KR101065478B1 - 방송신호 송수신 장치와 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방송신호 송수신 장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 방송신호의 송수신 장치와 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치는, 방송신호 송신장치로서, 전송할 디지털 방송신호를 미리 결정된 변조 방식으로 변조하는 방송신호 변조부와, 디지털 방송신호의 각 부가 데이터들을 미리 저장된 확산코드에 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 부가 데이터별 확산코드 매핑부와, 변조된 디지털 방송신호에 워터마킹용 확산코드를 삽입하여 송출용 디지털 방송신호를 생성하는 확산코드 삽입부와, 생성된 송출용 디지털 방송신호를 송출하는 방송신호 송출부를 포함한다.
TxID(Transmitter Identification), 워터마킹(watermarking), 부가 데이터, 디지털 방송신호.

Description

방송신호 송수신 장치와 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING OR RECEIVING BROADCAST SIGNAL}
본 발명은 방송신호 송수신 장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 방송신호의 송수신 장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 방송기술은 영상, 음성, 음향, 문자, 그래픽 등의 다양한 정보를 TV 수상기, 컴퓨터 모니터, PDA와 같은 다양한 매체를 통해 고품질 서비스를 제공한다.
이러한 일반적인 디지털 방송기술은 주파수 사용의 효율성을 높이고 디지털 방송을 이동 중인 환경 또는 실내 다중경로 환경에서도 수신이 가능하도록 단일 주파수 망(Single Frequence Network)을 사용하고 있다. 그러나 단일 주파수 망은 인근 송신기들의 신호에 의한 간섭을 받는 단점을 갖고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안중의 하나로 TxID(Transmitter Identification, 이하 '송신기 식별')기술이 대두되었다. 이러한 일반적인 송신기 식별기술은 송신기 또는 중계기 별로 데이터 필드에 확산계수가 수만 칩(chip)에 해당되는 긴 주기의 확산코드를 이용하여 워터마킹을 행하게 된다. 여기서 워터마킹은 수신기에서 방송 데이터 복조에 영향을 끼치지 않을 정도의 낮은 전력 값으로 행하여진다. 그러면 수신기에서는 긴 주기의 상관처리 결과 값을 이용하여 송신기를 식별한다.
또한, 일반적인 송신기 식별기술은 확산코드에 위상과 진폭이 가미된 변복조 기법을 이용하여 송신기 식별 시스템을 통해 부가 데이터를 전송한다. 하지만 일반적인 송신기 식별기술에서 부가 데이터의 전송 효율은 그 특성상 한계가 있다. 이로 인해, 일반적인 송신기 식별 시스템을 기반으로 한 부가 데이터를 제공하기에는 비효율적인 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 송신기 식별 기능을 유지하는 동시에 부가 데이터의 전송효율을 개선할 수 있는 방송신호 송수신 장치와 그 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 송신기 식별 시스템에 사용되는 워터마킹용 확산코드의 패밀리 사이즈(Family Size)를 활용할 수 있는 방송신호 송수신 장치와 그 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치는, 방송신호 송신장치로서, 전송할 디지털 방송신호를 미리 결정된 변조 방식으로 변조하는 방송신호 변조부와, 디지털 방송신호의 각 부가 데이터들을 미리 저장된 확산코드에 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 부가 데이터별 확산코드 매핑부와, 변조된 디지털 방송신호에 워터마킹용 확산코드를 삽입하여 송출용 디지털 방송신호를 생성하는 확산코드 삽입부와, 생성된 송출용 디지털 방송신호를 송출하는 방송신호 송출부를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치는, 방송신호 수신장치로서, 적어도 하나 이상의 방송신호 송신장치로부터 디지털 방송신호들을 수신하는 방송신호 수신부와, 수신된 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들의 상관값들을 계산하고, 최대 우도 결정(Maximum Likelihood Decision) 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택하는 상관처리부와, 선택된 최대 상관값에 대응하는 확산코드에서 부가 데이터 정보를 디매핑하는 부가 데이터별 확산코드 디매핑부와, 부가 데이터 정보를 복원하는 복원부를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방법은, 방송신호 송신방법으로서, 전송할 디지털 방송신호를 미리 결정된 변조 방식으로 변조하는 제 1 과정과, 디지털 방송신호의 각 부가 데이터들을 미리 저장된 확산코드에 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 제 2 과정과, 변조된 디지털 방송신호에 워터마킹용 확산코드를 삽입하여 송출용 디지털 방송신호를 생성하는 제 3 과정과, 생성된 송출용 디지털 방송신호를 송출하는 제 4 과정을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방법은, 방송신호 수신방법으로 서, 적어도 하나 이상의 방송신호 송신장치로부터 디지털 방송신호들을 수신하는 제 1 과정과, 수신된 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들의 상관값들을 계산하고, 최대 우도 결정(Maximum Likelihood Decision) 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택하는 제 2 과정과, 선택된 최대 상관값에 대응하는 확산코드에서 부가 데이터 정보를 디매핑하는 제 3 과정과, 부가 데이터 정보를 복원하는 제 4 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 장치와 방법을 사용하면, 부가 데이터 전송률을 개선할 수 있는 이점이 있다. 또한, 송신기 식별 시스템에서 사용되는 워터마킹용 확산코드가 65535칩을 사용하는 긴 코드(Long Code)인 점에서 워터마킹용 확산코드의 패밀리 사이즈를 충분히 활용하여 부가 데이터를 전송할 수 있는 이점이 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치는 기본적으로 방송신호 송신장치(100)와 방송신호 수신장치(150)를 구비한다.
방송신호 송신장치(100)는 방송신호 변조부(101), 부가데이터별 확산코드 매핑부(102), 확산코드 삽입부(103), 방송신호 송출부(104)를 포함한다.
방송신호 변조부(101)는 디지털 방송신호를 ATSC(advanced television systems committee) 규격에 맞게 변조한다.
부가 데이터별 확산코드 매핑부(102)는 부가 데이터를 미리 저장된 확산코드에 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성한다. 본 명세서 상에서의 부가 데이터는 음성 데이터, 문자 데이터 등과 같은 것으로서, 방송신호에 부가하여 방송 시청자에게 전달되는 다양한 형태의 데이터를 의미한다. 또한, 미리 저장된 확산코드는 왈쉬(walsh) 코드와 같은 직교(orthogonal) 확산코드 또는 준직교(Quasi-Orthogonal) 확산코드인 것이 바람직하다.
확산코드 삽입부(103)는 방송신호 변조부(101)로부터 ATSC 규격에 따라 변조된 디지털 방송신호를 제공받고, 부가 데이터별 확산코드 매핑부(102)로부터 워터마킹용 확산코드를 제공받아, 디지털 방송신호에 확산코드를 워터마킹하여 워터마킹된 방송신호를 출력한다.
방송신호 송출부(104)는 워터마킹된 방송신호를 외부로 송출한다. 이러한 방송신호 송출부(104)는, 워터마킹된 방송신호를 상향 변환한 후, 안테나를 통하여 외부로 송출한다.
그러면 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송신장치의 동작을 아래에서 구체적으로 살펴본다. 먼저 방송신호 변조부(101)에서 ATSC 규격에 따라 8-VSB 모듈레이션(8-VSB modulation)과정을 이용하여 방송신호를 변조한다. 그러면 부가 데이터별 확산코드 매핑부(120)에서는 전송하고자 하는 부가 데이터를 n비트 단위로 그룹화한다. 그러면 2n개의 확산코드들 각각에 그룹화된 부가 데이터를 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성한다. 그러면, 확산코드 삽입부(130)에서는 변조된 디지털 방송신호의 데이터 프레임에 부가 데이터별 확산코드 매핑부(120)에서 제공된 워터마킹용 확산코드를 워터마킹하여 워터마킹된 방송신호를 생성한다. 여기서 워터마킹용 확산코드는 30dB 낮은 전력의 값을 갖는 것이 바람직하다. 그러면 방송신호 송출부(140)에서는 워터마킹된 방송신호를 상향 변환한 후, 안테나를 통하여 외부로 송출한다.
방송신호 수신장치(150)는 방송신호 수신부(151), 상관처리부(152), 부가 데이터별 확산코드 디매핑부(153), 부가 데이터 복원부(154)를 포함한다.
방송신호 수신부(151)는 다수의 디지털 방송신호들을 수신한다. 수신되는 디지털 방송신호들에는 확산코드가 삽입되어 있으며, 이 확산코드에는 부가 데이터 정보가 매핑되어 있다.
상관처리부(152)는 수신된 다수의 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들과의 상관값들을 계산하고, 최대 우도 결정(Maximum Likelihood Decision) 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택한다. 최대 우도 결정 방법은 당업자라면 용이하게 사용할 수 있는 방법이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
부가 데이터별 확산코드 디매핑부(153)는 선택된 최대 상관값에 대응하는 확산코드를 디매핑하여 확산코드에 매핑되어 있던 부가 데이터 정보를 추출한다.
부가 데이터 복원부(154)는, 디매핑된 부가 데이터 정보로부터 부가 데이터를 복원한다.
그러면 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 수신장치의 동작을 아래에서 구체적으로 살펴본다. 먼저 방송신호 수신부(151)에서는 다수의 송신기와 중계기를 통하여 들어오는 다수의 디지털 방송신호들을 수신한다. 그러면 상관처리부(152)는 수신된 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들과의 상관값을 계산하고, 최대 우도 결정 방법을 사용하여 가장 큰 상관값을 가진 확산코드를 선택한다. 그러면 부가 데이터별 확산코드 디매핑부(153)에서는 최대 상관값을 갖는 확산코드에 따른 부가 데이터 정보를 디매핑하고, 부가 데이터 복원부(154)에서 부가 데이터 정보로부터 부가 데이터를 복원한다. 그러면 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 장치의 일 실시 예를 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치의 일 실시 예를 설명하기 위한 방송신호 송수신 장치의 블록도이다. 이러한 장치를 본 명세서 상에서는 MOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치라 칭하기로 한다.
도 2를 참조하면, 좌측부가 방송신호 송신장치를 우측부가 방송신호 수신장치를 나타낸다.
먼저, 좌측부에 도시된 방송신호 송신장치를 구체적인 살펴본다.
방송신호 송신장치에서, 도면부호 220은 도 1에서의 부가 데이터별 확산코드 매핑부(102)이다. 이러한 부가 데이터별 확산코드 매핑부(220)는 S/P(Serial to Parallel)(222), 매핑블록(Mapping Block)(223), 코드 셋(Code Set) 제공부(224)를 포함한다. 직병렬 변환부(이하, S/P)(222)는 부가 데이터(221)를 n비트로 그룹화하여 병렬 데이터들을 생성하고, 생성된 병렬 데이터들을 매핑블록(223)으로 제공한다. 코드 셋 생성부(224)는 2n 개의 확산코드들을 매핑블록(223)에 제공한다. 매핑블록(223)은 n비트로 그룹화된 병렬 데이터들을 2n 개의 확산코드들 각각에 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성한다.
도면부호 230은 도 1에서의 확산코드 삽입부(103)이다. 이러한 확산코드 삽입부(230)는 방송신호 변조부(미도시)에서 제공된 디지털 방송신호의 데이터 프레임(210)에 워터마킹용 확산코드를 워터마킹하여 워터마킹된 방송신호를 출력한다. 이렇게 출력된 워터마킹된 방송신호는 방송신호 송출부로 제공되고, 제공된 방송신호는 상향 변환된 후, 안테나를 통하여 외부로 송출된다.
다음으로, 우측부에 도시된 방송신호 수신장치를 구체적으로 살펴본다.
방송신호 수신장치에서, 방송신호 수신부는 다수의 방송신호들을 안테나를 통하여 수신한 후, 이를 하향 변환시키고, 하향 변환된 방송신호를 저역 통과 여파 기(LPF)를 통과시켜 필터링한다. 그러면 필터링된 방송신호들은 상관처리부(240)로 제공된다.
상관처리부(240)는 뱅크(241)와 최대 우도 결정부(Maximum Likelihood)(242)를 포함한다. 뱅크(241)는 방송신호 수신부에 수신된 다수의 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들의 상관값들을 계산한다. 최대 우도 결정부(242)는 계산된 상관값들 중에서 최대 우도 결정 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택한다. 그러면 부가 데이터별 확산코드 디매핑부(250)에서는 선택된 최대 상관값에 대응하는 확산코드를 디매핑하여 부가 데이터 정보를 추출하고, 추출된 부가 데이터 정보는 부가 데이터 복원부(260)로 제공되어 부가 데이터를 복원한다.
이러한 MOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치를 포함하는 시스템의 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 환경에서의 코드 에러율(Code Error Rate)(
Figure 112008079805865-pat00001
)는 아래의 <수학식 1>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00002
여기서,
Figure 112008079805865-pat00003
: 정규분포의 누적밀도함수,
Figure 112008079805865-pat00004
: 그룹화된 하나의 부가 데이터의 비트 수,
Figure 112008079805865-pat00005
: 확산코드의 수,
Figure 112008079805865-pat00006
: 확산코 드의 길이,
Figure 112008079805865-pat00007
: 정규분포의 누적밀도함수로부터 도출된 값,
Figure 112008079805865-pat00008
: 신호에너지와 잡음파워밀도의 비를 의미한다.
코드 에러율(
Figure 112008079805865-pat00009
)와 부가 데이터 정보인
Figure 112008079805865-pat00010
비트를 복원시킬 때의 비트에러율(BER; Bit Error Rate)(
Figure 112008079805865-pat00011
)사이의 관계는 아래의 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00012
도 6은 <수학식 1>과 <수학식 2>의 계산 결과에 따른 이론적 그래프이다. 이 그래프는, 확산코드의 길이(
Figure 112008079805865-pat00013
)가
Figure 112008079805865-pat00014
인 Walsh-Hadamard의 확산코드를 사용한 BER 성능을 나타낸다. 여기서, 가로축은 데시벨 형태의
Figure 112008079805865-pat00015
(신호에너지와 잡음파워밀도의 비)를 나타내고, 세로축은 가로축에 따른 BER을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 세로축의
Figure 112008079805865-pat00016
을 기준으로 AWGN 환경의 BER을 살펴보면 스프레딩 펙터(
Figure 112008079805865-pat00017
)가 증가할수록
Figure 112008079805865-pat00018
가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 그러나
Figure 112008079805865-pat00019
가 작을 때는 충분히 BER을 낮춘다. 또한, -0.5㏈ 또는 그 이하에서 스프레딩 팩터가 증가함에 따라 BER은 개선되지 않는다. 그 이유는 낮은
Figure 112008079805865-pat00020
을 갖는 방식에서는, 많은 확산코드 선택해야 하는 부분의 부정확한 검출로 인한 확률이 높아지기 때문이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치의 다른 실시 예를 설명하기 위한 방송신호 송수신 장치의 블록도이다. 이러한 장치를 본 명세서 상에서는 MBOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치라 칭하기로 한다.
이러한 MBOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치는, 도 2에 도시된 MOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치와 유사하다. 차이점이 있다면, 부가 데이터별 확산코드 매핑부(320)와 상관처리부(340)에서 차이가 있다. 이러한 차이점을 이하에서 도 4와 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 부가 데이터별 확산코드 매핑부(320)의 구체적인 구성 블록도이고, 도 5는 도 3에 도시된 상관처리부(340)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 4에 도시된 이진 직교 매핑 블록(420)은 도 3에 도시된 이진 직교 매핑 블록(Binary Orthogonal Mapping Block)(323)을 구체화한 것이다. 이러한 이진 직교 매핑 블록(420)은 S/P(410)를 통하여 부가 데이터의 그룹화된 병렬 데이터를 제공받고, 코드 셋(code set)(430)으로부터 하나의 확산코드를 제공받는다. 그룹화된 병렬 데이터의 일부는 포지티브 매퍼(positive mapper)(421)로, 나머지는 네가티브 매퍼(negative mapper)(423)로 제공된다. 그리고 하나의 확산코드는 이진 직교 매핑 블록(420)의 BPSK 펄스 선택기(BPSK Pulse Selector)(425)로 제공된다. 제공된 확산코드는 BPSK 펄스 선택기(425)에서 각각 -1과 +1이 곱해진다. 그러면 양과 음인 두 개의 다른 극성을 가진 확산코드들이 BPSK 펄스 선택기(425)에서 출력된다. 이중 출력된 양의 극성을 갖는 확산코드는 포지티브 매퍼(positive mapper)(421)로 제공되고, 출력된 음의 극성을 갖는 확산코드는 네가티브 매퍼(negative mapper)(423)로 제공된다. 그러면 포지티브 매퍼(421)와 네가티브 매퍼(423) 각각은 병렬 데이터를 확산코드에 매핑하여 매핑된 확산코드를 출력한다.
이와 같이, MBOK 방식을 이용한 방송신호 송신장치는 도 2의 MOK 방식을 이용한 방송신호 송신장치와 달리 하나의 확산코드가 하나의 확산코드 값과 그 확산코드의 또 다른 음의 값을 각각 나타낼 수 있다. 즉, MOK 방식에서 N개의 확산코드는 MBOK 방식에서 2N개에 해당하는 확산코드의 수와 같은 심벌의 수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 아래의 <수학식 3>과 같이 8BOK는 4개의 확산코드{
Figure 112008079805865-pat00021
,
Figure 112008079805865-pat00022
,
Figure 112008079805865-pat00023
,
Figure 112008079805865-pat00024
}를 가지고 있으며, 각 확산코드는 하나의 확산코드 값과 그 확산코드의 음에 해당하는 값을 각각 취하여 <수학식 1>과 같이 하나의 확산코드가 두 개의 상태정보를 표현할 수 있다. 즉, 4개의 확산코드를 이용하여 각 확산코드와 그 확산코드의 음에 해당하는 코드를 사용함으로서, 총 8개의 상태정보를 표현할 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00025
여기서,
Figure 112008079805865-pat00026
는
Figure 112008079805865-pat00027
번째 MBOK의 심벌을 나타낸다.
도 5에 도시된 위상 감지 및 최대 우도 결정부(510)는, 도 3에 도시된 위상 감지 및 최대 우도 결정부(Phase Detection & Maximum Likelihood)(242)를 구체화한 것이다. 이러한 위상 감지 및 최대 우도 결정부(510)는 도 3에 도시된 뱅크(241)에서 계산된 상관값들을 제공받는다. 제공된 상관값들은 최대 상관 선택기(Max Correlation Selector)(511)로 입력되어 최대 우도 결정 방법에 의해 최대 상관값이 선택된다. 선택된 최대 상관값은 부호 판별기(Sign Determination)(513)로 제공되고, 제공된 최대 상관값의 양의 값과 음의 값을 판별하여 방송신호 송신장치에서 송신된 부가 데이터를 찾아낸다.
이러한 MBOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치의 AWGN 환경에서의 성능을 이하에서 살펴본다. MBOK 방식에서 수신 벡터(
Figure 112008079805865-pat00028
)는 아래의 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00029
여기서,
Figure 112008079805865-pat00030
은 양측(double side) 잡음밀도(
Figure 112008079805865-pat00031
)를 가진 백색 가우시안 잡음이다.
또한, 수신 벡터(
Figure 112008079805865-pat00032
)와 각각의 신호 벡터(
Figure 112008079805865-pat00033
)의 상관값을 아래의 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00034
또한, 1 차원의 상관값을 위한 확률밀도함수 PDF(probability density function)는 아래의 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00035
또한, 나머지 상관값에 대한 PDF는 아래의 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00036
도 2에서 설명한 MOK 방식은 전송된 신호의
Figure 112008079805865-pat00037
을 판단하지만, MBOK 방식은 전송된 신호가
Figure 112008079805865-pat00038
인지
Figure 112008079805865-pat00039
인지를 판단한다.
또한, 최대 우도 결정에 따른 최적의 결정 방식에 따라, MBOK 방식의 올바른 판정(Correct Decision) 확률(
Figure 112008079805865-pat00040
)은 아래의 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00041
그러므로, MBOK 방식에 대한 에러 확률(
Figure 112008079805865-pat00042
)은 아래의 <수학식 9>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00043
또한, 신호를 나타내기 위해 필요한 2진 비트의 값(
Figure 112008079805865-pat00044
)은 아래의 <수학식 10>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00045
여기서,
Figure 112008079805865-pat00046
은 확산코드의 수이다.
그리고 최종적으로 구하고자하는 AWGN 환경안에서 MBOK 방식의 에러 확률(
Figure 112008079805865-pat00047
)는 <수학식 11>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008079805865-pat00048
도 7은 <수학식 11>의 계산 결과에 따른 이론적 그래프이다. 가로축은 데시벨 형태의
Figure 112008079805865-pat00049
를 나타내고, 세로축은 가로축에 따른 BER을 나타낸다. 도 7에서
Figure 112008079805865-pat00050
을 기준으로 AWGN 환경의 BER을 살펴보면 스프레딩 펙터(
Figure 112008079805865-pat00051
)가 증가할수록
Figure 112008079805865-pat00052
가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 도 2 및 도 3에 도시된 MOK, MBOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치의 개선된 부가데이터의 전송율을 이하에서 살펴보기로 한다.
먼저, 부가 데이터 서비스를 위한 MOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치의 전송률 특성을 파악하기 위하여
Figure 112008079805865-pat00053
의 변화에 따른 확산코드의 수, 전송 속도, 에버리징 기법 등의 다양한 항목을 아래의 <표 1>에 나타내었다. 에버리징 기법은 기존 디지털 방송 TxID 시스템에서 DTV의 8-VSB 변조된 신호에 확산코드를 워터마킹하여 전송할 때, TxID의 데이터 관점에서 8-VSB 신호는 간섭성분으로 존재하게 된다. 이러한 8-VSB 신호의 간섭을 제거하기 위해 데이터를 반복 전송하여 평균을 취하는 것을 말하는 것이다. 이러한 에버리징 기법이 많이 사용될수록 전송속도는 낮아진다.
m=1 m=2 m=3 m=4 m=5 … m=14 m=15 m=16
Bit #/simbol 1 2 3 4 5 … 14 15 16
Family size 2 4 8 16 32 … 16384 32768 65536
MF # of MF bank 2 4 8 16 32 … 16384 32768 65536
Bit rate(bps) 166 332 498 664 830 … 2324 2490 2656
표현 가능한Text수(한/영) 10/20 20/41 31/62 41/83 51/103 … 145/290 155/311 166/332
Bit rate(bps)AveN=5 33.2 66.4 99.6 132.8 166 … 464.8 498 531.2
Bit rate(bps)AveN=10 16.6 33.2 49.8 66.4 83 … 232.4 249 265.6
이러한 MOK 방식의 전송률은 아래의 <수학식 12>에 의해 정해진다.
Figure 112008079805865-pat00054
여기서,
Figure 112008079805865-pat00055
: MOK 방식의 데이터율(Data Rate),
Figure 112008079805865-pat00056
: 기존 TxID 시스템의 데이터율(Data Rate
Figure 112008079805865-pat00057
166bps),
Figure 112008079805865-pat00058
: 그룹화된 하나의 부가 데이터의 비트 수,
Figure 112008079805865-pat00059
: 에버리징 기법의 사용 횟수(Averaging Number)를 의미한다.
즉, 확산코드의 수를
Figure 112008079805865-pat00060
만큼 증가시킬 경우 그룹화된 하나의 부가 데이터당 전송되는 비트의 수가
Figure 112008079805865-pat00061
으로 증가하게 되고, 같은 길이의 그룹화된 하나의 부 가 데이터를 전송하는데 필요한 시간은 이에 반비례하여 감소하게 된다. 이는 동일한 네트워크에서 실질적으로 부가 데이터를 위하여 전송하는 비트의 양이
Figure 112008079805865-pat00062
에 비례하여 증가함을 뜻하고, 이는 부가 데이터 전송속도와 직결된다. 하지만
Figure 112008079805865-pat00063
이 증가함에 따라 하드웨어의 복잡도나 시스템의 소비전력은 증가한다.
한편, 부가 데이터 서비스를 위한 MBOK 방식을 이용한 방송신호 송수신 장치의 전송률 특성을 아래의 <표 2>와 같이 나타낼 수 있다. MBOK 방식의 중점적인 부분인 기존 확산코드와 위상이 반전된 확산코드를 함께 이용하여 병렬 데이터에 매핑하여 전송한다는 점에서 부가데이터의 전송율이 MOK 방식보다 2배 높다.
m=1 m=2 m=3 m=4 m=5 … m=14 m=15 m=16
Bit #/simbol 2 4 6 8 10 … 28 30 32
Family size 2 4 8 16 32 … 16384 32768 65536
MF # of MF bank 2 4 8 16 32 … 16384 32768 65536
Bit rate(bps) 332 664 996 1328 1660 … 4648 4980 5312
표현가능한 Text수(한/영) 20/40 40/82 62/124 82/166 102/206 … 290/580 310/622 332/664
Bit rate(bps)AveN=5 66.4 132.8 199.2 265.6 332 … 929.6 996 1062.4
Bit rate(bps)AveN=10 33.2 66.4 99.6 132.8 166 … 464.8 498 531.2
이러한 MBOK 방식의 전송률은 아래의 <수학식 13>에 의해 정해진다.
Figure 112008079805865-pat00064
여기서,
Figure 112008079805865-pat00065
: MBOK 방식의 데이터율(Data Rate),
Figure 112008079805865-pat00066
: 기존 TxID 시스템의 데이터율(Data Rate
Figure 112008079805865-pat00067
166bps),
Figure 112008079805865-pat00068
: 그룹화된 하나의 부가 데이터의 비트 수,
Figure 112008079805865-pat00069
: 에버리징 기법의 사용 횟수(Averaging Number)를 의미한다.
이와 같이, MOK 방식과, MBOK 방식은 결과적으로 디지털 방송용 TxID기법에 있어서 새로운 형태로 부가 데이터의 전송률을 효과적으로 개선할 수 있다. 또한, TxID 시스템에 사용되는 워터마킹용 확산코드가 65535칩을 사용하는 Long Code인 점에서 워터마킹용 확산코드의 패밀리 사이즈(Family Size)를 충분히 활용하여 부가 데이터를 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치의 일 실시 예를 설명하기 위한 방송신호 송수신 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방송신호 송수신 장치의 다른 실시 예를 설명하기 위한 방송신호 송수신 장치의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 부가 데이터별 확산코드 매핑부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 상관처리부(340)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 6은 <수학식 1>과 <수학식 2>의 계산 결과에 따른 이론적 그래프이다.
도 7은 <수학식 11>의 계산 결과에 따른 이론적 그래프이다.

Claims (12)

  1. 방송신호 송신장치에 있어서,
    전송할 디지털 방송신호를 미리 결정된 변조 방식으로 변조하는 방송신호 변조수단;
    상기 디지털 방송신호와 함께 전송할 부가 데이터를 복수의 병렬 데이터로 변환한 후, 상기 복수의 병렬 데이터를 상기 병렬 데이터 각각에 대응되는 확산코드로 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 부가 데이터별 확산코드 매핑수단;
    상기 변조된 디지털 방송신호에 상기 워터마킹용 확산코드를 삽입하여 송출용 디지털 방송신호를 생성하는 확산코드 삽입수단; 및
    상기 생성된 송출용 디지털 방송신호를 송출하는 방송신호 송출수단을 포함하는 방송신호 송신장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부가 데이터별 확산코드 매핑수단은,
    상기 부가 데이터를 n 비트 단위로 그룹화하여 상기 복수의 병렬 데이터들을 생성하는 직병렬 변환수단;
    상기 복수의 병렬 데이터에 대응하여 제공할 2n 개의 확산코드들을 저장하는 코드 셋 저장수단;
    상기 복수의 병렬 데이터들을 상기 코드 셋 저장수단에 저장된 대응되는 확산코드들로 매핑하는 매핑 블럭을 포함하는 방송신호 송신장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매핑 블럭은,
    상기 2n 개의 확산코드들을 제공받아 2n 개의 양의 확산코드들과 2n 개의 음의 확산코드들을 생성하는 펄스 선택기와,
    상기 복수의 병렬 데이터들 중 일부의 병렬 데이터들을 상기 2n 개의 양의 확산코드들로 매핑하는 포지티브 매퍼와,
    상기 복수의 병렬 데이터들 중 나머지 병렬 데이터들을 상기 2n 개의 음의 확산코드들로 매핑하는 네가티브 매퍼를 포함하는 방송신호 송신장치.
  4. 방송신호 수신장치에 있어서,
    적어도 하나 이상의 방송신호 송신장치로부터 부가 데이터를 복수의 병렬 데이터로 변환하고, 상기 복수의 병렬 데이터를 상기 병렬 데이터 각각에 대응되는 확산코드로 매핑하여 생성된 워터마킹용 확산코드가 삽입된 디지털 방송신호들을 수신하는 방송신호 수신수단;
    상기 수신된 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들의 상관값들을 계산하고, 최대 우도 결정(Maximum Likelihood Decision) 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택하는 상관처리수단;
    상기 상관처리수단에 의해 선택된 최대 상관값에 대응하는 확산코드를 디매핑하여 부가 데이터 정보를 추출하는 부가 데이터별 확산코드 디매핑수단; 및
    상기 추출된 부가 데이터 정보로부터 부가 데이터를 복원하는 부가 데이터 복원수단을 포함하는 방송신호 수신장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상관처리수단은,
    상기 수신된 각각의 디지털 방송신호들과 미리 저장된 확산코드들의 상관값들을 계산하는 뱅크와,
    상기 계산된 상관값들 중에서 상기 최대 우도 결정 방법을 사용하여 최대 상관값을 선택하는 최대 우도 결정부를 포함하는 방송신호 수신장치.
  6. 삭제
  7. 방송신호 송신방법에 있어서,
    (a) 전송할 디지털 방송신호를 미리 결정된 변조 방식으로 변조하는 단계;
    (b) 상기 디지털 방송신호와 함께 전송할 부가 데이터를 복수의 병렬 데이터로 변환하고, 상기 복수의 병렬 데이터를 상기 병렬 데이터 각각에 대응되는 확산코드로 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 단계;
    (c) 상기 변조된 디지털 방송신호에 상기 워터마킹용 확산코드를 삽입하여 송출용 디지털 방송신호를 생성하는 단계; 및
    (d) 상기 생성된 송출용 디지털 방송신호를 송출하는 단계를 포함하는 방송신호 송신방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 부가 데이터를 n 비트 단위로 그룹화하여 상기 복수의 병렬 데이터들을 생성하는 단계; 및
    미리 저장된 상기 복수의 병렬 데이터들 각각에 대응하여 제공할 2n 개의 확산코드들로 상기 복수의 병렬 데이터들을 매핑하여 워터마킹용 확산코드를 생성하는 매핑 단계를 포함하는 방송신호 송신방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 매핑 단계는,
    상기 2n 개의 확산코드들을 제공받아 2n 개의 양의 확산코드들과 2n 개의 음의 확산코드들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 병렬 데이터들 중 일부의 병렬 데이터들을 상기 2n 개의 양의 확산코드들로 매핑하는 단계; 및
    상기 복수의 병렬 데이터들 중 나머지의 병렬 데이터들을 상기 2n 개의 음의 확산코드들로 매핑하는 단계를 포함하는 방송신호 송신방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050072453A (ko) * 2002-10-23 2005-07-11 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 주파수 및 위상 제어 장치와 최대 우도 디코더
KR20080018093A (ko) * 2006-08-22 2008-02-27 한국전자통신연구원 제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050072453A (ko) * 2002-10-23 2005-07-11 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 주파수 및 위상 제어 장치와 최대 우도 디코더
KR20080018093A (ko) * 2006-08-22 2008-02-27 한국전자통신연구원 제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법

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