KR100980646B1 - 방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택하기 위한장치 및 방법 - Google Patents

방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택하기 위한장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나를 사용하기 위한 방송 시스템의 방송 신호 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 각각의 사용자들의 요구 품질 특성에 따라 적어도 두 개의 방송 신호들을 생성하는 과정과, 상기 각각의 방송 신호들에 대한 사용자 요구 품질 특성에 따라 각각의 방송 신호들에 대한 다중 안테나 전송 방식을 선택하는 과정과, 상기 각각의 방송 신호들에 대해 선택한 다중 안테나 전송 방식에 따라 각각의 방송 신호들을 변조하는 과정과, 상기 변조한 방송 신호들을 상기 적어도 하나의 안테나들을 통해 전송하는 과정을 포함하여 상기 방송 시스템에서 제공하는 방송 서비스들의 특성에 만족시켜 종래 방송규격을 사용하는 수신 단의 호환성을 유지하면서 높은 해상도의 방송품질을 요구하는 새로운 단말로 방송 서비스를 지원할 수 있는 이점이 있다.
방송 시스템, 다중 안테나, 다이버시티(Diversity), 공간 다중화(Spatial Multiplexing), 소비 전력

Description

방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTTING MULTI-ANTENNA TRANSMISSION MODE IN BROADCASTING SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 방송 시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 방송 시스템의 데이터 전송 방식을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하는 도면, 및
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하는 도면.
본 발명은 방송 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택적으로 사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 통신기술의 발달로 차세대 방송 시스템은 높은 해상도와 높은 전송 용량을 지원하게 되었다. 따라서, 상기 방송 시스템은 낮은 해상도를 갖지만 높은 중요도를 갖는 높은 우선순위 신호(High Priority bit stream : 이하, HP라 칭함)를 요구하는 종래의 방송 표준과 중요도는 낮지만 높은 해상도와 높은 전송 용량을 지원하는 낮은 우선순위 신호(Low Priority bit stream : 이하 LP라 칭함)를 요구하는 차세대 방송 표준을 모두 지원해야 한다.
상기 방송 시스템은 하기 도 1과 같은 구성으로 상기 HP와 LP를 모두 지원한다. 여기서, 하기 도 1은 유럽형 지상파 방송 표준인 DVB(Digital Video Broadcasting)-T(Terrestrial) 표준에 정의된 방송 시스템의 구성을 나타낸다.
도 1은 종래 기술에 따른 방송 시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 에너지 확산기(100), 외부 부호기(102), 외부 인터리버(104), 내부 부호기(106), 내부 인터리버(108), 변조기(110), 자원할당기(112), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 변조기(114), 디지털/아날로그 변환기(116), RF처리기(118) 및 제어 신호 생성기(120)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 에너지 확산기(100)와 외부 부호기(102)와 외부 인터리버(104) 및 내부 부호기(106)는 HP신호와 LP 신호를 각각 처리하도록 구성된다.
먼저 상기 에너지 확산기(100)는 비디오 부호기로부터 제공받은 신호(비트 스트림)에서 동일비트가 반복되는 것을 방지하기 위해 스크램블(Scramble) 과정을 거쳐 에너지가 고르게 분산시킨다.
상기 외부 부호기(102)는 전송 신호의 에러를 정정하기 위해 상기 에너지 확산기(100)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 부호화(Coding)한다.
상기 외부 인터리버(104)는 연집 에러를 방지하기 위해 상기 외부 부호기(102)로부터 제공받은 신호를 일정한 규칙에 따라 인터리빙한다.
상기 내부 부호기(106)는 상기 외부 인터리버(104)로부터 제공받은 신호들의 분산된 비트에러에 정정하기 위해 부호화한다. 이때, 상기 내부 부호기(106)는 상기 외부 부호기(102)와 동일한 부호방식을 사용하여 부호화하거나 다른 부호방식을 사용하여 부호화할 수 있다.
상기 내부 인터리버(108)는 상기 내부 부호기(106)로부터 제공받은 신호를 비트 단위로 일정한 규칙에 따라 인터리빙한다. 이때, 상기 내부 인터리버(108)는 상기 LP 신호와 HP 신호를 하나의 스트림으로 만들어 출력한다.
상기 변조기(110)는 상기 내부 인터리버(108)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다.
상기 제어 신호 생성기(120)는 동기 채널과 전송할 신호를 할당할 자원 정보 등을 포함하는 제어 신호를 생성한다. 또한 상기 제어 신호 생성기(120)는 TPS(Transmission Parameter Signaling) 정보를 포함하는 제어 신호를 생성한다. 여기서, TPS 정보는 상기 방송 시스템에서 전력 손실을 줄이기 위해 시간 분할을 수행하기 위한 정보를 나타낸다. 이때, 상기 시간 분할을 수행하는 경우, 상기 방송 시스템은 하기 도 2에 도시된 바와 같이 데이터를 전송한다.
도 2는 종래 기술에 따른 방송 시스템의 데이터 전송 방식을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템은 짧은 시간 동안 높은 전송률을 가지는 버스트(201)와 같이 스트림을 전송(버스트 영역(203))하고, 일정시간(off time(205)) 동안 전송 대기 모드로 동작한다.
이때, 상기 버스트 영역(203)의 버스트 대역폭(207)은 비교적 높으며, 버스트 영역(203)과 OFF 시간(205)의 평균 대역폭(209)은 비교적 낮으므로 상기 방송 시스템의 전력 손실을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 방송 시스템은 짧은 시간 동안 높은 전송률로 스트림을 전송한 후 일정시간 동안 대기 모드로 동작하여 전력 손실을 줄일 수 있다.
상기 자원할당기(112)는 상기 변조기(110)로부터 제공받은 데이터 신호와 상기 제어 신호 생성기(120)로부터 제공받은 제어 신호를 해당 자원에 할당하여 출력한다.
상기 OFDM 변조기(114)는 상기 자원할당기(112)로부터 제공받은 주파수 영역 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 시간 영 역 신호로 변환한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(116)는 상기 OFDM 변조기(114)로부터 제공받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 RF처리기(118)는 상기 디지털/아날로그 변환기(116)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변조하여 출력한다.
상기 방송 시스템에서 다중 안테나를 사용하는 경우, 상기 방송 시스템은 서로 독립적인 채널들을 이용하여 데이터를 전송하여 추가적인 주파수나 송신 전력 없이도 전송 신뢰도와 전송률을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 방송 시스템은 다중 안테나를 이용한 공간 다중화 방식을 통해 전송률을 증가시킬 수 있다, 또한, 상기 방송 시스템은 다중 안테나를 이용한 다이버시티 방식을 통해 전송 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 다중안테나를 사용하는 방송 시스템은 상기 HP신호의 신뢰도를 향상시키기 위해 다이버시티 방식을 사용하고, 상기 LP신호의 전송률을 높이기 위해 공간 다중화 방식을 사용하는 것이 유리하다.
하지만, 상기 종래 기술에 따른 방송 시스템은 HP신호와 LP신호를 하나의 신호로 만들어 전송한다. 따라서, 상기 방송 시스템은 HP신호와 LP신호에 서로 다른 다중 안테나 전송 방식을 적용시키지 못하고 하나의 다중 안테나 전송 방식만 사용해야한다. 즉, 상기 방송 시스템에서 다중 안테나를 사용하여도 HP신호와 LP 신호의 특성을 모두 만족시킬 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 방송 시스템에서 다중 안테나를 사용하여 방송 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 방송시스템에서 방송 신호의 특성에 따라 다중 안테나 전송 방식을 적용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템에서 각각의 안테나에 시간 분할(Time Slicing) 기법을 적용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 적어도 하나의 안테나를 사용하는 방송 시스템에서 신호 전송 방법은, 각각의 사용자들의 요구 품질 특성에 따라 적어도 두 개의 방송 신호들을 생성하는 과정과, 상기 각각의 방송 신호들에 대한 사용자 요구 품질 특성에 따라 각각의 방송 신호들에 대한 다중 안테나 전송 방식을 선택하는 과정과, 상기 각각의 방송 신호들에 대해 선택한 다중 안테나 전송 방식에 따라 각각의 방송 신호들을 변조하는 과정과, 상기 변조한 방송 신호들을 상기 적어도 하나의 안테나들을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 방송 시스템의 송신 장치는, 적어도 하나의 안테나들과, 각각의 사용자들의 요구 품질 특성에 따라 적어도 두 개의 방송 신호를 생성하는 신호 생성기와, 상기 각각의 방송 신호들의 사용자 요구 품질 특성에 따라 선택한 다중 안테나 전송 방식에 따라 상기 각각의 방송 신호들을 변조하는 다중 안테나 변조기와, 상기 변조한 방송 신호들을 상기 안테나들을 통해 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템에서 사용자들이 요구하는 방송품질특성에 따라 다중 안테나 전송 방식을 적용하기 위한 기술에 대해 설명한다.
상기 방송 시스템은 낮은 해상도를 갖지만 높은 중요도로 전송하기 위한 높은 우선순위 신호(High Priority bit stream : 이하, HP라 칭함)와 중요도는 낮지만 높은 해상도와 높은 전송 용량을 지원하는 낮은 우선순위 신호(Low Priority bit stream : 이하 LP라 칭함)를 전송한다. 이때, 상기 방송 시스템은 HP신호를 다이버시티(Diversity) 방식을 이용하여 전송하고, LP 신호를 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 방식을 이용하여 전송한다. 그러나 상기 HP 신호와 LP 신호를 다른 방식을 이용하여 전송할 수 있다.
이하 설명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 방송 시스템을 예를 들어 설명하지만, 상기 방송 시스템에서 다른 통신 방식을 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
이하 설명에서 상기 방송 시스템은 유럽형 지상파 방송 표준인 DVB(Digital Video Broadcasting)-T(Terrestrial) 표준을 사용하는 것으로 가정하여 설명하지만, 다른 방송 표준을 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템의 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 방송 시스템은 두 개의 안테나를 구비하는 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 두 개 이상의 안테나를 구비하는 방송 시스템에서 동일하게 적용하 할 수 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 신호 생성기(300), 에너지 확산기(302), 외부 부호기(304), 인터리버(306), 내부 부호기(308), 변조기(310), 다이버시티 변조기(312), 공간 다중화 변조기(313), 시분할 다중화기(314), 제어기(316), 자원할당기(318), OFDM 변조기(320), 디지털/아날로그 변환기(322), RF처리기(324) 및 제어 신호 생성기(326)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 에너지 확산기(302)와 외부 부호기(304)와 인터리버(306)와 내부 부호기(308) 및 변조기(310)는 HP신호와 LP 신호를 각각 처리하도록 구성된다. 또한, 상기 자원할당기(318), OFDM 변조기(320), 디지털/아날로그 변환기(322), RF처리기(324)는 상기 안테나들 중 각각 안테나들에 대한 신호를 처리하도록 구성된다.
먼저 상기 신호 생성기(300)는 HP신호와 LP신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 신호 생성기(300)는 H.264 비디오 코덱을 이용한 스케일러블(Scalable) 비디오 코딩을 통해 HP신호와 LP신호를 생성한다.
상기 에너지 확산기(302)는 상기 신호 생성기(300)로부터 제공받은 HP신호와 LP신호에서 동일비트가 반복되는 것을 방지하기 위해 HP신호와 LP신호에 대한 스크램블(Scramble)을 수행한다.
상기 외부 부호기(304)는 에러를 정정하기 위해 상기 에너지 확산기(302)로부터 제공받은 HP신호와 LP신호를 해당 변조 수준에 따라 부호화(Coding)한다.
상기 인터리버(306)는 연집 에러를 방지하기 위해 상기 외부 부호기(304)로 부터 제공받은 HP신호와 LP신호를 일정한 규칙에 따라 인터리빙한다.
상기 내부 부호기(308)는 상기 인터리버(306)로부터 제공받은 HP신호와 LP신호의 분산된 비트에러에 정정하기 위해 상기 HP신호와 LP신호를 부호화한다. 이때, 상기 내부 부호기(308)는 상기 외부 부호기(304)와 동일한 부호방식을 사용하여 부호화하거나 다른 부호방식을 사용하여 부호화할 수 있다.
상기 변조기(310)는 상기 내부 부호기(308)로부터 제공받은 HP신호와 LP신호를 해당 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다.
상기 다이버시티 변조기(312)는 상기 제어기(316)의 제어에 따라 상기 제 1 변조기(310-1)로부터 제공받은 HP신호를 다이버시티 방식으로 전송하기 위해 변조한다. 예를 들어, 상기 다이버시티 변조기(312)는 알라모우티(Alamuti) 부호를 이용하여 상기 HP신호를 각각의 안테나에 대응되는 신호로 변조한다.
상기 공간 다중화 변조기(313)는 상기 제어기(316)의 제어에 따라 상기 제 2 변조기(310-2)로부터 제공받은 LP신호를 공간 다중화 방식으로 전송하기 위해 변조하여 출력한다. 예를 들어, 상기 공간 다중화 변조기(313)는 블라스트(BLAST : Vertical Bell Labs Layered Space-Time) 방식을 이용하여 상기 LP신호를 각각의 안테나에 대응되는 신호로 변조한다. 이때, 상기 공간 다중화 변조기(313)는 블라스트 방식을 적용하기 위해 상기 제 2 변조기(310-2)로부터 제공받는 신호의 홀수 번째 심볼을 제 1 안테나로 대응시키고 짝수 번째 심볼을 제 2 안테나로 대응시킨다.
상기 시분할 다중화기(314)는 상기 다이버시티 변조기(312)와 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 신호들을 상기 제어기(316)의 제어에 따른 시분할 구조에 따라 분할하여 출력한다. 예를 들어, 하기 도 5에 도시된 바와 같은 시분할 구조의 시간 분할 방식을 사용하는 경우, 상기 시분할 다중화기(314)는 상기 제어기(316)의 제어에 따라 HP 신호와 LP신호를 시분할하여 전송한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템은 각각의 안테나를 통해 짧은 시간 동안(버스트 영역) 높은 전송률로 버스트를 전송한다. 이후, 상기 방송 시스템은 일정시간 동안 전송 대기 모드로 동작한다.
예를 들어, 상기 방송 시스템의 송신 단은 제 1 구간(501) 동안 상기 안테나들을 통해 HP신호를 전송한다. 또한, 상기 송신 단은 제 2 구간(503) 동안 상기 안테나들을 통해 LP신호를 전송한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 제 1 구간(501) 동안 LP신호를 전송하고 상기 제 2 구간(503) 동안 HP 신호를 전송할 수 있다.
이때, 상기 방송 시스템은 상기 제 1 구간(501)과 제 2 구간(503) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 이용한 한다.
상기 송신 단은 상기 제 1 구간(501)과 제 2 구간(503) 동안 HP신호와 LP신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 대기 모드로 동작한다.
이때, 상기 시분할 다중화기(314)는 상기 제 1 구간(501) 동안 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 상기 자원 할당기(318)로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 제 2 구간(503) 동안 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 상기 자원 할당기(318)로 출력한다.
상기 제어기(316)는 상기 송신 단에서 방송 신호를 전송하기 위한 시분할 구조에 따라 상기 방송 신호를 전송하기 위해 상기 다이버시티 변조기(312)와 공간 다중화 변조기(313) 및 시분할 다중화기(314)를 제어한다.
상기 제어 신호 생성기(326)는 동기 채널과 전송할 신호를 할당할 자원 정보 등을 포함하는 제어 신호를 생성한다. 또한 상기 제어 신호 생성기(326)는 TPS(Transmission Parameter Signaling) 정보를 포함하는 제어 신호를 생성한다. 여기서, TPS 정보는 상기 방송 시스템에서 전력 손실을 줄이기 위해 시간 분할를 수행하기 위한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 상기 TPS 정보는 송신 단에서 버스트를 전송한 후, 다음 버스트를 전송하는 시간 시점 정보를 포함한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 TPS정보를 포함하는 제어 신호를 상위 계층 시그널링(Layer signaling)을 통해 방송 신호를 제공받는 수신 단들로 제공한다. 따라서, 상기 수신 단들은 상기 송신 단으로부터 제공받은 델타(delta)-T 정보를 이용하여 방송 신호를 수신받을 시점을 확인할 수 있다.
상기 자원할당기(318)는 상기 시분할 다중화기(314)로부터 제공받은 데이터 신호와 상기 제어 신호 생성기(326)로부터 제공받은 제어 신호를 해당 자원에 할당하여 출력한다.
상기 OFDM 변조기(320)는 상기 자원할당기(318)로부터 제공받은 주파수 영역 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 시간 영역 신호로 변환한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(322)는 상기 OFDM 변조기(320)로부터 제공받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 RF처리기(324)는 상기 디지털/아날로그 변환기(322)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변조하여 출력한다.
상술한 바와 같이 방송시스템은 HP신호와 LP신호를 분리하여 다이버시티 방식으로 상기 HP신호를 전송하고, 공간 다중화 방식으로 상기 LP신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 도 5에 도시된 형태의 시간 분할 방식을 이용하여 상기 HP신호와 LP신호를 각각의 안테나별로 시분할하여 전송한다. 여기서, 상기 도 5에 도시된 형태로 HP 신호와 LP 신호를 전송하는 경우, 상기 송신 단은 전송 신호들 간의 간섭을 줄일 수 있다.
다른 실시 예로 상기 송신 단은 하기 도 6에 도시된 형태의 시간 분할 방식을 이용하여 HP 신호와 LP 신호를 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 HP신호와 LP신호를 시공간 분할(Space Time Division)하여 각각의 안테나들을 통해 전송하는 시점을 다르게 설정한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 제 1 구간(601) 동안 제 1 안테나를 통해 HP신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 LP 신호를 전송한다. 또한, 상기 송신 단은 제 2 구간(603) 동안 상기 제 1 안테나를 통해 LP 신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 HP 신호를 전송한다. 여기서, 상기 제 1 구간(601)과 제 2 구간(603) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 이용한다.
상기 송신 단은 상기 제 1 구간(601)과 제 2 구간(603) 동안 HP신호와 LP신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 대기 모드로 동작한다.
이때, 상기 도 3에 도시된 시분할 다중화기(314)는 상기 제 1 구간(601) 동안 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 제 1 안테나 경로로 출력하고, 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 제 2 안테나 경로로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 상기 제 2 구간(603) 동안 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 상기 제 1 안테나 경로로 출력하고, 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 상기 제 2 안테나 경로로 출력한다. 여기서, 상기 제 1 구간(601)과 제 2 구간(603) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 이용한다.
이때, 상기 송신 단에서 수신 단들로 전송하는 HP 신호의 델타-T 정보와 LP신호의 델타-T 정보는 동일한 시점을 나타낸다.
상기 도 6에 도시된 형태의 시간 분할 방식으로 신호를 전송하는 경우, HP신호와 LP신호의 간섭이 발생하여 수신 단들은 간섭 제거를 수행해야 한다.
상기 송신 단은 HP신호와 LP신호의 간섭을 줄이기 위해 하기 도 7과 도 8 및 도 9에 도시된 형태의 시간 분할 방식으로 HP신호와 LP신호를 시공간 분할하여 전송할 수 있다.
먼저, 상기 송신 단은 상기 HP신호와 LP신호의 간섭을 줄이기 위해 하기 도 7에 도시된 바와 같이 LP신호의 전송 전력을 감소시켜 전송한다. 즉, LP신호는 채널 환경이 좋은 일부의 수신 단들만이 사용하는 신호이므로 송신 단은 상기 LP 신호의 전송 전력을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 HP신호와 LP신호를 시공간 분할하여 각각의 안테나별로 전송 시점과 전송 전력을 달리하여 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 LP 신호의 전력을 HP신호보다 작게 설정한다.
예를 들어, 상기 송신 단은 제 1 구간(701) 동안 제 1 안테나를 통해 HP신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 LP 신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 제 2 안테나를 통해 전송하는 LP신호의 전력을 HP 신호의 전력보다 작게 설정한다.
또한, 상기 송신 단은 제 2 구간(703) 동안 상기 제 1 안테나를 통해 LP 신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 HP 신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 제 1 안테나를 통해 전송하는 LP신호의 전력을 HP 신호의 전력보다 작게 설정한다.
상기 송신 단은 상기 제 1 구간(701)과 제 2 구간(703) 동안 HP신호와 LP신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 대기 모드로 동작한다.
다음으로 송신 단은 HP신호와 LP신호의 간섭을 줄이기 위해 하기 도 8에 도시된 바와 같이 제 2 안테나의 전송 시점을 제 1 안테나의 전송 시점보다 지연시킨다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하고 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 HP신호와 LP신호를 시공간 분할하여 각각의 안테나별로 전송 시점을 달리하여 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 제 2 안테나의 전송 시점을 제 1 안테나의 전송 시점보다 지연시켜 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 제 1 구간(801) 동안 제 1 안테나를 통해 HP신호를 전송한다. 이후, 상기 송신 단은 제 2 구간(803) 동안 상기 제 1 안테나를 통해 LP 신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 HP 신호를 전송한다.
이후, 상기 송신 단은 제 3 구간(805) 동안 상기 제 2 안테나를 통해 LP신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 제 1 구간(801)과 제 2 구간(803)과 제 3 구간(805) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 사용한다.
상기 송신 단은 상기 제 1 구간(801)과 제 2 구간(803) 동안 및 제 3 구간(805) 동안 HP신호와 LP신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 대기 모드로 동작한다.
이때, 상기 도 3에 도시된 시분할 다중화기(314)는 상기 제 1 구간(801) 동안 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 제 1 안테나 경로로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 상기 제 2 구간(803) 동안 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 상기 제 1 안테나 경로로 출력하고, 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 상기 제 2 안테나 경로로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 제 3 구간(805) 동안 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 상기 제 2 안테나 경로로 출력한다. 여기서, 상기 제 1 구간(801)과 제 2 구간(803)과 제 3 구간(805) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 사용한다.
이때, 상기 송신 단에서 수신 단들로 전송하는 HP 신호의 델타-T 정보는 다음 전송 구간의 제 1 구간을 가리키고, 상기 LP신호의 델타-T 정보는 제 2 구간을 가리킨다.
마지막으로 상기 송신 단은 HP신호와 LP신호의 간섭을 줄이기 위해 하기 도 9에 도시된 바와 같이 HP신호를 시공간 분할하여 전송한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방송 시스템에서 전송 데이터의 시분할 구조를 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이 상기 방송 시스템의 송신 단은 HP신호를 시공간 분할하여 각각의 안테나별로 전송 시점을 달리하여 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 LP신호를 상기 안테나들을 통해 동일한 전송 시점으로 전송한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 제 1 구간(901) 동안 제 1 안테나를 통해 HP신호를 전송한다. 이후, 상기 송신 단은 제 2 구간(903) 동안 제 2 안테나를 통해 HP 신호를 전송한다.
이후, 상기 송신 단은 제 3 구간(905) 동안 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나를 통해 LP신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 제 1 구간(901)과 제 2 구간(903)과 제 3 구간(905) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 사용한다.
상기 송신 단은 상기 제 1 구간(901)과 제 2 구간(903) 동안 및 제 3 구간(905) 동안 HP신호와 LP신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 대기 모드로 동작한다.
이때, 상기 도 3에 도시된 시분할 다중화기(314)는 상기 제 1 구간(901) 동안 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 제 1 안테나 경로로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 상기 제 2 구간(903) 동안 상기 다이버시티 변조기(312)로부터 제공받은 HP신호를 상기 제 2 안테나 경로로 출력한다. 이후, 상기 시분할 다중화기(314)는 제 3 구간(905) 동안 상기 공간 다중화 변조기(313)로부터 제공받은 LP신호를 상기 제 1 안테나와 사익 제 2 안테나 경로로 출력한다. 여기서, 상기 제 1 구간(901)과 제 2 구간(903)과 제 3 구간(905) 동안 버스트를 전송할 때 동일한 크기의 전송 전력을 사용한다.
이때, 상기 송신 단에서 수신 단들로 전송하는 HP 신호의 델터-T 정보는 다음 전송 구간의 제 1 구간을 가리키고, 상기 LP신호의 델타-T 정보는 제 3 구간을 가리킨다.
이하 설명은 방송 시스템에서 HP신호를 다이버시티 방식으로 전송하고, LP신호를 공간 다중화 방식을 이용하여 전송하기 위한 송신 단의 동작 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 시스템에서 다중 안테나 전송 방식을 선택하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 송신 단은 401단계에서 비디오 코딩을 수행하여 수신 단들로 전송하기 위한 HP신호와 LP신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 H.264 비디오 코덱을 이용하여 생성한 비트 스트림(bit stream)을 HP신호와 LP신호로 분리하여 출력한다.
상기 HP신호와 LP신호를 생성한 후, 상기 송신 단은 403단계로 진행하여 상기 HP신호를 다이버시티 방식으로 전송하기 위한 변조를 수행한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 알라모우티 부호를 이용하여 HP신호를 변조한다.
이후, 상기 송신 단은 405단계로 진행하여 상기 LP신호를 공간 다중화 방식으로 전송하기 위한 변조를 수행한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 블라스트 방식을 이용하여 LP신호를 변조한다.
상기 HP신호와 LP신호를 해당 다중 안테나 전송 방식으로 변조한 후, 상기 송신 단은 407단계로 진행하여 송신 안테나들을 이용하여 상기 HP신호와 LP신호를 전송하기 위한 시분할 방식을 확인한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9에 도시된 바와 같은 시분할 방식들 중 HP 신호와 LP신호를 전송하기 위한 어느 하나의 시분할 방식을 확인한다.
상기 시분할 방식이 확인되면, 상기 송신 단은 409단계로 진행하여 상기 시분할 방식에 따라 상기 각각의 송신 안테나들을 통해 HP신호와 LP신호를 전송한다. 여기서, 상기 송신 단은 시간 분할 기법을 사용하는 경우, 상기 전송 신호는 델타-T정보를 포함한다.
이후, 상기 송신 단은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예는 상기 방송 시스템에서 두 개의 송신 안테나를 구비하는 것을 예를 들어 설명하였지만, 상기 방송 시스템에서 두 개 이상의 송신 안테나를 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 다중 안테나를 사용하는 방송 시스템에서 각각의 방송 서비스에 맞게 다중 안테나 전송 방식을 사용하여 각각의 안테나별로 신호를 시분할 또는 시공간 분할하여 전송함으로써, 상기 방송 시스템에서 제공하는 방송 서비스들의 특성에 만족시켜 종래 방송규격을 사용하는 수신 단의 호환성을 유지하면서 높은 해상도의 방송품질을 요구하는 새로운 단말로 방송 서비스를 지원할 수 있는 이점이 있다.

Claims (27)

  1. 적어도 두 개의 안테나들을 사용하는 방송 시스템에서 신호 전송 방법에 있어서,
    각각의 사용자들의 요구 품질 특성에 따라 적어도 두 개의 방송 신호들을 생성하는 과정과,
    상기 적어도 두 개의 방송 신호들 각각에 대한 사용자 요구 품질 특성을 고려하여 각각의 방송 신호에 대한 다중 안테나 전송 방식을 선택하는 과정과,
    상기 적어도 두 개의 방송 신호들 중 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 적어도 하나의 제 1 방송 신호를 다이버시티 전송 방식으로 변조하고, 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 적어도 하나의 제 2 방송 신호를 공간 다중화 전송 방식으로 변조하는 과정과,
    상기 변조한 제 1 방송 신호와 제 2 방송 신호를 시분할 구조 또는 시공간 분할 구조에 따라 분할하여 상기 적어도 두 개의 안테나들을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 시분할 방식을 사용하는 경우, 상기 변조한 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 전송하는 방송 신호는, 전송 전력의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 변조한 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 상기 제 1 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고 상기 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 전송하는 방송 신호는, 전송 전력의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 전송하는 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호보다 낮은 전송 전력으로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 변조한 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 상기 제 1 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 3 구간 동안 상기 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간 동안 전송하는 방송 신호는, 전송 전력의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 변조한 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중계도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정과,
    상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 3 구간 동안 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간 동안 전송하는 방송 신호는, 전송 전력의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 방송 시스템의 송신 장치에 있어서,
    적어도 두 개의 안테나들과,
    각각의 사용자들의 요구 품질 특성에 따라 적어도 두 개의 방송 신호들을 생성하는 신호 생성기와,
    상기 적어도 두 개의 방송 신호들 각각에 대한 사용자 요구 품질 특성을 고려하여 결정된 각각의 방송 신호의 다중 안테나 전송 방식에 따라 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 적어도 하나의 제 1 방송 신호를 다이버시티 전송 방식으로 변조하고, 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 적어도 하나의 제 2 방송 신호를 공간 다중화 전송 방식으로 변조하는 다중 안테나 변조기와,
    상기 변조한 제 1 방송 신호와 제 2 방송 신호를 시분할 구조 또는 시공간 분할 구조에 따라 분할하여 상기 적어도 두 개의 안테나들을 통해 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 시분할 방식을 사용하는 경우, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 동일한 크기의 전송 전력을 이용하여 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 상기 제 1 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고 상기 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 동일한 크기의 전송 전력으로 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 제 1 구간과 제 2 구간 동안 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호보다 낮은 전송 전력으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 15항에 있어서,
    상기 송신부는, 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 상기 제 1 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고 상기 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 3 구간 동안 상기 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 송신부는, 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간 동안 동일한 크기의 전송 전력으로 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 15항에 있어서,
    상기 송신부는, 시공간 분할방식을 사용하는 경우, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 1 구간 동안 제 1 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 2 구간 동안 제 2 안테나를 통해 낮은 해상도와 높은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하고, 상기 방송 신호를 전송하기 위한 제 3 구간 동안 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나를 통해 높은 해상도와 낮은 중요도를 갖는 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 송신부는, 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간 동안 동일한 크기의 전송 전력으로 방송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
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