무선 디지털 멀티미디어를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR WIRELESS DIGITAL MULTIMEDIA}

본 발명은 일반적으로 무선 멀티미디어 프리젠테이션 시스템에 관한 것이다.

디지털 비디오는, 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface; DVI)로 알려진 프로토콜을 이용하여 컴퓨터 등의 소스로부터 비디오 모니터 등의 디스플레이로 전송될 수 있다. DVI는 주로 컴퓨터용으로 개발되어 왔기 때문에, 오디오 데이터 처리는 고려되지 않는다.

따라서, 예를 들어 디지털 영화 등을 재생하기 위한 오디오를 포함하는 디지털 멀티미디어로 통신 프로토콜을 확장시키기 위해서, HDMI(High Definition Multimedia Interface)라 불리우는 프로토콜이 개발되어 왔다. HDMI는 비디오 데이터 뿐만 아니라 오디오의 이용을 고려하고 텔레비전 관련 해상도를 증가시키는 점을 제외하고는 DVI와 유사하다. DVI 및 HDMI 양자는 유선 전송을 위한 것이며, HDMI는 또한 HDCP(High-Bandwidth Digital Content Protection)로 알려진 암호화 방법을 이용하여 디지털 멀티미디어를 암호화하는 것을 허용한다. DVI는 또한 선택적 특성으로서 HDCP를 지원한다.

본 명세서로부터 알 수 있는 바와 같이, 테이블 공간을 절약하고 룸(room)에 서의 사용자의 이동성 및 뷰잉 라인(viewing lines)을 증가시키기 위해, 최소한의 배선을 이용한 디스플레이 상에서 멀티미디어를 보는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 천장에 프로젝터를 장착하거나, 본 명세서로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 무엇보다도 데이터 전송 라인들이 종종 천장 또는 벽에 존재하지 않기 때문에 유선을 필요로 하지 않고 디스플레이를 위한 멀티미디어 데이터를 수신할 수 있는 외딴 곳에 위치한(out of the way) 벽에 플라즈마 디스플레이 또는 액정 고화질(HD) 텔레비전 디스플레이를 장착하는 것이 바람직할 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 또한, 단지 임의의 무선 전송 시스템이면 된다라고는 생각하지 않는다. 구체적으로는, 압축되지 않은 고화질(HD) 비디오 등의 압축되지 않거나 혹은 압축된 멀티미디어를 전송하는 데에 불충분한 대역폭을 갖는 IEEE 802.11(b) 등의 무선 링크가 사용되는 경우, 압축된 멀티미디어 표준 화질(SD) 비디오는, 프로젝터에 비교적 고가의 압축해제 모듈을 필요로 하면서 전송되어야 할 것이다. IEEE 802.11(a) 등의 몇몇 링크들은 압축된 HD 비디오를 전송하기에는 충분하지만 압축되지 않은 SD 또는 HD 비디오를 전송하기에는 충분하지 않은 대역폭을 갖는다. 또한, 802.11(a)의 경우, 링크는, 전송 랩탑의 바로 그 위치 외에서 검출될 수 있도록 충분히 길기 때문에(시작되는 룸을 지나 확장되기 때문에) 저작권 보호가 관련될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명은, 매우 짧은 범위에 대한 필요성, 바람직하게는 압축되지 않은 멀티미디어의 짧은 범위의 무선 통신에 특히 적합한 방향성을 갖는 높은 대역폭 무선 링크, 특히 HD 비디오로 알려진 멀티미디어의 보다 방대한 장르에 대한 필요성을 인식한 것이다.

어떤 경우이든, HDMI 및 DVI 표준에 대해 전술한 바와 같이, 무선 통신은 고려되지 않는다. 본 발명은, 오디오 및 비디오 데이터의 무선의 짧은 범위의 전송을 가능하게 하기 위해, HDMI 디스플레이 디바이스에 HDCP-암호화된 HDMI를 전송하기 전에, 이를 처리하고, 이를 전송하고 무선 경로의 다른쪽 편에서 이를 수신하기 위해 무선 컴포넌트를 변경하면, 추가적인 HDMI 전송기 및 수신기의 사용이 수반된다는 점을 인식한 것이다. 이에 따라, 이는 HDMI 컴포넌트의 사용 뿐만 아니라 추가된 컴포넌트들에 대한 키 등의 또다른 라이센싱을 필요로 할 수 있으며, 이로 인해 DVI 컴포넌트보다 더 고가로 될 수 있다. 또한, HDMI 무선 컴포넌트는 HDCP에 대한 암호 해제를 행하고 데이터를 전송한 후, 수신측에서 다시 암호화할 것이기 때문에, 전송 경로의 일부에 대해 데이터는 "클리어 상태"에 있을 수 있으며, 이에 따라 승인되지 않은 인터셉트에 영향받기 쉽다.

<발명의 요약>

본 시스템은 멀티미디어 데이터의 소스와, 이 소스로부터 멀티미디어 데이터를 수신하는 제1 고화질 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 컴포넌트를 포함한다. 제1 디지털 비주얼 인터페이스(DVI) 컴포넌트는 유선을 통해 제1 HDMI 컴포넌트로부터 멀티미디어 데이터를 수신하며, 제1 DVI 컴포넌트에 의해 수신되는 멀티미디어 데이터는 HDCP(High-Bandwidth Digital Content Protection)를 이용하여 암호화된다. 제1 DVI 컴포넌트는 언제라도 멀티미디어 데이터를 암호해제 또는 암호화하지 않지만, 멀티미디어 데이터를 디멀티플렉싱 및 디코딩하여 암호화된 베이스밴드 멀티미디어 데이터를 생성할 수 있다. 무선 전송기는 제1 DVI 컴포넌트로부터 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하며, 암호화된 멀티미디어 데이터를 무선 수신기로 무선으로 전송한다. 제1 DVI 컴포넌트로부터의 암호화된 멀티미디어 데이터는 비디오 데이터 스트림 내에 멀티플렉싱된 오디오 데이터를 포함한다. 제2 DVI 컴포넌트는 무선 수신기로부터 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하며 이를 유선을 통해 제2 HDMI 컴포넌트로 전송한다. LCD 또는 플라즈마 디스플레이 등의 멀티미디어 데이터 디스플레이어는 그 디스플레이를 위해 적어도 하나의 유선을 통해 제2 HDMI 컴포넌트로부터 멀티미디어 데이터를 수신한다.

바람직한 실시예에서, 멀티미디어 데이터 디스플레이어는, 무선 전송기가 놓여져 있는 룸에 장착될 수 있다. 무선 전송기는 거의 60GHz로 멀티미디어 데이터를 무선으로 전송할 수 있으며, 멀티미디어 데이터는 고화질(HD) 멀티미디어 데이터일 수 있다. 오디오 데이터는 비디오 데이터 스트림의 블랭킹 인터벌에 멀티플렉싱될 수 있으며, 혹은 클럭 신호의 하강 에지를 이용하여 비디오 데이터 스트림으로 멀티플렉싱될 수 있다.

다른 관점에서는, 제1 HDMI 컴포넌트와, 멀티미디어 데이터 디스플레이어와 관련된 제2 HDMI 컴포넌트 간에 오디오 데이터 및 비디오 데이터를 포함하는 멀티미디어 데이터를 전송하기 위한 시스템은, 제1 HDMI 컴포넌트로부터 멀티미디어 데이터를 수신하는 제1 DVI 컴포넌트를 포함한다. 원할 경우, 제1 DVI 컴포넌트에 의해 수신되는 멀티미디어 데이터는 암호화될 수 있다. 무선 전송기는 제1 DVI 컴포넌트로부터 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하며, 암호화된 멀티미디어 데이터를 무선 수신기에 무선으로 전송하며, 무선 수신기는 데이터를 제2 DVI 컴포넌트 에 전송한다. 그 후, 제2 DVI 컴포넌트는 멀티미디어 데이터를 제2 HDMI 컴포넌트에 전송한다.

또다른 관점에서는, 제1 디지털 통신 프로토콜에 따라 데이터를 처리하는 소스단 컴포넌트와, 제1 디지털 통신 프로토콜에 따라 또한 데이터를 처리하는 수신단 컴포넌트 간의 오디오 데이터 및 비디오 데이터를 포함하는 멀티미디어 데이터를 전송하기 위한 시스템은, 제2 통신 프로토콜에 따라 데이터를 처리하는 제1 컴포넌트를 포함한다. 제1 컴포넌트는 소스단 컴포넌트로부터 멀티미디어 데이터를 수신한다. 무선 전송기는 제1 컴포넌트로부터 멀티미디어 데이터를 수신하며 멀티미디어 데이터를 무선 수신기에 무선으로 전송한다. 또한, 제2 컴포넌트는 제2 통신 프로토콜에 따라 데이터를 처리하며 무선 수신기로부터 멀티미디어 데이터를 수신한다. 제2 컴포넌트는 멀티미디어 데이터를 수신단 컴포넌트에 전송한다.

다른 관점에서는, 디지털 멀티미디어 데이터의 통신을 행하기 위한 시스템은, 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하고 이를 암호해제하지 않고 암호화된 멀티미디어 데이터를 처리하기 위한 제1 DVI 수단과, 비디오 데이터와 비디오 데이터 내에 멀티플렉싱된 오디오 데이터를 포함하는 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하고 암호화된 멀티미디어 데이터를 무선으로 전송하기 위한 무선 전송 수단을 포함한다. 이 시스템은 또한 멀티미디어 데이터를 수신하는 무선 수신 수단을 포함한다. 제2 DVI 수단은 무선 수신 수단으로부터의 데이터를 처리하기 위해 제공된다.

또다른 관점에서는, 무선 링크 상에서 수신되는 오디오 데이터 및 비디오 데 이터를 포함하는 디지털 멀티미디어 데이터를 처리하기 위한 모듈은, 무선 수신기와 동일한 공간 내에 있는 무선 전송기로부터 암호화된 형태의 멀티미디어 데이터를 수신하도록 구성된 무선 라디오를 포함한다. DVI 컴포넌트는 무선 수신기로부터 암호화된 멀티미디어 데이터를 수신하고, 비디오 데이터 내에 멀티플렉싱된 오디오 데이터를 포함하는 멀티미디어 데이터를 암호화 또는 암호해제하지 않고 HDMI 컴포넌트로 전송하도록 구성된다.

다른 관점에서는, 이 시스템은 비디오 데이터 및 비디오 데이터로 멀티플렉싱된 오디오 데이터 중에서 디스플레이하기 위한 DVI 또는 HDMI 내에서 통상적으로 발견되지 않는 멀티플렉싱 제어 데이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 그 구조 및 동작 면에서 상세한 사항은 첨부된 도면을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 칭한다.

도 1은 본 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 2는 본 로직의 플로우차트이다.

우선, 도 1을 참조하면, 전반적으로 참조 부호 10으로 도시되며, 베이스밴드 멀티미디어 데이터, 특히 오디오를 갖는 고화질(HD) 디지털 비디오의 소스(12)를 포함하는 시스템이 도시되어 있다. 소스(12)는 랩탑 컴퓨터 또는 그 밖의 다른 멀티미디어 컴퓨터 또는 서버일 수 있다. 혹은, 소스(12)는 인공위성, 방송, 또는 케 이블 수신기일 수 있으며, 혹은 DVD 플레이어 또는 그 밖의 다른 멀티미디어 소스일 수 있다.

소스(12)는 라인들(14)을 통해 멀티플렉싱된 멀티미디어 데이터를 미디어 수신기(16)에 전송한다. 미디어 수신기(16)는 HDMI 전송기(18)를 포함할 수 있는 셋탑 박스일 수 있다. HDMI 전송기(18)는, 무엇보다도, HDCP를 이용하여 데이터를 암호화하고 멀티미디어 데이터에 대한 16×9 디스플레이 비율 등의 TV 해상도를 지원함으로써 멀티미디어 데이터를 처리하기 위해 HDMI 프로토콜을 채용한다.

본 기술 분야에서 알려진 HDMI 원리에 따르면, HDMI 전송기(18)는 케이블 또는 그 밖의 다른 유선(19)을 통해 HDCP-암호화된 멀티미디어 데이터를 DVI(Digital Visual Interface) 수신기(20)로 전송한다. 본 발명에 따르면, DVI 수신기(20)는 DVI 프로토콜을 이용하여 수신된 데이터를 처리한다. 처리의 일부로서 HDMI 전송기(18)는 비디오를 멀티플렉싱하고 비디오 데이터 스트림 내에 오디오를 멀티플렉싱한다. 이는, 비디오의 수직 블랭킹 인터벌(vertical blankinf interval; VBI)로 오디오를 멀티플렉싱함으로써 행해질 수 있으며, 혹은 클럭 신호의 트레일링 에지를 이용하거나 그 밖의 다른 수단을 이용함으로써 행해질 수 있다. DVI 수신기(20)는 데이터 스트림 내에 멀티플렉싱된 오디오를 통과시키는 동안 비디오를 디멀티플렉싱한다. 어떤 경우에도, DVI 수신기(20)는 그 스트림을 암호해제하거나 재암호화하지 않는다.

VBI 수신기(20)로부터의 암호화된 멀티미디어 데이터는, ASIC(application specific integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array) 등의 프 로세서(22)로 전송된다. 프로세서(22)는 전송 안테나(26)를 통해 무선 전송기(24)에 의해 무선 전송하기 위해 데이터를 처리한다. 프로세서(22)는 무엇보다도, 24 멀티플렉스 라인들(28)에 존재할 수도 있는 24 라인의 비디오 및 제어 신호를, QPSK 변조를 지원하는데에 필요할 수도 있는 두 개의 신호로 다시 멀티플렉싱할 수 있다. 디스플레이를 위한 추가적인 제어 신호도 또한 비디오 데이터 스트림 내에 멀티플렉싱될 수 있다. 또한, 본 기술 분야에서 알려진 무선 전송 원리에 따라 무선 전송에 적합한 에러 정정이 구현될 수 있다.

어느 경우에도, 암호화된 멀티미디어 데이터는 무선 링크(30)를 통해 수신기 안테나(32)에 무선으로 전송되며, 수신기 안테나(32)는 데이터를 무선 수신기(34)에 전송한다. 본 발명의 원리에 따르면, 링크(30)는, 링크 상의 신호가 실질적으로 룸의 외부에서는 수신될 수 없도록 충분히 높은 주파수를 전달한다. 또한, 멀티미디어는 링크(30) 상에서 압축되지 않은 형태로 전송되어서, 덜 바람직한 소정의 데이터 압축이 구현될지라도 컨텐트의 불법 복제가 본질적으로 가능하지 않게 매초마다 매우 많은 데이터가 전송되게 할 수 있다. 데이터는 또한 원할 경우 압축된 형태로 전송될 수도 있다. 전송기(24) 및 수신기(34)(이에 따른 링크(30))는 거의 60GHz의 고정(불변, 단일) 주파수, 보다 바람직하게는 59GHz-64GHz의 범위 내에서 동작하는 것이 바람직하며, 링크(30)는 바람직하게는 적어도 2Gbps의 고정된 데이터 레이트를 갖는다. DQPSK가 사용될 때, 데이터 레이트는 2.2Gbps일 수 있으며, 링크는 거의 2.5Gbps의 데이터 레이트를 가질 수 있다. 링크는 2.5GHz의 고정된 대역폭을 가질 수 있다.

이를 염두에 두면, 이제 무선 전송기(24)는 본 기술 분야에 공지된 원리에 따라 인코딩하기 위한 인코더를 포함하는 것이 바람직할 수 있음을 알 것이다. 인코딩된 데이터는 60GHz 변조기에 의해 약 60GHz로 변조되며 약 60GHz에서 링크(30)를 통해 전송하기 위해 업컨버터에 의해 업컨버팅된다. DQPSK, QPSK, BPSK 또는 8-PSK 등(이에 한정되는 것은 아님)의 전술한 넓은 채널 및 보다 간단한 변조 스킴을 이용하여, 높은 데이터 레이트를 가지지만 간단한 시스템이 달성될 수 있다. 예를 들면, DQPSK가 이용될 때, 심볼 레이트의 2배의 데이터 레이트가 달성될 수 있다. 8-PSK에 대해 3.3Gbps의 데이터 레이트가 달성될 수 있다.

또한, 무선 수신기(34)는 무선 전송기(24)에 대해 상보적인 회로, 즉, 다운컨버터, 60GHz 복조기, 및 디코더를 포함하는 것을 알 수 있다. 어떤 경우이든, 무선 수신기(34)로부터의 데이터는, DVI 전송기(38)에 의한 사용을 위해 적절하게 되도록 에러 정정, 및 재 멀티플렉싱을 위해 프로세서(36)로 전송된다. 프로세서(36)는 또한 필요할 수도 있는 비디오 데이터 내로부터 디스플레이하기 위한 임의의 제어 신호를 디멀티플렉싱할 수 있다. DVI 전송기(38)는 본 기술 분야에 공지된 DVI 원리에 따라 동작하여 절대 암호해제하는 일없이 암호화된 멀티미디어를 처리하며, 멀티미디어 데이터를 케이블 또는 그 밖의 유선(39)을 통해 HDMI 수신기(40)로 전송하는데, 이 HDMI 수신기(40)는 DVD 플레이어 또는 TV 또는 그 밖의 다른 플레이어 등의 미디어 플레이어(42)의 일부일 수 있다. HDMI 수신기(40)는 HDCP 원리에 따라 멀티미디어 데이터의 암호해제를 행하며 비디오 데이터로부터 오디오 데이터를 디멀티플렉싱한다. 그 후 멀티미디어 컨텐트는, CRT, LCD, 플라즈 마 디스플레이 패널(PDP), 또는 TFT, 또는 스크린을 갖는 프로젝터 등과 같은 디스플레이(44) 상에 디스플레이될 수 있다.

본 발명에 따르면, DVI 수신기(20), 프로세서(22), 및 무선 전송기(24)는 단일 칩 또는 개별적인 기판 상에 구비될 수 있다. 실제로, DVI 수신기(20), 프로세서(22), 및 무선 전송기(24)는 미디어 수신기(16) 내에 통합될 수 있다. 마찬가지로, 무선 수신기(34), 프로세서(36), 및 DVI 전송기(38)는 단일 칩 상에서 구현될 수 있으며, 원할 경우 미디어 플레이어(42) 내에 통합될 수 있다. 어떤 경우이든, 미디어 수신기(16) 및 미디어 플레이어(42)와 각 컴포넌트들은, 벽을 통과할 수 없는 바람직한 60GHz 무선 전송 주파수로 인해, 동일한 공간 내에 함께 위치되는 것이 바람직하다.

DVI 컴포넌트들은, 미디어 수신기(16)(예를 들면, 셋탑 박스)와 미디어 플레이어(42)(예를 들면, TV 또는 DVD 플레이어) 간의 통신 경로의 무선 부분에서 사용하기 때문에, 이 부분에 대해서는 암호화 키(또는 이에 수반하는 라이센스)를 필요로 하지 않는다. 또한, 멀티미디어는, 관련된 DVI 컴포넌트들(20, 38) 간에 설정된 무선 부분에서는 절대 암호해제되지 않기 때문에, 규제 문제는 거의 없다.

도 2는 전술한 동작을 플로우차트 형태로 도시한 도면이다. 블럭 46에서 시작되며, 여기서 베이스밴드 디지털 멀티미디어(오디오를 갖는 디지털 비디오)가 수신되며, 블럭 48에서 이는 비디오 및 오디오 양쪽에 대한 디지털 프로토콜, 예를 들면 HDMI로 캡슐화된다. 블럭 50에서, 예를 들어 본 기술 분야에 공지된 HDCP 원리를 이용하여 멀티미디어가 암호화된다. 블럭 52로 이동하여, 암호화된 멀티미디 어 데이터가 유선을 통해, 비디오만을 위한 DVI 등의 프로토콜을 이용하는 디지털 수신기로 전송된다. 블럭 54에서, 멀티미디어는, 예를 들어 비디오를 디멀티플렉싱하고 오디오가 비디오 내에 멀티플렉싱된 채로 둠으로써 처리된다. 멀티미디어는 이 시점에서 암호해제되지 않는다.

블럭 56으로 이동하면, 멀티미디어는, 바람직하게는 전송기(바람직하게는 60GHz로 전송할 수 있음)와 동일한 룸 또는 공간 내에 있는 플레이어로 무선으로 전송된다. 멀티미디어는 블럭 58에서 무선 라디오에 의해 수신 및 처리되며, 무선 라디오는 블럭 60에서 멀티미디어를, 비디오만을 위한 프로토콜을 이용하는 DVI 전송기 등의 전송기로 전송하여 비디오를 암호해제하지 않고 이를 다시 멀티플렉싱한다. 블럭 62에서는, 여전히 암호화된 형태의 비디오가 유선을 통해, 오디오 및 비디오 양쪽을 위한 프로토콜을 이용하는 HDMI 등의 수신기에 전송되며, 여기서 오디오는 비디오로부터 디멀티플렉싱되며 멀티미디어 데이터는 암호해제되는 것을 나타낸다. 멀티미디어 스트림은 출력 평행사변형(64)에 디스플레이된다.

본 명세서에 도시되고 상세히 기술된 특정한 무선 디지털 비디오 프리젠테이션 방법 및 시스템은 본 발명의 전술한 목적을 충분히 달성할 수 있지만, 본 발명의 범주가 당업자에게 명백하게 될 수 있는 그 밖의 다른 실시예를 완전하게 포함하며, 이는, 현재의 본 발명의 바람직한 실시예와 이에 따라 본 발명에 의해 광범위하게 고려되는 요지를 나타냄을 알 것이며, 본 발명의 범주가 첨부된 특허청구범위들 이외의 다른 것에 의해서는 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위들에서는 단수로 나타낸 구성 요소는 명시적으로 기술하지 않는 한 오직 하나만을 의미하는 것이 아니라 하나 이상을 의미한다. 본 발명에 의해 해결될 각각의 문제 및 모든 문제를 다룰 장치 및 방법이 필요한 것은 아니며 이에 대해서는 본 청구범위가 포함하고 있다. 또한, 본 개시물에서의 어떠한 구성요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계도, 구성요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계가 특허청구범위에서 명백하게 인용되는지에 관계없이 공개되어서는 않된다. 본 명세서의 특허청구범위 구성요소의 어떤 것도, 구성요소가 "수단"을 이용하여 명시적으로 인용되거나, 혹은 방법 특허청구범위의 경우 구성 요소가 "액트" 대신에 "단계"로서 인용되지 않는 한 35 USC §112, 제6 패러그래프의 규정 하에서 해석되어서는 않된다. 본 명세서에서의 결여된 표현 정의에 대해, 특허청구범위 용어들은 본 명세서 및 파일 히스토리와 모순되지 않는 모든 통상적이고 익숙한 의미로 주어진다.