정 채널의 송신 신호만을 통과시켜 안테나로 전송한다. 이 채널 필터(205)에는 다른 방송 채널에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 특정 채널만을 통과시키는 대역 필터가 사용된다.

한편, 왜곡량 감지기(206)는 고출력 증폭기(203)에서 출력되는 각 디지털 방송 신호를 추출한다. 이 왜곡량 감지기(206)는 상기 고출력 증폭기(203)와 동일한 개수로 구성되어 고출력 증폭기(203)의 다수개의 증폭기로부터 출력되는 각 디지털 방송 신호를 추출한다. 즉, 고출력 증폭기(203)가 N 개이면 왜곡량 감지기(206)도 N 개로 구성된다.

이어, 왜곡량 감지기(206)는 상기 고출력 증폭기(203)로부터 추출된 각 디지털 방송 신호의 왜곡량을 감지한다. 이 때 왜곡량 감지기(206)는 추출된 디지털 방송 신호의 상위 주파수와 하위 주파수 별로 왜곡량을 각각 감지하고, 그 중 큰 값을 선택하여 이를 정량화된 직류값(DC값)으로 제어기(207)에게 제공한다.

그러면, 제어기(207)는 운영자에 의해 이미 설정된 디지털 방송 신호의 왜곡량에 대한 기준값과 상기 왜곡량 감지기(206)에서 제공된 직류값을 비교한다. 그리고, 제어기(207)는 상기 제공된 직류값이 설정된 기준값보다 클 때에 디지털 방송 신호의 송신 경로를 예비 장치로 절체하기 위한 제어를 수행한다.

즉, 제어기(207)는 결합기(204)로 제어 신호를 발생하여 디지털 방송 신호의 처리를 예비 장치가 수행하도록 제어한다.

이러한 제어기(207)의 동작을 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3a는 디지털 티브이 송신기의 초기 운용시 정상적인 고출력 증폭기의 출력 신호의 스펙트럼 마스크를 나타낸 도면이고, 도 3b는 운용 중 비선형 왜곡이 증가한 고출력 증폭기의 출력 신호의 스펙트럼 마스크를 나타낸 도면이고, 도 3c는 도 3a 내지 도 3b를 비교하여 증가한 왜곡량을 나타낸 도면이다.

여기서 도 3c의 기호 D는 도 3a의 스펙트럼 마스크를 나타내고, 기호 C는 도 3b의 스펙트럼 마스크를 나타낸다.

만약 디지털 티브이 송신기에서 초기 고출력 증폭기의 출력 신호의 왜곡량이 도 3a의 A라고 가정하면, 운영자는 제어기(207)에 도 3b의 B 까지를 왜곡량에 대한 기준값으로 설정한다.

따라서, 고출력 증폭기(203)에서 추출된 디지털 방송 신호의 왜곡량이 B를 초과한다면 제어기(207)는 결합기(204)로 제어 신호를 발생하여 디지털 방송 신호의 신호 경로를 예비 장치로 절체한다.

이러한 제어기(207)는 전체 시스템의 현재 상태를 표시하기 위한 표시장치와 수동 조작을 위한 키패드를 구비하며, 원격 제어 기능을 통해 상기 표시 장치를 이용하여 운영자에게 현재 시스템 상태를 실시간으로 알린다.

이와 같은 제어기(207)의 제어에 따라 분배기(202)는 디지털 방송 신호를 예비로 구비된 고출력 증폭기(203)로 분배하며, 또한 고출력 증폭기(203)의 예비 장치가 구동되어 입력된 디지털 방송 신호를 증폭한다.

도 4는 도 2에 보인 왜곡량 감지기의 상세 블록 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 왜곡량 감지기는 고출력 증폭기에서 추출된 각 디지털 방송 신호를 제 1 신호와 제 2 신호로 분배하는 분배기(400)와, 상기 분배된 제 1 신호에서 상위 주파수의 신호를 출력하는 제 1 필터(401)와, 상기 분배된 제 2 신호에서 하위 주파수의 신호를 출력하는 제 2 필터(402)와, 상기 제 1 필터(401)에서 출력된 신호의 비선형 왜곡량을 감지하는 제 1 감지기(403)와, 상기 제 2 필터(402)에서 출력된 신호의 비선형 왜곡량을 감지하는 제 2 감지기(404)와, 상기 제 1 감지기(403)와 제 2 감지기(404)에서 감지된 왜곡량을 비교하여 큰 값을 선택하고, 상기 선택된 값을 제어기로 제공하는 비교기(405)로 구성된다.

이와 같이 구성된 왜곡량 감지기의 동작은 다음과 같다.

우선, 분배기(400)는 고출력 증폭기에서 추출된 디지털 방송 신호를 제 1 신호와 제 2 신호로 분배한다.

그러면 제 1 필터(401)는 제 1 신호에서 상위 주파수의 신호만을 통과시키고, 제 2 필터(402)는 제 2 신호에서 하위 주파수의 신호만을 통과시킨다.

이후, 제 1 감지기(403)는 상기 제 1 필터(401)에서 통과된 상위 주파수의 신호의 왜곡량을 감지하고, 제 2 감지기(404)는 상기 제 2 필터(402)에서 통과된하위 주파수의 신호의 왜곡량을 감지한다.

상기 제 1 감지기(403) 및 제 2 감지기(404)에서 감지된 각 왜곡량은 비교기(405)로 입력되고, 비교기(405)는 감지된 두 왜곡량 중 큰 값을 선택하여 이를 정량화된 직류값으로 제어기로 전송한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기 및 그의 신호 절체 방법에 의하면, 시스템 상태에 따라 송신 신호의 왜곡량이 증가할 때에 디지털 방송 신호의 신호 경로를 예비 장치로 자동 절체하여 일정 품질의 방송 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시스템 운영자는 디지털 방송 신호의 왜곡을 줄이기 위한 예비 장치들의 동작 시점을 임의대로 설정할 수 있으며, 현재 시스템 상태를 실시간으로 알 수 있으므로 안정적으로 시스템 운영을 할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 디지털 티브이 송신기는 고출력 증폭기의 오동작에 따라 송신 신호의 왜곡량이 증가하는 것을 예비 장치로의 자동 절체를 통해 신속히 정정할 수 있어 방송권역이 줄어드는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.