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KR100897158B1 - 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법 - Google Patents

다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법 Download PDF

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KR100897158B1
KR100897158B1 KR1020070124227A KR20070124227A KR100897158B1 KR 100897158 B1 KR100897158 B1 KR 100897158B1 KR 1020070124227 A KR1020070124227 A KR 1020070124227A KR 20070124227 A KR20070124227 A KR 20070124227A KR 100897158 B1 KR100897158 B1 KR 100897158B1
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김양수
구한승
김도욱
송윤정
이수인
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법에 관한 것으로, 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분리하고 분리한 신호 각각을 튜닝하고 결합하여 출력하는 광대역 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너; 상기 광대역 RF 튜너가 출력하는 튜닝된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 변환기에서 디지털 변환한 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 채널라이져(Channelizer); 및, 상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 다수의 복조기를 포함한다.
Figure R1020070124227
케이블 모뎀, 채널 본딩, ADC, RF 튜너

Description

다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법{MULTI-CHANNEL TUNING RECEIVER APPARATUS AND MULTI-CHANNEL TUNING METHOD THEREOF}
본 발명은 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법에 관한 것으로, 특히 다수개의 독립된 채널을 수신하여 하나의 중심 중간 주파수를 기준으로 각각의 수신 채널 신호의 채널대역폭만큼 이격하여 하나의 신호로 결합하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-019-02, 과제명: 하향 1Gbps 디지털 케이블 송수신 시스템 개발].
기존 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS : Data Over Cable Service Interface Specifications) 2.0까지의 케이블 모뎀은 광동축 혼합망(HFC : Hybrid Fiber Coax)으로부터 54 ~ 864MHz 대역 신호를 입력 받아 RF튜너를 사용해 IF대역 (주로 44MHz)으로 낮춘 후, 튜닝 된 6MHz 대역 신호에 대해 디지털 복조 기능을 수행한다. 그러나, DOCSIS 3.0부터는 4개 이상의 채널 본딩된 신호를 물리계 층(PHY : physical layer protocol)이 동시에 입력 받아 디지털 신호 처리한 후 MAC 모듈에 넘겨 줘야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 단일 채널을 수신하는 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 1을 참조하면 종래의 단일 채널 수신 장치는 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너(102), 아날로그 디지털 변환기(AD Converter)(104), 복조기(Demodulator)(106)를 포함하여 구성한다.
종래의 단일 채널 수신 장치의 RF 튜너(102)는 RF 신호를 수신하여 튜닝하여 출력하고, 아날로그 디지털 변환기(104)는 RF 튜너(102)로부터 튜닝한 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하여 출력하고, 복조기106)는 아날로그 디지털 변환기(104)로부터 아날로그 변환된 튜닝 신호를 수신하여 복조한다.
상기 도 1의 수신 장치는 단일 채널만을 처리할 수 있다 때문에 다중 채널을 수신하기 위해서는 상기 도 1과 같은 수신 장치를 병렬로 연결하여서 사용해야 한다.
때문에, 단일 채널 수신 장치를 병렬로 연결해서 사용하는 경우 채널별로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하게 되므로 다중채널을 수신하기 위해서는 복수개의 아날로그 디지털 변환기를 사용해야 하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 다수 개의 독립된 채널을 수신하여 하나의 중심 중간 주파수를 기준으로 각각의 수신 채널 신호의 채널대역폭만큼 이격하여 하나의 신호로 결합하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 수신하는 다중 채널을 하나의 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 디지털 변환하도록 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 무선 주파수 튜너를 구비한 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 수신하는 다중 채널을 하나의 신호로 결합하여 하나의 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 디지털 변환하도록 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 채널 튜닝 수신 장치는, 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분리하고 분리한 신호 각각을 튜닝하고 결합하여 출력하는 광대역 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너; 상기 광대역 RF 튜너가 출력하는 튜닝된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 변환기에서 디지털 변환한 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 채널라이져(Channelizer); 및, 상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 다수의 복조기를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법은, 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분배하는 단계; 상기 분배한 신호 각각을 튜닝하는 단계; 상기 튜닝한 신호들을 하나의 신호로 결합하는 단계; 상기 결합한 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 변환된 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 단계; 및, 상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 단계를 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하 게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분리하고 분리한 신호 각각을 튜닝하고 결합하여 출력하는 광대역 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너; 상기 광대역 RF 튜너가 출력하는 튜닝된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 변환기에서 디지털 변환한 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 채널라이져(Channelizer); 및, 상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 다수의 복조기를 포함하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법에 관한 것으로, 하나의 아날로그 디지털 변환기로 디지털 변환이 가능한 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 다수개의 무선 주파수 튜너를 구비한 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 다수개의 독립된 채널을 수신하여 하나의 중심 중간 주파수를 기준으로 각각의 수신 채널 신호의 채널대역폭만큼 이격하여 하나의 신호로 결합함으로써 하나의 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 디지털 변환하도록 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치 및 그 다중 채널 튜닝 방법에 관한 것으로, 아래에서 도 2를 참조하여 본 발명의 장치를 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 다중 채널 튜닝 수신 장치는 광대역 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너(202), 아날로그/디지털 변환기(AD Converter)(204), 채널라이져(Channelizer)(206) 및, 4개의 복조기(Demodulator)(208, 210, 212, 214)를 포함하여 구성한다.
광대역 RF 튜너(202)는 다수의 채널이 본딩된 광대역 신호를 수신하여 포함하는 다수의 RF 튜너들을 이용하여 본딩된 채널들을 분리하여 각각 튜닝하고, 중심 주파수를 기준으로 각각의 수신 채널 신호의 채널대역폭만큼 이격하여 하나의 신호로 결합하여 출력한다. 상기 광대역 RF 튜너(202)의 보다 상세한 설명은 이후 도 3을 참조하여 후술한다.
아날로그/디지털 변환기(204)는 광대역 RF 튜너(202)가 출력하는 튜닝된 신호를 디지털 신호로 변환하고, 채널라이져(206)는 디지털 변환된 튜닝된 신호 대역으로부터 본딩된 채널만을 선택하여 각각의 복조기(208, 210, 212, 214)로 출력하고, 복조기(208, 210, 212, 214)는 채널라이져(206)로부터 제공받는 본딩 채널별로 튜닝된 신호를 복조한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 광대역 무선 주파수 튜너의 세부 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 3을 참조하 면, 본 발명의 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 광대역 무선 주파수 튜너(202)는 신호 분배부(310), 다수의 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)를 포함하는 다중 채널 튜너부(320) 및, 채널 결합부(330)를 포함하여 구성한다.
신호 분배부(310)는 입력받는 광대역 신호를 본딩된 채널 수만큼의 신호로 나누어 다중 채널 튜너부(320)의 각각의 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)에 제공한다. 상기 신호 분배부(310)의 세부 구성은 도 4를 참조하여 후술한다.
다중 채널 튜너부(320)는 다수의 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)를 포함하며 신호 분배부(310)로부터 수신하는 본딩 채널별 신호를 수신하여 각각을 튜닝하여 중간 주파수 대역의 신호로 출력한다. 이때 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328) 각각의 출력 주파수는 중심주파수를 기준으로 채널 대역폭만큼 이격하여 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)의 출력 주파수들이 서로 겹치지 않게 출력한다.
채널 결합부(330)는 다중 채널 튜너부(320)로부터 튜닝한 다수의 중간 주파수대역의 채널 신호를 수신하면 중심주파수를 기준으로 채널을 합성하여 복수개의 채널이 합성된 하나의 출력 신호를 생성하여 출력한다. 상기 채널 결합부(330)의 세부 구성은 도 5를 참조하여 후술한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광대역 무선 주파수 튜너에서 신호 분배부의 세부 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 신호 분배부(310)는 가변증폭기(412)와 분배기(414)를 포함하여 구성한다.
분배기(312)는 수신하는 신호를 본딩된 채널수만큼의 분배비로 나누어 출력 한다 이때 분배비는 본딩된 채널 수이며 이는 다중 채널 튜너부(320)에 포함된 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)의 개수와 같다.
가변증폭기(412)는 분배비에 따라 출력되는 분배기(312)의 출력신호의 크기를 보정하기 위해 수신하는 광대역 신호를 증폭하여 분배기(312)로 제공한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광대역 무선 주파수 튜너에서 채널 결합부의 세부 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 채널 결합부(330)는 결합기(532)와 가변증폭기(534)를 포함하여 구성한다.
결합기(532)는 다중 채널 튜너부(320)로부터 수신하는 신호를 하나의 신호로 결합한다. 이때 결합기(532)에서 결합하는 신호의 수는 이는 다중 채널 튜너부(320)에 포함된 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)의 개수와 같으며 이는 수신한 광대역 신호에 본딩된 채널수이다.
가변증폭기(534)는 결합기(532)의 결합 비율에 따라 달라지는 신호의 크기를 증폭하거나 감쇄시켜 기설정한 적정수준의 신호크기로 조정하여 출력한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치의 처리에 따라 변경되는 신호를 도시한 도면이다. 상기 도 6을 참조하면, (a)는 광대역 RF 튜너(202)가 수신하는 광대역 신호이고, (b)는 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328) 각각을 통해 튜닝된 각 채널별 신호이고, (c)는 채널 결합부(330)를 통해 결합되어 아날로그 디지털 변환기(204)로 입력되는 신호이다.
상기 도 6의 예를 살펴보면, 본 발명의 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 4개의 채널(601, 602, 603, 604)이 본딩된 100MHz~867MHz의 크기의 광대역 신호를 수신하면 본딩된 채널 각각을 나누어 수신하는 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328)는 이를 튜닝하여 각각 6MHz의 크기를 가지는 중간 주파수 대역의 채널 신호인 (b)를 출력하고, 채널 결합부(330)는 RF 튜닝부(322, 324, 326, 328) 각각의 출력인 (b)를 모두 결합하여 중심 주파수를 기준으로 24MHz 대역을 가진 신호인 (c)를 생성하여 아날로그 디지털 변환기(204)로 출력한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 다중 채널을 수신하여 튜닝하는 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 다중 채널을 수신하여 튜닝하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면 본 발명의 다중 채널 튜닝 수신 장치는 700단계에서 다수의 채널이 본딩된 광대역 신호를 수신하면, 702단계로 진행하여 광대역 신호를 본딩 채널 수만큼의 신호로 분배하고, 704단계로 진행하여 분배한 신호 각각을 기설정한 채널 대역폭을 가진 중간 주파수 대역의 신호로 튜닝한다. 이때 튜닝하는 신호는 중심주파수를 기준으로 채널 대역폭만큼 이격하여 분배하여 튜닝한 신호들이 서로 겹치지 않게 설정한다.
이후, 다중 채널 튜닝 수신 장치는 706단계로 진행하여 튜닝한 중간 주파수 대역 신호들을 하나로 결합하고, 708단계로 진행하여 결합한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 710단계로 진행하여 디지털 변환된 신호에서 본딩된 채널만을 선택하여 추출하고, 712단계로 진행하여 추출한 본딩된 채널별로 각각 복조한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 단일 채널을 수신하는 수신 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 광대역 무선 주파수 튜너의 세부 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광대역 무선 주파수 튜너에서 신호 분배부의 세부 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광대역 무선 주파수 튜너에서 채널 결합부의 세부 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치의 처리에 따라 변경되는 신호를 도시한 도면 및,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 채널 튜닝 수신 장치에서 다중 채널을 수신하여 튜닝하는 과정을 도시한 흐름도이다.

Claims (13)

  1. 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분리하고 분리한 신호 각각을 튜닝하고 결합하여 출력하는 광대역 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너;
    상기 튜닝된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 디지털 변환된 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 채널라이져(Channelizer); 및
    상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 다수의 복조기를 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광대역 RF 튜너는,
    상기 광대역 신호를 수신하여 본딩된 채널 수만큼의 신호로 분리하고 분리한 신호 각각을 튜닝하고 중심 주파수를 기준으로 채널대역폭만큼 이격하여 각각이 신호들이 서로 겹치지 않도록하여 결합하여 출력함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광대역 RF 튜너는,
    상기 광대역 신호를 다수의 신호로 분배하는 신호 분배부;
    상기 분배된 신호 각각을 튜닝하는 다수의 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 튜너부; 및,
    상기 튜닝된 신호를 하나의 신호로 결합하는 채널 결합부를 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 신호 분배부는,
    상기 광대역 신호를 본딩된 채널 수만큼의 신호로 분배함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 RF 튜너부의 개수는,
    상기 광대역 신호에 본딩된 채널 수만큼임을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 RF 튜너부는,
    상기 RF 튜너부들의 출력 신호들을 중심 주파수를 기준으로 채널대역폭만큼 이격하여 상기 출력 신호들을 결합시에 각각이 신호들이 서로 겹치지 않게 튜닝하도록 기설정함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 신호 분배부는,
    상기 광대역 신호를 수신하면 분배하기 전에 상기 광대역 신호를 증폭하는 가변증폭기; 및
    상기 증폭된 광대역 신호를 본딩된 채널 수만큼의 신호로 나누어 출력하는 분배기를 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 채널 결합부는,
    상기 RF 튜너부들로부터 수신하는 신호들을 하나의 신호로 결합하는 결합기; 및
    상기 결합기의 결합에 따라 변동되는 신호의 크기를 증폭하거나 감쇄시켜 기설정한 적정수준의 신호크기로 조정하는 가변증폭기를 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치.
  9. 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분배하는 단계;
    상기 분배한 신호 각각을 튜닝하는 단계;
    상기 튜닝한 신호들을 하나의 신호로 결합하는 단계;
    상기 결합한 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
    상기 디지털 변환된 신호에서 본딩된 채널만을 추출하는 단계; 및
    상기 본딩된 채널 각각을 복조하는 단계를 포함하는 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분배하는 단계는,
    상기 광대역 신호를 본딩된 채널 수만큼의 신호로 분배함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 분배한 신호 각각을 튜닝하는 단계는,
    상기 튜닝한 신호들이 중심 주파수를 기준으로 채널대역폭만큼 이격하여 상기 튜닝한 신호들을 결합시에 각각이 신호들이 서로 겹치지 않게 튜닝하도록 기설정함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 광대역 신호를 수신하여 다수의 신호로 분배하는 단계 전에,
    상기 광대역 신호를 분배하는 비율을 고려하여 증폭하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 튜닝한 신호들을 하나의 신호로 결합하는 단계 후에,
    결합으로 인해 변동되는 신호의 크기를 증폭하거나 감쇄시켜 기설정한 적정수준의 신호크기로 조정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 다중 채널 튜닝 수신 장치의 다중 채널 튜닝 방법.
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