KR101214561B1 - 프레임 동기 검출용 신호 송수신 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 방법은 서비스 제공 신호와 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 검출하고, 검출한 위상 기준 심볼 신호에, 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하여, 시퀀스 신호를 더한 위상 기준 심볼 신호를 프레임 동기 검출용 신호로 하여 계층 변조 신호에 포함시켜 송신한다.
계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 수신하는 방법은 서비스 제공 신호와 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 수신하고, 수신한 위상 기준 심볼 신호와 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하여, 복수개의 상호상관값 중 피크 상관값을 토대로 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출한다.
Figure R1020090106023
T-DMB, AT-DMB, 동기검출

Description

프레임 동기 검출용 신호 송수신 방법 및 그 장치{Method and apparatus of transmitting and receiving a frame synchronization detection signal}
본 발명은 프레임 동기 검출용 신호 송수신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 계층 변조가 적용된 지상파 DMB 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신 그리고 수신하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-017-04, 과제명: 지상파 DMB 전송 고도화 기술개발].
지상파 DMB(terrestrial-digital multimedia broadcasting, 이하 "T-DMB"라고 함)는 유럽의 Eureka 147 기반 DAB(Digital Audio Broadcasting) 시스템에 비디오 서비스를 포함한 멀티미디어 방송 서비스를 추가한 방송 시스템으로, 지상에 위치한 송신기를 이용하여 이동중인 수신기에 DMB 방송 신호를 전송하는 방식을 이용한다. 이와 같은 T-DMB는 1.5MHz의 대역폭을 이용하고, 약 1Mbps의 채널 전송률을 가지며, CIF(Common Interleaved Frame) 급의 화질로 이동 멀티미디어 방송을 실시한다.
T-DMB의 서비스 품질을 SD(Standard Definition)급으로 서비스하거나, 서비스 채널 개수를 늘리기 위해서는 더 높은 채널 전송률이 필요하다. 이에 따라 T-DMB 시스템에 계층 변조 기법을 도입하여 기존의 T-DMB 시스템과 역호환성(Backward Compatibility)을 유지하면서 동일한 주파수 대역폭에 대해 전송률이 더 높은 이동 멀티미디어 방송 시스템을 구현할 수 있다.
계층 변조 기법이 적용된 AT-DMB(Advanced Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, 이하 "AT-DMB"라고 함)는 기존의 T-DMB 시스템에서 데이터 송신에 사용되는 차동 4위상 편이 변조(Differential Quadrature Phase Shift Keying, 이하 "DQPSK"라고 함) 신호에 새로운 변조 방법에 의하여 변조된 신호를 추가하여 데이터 전송률(data rate)을 최대 2배까지 확장시킨 방송 시스템이다.
T-DMB 시스템에서는 T-DMB 수신기에서 용이하게 프레임의 시작점을 찾을 수 있도록 데이터 프레임에 널(Null) 심볼을 추가한다. T-DMB 수신기에서 사용하는 프레임 동기 방법은 T-DMB 신호의 프레임에 포함되어 있는 널 심볼을 검출하여 프레임의 시작점을 찾는다. 이와 같이, T-DMB 시스템은 수신기에서 프레임 동기를 맞추기 위해 Null 심볼을 추가하는 방법을 적용하였다.
AT-DMB 시스템에서도 T-DMB 시스템과 동일한 프레임 구조를 가지며, AT-DMB 수신기에서는 T-DMB 시스템과 동일하게 Null 심볼을 검출하여 프레임의 시작점을 찾는다.
따라서, AT-DMB가 T-DMB와 동시에 방송이 이루어지지 않고, AT-DMB 단독으로 독립적으로 방송이 이루어지는 경우에는 이러한 방법을 적용하여 동기를 맞출 수 있다.
그러나, T-DMB 방송 서비스와 AT-DMB 방송 서비스가 공존하는 방송환경에서는 T-DMB 신호와 AT-DMB 신호를 구별하여 동기를 맞출 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 T-DMB 방송 서비스와 AT-DMB 방송 서비스가 공존하는 경우, T-DMB 신호와 AT-DMB 신호가 섞여서 수신된 수신신호에서 AT-DMB 신호를 검출할 수 있는 프레임 동기 검출용 신호를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 AT-DMB 신호가 시작되는 시점을 알려주는 프레임 동기 검출용 신호를 송수신하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 방법은
서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 단계, 검출한 상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하는 단계, 그리고 상기 시퀀스 신호를 더한 위상 기준 심볼 신호를 프레임 동기 검출용 신호로 하여 상기 계층 변조 신호에 포함시켜 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 장치는
서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 변환부, 상기 시간 영역의 신호 에서 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 검출부, 그리고 상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하여 프레임 동기 검출용 신호를 생성하는 삽입부를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템의 송신단에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 장치는
서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 주파수의 영역의 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 검출부, 그리고 상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하여 프레임 동기 검출용 신호를 생성하는 삽입부를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 수신하는 방법은
서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 수신하는 단계, 상기 위상 기준 심볼 신호와 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 단계, 상기 복수개의 상호상관값 중에서 최대 상호상관값을 검출하는 단계, 그리고 상기 최대 상호상관값을 이용하여 상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 수신하는 장치는
동기입력 신호를 수신하는 동기입력부, 서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 수신하여, 상기 위상 기준 심볼 신호와 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 상관부, 그리고 상기 복수개의 상호상관값 중 피크 상관값을 이용하여 상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 검출부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, T-DMB 방송 서비스와 AT-DMB 방송 서비스가 공존하는 경우, T-DMB 신호와 AT-DMB 신호를 포함하는 수신신호에서 프레임 동기 검출용 신호를 이용하여 AT-DMB 신호를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 프레임 동기 검출용 신호가 삽입된 AT-DMB 신호를 수신하여, 프레임 동기 검출용 신호를 토대로 AT-DMB 신호가 시작되는 시점을 간단하게 검출할 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 설명하기 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.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송수신 방법 및 그 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 AT-DMB 시스템에 적용되는 방송 신호의 전송 프레임 구조를 설명한다.
전송 프레임(Transmission Frame)은 동기 채널(Synchronization Channel, SC), 고속 정보 채널(Fast Information Channel, FIC) 및 주 서비스 채널(Main Service Channel, MSC)을 포함한다.
동기 채널(SC)은 송신단과 수신단 사이에 미리 약속되어 있는 파일럿 신호를 포함하며, 파일럿 신호를 통해 수신단에서 채널상태추정, 각 OFDM 심볼 동기, 전송 프레임의 동기에 대한 기준을 제공하는 데에 이용된다. 이를 위해, 동기 채널(SC)은 널 심볼(Null Symbol)과 위상 기준 심볼(Phase Reference Symbol, 이하 "PRS"이라 함)신호를 포함한다. 여기서, 널 심볼과 PRS 신호는 각각 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 형태이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 고속 정보 채널(FIC)과 메인 서비스 채널(MSC)는 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 요구되지 않으므로 이하에서 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 이용하는 송신단의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
먼저, AT-DMB 시스템의 송신단에서는 데이터 스트림을 한 채널 안에 서로 다른 변조 방식으로 변조하여 계층 변조된 방송 신호를 생성한다.
계층변조는 일반적으로 2개의 분리된 데이터 스트림을 HP(High Priority) 변조방식 및 LP(Low Priority) 변조방식으로 변조한다. 여기서, 변조방식은 예를 들어, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 및 64QAM 중 하나일 수 있다. 예를 들어, LP 변조방식은 16 QAM이고, HP 변조방식은 QPSK가 될 수 있다.
HP 변조방식으로 변조된 스트림을 HP 신호, LP 변조방식으로 변조된 스트림을 LP 신호라고 한다.
HP 신호와 LP 신호는 동일한 콘텐츠를 포함할 수도 있으며, 전혀 다른 콘텐츠를 포함할 수도 있다. 즉, 방송사는 1개의 채널에 서로 다른 형태를 가진 전혀 다른 2가지의 서비스를 제공할 수도 있다.
HP 신호와 LP 신호가 동일한 콘텐츠를 포함하는 경우는 같은 콘텐츠를 서로 다른 종류의 기기에서 수신할 수 있도록 하는 경우이다. 또한, 하나의 콘텐츠를 전송환경에 구애 받지 않고 전송하기 위해 HP 신호와 LP 신호가 동일한 콘텐츠를 포함하도록 하기도 한다.
본 발명의 실시예에 따른, AT-DMB 시스템에서는 기존의 T-DMB 시스템에 해당하는 서비스 제공 신호인 HP 신호에 새로 추가되는 LP 신호를 더하여 계층 변조된 방송 신호를 생성한다.
AT-DMB 시스템의 송신단에서는 HP 신호에 DQPSK 변조를 적용하고, LP 신호에 새로운 변조 또는 동일한 변조를 적용하여 변조된 신호를 HP 스트림과 더해서 수신단으로 전송한다.
도 1을 참고하면, AT-DMB 시스템의 송신단은 HP 신호 처리부(100), LP 신호 처리부(200) 및 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)를 포함한다.
HP 신호 처리부(100)는 콘벌루셔널 부호기(Convolutional Encoder)(110), 전송 프레임 멀티플렉서(Transmission Frame Mux)(120), QPSK 매퍼(QPSK Mapper)(130), 주파수 인터리버(Frequency Interleaver)(140), DPQSK 변조기(DPQSK Modulator)(150) 및 OFDM 변조기(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Modulator)(160)를 포함한다.
콘벌루셔널 부호기(110)는 콘벌루션 코드를 사용하여 입력되는 HP 신호의 비트 오류를 정정한다.
전송 프레임 멀티플렉서(120)는 비트 오류를 정정한 HP 신호를 다중화시킨다.
QPSK 매퍼(130)는 직교 위상 편이 변조를 위하여 다중화된 HP 신호를 매핑한다.
주파수 인터리버(140)는 매핑된 HP 신호를 주파수 영역에서 인터리빙(Interleaving)한다.
DPQSK 변조기(150)는 계층 변조를 위하여 인터리빙된 HP 신호를 차동 4위상 편이 변조한다.
OFDM 변조기(160)는 차동 4위상 편이 변조한 HP 신호를 OFDM 변조한다.
LP 신호 처리부(200)는 터보 부호기(210), 전송 프레임 멀티플렉서(220), QPSK 매퍼(230), 주파수 인터리버(240) 및 OFDM 변조기(250)을 포함한다.
터보 부호기(210)는 터보 코드를 사용하여 입력되는 LP 신호의 비트 오류를 정정한다.
전송 프레임 멀티플렉서(220)는 비트 오류를 정정한 LP 신호를 다중화시킨다.
QPSK 매퍼(230)는 다중화된 LP 신호를 매핑한다.
주파수 인터리버(240)는 매핑된 LP 신호를 주파수 영역에서 인터리빙한다.
OFDM 변조기(250)는 인터리빙된 LP 신호를 OFDM 변조한다.
AT-DMB 시스템의 송신단에서는 상기 HP 신호 처리부(100)과 LP 신호 처리부(200)를 통해 방송 신호를 생성한다.
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 방송 신호의 전송 프레임 구조에서 PRS 신호에 PN 시퀀스(Pseudo random sequences) 신호를 중첩해서 더하는 방식으로 삽입하여 전송신호를 생성하고, 생성한 전송신호를 AT-DMB 시스템의 수신단(도시하지 않음)으로 전송한다. 여기서, PRS 신호는 시간영역 또는 주파수영역의 OFDM 신호로 변환된 신호이며, PN 시퀀스 신호는 입력되는 LP 신호의 수신에 영향을 주지 않는 크기를 가진다.
AT-DMB 시스템의 수신단에서는 송신단으로부터 전달받은 전송신호에서 PN 시퀀스 신호를 검출하여, LP 신호의 프레임 동기를 맞출 수 있다.
다음, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 덧셈부(310), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)(320), PRS 신호 검출부(330), 제1 분배부(PRS Interval Divider)(340) 및 PN 시퀀스 삽입부(350)를 포함한다.
덧셈부(310)는 HP 신호 처리부(100)의 출력 신호와 LP 신호 처리부(200)의 출력 신호를 더하여, 계층 변조된 방송 신호를 생성한다.
IFFT(320)는 계층 변조된 방송 신호를 역고속 푸리에 변환하여 시간 영역의 방송 신호로 변환한다.
PRS 신호 검출부(330)는 변환된 시간 영역의 방송 신호에서 PRS 신호를 검출한다. 여기서, PRS 신호는 전송 프레임에서 널 심볼 다음에 바로 위치한다.
제1 분배부(340)는 검출한 PRS 신호에 해당하는 시간 구간을 복수의 구간으로 나눈다.
PN 시퀀스 삽입부(350)는 PRS 신호의 각 시간 구간 마다 PN 시퀀스 신호를 더하여 전송 신호를 생성한다. 이때, PN 시퀀스 삽입부(350)는 PN 시퀀스 신호에 특정 이득을 곱하여, 이를 PRS 신호의 각 시간 구간 마다 더한다. 여기서, PN 시퀀스 신호는 자신의 크기 정보, 위상 정보 중 적어도 하나를 포함한다. PN 시퀀스 삽입부(350)는 PN 시퀀스 신호가 포함하는 정보의 중요도에 따라 특정 이득을 곱할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 또한, PN 시퀀스 삽입부(350)는 추가적인 정보 전송을 위해 수신한 특정 신호의 비트값(예를 들어, "0" 또는 "1")에 대응하게 각각 다른 PN 시퀀스 신호를 더한다.
다음, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치에서, PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 제1 분배부(340)는 PRS 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나눈다. 예를 들어, PRS 신호에 해당하는 시간 구간은 서로 동일한 크기를 가지는 제1 시간 구간, 제2 시간 구간 및 제3 시간 구간으로 나누어질 수 있다. 그러나 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않는다.
도 3을 참고하면, PN 시퀀스 삽입부(350)는 PRS 신호에 해당하는 시간 구간 즉, 제1 시간 구간, 제2 시간 구간 및 제3 시간 구간 마다 동일한 이득(K)이 적용된 PN 시퀀스 신호를 더한다. 구체적으로 소정값의 이득(K)이 곱해진 PN 시퀀스 신호를 PRS 신호의 제1 구간, 제2 구간, 그리고 제3 구간에 각각 삽입하고, 상기 PN 시퀀스 신호가 각각 삽입된 제1 구간, 제2 구간, 그리고 제3 구간을 합하여 전송하기 위한 PRS 신호를 재구성한다.
반면에, 도 4를 참고하면, PN 시퀀스 삽입부(350)는 PRS 신호에 해당하는 시간 구간 즉, 제1 시간 구간, 제2 시간 구간 및 제3 시간 구간 마다 각각, 다른 이 득(K1, K2, K3)이 적용된 PN 시퀀스 신호를 더한다. 구체적으로 제1 이득(K1)이 곱해진 제1 PN 시퀀스 신호를 제1 구간에 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 삽입하고, 제2 이득(K2)이 곱해진 제2 PN 시퀀스 신호를 제2 구간에 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 삽입하며, 그리고 제3 이득(K3)이 곱해진 PN 시퀀스 신호를 제3 구간에 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 삽입한 다음에, 서로 다른 이득을 가지는 PN 시퀀스 신호들이 각각 삽입된 제1 구간, 제2 구간, 그리고 제3 구간을 합하여 전송하기 위한 PRS 신호를 재구성한다.
다음, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 도 5을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
위에 기술된 바와 같이 OFDM 신호로 변환된 HP 신호와 LP 신호가 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)로 전달된다.
도 5를 참고하면, 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 OFDM 신호로 변환된 HP 신호와 LP 신호를 수신하고(S501), 두 신호를 더하여 계층 변조 신호를 생성한다.
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 계층 변조 신호를 역고속 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호로 변환한다(S502).
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 변환된 시간 영역의 신호의 데이터 프레임에서 널(Null) 심볼 다음에 바로 위치한 PRS 신호를 검출한다(S503).
또한, 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 검출한 PRS 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나눈다(S504).
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 PN 시퀀스 신호에 특정 이득을 곱하여, 이를 PRS 신호의 각 시간 구간 마다 PRS 신호에 중첩해서 더한다(S505). 여기서, PN 시퀀스 신호는 크기 정보와 위상 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 PRS 신호의 각 시간 구간 마다 PN 시퀀스 신호를 더하여 생성한 전송 신호를 프레임 동기 검출용 신호로 하여 AT-DMB 시스템의 수신단으로 전송한다(S506).
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 6을 참고하면, 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 검출된 PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입한 후에, 시간 영역 신호로 변환한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있으며, 이외에는 제1 실시예와 동일한 구성 요소를 포함한다.
덧셈부(310)는 HP 신호 처리부(100)의 출력 신호와 LP 신호 처리부(200)의 출력 신호를 더하여, 계층 변조된 방송 신호를 생성한다.
PRS 신호 검출부(330)는 계층 변조된 방송 신호에서 PRS 신호를 검출한다.
제2 분배부(PRS Interval Divider)(360)는 검출한 PRS 신호에 해당하는 주파수 구간을 복수의 구간으로 나눈다.
PN 시퀀스 삽입부(350)는 검출된 PRS 신호의 각 주파수 구간마다 PN 시퀀스 신호를 더한다. 이때, PN 시퀀스 삽입부(350)는 PN 시퀀스 신호에 특정 이득을 곱하여, 이를 PRS 신호의 각 주파수 구간 마다 더한다. 여기서, PN 시퀀스 신호는 자신의 크기 정보, 위상 정보 중 적어도 하나를 포함한다. PN 시퀀스 삽입부(350)는 PN 시퀀스 신호가 포함하는 정보의 중요도에 따라 특정 이득을 곱할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
IFFT(320)는 PN 시퀀스 신호를 더한 PRS 신호를 역고속 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호 즉, 전송 신호를 생성한다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치에서, PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 제2 분배부(360)는 PRS 신호에 해당하는 주파수 구간을 일정 간격 또는 서로 다른 간격으로 나눈다. 예를 들어, PRS 신호에 해당하는 주파수 구간은 제1 주파수 구간, 제2 주파수 구간 및 제3 주파수 구간으로 나눠진다. 그러나 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않는다.
도 7을 참고하면, PN 시퀀스 삽입부(340)는 PRS 신호에 해당하는 주파수 구 간 즉, 제1 주파수 구간, 제2 주파수 구간 및 제3 주파수 구간 마다 동일한 이득(K')이 적용된 PN 시퀀스 신호를 더한다. 예를 들어, PRS 신호에 해당하는 주파수 구간은 서로 동일한 크기를 가지는 제1 주파수 구간, 제2 주파수 구간 및 제3 주파수 구간으로 나누어질 수 있다. 그러나 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않는다.
반면에, 도 8을 참고하면, PN 시퀀스 삽입부(340)는 PRS 신호에 해당하는 주파수 구간 즉, 제1 주파수 구간, 제2 주파수 구간 및 제3 주파수 구간 마다 각각, 다른 이득(K4, K5, K6)이 적용된 PN 시퀀스 신호를 더한다. 구체적으로 제4 이득(K4)이 곱해진 제4 PN 시퀀스 신호를 제4 구간에 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 삽입하고, 제5 이득(K5)이 곱해진 제5 PN 시퀀스 신호를 제5 구간에 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 삽입하며, 그리고 제6 이득(K6)이 곱해진 PN 시퀀스 신호를 PRS 신호에 중첩해서 더하는 형태로 제6 구간에 삽입한 다음에, 서로 다른 이득을 가지는 PN 시퀀스 신호들이 각각 삽입된 제4 구간, 제5 구간, 그리고 제6 구간을 합하여 전송하기 위한 PRS 신호를 재구성한다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
위에 기술된 바와 같이, OFDM 신호로 변환된 HP 신호와 LP 신호가 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)로 전달된다.
도 9를 참고하면, 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 OFDM 신호로 변환된 HP 신호와 LP 신호를 수신하고(S901), 두 신호를 더하여 계층 변조 신호를 생성한다.
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 계층 변조 신호의 데이터 프레임에서 널(Null) 심볼 다음에 바로 위치한 PRS 신호를 검출한다(S902).
또한, 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 검출한 PRS 신호에 해당하는 주파수 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나눈다(S903).
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 PN 시퀀스 신호에 특정 이득을 곱하여, 이를 PRS 신호의 각 주파수 구간 마다 PRS 신호에 중첩해서 더한다(S904). 여기서, PN 시퀀스 신호는 크기 정보와 위상 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 PN 시퀀스 신호를 더한 PRS 신호를 역고속 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호로 변환한다(S905).
프레임 동기 검출용 신호 송신 장치(300)는 시간 영역의 신호를 프레임 동기 검출용 신호로 하여 AT-DMB 시스템의 수신단으로 전송한다(S906).
그러면, T-DMB 방송과 AT-DMB 방송이 공존하는 경우에도 수신단에서는 송신단으로부터 전달받은 전송신호에서 PN 시퀀스 신호를 검출하여, LP 신호의 프레임 동기를 맞출 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 이용하는 수신단의 내부 구성을 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 이용하는 수신단의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
먼저, AT-DMB 시스템의 수신단은 기존의 T-DMB 시스템에 해당하는 서비스 제공 신호인 HP 신호에 새로 추가되는 LP 신호를 더하여 계층 변조된 방송 신호를 수신한다.
도 10을 참고하면, AT-DMB 시스템의 수신단은 HP 데이터 처리장치(400), 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500) 및 LP 데이터 처리장치(600)를 포함한다.
HP 신호 처리장치(400)는 OFDM 복조부(410), 동기부(Synch)(420), DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) 복조부(430), 주파수 디인터리버(Frequency Deinterleaver)(440), 디맵퍼(Demapper)(450), 전송 프레임 디멀티플렉서(Transmission Frame Dwmuxer)(460) 및 비터비 복호부(Viterbi Decoder)(470)를 포함하며, 이를 토대로 AT-DMB 시스템의 송신단으로부터 수신한 방송 신호에서 HP 데이터를 검출한다.
OFDM 복조부(410)는 AT-DMB 시스템의 송신단으로부터 수신한 방송 신호 즉, 수신 신호(Received Signal)를 수신하여, 수신 신호를 OFDM 복조한다. 이때, OFDM 복조부(410)는 OFDM 변조한 수신 신호를 동기부(420) 및 프레임 동기 검출 장치(500)로 전송한다.
다음, OFDM 복조부(410) 이외의 동기부(420), DQPSK 복조부(430), 주파수 디인터리버(440), 디맵퍼(450), 전송 프레임 디멀티플렉서(460) 및 비터비 복호부(470)는 수신 신호에서 프레임 동기 검출용 신호를 검출하는 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로, 상세한 설명을 생략한다.
프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 OFDM 복조한 수신 신호 즉, PRS 신호가 포함하는 PN 시퀀스 신호를 검출하여, 방송 신호의 전송 프레임의 시작 시점을 검출한다. 여기서, PRS 신호는 시간영역 또는 주파수영역의 OFDM 신호로 변환된 신호이며, PN 시퀀스 신호는 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 신호이다.
LP 데이터 처리장치(600)는 LP 신호 추출부(610), 채널 등화부(620), 복조부(630), 주파수 디인터리버(640), 디맵퍼(650), 전송 프레임 디멀티플렉서(660) 및 비터비 복호부(670)을 포함하며, 이를 통해 수신한 전송 프레임의 시작 시점을 토대로 LP 데이터를 검출한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)를 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 동기 입력부(Synch Input)(510), 상관부(correlation)(520), 피크 상관값 검출부(530) 및 시점 검출부(540)를 포함한다.
동기 입력부(510)는 외부로부터 동기입력 신호를 입력받는다.
상관부(520)는 수신한 PRS 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나누어, 구간마다 PRS 신호가 포함하는 PN 시퀀스 신호와, 상기 동기입력 신호를 상호상관(cross-correlation)하여 복수개의 상호상관값을 산출한다. 이때, 수신한 PRS 신호가 주파수 영역의 신호인 경우, 상기 PRS 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
피크 상관값 검출부(530)는 복수개의 상호상관값 중에서 최대 상호상관값인 피크 상관값(peak)을 검출한다. 여기서, 피크 상관값(peak)은 주변 다른 신호의 상호항관값에 비하여 큰 값을 가지며, 전송과정에서 다중경로 간섭에 의해 복수개의 피크 상관값이 검출될 수 있다. 이때, 피크 상관값 검출부(530)는 복수개의 피크 상관값 중에서 최대값을 선택할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
시점 검출부(540)는 검출한 피크 상관값을 토대로 전송 프레임의 시작 시점을 검출한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
위에 기술된 바와 같이, PRS 신호가 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)로 전달된다.
도 12를 참고하면, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 동기입력 신호를 입력받는다(S1201).
프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 수신한 PRS 신호가 포함하는 PN 시퀀스 신호와, 동기입력 신호를 상호상관(cross-correlation)한다(S1202). 구체적 으로, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 수신한 PRS 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나눈다.
다음, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 나눈 구간마다 PRS 신호가 포함하는 PN 시퀀스 신호와, 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출한다.
프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 복수개의 상호상관값 중에서 최대 상호상관값인 피크 상관값(peak)을 검출한다(S1203).
다음, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 검출한 피크 상관값을 토대로 방송 신호의 전송 프레임의 시작 시점을 검출한다(S1204). 구체적으로, 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치(500)는 검출한 피크 상관값이 나오는 피크 시점을 검출하여, 피크 시점을 토대로 방송 신호의 전송 프레임의 시작 시점을 검출한다.
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 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 이용하는 송신단의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PRS 신호에 PN 시퀀스 신호를 삽입하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 이용하는 수신단의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법을 나 타내는 흐름도이다.

Claims (19)

  1. 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 단계,
    검출한 상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하는 단계, 그리고
    상기 시퀀스 신호를 더한 위상 기준 심볼 신호를 프레임 동기 검출용 신호로 하여 상기 계층 변조 신호에 포함시켜 송신하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시퀀스 신호를 더하는 단계는
    상기 위상 기준 심볼 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기 가지는 복수의 구간으로 나누는 단계, 그리고
    상기 시퀀스 신호를 상기 복수의 구간에 각각 더하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 구간에 각각 더하는 단계는
    동일한 이득을 곱한 시퀀스 신호를 상기 복수의 구간에 각각 더하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 구간에 각각 더하는 단계는
    서로 다른 값의 이득을 곱한 서로 다른 시퀀스 신호를 상기 복수의 구간에 각각에 더하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계층 변조 신호가 주파수 영역의 신호인 경우,
    상기 프레임 동기 검출용 신호가 포함된 상기 계층 변조 신호를 시간 영역의 신호로 변환하여 송신하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시퀀스 신호를 더하는 단계는
    추가적인 정보전송을 위해 수신한 특정 신호의 비트값에 대응하게 각각 서로 다른 PN 시퀀스 신호를 더하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 방법.
  7. 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 장치에 있어서,
    서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 변환부,
    상기 시간 영역의 신호에서 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 검출부, 그리고
    상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하여 프레임 동기 검출용 신호를 생성하는 삽입부
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위상 기준 심볼 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나누는 분배부
    를 더 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 삽입부는
    상기 복수의 구간 각각에 동일한 이득을 곱한 시퀀스 신호 또는 서로 다른 값의 이득을 곱한 서로 다른 시퀀스 신호를 더하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  10. 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템의 송신단에서 프레임 동기 검출용 신호를 송신하는 장치에 있어서,
    서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 주파수의 영역의 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 검출하는 검출부, 그리고
    상기 위상 기준 심볼 신호에, 상기 새로 추가되는 신호의 시작점을 나타내는 시퀀스 신호를 더하여 프레임 동기 검출용 신호를 생성하는 삽입부
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위상 기준 심볼 신호에 해당하는 주파수 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기 가지는 복수의 구간으로 나누는 분배부
    를 더 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 삽입부는
    상기 복수의 구간 각각에 동일한 이득을 곱한 시퀀스 신호 또는 서로 다른 값의 이득을 곱한 서로 다른 시퀀스 신호를 더하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 삽입부는
    추가적인 정보전송을 위해 수신한 특정 신호의 비트값에 대응하게 각각 서로 다른 PN 시퀀스 신호를 더하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 시퀀스 신호를 더한 위상 기준 심볼 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 변환부를 더 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 송신 장치.
  15. 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 수신하는 단계,
    상기 위상 기준 심볼 신호와 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 단계,
    상기 복수개의 상호상관값 중에서 최대 상호상관값을 검출하는 단계, 그리고
    상기 최대 상호상관값을 이용하여 상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 상호상관값을 산출하는 단계,
    상기 위상 기준 심볼 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기 가지는 복수의 구간으로 나누는 단계,
    상기 복수의 구간 마다 상기 위상 기준 심볼 신호가 포함하는 시퀀스 신호와 상기 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 단계,
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 단계는
    상기 최대 상호상관값이 나오는 피크 시점을 검출하는 단계,
    상기 피크 시점을 토대로 상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 단계
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법.
  18. 계층 변조 기법이 적용된 방송 시스템에서 프레임 동기 검출용 신호를 수신하는 장치에 있어서,
    동기입력 신호를 수신하는 동기입력부,
    서비스 제공 신호와 상기 서비스 제공 신호에 새로 추가되는 신호를 포함하는 계층 변조 신호로부터 위상 기준 심볼 신호를 수신하여, 상기 위상 기준 심볼 신호와 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 상관부, 그 리고
    상기 복수개의 상호상관값 중 피크 상관값을 이용하여 상기 계층 변조 신호의 시작 시점을 검출하는 검출부
    를 포함하는 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 상관부는
    상기 위상 기준 심볼 신호에 해당하는 시간 구간을 동일한 크기 또는 서로 다른 크기를 가지는 복수의 구간으로 나누고, 상기 복수의 구간 마다 상기 위상 기준 심볼 신호가 포함하는 시퀀스 신호와 상기 동기입력 신호를 상호상관하여 복수개의 상호상관값을 산출하는 프레임 동기 검출용 신호 수신 방법.
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배재휘 등, "계층변조가 적용된 T-DMB 시스템에서 변조방식 검출기법에 대한 연구", 한국방송공학회 2008.11., 95-98쪽

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