KR100889561B1 - 제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법 - Google Patents

제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 시간 내에서 제로가 되는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 발생시켜 워터마킹함으로써, 송신기를 식별할 수 있는 제로상관구간 또는 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털 방송 신호 송신 장치 및 수신 장치와, 이의 송신 방법 및 수신 방법에 관한 것으로, 송신기를 식별하기 위한 코드를 워터마킹하여 전송하는 디지털 방송 신호 송신장치에 있어서, 일정시간구간 동안 연속적인 제로상관구간을 갖고 디지털 방송 데이터 필드에 절단오류없이 삽입될 수 있는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 생성하는 확산코드 생성수단; 수신기에서 상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식할 수 있도록 변조된 방송 신호에 상기 확산코드 생성수단에 의해 생성된 ZCD 코드 및 LCD코드를 워터마킹하는 워터마킹수단; 및 상기 워터마킹된 방송 데이터를 방송 신호로 송출하는 방송신호 송출수단을 포함한다.
TxID, ZCD, 코드, LCD, 제로, 상관, 워터마킹, 디지털, 방송, 송신기, 식별

Description

제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털 방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신 방법{Digital Broadcasting Transmission using ZCD and LCD Code based Water making}
도 1 은 본 발명에 따른 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털 방송 시스템의 블록 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 송신기 식별(TxID)을 설명하기 위한 도면,
도 3 은 ZCD 혹은 LCD 16칩을 이용하여 자기 상관 특성의 도출 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4 는 N=64896칩을 가지는 송신기 식별(TxID)용 ZCD 코드 및 LCD 코드의 자기 상관 특성을 설명하기 위한 도면,
도 5 는 N=64896칩을 가지는 송신기 식별(TxID)용 ZCD 코드 및 LCD 코드의 상호 상관 특성을 설명하기 위한 도면,
도 6 은 일반적인 카사미 시퀀스(Kasami sequence)를 이용한 워터 마킹을 설명하기 위한 도면,
도 7 은 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용하여 각 주기별로 위상을 반전하면서 워터 마킹하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8 은 종래의 워터 마킹용 카사미 코드와 본 발명에서 사용되는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용하는 TxID 성능 비교를 위해 예로 제시한 셀 구조도,
도 9 는 카사미 코드와 ZCD코드 및 LCD코드를 이용한 TxID의 성능 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 제로상관구간 또는 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털 방송 신호 송신장치 및 수신 장치와, 이의 송신 방법 및 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정 시간 내에서 제로가 되는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 발생시켜 워터마킹함으로써, 송신기를 식별할 수 있는 제로상관구간 또는 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털 방송 신호 송신장치 및 수신장치와, 이의 송신 방법 및 수신 방법에 관한 것이다.
최근 발전하고 있는 디지털 방송 기술은 영상, 음성, 음향, 문자, 그래픽 등의 다양한 정보 형태를 제공하며, TV 수상기, 컴퓨터 모니터, PDA와 같은 다양한 매체를 통해 고품질 서비스를 제공할 수 있는 획기적인 기술이다. 즉, 상기 디지털 방송 시스템은 주파수 사용의 효율성을 높이고 디지털 방송을 이동 및 실내 다중 경로 환경에서도 수신이 가능하도록 단일 주파수망(Single Frequence Network)을 사용한다. 하지만, 디지털 방송 시스템은 인근 송신기들의 신호에 의해 간섭을 받는 단점이 있다.
이런 디지털 방송 시스템의 문제를 해결하기 위한 방안 중의 하나로 송신기 식별(TxID: Trnasmitter Identification) 기술이 대두 되고 있다.
송신기 식별(TxID) 기술은 분산 전송이 고려되는 각 송신기의 전송 데이터 스트림에 각 송신기별 의사잡음시퀀스(PN; Pseudo Noise Sequence)를 낮은 진폭값의 형태로 만들어 워터마킹한 후, 수신단에서는 상관기를 이용하여 자기상관(Auto-correlation) 조작을 통해 송신단의 확산 코드를 복원하고, 그 복원된 ZCD(Zero Correlation Duration) 코드 및 LCD(Low Correlation Duration) 코드를 이용하여 송신기를 판별한다. 송신기 식별(TxID) 기술을 위한 워터마킹 기술은 확산코드들에 의해서만 구현가능하며, 그 성능은 이용되는 확산코드들의 상관특성에 절대적으로 의존하게 된다.
종래 제시된 워터마킹용 PN코드는 시프트 레지스터를 토대로 발생시킨 M 시퀀스를 이용하여 생성한 카사미 코드(Kasami code)나 골드 코드(Gold code)를 사용한다. 이 두 확산코드는 모두 상호 상관의 특성은 다소 양호하지만, 완벽한 제로 상호상관특성(직교특성)을 가지지는 못한다.
특히 디지털 방송 전송 데이터에 끝부분이 절단된(truncated) 상태의 PN코드를 적용하는 종래의 제안 방법으로는 코드간 칩 동기가 조금이라도 어긋난 환경(예를 들면, 셀내 역방향 링크에서의 다중접속환경이나 셀내 순방향 링크의 멀티경로환경에서의 지연파 성분 등이 존재하는 실제 무선채널 환경)에서는 직교 특성의 붕 괴가 심하여 시스템상에서 심각한 판단 오류(Detection error)를 야기할 수 있다. 또한 기존의 워터마킹에 사용되는 PN 코드는 긴 주기를 가짐으로써, 수신단에서 상관 특성을 도출하는데 긴 시간이 소요된다는 문제점을 안고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일정 시간 내에서 제로가 되는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 발생시켜 워터마킹함으로써, 송신기를 식별할 수 있는 제로상관구간 또는 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털 방송 신호 송신장치 및 수신장치와, 이의 송신 방법 및 수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 송신장치는, 송신기를 식별하기 위한 코드를 워터마킹하여 전송하는 디지털 방송 신호 송신장치에 있어서, 일정시간구간 동안 연속적인 제로상관구간을 갖고 디지털 방송 데이터 필드에 절단오류없이 삽입될 수 있는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 생성하는 확산코드 생성수단; 수신기에서 상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식할 수 있도록 변조된 방송 신호에 상기 확산코드 생성수단에 의해 생성된 ZCD 코드 및 LCD코드를 워터마킹하는 워터마킹수단; 및 상기 워터마킹된 방송 데이터를 방송 신호로 송출하는 방송신호 송출수단을 포함한다.
바람직하게는 상기 확산코드 생성수단은, 주기적인 또는 비주기적인 제로상관구간 및 낮은상관구간 특성을 가지며, 프리퍼러드 페어의 경우 제로 성분을 가변하여 ZCD 코드 및 LCD 코드를 생성한다.
바람직하게는 상기 워터마킹수단은, 방송데이터 한 필드에 상기 ZCD 코드 및 상기 LCD 코드를 주기별로 위상을 반전시켜 워터마킹한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 송신방법은, 송신기를 식별하기 위한 코드를 워터마킹하여 전송하는 디지털 방송신호 송수신 방법에 있어서, 일정시간구간 동안 연속적인 제로상관구간을 갖고 디지털 방송 데이터 필드에 절단오류없이 삽입될 수 있는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 생성하는 제1 단계; 수신기에서 상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식할 수 있도록 변조된 방송 신호에 상기 생성된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 워터마킹하는 제2 단계; 및 상기 워터마킹된 방송 데이터를 방송 신호를 송출하는 제3 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수신 장치는, 송신기를 식별하기 위한 코드가 워터마킹되어 전송된 디지털 방송 신호를 수신하기 위한 장치에 있어서, 동일 주파수를 사용하는 다중 송신장치로부터 일정 시간 구간 동안 연 속적인 제로상관 구간 특성을 유지하는 ZCD 코드 및 LCD 코드로 워터마킹된 신호를 수신하는 수신수단; 상기 수신수단에 의해 수신된 신호로부터 상관특성을 도출하고, 상기 상관특성 도출 결과에 따라 상기 송신장치를 인식하는 인식수단; 및 상기 인식수단에 의해 인식된 상기 송신장치로부터 수신된 방송신호를 처리하는 신호처리수단을 포함한다.
바람직하게는 상기 인식수단은, 상기 수신 신호에 대한 상관특성 피크치를 이용해 다른 신호의 간섭으로부터 원하는 수신 신호를 선택하는 정합 필터링수단; 및 상기 정합 필터에 의해 선택된 신호로부터 ZCD 코드 및 LCD 코드를 복조하여 상기 복조된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 상기 송신장치를 인식하는 판정수단을 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수신 방법은, 송신기를 식별하기 위한 코드가 워터마킹되어 전송된 디지털 방송 신호를 수신하는 방법에 있어서, 동일 주파수를 사용하는 다중 송신장치로부터 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로상관 구간 특성을 유지하는 ZCD 코드 및 LCD 코드로 워터마킹된 신호를 수신하는 제1 단계; 상기 수신된 신호로부터 상관특성을 도출하고, 상기 상관특성 도출 결과에 따라 상기 송신장치를 인식하는 제2 단계; 및 상기 인식된 상기 송신장치로부터 수신된 방송신호를 처리하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명에 의해 구현된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털방송 시스템의 송신기 식별(TxID) 기술은 일정 시간 내에서 제로가 되는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 발생시켜 워터마킹함으로써, 인접 송신기들의 간섭 및 다중경로 간섭(MPI: Multi-Path Interference)과 다중 접속 간섭(MAI: Multiple Access Interference)을 제거할 수 있으며, 수신단의 정합 필터를 통하여 상관특성을 도출하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 제로상관구간을 갖는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털방송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 송신기 식별(TxID) 시스템은 크게 송신기(100)와 디지털 방송 수신기(200)로 구분된다.
송신기(100)는 디지털 방송 시스템의 데이터를 ATSC 규격에 맞게 변조하는 방송 신호 변조부(110)와, 상기 방송 신호 변조부(110)에 의해 변조된 방송 데이터에 ZCD 코드 및 LCD 코드를 삽입하는 ZCD 및 LCD 확산 코드 삽입부(120), 그리고 워터마킹된 디지털 방송 신호를 송신하는 방송 신호 송출부(130)를 포함한다.
수신기(200)는 ZCD 확산 신호가 워터마킹된 디지털 방송 신호를 다중 송신기 로부터 수신받아 상관 특성을 도출하는 신호처리과정을 수행한다.
수신기(200)는 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로상관 구간 내에 다중 접속 간섭(MAI) 신호 및 다중 경로 간섭(MPI) 신호가 존재하는 경우 MAI 신호 및 MPI 신호에 포함되어 있는 간섭 신호를 제거한다.
수신기(200)는 ZCD 코드 및 LCD 코드 1주기분에 해당하는 참조 신호를 갖는 정합 필터를 이용하여 상관 피크를 도출한 후, 판정기를 거쳐서 송신기를 인식한다. 다시 말해, 상기 정합 필터는 송신기로부터 전송된 신호를 역확산하여 상관 피크를 도출하고, 판정기는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 복조하고, 복조된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식한다.
상기와 같이 구성된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털 방송 시스템에서 송신기 식별(TxID) 기술을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털 방송 시스템에서 송신기 식별(TxID) 기술을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 방송 데이터를 ATSC 규격에 맞게 변조하는 변조 과정(S100)과, 상기 변조 과정(S100)에 의해 변조된 디지털 방송 신호에 자기상관 함수의 사이드 러브와 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로 상관 구간의 특성을 갖는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 삽입하는 워터마킹과정(S200)과, 상기 워터마킹과정(S200)에 의해 생성된 방송 신호를 송출하는 방송신호 송출과정(S300)과, 동일 주파수를 사용하는 다중 송신기로부터 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로상관 구간 특성을 유지하는 ZCD코드 및 LCD코드로 워터마킹된 신호를 수신받는 과정(S400) 과, 상기 수신된 신호에 대해 정합 필터를 이용해 상관특성을 도출하고, 상기 상관특성 도출 과정의 결과에 의해 송신기를 인식하는 송신기 인식과정(S500)과, 상기 송신기 인식 과정(S500)에서 인식된 송신기로부터 수신된 방송신호를 처리하는 신호처리과정(S600)으로 이루어진다.
상기 각 과정에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, ZCD 확산 코드를 이용한 디지털방송 시스템에 포함되어 있는 송신기(100)는 ATSC 규격에 의해 8 VSB 모듈레이션(8VSB modulation) 과정을 거치게 된다(S100).
상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털 방송 시스템의 송신기(100)는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 삽입하기 전과 후의 i번째 송신기에서의 DTV 신호를 각각
Figure 112007045128786-pat00001
와
Figure 112007045128786-pat00002
라 정의하면, 아래 수학식 1로 표현되는 방송신호(
Figure 112007045128786-pat00003
)를 생성한다(S200).
Figure 112007045128786-pat00004
여기서, n은 이산적인 신호의 값을 나타내며, ρ는 삽입할 ZCD 코드 및 LCD코드의 이득 조절을 위한 계수로, 이는 다양한 형태의 값을 가지며, 확산코드의 워터마킹시에는 디지털방송 데이터 신호의 전력보다 30dB 낮은 전력의 값을 갖는다.
그리고, ZCD 코드 및 LCD 코드를 워터마킹한 디지털 방송 시스템의 신호는 정현파로 혼합(mixing)된 형태로 송출되며(S300), 상기 디지털 방송 시스템의 수신 기(200)는 수학식 1의 디지털 방송 신호가 채널 h를 통과하여 전송된 수신 신호를 r(n)이라 정의하면, 하기 수학식 2로 표현되는 방송신호를 수신한다.
Figure 112007045128786-pat00005
여기서
Figure 112007045128786-pat00006
은 전송되는 동안 i번째 송신기에 대한 잡음이며, T는 송신기의 전체 수이다(S400).
이때, 상기 디지털통신 시스템의 수신기(200)는 전송된 신호에 대한 상관관계를 통해 송신기의 위치 및 신호의 크기 등의 세부 사항을 파악할 수 있다. 예를 들어, 수학식 3에서 알 수 있듯이 r(n)과 xj(n)사이의 상호상관은 j번째 송신기의 전송 데이터의 존재 및 수신 신호의 크기를 제공한다.
Figure 112007045128786-pat00007
수학식 3에서, N은 ZCD 코드 및 LCD 코드의 길이이다. 선택된 ZCD 코드 및 LCD 코드가 직교할 때,
Figure 112007045128786-pat00008
는 Kronecker delta 함수에 접근한다. 결과적으로, 수학식 3에서의 오른쪽 첫 번째 요소인
Figure 112007045128786-pat00009
는
Figure 112007045128786-pat00010
에 가까워진다. 또한 두 번째와 세 번째 요소들은 같은 송신기 또는 다른 송신기들 사이에 발생되는 잡음과 같다. 그러므로 j번째 송신기로부터 수신된 채널 응답
Figure 112007045128786-pat00011
는
Figure 112007045128786-pat00012
와 같다.
따라서, 수학식 3에서 알 수 있는 바와 같이, 일정 시간 구간 동안 연속적인 ZCD 코드의 제로상관 구간(ZCD) 특성과 LCD 코드의 극히 낮은 상관구간이 유지되면, ZCD 및 LCD 구간에서는 어떤 신호들의 상호 상관이라도 무시할 만한 상관값을 갖게 된다.
또한, 상기 디지털 방송 시스템의 수신기(200)에서는 자신이 받고자하는 정보를 송신한 송신기의 인식 코드를 가지고 있어, 도 3과 같이 수학식 3의 수신된
Figure 112007045128786-pat00013
신호를 수신부 정합필터의 상관특성 피크치를 이용하여 다른 신호의 간섭으로부터 수신하고자하는 신호를 선택해 낼 수 있다(S500).
또한, 상기 디지털방송 시스템의 수신기(200)에서는 선택된 방송신호를 신호처리하는 과정을 수행한다(S600).
한편, 다중접속간섭(MAI) 신호와 다중경로간섭(MPI) 신호가 일정시간구간동안 연속적인 ZCD 및 LCD내에 존재하는 경우 본 발명이 적용된 수신기(200)에서는 간섭 신호를 완벽하게 제거한다.
그리고, 본 발명이 적용된 ZCD코드 및 LCD코드를 이용한 디지털방송 시스템의 비트 오류 확률(BER; Bit Error Rate)에 대해 설명하면, 먼저 단일 송신기 검출에서 k번째 송신기의 BER 값을 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112007045128786-pat00014
여기서, Q(x)는 단위 정규화 변수의 상보적 누적 분포 함수이며, 이 상보적 누적 분호 함수는 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure 112007045128786-pat00015
이때, 다중경로 페이딩(지연 프로파일을 갖는 다양한 무선 채널의 고려가 가능하며, 일단 레일 레이 페이딩 채널을 고려한 경우에) 있어서, BER은 다음 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112007045128786-pat00016
한편, 본 발명이 적용된 일정 시간 구간 동안 연속적인 "제로상관 구간”을 갖는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용한 디지털 방송 시스템에서는 상호상관이 극히 미약하며, 특히 제로상관구간이 적용된 경우에는 상호상관특성이 영(0)이므로, 단일 송신기의 경우만큼 양호하며, AWGN의 BER과 다중경로 페이딩(다양한 페이딩환경이 적용가능하며, 여기서는 레일 레이 페이딩을 고려함) 환경하에서의 BER은 각각 다음의 수학식 7 및 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007045128786-pat00017
Figure 112007045128786-pat00018
이때, 함수 Q(x)는 변수 x에 대한 Q함수이므로, 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 디지털방송 시스템에서의 확률은 상호 상관을 가진 코드를 이용하는 시스템보다 항상 작게 된다.
다음, 디지털방송 시스템의 송신기 식별(TxID)을 위한 우수한 상관특성을 가지는 ZCD 코드 및 LCD 코드의 생성 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
주기 N을 가지는 임의의 2개의 확산코드
Figure 112007045128786-pat00019
과
Figure 112007045128786-pat00020
가 존재할 때, 시간 시프트
Figure 112007045128786-pat00021
에 대한 주기 상관함수(Periodic correlation function)와 비주기 상관함수(Aperiodic correlation function)는 각각 다음의 수학식 9와 수학식 10과 같이 주어진다.
Figure 112007045128786-pat00022
Figure 112007045128786-pat00023
본 발명에서 제시하는 ZCD 코드 및 LCD 코드는 바이너리 ZCD 시드(seed) 코드에 선택적 제로 패딩(selected zero padding) 기법을 적용함으로써, 디지털 방송 데이터의 한 필드에 끝부분이 절단되는(Truncated) 에러없이 워터마킹 가능한 코드 주기를 갖는 터널리 프리퍼드 페어(TPP: Ternary Preferred Pairs)를 생성하였다. 새롭게 제시하는 ZCD 코드 및 LCD 코드에 대한 생성 방법을 설명하면 다음과 같다.
워터마킹용 확산 코드에 적합한 ZCD 코드 및 LCD 코드는 주기적인(Periodic) ZCD 및 LCD 혹은 비주기적인(Aperiodic) ZCD 및 LCD 성질을 가지며, ZCD 및 LCD 프리퍼러드 페어(Preferred pair)의 경우 영(0) 성분을 가변하여 생성할 수 있는 장점을 가진다.
워터마팅용 ZCD코드 및 LCD코드를 생성하는 과정을 수학식으로 나타내면 수학식 11과 같이 간단히 표현할 수 있다.
Figure 112007045128786-pat00024
수학식 11에서 생성된 ZCD코드 및 LCD코드의 경우 최대 ZCD 구간은 칩의 구간을 가지며, i는 가변하여 생성할 수 있는 제로의 수를 의미한다.
그리고, 수학식 12는 워터마킹용 절단된 카사미 시퀀스와 마찬가지로 N=64,896 칩(=0.25 Field Time)을 가지는 ZCD코드 및 LCD코드의 페어(Pair)를 생성하는 예를 제시한 것이다.
Figure 112007045128786-pat00025
여기서 A와 B 또는 C와 D는 512칩의 주기를 갖는 바이너리(Binary) ZCD 코드 및 LCD 코드로 구성되어 있다. 수학식 12에서 생성되는 터널리(Ternary) ZCD 코드 및 LCD 코드는 최대 (0.75N+i+1) 칩의 ZCD 및 LCD를 가지며, 이 구간 내에서는 MPI나 MAI가 존재하지 않는다. i는 삽입되어 지는 제로의 수를 의미하며, DTV 데이터 필드 길이에 맞는 64,896칩의 터너리 ZCD 및 LCD 확산코드를 생성하기 위하여 각각 1004 개의 제로(1004*32=32,128)를
Figure 112007045128786-pat00026
부분에 삽입한다. 또한, 수학식 12에서의 N=64,896칩을 가지는 ZCD코드 및 LCD코드의 경우 수학식 11과는 달리 의 값을 가지는데 이는 처리이득(Process Gain)을 보정해주는 요소를 의미한다.
도 4와 도 5는 N=64,896칩을 가지는 워터마킹용 ZCD코드 및 LCD코드의 ACF 및 CCF 특성을 나타낸 것이다. 도 4와 도 5와 같이 ZCD 및 LCD를 가변하여 생성한 ZCD 및 LCD일 경우에도 제로상관 특성(ZCD=49,148칩)은 변함없이 유지됨을 알 수 있다.
다음, 본 발명이 적용된 ZCD코드 및 LCD코드를 이용한 디지털방송 시스템의 TxID 워터마킹 과정에서, 도 6과 같은 기존의 카사미 코드를 이용한 워터마킹 방법과 달리 디지털방송 데이터 한 필드에 4주기의 ZCD 코드 및 LCD 코드를 워터마킹할 때, 도 7과 같이 위상을 주기별로 반전하여 디지털 방송 데이터에 삽입한다. 이 워터마킹 방법을 통하여 수신단의 정합 필터에 의해 도출된 상관 특성을 가지고 판단기에서 특정 송신기의 신호를 쉽게 검출할 수 있다. 상기에 제시된 워터마킹 기법을 이용하여 종래의 송신기 식별(TxID)에 사용되고 있는 카사미 코드와 본 발명에서 적용되는 ZCD 코드 및 LCD 코드의 BER 성능을 도 8과 같은 환경의 조건인 표1과 표2 및 표3에 근거하여 비교하면 도 9와 같은 결과를 얻을 수 있다.
도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 인접 셀의 간섭이 많아질수록 카사미 코드를 사용하는 송신기 식별(TxID)의 성능이 열악해짐을 알 수 있다.
Figure 112007045128786-pat00028
Figure 112007045128786-pat00029
Figure 112007045128786-pat00030
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 일정 시간 내에서 제로가 되는 ZCD 코드 및 LCD 코드를 발생시켜 워터마킹함으로써, 인접 송신기들의 간섭 및 MPI, MAI 등의 간섭 제거 효과가 있으며, 수신단의 정합 필터를 통하여 상관특성을 도출하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 송신기를 식별하기 위한 코드를 워터마킹하여 전송하는 디지털 방송 신호 송신장치에 있어서,
    일정시간구간 동안 연속적인 제로상관구간을 갖고 디지털 방송 데이터 필드에 절단오류없이 삽입될 수 있는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 생성하는 확산코드 생성수단;
    수신기에서 상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식할 수 있도록 변조된 방송 신호에 상기 확산코드 생성수단에 의해 생성된 ZCD 코드 및 LCD코드를 워터마킹하는 워터마킹수단; 및
    상기 워터마킹된 방송 데이터를 방송 신호로 송출하는 방송신호 송출수단을 포함하는 디지털 방송 신호 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산코드 생성수단은,
    바이너리 ZCD 시드(seed) 코드에 선택적 제로 패딩(selected zero padding) 기법을 적용하여 상기 ZCD 코드 및 상기 LCD 코드를 생성하는 것을 특징으로 하는, 디지털 방송 신호 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 워터마킹수단은,
    방송데이터 한 필드에 상기 ZCD 코드 및 상기 LCD 코드를 주기별로 위상을 반전시켜 워터마킹하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 신호 송신 장치.
  4. 송신기를 식별하기 위한 코드를 워터마킹하여 전송하는 디지털 방송신호 송수신 방법에 있어서,
    일정시간구간 동안 연속적인 제로상관구간을 갖고 디지털 방송 데이터 필드에 절단오류없이 삽입될 수 있는 제로상관구간(ZCD) 코드 및 낮은상관구간(LCD) 코드를 생성하는 제1 단계;
    수신기에서 상기 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 송신기를 인식할 수 있도록 변조된 방송 신호에 상기 생성된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 워터마킹하는 제2 단계; 및
    상기 워터마킹된 방송 데이터를 방송 신호를 송출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 신호 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    바이너리 ZCD 시드(seed) 코드에 선택적 제로 패딩(selected zero padding) 기법을 적용하여 상기 ZCD 코드 및 상기 LCD 코드를 생성하는 것을 특징으로 하는, 디지털 방송 신호 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    방송데이터 한 필드에 상기 ZCD 코드 및 상기 LCD 코드를 주기별로 위상을 반전시켜 워터마킹하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 신호 송신 방법.
  7. 송신기를 식별하기 위한 코드가 워터마킹되어 전송된 디지털 방송 신호를 수신하기 위한 장치에 있어서,
    동일 주파수를 사용하는 다중 송신장치로부터 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로상관 구간 특성을 유지하는 ZCD 코드 및 LCD 코드로 워터마킹된 신호를 수신하는 수신수단;
    상기 수신수단에 의해 수신된 신호로부터 상관특성을 도출하고, 상기 상관특성 도출 결과에 따라 상기 송신장치를 인식하는 인식수단; 및
    상기 인식수단에 의해 인식된 상기 송신장치로부터 수신된 방송신호를 처리 하는 신호처리수단
    을 포함하는 수신장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인식수단은,
    상기 수신 신호에 대한 상관특성 피크치를 이용해 다른 신호의 간섭으로부터 원하는 수신 신호를 선택하는 정합 필터링수단; 및
    상기 정합 필터에 의해 선택된 신호로부터 ZCD 코드 및 LCD 코드를 복조하여 상기 복조된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 상기 송신장치를 인식하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  9. 송신기를 식별하기 위한 코드가 워터마킹되어 전송된 디지털 방송 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    동일 주파수를 사용하는 다중 송신장치로부터 일정 시간 구간 동안 연속적인 제로상관 구간 특성을 유지하는 ZCD 코드 및 LCD 코드로 워터마킹된 신호를 수신하는 제1 단계;
    상기 수신된 신호로부터 상관특성을 도출하고, 상기 상관특성 도출 결과에 따라 상기 송신장치를 인식하는 제2 단계; 및
    상기 인식된 상기 송신장치로부터 수신된 방송신호를 처리하는 제3 단계
    를 포함하는 수신방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 수신 신호에 대한 상관특성 피크치를 이용해 다른 신호의 간섭으로부터 원하는 수신 신호를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 신호로부터 ZCD 코드 및 LCD 코드를 복조하여 상기 복조된 ZCD 코드 및 LCD 코드를 이용해 상기 송신장치를 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신방법.
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