KR101367203B1 - 디지털 방송 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

디지털 방송 송수신 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치는, 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따라 사용하고자 하는 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부, 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 방송신호를 변조하는 변조부, 대역폭에 의해 결정된 채널 본딩(Channel bonding) 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부, 각 채널별로 송신될 방송신호에 생성된 제어신호를 부가하는 신호 병합부, 및 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 송신부를 포함한다. 이에 의해, 안정적으로 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.
디지털 방송, 채널 본딩, 대역폭, 데이터율, TPS, 제어신호

Description

디지털 방송 송수신 장치 및 방법{Digital broadcasting transmission/reception apparatus and method}
도 1은 지상파 디지털 방송신호의 스펙트럼을 예시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 블럭도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용되는 채널 본딩을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 2에 도시한 디지털 방송 송신 장치에서 생성되는 제어신호를 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 블럭도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도,
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법을 설명하 기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 디지털 방송 송신 장치 110 : 대역폭 결정부
120 : 스크램블러 130 : 인코더
140 : 변조부 150 : 제어신호 생성부
160 : 신호 병합부 170 : 송신부
본 발명은 디지털 방송 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 채널에 의해 채널 대역폭을 넓게 사용하는 디지털 방송 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
지상파 디지털 방송의 전송 방식은 정부 등의 허가에 의해 정해진 채널 대역폭을 이용하여 이루어진다. 미국향 규격으로는 ATSC(Advanced Television System Committee)(8-VSB)가 있으며, 유럽향 규격으로는 DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)가 있다.
도 1은 지상파 디지털 방송신호의 스펙트럼을 예시한 도면이다.
유럽향 지상파 디지털 방송 규격인 DVB-T를 예로 들면, 규격 내에 여러 전송 모드가 존재하더라도, 그 신호가 존재하는 대역폭은 8MHz로 고정되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 2K, 4K, 및 8K의 전송 모드가 존재하더라도 신호의 대역폭은 8MHz로 고정되어 있다.
일반적으로, 채널 대역폭은 데이터 전송률을 결정하는 중요한 인자로, 동일한 대역폭 내에서는 전송 모드가 다르더라도 변조 방식이 동일하면 최종적인 데이터 전송률은 거의 비슷하게 나타난다. DVB-T 규격의 경우, 16QAM-3/4 레이트 코딩(rate coding) + 1/4 보호 구간(Guard interval)일 때, 2K, 4K, 및 8K의 전송 모드는 모두 14.93Mbps의 데이터 전송률을 갖는다.
고품질의 HD 방송을 위해서는 높은 데이터 전송률을 유지하면서도 안정적으로 전송할 수 있는 기술이 필요한데, 현재와 같이 채널의 대역폭이 고정되어 있는 조건에서는 데이터 전송률을 높이기 위한 방안이 매우 한정적이다.
데이터 전송률을 높이기 위한 첫 번째 방안으로는 변조 방식을 변경시키는 방법이 있다. 예를 들어, 16QAM 방식을 64QAM 방식으로 변경함으로써, 데이터 전송률을 높일 수 있다. 이 방법은 기존의 송수신 시스템을 크게 변경하지 않아도 데이터 전송률을 높일 수 있는 장점이 있으나, 안정적인 방송신호 전송을 위한 요구 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 값이 높아지는 단점이 있다.
데이터 전송률을 높이기 위한 두 번째 방안으로는 다중 안테나를 이용한 공간 다중화(spatial multiplexing) 방법이 있다. 이 방법은 복수의 독립적인 데이터 스트림을 전송함에 따라, 동일한 변조 방식을 채용하면서도 데이터 전송률을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 데이터 스트림을 다중화함에 따라 송수신기의 구조가 복잡해진다. 특히, 수신기에서 실외 안테나를 사용하는 경우 TV 세트까지의 신호 전송이 케이블로 이루어지는 과정에 많은 비용이 소모될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 채널을 동시에 사용하여 방송신호를 송수신하고, 제어신호에 채널 본딩 정보를 부가함으로써, 안정적으로 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 디지털 방송 송수신 장치 및 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치는, 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따라 사용하고자 하는 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부, 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 방송신호를 변조하는 변조부, 대역폭에 의해 결정된 채널 본딩(Channel bonding) 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부, 각 채널별로 송신될 방송신호에 생성된 제어신호를 부가하는 신호 병합부, 및 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 송신부를 포함한다.
바람직하게, 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나이며, 제어신호 생성부는 TPS 및 필드 동기신호의 일부 비트에 채널 본딩 정보를 삽입할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호 생성부는 제어신호의 예비영역 중 2비트를 채널 본딩 정보 부가영역으로 할당하고, 복수의 채널들 중 각 채널의 상대적 위치에 따라 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값을 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호 생성부는 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값을 "1"로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 송신부에서 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 때 이용되는 복수의 채널의 개수는, 결정된 대역폭에 대한 기본 대역폭의 배율로 결정될 수 있다.
또한 바람직하게, 송신부는 결정된 대역폭에 의해 중심 주파수를 결정하며, 결정된 중심 주파수를 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 수 있다.
또한 바람직하게, 입력되는 방송신호를 스크램블하는 스크램블러, 및 스크램블된 방송신호를 인코딩(encoding)하는 인코더를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 각각 입력받아 멀티플렉싱하는 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치는, 송신 장치로부터 송신되는 방송신호를 수신하는 수신부, 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출하고, 추출된 제어신호에 포함되어 있는 채널 본딩 정보를 분석하여 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 제어신호 분석부 및, 판단된 대역폭에 의해 제어신호가 추출된 방송신호를 복조하는 복조부를 포함한다.
바람직하게, 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나일 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호 분석부는, 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값에 의해, 채널의 본딩 여부, 및 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호 분석부는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩된 것으로 판단하고, 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩된 것으로 판단할 수 있다.
또한 바람직하게, 복조된 방송신호를 디코딩하는 디코더, 및 디코딩된 방송신호를 디스크램블하는 디스크램블러를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 방송신호로부터 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 분리하는 디멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법은, 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따라, 사용하고자 하는 대역폭을 결정하는 단계, 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 상기 방송신호를 변조하는 단계, 대역폭에 의해 결정된 채널 본딩(Channel bonding) 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 단계, 각 채널별로 송신될 방송신호에 생성된 제어신호를 부가하는 단계, 및 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나이며, 제어신호를 생성하는 단계는 TPS 및 필드 동기신호의 일부 비트에 채널 본딩 정보를 삽입할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호를 생성하는 단계는 제어신호의 예비영역 중 2비 트를 채널 본딩 정보 부가영역으로 할당하고, 복수의 채널들 중 각 채널의 상대적 위치에 따라 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값을 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호를 생성하는 단계는 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값을 "1"로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계에서, 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 때 이용되는 복수의 채널의 개수는 결정된 대역폭에 대한 기본 대역폭의 배율로 결정될 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계는, 결정된 대역폭에 의해 중심 주파수를 결정하고, 결정된 중심 주파수를 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 수 있다.
또한 바람직하게, 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 각각 입력받아 멀티플렉싱하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법은, 송신 장치로부터 송신되는 방송신호를 수신하는 단계, 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출하는 단계, 추출된 제어신호에 포함되어 있는 채널 본딩 정보를 분석하여 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 단계, 및 판단된 대역폭에 의해 제어신호가 추출된 방송신호를 복조하는 단계를 포함한다.
또한 바람직하게, 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나일 수 있다.
또한 바람직하게, 제어신호를 추출하는 단계는, 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값에 의해, 채널의 본딩 여부, 및 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단할 수 있다.
또한 바람직하게, 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 단계는, 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩된 것으로 판단하고, 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩된 것으로 판단할 수 있다.
또한 바람직하게, 복조된 방송신호로부터 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 분리하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)는 대역폭 결정부(110), 스크램블러(120), 인코더(130), 변조부(140), 제어신호 생성부(150), 신호 병합부(160), 및 송신부(170)를 포함한다. 도 2에 예시한 디지털 방송 송신 장치(100)는 유럽향 규격인 DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial) 규격을 위한 송신기를 예시한 것이다.
대역폭 결정부(110)는 송신할 방송신호의 데이터 전송률(Data rate)에 따라, 방송신호 송신시 사용하고자 하는 대역폭을 결정한다. 예를 들면, 대역폭 결정부(110)는 송신할 방송신호의 데이터 전송률이 18Mbps일 경우에는 대역폭을 8MHz로 결정할 수 있으며, 데이터 전송률이 24Mbps일 경우에는 대역폭을 16MHz로 결정할 수 있다. 대역폭 결정부(110)는 결정된 대역폭 정보를 변조부(140), 제어신호 생성부(150), 송신부(170)에 제공한다.
대역폭 결정부(110)에서 방송신호 송신시 사용할 대역폭이 8MHz로 결정되었을 경우에는 기본 대역폭만으로 방송신호 송신이 충분하므로 채널을 본딩 할 필요가 없다. 그러나, 대역폭 결정부(110)에서 방송신호 송신시 사용할 대역폭이 16MHz로 결정되었을 경우에는 2개의 채널을 본딩하여 방송신호를 송신하는 것이 바람직하다.
스크램블러(120)는 방송신호를 스크램블(Scramble) 처리한다. 즉, 스크램블러(120)는 방송신호를 난수화(randomization)하여 전체 주파수 대역에 신호 성분이 균일하게 분포하도록 처리한다.
인코더(130)는 스크램블러(120)에 의해 스크램블 처리된 방송신호를 인코딩한다. 즉, 인코더(130)는 전송 채널에서 발생할 수 있는 데이터 오류를 수신 장치에서 복구할 수 있도록 처리한다. 본 디지털 방송 송신 장치(100)에 적용되는 인코더(130)는 FEC 인코더일 수 있다.
여기서, FEC(Forward Error Correction)는 전송 과정에서 오류가 발생하였을 경우 수신기측에서는 데이터의 재전송을 요구할 수 없으므로, 수신기측에서 수신 정보의 오류 검출 및 정정이 가능하도록 하는 방법이다.
변조부(140)는 대역폭 결정부(110)에 의해 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 방송신호를 변조한다. 변조부(140)에서 방송신호 변조에 사용하는 변조기법은 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭에 따라 16QAM, 64QAM 등으로 결정된다.
예를 들면, 변조부(140)는 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭이 8MHz일 경우에는 16QAM 방식으로 방송신호를 변조할 수 있으며, 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭이 16MHz일 경우에는 64QAM 방식으로 방송신호를 변조할 수 있다.
제어신호 생성부(150)는 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭에 의해 결정된 채널 본딩(Channel bonding) 정보를 포함하는 제어신호를 생성한다. 변조부(140)에서 하나의 방송신호가 복수의 채널로 전송될 수 있도록 변조되었으므로, 제어신호 생성부(150)에서는 각 채널별로 송신될 방송신호별로 각각의 제어신호를 생성한다.
본 실시예에서, 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal)일 수 있다. 본 실시예에서는 유럽향 규격인 DVB-T를 예로 들어 설명함에 따라 제어신호가 TPS이나, 미국향 규격에서는 필드 동기신호(Field sync)가 제어신호일 수 있다.
제어신호 생성부(150)는 TPS의 일부 비트에 채널 본딩 정보를 삽입한다. 여기서, 채널 본딩 정보는 현재 채널이 복수의 채널 중 인접한 다른 채널과 본딩된 채널인지의 여부를 알 수 있도록 하는 정보이다. 여기서, 채널 본딩은 복수의 채널을 마치 하나의 채널인 것처럼 이용하는 것으로, 현재 채널은 인접한 이전 채널 및 다음 채널과 본딩될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 채널이 본딩되는 것을 주로 예로 들어 설명하였으나, 본딩 가능한 채널의 개수는 이에 한정되지 않는다.
제어신호 생성부(150)는 TPS의 예비영역 중 2비트를 채널 본딩 정보 부가영역으로 할당할 수 있으며, 본딩되는 복수의 채널들 중 현재 채널이 본딩된 다른 채널과의 상대적 위치에 따라 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어신호 생성부(150)는 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값을 "1"로 결정할 수 있다.
제어신호 생성부(150)에서 제1 및 제2 비트값을 결정하는 방법을 표 1에 정리하였다.
제1 비트값 제2 비트값 채널 대역폭
0 0 기존 대역폭(8MHz)
1 × 인접한 이전 채널과 본딩된 상태
× 1 인접한 다음 채널과 본딩된 상태
표 1에 예시한 바와 같이, 채널이 본딩되지 않은 상태 즉, 방송신호가 기존 대역폭으로 송신되는 경우에 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값은 각각 "0, "0"이다.
또한, 현재 채널이 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 제2 비트값은 다음 채널과의 본딩 여부에 따라 결정한다. 또한, 현재 채널이 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 제2 비트값을 "1"로 결정하고, 제1 비트값은 이전 채널과의 본딩 여부에 따라 결정한다. 제어신호 생성부에 관하여는 후술하는 도 4에서 보다 상세하게 설명한다.
신호 병합부(160)는 변조부(140)에서 변조된 방송신호 및 제어신호 생성부(150)에서 생성된 제어신호를 입력받아, 방송신호 송신에 사용될 각 채널별 방송신호에 각 제어신호를 부가한다.
송신부(170)는 신호 병합부(160)에서 제어신호가 부가된 방송신호를 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 송신한다. 즉, 송신부(170)는 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭에 의해 중심 주파수를 결정한 후, 결정된 중심 주파수를 이용하여 제어신호가 부가된 방송신호를 송신한다. 여기서, 중심 주파수는 전체 주파수 대역의 중심에 해당하는 주파수를 말한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 하나의 채널을 이용하여 방송신호를 송신하는 경우, 즉, 채널이 본딩되지 않은 경우, 송신부(170)는 하나의 채널에서 중심 주파수를 결정하나, 채널이 본딩된 경우에는 송신에 사용될 전체의 채널들을 하나의 채널로 가정한 상태에서 중심 주파수를 결정한다. 이와 같이, 송신에 사용될 전체의 채널들에 의해 중심 주파수를 결정함에 의해, 복수의 채널을 통해 방송신호를 송신할 수 있다.
송신부(170)는 통상의 RF 업-컨버터(Up-Converter)일 수 있으며, RF 업-컨버터(Up-Converter)는 제어신호가 부가된 방송신호를 RF(Radio Frequency)에 실어 송신한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용되는 채널 본딩을 설명하기 위한 도면이다.
송신할 방송신호의 데이터 전송률이 18Mbps라고 한다면, 대역폭 결정부(110)에 의해 대역폭(BW)이 8MHz로 결정된다. 통상, 하나의 채널이 갖는 대역폭은 8MHz이다. 그러므로, 도 3a에 도시한 바와 같이, 대역폭 결정부(110)에 의해 결정된 대역폭이 8MHz인 경우에는 채널 본딩을 수행하지 않는다
이 경우, 종래의 방식과 동일한 절차에 의해 하나의 채널을 이용하여 방송신호가 송신될 수 있다. 혹은, 제어신호 생성부(150)에서 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값을 모두 "0"으로 결정하여, 제어신호를 생성할 수 있다.
송신할 방송신호의 데이터 전송률이 24Mbps라고 한다면, 대역폭 결정부(110)에 의해 대역폭이 16MHz로 결정된다. 통상, 하나의 채널이 갖는 대역폭은 8MHz이므로, 2개의 채널을 본딩하여 사용하도록 한다.
대역폭 결정부(110)에서 대역폭이 16MHz로 결정되면, 변조부(140)는 방송신호를 64QAM 방식으로 변조하고, 제어신호 생성부(150)에서는 제어신호에 채널 본딩 정보를 부가한다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 현재 채널 #N이 인접해 있는 이전 채널 #N-1과 본딩된다고 가정한다. 이 경우, 두 개의 채널을 본딩하였으므로, 대역폭은 16MHz가 된다. 그러므로, 제어신호 생성부(150)에서 채널 #N을 통해 송신될 방송신호에 대한 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값은 각각 "1", "0"으로 결정되며, 채널 #N-1을 통해 송신될 방송신호에 대한 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값은 각각 "0", "1"로 결정된다.
도 4는 도 2에 도시한 디지털 방송 송신 장치에서 생성되는 제어신호를 예시한 도면이다.
앞에서도 언급한 바와 같이, 본 디지털 방송 송신 장치(100)의 제어신호 생성부(150)에서 생성되는 제어신호는 TPS 및 필드 동기신호 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 유럽향 규격의 디지털 방송 송신 장치(100)를 예시하였음에 따라, 제어신호로 TPS를 예로 들어 설명한다.
도시한 바와 같이, TPS는 N개의 비트로 이루어진다. TPS의 N개의 비트 중 일부는 특정 용도를 위해 규격화되어 있으며, 일부는 용도에 따라 변경 가능한 예비 영역으로 할당되어 있다.
제어신호 생성부(150)는 TPS의 예비 영역 중 일부 비트에 채널 본딩 정보를 삽입할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어신호 생성부(150)는 TPS의 예비 영역에 해당하는 비트들 중 2비트를 채널 본딩 정보 부가영역(210)으로 할당하고, 복수의 채널들 중에서 각 채널의 상대적 위치에 따라 채널 본딩 정보 부가영역(210)의 비트값을 결정할 수 있다.
도 4에서는 제어신호 생성부(150)에서 N개의 비트로 이루어진 TPS 중 bit #3(212) 및 bit #4(214)를 채널 본딩 정보 부가영역(210)으로 할당한 상태를 예시하였다. 여기서, bit #3(212)의 값을 제1 비트값이라 하고, bit #4(214)의 값을 제2 비트값이라 한다.
만약, 도 3b에서와 같이 채널 #N과 채널 #N-1이 본딩된다고 가정하면, 채널 #N을 통해 송신될 방송신호의 bit #3(212) 및 bit #4(214)에는 각각 "1", "0"의 비트값이 삽입된다. 즉, 채널 #N을 통해 송신될 방송신호의 제1 비트값은 "1"이고, 제2 비트값은 "0"이다.
또한, 채널 #N-1을 통해 송신될 방송신호의 bit #3(212) 및 bit #4(214)에는 각각 "0", "1"의 비트값이 삽입된다. 즉, 채널 #N-1을 통해 송신될 방송신호의 제1 비트값은 "0"이고, 제2 비트값은 "1"이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)는 멀티플렉서(180), 대역폭 결정부(110), 스크램블러(120), 인코더(130), 변조부(140), 제어신호 생성부(150), 신호 병합부(160), 및 송신부(170)를 포함한다.
도 2에 도시한 일 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)는 복수의 채널로 하나의 방송신호를 송신하는 경우의 송신기를 도시한 것이다. 그러나, 도 5에서는 복수의 채널로 메인(main) 방송신호와 서브(auxiliary) 방송신호를 각각 송신하는 경우의 송신기를 설명한다.
여기서, 메인 방송신호는 단독적으로 방송 출력이 가능할 수 있으나, 서브 방송신호는 단독적으로 방송 출력이 불가능한 신호이다. 메인 방송신호와 서브 방송신호로 이루어진 방송을 출력하게 되면, 보다 향상된 고화질의 방송 출력이 가능하다.
대역폭 결정부(110), 스크램블러(120), 인코더(130), 변조부(140), 제어신호 생성부(150), 신호 병합부(160), 및 송신부(170)의 기능은 도 2에서와 동일하므로, 동일한 도면부호를 표기하였으며, 이들에 대한 설명은 생략한다.
멀티플렉서(180)는 메인 방송신호와 서브 방송신호를 각각 입력받으며, 각각 입력된 메인 방송신호와 서브 방송신호를 멀티플렉싱하여 하나의 방송신호를 스크램블러(120)로 제공한다.
본 실시예에서는, 멀티플렉서(180)에서 메인 방송신호와 서브 방송신호를 멀티플렉싱하여 하나의 방송신호로 생성한 후, 복수의 채널에 의해 넓은 대역폭으로 방송신호를 전송함으로써, 데이터 전송률을 높일 수 있음은 물론 수신기측에서는 보다 향상된 화질의 방송을 제공받을 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치(300)는 수신부(310), 제어신호 분석부(320), 복조부(330), 디코더(340), 및 디스크램블러(350)를 포함한다.
수신부(310)는 송신기측으로부터 송신되는 방송신호를 수신한다. 통상, 수신부(310)는 RF 다운-컨버터(Down-converter)일 수 있으며, 본 실시예에서 방송신호를 송신하는 송신기는 도 2에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)일 수 있다.
제어신호 분석부(320)는 수신부(310)를 통해 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출한다. 방송신호에 포함되어 있는 제어신호는 TPS 및 필드 동기신호 중 어느 하나일 수 있다.
제어신호 분석부(320)는 방송신호로부터 제어신호를 추출한 후, 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값에 의해 채널의 본딩 여부, 및 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단한다. 제어신호 분석부(320)는 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 것에 의해 채널의 중심 주파수를 결정한다. 또한, 제어신호 분석부(320)는 대역폭 정보를 복조부(330) 및 디코더(340)에 제공한다.
보다 구체적으로, 제어신호 분석부(320)는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩된 것으로 판단한다. 또한, 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩된 것으로 판단한다.
만약, 제어신호 분석부(320)는 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 및 제2 비트값이 모두 "1"의 값을 갖는 경우, 현재 채널은 인접한 이전 채널 및 다음 채널과 본딩된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 3개의 채널 혹은 그 이상의 채널이 본딩된 상태임을 의미한다.
복조부(330)는 제어신호 분석부(320)로부터 대역폭 정보를 입력받고, 수신부(310)를 통해 수신된 방송신호를 대역폭 정보를 이용하여 복조한다. 복조부(330)는 제어신호 분석부(320)로부터 입력받은 대역폭 정보에 의해 채널의 본딩 여부를 알 수 있으며, 이를 방송신호의 복조에 반영한다.
디코더(340)는 제어신호 분석부(320)로부터 대역폭 정보를 입력받고, 복조부(330)에서 복조된 방송신호를 디코딩한다. 디코더(340)는 제어신호 분석부(320)로부터 입력받은 대역폭 정보에 의해 채널의 본딩 여부를 알 수 있으며, 이를 방송신호의 디코딩에 반영한다.
디스크램블러(350)는 디코더(340)에 의해 디코딩된 방송신호를 디스크램블 처리한다. 디지털 방송 송신 장치(100)에서 스크램블러(120)에 의해 방송신호가 스크램블 처리되어 송신되었으므로, 디지털 방송 수신 장치(300)에서는 방송신호에 대하여 디스크램블 처리를 수행하여야 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치(300)는 수신부(310), 제어신호 분석부(320), 복조부(330), 디코더(340), 디스크램블러(350), 및 디멀티플렉서(360)를 포함한다.
도 6에서는 도 2에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)에서 송신되는 방송신호를 수신하기 위한 디지털 방송 수신 장치(300)를 예시하였으나, 도 7에서는 도 5에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)에서 송신되는 방송신호를 수신하기 위한 디지털 방송 수신 장치(300)를 예시하였다.
수신부(310), 제어신호 분석부(320), 복조부(330), 디코더(340), 디스크램블러(350)는 도 6에서와 동일하므로, 동일한 도면부호를 표기하였으며, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 수신부(310)에 의해 수신되는 방송신호는 메인 방송신호와 서브 방송신호가 멀티플렉싱되어 있는 방송신호이다.
디멀티플렉서(360)는 디스크램블러(350)에서 디스크램블 처리된 방송신호를 입력받아 디멀티플렉싱함으로써, 메인 방송신호와 서브 방송신호를 추출하여 각각 출력한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는 도 2에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)에서 방송신호를 송신하는 방법을 설명한다. 즉, 하나의 방송신호를 복수의 채널을 이용하여 송신하는 방법에 관한 것이다.
대역폭 결정부(110)에서는 방송신호의 데이터 전송률에 따라 사용하고자 하는 대역폭을 결정한다(S400). 예를 들면, 송신할 방송신호의 데이터 전송률이 18Mbps일 경우에는 대역폭을 8MHz로 결정할 수 있으며, 데이터 전송률이 24Mbps일 경우에는 대역폭을 16MHz로 결정할 수 있다.
스크램블러(120)는 방송신호를 스크램블 처리하고(S410), 인코더(130)는 스크램블 처리된 방송신호를 인코딩한다(S420).
스크램블러(120) 및 인코더(130)를 거친 방송신호는 변조부(140)에서 변조된다(S430). 이때, 변조부(140)는 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭에 의해 적절한 변조기법을 결정하여 결정된 변조기법으로 방송신호를 변조한다. 예를 들어, 2개의 채널을 본딩할 경우, 대역폭 결정부에서 결정된 대역폭은 16MHz이며, 변조부(140)에서는 64QAM에 의해 방송신호를 변조할 수 있다.
제어신호 생성부(150)는 대역폭 결정부(110)에서 결정된 대역폭을 입력받으며, 대역폭에 의해 결정된 채널 본딩 정보를 포함하는 제어신호를 생성한다(S440). 채널 본딩 정보는 표 1에 예시한 바와 같이 복수의 채널들 중 각 채널의 상대적 위치에 따라 비트값이 결정될 수 있다.
변조부(140)에서 변조된 방송신호와 제어신호 생성부(150)에서 생성된 제어신호는 신호 병합부(160)로 입력된다. 신호 병합부(160)는 방송신호에 제어신호를 부가한다(S450).
신호 병합부(160)에 의해 제어신호가 부가된 방송신호는 송신부(170)에 의해 RF에 실려 송신된다(S460).
만약, 도 5에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)의 경우에는 S400 단계 이전에 멀티플렉서(180)에 의해 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 멀티플렉싱하는 단계를 더 포함한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는 도 6에 도시한 디지털 방송 수신 장치(300)에서 방송신호를 수신하는 방법을 설명한다. 즉, 디지털 방송 송신 장치(100)에서 복수의 채널을 이용하여 송신한 하나의 방송신호를 수신하는 방법에 관한 것이다.
수신부(310)는 디지털 방송 송신 장치(100)로부터 송신되는 방송신호를 수신한다(S500).
제어신호 분석부(320)는 수신부(310)를 통해 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출한다(S510). 여기서, 제어신호는 TPS 및 필드 동기신호 중 어느 하나일 수 있으며, 제어신호가 TPS일 경우에는 도 4에 예시한 N개의 비트로 이루어진다.
제어신호 분석부(320)는 방송신호로부터 제어신호를 추출한 후, 추출된 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값 즉, 제1 및 제2 비트값을 분석하여, 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단한다(S520). 이에 의해, 채널의 본딩 여부, 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단할 수 있다. 제어신호 분석부(320)는 대역폭 정보를 복조부(330) 및 디코더(340)에 제공한다.
복조부(330)는 제어신호 분석부(320)로부터 입력받은 대역폭 정보를 이용하여, 수신부(310)를 통해 수신된 방송신호를 복조한다(S530). 또한, 디코더(340)는 복조부(330)에 의해 복조된 방송신호를 디코딩하며(S540), 디코딩된 방송신호는 디스크램블러(350)에서 디스크램블 처리된다(S550).
만약, 도 7에 도시한 디지털 방송 수신 장치(300)에서 방송신호를 수신한 경우에는 S550 단계 이후에 디멀티플렉서(360)에 의해 방송신호가 디멀티플렉싱되어 메인 방송신호와 서브 방송신호로 각각 출력된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 방송 송수신 장치 및 방법은 복수의 채널을 동시에 사용하여 방송신호를 송수신하고, 제어신호에 채널 본딩 정보를 부가함으로써, 수신기의 복잡도가 크지 않으면서도 안정적으로 데이터 전송률을 높일 수 있는 효과가 있다.
더욱이, TPS와 같은 제어신호를 이용하여 방송신호가 전송되는 채널의 대역폭을 수신기측에 알려줌으로써, 수신기에서 기존 대역폭의 신호와 채널 본딩된 신호를 모두 수신하도록 구성할 수 있는 효과가 있다.
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 (26)

  1. 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따라, 사용하고자 하는 대역폭을 결정하는 대역폭 결정부;
    상기 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 상기 방송신호를 변조하는 변조부;
    상기 결정된 대역폭에 기초하여 본딩을 수행할 복수의 채널을 결정하고, 결정된 복수의 채널에 따른 채널 본딩(Channel bonding)에 대한 정보를 포함하는 제어신호를 상기 복수의 채널 별로 생성하는 제어신호 생성부;
    상기 복수의 채널별로 송신될 각 방송신호에 상기 생성된 제어신호를 부가하는 신호 병합부; 및
    상기 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나이며,
    상기 제어신호 생성부는, 상기 TPS 및 상기 필드 동기신호의 일부 비트에 상기 채널 본딩 정보를 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는, 상기 제어신호의 예비영역 중 2비트를 채널 본딩 정보 부가영역으로 할당하고, 상기 복수의 채널들 중 각 채널의 상대적 위치에 따라 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는, 현재 채널이 상기 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 현재 채널이 상기 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값을 "1"로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부에서 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 때 이용되는 상기 복수의 채널의 개수는, 상기 결정된 대역폭에 대한 기본 대역폭의 배율로 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 결정된 대역폭에 의해 중심 주파수를 결정하며, 상기 결정된 중심 주파수를 이용하여 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력되는 방송신호를 스크램블하는 스크램블러; 및
    상기 스크램블된 방송신호를 인코딩(encoding)하는 인코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 7항에 있어서,
    메인 방송신호 및 서브 방송신호를 각각 입력받아 멀티플렉싱하는 멀티플렉서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  9. 송신 장치로부터 송신되는 방송신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출하고, 상기 추출된 제어신호에 포함되어 있는 채널 본딩 정보를 분석하여 상기 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 제어신호 분석부; 및
    상기 판단된 대역폭에 의해 상기 제어신호가 추출된 방송신호를 복조하는 복조부;를 포함하며,
    상기 채널 본딩 정보는,
    상기 송신 장치에 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따른 대역폭에 기초하여 결정된 복수의 채널에 따른 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어신호 분석부는, 상기 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값에 의해, 채널의 본딩 여부, 및 상기 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어신호 분석부는, 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩된 것으로 판단하고, 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조된 방송신호를 디코딩하는 디코더; 및
    상기 디코딩된 방송신호를 디스크램블하는 디스크램블러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  14. 제 9 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 방송신호로부터 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 분리하는 디멀티플렉서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  15. 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따라, 사용하고자 하는 대역폭을 결정하는 단계;
    상기 결정된 대역폭에 대응하는 변조기법으로 상기 방송신호를 변조하는 단계;
    상기 대역폭에 기초하여 본딩을 수행할 복수의 채널을 결정하고, 결정된 복수의 채널에 따른 채널 본딩(Channel bonding) 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 단계;
    각 채널별로 송신될 방송신호에 상기 생성된 제어신호를 부가하는 단계; 및
    상기 대역폭에 대응하는 복수의 채널을 이용하여 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나이며,
    상기 제어신호를 생성하는 단계는, 상기 TPS 및 상기 필드 동기신호의 일부 비트에 상기 채널 본딩 정보를 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어신호를 생성하는 단계는, 상기 제어신호의 예비영역 중 2비트를 채널 본딩 정보 부가영역으로 할당하고, 상기 복수의 채널들 중 각 채널의 상대적 위치에 따라 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어신호를 생성하는 단계는, 현재 채널이 상기 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩되었을 경우에는 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값을 "1"로 결정하고, 현재 채널이 상기 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩되었을 경우에는 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값을 "1"로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계에서, 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신할 때 이용되는 상기 복수의 채널의 개수는 상기 결정된 대역폭에 대한 기본 대역폭의 배율로 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 단계는, 상기 결정된 대역폭에 의해 중심 주파수를 결정하고, 상기 결정된 중심 주파수를 이용하여 상기 제어신호가 부가된 방송신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    메인 방송신호 및 서브 방송신호를 각각 입력받아 멀티플렉싱하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  22. 송신 장치로부터 송신되는 방송신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 방송신호로부터 제어신호를 추출하는 단계;
    상기 추출된 제어신호에 포함되어 있는 채널 본딩 정보를 분석하여 상기 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 대역폭에 의해 상기 제어신호가 추출된 방송신호를 복조하는 단계;를 포함하며,
    상기 채널 본딩 정보는,
    상기 송신 장치에 입력되는 방송신호의 데이터 전송률에 따른 대역폭에 기초하여 결정된 복수의 채널에 따른 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어신호는 TPS(Transmission Parameter Signal), 및 필드 동기신호(Field Sync) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어신호를 추출하는 단계는, 상기 제어신호의 채널 본딩 정보 부가영역의 비트값에 의해, 채널의 본딩 여부, 및 상기 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 방송신호 송신에 사용된 대역폭을 판단하는 단계는, 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제1 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 이전 채널과 본딩된 것으로 판단하고, 상기 채널 본딩 정보 부가영역의 제2 비트값이 "1"이면, 현재 채널이 복수의 채널들 중 인접한 다음 채널과 본딩된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 복조된 방송신호로부터 메인 방송신호 및 서브 방송신호를 분리하여 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
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