KR101286963B1 - 방송망에서 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법 - Google Patents

방송망에서 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 방송 규격과 호환성을 가지고, 끊김 없는 방송 서비스를 제공할 수 있고, 기존의 방송서비스 품질에 영향을 최소화할 수 있으며, 수신 단말의 크기를 감소시킬 수 있는 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치는, 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 송신기에서 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치에 있어서, 송신할 방송 데이터로부터 기저대역신호를 생성하는 기저대역 방송신호 생성부와, 상기 송신기의 식별 신호를 생성하는 송신기 식별 신호열 생성부와, 상기 기저대역신호로 변환된 방송신호와 상기 송신기 식별 신호를 결합하는 결합기와, 상기 결합된 신호를 변조하고 상기 송신기의 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제1송신부와, 상기 송신기 식별 신호를 변조하고 인접한 송신기들의 각 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제2송신부를 포함한다.
Figure R1020090117389
핸드오프, 방송망, 송신기 식별 신호(TxID)

Description

방송망에서 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법{TRANSMITTING AND RECEIVING APPARATUS OF SIGNAL FOR PERFORMING HANDOFF IN A BROADCASTING NETWORK AND RECEIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 방송망에서의 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방송망에서 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법에 관한 것이다.
"본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호 : 2006-S-016-03, 과제명 : 지상파 DTV 분산 중계 기술개발]"
현재 상용화되어 제공되는 방송 서비스는 다양한 형태를 가지고 있다. 이러한 방송 서비스의 형태들로는 기존의 아날로그 방식에서 벗어나 디지털 방송 서비스를 제공하면서 고화질의 방송 서비스와 다양한 시청각 정보를 함께 제공하는 형태로 발전하고 있다. 기존의 아날로그 방식과 디지털 방식을 대비하여 살펴보면 아래와 같다.
기존의 아날로그 방식에서는 방송국 또는 보조국의 음영지역에서는 동일주파수 혼선 등을 막기 위하여 중심주파수와 다른 주파수를 이용하여 채널을 변경하여 방송서비스를 하는 복수 주파수 네트워크(Multi Frequency Network : 이하 "MFN"이라 칭함)를 사용하였다. MFN은 만약 주파수 자원이 한정되어 있지 않다면 각기 다른 주파수를 부여하여 방송함으로써 서로 채널간 간섭이 없는 이상적인 운용방식이다. 그런데, 가용할 수 있는 주파수 자원은 한정되어 있으며 점차 다양한 서비스가 개발 및 도입됨에 따라 MFN 방식의 사용은 주파수 활용도 측면에서 불리해지고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network : 이하 "SFN"이라 칭함) 방식이 주목을 받고 있다. SFN은 동일한 주파수의 사용으로 인한 간섭으로 아날로그 방식에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다. 그러나 디지털 기술의 발달로 디지털 방송 시스템에서는 사용이 가능하다.
SFN 환경에서는 인근 송신기의 신호들로 인한 간섭으로 인하여 성능저하가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 두 개 이상의 인근 송신기 신호가 수신되는 지역에 위치한 수신기들에 대해, 각 인근 송신기 신호의 수신 타이밍 차가 일반적인 수신기의 채널 등화 범위 이하의 값을 가지도록 인근 송신기들의 송신 타이밍을 조절해줘야 한다. 이를 위해서는 수신기에 수신되는 각 송신기 신호들을 구분하고 그 수신 타이밍과 수신 전력을 검출할 수 있는 분석도구가 필요한데, 이러한 목적을 위해 각각의 송신기 및 중계기에 고유의 ID 형태로 삽입되어 특정 수신위치에서 입력되는 신호에 대해 각각의 송신기 및 중계기로부터 오는 신호를 식별하기 위한 용도로 송신기 식별(Transmitter Identification : 이하 'TxID'라고 칭함) 기술이 대두되고 있다. 송신기 식별 신호는 Eureka 147의 DAB 또는 한국의 T-DMB에서 사용하는 송신기 식별정보(Transmitter Identification Information : TII)와 같이 파라미터 형태로 삽입되는 방법과 ATSC의 TxID 규격에서와 같이 확산 주파수 스펙트럼 형태의 형식으로 데이터 심볼에 삽입되는 방식이 있다. 송신기 식별 신호는 낮은 송출전력으로 방송신호에 더하여 송출이 가능하다. 또한, 송신기 식별 신호는 방송신호와 비교하여 매우 낮은 송출 전력과 높은 처리 이득(processing gain)을 가져서, 방송신호 수신기의 수신 성능에 미치는 영향이 매우 작으면서도 송신기 식별의 신뢰도가 높은 특징을 가진다. 이런 TxID는 대부분의 일반 수신기에서는 식별되지 아니하며 이들 신호를 구분할 수 있는 특수한 수신기에 의해서 구분되어 망 설계 및 채널 추정 등 특정 용도로 사용된다.
현재의 방송망은 국한된 지역에서 서비스를 제공하지 않고 국가별 또는 지역별로 넓은 지역에서 서비스를 제공하고 있다. 그리하여 방송망에서는 이동통신망과 같이 하나의 기지국이 담당할 수 있는 영역 즉, 셀로 분할하여 서비스를 지원하고 있다. 또한, 기지국에서 셀 반경을 넓히기 위하여 전송 파워를 높여 전송한다면 인근 셀에 간섭을 일으킬 수 있기 때문에 셀 반경은 제한될 수 있다. 이러한 셀 사이에서 수신 단말이 끊김 없이(Seamless) 서비스를 지원받을 수 있는 기술이 핸드오버 또는 핸드오프 기술이다. 그리하여 방송망뿐만 아니라 수신 단말의 이동을 지원하기 위한 대부분의 망에서 효율적인 핸드오버 또는 핸드오프 기술을 지원하기 위한 다양한 표준들이 개발되고 있다.
또한, 현재의 이동방송 규격에서도 이미 핸드오프를 지원하거나 혹은 지원 가능하도록 표준화가 진행 중이다. 그러나 이동방송 규격이 핸드오프가 불필요한 고정수신 방송규격에 기반하고 있거나 초기 규격 제정 시 핸드오프 지원이 충분히 고려되지 않은 경우, 핸드오프 기능을 추가하기 위해서 기술적인 제한 요소가 많이 발생하며, 이러한 기술적인 제한 요소로 인하여 핸드오프 방식의 효율성이 낮다는 단점이 있다.
핸드오프를 지원하기 위한 다른 해결 방법으로는 하나의 수신기 내에 두 개 이상의 튜너를 포함하여 하나의 튜너는 해당 지역의 방송 서비스를 수신하고, 나머지 튜너는 다른 방송 주파수 채널을 스캔하여 동일 서비스가 수신되는 최상의 방송 주파수 채널을 검색하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 구현 복잡도가 매우 높으며, 수신기의 크기가 커지고 특히 배터리 전원으로 동작하는 휴대 이동 수신기의 경우에는 배터리의 수명이 낮아지는 문제가 발생한다. 그러므로 현재의 시스템을 활용하여 효율적인 핸드오프를 수행할 수 있는 기술이 필요하다.
따라서 본 발명에서는 기존 방송 규격과 호환성을 가지는 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 끊김 없는 방송 서비스를 제공할 수 있는 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 기존의 방송서비스 품질에 영향을 최소화할 수 있는 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 수신 단말의 크기를 감소시킬 수 있는 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치는, 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 송신기에서 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치에 있어서, 송신할 방송 데이터로부터 기저대역신호를 생성하는 기저대역 방송신호 생성부와, 상기 송신기의 식별 신호를 생성하는 송신기 식별 신호열 생성부와, 상기 기저대역신호로 변환된 방송신호와 상기 송신기 식별 신호를 결합하는 결합기와, 상기 결합된 신호를 변조하고 상기 송신기의 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제1송신부와, 상기 송신기 식별 신호를 변조하고 인접한 송신기들의 각 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제2송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치는, 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 핸드오프를 위한 신호의 수신 장치에 있어서, 미리 정해진 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호와 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호를 미리 정해진 주파수 대역으로 수신하여 복조하는 무선 수신부와, 상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호를 방송데이터로 변환하는 기저대역 수신신호 처리부와, 상기 변환된 방송데이터를 기저대역 방송신호로 변환하는 기저대역 방송신호 생성부와, 상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호에서 상기 변환된 기저대역 방송신호를 제거하여 상기 송신기 식별 신호들을 추출하는 추출부와, 상기 추출된 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 송신기 식별 신호들에 대응하는 송신기들의 신호품질들을 측정하는 송신기 식별 신호열 검출부와, 상기 측정된 신호품질들을 비교하여 핸드오프 여부를 결정하고 주파수 채널을 선택하는 채널 선택부를 포함한다.
본 발명은 단일 주파수 방송망(Single Frequency Network, SFN)을 구성하기 어려운 전국 방송이나 권역 방송 등, 주파수가 다른 둘 이상의 신호가 존재하는 지역에서 이동 수신이 가능한 방송신호 수신기가 인접한 다른 서비스 지역으로 이동하는 경우 자동으로 새로운 서비스 지역에 대한 방송 주파수 채널로의 핸드오프가 효율적으로 수행될 수 있도록 하여 끊김 없는(seamless) 이동 방송 서비스를 제공할 수 있는 동시에, 기존의 방송 규격에 대해 호환성을 가지므로 기존의 방송 서비스 품질에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
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.
본 발명은 핸드오프에 필요한 각 방송신호 송신기로부터의 방송신호 수신 품질을 방송신호 수신기의 물리계층, 즉 수신신호 처리 단계에서 간단하고 효율적으로 측정할 수 있도록 한다. 이를 통해 수신기의 이동에 따른 해당 송신기 및 인접 송신기의 신호수신 품질의 변화를 신속히 측정하여 핸드오프를 수행한다. 또한, 본 발명은 기존의 방송 시스템에 호환성을 가져서, 기존 방송 시스템에 추가로 적용함으로써 손쉽게 핸드오프 기능을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방송신호 송신망의 구성도이다.
도 1의 송신망의 구성을 살펴보면 12개의 셀들(TxA(101), …, TxL(112))로 이루어져 있으며, 방송 서비스를 전 지역에 제공하기 위하여 세 개의 방송 주파수(
Figure 112013008567217-pat00001
,
Figure 112013008567217-pat00002
,
Figure 112013008567217-pat00003
)를 사용하는 경우를 가정한 도면이다. 이 주파수들은 주파수 재사용(frequency reuse) 즉, 하나의 주파수가 사용되는 인근 셀에 서로 다른 주파수를 사용하고, 사용되는 주파수가 영향을 미치지 않는 셀에는 동일한 주파수를 사용하여 주파수 자원의 낭비를 막도록 한다. 또한, 도 1에서 TxIDA, TxIDB, …는 각각 방송신호 송신기 A, 방송신호 송신기 B, …의 송신기 식별 신호를 의미한다. 각 방송신호 송신기는 자신이 보내고자하는 주 방송신호(Main Signal)는 송신기에게 할당된 주파수를 사용하여 전송한다. 그리고 송신기의 식별을 위해 사용되는 송신기 식별 신호(TxID)는 주 방송신호에 할당된 방송 주파수 채널로 송출한다. 그리고 각 방송신호 송신기의 인근 송신기에 할당된 나머지 방송 주파수에도 동일한 송신기 식별 신호를 낮은 송출 전력으로 송출한다. 도 1의 송신망 구성에서는 방송신호 수신기가 어느 위치에서 동작하든 인접한 모든 방송신호 송신기들로부터 송신기 식별 신호를 수신하게 된다.
이하에서 송신기 A의 서비스 영역 내에서 동작하는 수신기의 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 송신기 A의 영역 내에서 동작하는 수신기는 송신기 A에 할당된 방송 주파수(
Figure 112013008567217-pat00004
)로 신호를 수신하면 수신 신호에는 송신기 A로부터 송출된 방송신호와 송신기 A의 송신기 식별 신호(TxIDA)를 수신한다. 또한, 수신기는 수신기의 위치에 따라 송신기 A의 주위에 있는 송신기 B, C, D, E, F, G에서 방송 주파수
Figure 112013008567217-pat00005
을 통해 송출된 송신기 식별 신호(TxIDB, TxIDC, TxIDD, TxIDE, TxIDF, TxIDG) 중 일부를 수신할 수 있다.
인근의 송신기로부터 송신기 식별 신호를 수신한 수신부에서는 수신기가 이동하거나 채널 상태가 변동되는 상황에서 이렇게 같은 주파수로 동시에 수신되는 송신기 식별 신호들로부터 가장 수신 품질이 좋은 방송신호를 검출한다. 그리고 해당 송신기의 방송 주파수로 자동 채널 전환함으로써 수신기의 별도 조작 없이도 끊김 없는 방송 서비스 수신이 가능하다. 이때, 최적의 방송신호를 검출하고 그 결과에 따라 자동 채널 전환하는 과정에서 핑퐁현상 즉, 채널의 경계를 자주 넘나드는 현상 등의 채널 전환이 불필요하게 자주 발생될 수 있다. 이를 막기 위해 히스테리시스(hysteresis) 즉, 채널이 완전히 바뀌었다고 판단할 수 있는 임계값을 적용하여 그 임계값을 기준으로 채널의 이동여부를 판단할 수 있다. 또한, 일정 시간에 걸쳐 측정된 수신 품질의 평균값을 이용하여 채널의 불필요한 이동을 방지할 수 있다. 그리고 매 순간 수신되는 모든 송신기 식별 신호의 수신 품질을 비교한 결과에 따라 핸드오프를 결정하는 방식 대신 현재 수신하고 있는 방송 서비스의 수신 품질이 일정 임계치 이하로 저하되는 경우에 한하여 수신되는 송신기 식별 신호의 수신 품질 비교를 수행하고 핸드오프를 결정하는 방식도 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방송신호 송신망의 구성도이다.
도 2의 송신망 구성은 도 1과 동일하며, 주파수 할당 및 송신기 식별 신호의 생성은 동일하다. 그러나 도 1과는 달리 해당 송신기의 송신기 식별 신호는 해당 송신기의 할당된 주파수로는 송신되지 않는다.
이하에서 송신기 A의 서비스 영역 내에서 동작하는 수신기의 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 송신기 A는 자신의 주 방송신호를 송신기 A에게 할당된 주파수(
Figure 112013008567217-pat00006
)로 송신하지만 송신기 A의 송신기 식별번호는 송신하지 않는다. 송신기 A의 영역 내에서 동작하는 수신기는 송신기 A에 할당된 방송 주파수(
Figure 112013008567217-pat00007
)로 방송신호를 수신하지만 도 1과는 달리 수신기는 송신기 A의 송신기 식별 신호(TxIDA)를 수신하지 않는다. 자신의 신호는 이미 주 방송신호로 신호의 세기를 측정할 수 있기 때문이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방송신호 송신 장치의 구성도이다. 여기서, 도 3 내지 도 6을 이용하는 경우에 4가지 실시 예가 가능하다. 그러면, 이하에서 각 실시 예들에 대하여 살펴보기로 한다.
제 1 실시 예는 도 3의 구성을 가지고, 제 2 실시 예는 도 4의 구성을 가지며, 제 3 실시 예는 도 5의 구성을 가지고, 제 4 실시 예는 도 6의 구성을 가진다. 또한, 제 1 실시 예와 제 3 실시 예는 도 1의 방송망 구성을 적용한 예이며, 제 2 실시 예와 제 4 실시 예는 도 2의 방송망 구성을 적용한 예이다. 제 1 실시 예 내지 제 4 실시 예에서는 도 1과 도 2를 기준으로 하여 방송망 구성에서 사용하는 주파수는 세 가지(
Figure 112013008567217-pat00008
,
Figure 112013008567217-pat00009
,
Figure 112013008567217-pat00010
)를 사용하였다고 가정하여 설명하기로 한다. 그러면, 이하에서 각 실시 예들에 대하여 살펴보기로 한다.
<송신 장치에 대한 제 1 실시 예>
도 3은 도 1의 방송망 구성에 있어서 송신 장치의 구성도이다.
도 3을 기준으로 송신 장치의 구성을 살펴보기로 한다. 도 3은 송신기 식별부호를 삽입하여 방송신호를 송신하기 위하여 기저대역 방송신호 생성부(310), 송신기 식별 신호열 생성부(320), 결합기(330), 제 1 변조부(341), 제 2 변조부(342), 제 1 RF부(351), 제 2 RF부(352), 제 3 RF부(353), 합성기(360), 송신안테나(370)를 포함한다. 여기서, 제 1 변조부(341)와 제 1RF부(351)는 제 1 송신부라 칭하고, 제 2 변조부(342)와 제 2 RF부(352) 및 제 3 RF부(353)는 제 2 송신부라 칭한다.
기저대역 방송신호 생성부(310)는 방송국으로부터 방송 데이터를 수신하여 기저대역 방송신호를 생성한 후 결합기(330)로 전달한다. 송신기 식별 신호열 생성부(320)는 해당 방송신호 송신기의 식별 신호열을 생성하여 결합기(330)와 제 2 변조부(342)로 전달한다. 결합기(330)는 기저대역 방송신호 생성부(310)에서 기저 대역으로 변환된 방송신호에 송신기 식별 신호열 생성부(320)에서 생성된 송신기 식별 신호를 삽입하여 제 1 변조부(341)로 전달한다. 제 1 변조부(341)는 결합기(330)로부터 전달받은 신호를 변조하여 제 1 RF부(351)로 전달한다. 제 1 RF부(351)는 제 1 변조부(341)에서 변조된 송신기 식별부호가 삽입된 방송신호를 해당 송신기에 할당된 주파수로 상승 변환하여 합성기(360)로 전달한다.
제 2 변조부(342)는 송신기 식별 신호열 생성부(320)에서 생성된 해당 송신기 식별 신호를 변조하여 해당 송신기에 할당된 주파수를 제외한 방송망 구성에서 사용하는 다른 주파수로 송신하기 위하여 제 1 RF부(351)를 제외한 나머지 제 2 RF부(352) 및 제 3 RF부(353)로 전달한다. 제 2 RF부(352) 및 제 3 RF부(353)는 제 2 변조부(342)로부터 전달받은 변조 신호를 해당 송신기의 주파수를 제외한 나머지 주파수로 각각 상승 변환하여 합성기(360)로 전달한다. 여기서, 주파수가 셋 이상인 경우 인접한 기지국으로부터 송신되는 주파수에 해당하는 RF부 숫자만 더 필요하며, 주파수 재사용(Frequency Reuse) 팩터의 수에 따라 인적 기지국 사이의 중심주파수의 수가 증가하며, RF부 또한 중심주파수의 수와 비례하여 증가한다.
합성기(360)는 제 1 RF부(351)로부터 전달받은 해당 송신기 식별부호가 삽입된 방송신호와 제 2 RF부(352) 및 제 3 RF부(353)로부터 전달받은 해당 송신기에 할당된 주파수를 제외한 주파수로 매핑된 송신기 식별 신호를 합성한 후 송신안테나(370)로 전달한다. 송신안테나(370)는 합성기(360)로부터 전달받은 합성된 신호를 무선매체를 이용하여 송신한다.
그러면, 이상에서 설명한 송신 장치의 동작에 대하여 도 1의 송신기 A를 기준으로 예를 들어 설명하기로 한다. 송신기 A는 주파수
Figure 112013008567217-pat00011
을 이용하며, 송신기 식별 신호로 TxIDA를 생성한다. 기저대역 방송신호 생성부(310)는 방송데이터를 전달받아 기저대역 방송신호로 변환한 후 결합기(330)로 전달한다. 송신기 식별 신호열 생성부(320)는 송신기 A의 식별 신호(TxIDA)를 생성하여 결합기(330)와 제 2 변조부(342)로 전달한다. 결합기(330)는 기저대역 방송신호 생성부(310)에서 생성한 기저대역 방송신호에 송신기 A의 식별 신호(TxIDA)를 삽입하여 제 1 변조부(341)로 전달한다. 제 1 변조부(341)는 결합기(330)로부터 전달받은 신호를 제 1 RF부(351)로 전달한다. 제 1 RF부(351)는 송신기 A의 주파수(
Figure 112013008567217-pat00012
)로 신호를 상승 변환하여 합성기(360)로 전달한다.
합성기(360)는 제 1 RF부(351) 내지 제 3 RF부(353)로부터 전달받은 신호를 합성한 후 송신 안테나(370)로 전달하고, 송신 안테나(370)는 무선매체를 이용하여 송신한다.
<송신 장치에 대한 제 2 실시 예>
도 4는 도 2의 방송망 구성에 있어서 송신 장치의 구성도이다.
도 4의 구성은 제 1 실시 예의 도 3에서 결합기를 제외한 구성이다. 기저대역 방송신호 생성부(410)는 방송데이터를 기저대역 방송신호로 변환하여 제 1변조부(431)로 전달한다. 제 1 변조부(431)는 기저대역 신호로 변환된 방송신호를 변조하여 제 1 RF부(441)로 전달한다. 제 1 RF부(441)는 제 1 변조부(431)에서 변조된 방송신호를 해당 송신기의 주파수로 상승 변환하여 합성기(450)로 전달한다.
송신기 식별 신호열 생성부(420)는 해당 송신기 식별부호를 생성하여 제 2 변조부(432)로 전달한다. 제 2 변조부(432)는 송신기 식별부호를 변조하여 제 2 RF부(442) 및 제 3 RF부(443)로 전달하고, 제 2 RF부(442) 및 제 3 RF부(443)는 해당 송신기의 주파수를 제외한 나머지 주파수들로 각각 상승 변환하여 합성기(450)로 전달한다. 합성기(450)는 제 1 RF부(441) 내지 제 3 RF부(443)로부터 전달받은 방송신호와 송신기 식별 신호를 합성한 후 송신안테나(460)로 전달한다. 송신 안테나(460)는 합성기(450)로부터 전달받은 신호를 무선매체를 통해 송신한다. 여기서, 제 1 변조부(431)와 제 1 RF부(441)는 제 1 송신부라 칭하고, 제 2 변조부(432)와 제 2 RF부(442) 및 제 3 RF부(443)는 제 2 송신부라 칭한다.
이하에서도 도 2의 송신기 A를 예로 들어 설명하기로 한다. 송신기 A의 기저대역 방송신호 생성부(410)는 방송데이터를 기저대역 신호로 변환한 후 제 1변조부(431)로 전달한다. 제 1 변조부(431)는 기저대역 신호로 변환된 방송신호를 변조하여 제 1 RF부(441)로 전달한다. 제 1 RF부(441)는 송신기 A의 주파수(
Figure 112013008567217-pat00013
)로 상승 변환하여 합성기(450)로 전달한다. 송신기 식별 신호열 생성부(420)는 송신기 A의 식별 신호(TxIDA)를 생성하여 제 2 변조부(432)로 전달하고, 제 2 변조부(432)는 송신기 A의 식별 신호(xIDA)를 전달받아 변조한 후 제 2 RF부(442) 및 제 3 RF부(443)로 전달한다. 제 2 RF부(442) 및 제 3 RF부(443)는 송신기 A의 주파수(
Figure 112013008567217-pat00014
)를 제외한 주파수(
Figure 112013008567217-pat00015
,
Figure 112013008567217-pat00016
)로 송신기 A의 식별 신호(TxIDA)를 상승 변환하여 합성기(450)로 전달한다.
합성기(450)는 제 1 RF부(441) 내지 제 3 RF부(443)로부터 전달받은 신호를 합성하여 송신안테나(460)로 전달하고, 송신안테나(460)는 무선매체를 이용하여 송신한다.
<송신 장치에 대한 제 3 실시 예>
도 5는 제 1 실시예의 도 3에서 제 1 RF부 내지 제 3 RF부로부터 전달받은 신호를 합성기를 거치지 않고, 각각의 송신안테나를 거쳐 무선매체로 송신하는 송신 장치의 구성도이다.
도 3에서와 같이 기저대역 방송신호 생성부(510)에서 기저대역 신호로 변환된 방송신호는 결합기(530)에서 해당 송신기의 식별 신호를 삽입하여 제 1 변조부(541)에서 변조된 후 제 1 RF부(551)로 전달된다. 그리고 제 1 RF부(551)로 전달된 신호는 해당 송신기의 주파수로 상승 변환되어 제 1 송신 안테나(561)를 통해 전달된다. 또한, 송신기 식별 신호열 생성부(520)에서 생성된 송신기 식별 신호는 제 2 변조부(542)에 의해 변조되고 제 2 RF부(552)와 제 3 RF부(553)를 통해 해당 송신기 주파수외의 다른 주파수로 매핑되어 각각 제 2 송신안테나(562)와 제 3 송신안테나(563)를 통해 송신된다. 여기서, 제 1 변조부(541)와 제 1 RF부(551)는 제 1 송신부라 칭하고, 제 2 변조부(542)와 제 2 RF부(552) 및 제 3 RF부(553)는 제 2 송신부라 칭한다.
<송신 장치에 대한 제 4 실시 예>
도 6은 제 2 실시예의 도 4에서 제 1 RF부 내지 제 3 RF부로부터 전달받은 신호를 합성기를 거치지 않고, 각각의 송신안테나를 거쳐 무선매체로 송신하는 송신 장치의 구성도이다.
도 4에서와 같이 기저대역 방송신호 생성부(610)에서 기저대역 신호로 변환된 방송신호는 제 1 변조부(631)에서 변조된 후 제 1 RF부(641)로 전달된다. 그리고 제 1 RF부(641)로 전달된 신호는 해당 송신기의 주파수로 상승 변환되어 제 1 송신 안테나(651)를 통해 전달된다. 송신기 식별 신호열 생성부(620)에서 생성된 송신기 식별 신호는 제 2 변조부(632)를 통해 변조되며, 제 2 RF부(642)와 제 3 RF부(643)를 통해 해당 송신기 주파수외의 다른 주파수로 매핑되어 각각 제 2 송신안테나(652)와 제 3 송신안테나(653)를 통해 송신된다. 여기서, 제 1 변조부(631)와 제 1 RF부(641)는 제 1 송신부라 칭하고, 제 2 변조부(632)와 제 2 RF부(642) 및 제 3 RF부(643)는 제 2 송신부라 칭한다.
<수신 장치에 대한 제 1 실시 예>
도 7은 제 1 실시 예 및 제 3 실시 예에 대응하는 즉, 도 3과 도 5의 송신 장치에 대응하는 수신 장치의 구성도이다.
도 7의 수신 장치 구성을 살펴보면 수신안테나(700), RF부(710), 복조부(720), 기저대역 수신신호 처리부(730), 기저대역 방송신호 생성부(740), 추출부(750), 송신기 식별 신호열 검출부(760), 비교기(770), 선택기(780)를 포함한다. 여기서, RF부(710)와 복조부(720)는 무선 수신부라 칭하고, 비교기(770)와 선택기(780)는 채널(주파수) 선택부라 칭한다.
도 7을 참조하여 제 1 실시 예 및 제 3 실시 예에 따른 수신 장치의 동작 과정에 대하여 살펴보기로 한다. 수신안테나(700)는 수신한 방송신호를 RF부(710)로 전달한다. RF부(710)는 현재 통신하고 있는 송신기에 할당된 주파수 대역의 신호를 추출(필터링)하여 복조부(720)로 전달한다. 복조부(720)는 RF부(710)로부터 전달받은 신호를 복조하여 기저대역 수신신호 처리부(730)와 추출부(750)로 전달한다. 복조부(720)에서 복조된 신호는 방송신호에 송신기 식별 신호가 포함된 방송신호이거나 송신기 식별 신호만으로 이루어진 신호이다.
수신기가 도 1의 송신기 A의 영역에 있는 것으로 가정하여 예를 들어 설명하면, RF부(710)는 송신기 A의 영역이므로 송신기 A의 주파수(
Figure 112013008567217-pat00017
)에 해당하는 신호를 복조부(720)로 전달한다. 복조부(720)는 RF부(710)에서 수신한 신호를 복조하여 여러 송신기의 식별 신호(TxIDA, TxIDB, TxIDC, TxIDD, ....)를 포함하는 방송신호를 기저대역 수신신호 처리부(730)와 추출부(750)로 전달한다. 기저대역 수신신호 처리부(730)는 복조부(720)로부터 전달받은 여러 송신기의 식별 신호(TxIDA, TxIDB, TxIDC, TxIDD, ....)를 포함하는 방송신호를 방송 데이터로 복원한다. 기저대역 방송신호 생성부(740)는 송신기 식별 신호를 추출하기 위해 기저대역 수신신호 처리부(730)에서 생성된 방송신호를 다시 기저대역 신호로 변환한 후 추출부(750)로 전달한다.
추출부(750)는 복조부(720)로부터 전달받은 신호 즉, 방송신호에 송신기 식별 신호가 포함된 신호에서 기저대역 방송신호 생성부(740)로부터 전달받은 방송신호를 제거하여 송신기 식별 신호를 추출한 후 송신기 식별 신호를 송신기 식별 신호열 검출부(760)로 전달한다. 송신기 식별 신호열 검출부(760)는 추출부(750)로부터 전달받은 신호에 포함된 식별 신호들(TxIDA, TxIDB, TxIDC, TxIDD, ....)를 이용하여 각 송신기의 신호 수신 품질을 측정하여 비교기(770)로 전달한다. 비교기(770)는 각 신호 수신 품질을 비교한 값을 선택기(780)로 제공한다. 선택기(780)는 비교기(770)로부터 제공받은 값을 미리 정해진 임계치와 비교하여 채널을 선택한다.
<수신 장치에 대한 제 2 실시 예>
도 8은 제 2 실시 예 및 제 4 실시 예에 대응하는 즉, 도 4와 도 6의 송신 장치에 대응하는 수신 장치의 구성도이다.
도 8의 수신 장치 구성을 살펴보면 수신안테나(800), RF부(810), 복조부(820), 기저대역 수신신호 처리부(830), 품질 측정부(840), 변환부(850), 송신기 식별 신호열 검출부(860), 비교기(870), 선택기(880)를 포함한다. 여기서, RF부(810)와 복조부(820)는 무선 수신부라 칭하고, 품질 측정부(840)와 변환부(850)는 품질측정 변환부라 칭하며, 비교기(870)와 선택기(880)는 채널(주파수) 선택부라 칭한다. 수신 장치에 대한 제 2 실시 예에서 수신안테나(800)에서 복조부(820)까지의 과정은 수신 장치에 대한 제 1 실시 예와 동일하다. 복조부(820)는 RF부(810)로부터 전달받은 신호를 복조하여 기저대역 수신신호 처리부(830)와 송신기 식별 신호열 검출부(860)로 전달한다. 기저대역 수신신호 처리부(830)는 복조부(820)로부터 전달받은 신호를 방송데이터로 변환한다. 품질 측정부(840)는 기저대역 수신신호 처리부(830)로부터 전달받은 방송데이터의 수신 품질을 이용하여 현재 신호를 수신하고 있는 송신기의 수신 품질을 측정하여 변환부(850)로 전달한다. 변환부(850)는 품질 측정부(840)로부터 전달받은 현재 수신하고 있는 송신기의 수신 품질을 타 송신기의 수신 품질과 비교하기 위하여, 품질 측정부(840)로부터 전달받는 현재 수신하고 있는 송신기의 수신 품질을 송신할 때의 신호 세기에 비례하여 조정하여 비교기(870)로 전달한다. 이는 송신 시 방송데이터의 신호 세기에 비하여 송신기 식별 신호의 신호 세기를 낮게 하여 송신하기 때문에 수신 품질의 비교를 위하여 송신 시의 방송신호와 송신기 식별 신호의 신호 세기에 비례하여 방송신호의 신호 크기를 조정하는 것이다.
송신기 식별 신호열 검출부(860)는 현재 통신하고 있는 송신기 이외의 송신기에 대한 송신기 식별 신호를 검출하여 비교기(870)로 전달한다. 비교기(870)는 변환부(850)로부터 전달받은 현재 수신하고 있는 송신기의 수신 품질과 송신기 식별 신호열 검출부(860)로부터 전달받은 타 송신기의 수신 품질을 비교한 값을 선택기(880)로 전달한다. 선택기(880)는 비교기(870)로부터 제공받은 값을 미리 정해진 임계치와 비교하여 채널을 선택한다.
도 9는 도 1의 방송신호 송신망 구성과 도 7의 수신 장치 구성에 따른 방송신호 수신 방법에 대한 흐름도이다.
RF부(710)는 910단계에서 안테나를 통해 무선 신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환한 후 이를 출력한다. 즉, 910단계는 무선 신호를 수신하는 과정이 된다. 복조부(720)는 920단계에서 RF부(710)로부터 수신된 기저대역 신호를 복조한다. 기저대역 수신신호 처리부(730)는 930단계에서 수신된 방송신호를 방송데이터만으로 복원하고, 기저대역 방송신호 생성부(740)는 방송데이터만으로 구성된 데이터를 방송신호로 복원한다. 추출부(750)는 940단계에서 복조부(720)로부터 전달받은 신호 즉, 송신기 식별 신호가 포함된 방송신호에서 기저대역 신호 생성부(740)에서 복원된 방송신호를 제거하여 송신기 식별 신호만으로 구성된 신호를 추출한다.
송신기 식별 신호열 검출부(760)는 950단계와 960단계에서 추출부(750)로부터 전달받은 해당 송신기와 타 송신기, 즉 현재 신호를 수신하고 있는 모든 송신기의 식별 신호열을 검출하고 수신 품질을 측정한다.
비교기(770)는 970단계에서 950단계 및 960단계에서 측정된 수신 품질을 비교한다. 선택기(780)에서는 980단계에서 970단계에서 비교된 값을 기준으로 핸드오프를 결정한다. 이 핸드오프를 결정하는 방법은 현재 수신 중인 방송 서비스의 수신 품질이 일정 임계치 이상이면 현재의 방송 주파수 채널을 그대로 유지하고, 임계치 이하로 떨어지면 앞서 측정된 수신 품질 중 최고의 값을 가지는 송신기의 방송 주파수 채널로 전환하는 방법이다. 이 방법은 이동 수신 환경임을 고려할 때 배터리 전력으로 동작하는 휴대 단말의 경우를 감안하여 960단계 즉, 타 송신기 식별 신호열 검출 및 수신 품질 측정 단계와 970단계 즉, 해당 송신기 수신 품질과 임계치 비교 단계의 순서를 맞바꿈으로써 수신기의 전력 소모를 감소시킬 수도 있다.
도 10은 도 2의 방송신호 송신망 구성과 도 8의 수신 장치 구성에 따른 방송신호 수신 방법에 대한 흐름도이다.
도 10은 도 2의 방송신호 송신망 구성에 따른 예이므로 방송신호를 송신할 때 해당 송신기의 식별 신호를 삽입하지 않고, 방송데이터로만 구성된 방송신호를 생성하여 송신한다. 그러므로 도 8의 수신 장치에서는 현재 수신하고 있는 송신기의 방송신호와 타 송신기들의 송신기 식별 신호만으로 구성된 신호를 현재 사용하는 주파수를 이용하여 수신한다. 그러므로 기저대역 수신신호 처리부(830)와 품질 측정부(840)와 변환부(850)에서는 1040단계에서 수신된 방송신호를 이용하여 현재 수신하고 있는 해당 송신기의 수신 품질을 측정하여 비교기(870)로 전달한다. 송신기 식별 신호열 검출부(860)는 1050단계에서 타 송신기 식별 신호열을 검출하고 수신 품질을 측정하여 비교기(870)로 전달한다. 이하의 단계는 도 9의 기능과 동일하므로 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 기술한 본 발명은 구현 복잡도가 높지 않으며, 방송신호 수신부에서 단일 튜너를 이용하여 핸드오프에 필요한 정보를 효과적으로 측정할 수 있으며, 기존 방송 서비스에 미치는 영향이 매우 작은 특징을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 방송신호 송신망의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다른 방송신호 송신망의 구성도,
도 3은 도 1의 방송망 구성에 있어서 송신 장치의 구성도,
도 4는 도 2의 방송망 구성에 있어서 송신 장치의 구성도,
도 5는 도 3에서 제 1 RF부 내지 제 3 RF부에서 전달받은 신호를 합성기를 거치지 않고, 각각의 송신안테나를 거쳐 무선매체로 송신하는 송신 장치의 구성도,
도 6은 도 4에서 제 1 RF부 내지 제 3 RF부에서 전달받은 신호를 합성기를 거치지 않고, 각각의 송신안테나를 거쳐 무선매체로 송신하는 송신 장치의 구성도,
도 7은 도 3과 도 5의 송신기에 대응하는 수신 장치의 구성도,
도 8은 도 4와 도 6의 송신기에 대응하는 수신 장치의 구성도,
도 9는 도 1의 방송신호 송신망 구성과 도 7의 수신 장치 구성에 따른 방송신호 방법에 대한 흐름도,
도 10은 도 2의 방송신호 송신망 구성과 도 8의 수신 장치 구성에 따른 방송신호 방법에 대한 흐름도.

Claims (18)

  1. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 송신기에서 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치에 있어서,
    송신할 방송 데이터로부터 기저대역신호를 생성하는 기저대역 방송신호 생성부와,
    상기 송신기의 식별 신호를 생성하는 송신기 식별 신호열 생성부와,
    상기 기저대역신호로 변환된 방송신호와 상기 송신기 식별 신호를 결합하는 결합기와,
    상기 결합된 신호를 변조하고 상기 송신기의 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제1송신부와,
    상기 송신기 식별 신호를 변조하고 인접한 송신기들의 각 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제2송신부
    를 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1송신부의 출력신호와 상기 제2송신부의 출력신호를 합성하는 합성기
    를 더 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 송신기에서 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치에 있어서,
    송신할 방송 데이터로부터 기저대역신호를 생성하는 기저대역 방송신호 생성부와,
    상기 송신기의 식별 신호를 생성하는 송신기 식별 신호열 생성부와,
    상기 기저대역신호로 변환된 방송신호를 변조하고 상기 송신기의 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제1송신부와,
    상기 송신기 식별 신호를 변조하고 인접한 송신기들의 각 중심주파수로 대역 상승 변환하여 송출하는 제2송신부
    를 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1송신부의 출력신호와 상기 제2송신부의 출력신호를 합성하는 합성기
    를 더 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 송신 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 핸드오프를 위한 신호의 수신 장치에 있어서,
    미리 정해진 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호와 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호를 미리 정해진 주파수 대역으로 수신하여 복조하는 무선 수신부와,
    상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호를 방송데이터로 변환하는 기저대역 수신신호 처리부와,
    상기 변환된 방송데이터를 기저대역 방송신호로 변환하는 기저대역 방송신호 생성부와,
    상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호에서 상기 변환된 기저대역 방송신호를 제거하여 상기 송신기 식별 신호들을 추출하는 추출부와,
    상기 추출된 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 송신기 식별 신호들에 대응하는 송신기들의 신호품질들을 측정하는 송신기 식별 신호열 검출부와,
    상기 측정된 신호품질들을 비교하여 핸드오프 여부를 결정하고 주파수 채널을 선택하는 채널 선택부
    를 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 수신 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 핸드오프를 위한 신호의 수신 장치에 있어서,
    현재 수신 방송신호와 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호를 미리 정해진 주파수 대역으로 수신하여 복조하는 무선 수신부와,
    상기 복조된 방송신호를 방송데이터로 변환하는 기저대역 수신신호 처리부와,
    상기 변환된 방송데이터를 이용하여 상기 현재 수신 방송신호의 신호품질을 측정하고 미리 정해진 비율을 이용하여 상기 측정된 신호품질을 조절하는 품질측정 변환부와,
    상기 복조된 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 송신기 식별 신호들에 대응하는 인접한 송신기들의 신호품질들을 측정하는 송신기 식별 신호열 검출부와,
    상기 조절된 현재 수신 방송신호의 수신품질과 상기 측정된 인접한 송신기들의 신호품질들을 비교하여 핸드오프 여부를 결정하고 주파수 채널을 선택하는 채널 선택부
    를 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 수신 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 핸드오프를 위한 신호의 수신 방법에 있어서,
    미리 정해진 송신기의 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호와 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호를 미리 정해진 주파수 대역으로 수신하여 복조하는 과정과,
    상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호를 방송데이터로 변환하는 과정과,
    상기 변환된 방송데이터를 기저대역의 방송신호로 복원하는 과정과,
    상기 송신기 식별 신호를 포함하는 방송신호에서 상기 복원된 방송신호를 제거하여 송신기 식별 신호들을 추출하는 과정과,
    상기 추출된 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 미리 정해진 송신기의 수신품질을 측정하는 과정과,
    상기 추출된 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 인접한 송신기들의 신호품질을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 미리 정해진 송신기의 수신품질과 미리 정해진 임계치를 비교하고 상기 측정된 인접한 송신기들의 신호품질을 비교하여 채널을 선택하는 과정
    을 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 수신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    배터리 전력으로 동작하는 휴대 단말의 경우, 상기 인접한 송신기들의 신호품질을 측정하는 과정과 상기 측정된 미리 정해진 송신기의 수신품질과 미리 정해진 임계치를 비교하는 과정의 순서를 서로 맞바꾸어 동작하는, 핸드오프를 위한 신호 수신 방법.
  18. 다수의 중심주파수가 존재하는 방송망의 핸드오프를 위한 신호의 수신 방법에 있어서,
    현재 수신 방송신호와 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호를 미리 정해진 주파수 대역으로 수신하여 복조하는 과정과,
    상기 복조된 방송신호를 방송데이터로 변환하는 과정과,
    상기 변환된 방송데이터를 이용하여 상기 현재 수신 방송신호의 신호품질을 측정하고 미리 정해진 비율을 이용하여 상기 측정된 신호품질을 조절하는 과정과,
    상기 복조된 인접한 송신기들의 송신기 식별 신호들을 이용하여 상기 송신기 식별 신호들에 대응하는 인접한 송신기들의 신호품질들을 측정하는 과정과,
    상기 조절된 현재 수신 방송신호의 수신품질과 상기 측정된 인접한 송신기들의 신호품질들을 비교하여 핸드오프 여부를 결정하고 주파수 채널을 선택하는 과정
    을 포함하는 핸드오프를 위한 신호의 수신 방법.
KR1020090117389A 2008-12-08 2009-11-30 방송망에서 핸드오프를 위한 신호의 송/수신 장치 및 그 수신 방법 KR101286963B1 (ko)

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