KR100859866B1

KR100859866B1 - 디지털 방송신호의 전송효율을 향상시킬 수 있는오에프디엠송신기 및 그의 신호처리방법

Info

Publication number: KR100859866B1
Application number: KR1020020030394A
Authority: KR
Inventors: 박찬섭; 조경익; 김기보
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2008-09-24
Also published as: CN1463149A; CN1463152A; CN100397889C; KR20030092659A

Abstract

오에프디엠송신기는, 오에프디엠신호에 대해 전송상에서 발생하는 에러의 정정을 위해 코딩을 수행하는 FEC부와, 무효신호인 널신호를 발생시키는 널신호 발생부와, 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 널신호를 삽입하여 정렬시키는 프레임포맷부, 및 널신호가 삽입된 코딩된 오에프디엠신호를 역 퓨리에 변환하는 IDFT부를 갖는다. 또한, 널신호와 코딩된 오에프디엠신호에 대해 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 가지며, 프레임포맷부는 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 널신호를 삽입하여 정렬시키도록 멀티플렉서를 제어한다. 따라서, 주파수영역에서 기존의 아날로그 방송신호가 실리는 주파수에 아무런 정보를 가지고 있지 않은 널신호를 삽입하여 전송함으로써, 전송강도가 큰 아날로그 방송신호와 겹치는 오에프디엠 부반송파들이 크게 왜곡되는 것을 막을 수 있다.

널 신호, 프레임 포맷, 아날로그 방송신호, 디지털 방송신호, 부반송파

Description

디지털 방송신호의 전송효율을 향상시킬 수 있는 오에프디엠송신기 및 그의 신호처리방법{OFDM Transmitter capable of improving the efficiency transmittion of digital broadcasting signal and a method processing signal thereof}

도 1은 일반적으로 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역을 나타낸 도,

도 2는 종래의 ATSC 방식에서 아날로그 방송신호를 제거하기 위한 콤 필터의 구성도,

도 3은 도 2의 콤 필터에 의해 제거되는 아날로그 방송신호 대역에 대한 도,

도 4는 종래의 DVB-T 방식에서 부반송파와 아날로그 방송신호가 겹쳐 분포되는 것을 나타낸 도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오에프디엠 송신기의 개략적인 블록도, 그리고

도 6은 도 4의 오에프디엠 송신기에 의한 신호처리방법의 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : FEC 200 : 널신호발생부

300 : 프레임포맷부 400 : 멀티플렉서

500 : IDFT부 600 : GI삽입부

700 : 동기삽입부 800 : SRRC필터부

900 : RF부

본 발명은 오에프디엠(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)송신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아날로그 방송신호에 영향을 받지 않고 디지털 방송신호를 전송할 수 있는 오에프디엠 송신기에 관한 것이다.

일반적으로 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiple: 이하 'OFDM'이라 함) 기술은 디지탈 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting: DAB)과 디지탈 텔레비젼, 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN) 그리고 무선비동기전송모드(Wireless Asynchronous Transfer Mode: WATM) 등의 디지탈 전송 기술에 광범위하게 적용되어지고 있다. OFDM 방식은 전송하려는 데이터를 여러 개로 나누어 변조한 후 병렬로 전송하는 다중 반송파 기술이다. OFDM 방식은 종래의 FDM과 비슷하나 무엇보다도 부반송파간의 직교성을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 갖는다.

이와 같은 현재의 DTV 방송 주파수 영역은 디지털 방송신호의 주변으로 기존의 아날로그 방송신호들이 사용되고 있다. 만약, 아날로그 방송신호들 사이에 DTV 방송 신호가 위치하고 있을 때는 인접채널간섭(adjacent channel interference) 현상이 발생하고 아날로그 방송신호와 같은 주파수 영역 내에 사용될 때에는 동일채 널간섭(co-channel interference)현상이 발생한다. 도 1은 기존의 비디오, 칼라, 오디오신호인 아날로그 방송신호(V,C,A)들이 주파수 영역 내에 분포하는 대역을 도시한 것이다. 이러한, 아날로그 방송신호는 디지털 방송신호에 비해 전송강도가 크기 때문에 디지털 방송신호에 왜곡을 발생시키는 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 종래의 미국향과 같이 싱글 캐리어(single carrier)를 사용하는 ATSC 방식에서는 도 2에 도시된 바와 같이 , 소정시간 신호를 지연시키는 지연부(10)를 가지는 콤 필터(comb-filter)를 통해서 도 3과 같이 아날로그 방송신호를 디지털 방송신호에 대해 제거시킴으로써 신호 왜곡을 방지하였다.

또한, 유럽향과 같이 멀티 캐리어(multi-carrier)를 사용하는 DVB-T방식에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 부반송파가 분포된 주파수 대역에 비디오신호(V), 색신호(C), 및 오디오신호(A)가 부반송파와 겹쳐 분포되어 있다. 이와 같은 경우에는 FEC(Forward Error Correction)부(미도시)에 의해 에러 정정을 수행하여 아날로그 방송신호에 의해 손실된 부반송파에 포함된 데이터를 복원 할 수 있었다.

그러나, ATSC방식 시스템에서는 싱글 캐리어를 사용하기 때문에 콤 필터를 사용하여 아날로그 방송신호를 제거하는 방식이 많이 사용되고 있으나, DVB-T방식 시스템처럼 OFDM 변조 방식, 즉 멀티 캐리어를 사용하는 경우에는 아날로그 방송신호와 겹쳐지는 부반송파들은 신호에 심한 왜곡을 받게 된다.

또한, DVB-T방식 시스템에 콤 필터를 사용하여 아날로그 방송신호를 제거해도 동일한 주파수 영역의 부반송파 신호들 또한 같이 제거된다. 이 경우 해당하는 신호에 포함된 정보들은 대부분 상실되고 만다. DVB-T방식 시스템에서는 상실된 신호들을 인접하는 부반송파들로부터 복원한 데이터들을 기반으로 에러 정정을 통해서 복원해 낸다. 하지만, 에러 정정 알고리즘에 복원능력의 한계가 있기 때문에 일부 손실된 신호를 복원해 내지 못하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기존의 아날로그 방송신호에 의해 디지털 방송신호가 왜곡되는 것을 막을 수 있는 프레임 구조를 갖는 오에프디엠 송신기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 오에프디엠송신기는, 오에프디엠신호에 대해 전송중에 발생하는 에러의 정정을 위해 코딩을 수행하는 FEC부와, 무효신호인 널신호를 발생시키는 널신호 발생부와, 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 널신호를 삽입하여 정렬시키는 프레임포맷부, 및 널신호가 삽입된 코딩된 오에프디엠신호를 역 퓨리에 변환하는 IDFT부를 가지고 있다.

바람직하게는, 널신호와 상기 코딩된 오에프디엠신호에 대해 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 가지며, 프레임포맷부는 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 널신호를 삽입하여 정렬시키도록 멀티플렉서를 제어한다.

한편, 본 발명에 따른 오에프디엠송신기의 신호처리방법은, 오에프디엠신호에 대해 전송중에 발생하는 에러의 정정을 위해 코딩을 수행하는 단계; 무효신호인 널신호를 발생시키는 단계; 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 널신호를 삽입하여 정렬시키는 단계; 및 널신호가 삽입된 코딩된 오에프디엠신호를 역 퓨리에 변환하는 단계;를 가지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 주파수영역에서 기존의 아날로그 방송신호가 실리는 주파수에 아무런 정보를 가지고 있지 않은 널신호를 삽입하여 전송함으로써, 전송강도가 큰 아날로그 방송신호와 겹치는 오에프디엠 부반송파들이 크게 왜곡되는 것을 막을 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 오에프디엠 송신기의 바람직한 실시예를 도시한 블록도이다. 오에프디엠 송신기는 FEC(Forward Error Correction)(100), 널신호(Null Signal)발생부(200), 멀티플렉서(MUX)(300), 프레임포맷(Frame Format)부(400), IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)부(500), GI(Guard Interavl)삽입부(600), 동기삽입부(700), SRRC(Square root raised cosine)필터부(800), RF부(900) 등을 가지고 있다.

FEC부(100)는 전송할 오에프디엠신호에 대해 전송 상에 발생한 에러의 정정을 위한 코딩을 수행한다.

널신호 발생부(200)는 정보를 가지고 있지 않는 널신호(Null signal)를 생성한다.

멀티플렉서(MUX)(300)는 FEC부(100)로부터 입력되는 코딩된 오에프디엠 신호와, 널신호 발생부(200)로부터 입력되는 널신호(Null signal)를 선택적으로 출력한다.

프레임 포맷부(400)는 주파수 영역상에서 아날로그 방송신호가 분포하는 주파수에 널신호 발생부(200)에서 생성되는 널신호를 배열하도록 멀티플렉서(MUX)(300)의 출력을 제어한다.

IDFT부(500)는 프레임 포맷부(400)에 의해 디지털 방송신호인 오에프디엠 신호와, 아날로그 방송신호의 주파수에 배열된 널신호로 정렬된 신호를 역 이산 퓨리에 변환을 수행한다.

GI(Guard interval)삽입부(600)에서는 역 퓨리에 변환되어 시간영역에 정렬된 오에프디엠신호에 대해 소정의 단위로 보호구간(GI)를 삽입한다.

동기삽입부(700)는 GI삽입부(600)에서 보호구간(GI)이 삽입된 오에프디엠신호에 오에프디엠 수신기에서의 동기 및 채널 예측을 위한 동기정보를 삽입한다.

이후, SCCR필터부(800)는 오에프디엠 신호를 필터링하며, 필터링된 오에프디엠 신호는 RF부(900)에 의해 RF신호로 처리되어 채널로 전송된다.

이와 같이, 주파수영역에서 기존의 아날로그 방송신호가 실리는 주파수에 아무런 정보를 가지고 있지 않은 널신호를 삽입하여 전송함으로써, 전송강도가 큰 아날로그 방송신호와 겹치는 오에프디엠 부반송파들이 크게 왜곡되는 것을 막을 수 있다.

한편, 수신측에서는 이렇게 전송된 오에프디엠 신호를 수신하여 기존의 오에프디엠 수신기와 같은 신호처리 과정을 거쳐서 신호를 복원해 낸다. 단, 이산 퓨리에 변환후에 나타나는 부반송파들 중에서 이미 수신기가 알고 있는 아날로그 방송신호에 의해 왜곡된 부반송파들에 대해서는 신호를 복원 해내지 않고 무시한다. 이 를 위해서 수신기는 현재 사용되는 디지털 방송주파수에서 어느 부반송파들이 아날로그 방송주파수에 의해서 왜곡되어 있는지에 대한 정보를 사전에 알고 있어야 함은 물론이다. 즉, 여기서, 왜곡된 부반송파는 널신호가 삽입된 부반송파가 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오에프디엠 송신기의 신호처리방법에 대한 흐름도이다.

전송할 오에프디엠 신호에 대해 전송 상에 발생하는 에러의 정정을 위해 FEC(100)에서 코딩한다(S10).

프레임 포맷부(400)에서는 주파수 영역상에서 아날로그 방송신호가 분포하는 주파수 대역(도 2에 도시됨)에 널신호 생성부(200)에 의해 출력되는 널신호를 삽입하도록 멀티플렉서(300)를 제어하여 오에프디엠 신호를 정렬한다(S20).

프레임 포맷부(400)에 의해 정렬된 오에프디엠 신호는 IDFT부(500)를 통해서 역 퓨리에 변환된다(S30).

그 후, 역 퓨리에 변환된 오에프디엠 신호에 대해 보호구간(GI) 및 PN 시퀀스를 순차적으로 삽입하고(S40), SRRC필터부(800)에 의해 필터링된 오에프디엠 신호는 RF부(900)에 의해 RF신호처리되어 송신 채널로 전송된다(S50).

따라서, 기존에 아날로그와 디지털 방송신호가 공유하는 전송시스템에서 전송강도가 큰 아날로그 방송신호에 의해 아날로그 방송신호와 겹치는 오에프디엠 부반송파들이 크게 왜곡되는 것을 막을 수 있음으로써 오에프디엠 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 주파수영역에서 기존의 아날로그 방송신호가 실리는 주파수에 아무런 정보를 가지고 있지 않은 널신호를 삽입하여 전송함으로써, 전송강도가 큰 아날로그 방송신호와 겹치는 오에프디엠 부반송파들이 크게 왜곡되는 것을 막을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

아날로그 방송신호와 오에프디엠신호 형태의 디지털 방송신호가 분포하는 주파수대역에서 상기 오에프디엠신호에 대해 전송중에 발생하는 에러의 정정을 위해 코딩된 오에프디엠신호를 출력하는 FEC부;

무효신호인 널신호를 발생시키는 널신호 발생부;

상기 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 상기 널신호를 삽입하여 정렬시키는 프레임포맷부;

상기 널신호가 삽입된 상기 코딩된 오에프디엠신호를 역 퓨리에 변환하는 IDFT부; 및,

상기 역 퓨리에 변환된 오에프디엠신호를 RF신호처리하여 송신채널로 전송하는 RF부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 송신기.
제 1항에 있어서,

상기 널신호와 상기 코딩된 오에프디엠신호에 대해 선택적으로 출력하는 멀티플렉서;를 더 포함하며,

상기 프레임포맷부는 상기 아날로그 방송신호가 차지하는 상기 주파수대역에 상기 널신호를 삽입하여 정렬시키도록 상기 멀티플렉서를 제어하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠 송신기.
아날로그 방송신호와 오에프디엠신호 형태의 디지털 방송신호가 분포하는 주파수대역에서 상기 오에프디엠신호에 대해 전송중에 발생하는 에러의 정정을 위해 코딩된 오에프디엠신호를 출력하는 단계;

무효신호인 널신호를 발생시키는 단계;

상기 아날로그 방송신호가 차지하는 주파수대역에 상기 널신호를 삽입하여 정렬시키는 단계;

상기 널신호가 삽입된 상기 코딩된 오에프디엠신호를 역 퓨리에 변환하는 단계; 및,

상기 역 퓨리에 변환된 오에프디엠신호를 RF신호처리하여 송신채널로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오에프디엠송신기의 신호처리방법.