KR101326695B1

KR101326695B1 - 디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템

Info

Publication number: KR101326695B1
Application number: KR1020070017178A
Authority: KR
Inventors: 하길식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2013-11-08
Also published as: KR20080077520A

Abstract

디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템이 개시된다. 신호 처리부는 입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping)을 적용하여 각각 복수의 메인 심볼 데이터와 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하며, 신호 변환부는 생성되는 복수의 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)신호로 변환하여 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송한다.

DVB-T, 전송 안테나 다이버시티, SPATIAL MAPPING, OFDM

Description

디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템{Digital broadcasting transmitter and method for transmitting thereof, digital broadcasting receiver and method for receiving thereof,and digital broadcasting system}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 시스템을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 디지털 방송 송신기의 송신방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신기를 개략적으로 도시한 블록도,

도 4는 도 3에 도시된 제1공간적 매퍼가 SFBC 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 3에 도시된 제1공간적 매퍼가 CDD 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면,

도 6은 도 3에 도시된 제2공간적 매퍼가 SM 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면,

도 7은 도 3에 도시된 멀티플렉서가 주파수 영역에서 다중화하기 위하여 전 체 캐리어를 복수개의 그룹으로 분할하는 실시예를 설명하기 위한 도면,

도 8a 및 도 8b는 도 3에 도시된 멀티플렉서가 메인 심볼 스트림과 서브 심볼 스트림을 주파수 영역에서 다중화하는 예를 설명하기 위한 도면,

도 9a 및 도 9b는 도 3에 도시된 멀티플렉서가 시간 영역에서 다중화하는 예를 설명하기 위한 도면,

도 10은 도 3의 송신기가 지원하는 전송 방식에 따라 스트림을 처리하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신기를 개략적으로 도시한 블록도,

도 11은 도 3의 송신기에 의한 송신방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도,

도 12는 도 10에 도시된 수신기에 의한 수신방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도,

도 13은 두 개의 인코더가 구비되는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 디지털 방송 송신기를 도시한 블록도, 그리고,

도 14는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 디지털 방송 송신기를 개략적으로 도시한 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

300 : 디지털 방송 송신기 310 : 스케일러블 비디오 인코더

332 : 제1신호 처리부 332a : 제1코딩부

332b : 제1심볼 매퍼 332c : 제1공간적 매퍼

334 : 제2신호 처리부 334a : 제2코딩부

334b : 제2심볼 매퍼 334c : 제2공간적 매퍼

336 : 멀티플렉서 340 : 신호 변환부

352 : 제1송신 안테나 354 : 제2송신 안테나

본 발명은 디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 송신 안테나를 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템에 관한 것이다.

디지털 방송 송수신 시스템 중 하나인 DVB-T(Digital Video Broadcasting Terrstrial) 시스템은 유럽향 지상파 디지털 방송 방식 중 하나로서, 멀티 캐리어 변조방식인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 원하는 데이터를 송수신한다. 멀티 캐리어 변조방식은 복수개의 캐리어를 사용하여 데이터를 전송하는 것이다.

현재 유럽 지역에서 사용중인 디지털 방송 시스템은 고화질의 HD 영상을 전송하기에는 부족한 데이터 전송률을 갖고 있다. 이를 보완하기 위하여, 즉, 동일한 주파수 대역폭을 사용하면서 전송률을 증가시키기 위하여, 디지털 방송 시스템의 송신기는 다수의 송신 안테나를 이용하여 데이터를 전송하며, 수신기는 다수의 안테나를 통해 데이터를 수신할 수 있다.

그러나, 종래의 디지털 방송 시스템의 수신기는 수신기의 크기에 따라 안테나를 하나만 구비하고 다수 구비할 수 없는 경우가 발생한다. 이러한 경우, 종래의 송신기가 고용량의 데이터를 다수의 안테나를 이용하여 전송하여도 수신기는 구비된 하나의 안테나를 이용하여 데이터를 수신하므로 전송되는 데이터를 모두 검출하는 것이 불가능하다. 즉, 종래의 송신기가 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 수신기는 송신 안테나 이상에 해당하는 개수의 안테나가 구비되어야만 데이터를 효율적으로 복구할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 전송함으로써 데이터 전송률을 증가시키고 단일 안테나를 구비한 수신기도 영상을 재생할 수 있는 디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 단일 또는 복수의 안테나를 구비하여도 복수의 송신 안테나로부터 전송되는 데이터를 수신하여 영상을 구현할 수 있는 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 다수의 송신 안테나를 이용하여 데이터 전송률을 증가시키고, 하나 이상의 수신 안테나를 구비하여 데이터를 수신함으로써, 기본화질 또는 고화질의 영상을 재생할 수 있는 디지털 방송 송수신 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신기는, 복수의 송신 안테나; 입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping)을 적용하여 각각 복수의 메인 심볼 데이터와 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및 상기 생성되는 복수의 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)신호로 변환하여 상기 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송하는 신호 변환부;를 포함한다.

상기 신호 처리부는, 상기 메인 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 메인 비트 스트림에 대해 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 제1신호 처리부; 상기 서브 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 제2신호 처리부; 및 상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 다중화하는 멀티플렉서;를 포함한다.

상기 멀티플렉서는 상기 복수의 메인 심볼 스트림 및 상기 복수의 서브 심볼 스트림을 시간 영역 및 주파수 영역 중 하나에서 다중화한다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉서는 상기 복수의 송신 안테나가 상기 메인 심볼 스트림과 상기 서브 심볼 스트림을 교번적으로 전송하도록, 상기 복수의 메인 심볼 스트림 별로 상기 다중화를 수행하며, 상기 복수의 서브 심볼 스트림 별로 상기 다중화를 수행하여 상기 신호 변환부로 순차적으로 출력한다.

상기 제1신호 처리부는, 상기 메인 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 제1코딩부; 상기 코딩된 메인 비트 스트림을 메인 심볼 스트림으로 변환하는 제1심볼 매퍼; 및 상기 변환된 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 제1공간적 매퍼(Spatial Mapper);를 포함한다.

상기 제1신호 처리부는, 상기 수신기가 단일 수신안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 메인 심볼 데이터에 대한 신호처리를 통하여 상기 메인 비트 스트림으로 복원할 수 있도록 상기 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용한다.

상기 전송 안테나 다이버시티 방식은 Delay Diversity 방식, Space-Time Trellis Coding 방식, Space Time Block Coding 방식 및 Space Frequency Block Coding 방식 중 하나이다. Space-Time Trellis Coding 방식, Space Time Block Coding 방식 및 Space Frequency Block Coding 방식은 Space-Time Coding 방식의 하위 개념에 속한다.

상기 제2신호 처리부는, 상기 서브 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 제2코딩부; 상기 코딩된 서브 비트 스트림을 서브 심볼 스트림으로 변환하는 제2심볼 매퍼; 및 상기 변환된 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 제2공간적 매퍼;를 포 함한다.

상기 제2신호 처리부는, 상기 수신기가 복수의 수신 안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 송신 안테나(또는 상기 복수의 수신 안테나)에 비례하는 고전송률의 데이터를 수신하도록 상기 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용한다.

상기 신호 변환부는, 상기 메인 심볼 데이터 및 상기 서브 심볼 데이터를 상기 OFDM 신호로 변환하는 OFDM부; 상기 변환된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC부; 및 상기 변환된 아날로그 신호를 RF 처리하는 RF부;를 포함한다.

또한, 적어도 하나의 입력 비트 스트림을 스케일러블 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 인코더;를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 메인 비트 스트림은 기본화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어의 비트 스트림이며, 상기 서브 비트 스트림은 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어의 비트 스트림이다.

또는, 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림은 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램이다.

이 때, 상기 서로 다른 프로그램을 인코딩하여 각각 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 복수의 인코더;를 더 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신기의 송신방법은,입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping)을 적용하여 각각 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송가능한 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성되는 하나 이상의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호로 변환하여 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기 생성하는 단계는, 상기 메인 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 메인 비트 스트림에 대해 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계; 상기 서브 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 다중화하는 단계;를 포함한다.

상기 다중화하는 단계는 상기 복수의 메인 심볼 데이터 및 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 시간 영역 및 주파수 영역 중 하나에서 다중화한다.

상기 다중화하는 단계는 상기 복수의 송신 안테나가 상기 메인 심볼 스트림과 상기 서브 심볼 스트림을 교번적으로 전송하도록, 상기 복수의 메인 심볼 데이터 별로 상기 다중화를 수행하며, 상기 복수의 서브 심볼 스트림 별로 상기 다중화를 수행하여 순차적으로 출력한다.

상기 복수의 메인 심볼 스트림을 생성하는 단계는, 상기 메인 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 단계; 상기 코딩된 메인 비트 스트림을 메인 심볼 스트림으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계;를 포함한다.

상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계는, 상기 수신기가 단일 수신안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 메인 심볼 스트림에 대한 신호처리가 가능하도록 상기 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용한다.

상기 복수의 서브 심볼 스트림을 생성하는 단계는, 상기 서브 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 단계; 상기 코딩된 서브 비트 스트림을 서브 심볼 스트림으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계;를 포함한다.

상기 복수의 메인 및 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계는, 상기 수신기가 복수의 수신 안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 송신 안테나(또는 상기 복수의 수신 안테나)에 비례하는 고전송률의 데이터를 수신하도록 상기 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용한다.

상기 전송하는 단계는, 상기 생성된 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 상기 OFDM 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 변 환하는 단계; 및 상기 변환된 아날로그 신호를 RF 처리하는 단계;를 포함한다.

또한, 적어도 하나의 입력 비트 스트림을 스케일러블 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 단계;를 더 포함한다.

또한, 복수의 프로그램을 각각 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 단계;를 더 포함한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 수신기는, 복수의 송신 안테나를 통해 송신기로부터 전송되는 데이터를 수신하는 안테나부; 상기 수신되는 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조하는 신호변환부; 상기 복조된 데이터를 역다중화하여 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 각각 대응하는 제1데이터 및 제2데이터를 출력하는 디멀티플렉서; 및 상기 역다중화된 제1 및 제2데이터에 서로 다른 공간적 디매핑(Spatial Demapping)을 적용하여 상기 메인 심볼 데이터와 상기 서브 심볼 데이터를 검출한 후, 상기 검출된 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 심볼 디매핑을 적용하여 각각 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 변환하는 신호 처리부;를 포함한다.

상기 제1데이터는 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터이며, 상기 제2데이터는 공간적 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터이다.

상세하게는, 상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방 식에 의하여 인코딩된 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1 및 제2데이터를 생성한 후 상기 신호 처리부로 출력하거나 또는 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하도록 설계된다.

여기서, 상기 제1데이터는 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어에 대응하는 데이터이며, 상기 제2데이터는 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어에 대응하는 데이터이다.

또한, 상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩되지 않은 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터를 생성한 후 상기 생성된 제1 및 제2데이터 중 선택된 채널에 대응하는 하나를 상기 신호 처리부로 출력하도록 설계된다.

이 때, 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터는 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램의 데이터이다.

바람직하게는, 상기 신호 처리부는, 상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 안테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 메인 심볼 스트림을 검출하는 제1심볼 검출부; 상기 검출된 메인 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 메인 비트 스트림으로 변환하는 제1심볼 디맵퍼; 및 상기 메인 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 제1디코딩부;를 포함한다.

상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 서브 심볼 스트림을 검출하는 제2심볼 검출부; 상기 검출된 서브 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 서브 비트 스트림으로 변환하는 제2심볼 디맵퍼; 및 상기 서브 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 제2디코딩부;를 포함한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 수신기의 수신방법은, 복수의 송신 안테나를 통해 송신기로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계; 상기 수신되는 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조하는 단계; 상기 복조된 데이터를 역다중화하여 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 각각 대응하는 제1데이터 및 제2데이터를 출력하는 단계; 및 상기 역다중화된 제1 및 제2데이터에 서로 다른 공간적 디매핑(Spatial Demapping)을 적용하여 상기 메인 심볼 데이터와 상기 서브 심볼 데이터를 검출한 후, 상기 검출된 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 심볼 디매핑을 적용하여 각각 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 변환하는 단계;를 포함한다.

상세하게는, 상기 변환하는 단계는, 상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 안테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 메인 심볼 스트림을 검출하는 단계; 상기 검출된 메인 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 메인 비트 스트림으로 변환하는 단계; 및 상기 메인 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하 는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 서브 심볼 스트림을 검출하는 단계; 상기 검출된 서브 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 서브 비트 스트림으로 변환하는 단계; 및 상기 서브 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 단계;를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping)을 적용하여 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하고, 상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 복수의 송신 안테나를 통해 전송하는 송신기; 및 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 상기 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 수신하여 재생하는 수신기;를 포함한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신기가 적용된 디지털 방송 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 디지털 방송 시스템은 디지털 방송 송신기(10) 및 디지털 방송 수신기(20)를 포함한다.

디지털 방송 송신기(10)는 신호 처리부(11), 신호 변환부(12) 및 복수의 송신 안테나(13-1, …, 13-m, 여기서 m은 양수)를 포함한다. 신호 처리부(11)는 입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping) 방식을 적용하여 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 스트림을 생성한다. 서로 다른 공간 매핑 방식으로는 메인 비트 스트림을 동일한 특성을 가지되 복수의 메인 심볼 데이터으로 매핑하는 전송 안테나 다이버시티(Transmit Antenna Diversity : TAD) 방식 및 심볼 비트 스트림을 공간상에서 다중화하는 공간적 다중화(Spatial Multiplexing : SM) 방식을 예로 들 수 있다.

그리고, 신호 처리부(11)는 복수의 메인 심볼 데이터와 복수의 서브 심볼 스트림을 시간 또는 주파수영역에서 다중화한다.

신호 변환부(12)는 신호 처리부(11)에서 다중화된 심볼 스트림을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호로 변환하여 복수의 송신 안테나(13-1, …, 13-m)로 출력한다.

복수의 안테나(13-1, …, 13-m)는 OFDM 신호로 변환된 심볼 스트림들을 출력한다.

디지털 방송 수신기(20)는 구비된 적어도 하나 이상의 수신 안테나(21-1, …, 21-m, 여기서, n은 양수, n≥m)를 통해 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 스트림을 송신기(10)로부터 수신하여 표시가능한 신호로 처리한다.

도 2는 도 1에 도시된 디지털 방송 송신기의 송신방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 입력되는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림은 신호 처리부(11)에서 서로 다른 공간 매핑(Spatial Mapping) 방식에 의해 복수의 송신 안테나(13-1, …, 13-m)를 통해 수신기(20)로 전송가능한 심볼 스트림으로 변환된 후 다중화된다(S210).

다중화된 신호는 신호 변환부(12)에서 OFDM 신호로 변환되어 복수의 송신 안테나(13-1, …, 13-m)를 통해 수신기(20)로 전송된다(S220).

도 1 및 도 2에 의하면, 디지털 방송 송신기(10)는 TAD 방식 및 SM 방식을 이용하여 메인 비트 스트림으로부터 복수의 메인 심볼 데이터을 생성하며, 서브 비트 스트림으로부터 복수의 서브 심볼 스트림을 생성하고, 생성된 복수의 메인 및 서브 심볼 스트림을 복수의 송신 안테나(13-1, …, 13-m)를 통해 전송한다.

TAD 방식을 적용함으로써 디지털 방송 송신기(10)는 하나의 송신 안테나(예를 들어, 13-1)를 사용하는 경우와 동일한 데이터 전송률을 가지나, 전송되는 심볼 스트림에 대해 수신 오류 확률을 감소시킬 수 있으며, 디지털 방송 수신기(20)도 하나의 수신 안테나(예를 들어, 21-1)를 구비하여도 심볼 스트림을 수신하여 표시가능한 신호로 처리할 수 있다.

또한, SM 방식을 적용함으로써 디지털 방송 송신기(10)는 데이터 전송률을 송신 안테나(13-1, …, 13-m)의 개수에 비례하도록 향상시킬 수 있으며, 디지털 방송 수신기(20)는 하나 이상의 수신 안테나(21-1, …, 21-n)를 구비한 경우 향상된 속도로 데이터를 수신하여 고화질의 신호처리를 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신기를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 디지털 방송 송신기(300)는 스케일러블 비디오 인코더(Encoder)(310), 파서(Parser)(320), 신호 처리부(330), 신호 변환부(340) 및 송신 안테나부(350)를 포함한다.

스케일러블 비디오 인코더(310)는 입력되는 적어도 하나의 비트 스트림을 스케일러블 인코딩하여 베이스 레이어(Base Layer) 및 하나 이상의 인헨스먼트 레이어(Enhancement Layer)를 생성한다. 이하에서는 하나의 베이스 레이어 및 하나의 인헨스먼트 레이어를 생성하는 경우를 예로 들어 설명한다.

베이스 레이어는 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 스트림으로 이루어진 레이어이며, 인헨스먼트 레이어는 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 스트림으로 이루어진 레이어이다. 예를 들어, 베이스 레이어가 영상의 저주파 대역의 표시정보를 갖는다면, 인헨스먼트 레이어는 동일한 영상의 고주파 대역의 표시정보를 갖는다.

도 10과 같은 디지털 방송 수신기(1000)는 베이스 레이어의 스트림만을 수신하여도 기본적인 품질의 영상을 재생할 수 있으며, 인헨스먼트 레이어의 스트림을 추가적으로 수신하는 경우 보다 높은 품질의 영상을 재생할 수 있다.

파서(320)는 인코더(310)로부터 출력되는 스케일러블 인코딩된 스트림을 파싱하여 베이스 레이어의 스트림인 메인 비트 스트림을 출력하며, 인헨스먼트 레이어의 스트림인 서브 비트 스트림을 만들어 각각 제1신호 처리부(332) 및 제2신호 처리부(334)로 출력한다. 파서(320)가 구비되지 않은 경우, 스케일러블 비디오 인 코더(310)는 입력 스트림을 인코딩하여 각각 메인 비트 스트림과 서브 비트 스트림을 출력할 수도 있다.

신호 처리부(330)는 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 서로 다른 공간적 매핑(Spatial Mapping)을 적용하여 다중화한다. 이를 위하여, 신호 처리부(330)는 제1신호 처리부(332), 제2신호 처리부(334) 및 멀티플렉서(336)를 포함한다.

제1신호 처리부(332)는 메인 비트 스트림이 복수의 송신 안테나(352, 354)를 통해 수신기(1000)로 전송되도록 메인 비트 스트림에 대해 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method : TAD 방식)을 적용하여 복수의 메인 심볼 데이터을 생성한다. 이를 위하여, 제1신호 처리부(332)는 제1코딩부(332a), 제1심볼 매퍼(Symbol Mapper)(332b) 및 제1공간적 매퍼(Spatial Mapper)(332c)를 포함한다.

제1코딩부(332a)는 파서(320)로부터 입력되는 메인 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행한다. 제1코딩부(332a)는 Convolutional Code 방식, RS(Reed Solomon) Code 방식, LDPC(Low Density Parity Check) Code 방식, Turbo Code 코드 방식 등을 이용하여 메인 비트 스트림을 코딩할 수 있다.

제1심볼 매퍼(332b)는 코딩된 메인 비트 스트림을 공지된 기술인 BPSK 변조방식, QPSK 변조방식, QAM 변조방식 등을 이용하여 메인 심볼 스트림으로 변환한다.

제1공간적 매퍼(332c)는 메인 심볼 스트림이 복수의 송신 안테나(352, 354) 를 통해 전송될 수 있도록, 메인 심볼 스트림에 대해 TAD 방식을 적용하여 복수의 메인 심볼 데이터를 생성한다. 즉, 제1공간적 매퍼(332c)는, 디지털 방송 수신기(1000)가 단일 수신 안테나를 구비한 경우, 수신기(1000)가 복수의 메인 심볼 데이터를 신호처리할 수 있도록 하기 위하여 메인 심볼 스트림에 대해 TAD 방식을 적용한다. TAD 방식은 단일 송신 안테나를 사용하는 경우와 동일한 데이터 전송률을 가지나, 전송되는 데이터 심볼에 대하여 수신오류 확률을 감소시킬 수 있으며, 수신기(1000)가 하나의 안테나를 구비하여도 데이터 처리가 가능하도록 한다.

TAD 방식은 하나의 메인 심볼 스트림을 적어도 두 개의 메인 심볼 데이터로 변환출력하는 방식으로서, TAD 방식의 예로는 Space-Time Trellis Coding 방식, Space Frequency Block Coding(SFBC) 방식, Space Time Block Coding(STBC) 방식 및 Delay Diversity(DD) 방식을 들 수 있다. 제1신호 처리부(332)는 TAD 방식에 따라 다수의 송신 안테나(352, 354)를 다양한 용도로 활용할 수 있다.

SFBC 방식은 입력되는 메인 심볼 스트림이 서로 동일한 정보를 가지면서 전송 다이버시티를 구현하도록 하기 위하여, 주파수 영역에서 메인 심볼 스트림으로부터 두 개의 메인 심볼 데이터를 출력한다. 예를 들어, SFBC 방식은 두 개의 메인 심볼 스트림(예를 들어, 도 4의 입력단의 d1과 d2)을 블록화하여 주파수 영역에서 각각 두 개씩의 메인 심볼 데이터(예를 들어, 도 4의 출력단의 d1, d2, -d2^* 및 d1^*)를 출력한다.

STBC 방식은 SFBC 방식과 거의 동일한 방식으로서 메인 심볼 스트림을 시간 영역에서 적어도 두 개의 메인 심볼 데이터로 변환출력한다.

DD 방식은 동일한 메인 심볼 스트림(예를 들어, 도 5의 출력단의 d1과 d1·e^jθ1)이 각각의 송신 안테나(352, 354)에서 서로 시간 지연을 갖는 상태로 전송되도록 한다. 일반적으로 OFDM 방식은 도 5와 같은 Cyclic DD(CDD) 방식을 주로 사용한다.

도 4는 도 3에 도시된 제1공간적 매퍼가 SFBC 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1공간적 매퍼(332c)는 SFBC 방식을 이용하여 메인 심볼 스트림을 두 개의 메인 심볼 데이터로 출력한다. 예를 들어, 메인 심볼 스트림(입력단의 d1, d2)은 복수의 메인 심볼 데이터(출력단의 d1, d2, -d2^* 및 d1^*, d1과 d2^*)로 출력된다. 도 4에서 입력단의 d1, d2, d3, …는 제1심볼 매퍼(332b)로부터 출력되는 메인 심볼 스트림, 출력단의 d1, d2, d3, … 및 -d2^*, -d1, -d4^*, -d3, …는 SFBC 방식에 의해 생성되는 복수의 메인 심볼 데이터, '*'는 메인 심볼 데이터의 허수부를 -(마이너스)화하는 것을 의미하며, 입력단의 d1과 출력단의 d1은 동일한 특성을 갖는다.

도 5는 도 3에 도시된 제1공간적 매퍼가 CDD 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 5에서 제1공간적 매퍼(332c)는 CDD 방식을 이용하여 메 인 심볼 스트림을 두 개의 메인 심볼 데이터로 출력한다. 예를 들어, 메인 심볼 스트림(입력단의 d1)은 두 개의 메인 심볼 데이터(출력단의 d1과 d1·e^j ^θ1)로 출력된다. 이 때, 두 개의 메인 심볼 데이터(출력단의 d1과 d1·e^j ^θ1)는 주파수 영역에서 동일한 데이터를 가지되 서로 다른 위상값을 가지도록 변환되어 전송 다이버시티 효과를 제공한다.

도 5에서 입력단의 d1, d2, d3, …는 제1심볼 매퍼(332b)로부터 출력되는 메인 심볼 스트림, 출력단의 d1, d2, d3, … 및 d1·e^j ^θ1, d2·e^j ^θ2, d3·e^j ^θ3, …는 CDD 방식에 의해 생성되는 복수의 메인 심볼 데이터, j는 허수, θ는 시간영역에서 지연을 나타내기 위한 위상을 의미한다.

다시 도 3을 참조하면, 제2신호 처리부(334)는 서브 비트 스트림이 복수의 송신 안테나(352, 354)를 통해 수신기(1000)로 전송되도록 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method : SM 방식)을 적용하여 복수의 서브 심볼 데이터를 생성한다. 이를 위하여, 제2신호 처리부(334)는 제2코딩부(334a), 제2심볼 매퍼(334b) 및 제2공간적 매퍼(334c)를 포함한다.

제2코딩부(334a)는 파서(320)로부터 입력되는 서브 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행한다. 제2코딩부(334a)는 Convolutional Code 방식, RS Code 방식, LDPC Code 방식, Turbo Code 코드 방식 등을 이용하여 서브 비트 스트림을 코딩할 수 있다. 제1코딩부(332a)와 제2코딩부(334a)는 각기 다른 오류 정정 부호 및 코드레이트를 사용할 수도 있다.

제2심볼 매퍼(334b)는 코딩된 서브 비트 스트림을 BPSK 변조방식, QPSK 변조방식, QAM 변조방식 등을 이용하여 서브 심볼 스트림으로 변조한다.

제2공간적 매퍼(334c)는 서브 심볼 스트림이 복수의 송신 안테나(352, 354)를 통해 전송될 수 있도록, 서브 심볼 스트림에 대해 SM 방식을 적용하여 복수의 서브 심볼 데이터를 생성한다. 즉, 제2공간적 매퍼(334c)는, 디지털 방송 수신기(1000)가 복수의 수신 안테나를 구비한 경우, 수신기(1000)가 복수의 송신 안테나 개수에 비례하는 고전송률의 데이터를 수신할 수 있도록 서브 심볼 스트림에 대해 SM 방식을 적용한다.

SM 방식은 TAD 방식과는 달리 각각의 송신 안테나(352, 354)가 서로 다른 데이터를 전송하도록 데이터를 공간상에서 다중화한다. 따라서, SM 방식을 공간적 매핑에 적용하는 경우, 전체적인 데이터 전송률은 송신 안테나부(350)에 마련되는 안테나의 개수에 비례하여 증가한다. SM 방식으로 전송되는 데이터를 수신하는 경우, 수신기(1000)는 송신 안테나 개수 이상의 수신 안테나를 구비하여야만 공간상에서 다중화된 데이터를 효과적으로 원래의 데이터로 복원할 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 제2공간적 매퍼가 SM 방식을 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 입력단의 h1, h2, h3, …는 제2심볼 매퍼(334b)로부터 입력되는 서브 심볼 스트림, 출력단의 h1, h3, h, … 및 h2, h4, h5, …는 SM 방식에 의해 생성되는 서브 심볼 데이터를 의미한다. 즉, 도 6에서 입력되는 서브 심볼 스트림은 두 경로로 분리되어 입력되며, 서로 다른 두 개의 서브 심볼 데이터가 동 시에 송신 안테나(352, 354)를 통해 전송되므로 데이터 전송률은 두 배 증가하게 된다.

다시 도 3을 참조하면, 멀티플렉서(336)는 제1공간적 매퍼(332c)에서 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 제2공간적 매퍼(334c)에서 생성된 복수의 서브 심볼 데이터를 다중화한다. 이 때, 멀티플렉서(336)는 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 시간 영역 또는 주파수 영역에서 다중화한다. 또한, 멀티플렉서(336)는 복수의 메인 심볼 데이터 별로 다중화를 수행하며, 복수의 서브 심볼 데이터 별로 다중화를 수행하여 신호 변환부(340)로 순차적으로 출력한다.

도 7은 도 3에 도시된 멀티플렉서가 주파수 영역에서 다중화하기 위하여 전체 캐리어를 복수개의 그룹으로 분할하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 멀티플렉서(336)는 복수의 메인 심볼 데이터를와 서브 심볼 데이터를를 운반할 전체 캐리어들을 소정 개수의 그룹으로 분할한다. 이 때, 멀티플렉서(336)는 주파수 다이버시티를 위하여 각 그룹을 주파수 간격이 먼 캐리어들로 구성한다. 그리고, 데이터의 전송률에 따라 각 그룹에 할당되는 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터의 할당은 변경된다. 즉, 베이스 레이어의 스트림인 메인 심볼 데이터와 인헨스먼트 레이어의 스트림인 서브 심볼 데이터에 1:1의 비율로 주파수 자원을 할당하는 경우, 멀티플렉서(336)는 전체 그룹 중 메인 심볼 데이터를 전송하는 그룹과 서브 심볼 데이터를 전송하는 그룹의 비율이 1:1이 되도록 한다.

예를 들어, 멀티플렉서(336)는 전체 캐리어가 6048개인 경우, 이를 504개의 캐리어로 이루어진 12개의 그룹(G1, …, G12)으로 분할하고, 이 때 각 그룹(G1, …, G12)을 이루는 캐리어들의 주파수는 최대한 이격되도록 한다. 즉, 멀티플렉서(336)는 제1그룹(G1)은 제1캐리어(C1), 제13캐리어(C13), …, 제6037캐리어(C6037)로 이루어지도록 하며, 제12그룹(G2)은 제12캐리어(C12), 제24캐리어(C24), …, 제6048캐리어(C6048)로 이루어지도록 한다. 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터에 1:2의 주파수 자원이 할당된 경우, 멀티플렉서(336)는 제1, 4, 7 및 10그룹(G1, G4, G7, G10)은 메인 심볼 데이터를 전송하도록 하며, 제2, 3, 5, 6, 8, 9, 11 및 12그룹(G2, G3, G5, G6, G8, G9, G11, G12)은 서브 심볼 데이터를 전송하도록 다중화한다. 여기서, 그룹의 개수, 각 그룹을 이루는 캐리어들은 설계사양으로서 변경가능하다.

도 8a 및 도 8b는 도 3에 도시된 멀티플렉서가 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 주파수 영역에서 다중화하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 및 도 8b에 있어서, 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 전송할 캐리어는 6개씩 있으며, 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터에 1:1의 주파수 자원이 할당되어 있다.

먼저, 도 8a의 경우, 멀티플렉서(336)는 6개의 캐리어(C1~C6)를 3개의 캐리어로 이루어진 두 개의 그룹(G1, G2)으로 분할한다. 그리고, 멀티플렉서(336)는 제1공간적 매퍼(332c)로부터 입력되는 메인 심볼 데이터(d1, d2, d3)와 제2공간적 매퍼(334c)로부터 입력되는 서브 심볼 데이터를(h1, h3, h5)를 교번적으로 캐리어(C1~C6)에 싣는다. 따라서, 제1그룹(G1)의 제1, 3, 5캐리어(C1, C3, C5)에는 각 각 메인 심볼 데이터(d1, d2, d3)가 할당되며, 제2그룹(G2)의 제2, 4, 6캐리어(C2, C4, C6)에는 서브 심볼 데이터(h1, h3, h5)가 할당된다.

이와 함께, 도 8b의 경우, 멀티플렉서(336)는 6개의 캐리어(C1'~C6')를 3개의 캐리어로 이루어진 두 개의 그룹(G1', G2')으로 분할하고, 제1공간적 매퍼(332c)로부터 입력되는 메인 심볼 데이터(d1·e^j ^θ1, d2·e^j ^θ2, d3·e^j ^θ3)와 제2공간적 매퍼(334c)로부터 입력되는 서브 심볼 데이터(h2, h4, h6)를 교번적으로 캐리어(C1'~C6')에 싣는다. 따라서, 제1그룹(G1')의 제1, 3, 5캐리어(C1', C3', C5')에는 메인 심볼 데이터(d1·e^j ^θ1, d2·e^j ^θ2, d3·e^j ^θ3)가 할당되며, 제2그룹(G2')의 제2, 4, 6캐리어(C2', C4', C6')에는 서브 심볼 데이터(h2, h4, h6)가 할당된다.

상술한 바와 같은 동작이 수행되면, 멀티플렉서(336)는 제1그룹(G1)의 캐리어들(C1, C3, C5)에 할당된 심볼 데이터를 제1OFDM부(342a)로 제공하며, 제1그룹(G1')의 캐리어들(C1', C3', C5')에 할당된 심볼 데이터를 제2OFDM부(344a)로 제공한다. 그 후, 멀티플렉서(336)는 제2그룹(G2)의 캐리어들(C2, C4, C6)에 할당된 심볼 데이터는 제1OFDM부(342a)로 제공하며, 제2그룹(G2')의 캐리어들(C2', C4', C6')에 할당된 심볼 데이터는 제2OFDM부(344a)로 제공한다.

그리고, 멀티플렉서(336)는 제1 및 제2공간적 매퍼(334c)로부터 입력되는 다음의 메인 및 서브 심볼 데이터를 다중화한다. 즉, 멀티플렉서(336)는 먼저 TAD 방식에 의해 생성된 메인 심볼 데이터를 제1 및 제2OFDM부(344a)로 제공하며, 나중에 SM 방식에 의해 생성된 서브 심볼 데이터를 제1 및 제2OFDM부(344a)로 제공하는 동작을 교번적으로 수행한다.

다만, 제1공간적 매퍼(332c)가 SFBC 방식에 의해 메인 심볼 데이터를 출력하는 경우, 블록화된 d1과 d2가 인접한 캐리어에 의해 전송될 수 있도록 캐리어를 그룹핑하는 것이 바람직하다.

도 9a 및 도 9b는 도 3에 도시된 멀티플렉서가 시간 영역에서 다중화하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 멀티플렉서(336)는 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 그룹핑하지 않고 t1~t2 시간동안은 베이스 레이어에 해당하는 메인 심볼 데이터를 다중화하여 제1 및 제2OFDM부(344a)로 제공하며, t2~t3 시간동안은 인헨스먼트 레이어에 해당하는 서브 심볼 데이터를 다중화하여 제1 및 제2OFDM부(344a)로 제공하며, 이러한 동작을 반복적으로 수행한다. 즉, 멀티플렉서(336)는 신호 변환부(340)로 베이스 레이어에 해당하는 메인 심볼 데이터와 인헨스먼트 레이어에 해당하는 서브 심볼 데이터를 교번적으로 제공한다.

신호 변환부(340)는 멀티플렉서(336)로부터 제공되는 캐리어들의 데이터를OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호로 변환하여 복수의 송신 안테나(352, 354)를 통해 수신기(1000)로 전송한다. 이를 위하여 신호 변환부(340)는 제1신호 변환부(342) 및 제2신호 변환부(344)를 포함한다. 제1신호 변환부(342)는 멀티플렉서(336)로부터 교번적으로 입력되는 다중화된 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 제1송신 안테나(352)를 통해 전송가능한 신호로 변환하며, 제2신호 변환부(344)는 제2송신 안테나(354)를 통해 전송가능한 신호로 변환한 다.

제1신호 변환부(342)는 제1OFDM부(342a), 제1DAC(Digital Analog Converter)부(342b) 및 제1RF부(342c)를 포함하며, 제2신호 변환부(344)는 제2OFDM부(344a), 제2DAC부(344b) 및 제2RF부(344c)를 포함한다.

제1OFDM부(342a)는 다중화된 메인 심볼 데이터(예를 들어, 도 8a의 제1그룹(G1))를 OFDM 신호로 변조하고, 제2OFDM부(344a)는 다중화된 메인 심볼 데이터를(예를 들어, 도 8a의 제1그룹(G1'))를 OFDM 신호로 변조한다. 그 후 제1OFDM부(342a)는 다중화된 메인 심볼 데이터(예를 들어, 도 8a의 제2그룹(G2))를 OFDM 신호로 변조하고, 제2OFDM부(344a)는 다중화된 메인 심볼 데이터를(예를 들어, 도 8a의 제2그룹(G2'))를 OFDM 신호로 변조한다.

제1DAC부(342b) 및 제2DAC부(344b)는 각각 제1OFDM부(342a) 및 제2OFDM부(344a)로부터 입력되는 변조된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 변환한다.

제1RF부(342c) 및 제2RF부(344c)는 프런트 엔드(Front-end)로서, 각각 제1DAC부(342b) 및 제2DAC부(344b)로부터 입력되는 아날로그 데이터를 업 컨버젼(Up-conversion)하여 RF 신호를 생성하여 제1송신 안테나(352) 및 제2송신 안테나(354)로 제공한다.

제1송신 안테나(352) 및 제2송신 안테나(354)는 각각 초기에 베이스 레이어에 해당하는 메인 심볼 데이터(예를 들어 도 8a 및 도 8b의 제1그룹(G1, G1'))를 싣고 있는 캐리어를 수신기(1000)로 전송하고, 그 후, 인헨스먼트 레이어에 해당하는 서브 심볼 데이터(예를 들어, 도 8a 및 도 8b의 제2그룹(G2, G2'))를 싣고 있는 캐리어를 수신기(1000)로 전송하며, 베이스 레이어와 인헨스먼트 레이어의 데이터를 전송하는 동작은 교번적으로 수행된다.

도 10은 도 3의 송신기가 지원하는 전송 방식에 따라 스트림을 처리하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신기를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3 내지 도 10을 참조하면, 디지털 방송 수신기(1000)는 수신 안테나부(1010), 제3신호 변환부(1020), 디멀티플렉서(1030), 제3신호 처리부(1040), 제4신호 처리부(1050), 스트림 먹스(1060) 및 비디오 디코더(1070)를 포함한다.

도 10에 도시된 디지털 방송 수신기(1000)는 두 개의 수신 안테나(1012, 1014)를 가지나, 그 개수는 한 개 이상이 될 수 있다. 제1수신 안테나(1012)와 제2수신 안테나(1014)는 송신기(300)의 전송 안테나(352, 354)로부터 전송되는 캐리어의 데이터를 수신한다. 이 때, 제1전송 안테나(352)로부터 전송되는 데이터가 X이고, 제2전송 안테나(354)로부터 전송되는 데이터가 Y인 경우, 제1수신 안테나(1012)는 (X'+Y')로 이루어진 데이터를 수신하며, 제2수신 안테나(1014)는 (X"+Y")로 이루어진 데이터를 수신한다.

제1수신 안테나(1012)와 제2수신 안테나(1014)가 수신하는 데이터는 서로 다른 전송 경로에 의해 수신되므로 동일하거나 서로 다른 값을 갖는다.

제3신호 변환부(1020)는 수신 안테나부(1010)를 통해 수신한 데이터를 OFDM 복조하며, 이를 위하여 제1프런트 엔드/ADC부(1021), 제1OFDM 복조부(1022), 제2프런트 엔드/ADC부(1023) 및 제2OFDM 복조부(1024)를 포함한다. 제1프런트 엔드/ADC 부(1021)는 제1수신 안테나(1012)를 통해 수신된 신호를 다운 컨버젼하고, 디지털 신호로 변환하며, 제1OFDM 복조부(1022)는 디지털 신호로 변환된 데이터를 OFDM 복조화한다.

제2프런트 엔드/ADC부(1023)는 제2수신 안테나(1014)를 통해 수신된 신호를 다운 컨버젼하고, 디지털 신호로 변환하며, 제2OFDM 복조부(1024)는 디지털 신호로 변환된 데이터를 OFDM 복조화한다.

디멀티플렉서(1030)는 제1 및 제2OFDM 복조부(1022, 1024)로부터 입력되는 데이터를 역다중화하여 베이스 레이어에 해당하는 제1데이터 및 인헨스먼트 레이어에 해당하는 제2데이터로 분리하고 각각 제3신호 처리부(1040) 및 제4신호 처리부(1050)로 출력한다.

제3신호 처리부(1040)는 베이스 레이어의 메인 심볼 스트림을 디코딩한다. 자세히 설명하면, 제1심볼 검출부(1042)는 제1공간적 디맵핑을 적용하여 베이스 레이어에 해당하는 제1데이터로부터 메인 심볼 스트림을 검출한다. 예를 들어, 제1심볼 검출부(1042)는 TAD 방식인 SFBC로 공간적 매핑된 스트림에 대해서는 SFBC 디코더(미도시)와 MRC(Maximal Ration Combining)를 결합하여 메인 심볼 스트림을 검출한다.

제1심볼 디맵퍼(Symbol Demapper)(1044)는 메인 심볼 스트림을 메인 비트 스트림으로 변환한다. 제1디코딩부(1046)는 변환된 메인 비트 스트림을 디코딩하여 오류 정정을 수행한다.

제4신호 처리부(1050)는 인헨스먼트 레이어의 서브 심볼 스트림을 디코딩한 다. 자세히 설명하면, 제2심볼 검출부(1052)는 제2공간적 디맵핑을 적용하여 인헨스먼트 레이어에 해당하는 제2데이터로부터 서브 심볼 스트림을 검출한다. 예를 들어, 제2심볼 검출부(1052)는 SM 방식으로 공간적 매핑된 스트림에 대해서는 ML(Maximum Likelihoold), MMSE(Minimum Mean Squared Error) 등의 방식을 적용하여 서브 심볼 스트림을 검출한다.

제2심볼 디맵퍼(1054)는 서브 심볼 스트림을 서브 비트 스트림으로 변환한다. 제2디코딩부(1056)는 변환된 서브 비트 스트림을 디코딩하여 오류 정정을 수행한다.

스트림 먹스(1060)는 제1디코딩부(1046) 및 제2디코딩부(1056)로부터 입력되는 메인 비트 스트림과 서브 비트 스트림을 결합하여 최종 비트 스트림을 생성한다. 즉, 스트림 먹스(1060)는 베이스 레이어와 인헨스먼트 레이어를 결합한다. 비디오 디코더(1070)는 스트림 먹스(1060)에 의해 결합된 최종 비트 스트림을 디코딩하여 영상을 복원한다.

도 11은 도 3의 송신기에 의한 송신방법, 도 12는 도 10에 도시된 수신기에 의한 수신방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3 내지 도 12를 참조하면, 메인 비트 스트림과 서브 비트 스트림은 오류정정 부화화를 위하여 각각 제1코딩부(332a) 및 제2코딩부(334a)에 의해 코딩된다(S1110).

코딩된 메인 비트 스트림과 서브 비트 스트림은 각각 제1심볼 매퍼(332b) 및 제2심볼 매퍼(334b)에서 심볼 매핑되어 메인 심볼 스트림 및 서브 심볼 스트림으로 변환된다(S1120).

변환된 메인 심볼 스트림은 SFBC, STBC, DD와 같은 TAD 방식에 의해 복수의 메인 심볼 데이터로 생성되며(S1130), 변환된 서브 심볼 스트림은 SM 방식에 의해 복수의 서브 심볼 데이터로 생성된다(S1140).

생성된 복수의 메인 심볼 데이터와 복수의 서브 심볼 데이터는 멀티플렉서(336)에서 다중화된다(S1150).

다중화된 심볼 데이터들은 제1신호 변환부(342) 및 제2신호 변환부(344)에서 OFDM 변조되어 아날로그 신호로 변환되고, RF 신호로 업 컨버젼된 후 복수의 전송 안테나(13-1, …, 13-n)를 통해 수신기(1000)로 전송된다(S1160).

도 12를 참조하면, 수신기(1000)가 단일 수신 안테나(1012)를 통해 데이터를 수신하면(S1200), 수신된 데이터는 제1프런트 엔드/ADC부(1021)에서 디지털신호로 변환되며 제1OFDM 복조부(1022)에서 OFMD 신호로 복조된 후, 디멀티플렉서(1030)에 의해 역다중화되어 제1데이터로 출력된다(S1205). 출력된 제1데이터는 제1심볼 검출부(1042)로 입력된다.

제1심볼 검출부(1042)는 제1데이터에서 메인 심볼 스트림을 검출한다(S1210).

검출된 메인 심볼 스트림은 제1심볼 디맵퍼(1044)에 의해 메인 비트 스트림으로 변환된다(S1215).

변환된 메인 비트 스트림은 제1디코딩부(1046)에 의해 디코딩되어 오류정정이 수행되며(1220), 비디오 디코더(1070)에 의해 재생가능한 신호로 처리된 다(S1225).

한편, S1200단계에서 복수의 수신 안테나(1012, 1014)를 통해 데이터가 수신되면(S1230), 제1데이터, 즉, 메인 심볼 스트림만 처리하도록 레지스터(미도시)에 설정되어 있는 경우(S1235), 수신된 데이터는 S1205단계 내지 S1225단계에 의해 신호처리된다.

반면, S1235단계에서 제1 및 제2데이터, 즉, 메인 심볼 스트림 및 서브 심볼 스트림 모두에 대해 처리하도록 레지스터(미도시)에 설정되어 있는 경우, 수신된 데이터는 제1 및 제2프런트 엔드/ADC부(1021, 1023)에서 디지털신호로 변환되며 제1 및 제2OFDM 복조부(1022, 1024)에서 OFMD 신호로 복조된 후, 디멀티플렉서(1030)에 의해 역다중화되어 제1데이터 및 제2데이터로 출력된다(S1240). 출력된 제1 및 제2데이터는 각각 제1심볼 검출부(1042) 및 제2심볼 검출부(1052)로 입력된다.

제1심볼 검출부(1042)는 제1데이터에서 메인 심볼 스트림을 검출하며, 제2심볼 검출부(1052)는 제2데이터로부터 서브 심볼 스트림을 검출한다(S1245).

검출된 메인 심볼 스트림은 제1심볼 디맵퍼(1044)에 의해 메인 비트 스트림으로 변환되며, 서브 심볼 스트림은 제2심볼 디맵퍼(1054)에 의해 서브 비트 스트림으로 변환된다(S1250).

변환된 메인 비트 스트림은 제1디코딩부(1046)에 의해 디코딩되어 오류정정이 수행되며, 서브 비트 스트림은 제2디코딩부(1056)에 의해 디코딩되어 오류정정이 수행된다(S1255). 오류정정이 수행된 메인 비트 스트림과 서브 비트 스트림은 비디오 디코더(1070)에 의해 재생가능한 신호로 처리된다(S1260).

즉, 수신기(1000)의 경우, 수신되는 데이터가 송신기(300)에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩된 경우, 수신 안테나부(1010)가 하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하면, 디멀티플렉서(1030)는 데이터를 역다중화하여 제1데이터를 제3신호 처리부(1040)로 출력한다. 또한, 수신된 데이터가 송신기(300)에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩된 경우, 수신 안테나부(1010)가 복수의 수신 안테나(1012, 1014)를 구비하면, 디멀티플렉서(1030)는 데이터를 역다중화하여 제1 및 제2데이터를 생성한 후 각각 제3 및 제4신호 처리부(1030, 1040)로 출력하거나 또는 제1데이터만을 생성하여 제3신호 처리부(1040)로 출력하도록 설계될 수 있다. 이 때, 제1데이터는 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어에 대응하는 데이터이며, 제2데이터는 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어에 대응하는 데이터일 수 있다.

또한, 수신되는 데이터가 송신기(300)에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩되지 않은 경우, 수신 안테나부(1010)가 하나 또는 복수의 수신 안테나(1012, 1014)를 구비하면, 디멀티플렉서(1030)는 데이터를 역다중화하여 제1데이터를 생성한 후 제3신호 처리부(1040)로 출력한다. 그리고, 수신되는 데이터가 송신기(300)에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩되지 않은 경우, 수신 안테나부(1010)가 복수의 수신 안테나(1012, 1014)를 구비하면, 디멀티플렉서(1030)는 데이터를 역다중화하여 제1데이터 및 상기 제2데이터를 생성한 후 생성된 제1 및 제2데이터 중 선택된 채널에 대응하는 적어도 하나를 신호 처리부(1040, 1050)로 출력하도록 설계될 수 있다. 이 때, 제1데이터 및 제2데이터는 동일한 주파수 대 역에서 수신기(1000)로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램의 데이터일 수 있다. 디멀티플렉서(1030)가 생성된 제1 및 제2데이터 모두를 신호 처리부(1040, 1050)로 출력하는 경우, 수신기(1000)는 PIP(Picture In Picture) 기능을 제공할 수 있다.

상술한 본 발명의 송신기(300)는 스케일러블 비디오 인코딩을 수행하는 하나의 인코더(310)를 대신하여 일반적인 비디오 인코딩을 수행하는 인코더를 복수개 구비할 수 있다. 도 13은 두 개의 인코더가 구비되는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 디지털 방송 송신기를 도시한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 제1비디오 인코더(1310), 제2비디오 인코더(1320), 신호 처리부(1330), 신호 변환부(1340) 및 송신 안테나부(1350)를 포함한다. 또한, 신호 처리부(1330)는 제1신호 처리부(1332), 제2신호 처리부(1334) 및 멀티플렉서(1336)를 포함하며, 제1신호 처리부(1330)는 제1코딩부(1332a), 제1심볼 매퍼(Symbol Mapper)(1332b) 및 제1공간적 매퍼(Spatial Mapper)(1332c)를 포함하고, 제2신호 처리부(1334)는 제2코딩부(1334a), 제2심볼 매퍼(1334b) 및 제2공간적 매퍼(1334c)를 포함한다.

다만, 제1비디오 인코더(1310)는 입력되는 메인 비트 스트림을 인코딩하여 제1신호 처리부(1332)의 제1코딩부(1332a)로 입력하며, 제2비디오 인코더(1320)는 입력되는 서브 비트 스트림을 인코딩하여 제2코딩부(1342a)로 입력한다. 그 외의 신호 처리부(1330), 신호 변환부(1340) 및 송신 안테나부(1350)는 도 3에 도시된 신호 처리부(330), 신호 변환부(340) 및 송신 안테나부(350)와 거의 동일하므로 상 세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 복수개의 인코더(1310, 1320)를 이용하여 이러한 경우, 복수의 인코더(1310, 1320)로는 동일한 대역에서 전송가능한 서로 다른 방송 프로그램이 각각 입력되어 인코딩된다. 예를 들어, 제1 및 제2인코더(1310, 1320)가 마련된 경우, 제1방송 프로그램과 제2방송 프로그램은 각각 제1인코더(1310) 및 제2인코더(1320)로 입력되어 상술한 바와 같은 동작을 수행할 수 있다 . 이러한 경우, 제1방송 프로그램은 메인 비트 스트림에 해당하며, 제2방송 프로그램은 서브 비트 스트림에 해당한다. 즉, 송신기(1300)는 동일한 대역에서 적어도 두 개의 다른 프로그램을 전송가능한 신호로 처리하여 수신기(1000)로 전송할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 14를 참조하면, 디지털 방송 송신기(1400)는 스케일러블 비디오 인코더(1410), 파서(1420), 신호 처리부(1430), 신호 변환부(1440) 및 송신 안테나부(1450)를 포함한다. 또한, 신호 처리부(1430)는 제1신호 처리부(1432), 제2신호 처리부(1434) 및 멀티플렉서(1436)를 포함하며, 제1신호 처리부(1430)는 제1코딩부(1432a), 제1심볼 매퍼(1432b) 및 제1공간적 매퍼(1432c)를 포함하고, 제2신호 처리부(1434)는 제2코딩부(1434a), 공간적 파서(1434b), 제2-1심볼 매퍼(1434c) 및 제2-2심볼 매퍼(1436d)를 포함한다.

도 14에 도시된 스케일러블 비디오 인코더(1410), 파서(1420), 제1신호 처리 부(1432), 신호 변환부(1440) 및 송신 안테나부(1450)는 도 3에 도시된 비디오 인코더(310), 파서(320), 제1신호 처리부(332), 신호 변환부(340) 및 송신 안테나부(350)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 도 14의 제2코딩부(1434a)는 파서(1420)로부터 입력되는 서브 비트 스트림을 코딩하여 공간적 파서(1434b)로 제공한다. 공간적 파서(1434b)는 코딩된 서브 비트 스트림을 파싱하여 복수의 서브 비트 스트림을 생성한다. 즉, 공간적 파서(1434b)는 서브 비트 스트림에 대해 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 SM 방식을 적용하여 복수의 서브 비트 스트림으로 할당(distribute)한 후 각각 제2-1심볼 매퍼(1434c) 및 제2-2심볼 매퍼(1434d)로 제공한다.

제2-1심볼 매퍼(1434c) 및 제2-2심볼 매퍼(1434d)는 공간적 파서(1434b)로부터 입력되는 복수의 서브 비트 스트림을 QPSK, BKSK, QAM 변조 방식 등을 이용하여 복수의 서브 심볼 스트림으로 변환한 후 멀티 플렉서(1436)로 제공한다.

한편, 도 10에서 수신기(1000)가 하나의 수신 안테나(예를 들어, 1012)만을 구비하는 경우, 수신기(1000)의 제3신호 처리부(1040)는 TAD 방식에 의한 스트림을 처리할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다. 따라서, 수신기(1000)는 비록 하나의 수신 안테나(1012)만을 구비하여도 베이스 레이어의 스트림을 수신하여 처리할 수 있으므로 기본 화질의 영상을 구현할 수 있으며, 인헨스먼트 레이어의 스트림은 무시한다. 또한, 도 10에서와 같이 수신기(1000)가 다수의 안테나를 구비하는 경우에는 베이스 레이어 및 인헨스먼트 레이어에 해당하는 스트림을 모두 수신하므로 수신기(1000)는 고품질의 영상을 재생할 수 있다.

특히, 송신기(300)는 베이스 스트림과 인헨스먼트 스트림을 다중화할 때 자원, 즉, 시간 또는 주파수 영역의 할당 비율을 방송 환경 및 용도에 따라 다르게 적용할 수 있다. 베이스 스트림은 단일 안테나 수신기에서도 수신가능하도록 TAD 방식을 적용하여 전송되므로, 베이스 스트림에 보다 많은 자원을 할당하게 되면 데이터 전송률은 낮아지지만 단일 안테나 수신기에서 재생되는 영상의 품질은 상대적으로 높아지며, 전송 다이버시티 효과로 인하여 수신 coverage가 확대된다.

반면, 인헨스먼트 스트림에 많은 자원을 할당하게 되면 SM 방식에 의해 고화질의 스트림을 향상된 데이터 전송률로 전송하게 되므로, 다수의 안테나를 구비한 수신기는 향상된 품질의 영상을 재생할 수 있는 반면, 단일 안테나를 구비한 수신기에서의 영상 품질은 저하될 수 있다.

또한, 송신기(300)는 베이스 레이어에 해당하는 베이스 스트림(즉, 메인 비트 스트림)에 대해 TAD 방식을 적용하고, 인헨스먼트 레이어에 해당하는 인헨스먼트 스트림(즉, 서브 비트 스트림)에 대해 SM 방식을 적용함으로써 단일 안테나 전송 방식에 비하여 데이터 전송률은 향상시킨다.

또한, 베이스 스트림과 인헨스먼트 스트림의 데이터 전송률에 따라 각 스트림에 대한 오류정정 부호화율이나 자원을 할당하는 방식은 변경될 수 있다. 각 스트림에 대한 오류정정 부호화율 또는 전체 주파수 영역, 전체 시간 영역에서 얼마나 많은 부분을 할당할 것인지는 DVB-T 규격에서 사용되고 있는 TPS(Transmission Parameter Signaling) 방식을 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기 및 그의 송신방법, 디지털 방송 수신기 및 그의 수신방법, 그리고, 디지털 방송 시스템에 의하면, 다수의 송신 안테나를 이용하여 데이터를 전송함으로써 데이터 전송률을 향상시키면서 동시에 단일 안테나를 구비한 수신기도 방송 재생이 가능하도록 한다. 즉, 본 발명은 수신기가 하나의 안테나를 구비하여 데이터를 효과적으로 복원할 수 있는 전송방식을 제공한다.

특히, 방송 환경 및 수신기의 다양성 등을 고려할 때 모든 수신기가 복수의 수신 안테나를 구비하는 것은 어려우며, 본 발명에 의한 전송 방식을 적용함으로써 단일 안테나를 구비한 수신기 및 복수 안테나를 구비한 수신기가 혼재하는 방송환경에 본 발명을 응용할 수 있다.

또한, 다수의 송신 안테나를 이용하는 전송 방식 중 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용함으로써 수신 성능의 향상을 통해 수신기는 수신 영역을 확장시킬 수 있다. 또한, 다수의 송신 안테나를 이용하는 전송 방식 중 공간적 멀티플렉싱 방식을 적용함으로써 데이터 전송률을 향상시키면서 고화질의 영상 전송이 가능하도록 한다. 따라서, 본 발명은 두 방식의 장점을 활용하여 수신 영역의 확장 및 데이터 전송률 증가라는 효과를 창출할 수 있으며, 다양한 전송 환경에 효과적으로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 수신기의 디스플레이 크기가 작은 경우, 송신기로부터 전송되는 고용량의 데이터를 모두 사용하지 않아도 수신기가 고화질 화면을 재생할 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

복수의 송신 안테나;

입력되는 메인 비트 스트림에 대해 전송 아테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하고, 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)을 적용하여 각각 복수의 메인 심볼 데이터와 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및

상기 생성되는 복수의 메인 심볼 데이터와 서브 심볼 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)신호로 변환하여 상기 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송하는 신호 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 1항에 있어서,

상기 신호 처리부는,

상기 메인 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 메인 비트 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 제1신호 처리부;

상기 서브 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 서브 비트 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 제2신호 처리부; 및

상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 다중화하는 멀티플렉서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 2항에 있어서,

상기 멀티플렉서는 상기 복수의 메인 심볼 데이터 및 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 시간 영역 및 주파수 영역 중 하나에서 다중화하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 멀티플렉서는 상기 복수의 송신 안테나가 상기 메인 심볼 데이터와 상기 서브 심볼 데이터를 교번적으로 전송하도록, 상기 복수의 메인 심볼 데이터 별로 상기 다중화를 수행하며, 상기 복수의 서브 심볼 데이터 별로 상기 다중화를 수행하여 상기 신호 변환부로 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 2항에 있어서,

상기 제1신호 처리부는,

상기 메인 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 제1코딩부;

상기 코딩된 메인 비트 스트림을 메인 심볼 스트림으로 변환하는 제1심볼 매퍼; 및

상기 변환된 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 제1공간적 매퍼(Spatial Mapper);를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 5항에 있어서,

상기 제1신호 처리부는,

상기 수신기가 단일 수신안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 메인 심볼 데이터에 대한 신호처리를 통하여 상기 메인 비트 스트림을 복원할 수 있도록 상기 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 2항 또는 제 5항에 있어서,

상기 전송 안테나 다이버시티 방식은 Delay Diversity 방식, Space-Time Trellis Coding 방식, Space Time Block Coding 방식 및 Space Frequency Block Coding 방식 중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 2항에 있어서,

상기 제2신호 처리부는,

상기 서브 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 제2코딩부;

상기 코딩된 서브 비트 스트림을 서브 심볼 스트림으로 변환하는 제2심볼 매 퍼; 및

상기 변환된 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 제2공간적 매퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 8항에 있어서,

상기 제2신호 처리부는,

상기 수신기가 복수의 수신 안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 송신 안테나(또는 상기 복수의 수신 안테나)에 비례하는 고전송률의 데이터를 수신하도록 상기 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 1항에 있어서,

상기 신호 변환부는,

상기 메인 심볼 데이터 및 상기 서브 심볼 데이터를 상기 OFDM 신호로 변환하는 OFDM부;

상기 변환된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC부; 및

상기 변환된 아날로그 신호를 RF 처리하는 RF부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 입력 비트 스트림을 스케일러블 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 인코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 11항에 있어서,

상기 메인 비트 스트림은 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어의 비트 스트림이며, 상기 서브 비트 스트림은 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어의 비트 스트림인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 1항에 있어서,

상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림은 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
제 13항에 있어서,

상기 서로 다른 프로그램을 각각 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 복수의 인코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
입력되는 메인 비트 스트림에 대해 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하고, 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method) 을 적용하여 각각 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송가능한 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계; 및

상기 생성되는 하나 이상의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호로 변환하여 복수의 송신 안테나를 통해 수신기로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 15항에 있어서,

상기 생성하는 단계는,

상기 메인 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 메인 비트 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계;

상기 서브 비트 스트림이 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되도록 상기 서브 비트 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 다중화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항에 있어서,

상기 다중화하는 단계는 상기 복수의 메인 심볼 데이터 및 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 시간 영역 및 주파수 영역 중 하나에서 다중화하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

상기 다중화하는 단계는 상기 복수의 송신 안테나가 상기 메인 심볼 데이터와 상기 서브 심볼 데이터를 교번적으로 전송하도록, 상기 복수의 메인 심볼 데이터 별로 상기 다중화를 수행하며, 상기 복수의 서브 심볼 데이터 별로 상기 다중화를 수행하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항에 있어서,

상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계는,

상기 메인 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 단계;

상기 코딩된 메인 비트 스트림을 메인 심볼 스트림으로 변환하는 단계; 및

상기 변환된 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하여 상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 19항에 있어서,

상기 복수의 메인 심볼 데이터를 생성하는 단계는,

상기 수신기가 단일 수신안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 메인 심볼 스트림에 대한 신호처리를 통하여 상기 메인 비트 스트림을 복원할 수 있도록 가능하도록 상기 메인 심볼 스트림에 대해 상기 전송 안테나 다이버시티 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항 또는 제 19항에 있어서,

상기 전송 안테나 다이버시티 방식은 Delay Diversity 방식, Space-Time Trellis Coding 방식, Space Time Block Coding 방식 및 Space Frequency Block Coding 방식 중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항에 있어서,

상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계는,

상기 서브 비트 스트림을 코딩하여 오류정정 부호화를 수행하는 단계;

상기 코딩된 서브 비트 스트림을 서브 심볼 스트림으로 변환하는 단계; 및

상기 변환된 서브 심볼 스트림에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하여 상기 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 16항 또는 제 22항에 있어서,

상기 복수의 메인 및 서브 심볼 데이터를 생성하는 단계는,

상기 수신기가 복수의 수신 안테나를 구비한 경우, 상기 수신기가 상기 복수의 송신 안테나(또는 상기 복수의 수신 안테나)에 비례하는 고전송률의 데이터를 수신하도록 상기 서브 심볼 데이터에 대해 상기 공간 다중화 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 15항에 있어서,

상기 전송하는 단계는,

상기 생성된 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터를 상기 OFDM 신호로 변환하는 단계;

상기 변환된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 및

상기 변환된 아날로그 신호를 RF 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 15항에 있어서,

적어도 하나의 입력 비트 스트림을 스케일러블 인코딩하여 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 15항에 있어서,

상기 메인 비트 스트림은 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어의 비트 스트림이며, 상기 서브 비트 스트림은 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어의 비트 스트림인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 15항에 있어서,

상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림은 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
제 27항에 있어서,

상기 서로 다른 프로그램을 각각 인코딩하여 각각 상기 메인 비트 스트림 및 상기 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기의 송신방법.
복수의 송신 안테나를 통해 송신기로부터 전송되는 데이터를 수신하는 안테나부;

상기 수신되는 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조하는 신호변환부;

상기 복조된 데이터를 역다중화하여 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 각각 대응하는 제1데이터 및 제2데이터를 출력하는 디멀티플렉서; 및

상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 아테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 메인 심볼 스트림을 검출하고, 상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 서브 심볼 스트림을 검출한 후, 상기 검출된 메인 심볼 스트림 및 서브 심볼 스트림에 심볼 디매핑을 적용하여 각각 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 변환하는 신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 29항에 있어서,

상기 제1데이터는 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터이며, 상기 제2데이터는 공간적 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 29항 또는 제30항에 있어서,

상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩된 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉 서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1 및 제2데이터를 생성한 후 상기 신호 처리부로 출력하거나 또는 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 31항에 있어서,

상기 제1데이터는 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어에 대응하는 데이터이며, 상기 제2데이터는 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어에 대응하는 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 29항 또는 제 30항에 있어서,

상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩되지 않은 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 상기 신호 처리부로 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터를 생성한 후 상기 생성된 제1 및 제2데이터 중 선택된 채널에 대응하는 하나를 상기 신호 처리부로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 33항에 있어서,

상기 제1데이터 및 상기 제2데이터는 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램의 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 29항에 있어서,

상기 신호 처리부는,

상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 안테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 메인 심볼 스트림을 검출하는 제1심볼 검출부;

상기 검출된 메인 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 메인 비트 스트림으로 변환하는 제1심볼 디맵퍼; 및

상기 메인 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 제1디코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
제 29항에 있어서,

상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 서브 심볼 스트림을 검출하는 제2심볼 검출부;

상기 검출된 서브 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 서브 비트 스트림으로 변환하는 제2심볼 디맵퍼; 및

상기 서브 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 제2디코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
복수의 송신 안테나를 통해 송신기로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계;

상기 수신되는 데이터를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조하는 단계;

상기 복조된 데이터를 역다중화하여 메인 심볼 데이터 및 서브 심볼 데이터에 각각 대응하는 제1데이터 및 제2데이터를 출력하는 단계; 및

상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 안테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 메인 심볼 스트림을 검출하고, 상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 서브 심볼 스트림을 검출한 후, 상기 검출된 메인 심볼 스트림 및 서브 심볼 스트림에 심볼 디매핑을 적용하여 각각 메인 비트 스트림 및 적어도 하나의 서브 비트 스트림으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 37항에 있어서,

상기 제1데이터는 전송 안테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터이며, 상기 제2데이터는 공간적 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method)에 의해 상기 송신기에서 공간적 매핑된 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 37항 또는 제38항에 있어서,

상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩된 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 출력하는 단계는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 출력하는 단계는 상기 제1 및 제2데이터를 상기 신호 처리부로 출력하거나 또는 상기 제1데이터를 출력하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 39항에 있어서,

상기 제1데이터는 기본화질의 영상처리에 필요한 표시정보를 가지는 베이스 레이어에 대항하는 데이터이며, 상기 제2데이터는 고화질처리에 필요한 표시정보를 가지는 인헨스먼트 레이어의 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 37항 또는 제 38항에 있어서,

상기 수신되는 데이터가 상기 송신기에서 스케일러블 인코딩 방식에 의하여 인코딩되지 않은 경우, 상기 안테나부가 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비하면, 상기 출력하는 단계는 상기 데이터를 역다중화하여 상기 제1데이터를 출력하며, 상기 안테나부가 복수의 수신 안테나를 구비하면, 상기 출력하는 단계는 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 선택된 채널에 대응하는 하나를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 41항에 있어서,

상기 제1데이터 및 상기 제2데이터는 동일한 주파수 대역에서 상기 수신기로 같은 시간대에 전송되는 서로 다른 프로그램의 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 37항에 있어서,

상기 변환하는 단계는,

상기 제1데이터로부터 상기 송신기에서 전송 안테나 다이버시티 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 메인 심볼 스트림을 검출하는 단계;

상기 검출된 메인 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 메인 비트 스트림으로 변환하는 단계; 및

상기 메인 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
제 37항에 있어서,

상기 제2데이터로부터 상기 송신기에서 공간 다중화 방식에 의해 공간적으로 매핑된 상기 서브 심볼 스트림을 검출하는 단계;

상기 검출된 서브 심볼 스트림을 디매핑하여 상기 서브 비트 스트림으로 변환하는 단계; 및

상기 서브 비트 스트림을 디코딩하여 오류정정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 수신방법.
입력되는 메인 비트 스트림에 대해 전송 아테나 다이버시티 방식(Transmit Antenna Diversity Method)을 적용하고, 적어도 하나의 서브 비트 스트림에 대해 공간 다중화 방식(Spatial Multiplexing Method) 을 적용하여 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 생성하고, 상기 생성된 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 복수의 송신 안테나를 통해 전송하는 송신기; 및

적어도 하나의 수신 안테나를 통해 상기 복수의 메인 심볼 데이터 및 복수의 서브 심볼 데이터를 수신하여 재생하는 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템.