KR101058939B1 - 계층 변조가 적용된 지상파 ｄｍｂ 시스템에서 변조 모드 검출 신호를 송신하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계층 변조가 적용된 지상파 DMB 시스템에서 변조 모드 검출 신호를 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 이동 방송 서비스를 위하여 입력된 제1 신호와 계층 변조를 위하여 입력된 제2 신호를 합하여 계층 변조가 적용되지 않는 신호를 검출하고, 사전에 설정된 시간 간격에 따라 하나 이상의 신호로 분할하여 각각의 분할된 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입한 뒤, 다시 합하여 송출하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 이동 방송 서비스를 위하여 입력되는 신호를 처리하는 제1 신호 처리부; 계층 변조를 위하여 입력되는 신호를 처리하는 제2 신호 처리부; 및 제1 신호와 제2 신호를 합하여 시간 간격에 따라 분할하고, 분할된 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입시켜 송출하는 시퀀스 삽입부를 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 이동 방송 시스템의 수신단이 새롭게 추가된 신호에 적용된 변조 방식을 용이하게 검출할 수 있으며, 복수 개의 변조 방식을 동시에 사용할 수 있어 데이터 전송률을 추가로 향상시킬 수 있다.
Figure R1020080130650
DMB, T-DMB, 계층 변조, PN 시퀀스, PRS, 성상비

Description

계층 변조가 적용된 지상파 ＤＭＢ 시스템에서 변조 모드 검출 신호를 송신하는 방법 및 장치{A Modulation Mode Detection Signal Transmission Method and Structure for Hierarchically Modulated Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting System}
본 발명은 계층 변조가 적용된 지상파 DMB 시스템에서 변조 모드 검출 신호를 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 지상파 DMB 시스템에서 채널 전송률을 높이기 위하여 계층 변조가 적용된 경우, 새롭게 추가되는 신호에 적용된 변조 방식과 계층 변조 계수를 수신단에서 효과적으로 검출하도록 하는 변조 모드 검출 신호의 송신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-017-03, 과제명: 지상파 DMB 전송 고도화 기술개발].
전자, 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 무선 통신망(Wireless Telecommunication Network)을 이용한 각종 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 특히, 최근에는 이동통신 단말기 등의 이동형 수신기나 차량형 수신기 등을 이용하여 장소에 구애받지 않고 고화질의 텔레비전, 동영상을 제공받을 수 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스가 제공되고 있다. DMB 서비스는 위성 DMB(S-DMB: Satellite-Digital Multimedia Broadcasting)와 지상파 DMB(T-DMB: Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting)로 분류된다. 위성 DMB는 방송 위성을 이용하여 이동중인 수신기에 DMB 방송 신호를 전송하는 방식이고, 지상파 DMB는 지상에 위치한 송신기를 이용하여 이동중인 수신기에 DMB 방송 신호를 전송하는 방식이다.
이와 같은 지상파 DMB는 1.5MHz의 대역폭을 이용하고, 약 1Mbps의 전송률을 가지며, CIF(Common Interleaved Frame) 급의 화질로 이동 멀티미디어 방송을 실시한다.
지상파 DMB의 서비스 품질을 SD급으로 서비스하거나, 서비스 채널 개수를 늘리기 위해서는 더 높은 채널 전송률이 필요하며, 이에 따라 지상파 DMB 시스템에 계층 변조 기법을 도입하여 기존의 지상파 DMB 시스템과 역호환성(Backward Compatibility)을 유지하면서 동일한 주파수 대역폭에 대해 전송률이 더 높은 이동 멀티미디어 방송 시스템을 구현할 수 있다.
계층 변조 기법은 기존의 지상파 DMB 시스템에서 데이터 송신에 사용되는 차동 4위상 편이 변조(DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying, 이하 'DQPSK'라 칭함) 신호에 새로 직교 위상 편이 변조(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying, 이하 'QPSK'라 칭함) 신호 또는 DQPSK 변조 신호를 추가함으로써, 데이터 전송률(Data Rate)를 최대 2배까지 늘리는 방법이다.
기존의 지상파 DMB 시스템에서는 DQPSK 변조 하나만 사용되지만, 이와 같이 계층 변조가 적용된 지상파 DMB 시스템(이하, '계층 변조 지상파 DMB 시스템'이라 칭함)에서는 하나 이상의 변조 방식 및 계층 변조 계수가 사용될 수 있다. 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서는 사용되는 변조 방식과 계층 변조 계수 조합에 따라, 여러 가지 변조 모드를 가질 수 있다.
기존의 지상파 DMB 시스템에서는 변조 방식 및 계층 변조 계수의 검출을 위하여 DVB-H 방식이나 MediaFLO 방식이 사용된다.
DVB-H 방식은 전송 파라미터 심볼(TPS: Transmission Parameter Symbol) 내에 계층 변조에 대한 정보를 전송하는 방법으로서, 송신단에서 68개의 비트 중, 25~26번 비트에 변조 방식에 대한 정보를 포함시키고, 27~29번 비트에는 계층 변조 정보를 포함시켜 전송하면, 수신단에서 전송 파라미터 심볼의 확인을 통해 변조 방식 및 계층 변조 정보를 검출하는 방법이다.
MediaFLO 방식은 변조 방식, 보호구간 길이 및 계층 변조 정보를 전송하기 위하여 별도의 OFDM 심볼을 정의하여 데이터 프레임에 삽입시키는 방법이다. MediaFLO 방식에서는 수퍼 프레임(Super Frame) 내에 한 개의 OFDM 심볼로 구성되는 시분할 멀티플렉싱(TDM: Time Division Multiplexing) 파일롯 채널과, 두 개의 OFDM 심볼로 구성되는 신호 파라미터 채널(SPC: Signaling Parameter Channel)을 통해 변조 모드에 대한 정보를 전달하는 방법이다.
그러나, 변조 방식과 계층 변조 계수 조합에 따라 여러 가지 변조 모드를 갖는 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서, 수신단은 DVB-H 방식을 통해서는 계층 변조 계수를 검출할 수 없는 문제점이 있다. 또한, MediaFLO 방식을 이용하기 위하여, 송신 신호에 변조 방식 및 계층 변조 계수 검출을 위한 새로운 OFDM 심볼을 추가하는 것은, 기존의 지상파 DMB 시스템과의 역호환성 측면에서 적용이 불가능한 문제점이 발생한다.
이와 같이 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서 새로 추가되는 신호의 변조 방식 및 계층 변조 계수의 검출이 불가능하거나, 복잡해지는 문제점이 발생함에 따라, 수신단에서 새로 추가된 신호에 적용된 변조 방식 및 계층 변조 계수를 효율적으로 검출할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서 새롭게 추가되는 신호에 적용된 변조 방식과 계층 변조 계수를 수신단에서 효과적으로 검출하도록 하는 변조 모드 검출 신호의 송신 방법 및 이를 위한 송신 장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 변조 모드 검출 신호 송신 방법은 계층 변조 기법이 적용된 이동 방송 시스템에서 변조 모드의 검출을 위한 신호를 송신하는 방법으로서, (a) 이동 방송 서비스를 위하여 입력된 제1 신호와 계층 변조를 위하여 입력된 제2 신호를 합하여 제3 신호를 산출하는 단계; (b) 제3 신호 중에서 계층 변조가 적용되지 않는 신호를 제4 신호로써 검출하는 단계; (c) 제4 신호를 사전에 설정된 시간 간격에 따라 하나 이상의 신호로 분할한 뒤, 각각의 분할 된 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입하는 단계; 및 (d) 시퀀스가 삽입된 하나 이상의 신호를 합하여 송출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변조 모드 검출 신호 송신 장치는 계층 변조 기법이 적용된 이동 방송 시스템에서 변조 모드의 검출을 위한 신호를 송신하는 장치로서, 이동 방송 서비스를 위하여 입력되는 제1 신호를 처리하는 제1 신호 처리부; 계층 변조를 위하여 입력되는 제2 신호를 처리하는 제2 신호 처리부; 및 제1 신호와 제2 신호를 합한 뒤 사전에 설정된 시간 간격에 따라 분할하고, 분할된 하나 이상의 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입시켜 송출하는 시퀀스 삽입부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 계층 변조 기법이 적용된 이동 방송 시스템에서 본 발명에 따른 송신 방법을 이용하면, 수신단에서 새롭게 추가된 신호에 적용된 변조 방식을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명을 응용하여, 이동 방송 시스템에 복수 개의 변조 방식을 사용함으로써, 데이터 전송률을 추가로 향상시킬 수 있는 효과도 기대할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설 명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
채널 전송률을 높이기 위한 지상파 DMB 시스템의 계층 변조를 위하여, 지상파 DMB 시스템에서는 기존의 서비스 제공 신호(HP: High Priority, 이하 'HP 신호'라 칭함)에 새로 추가되는 신호(LP: Low Priority, 이하 'LP 신호'라 칭함)를 더하여 계층 변조 신호를 만들어야 한다. 이에 따라, 계층 변조 신호는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.
S H (n) = S hp (n) + S lp (n), (여기서, S H (n)는 계층 변조 신호, S hp (n)는 HP 신호, S lp (n)는 LP 신호임)
이 때, LP 신호(S lp (n))는 기존 지상파 DMB 시스템과의 역호환성(Backward Compatibility)을 유지해야 하며, 이를 위하여 LP 신호(S lp (n))는 HP 신호(S hp (n))보다 계층 변조 계수만큼 크기가 더 작아, 기존의 지상파 DMB 신호의 수신에 미치는 영향이 작아야 한다. 즉, LP 신호의 크기는 계층 변조 계수에 따라, HP 신호 대비하여 정의된다.
이와 같은 LP 신호에는 DVB-H 및 MediaFLO에서 이용하는 진폭 및 위상 변조가 모두 사용되는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식 또는 진폭 변조만 사용되는 ADPSK(Amplitude Differential Phase Shift Keying) 방식이 적용될 수 있다.
도 1은 QAM 변조 방식이 적용된 지상파 DMB 신호의 성상을 나타낸 예시도이며, 도 2는 ADPSK 변조 방식이 적용된 지상파 DMB 신호의 성상을 나타낸 예시도이다.
여기서, 도 1A 및 도 2A는 지상파 DMB 신호에서의 홀수 심볼 성상을 나타낸 도면이며, 도 1B 및 도 2B는 지상파 DMB 신호에서의 짝수 심볼 성상을 나타낸 도면이다.
도 1에 있어서, a는 지상파 DMB 신호의 성상군 사이의 간격이며, b는 지상파 DMB 신호의 각 성상 간의 간격을 의미한다. 본 발명의 실시예에 따라, 도 1과 같이 도시되는 QAM 변조 방식에서 계층 변조 계수(α)는 수학식 2에 따라 산출될 수 있다.
계층 변조 계수(α) = b/a
도 2에 있어서, A는 중심에서 성상군까지의 간격이며, d는 각 성상 간의 간격을 의미한다. 도 2와 같이 도시되는 ADPSK 변조 방식에서의 계층 변조 계수(μ) 는 수학식 3에 따라 산출될 수 있다.
계층 변조 계수(μ) = A/d
여기서, LP 신호에 계층 변조 방식을 적용함에 있어서, 도 1 또는 도 2에 도시된 QAM 변조 방식이나, ADPSK 변조 방식 외에도, 위상 변조만 사용하는 PSK(Phase Shift Keying) 계열의 계층 변조 방식 등 다양한 변조 방식이 적용될 수도 있다.
이와 같이 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서 수신단에서 효과적으로 LP 신호의 변조 모드를 검출하기 위하여, 계층 변조 지상파 DMB 시스템에서 유일하게 계층 변조가 적용되지 않는 가상 랜덤 시퀀스(PRS: Pseudo Random Sequence, 이하 'PRS'라 칭함) 신호에, 지상파 DMB 신호의 수신에 영향을 받지 않는 크기의 PN(Pseudo-random Number) 시퀀스를 시간 영역에서 추가함으로써, LP 신호의 변조 모드를 간단하게 검출할 수 있다.
예로서, LP 신호에 적용되는 변조 방식이 2가지이고, 적용되는 계층 변조 계수가 4가지인 경우, LP 신호는 총 8가지의 변조 모드를 갖게 된다.
이 경우, PRS 신호를 시간 간격으로 나눈 후, 한 개의 PN 시퀀스를 각각에 더하여 전송하는 방법이나, 총 3개의 서로 다른 PN 시퀀스를 구간이 분할된 PRS 신호에 각각 더하여 송신하는 방법이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 계층 변조 지상파 DMB 시스템의 송신단을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
여기서, 도 3에 도시된 구성은 계층 변조 DMB 시스템의 송신단 중 변조 모드 검출 신호인 PN 시퀀스를 삽입하는 구성만을 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 송신단은 HP 신호를 처리하는 HP 신호 처리부(100), 본 발명의 실시예에 따라 추가로 삽입되는 LP 신호를 처리하는 LP 신호 처리부(200) 및 PN 시퀀스를 삽입하는 PN 시퀀스 삽입부(300)를 포함한다.
HP 신호 처리부(100)는 콘벌루션 코드를 사용하여 입력되는 HP 신호의 비트 오류를 정정하는 콘벌루셔널 부호기(Convolutional Encoder, 110), HP 신호를 다중화시키는 전송 프레임 먹스(Transmission Frame Mux, 120), 직교 위상 편이 변조를 위하여 다중화된 HP 신호의 매핑 작업을 수행하는 QPSK 매퍼(QPSK Mapper, 130), 매핑된 HP 신호의 인터리빙(Interleaving) 작업을 수행하는 주파수 인터리버(Frequency Interleaver, 140), 계층 변조를 위하여 인터리빙된 HP 신호에 대한 차동 4위상 편이 변조를 수행하는 DPQSK 변조기(DPQSK Modulator, 150) 및 DPQSK 변조기(150)에 의해 변조된 HP 신호를 다중화하는 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기(OFDM Modulator, 160)를 포함한다.
LP 신호 처리부(200)도 HP 신호 처리부(100)와 동일하게 구성되어, LP 신호의 비트 오류를 정정하는 콘벌루셔널 부호기(210), LP 신호를 다중화시키는 전송 프레임 먹스(220), 다중화된 LP 신호의 매핑 작업을 수행하는 QPSK 매퍼(230), 매핑된 LP 신호의 인터리빙 작업을 수행하는 주파수 인터리버(240), 인터리빙된 LP 신호에 대한 차동 4위상 편이 변조를 수행하는 DQPSK 변조기(250) 및 변조된 LP 신 호를 다중화하는 OFDM 변조기(260)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, HP 신호 처리부(100)로부터 출력되는 OFDM 변조된 HP 신호 및 LP 신호 처리부(200)로부터 출력되는 OFDM 변조된 LP 신호는 PN 시퀀스 삽입부(300)로 입력된다.
본 발명의 실시예에 따른 PN 시퀀스 삽입부(300)는 제1 IFFT 모듈(310), 제2 IFFT 모듈(320), 성상비 처리 모듈(330), 합산기(340), PRS 신호 검출 모듈(350) 및 PN 시퀀스 추가 모듈(360)을 포함한다.
제1 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈(310)은 HP 신호 처리부(100)로부터 전송되는 OFDM 변조된 HP 신호를 역푸리에 변환하여, 시간 영역의 신호로 변환시키는 역할을 수행한다.
제2 IFFT 모듈(320)은 LP 신호 처리부(200)로부터 전송되는 OFDM 변조된 LP 신호를 역푸리에 변환하여, 시간 영역의 신호로 변환시키는 역할을 수행한다.
성상비 처리 모듈(330)은 제2 IFFT 모듈(320)로부터 출력된 신호를 계층 변수 계수만큼 작게 하는 역할을 수행한다. 즉, 성상비 처리 모듈(330)은 제2 IFFT 모듈(320)로부터 출력된 신호에 '1/계층 변조 계수(α)'를 곱하여, 크기를 작게 하는 역할을 수행한다.
합산기(340)는 제1 IFFT 모듈(310)로부터 출력되는 신호와 성상비 처리 모듈(330)로부터 출력되는 신호를 합산하는 역할을 수행한다.
PRS 신호 검출 모듈(350)은 합산된 송신 신호에서 데이터 프레임의 시작점이 되는 PRS 신호를 검출하는 역할을 수행한다. 여기서, 제1 IFFT 모듈(310) 및 제2 IFFT 모듈(320)에 의하여 시간 영역으로 변환된 HP 신호 및 LP 신호는 데이터 프레임의 시작점인 PRS 신호를 공통으로 사용하므로, 합산기(340)에 의하여 합산된 신호의 PRS 신호는 동일하다.
PN 시퀀스 추가 모듈(360)은 검출된 PRS 신호에 PN 시퀀스를 추가하는 역할을 수행한다. PRS 신호에 사용된 PN 시퀀스는 송신단에서의 송신 신호 암호화 및 수신단에서의 복호화에 사용된다. PN 시퀀스 추가 모듈(360)에 의하여 PN 시퀀스가 추가된 송신 신호는 지상파 DMB 시스템 내에 위치한 다수의 수신단으로 송출된다.
여기서, PRS 신호 검출 모듈(350)에 의하여 검출된 PRS 신호에 PN 시퀀스를 추가함에 있어서, PRS 신호를 시간 간격으로 나눈 후 한 개의 PN 시퀀스를 각각에 추가하는 방법이나, 각각 상이한 다수의 PN 시퀀스를 시간 간격으로 분할된 PRS 신호에 각각 추가하는 방법이 사용될 수 있다.
도 4는 시간 간격으로 나뉘어진 PRS 신호에 한 개의 PN 시퀀스를 추가하기 위한 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따라, PRS 신호에 PN 시퀀스를 추가하는 PN 시퀀스 삽입부(300)에서 PRS 신호 검출 모듈(350)과 PN 시퀀스 추가 모듈(360) 사이의 연결 구조는 PRS 신호 간격 분배 모듈(410), 하나 이상의 PRS 신호 처리 모듈(420 내지 424) 및 하나 이상의 합산기(430 내지 440)를 포함한다.
도 4에는 본 발명의 실시예에 따라, PRS 신호가 3개의 시간 간격으로 분배되어 각각의 PRS 신호에 PN 시퀀스가 추가되는 경우의 PRS 신호 검출 모듈(350)과 PN 시퀀스 추가 모듈(360) 사이의 구조가 도시되어 있으며, 이에 따라, 3개의 PRS 신 호 처리 모듈과 4개의 합산기가 포함된다.
PRS 신호 간격 분배 모듈(410)은 PRS 신호를 시간 간격으로 분할하는 작업을 수행한다. 도 4에 따른 PN 시퀀스 삽입부(300)에서 PRS 신호 간격 분배 모듈(410)은 PRS 신호를 3개의 시간 간격으로 분할하는 역할을 수행한다. 여기서, PRS 신호 간격 분배 모듈(410)에 의하여 분할된 각각의 PRS 신호를 제1 PRS 신호, 제2 PRS 신호 및 제3 PRS 신호라 칭하기로 한다.
PRS 신호 처리 모듈(420 내지 424)은 PRS 신호 간격 분배 모듈(410)에 의하여 분할된 제1 PRS 신호, 제2 PRS 신호 및 제3 PRS 신호를 수신하여 처리하는 모듈이다. 본 발명의 실시예에 따라, 제1 PRS 신호, 제2 PRS 신호 및 제3 PRS 신호를 처리하는 PRS 신호 처리 모듈(420 내지 424)을 각각 제1 PRS 신호 처리 모듈(420), 제2 PRS 신호 처리 모듈(422) 및 제3 PRS 신호 처리 모듈(424)이라 칭하여 설명하기로 한다.
제1 합산기(430) 내지 제3 합산기(434)는 PN 시퀀스 추가 모듈(360)로부터 출력되는 PN 시퀀스를 각각 수신하여, 제1 PRS 신호 처리 모듈(420) 내지 제3 PRS 신호 처리 모듈(424)로부터 출력되는 제1 PRS 신호 내지 제3 PRS 신호에 각각 삽입시키는 역할을 수행한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 PN 시퀀스는, 계층 변조 신호의 PRS 신호에 K배 만큼 곱해져서 더해진다. 이 때, PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스는 HP 신호의 복조에 영향을 주면 안 되므로, 0과 1 사이의 값을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K1, 제2 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K2, 제3 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K3라고 하면, K1 내지 K3는 하나의 PN 시퀀스 추가 모듈(360)로부터 출력되므로 동일한 값을 가지며, 이에 따라, K1 = K2 = K3의 관계를 갖는다.
제4 합산기(440)는 제1 합산기(430) 내지 제3 합산기(434)로부터 출력되는 신호를 합하여 변조 모드 검출 신호를 생성하고, 생성된 변조 모드 검출 신호를 수신단으로 송출하는 역할을 수행한다.
도 5는 시간 간격으로 나뉘어진 PRS 신호에 각각 상이한 다수의 PN 시퀀스를 각각 추가하기 위한 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 PN 시퀀스 삽입부(300)는 PRS 신호 검출 모듈(350), PRS 신호 간격 분배 모듈(410), 하나 이상의 PRS 신호 처리 모듈(420 내지 424), 하나 이상의 합산기(430 내지 440) 및 하나 이상의 PN 시퀀스 추가 모듈(510 내지 514)을 포함한다.
도 5에는 본 발명의 실시예에 따라, 3개의 시간 간격으로 분배된 PRS 신호에 각각의 PN 시퀀스가 삽입되는 구조가 도시되어 있으며, 이에 따라, PN 시퀀스 삽입부(300)는 3개의 PRS 신호 처리 모듈, 4개의 합산기 및 3개의 PN 시퀀스 추가 모듈을 포함한다.
PRS 신호 간격 분배 모듈(410)은 PRS 신호를 제1 PRS 신호, 제2 PRS 신호 및 제3 PRS 신호로 분할한다.
제1 PN 시퀀스 추가 모듈(510)은 제1 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스를 생성하여, 제1 합산기(430)로 전달하는 역할을 수행한다. 이 때, 제1 PN 시퀀스 추가 모듈(510)에서 생성되는 PN 시퀀스를 '제1 PN 시퀀스'라고 부르며, 제1 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K1이라 칭하기로 한다.
제2 PN 시퀀스 추가 모듈(512)은 제2 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스를 생성하여, 제2 합산기(432)로 전달하는 역할을 수행한다. 이 때, 제2 PN 시퀀스 추가 모듈(512)에서 생성되는 PN 시퀀스를 '제2 PN 시퀀스'라고 부르며, 제2 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K2라 칭하기로 한다.
제3 PN 시퀀스 추가 모듈(514)은 제3 PRS 신호에 삽입되는 PN 시퀀스를 생성하여, 제3 합산기(434)로 전달하는 역할을 수행한다. 이 때, 제3 PN 시퀀스 추가 모듈(514)에서 생성되는 PN 시퀀스를 '제3 PN 시퀀스'라고 부르며, 제3 PN 시퀀스에 적용되는 상수를 K3라 칭하기로 한다.
제1 PN 시퀀스 추가 모듈(510) 내지 제3 PN 시퀀스 추가 모듈(514)에서 생성되는 제1 PN 시퀀스 내지 제3 PN 시퀀스는 0과 1 사이의 값을 가지며, K1 내지 K3은 각각 상이한 값을 갖도록 설정될 수도 있고, 모두 동일한 값을 가지도록 설정할 수도 있으며, 일부만 동일한 값을 갖도록 설정될 수도 있다. 이에 따라, K1 내지 K3 사이에는 K1 = K2 = K3, K1 = K2 ≠ K3, K1 ≠ K2 = K3, K1 = K3 ≠ K2 또는 K1 ≠ K2 ≠ K3 중 하나의 관계가 설정된다.
제1 PRS 신호 처리 모듈(420) 내지 제3 PRS 신호 처리 모듈(424), 제1 합산기(430) 내지 제3 합산기(434) 및 제4 합산기(440)의 기능은 앞서 도 4에 언급된 기능과 동일하므로, 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변조 모드 검출 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
계층 변조 지상파 DMB 시스템의 송신단에서는 지상파 DMB 서비스를 위한 HP 신호 및 계층 변조를 위한 LP 신호를 각각 입력받는다. 그리고, 입력된 HP 신호 및 LP 신호에 대한 DQPSK 변조 및 OFDM 변조를 수행한다. 이를 위하여, 송신단은 HP 신호 처리부(100) 및 LP 신호 처리부(200)를 통하여 입력된 HP 신호 및 LP 신호에 각각에 대한 오류 정정, 다중화, 매핑 및 인터리빙 작업을 거친 후, 인터리빙된 HP 신호 및 LP 신호 각각에 대하여 DQPSK 변조 및 OFDM 변조를 수행하는 과정을 갖는다(S610).
이와 같이 OFDM 변조된 HP 신호 및 LP 신호가 산출되면, 각각의 신호에 대하여 역푸리에 변환을 수행한다(S620). 그리고, 역푸리에 변환된 LP 신호에는 사전에 설정된 성상비 즉, '1/계층 변조 계수(α)'를 곱하여, 크기를 작게 한다(S630).
역푸리에 변환된 뒤 성상비가 곱해진 LP 신호와, 역푸리에 변환된 HP 신호가 산출되면 두 신호를 합하고(S640), 합해진 송신 신호에서 데이터 프레임의 시작점이 되는 PRS 신호를 검출한다(S650).
송신단에서는 PRS 신호가 검출되면, 사전에 설정된 시간 간격에 따라 분할하는 작업을 수행한다(S660). 그리고, 수신단에서 LP 신호의 변조 모드 검출을 용이하게 수행할 수 있도록, 분할된 각각의 PRS 신호에 대하여 PN 시퀀스를 추가한다.
이 때, 각각의 PRS 신호에 PN 시퀀스를 추가함에 있어서, 동일한 PN 시퀀스를 모든 PRS 신호에 추가할 수도 있으며, 각 PRS 신호마다 각각 상이한 PN 시퀀스를 추가시킬 수도 있다. 또한, 일정 PRS 신호에는 PN 시퀀스를 삽입하지 않을 수도 있다(S670).
그리고, 송신단은 PN 시퀀스가 추가된 하나 이상의 PRS 신호를 모두 합하여 변조 모드 검출 신호를 생성하고(S680), 생성된 변조 모드 검출 신호를 송신 신호로서, 다수의 수신단으로 송출한다(S690).
송신단으로부터 송출된 변조 모드 검출 신호를 수신한 수신단에서는, PN 시퀀스 및 PRS 신호를 확인하는 과정을 통하여, LP 신호에 적용된 변조 방식 및 계층 변조 계수를 용이하게 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 QAM 변조 방식이 적용된 지상파 DMB 신호의 성상을 나타낸 예시도,
도 2는 ADPSK 변조 방식이 적용된 지상파 DMB 신호의 성상을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 계층 변조 지상파 DMB 시스템의 송신단을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 4는 시간 간격으로 나뉘어진 PRS 신호에 한 개의 PN 시퀀스를 추가하기 위한 구조를 간략하게 나타낸 도면,
도 5는 시간 간격으로 나뉘어진 PRS 신호에 각각 상이한 다수의 PN 시퀀스를 각각 추가하기 위한 구조를 간략하게 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변조 모드 검출 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (15)

  1. 계층 변조 기법이 적용된 이동 방송 시스템에서 변조 모드의 검출을 위한 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    (a) 이동 방송 서비스를 위하여 입력된 제1 신호와, 계층 변조를 위하여 입력된 제2 신호를 합하여 제3 신호를 산출하는 단계;
    (b) 상기 제3 신호 중에서 상기 계층 변조가 적용되지 않는 신호를 제4 신호로써 검출하는 단계;
    (c) 상기 제4 신호를 사전에 설정된 시간 간격에 따라 하나 이상의 신호로 분할한 뒤, 각각의 분할된 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입하는 단계; 및
    (d) 상기 시퀀스가 삽입된 하나 이상의 신호를 합하여 송출하는 단계
    를 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 제3 신호로부터 데이터 프레임의 시작점이 되는 가상 랜덤 시퀀스(PRS: Pseudo Random Sequence) 신호를 상기 제4 신호로써 검출하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서
    상기 단계 (c)는,
    상기 분할된 각각의 신호에 동일한 값의 시퀀스를 삽입하거나, 상기 분할된 각각의 신호에 각각 상이한 값의 시퀀스를 삽입하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단계 (c)는,
    상기 분할된 각각의 신호에 사전에 설정된 0과 1 사이의 값을 갖는 시퀀스를 삽입하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단계 (c)는,
    상기 분할된 각각의 신호에 사전에 설정된 PN(Pseudo-random Number) 시퀀스를 삽입하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 제1 신호 및 제2 신호를 입력받는 단계;
    (a2) 상기 제1 신호 및 제2 신호의 데이터 전송률 향상을 위한 변조를 수행 하는 단계;
    (a3) 상기 변조된 제1 신호 및 제2 신호에 대한 다중화를 수행하는 단계;
    (a4) 상기 다중화된 제1 신호 및 제2 신호에 대한 역푸리에 변환을 수행하는 단계; 및
    (a5) 상기 역푸리에 변환된 제1 신호 및 제2 신호를 합하여 상기 제3 신호를 산출하는 단계
    를 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a5)는,
    상기 역푸리에 변환된 제2 신호에 사전에 설정된 성상비―여기서, 성상비는 '1/계층 변조 계수'의 값을 가짐―를 곱하는 단계;
    상기 성상비가 곱해진 제2 신호와, 상기 역푸리에 변환된 제1 신호를 합하여 제3 신호를 산출하는 단계
    를 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (a2) 단계는,
    상기 제1 신호 및 제2 신호에 대하여, 데이터 전송률 향상을 위한 차동 4위상 편이 변조(DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying)를 수행하는 것 을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (a3) 단계는,
    상기 변조된 제1 신호 및 제2 신호에 대하여, 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 수행하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (a1) 및 (a2) 단계 사이에,
    콘벌루션 코드를 사용하여, 상기 제1 신호 및 제2 신호에 대한 비트 오류를 정정하는 단계;
    상기 제1 신호 및 제2 신호에 대하여, 직교 위상 편이 변조를 위한 매핑 작업을 수행하는 단계; 및
    상기 매핑된 신호의 인터리빙 작업을 수행하는 단계
    를 추가로 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 방법.
  11. 계층 변조 기법이 적용된 이동 방송 시스템에서 변조 모드의 검출을 위한 신호를 송신하는 장치에 있어서,
    이동 방송 서비스를 위하여 입력되는 제1 신호를 처리하는 제1 신호 처리부;
    계층 변조를 위하여 입력되는 제2 신호를 처리하는 제2 신호 처리부; 및
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 합한 뒤, 사전에 설정된 시간 간격에 따라 분할하고, 상기 분할된 하나 이상의 신호에 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 삽입시켜 송출하는 시퀀스 삽입부
    를 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시퀀스 삽입부는,
    상기 제1 신호와 제2 신호가 합산된 신호 중에서 상기 계층 변조가 적용되지 않는 신호를 제3 신호로써 검출하는 신호 검출 모듈;
    상기 제3 신호를 사전에 설정된 시간 간격에 따라 분할하는 신호 간격 분배 모듈; 및
    상기 이동 방송 시스템의 송신단과 수신단 사이에 송수신되는 신호의 암호화/복호화를 위한 시퀀스를 상기 신호 간격 분배 모듈에 의하여 분할된 하나 이상의 신호에 각각 삽입시키는 시퀀스 추가 모듈
    을 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 시퀀스 추가 모듈은,
    상기 분할된 하나 이상의 신호에 동일한 값의 시퀀스를 각각 삽입하거나, 상 기 분할된 하나 이상의 신호에 각각 상이한 값의 시퀀스를 삽입하는 것을 특징으로 하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 신호와 제2 신호를 합하여 상기 신호 검출 모듈로 송출하는 제1 합산기; 및
    상기 시퀀스가 삽입된 하나 이상의 신호를 모두 합하여 상기 수신단으로 송출하는 제2 합산기
    를 추가로 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리부로부터 상기 제2 신호를 수신하여, 사전에 설정된 성상비―여기서, 성상비는 '1/계층 변조 계수'의 값을 가짐―를 곱한 후, 상기 제1 합산기로 전달하는 성상비 처리 모듈
    을 추가로 포함하는 변조 모드 검출 신호 송신 장치.
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