专利名称：发送超宽带信号的系统和方法
技术领域：
本发明的方面涉及一种为了接收有线电视(CATV)信号通过在住宅中设置的管道(pipeline)来发送超宽带信号的系统和方法。更具体地讲，本发明的方面涉及这样一种有线超宽带信号传输系统和有线超宽带信号传输方法，通过该系统和方法，可通过经由包括同轴线缆和分支器并且承载CATV广播信号的管道来发送单频带超宽带(UWB)信号来实现家庭网络。
背景技术：
随着对家庭网络的兴趣的增加以及家庭网络技术的发展，已经提出各种用于在住宅中实现有线/无线家庭网络的技术。
例如，美国公开的2005-0034159号申请公开了一种在基于同轴线缆的有线网络与基于无线局域网(LAN)的无线网络之间进行接口的方法来实现家庭视频网络，其中，LAN是电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准。
为了根据IEEE 802.11标准将无线LAN连接到住宅环境下的同轴线缆，在接入点和天线之间设置开关，接入点和天线是用于无线LAN以及同轴线缆的分支器的传输装置。通过开关的简单操作，无线LAN信号被无线发送到天线，或者无线LAN信号被直接发送到同轴线缆。在这种传统技术中，由于2.4GHz频带内的窄带和高输出信号被使用，所以通过同轴线缆的发送是可能的，并且每秒54兆位(Mbps)的最大速度被提供。
同样地，在传统技术中，无线LAN信号被发送到同轴线缆，而无需任何转换。然而，在IEEE 802.15.3a的讨论中，传统技术不能被直接应用到UWB信号的情况。
例如，需要100Mbps或更大的传输速度来实时发送多个高清晰运动画面。在这种情况下，即使UWB技术可被使用，无线UWB信号也不能直接发送到同轴线缆，参照图1至图3中显示的图表来解释上述原因。
图1是示出联邦通信委员会(FCC)定义的无线UWB信号的功率谱的例子的图表，并且3GHz至10GHz频带内的功率谱被定义为无线UWB信号的传输频带。图1显示对于一类服务的等效全向辐射功率(EIRP)的允许电平。图2是示出作为频率响应的同轴线缆的传输衰减的特性的图表。参照图2，30dB或更大的传输损耗发生在3GHz至10GHz的频带，(即无线UWB信号的频带)中具有10m长的同轴线缆中。假设对于无线UWB信号的传输损耗的范围是60dB，则很难通过使用具有20m长度的同轴线缆来传输无线UWB信号。
图3示出RF分支器的传输特性。在无线UWB信号的3GHz至10GHz的频带中，由于分支器的传输特性导致的损耗大于由于反射特性导致的损耗。因此可以看出，很难通过RF分支器来传输无线UWB信号。
在IEEE 802.15.3a讨论中的基于无线多频带(MB)正交频分复用(OFDM)方法的UWB信号被评价是与其它模拟和数字传输方法相比在例如CATV管道的多路径干扰频繁发生的环境中的传输能力优良。
对于住宅中的有线/无线多媒体电子设备中的家庭网络，甚至将基于接口无线MB-OFDM方法的UWB信号传输技术应用到有线CATV管道的更有效方法已经被请求。
发明内容
本发明的一方面提供一种将基于有线单频带正交频分复用的UWB信号发送到设置在住宅中承载CATV广播信号的管道的方法，该管道包括同轴线缆和分支器，以在住宅中的不同房间中以高速数据传输速度实现家庭网络。
根据本发明的一方面，有线超宽带(UWB)信号传输系统包括多个同轴线缆，设置在住宅中，用于发送CATV广播信号；多个分支器，分别连接到同轴线缆，以预定比率划分CATV广播信号；和多个有线UWB信号传输装置，分别连接到承载CATV广播信号的管道的端子，发送有线UWB信号，所述管道包括多个同轴线缆和多个分支器。
在有线超宽带信号传输系统中，有线UWB信号传输装置的每一个可包括有线/无线接口模块，连接到多个有线/无线多媒体电子设备，例如数字电视(DTV)、摄像机、数字相机、个人视频记录器(PVR)、机顶盒(STB)、硬盘、扬声器或个人计算机(PC)，这些设备位于住宅中的不同房间中，从而以信号格式，例如IEEE 1394、通用串行总线(USB)或者以太网传输的有线/无线多媒体信号可在其间传输；CATV/有线UWB信号耦合/分离模块，连接到承载CATV广播信号的管道，用于将有线UWB信号与CATV广播信号耦合，或者将有线UWB信号与CATV广播信号分离；有线UWB信号发送/接收模块，连接到CATV/有线UWB信号耦合/分离模块的一个端口，用于在预定频带发送/接收有线UWB信号；信号转换模块，位于有线UWB信号发送/接收模块和有线/无线接口模块之间，用于在有线UWB信号和有线/无线多媒体信号之间执行转换；和控制模块，控制有线/无线接口模块、CATV/有线UWB信号耦合/分离模块、有线UWB信号发送/接收模块以及信号转换模块的操作。
根据本发明的另一方面，一种有线超宽带信号传输方法包括发送来自有线/无线多媒体电子设备的有线/无线多媒体信号；将有线/无线多媒体信号转换为有线UWB信号；和在预定频带中发送/接收有线UWB信号。
将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。
通过下面结合附图进行的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将会变得更加清楚和更易于理解，其中图1是示出UWB信号的频谱的图表；图2是示出作为频率响应的同轴线缆的传输衰减的特性的图表；图3是示出RF分支器的传输特性的图表；图4是示出根据本发明实施例的有线超宽带信号传输系统的配置的示图；图5A示出CATV信号使用的频带；图5B示出直接序列(DS)UWB信号使用的频带；图5C示出多频带(MB)OFDM信号使用的频带；图5D比较地示出CATV信号和单频带OFDM信号使用的频带中的同轴线缆损耗；图6是示出根据本发明实施例的有线UWB信号传输装置的配置的框图；图7是示出根据本发明实施例的基于有线单频带正交频分复用的UWB信号的发送/接收模块的配置的框图；
图8是示出根据本发明另一实施例的有线UWB信号传输系统的配置的示图；和图9A和图9B是示出在图8中显示的有线UWB信号传输系统中的隔离模块的频率特性的图表。
具体实施例方式
现在，详细描述本发明的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本发明。
在这里参照用户界面、方法和计算机程序产品的流程图来描述本发明的实施例。将理解流程图的每一块和流程图中的块的组合可通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机的处理器或者其它可编程数据处理设备以产生机器，从而通过计算机的处理器或其它可编程数据处理设备来执行的指令实现在流程图块中指定的功能。
计算机程序指令可被存储在计算机可使用的存储器或计算机可读存储器中，这些指令可指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，从而存储在计算机可使用的或计算机可读存储器中的指令产生执行在流程图块中指定的功能的制造成果。
计算机程序指令可被加载在计算机或其它可编程数据处理设备上以产生在计算机或其它可编程设备上执行的一系列操作来产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的这些指令实现在流程图块中指定的功能。
流程图的每一块可表示模块、代码段或代码部分，其包括一个或多个实现特定逻辑功能或多个功能的可执行指令。在一些可替换实现中，块中表示的功能可按除了示出的顺序之外的顺序而产生。例如，根据其中的功能，顺序显示的两个块事实上可基本上同时执行，或者这些块可以以相反顺序执行。
图4是示出根据本发明实施例的有线超宽带(UWB)信号传输系统400的配置的示图。有线超宽带信号传输系统400包括同轴线缆401a，设置在住宅中的每个房间，以发送通过连接到同轴线缆401的接头403接收的有线电视(CATV)广播信号；分支器420和422，其每一个被连接到同轴线缆401a以按预定比率划分CATV广播信号；和多个有线UWB信号传输装置432、442和452，这些有线UWB信号传输装置的每一个被连接到承载CATV信号的管道，并且发送有线UWB信号，所述管道包括多个同轴线缆和多个分支器。
使用示例来解释有线超宽带信号传输系统400的操作。
该示例假设用户期望再现存储在位于起居室440的有线/无线硬盘444中的电影，随后观看位于卧室430的有线/无线高清晰电视434中的电影。
在这种情况下，存储在有线/无线硬盘444中的数据作为高速有线/无线多媒体信号被发送到第二有线UWB信号传输装置442。有线/无线多媒体信号可以按信号格式来发送，例如IEEE 1394、通用串行总线(USB)或以太网。
有线/无线多媒体信号被转换为基于有线单频带正交频分复用(SB-OFDM)的UWB信号，转换的信号顺序通过分支器420和422被发送，随后将通过同轴线缆401a被发送到第一有线UWB信号传输装置432。转换的基于有线单频带正交频分复用的UWB信号使用未用于CATV信号传输的频带通过同轴线缆401a被发送。第一有线UWB信号传输装置432将发送的SB-OFDMUWB信号逆转换为有线/无线多媒体信号格式，例如IEEE 1394、USB、或以太网，随后将转换的有线/无线多媒体信号发送到有线/无线高清晰电视434，从而用户能够观看电影。位于另一房间450中的有线UWB信号传输装置452可以与另一装置454，例如PC通信。
通过同轴线缆401发送的CATV广播信号通过接头403以及分支器420和422到达第一有线UWB信号传输装置432，并且第一有线UWB信号传输装置432将CATV广播信号发送到用于CATV广播信号接收的单独的机顶盒(未显示)。
图5A示出CATV信号使用的频带；图5B示出直接序列(DS)UWB信号使用的频带；图5C示出MB-OFDM信号使用的频带；图5D比较地示出在CATV信号和单频带OFDM信号使用的频带中的同轴线缆损耗。
如图5A所示，CATV信号在大约54MHz至862MHz的频带中传输。另一方面，如图5B所示，无线DS-UWB信号在大约3GHz至5GHz的频带中传输，如图5C所示，无线MB-OFDM信号使用跳频方法利用存在于大约3GHz至5GHz的频带内的多个信道传输。在无线DS-UWB信号的情况下，由于几千兆赫的宽频带被使用，所以无线DS-UWB信号不适合同轴线缆环境。因此，在本发明的实施例中，新的无线OFDM UWB信号传输方法将被应用到承载CATV信号的管道。
图5D中显示出根据本发明实施例的频谱。与无线MB-OFDM信号的一个信道的带宽相应的频带，例如大约0.9GHz至大约1.6GHz的频带可以被分配用于通过同轴线缆来发送有线UWB信号。和无线UWB信号不同，对于有线UWB信号不应执行动态跳频，因此，在图5D中，该频带被称为“单频带OFDM”。
在无线MB-OFDM传输方法的情况下，由于大约1.5GHz的频带被使用，所以无线MB-OFDM传输方法不能以与DS-UWB信号的情况相同的方式被直接应用到同轴线缆环境。因此，为了将UWB信号传输技术应用到承载CATV信号的管道，仅通过使用与一个信道相应的单频带，有线UWB信号就被发送到承载CATV信号的管道中，而无需执行动态跳频。
图6是示出根据本发明实施例的有线UWB信号传输装置600的配置的框图。有线UWB信号传输设备包括有线/无线接口模块630，连接到多个有线/无线多媒体电子设备，例如位于住宅中的DTV、摄像机、数字相机、PVR、STB、硬盘、扬声器或PC，从而以信号格式，例如IEEE1394、USB、或以太网发送的有线/无线多媒体信号可在其间传输；CATV/有线UWB信号耦合/分离模块650，连接到承载CATV信号的管道，以将有线UWB信号与CATV广播信号耦合，或者将有线UWB信号与CATV广播信号分离；有线UWB信号发送/接收模块620，连接到CATV/有线UWB信号耦合/分离模块650的一个端口，以发送/接收基于有线单频带正交频分复用的UWB信号；信号转换模块640，位于有线UWB信号发送/接收模块620和有线/无线接口模块630之间，以在有线UWB信号和有线/无线多媒体信号之间执行转换；和控制模块610，控制有线UWB信号发送/接收模块620、有线/无线接口模块630以及信号转换模块640的操作。
在此使用的术语“模块”是指但不限于软件或硬件部件，例如执行特定任务的场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。模块可有利地被配置在可寻址存储介质上，并且被配置以在一个或多个处理器上执行。因此，模块可以包括，例如软件部件、面向对象的软件部件、类部件和任务部件、进程、函数、属性、过程、子函数、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在部件和模块中提供的功能可被组合为较少的部件和模块或者还被分离为附加部件和模块。
将参照图7来详细描述包括在图6中显示的有线UWB信号传输装置600中的有线UWB信号发送/接收模块620。
图7中显示的UWB信号发送/接收模块620包括介质访问控制模块740，执行信号连接控制以将从图6中显示的信号转换模块640发送的信号发送到有线UWB信号传输装置432、442和452，如图4所示所述有线UWB信号传输装置432、442和452的每一个被连接到的承载CATV信号的管道；单频带OFDM模块730，被连接到介质访问控制模块740，并且产生基于单频带正交频分复用的信号；模拟前端模块720，将基于单频带OFDM的信号上变换为频带内的信号，在该频带中，基于SB-OFDM的信号可通过承载CATV信号的管道被发送；和控制管理器710，控制介质访问控制模块740、单频带OFDM模块730和模拟前端模块720的操作。
模拟前端模块720将发送的基于SB-OFDM的UWB信号上变换为频带内的信号，例如0.9GHz至1.6GHz的频带内的信号，在所述频带中，发送的基于SB-OFDM的UWB信号可通过承载CATV信号的管道被发送。
图8是示出根据本发明的另一实施例的有线UWB信号传输系统的配置的示图。根据本发明实施例，住宅810、820和830分别设置有分支器812和814、822和824、以及832和834，以及有线UWB信号传输装置816、826和836。CATV信号分别通过连接到同轴线缆801的接头803a、803c和803b被发送到住宅810、820和830的每一个。
图8中显示的有线UWB信号传输系统和图4中显示的有线UWB信号传输系统彼此不同在于，隔离模块805a、805b和805c被分别插入接头803a、803b和803c以及分支器812、822和832之间。
隔离模块805a、805b和805c的每一个用作通过反射下变换的UWB信号来防止属于一个住宅的UWB信号被发送到外部网络。因此，隔离模块805a、805b和805c的每一个具有滤波特性，在其中根据现有频带UWB信号被有选择地发送或选择地反射。
图9A和9B是示出在图8中显示的有线UWB信号传输系统中隔离模块805a、805b和805c的频率特性的图表。例如，当从UWB信号转换的信号存在于等于或大于0.8GHz的频带中时，隔离模块805a、805b和805c的每一个具有频率特性，在从住宅发送到外部网络的信号中，如图9A所示，具有频率等于或大于大约0.9GHz的信号被反射，如图9B所示，具有频率等于或大于大约0.9GHz的信号没有被发送。另一方面，隔离模块805a、805b和805c可以制造信号，这些信号相应于每一次反射的频率将被发送到外部网络。另外，隔离模块805a、805b和805c可用作通过增加反射的UWB信号的强度来提高住宅中在不同房间之间发送的信号的信噪比。
根据以上描述的本发明，在住宅中的房间中的每一个中，用户能够通过承载CATV信号的管道来观看CATV，并且同时，在位于不同房间中的有线/无线多媒体电子设备中的家庭网络可被实现。
尽管已经显示和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物定义其范围的本发明的精神和范围的情况下，可以在此实施例中做出改变。
权利要求
1.一种有线超宽带(UWB)信号传输系统，包括管道，包括多个同轴线缆，设置在住宅中的不同房间中，并且发送有线电视(CATV)广播信号；和多个分支器，分别连接到同轴线缆，并且按预定比率划分CATV广播信号；和多个有线UWB信号传输装置，分别连接到承载CATV广播信号的管道的端子，并且发送有线UWB信号。
2.如权利要求1所述的有线超宽带信号传输系统，其中，有线UWB信号传输装置的每一个包括有线/无线接口模块，连接到多个位于住宅中的各个房间中的有线/无线多媒体电子设备，从而有线/无线多媒体信号在其间可传输；CATV/有线UWB信号耦合/分离模块，连接到承载CATV广播信号的管道，并且将有线UWB信号与CATV广播信号耦合，或者将有线UWB信号与CATV广播信号分离；有线UWB信号发送/接收模块，连接到CATV/有线UWB信号耦合/分离模块的一端，并且发送/接收有线UWB信号；信号转换模块，连接到有线UWB信号发送/接收模块和有线/无线接口模块之间，并且在有线UWB信号和有线/无线多媒体信号之间执行转换；和控制模块，控制有线/无线接口模块、CATV/有线UWB信号耦合/分离模块、有线UWB信号发送/接收模块以及信号转换模块的操作。
3.如权利要求1所述的有线超宽带信号传输系统，其中，有线UWB信号传输装置的每一个以基于单频带正交频分复用的UWB信号的格式来将有线UWB信号发送到承载CATV广播信号的管道。
4.如权利要求3所述的有线超宽带信号传输系统，其中，有线UWB信号传输装置的每一个在预定频带发送/接收有线UWB信号。
5.如权利要求4所述的有线超宽带信号传输系统，其中，预定频带包括没有被CATV广播信号使用的管道的频带的一部分。
6.如权利要求5所述的有线超宽带信号传输系统，其中，预定频带包括大于或等于900MHz的频率。
7.如权利要求3所述的有线超宽带信号传输系统，还包括隔离模块，根据频带有选择地发送已发送到承载CATV广播信号的管道的有线UWB信号。
8.如权利要求7所述的有线超宽带信号传输系统，其中，隔离模块根据频带来有选择地反射有线UWB信号。
9.一种传输有线超宽带信号的方法，该方法包括发送来自有线/无线多媒体电子设备的有线/无线多媒体信号；将有线/无线多媒体信号转换为有线UWB信号；和在预定频带发送/接收有线UWB信号。
10.如权利要求9所述的有线超宽带信号传输方法，其中，有线UWB信号的格式为是基于单频带正交频分复用的UWB信号。
11.如权利要求9所述的有线超宽带信号传输方法，其中，预定频带包括CATV广播信号没有使用的承载CATV广播信号的管道的频带的一部分。
12.如权利要求11所述的有线超宽带信号传输方法，其中，预定频带包括大于或等于900MHz的频率。
13.一种网络，包括同轴管道，适用于传输RF信号；第一接口模块，连接在第一多媒体装置和管道的第一端口之间，所述第一接口模块将多媒体信号转换为基于单频带正交频分复用(SB-OFDM)的超宽带(UWB)信号，并通过同轴管道发送该基于SB-OFDM的UWB信号；和第二接口模块，连接在第二多媒体装置和所述管道的第二端口之间，所述第二接口模块将基于SB-OFDM的UWB信号重新转换为多媒体信号，并且将重新转换的多媒体信号发送到第二多媒体装置。
14.如权利要求13所述的网络，还包括信号分支器，用于将有线TV(CATV)信号耦合到同轴管道。
15.如权利要求14所述的网络，其中，基于SB-OFDM的UWB信号的频带大于CATV信号的频带。
16.如权利要求15所述的网络，还包括第二信号分支器，将CATV信号源与同轴管道连接；和隔离模块，将基于SB-OFDM的UWB信号与CATV信号的源隔离。
17.如权利要求16所述的网络，其中隔离模块将来自源的CATV信号发送到管道，并且防止基于SB-OFDM的UWB信号从管道发送到CATV信号源。
18.如权利要求13所述的网络，其中，多媒体信号是IEEE1394信号、USB信号或者以太网信号。
19.如权利要求13所述的网络，其中，第一接口模块和第二接口模块位于住宅的不同房间中。
20.如权利要求15所述的网络，其中，基于SB-OFDM的UWB信号的频率在0.9GHz至1.6GHz的频带中。
21.如权利要求15所述的网络，其中，基于SB-OFDM的UWB信号和CATV信号通过同轴管道被同时发送。
22.一种用于通过包括通过同时承载有线TV(CATV)信号的同轴管道的网络在第一多媒体装置和第二多媒体装置之间通信的系统，该系统包括信号发送模块，将由第一多媒体装置输出的多媒体信号转换为基于单频带正交频分复用(SB-OFDM)的超宽带(UWB)信号；和耦合模块，将基于SB-OFDM的UWB信号耦合到承载CATV信号的同轴管道，以将基于SB-OFDM的UWB信号发送到第二多媒体装置。
23.如权利要求22所述的系统，其中，基于SB-OFDM的UWB信号被包括在高于CATV信号的频带的频带中。
24.一种用于通过包括同时传送CATV信号的同轴管道的网络在第一多媒体装置和第二多媒体装置之间通信的系统，所述系统包括耦合模块，将基于单频带正交频分复用(SB-OFDM)的超宽带(UWB)信号耦合到同轴管道，所述基于SB-OFDM的UWB信号与由第一多媒体装置输出的多媒体信号相应；和信号接收模块，将基于SB-OFDM的UWB信号转换为由第一多媒体装置输出的多媒体信号，并且将该转换的多媒体信号输出到第二多媒体装置。
25.如权利要求24所述的系统，其中，基于SB-OFDM的UWB信号被包括在高于CATV信号的频带的频带中。
全文摘要
一种通过承载有线电视(CATV)广播信号的管道来发送超宽带(UWB)信号的有线超宽带信号传输装置以及有线超宽带信号发送方法。该管道包括多个同轴线缆，通过多个按预定比率划分CATV广播信号的多个分支器而连接。分别连接到管道的多个有线UWB信号传输装置通过管道来发送基于有线单频带正交频分复用(SB－OFDM)的UWB信号，并且从基于SB－OFDM的信号中恢复多媒体信号。
文档编号H04B1/713GK1867060SQ20061008255
公开日2006年11月22日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年5月19日
发明者朴根株, 金贤镇, 徐荣光, 吕永培 申请人:三星电子株式会社