KR101801766B1 - 수신 신호를 재전송하는 방법 및 이를 위한 신호 재전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 신호를 수신한 뒤 이를 재전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 신호를 수신하는 기능과 상기 수신 신호를 디코딩, 인코딩, 다이버시티, 정정 할 수 있는 기능을 병합한 신호 재전송 시스템을 제공함으로써 궁극적으로 재전송되는 신호의 품질을 향상시킴과 동시에 최종적으로 처리된 신호를 수신하는 단말기 내 프로세서의 처리 능력 또는 종류에 따라 신호를 다양한 포맷으로 변환하여 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

수신 신호를 재전송하는 방법 및 이를 위한 신호 재전송 시스템{Method and Apparatus for Re-transmitting signal}

본 발명은 외부로부터 신호를 수신한 뒤 이를 재전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 신호를 수신하는 기능과 상기 수신 신호를 디코딩, 인코딩, 다이버시티, 정정 할 수 있는 기능을 병합한 신호 재전송 시스템을 제공함으로써 궁극적으로 재전송되는 신호의 품질을 향상시킴과 동시에 최종적으로 처리된 신호를 수신하는 단말기 내 프로세서의 처리 능력 또는 종류에 따라 신호를 다양한 포맷으로 변환하여 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

헤드엔드 유닛, 즉 신호 재전송 시스템은 다양한 소스의 신호를 수신한 뒤 이를 외부로 재전송하는 장치를 의미한다. 한편, 종래 신호 재전송 시스템들은 단순히 신호를 수신한 뒤 이를 증폭하여 다시 재송출하는 방식으로만 구현되었는데, 이 때 재송출된 신호의 경우 노이즈까지 증폭이 되므로 신호의 품질이 현저히 낮아지는 문제점을 가지고 있었다.

특히 최근에는 타 방송사들의 TV신호 또는 라디오 신호를 수신한 뒤 이를 재송출하는 사업자들이 많이 등장하였는데 예를 들어 DMB 사업자, 케이블TV 사업자 등이 이러한 주체들에 포함된다. 이와 같은 사업자들의 경우 각 방송사업자들이 송출하는 신호를 수신한 뒤 고객들에 재송출하는 것을 비즈니스 모델로 삼고 있는데, 이러한 비즈니스 모델의 경우 재송출되는 신호의 품질이 업계에서의 경쟁력으로 이어질 수 있는바 신호 재전송 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 발명되었으며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.

한국등록특허 10-0966074 (2010.06.17.등록)

본 발명은 외부 신호를 수신하여 어플리케이션 프로세서로 출력하기 전 신호 다이버시티, 정정(correction) 등의 전처리가 이루어지도록 함으로써 재전송되는 신호가 더 좋은 품질을 가질 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명은 수신 신호에 대해 반복적인 전처리를 수행토록 함으로써 신호의 품질을 보다 개선시키는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은, 외부로부터 제1신호를 수신하고, 수신한 제1신호를 디코드하여 인코딩부로 전달하는 제1디코딩부; 외부로부터 제2신호를 수신하고, 수신한 제2신호를 디코드하여 상기 인코딩부로 전달하는 제2디코딩부; 상기 제1디코딩부 및 제2디코딩부로부터 각각 디코드 된 제1신호 및 제2신호를 수신하고 상기 제1신호 및 제2신호를 인코드하여 출력하는 인코딩부;를 포함한다.

또한, 상기 신호 재전송 시스템에 있어서 상기 제1디코딩부는, 외부로부터 제1신호를 수신하고, 수신한 제1신호를 제1베이스밴드-디코더로 전달하는 제1신호수신부; 상기 제1신호로부터 제1유효신호를 추출하고, 제1유효신호를 인코딩부로 전달하는 제1베이스밴드-디코더; 를 포함하고, 상기 제2디코딩부는, 외부로부터 제2신호를 수신하고, 수신한 제2신호를 제2베이스밴드-디코더로 전달하는 제2신호수신부; 상기 제2신호로부터 제2유효신호를 추출하고, 제2유효신호를 인코딩부로 전달하는 제2베이스밴드-디코더; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 이 때, 상기 제1베이스밴드-디코더 및 제2베이스밴드-디코더는, 각각 제1유효신호 및 제2유효신호에 대해 다이버시티를 수행하는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 제1디코딩부는, 상기 제1베이스밴드-디코더가 추출한 제1유효신호를 정정하고, 상기 제1유효신호를 임의 데이터포맷으로 변환하여 인코딩부로 출력하는 제1에러코렉션-디코더;를 더 포함하고, 상기 제2디코딩부는, 상기 제2베이스밴드-디코더가 추출한 제2유효신호를 정정하고, 상기 제2유효신호를 임의 데이터포맷으로 변환하여 인코딩부로 출력하는 제2에러코렉션-디코더; 를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

또한, 상기 신호 재전송 시스템에 있어서 상기 인코딩부는, 수신한 제1신호 또는 제2신호를 정정하는 에러코렉션-인코더; 및 상기 제1디코딩부 또는 제2디코딩부로부터 수신한 제1신호 또는 제2신호를 인코딩하는 베이스밴드-인코더; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 종래 손실 및 노이즈가 많아 품질이 낮았던 재전송 신호의 품질을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

특히 본 발명에 따르면 한국형 T-DMB 방송 시스템과 같이 3개의 방송을 하나로 병합하여 재전송 하는 시스템에 있어서 손실 없이 신호를 재전송 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 이미 전처리가 완료된 재전송용 신호를 제공할 수 있으므로 후단에서 재전송 신호를 수신하게 될 프로세서로 하여금 신호처리 로드(load)를 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 방식에 따른 신호 재전송 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 디코딩부 및 인코딩부의 세부구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 신호 재전송 방법의 제1실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 신호 재전송 방법의 제2실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

또한 본 발명에서 기재하고 있는 '시스템'이란 하나의 하드웨어 장치로서 구현될 수 있는 장치 또는 하드웨어에 의해 실행될 수 있는 프로그램 코드, 즉 소프트웨어로 구현될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하에서는 도 1을 참조하여 종래 신호 재전송 시스템의 기본 구조 및 이의 문제점에 대해 살펴본다.

도 1에 따르면 종래 신호 재전송 시스템은 외부로부터 신호를 수신하는 신호수신부 및 수신한 신호를 증폭시키기 위한 증폭부를 기본구성으로서 포함한다. 즉, 종래 신호 재전송 시스템의 경우 단순히 각 방송사업자가 송출하는 신호를 수신한 뒤 수신 신호의 신호를 증폭하여 재송출하는 기능만을 수행하였다. 그러나 종래 신호 재전송 시스템은 증폭 이외의 별도 신호처리를 수행하지 않기 때문에 재송출 되는 신호의 경우 필연적으로 원 신호에 비해 그 품질이 낮을 수 밖에, 즉 신호의 세기가 약함은 물론 신호 내 잡음이 많이 포함될 수 밖에 없었으며, 낮은 품질의 신호를 증폭하는 경우 신호 내 잡음까지 함께 증폭이 되어 더 낮은 품질의 신호를 재송출하게 된다는 한계가 있었다.

또한 종래 신호 재전송 시스템에 의해 재전송된 신호를 수신하는 단, 예를 들어 어플리케이션 프로세서는 낮은 품질의 신호를 개선시키기 위해 추가적으로 리소스를 사용하여 신호처리를 하여야 할 필요성이 있었는바, 후단의 신호수신단에 처리용량의 부담을 지우는 문제점도 존재하였다.

본 발명은 이와 같이 재전송되는 신호의 품질을 높이기 위함을 주 목적으로 하는 것으로 이하에서는 도면을 참조하여 신호 재전송 시스템의 구조 및 이러한 시스템을 활용한 신호 재전송 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템의 구조를 나타낸 것이다. 도 2에 따르면 신호 재전송 시스템은 크게 디코딩부(10)와 인코딩부(20)로 이루어져 있으며, 이 때 디코딩부(10)는 수신되는 신호의 종류, 즉 인터페이스 종류에 따라 복수 개 존재할 수 있다. 한편, 신호 재전송 시스템의 후단에는 RF업컨버터, 증폭부, 제어부로 이루어진 별도 시스템이 존재할 수 있으며, 상기 신호 재전송 시스템에 의해 출력된 신호가 RF업컨버터로 전달되어 증폭 뒤 재전송 될 수 있다. 다만 이 때, 상기 신호 재전송 시스템과 신호 재전송 시스템의 후단은 반드시 개별적으로 구분되어야만 하는 것은 아니며, 두 시스템이 하나로 병합된 형태로도 구현될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

먼저 디코딩부(10)에 대해 도 3을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.

디코딩부(10)는 외부로부터 신호를 수신하고 수신한 신호를 디코드하여 인코딩부(20)로 전달하는 역할을 한다. 디코딩부(10)는 수신되는 신호의 종류에 따라 복수 개가 존재할 수 있는데 도 2에는 세 개의 서로 다른 신호를 수신하기 위해 세 개의 디코딩부(10)가 존재함을 확인할 수 있다.

한편, 각 디코딩부(10)는 신호수신부(110) 및 베이스밴드-디코더(120)를 기본구성으로 포함할 수 있으며, 부가적으로 에러코렉션-디코더(130)를 더 포함할 수 있다.

신호수신부(110)는 외부로부터 신호를 수신한다. 이 때 신호의 종류에는 지상파 TV신호, 위성 TV 신호 등 변복조가 가능한 모든 신호를 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 DMB 신호를 수신하는 것으로 설명한다. 이 때 상기 신호수신부(110)는 복수 개로 나뉘어 구성될 수 있으며, 각각의 신호수신부(110)들은 같은 대역, 같은 주파수의 신호를 수신할 수 있는데 이는 후술하게 될 신호 다이버시티(Diversity) 기능과 관련된 것이다.

또한 이 때 신호수신부(110)는 반드시 디코딩부(10)에 속하여 다른 디코더들과 병존하여야만 하는 것은 아니며, 후술하게 될 베이스밴드-디코더(120)나 에러코렉션-디코더(130) 등과 독립적으로 존재할 수도 있음을 이해해야 할 것이다.

베이스밴드-디코더(120)는 기본적으로 앞서 신호수신부가 수신한 신호로부터 유효신호를 추출하는 기능을 한다. 유효신호란 애초에 신호수신부가 수신한 초기 신호에 대해 필터링, 즉 노이즈 제거가 이루어진 후의 신호를 일컫는다.

한편, 베이스밴드-디코더(120)는 앞서 잠깐 언급하였듯 다이버시티를 수행할 수 있는데, 다이버시티란 복수 개로 나뉘어진 신호수신부가 각각 수신한 신호들로부터 유효신호들을 추출해 내고, 이렇게 추출된 유효신호들을 조합하여 단일의 유효신호(단일유효신호)를 생성하는 기능을 일컫는다. 이는 무선 통신에서 페이딩(fading) 영향을 경감시키기 위해 S/N비가 다른 여러 개의 신호를 합성하여 단일의 신호 출력을 얻는 것을 의미하는 것이며, 신호를 중첩시킴에 따라 유효한 신호와 잡음신호가 더 뚜렷이 구별되는 원리를 이용한 것이다.

에러코렉션-디코더(130)란 베이스밴드-디코더(120)로부터 수신한 유효신호를 정정(correction)하는 기능부로, 본 에러코렉션-디코더(130)는 바람직하게는 순방향 오류 정정(Forward Error Correction) 디코딩을 수행한다. 한편, 본 에러코렉션-디코더(130)에 의해 디코딩 된 유효신호는 TSIF 인터페이스의 형태로 외부로 전달될 수 있으며, 예를 들어 도면에서의 인코딩부(20)가 TSIF 형태의 인터페이스를 요구하는 경우 본 에러코렉션-디코더(130)는 앞서 생성한 유효신호 또는 단일유효신호를 TSIF로 변환하여 전달할 수 있다. 이상 신호 재전송 시스템을 구성하는 디코딩부(10)에 대해 살펴보았다.

다음으로 도 3을 참조하여 인코딩부(20)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.

인코딩부(20)는 앞서 살펴본 디코딩부(10)의 구성에 따라 달리 구현될 수 있다. 즉, 디코딩부(10)가 신호수신부 및 베이스밴드-디코더로 구성되어 있는 경우 인코딩부(20)는 베이스밴드-인코더(210)만을 포함하여 구현될 수 있으며, 디코딩부(10)가 신호수신부, 베이스밴드-디코더 및 에러코렉션-디코더로 구성되어 있는 경우 인코딩부(20)는 베이스밴드-인코더(210) 이외에 에러코렉션-인코더(220)를 더 포함할 수 있다. 즉, 에러코렉션-인코더(220) 및 베이스밴드-인코더(210)는 에러코렉션-디코더(130) 및 베이스밴드-디코더(120)에 대응되는 것들로, 본 구성들은 앞서 디코더들이 디코딩 한 신호를 다시 복호화(인코딩)하는 기능부들이다.

한편, 본 인코딩부(20)는 베이스밴드-인코더, 에러코렉션-인코더 이외에 수신 신호를 원하는 인터페이스로 변환하는 포맷터(formatter, 230)를 더 포함할 수 있다. 상기 포맷터는 외부로 재전송하고자 하는 신호를 IQ parallel, IQ serial 또는 LVDS 인터페이스로 변환할 수 있다.

이상 살펴본 신호 재전송 시스템은 내부적으로 다이버시티, 정정(Error Correction) 등과 같은 전처리를 모두 수행한 결과물로서의 출력 데이터를 외부로 전송하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명에 의해 재송출되는 신호는 그만큼 신호의 품질이 높으며, 이러한 신호를 입력으로서 받는 어플리케이션 프로세서로서는 별도의 추가 전처리 작업 없이 곧바로 해당 신호를 방송용으로 활용하면 되므로 간단한 알고리즘만으로 신호 처리를 할 수 있게 되고, 이는 곧 리소스, 즉 처리용량(MIPS)을 최대한으로 확보할 수 있게 된다는 점에서 효과가 있다.

한편 도 2의 신호 재전송 시스템은 T-DMB 망을 이용한 재난 방송 시스템의 구축 모델로도 그대로 응용될 수 있다. 즉, 본 발명을 활용하는 경우 복수 방송사의 방송신호, 바람직하게는 3개의 방송신호를 하나로 디코딩부(10) 및 인코딩부(20)에서 처리한 뒤 궁극적으로는 하나의 신호로 묶어 재전송할 수 있으며, 이 과정에서 수신된 방송신호의 손실이 최소화, 혹은 손실이 전혀 없이 재전송 할 수 있게 되는바, 재난 발생 시 불특정 다수의 사용자들에게 재난 방송 및 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 효과를 꾀할 수 있다.

도 4는 앞서 살펴 본 도 2의 신호 재전송 시스템이 신호를 재전송하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서는 신호를 수신하는 디코딩부(10)가 3개 존재하는 것으로 도시하고 있으나, 본 상세한 설명에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 하나의 디코딩부(10)를 기준으로 설명하기로 한다.

먼저 신호수신부가 외부 신호를 수신하는 단계는 대역선택필터(Band Select Filter), 저잡음 증폭기(Low-noise Amplifier), 다운믹서(Down Mixer) 및 LO버퍼를 거치는 단계를 세부적으로 포함하며, 신호의 종류에 따라 필요한 경우 영상제거필터(Image Rejection Filter)를 거치는 단계를 더 포함할 수 있다.

다음으로 디코딩부(10) 및 인코딩부(20)에서 수신된 신호를 디코딩 및 인코딩 하는 방법에는 도 4의 A, B, C 경로와 같이 세 가지 방법이 존재할 수 있다.

가장 먼저 A경로는 복수 개의 유효신호를 다이버시티하여 단일유효신호를 추출하고, 이를 임의의 인터페이스로 변환하여 출력하는 단계를 나타낸 것이다. 구체적으로 A 경로는 데시메이션 필터링(121), OFDM 디모듈레이션(122), OFDM 모듈레이션(212), 포맷 변환(230)의 단계를 포함한다. A 경로에 따라 신호 데이터가 출력되는 경우, 해당 신호 데이터는 다이버시티가 수행된 이후의 것이므로 약 3dB의 품질 이득을 꾀할 수 있다.

다음 B경로는 복수 개의 유효신호를 다이버시티하여 단일유효신호를 추출한 이후 이를 1차적으로 정정(Viterbi Decode)하고 다시 이를 임의의 인터페이스로 변환하여 출력하는 단계를 나타낸 것이다. 구체적으로 B 경로는 데시메이션 필터링(121), OFDM 디모듈레이션(122), 타임 디인터리빙(Time-Deinterleaving, 123), 비터비 디코드(124), 콘볼루션 인코드(222), 타임 인터리빙(Time-interleaving, 223), OFDM 모듈레이션(212), 포맷 변환(230)의 단계를 포함한다. B 경로에 따라 신호 데이터가 출력되는 경우, 해당 신호 데이터는 다이버시티 및 비터비 디코딩(1차 정정)을 거치게 되므로 약 6dB의 품질 이득을 꾀할 수 있다.

마지막으로 C경로는 복수 개의 유효신호를 다이버시티한 후 두 번의 정정(Viterbi Decode, RS Decode)을 수행하여 외부로 출력하는 단계를 나타낸 것이다. 구체적으로 C 경로는 데시메이션 필터링(121), OFDM 디모듈레이션(122), 타임 디인터리빙(Time-Deinterleaving, 123), 비터비 디코드(124), RS 디코드(125), RS 인코드(221), 콘볼루션 인코드(222), 타임 인터리빙(Time-interleaving, 223), OFDM 모듈레이션(212), 포맷 변환(230)의 단계를 포함한다. C 경로에 따라 신호 데이터가 출력되는 경우 해당 신호 데이터는 다이버시티, 비터비 디코딩(1차 정정), RS 디코딩(2차 정정)을 거치게 되므로 약 7dB의 품질 이득을 꾀할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 신호 수신 방법은 다이버시티, 정정 등의 과정을 거치는지 여부에 따라 다양한 경로로 출력 데이터를 생성해 낼 수 있다.

한편 도 5는 본 발명에 따른 신호 수신 방법의 또 다른 예로, 본 실시예는 비터비 디코드, RS 디코드, RS 인코드, 콘볼루션 인코드의 과정을 반복하여 수행하는 것, 즉 유효신호 또는 단일유효신호에 대해 일정 횟수 정정을 반복하여 신호 품질을 더욱 높이는 실시예를 나타낸 것이다. 즉, 도 5의 실시예는 앞서 살펴 본 도 4의 C 경로를 그대로 따르되 비터비 디코드, RS 디코드를 반복함으로써 누적적으로 신호 품질을 높이는 것을 목적으로 한다. 한편, 도 5의 디코딩, 인코딩 반복 수행은 다양한 디코딩/인코딩 방식 중 하나의 예에 불과한 것이며, 터보(turbo) 디코딩/인코딩, LDPC(Low-density parity check code) 디코딩/인코딩을 수행하는 것도 같은 방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

이상 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템이 포함하는 각 구성에 대해 살펴보았으며, 수신 신호를 손실 없이 다시 외부로 전달하는 과정에 대해서도 살펴보았다.

한편, 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 전술한 것과 같은 과정을 거쳐 재전송 신호의 품질을 높일 수 있는 효과가 있으나, 반면 이러한 과정을 거침에 따라 재전송 신호의 출력이 지연되는 문제, 소위 신호 출력 지연(delay)의 문제를 야기할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템을 활용할 때에 발생할 수 있는 신호 출력 지연 문제를 도시한 것이다. 이에 따르면 수신 신호가 i)디코딩부(10)의 데시메이션 필터링(121)만을 거쳐 인코딩부(20)의 변환모듈(230)로 바로 전달되는 경로에 있어서는 신호 출력 지연 문제가 발생하지 않고 ii)수신 신호가 디코딩부(10)의 데시메이션 필터링(121), OFDM 디모듈레이션(122) 및 인코딩부(20)의 OFDM 모듈레이션(212), 변환모듈(230)을 거쳐 출력되는 경로(A경로)의 경우에 있어서는 OFDM 디모듈레이션에 따른 심볼 딜레이가 미세하게 존재하나 재전송 신호를 처리하는 데에 소요되는 처리 시간이 매우 짧으므로 이 역시 신호 출력 지연 문제가 발생하지 않는다. 반면, iii) 타임 디인터리빙(123) 및 타임 인터리빙(223) 과정을 거치게 되는 B경로, C경로의 경우에는 재전송 신호를 처리하는 데에 비교적 긴 시간이 소요되어 신호 출력 지연 문제가 발생하게 된다.

특히 DAB 표준의 경우 타임 디인터리빙(123) 및 타임 인터리빙(223)의 디코드/인코드 과정을 거칠 때에는 필연적으로 각각 약 400ms의 처리 시간이 소요되는데 이 때문에 최종적으로는 재전송 된 신호가 최초 수신 신호에 비해 최소 800ms 뒤늦게 출력되는 신호 출력 지연 문제가 발생하게 된다.

한편, 종래에는 일반적으로 신호 출력 지연 문제, 그리고 신호 출력 지연에 따라 재전송 신호와 타 수신 신호 간 싱크가 맞지 않는 문제가 발생하는 경우 대용량의 버퍼를 시스템 또는 장치 내에 구비시켜 대량의 연속되는 신호를 저장해 둔 후 내부적으로 동기화가 이루어질 수 있도록 하였다. 그러나 이 경우 대용량의 버퍼를 구비시켜야 함에 따라 제조상 많은 비용이 소모되며, 나아가 구성면에서도 처리 용량이 커짐에 따라 전체 시스템이 무거워지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같이 신호 재전송에서 발생할 수 있는 복합적인 문제를 해결하고자 다음과 같은 해결 방법론을 제시한다.

도 7을 참조할 때, 우선 첫 번째로 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 디코딩부(10)에 의해 디코드가 된 후의 신호를 인코딩부(20)로 전달 시 복수의 싱크용 프레임에 실어 전달하게 하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 신호는 복수의 데이터 패킷으로 변환되어 상기 변환된 데이터 패킷들이 순서대로 인코딩부(20)로 전달되는데, 본 발명은 도 7에서도 볼 수 있듯 일련의 싱크용 프레임을 더 정의하여 싱크용 프레임 상에 데이터 패킷들을 실어 보내는 것을 특징으로 한다.

싱크용 프레임은 각각 고유의 식별번호를 부여 받을 수 있으며, 따라서 디코딩부(10)로서는 각 싱크용 프레임에 어느 신호를 실었는지 또는 어느 데이터 패킷을 실었는지를 파악할 수 있다.

한편, 상기 싱크용 프레임은 크게 두 개 종류로 나뉠 수 있는데 유효 프레임(Valid frame)과 보이드 프레임(Void frame)이 그것이다. 유효 프레임은 상기 디코딩부(10)로부터 상기 인코딩부(20)로 전달되는 실제 신호, 즉 데이터 패킷이 실려 있는 프레임을 의미하며, 아무런 신호, 즉 아무런 데이터 패킷이 실려 있지 않은 채 전달되는 프레임은 보이드 프레임으로 정의한다. 본 발명에서 보이드 프레임을 별도로 정의하여 두는 이유는 신호 출력 지연에 따라 신호가 일정 시간 지연이 되더라도 지속적으로 정해진 규격의 프레임(보이드 프레임)을 보냄으로써 향후 신호 처리에 의해 지연된 신호와 최초 신호와의 동기화 시 보다 용이하게 동기(sync)가 이루어질 수 있게 하기 위함이다. 즉, 종래와 같이 순서에 따라 단순히 신호를 데이터 패킷화 하여 전달하는 것에 비하여 싱크용 프레임에 신호를 실어 전달하는 경우에는 프레임의 헤드 또는 테일 부분만 맞추면 되므로 타 신호와의 동기화가 쉽게 이루어질 수 있으며, 나아가 각 프레임에는 고유의 식별번호가 부여되어 있으므로 신호 재전송 시스템으로서는 신호 동기화를 보다 쉽게 관리할 수 있게 된다.

예를 들어 도 7의 (a)를 참조할 때 디코딩부(10)에 의해 인코딩부(20)로 신호가 2개의 경로로 전달될 수 있다. 제1경로(데시메이션 필터링-변환모듈)로 전달되는 신호는 특별한 처리 과정이 없어 지연이 발생하지 않는 반면, 제2경로(데시메이션 필터링-OFDM 디모듈레이션-타임 디인터리빙-비터비 디코더-콘볼루션 인코더-타임 인터리빙-OFDM 모듈레이션-변환모듈)는 디코드 및 인코드 처리에 의해 지연이 발생한다고 가정할 때, 제1경로로 전달되는 신호와 제2경로로 전달되는 신호는 필연적으로 지연 시간 만큼의 비동기화 문제가 발생하는데, 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 제1경로로 전달되는 신호에 있어서 유효 프레임에 앞서 보이드 프레임을 삽입하여 전달함으로써 제2경로를 통해 전달된 신호와 향후 동기화가 이루어질 수 있게 한다. (도 7의 (b)참조) 즉, 제1경로로 전달되는 신호에 있어서는 #1 내지 #3의 보이드 프레임을 보내어 지연된 시간을 보상하도록 하며, #4부터는 유효 프레임을 전달함으로써 제2경로를 통해 처리된 신호의 #4번째 프레임과 일치시켜 최종적으로 출력하게 한다.

한편, 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 디코딩부(10)와 인코딩부(20) 전달되는 신호가 얼마만큼 지연이 되었는지를 연산하기 위해 별도의 지연 연산부(30)를 더 구비할 수 있다. 지연 연산부(30)는 디코딩부(10)에서의 신호 디코드 과정이 얼마나 소요되었는지를 파악하며, 디코딩부(10)는 상기 지연 연산부(30)의 연산결과를 기초로 얼마나 많은 보이드 프레임을 전달할 것인지를 결정할 수 있다.

다음으로 도 8을 참조할 때, 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 상기 신호를 복수의 유효 유닛으로 나누어 디코드하고, 상기 디코드 된 복수의 유효 유닛을 인코딩부(20)로 전달하되, 상기 디코딩부(10)에 의해 디코드가 완료된 유효 유닛이 차례로 인코딩부(20)에 전달되면 전달된 순서대로 곧바로 인코드가 되도록 함으로써 신호 출력 지연 문제를 최소화 할 수 있다. 이 때 유효 유닛이란 전송하고자 하는 실제 데이터가 포함된 전송단위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 후술하겠지만, 디코딩부(10) 또는 인코딩부(20), 더 정확하게는 타임 디인터리버 또는 타임 인터리버에 의해 신호가 디인터리빙 또는 인터리빙 되는 경우 신호는 딜레이 유닛이 부가되어 정해진 규칙(rule)에 따라 일련의 데이터로 섞이게 되는데, 이 때 딜레이 유닛과의 구별을 용이하게 하기 위해 본 상세한 설명에서는 유효 유닛이라는 용어를 정의하여 사용하기로 한다. 따라서 유효 유닛은 실제 신호의 데이터가 디인터리빙 또는 인터리빙에 의해 분산된 상태의 개별 데이터 전송 단위로 이해될 수 있다.

참고로, 신호의 디인터리빙 및 인터리빙은 여러가지 원인에 의해 발생할 수 있는 신호 전송시의 에러를 분산시키기 위한 것으로, 이렇게 신호를 정해진 규칙(rule)에 따라 섞어 주는 경우 큰 크기의 에러가 발생할 위험성을 낮출 수 있다.

한편, 디인터리빙 및 인터리빙은 서로 상응하는 관계이기 때문에 후술하게 될 바와 같이 유효하지 않은 데이터, 즉 딜레이 유닛이 다른 유효 유닛에 비해 미리 전송이 되더라도 처리가 가능하므로 자연스럽게 디코드/인코드 과정에서 발생하는 딜레이를 줄일 수 있는 효과도 꾀할 수 있다.

도 8은 콘볼루셔널(convolutional) 디인터리빙 및 인터리빙의 예를 도시한 것이다.

타임 디인터리빙(123)이 이루어질 때에 신호는 도 8과 같이 행렬 모양으로 입력이 되고, 행렬 모양으로 출력이 되는 과정으로 타임 디인터리빙 및 인터리빙이 이루어지는데, 이 때 신호 입력 후 타임 디인터리빙이 이루어진 후 전송되는 데이터에는 유효 유닛들(V; Valid unit) 및 딜레이 유닛(D; Delay unit)이 포함될 수 있다.

는데, 전달되는 신호 내 유효 유닛 또는 딜레이 유닛이 포함되는 경우 디코딩부로부터 인코딩부로 전송되는 신호는 도 8의 (a)와 같이 삼각형으로 형성될 수 있다. 종래 디코디-인코드 방식의 경우 디코딩부에서 신호가 모두 디코드 완료되어 디코드 된 신호가 하나의 완성된(채워진) 형태가 되었을 때 비로소 인코딩부로 전송될 수 있었고, 인코딩부로서는 채워진 형태의 신호들이 수신될 때에 인코드를 수행할 수 있었기 때문에 디코딩부 및 인코딩부에서 각각 400ms이 소요되어 최소 800ms 의 지연이 발생하였다.

도 8은 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템에서의 디코드-인코드 방식을 나타낸 것으로, 이에 따르면 하나의 신호는 반드시 하나의 완성된(채워진) 형태로 디코드가 되지 않았더라도 선순위로 디코드가 이루어진 형태, 즉 유효 유닛 및 딜레이 유닛을 포함하는 일련의 데이터 시퀀스의 형태로 먼저 인코딩부(인터리버(223))로 전달하고, 인코딩부(인터리버(220))는 먼저 수신된 데이터 시퀀스부터 차례로 인터리빙을 시작함으로써 궁극적으로 디코드-인코드에 소요되는 시간을 최소화 시킬 수 있다.

즉, 도 8의 (b)에서도 볼 수 있듯 본 발명에서는 디코딩부에서 모든 스트림들이 완전히 디코드가 완료될 때까지 기다리지 않고 인코딩부로 순서에 따라 전달하기 때문에 디코드 및 인코드 시 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 신호 재전송 시스템은 종래 디코드 및 인코드가 모든 스트림들에 대한 디코드 및 전송이 이루어진 후에야 수행됨에 따른 지연을 최소화 시켜 궁극적으로는 신호 출력 지연 문제를 해결하는 것을 특징으로 한다.

한편, 앞서 발명의 배경이 되는 기술, 해결하고자 하는 과제 등에서 언급 하였듯 본 발명은 재전송 되는 신호의 품질을 향상시키는 것을 주된 목적으로 하는데, 본 발명에서 구현하고자 하는 시스템이 보다 확장될 수 있음을 고려할 때, 즉 예를 들어 재전송된 신호를 다시 재전송할 수 있는 리피터(repeater) 시스템이 구현될 수 있음을 고려할 때 도 8과 같은 방식의 인터리빙 및 인터리빙은 시스템 내 신호의 출력 지연을 최소화 하는 데에 유용하게 활용될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였다.

본 발명은 앞서 배경기술에서 언급하였듯 복수 채널의 방송신호를 수신한 뒤 재전송하는 데에 활용될 수 있으며, 더 나아가서는 T-DMB 망을 이용한 재난 방송 시스템을 구축하는 데에도 활용될 수 있다.

구체적으로, 2015년 미래창조과학부가 개정한 '방송 공동수신설비의 설치기준에 관한 고시'에 따르면 건축물 옥외와 지하에 재난방송 수신 장비를 의무적으로 구축하여야 하는데, 특히 지하층 방송수신 장치함의 경우 옥상 등 수신 안테나와 연결해 DMB 중계기용 무선기기를 설치할 것을 명시하고 있다. 이는 곧 DMB 음영 범위였던 터널, 지하공간 등을 시청 가능 지역으로 전환하면서 DMB 수신 장애 지역을 없애기 위한 노력으로 해석되는데, 본 발명을 활용하는 경우 복수 방송사의 방송신호, 바람직하게는 3개의 방송신호를 하나로 묶어 재전송 하되 신호의 손실 없이 재전송 할 수 있게 되는바, 재난 발생 시 불특정 다수의 사용자들에게 재난 방송 및 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 효과를 꾀할 수 있다.

이 밖에 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 디코딩부
20: 인코딩부
30: 지연 연산부
110: 신호수신부 111: 대역선택필터 112: LNA 113: 영상제거필터
114: 다운믹서 & LO버퍼
120 베이스밴드-디코더
130 에러코렉션-디코더
210 베이스밴드-인코더
220 에러코렉션-인코더
230 변환모듈, 포맷터
121: 데시메이션 필터 122: OFDM 디모듈레이터
212: OFDM 모듈레이터
123: 타임 디인터리빙 모듈 124: 비터비 디코더 125: RS 디코더
221: RS 인코더 222: 콘볼루션 인코더 223: 타임 인터리빙 모듈

Claims (5)

1. 외부로부터 신호를 수신하고, 수신한 신호를 디코드하여 인코딩부로 전달하는 디코딩부;
   상기 디코딩부로부터 디코드 된 신호를 수신하고 상기 신호를 인코드하여 출력하는 인코딩부;
   를 포함하되,
   상기 디코딩부로부터 상기 인코딩부로 전달되는 신호는 복수의 싱크용 프레임에 실리는 것을 특징으로 하되,
   상기 복수의 싱크용 프레임은,
   상기 디코딩부로부터 상기 인코딩부로 전달되는 신호가 실리는 유효(valid) 프레임; 및
   신호가 실리지 않은 보이드(void) 프레임;
   을 포함하며,
   상기 디코딩부에 의해 인코딩부로 신호는 2개의 경로로 전달되고,
   상기 하나의 경로는 데시메이션 필터링, 변환모듈로 전달되는 경로이고,
   상기 다른 하나의 경로는 데시메이션 필터링, OFDM 디모듈레이션, 타임 디인터리빙, 비터비 디코더, 콘볼루션 인코더, 타임 인터리빙, OFDM 모듈레이션 및 변환모듈로 전달되는 경로이며,
   상기 하나의 경로로 전달되는 신호는 3개의 보이드 프레임을 포함하는 신호 재전송 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 디코딩부는 상기 신호를 복수의 유효 유닛으로 디코드하고, 상기 디코드 된 복수의 유효 유닛을 상기 인코딩부로 전달하며,
   상기 인코딩부는 상기 복수의 유효 유닛으로 디코드 된 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 신호 재전송 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 디코드 된 신호는 딜레이 유닛(delay unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 재전송 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 디코딩부는 상기 복수의 유효 유닛 및 딜레이 유닛이 포함된 상태의 디코드 된 신호를 상기 인코딩부로 전달하고,
   상기 인코딩부는 상기 복수의 유효 유닛 및 딜레이 유닛이 포함된 상태의 디코드 된 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 신호 재전송 시스템.

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