KR101868901B1 - 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101868901B1
KR101868901B1 KR1020110127471A KR20110127471A KR101868901B1 KR 101868901 B1 KR101868901 B1 KR 101868901B1 KR 1020110127471 A KR1020110127471 A KR 1020110127471A KR 20110127471 A KR20110127471 A KR 20110127471A KR 101868901 B1 KR101868901 B1 KR 101868901B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
band
additional
average power
additional data
Prior art date
Application number
KR1020110127471A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130061257A (ko
Inventor
박성익
임형수
음호민
서재현
김흥묵
허남호
서영우
이재권
목하균
서원기
김주병
Original Assignee
한국전자통신연구원
한국방송공사
(주)넥스윌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원, 한국방송공사, (주)넥스윌 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020110127471A priority Critical patent/KR101868901B1/ko
Priority to US13/684,485 priority patent/US8837553B2/en
Publication of KR20130061257A publication Critical patent/KR20130061257A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101868901B1 publication Critical patent/KR101868901B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/015—High-definition television systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/28—Arrangements for simultaneous broadcast of plural pieces of information
    • H04H20/30—Arrangements for simultaneous broadcast of plural pieces of information by a single channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/02—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information
    • H04H60/07—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information characterised by processes or methods for the generation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2383—Channel coding or modulation of digital bit-stream, e.g. QPSK modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/438—Interfacing the downstream path of the transmission network originating from a server, e.g. retrieving MPEG packets from an IP network
    • H04N21/4382—Demodulation or channel decoding, e.g. QPSK demodulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/80—Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
    • H04N21/81—Monomedia components thereof
    • H04N21/8126—Monomedia components thereof involving additional data, e.g. news, sports, stocks, weather forecasts
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division

Abstract

본 발명은 디지털 방송 시스템에서 기존의 방송 데이터와 역호환성(backward compatibility)을 유지하면서 추가적으로 부가 데이터를 전송하고 수신할 수 있는 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법을 개시하고 있다. 부가 데이터 전송 장치는 방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성부; 부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성부; 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절부; 상기 IF 대역의 방송 신호와 상기 IF 대역의 부가 신호를 결합하여 결합 신호를 생성하는 신호 결합부; 상기 결합 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 RF 상향 변환부; 및 상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송부를 포함한다. 따라서, 기존 디지털 방송 시스템의 어떠한 변경 없이 기존 방송 신호와 역호환성을 유지할 뿐만 아니라, 낮은 SNR(신호 대 잡음비) 및 다중경로 환경에서 우수한 수신 성능을 보장할 수 있는 부가 데이터를 전송하고 수신할 수 있다.

Description

디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법{A METHOD AND APPARATUS FOR ADDITION DATA TRANSMISSION AND RECEPTION IN DIGITAL BROADCAST SYSTEM}
본 발명은 부가 데이터 전송 장치 및 방법, 및 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 방송 시스템에서 기존의 방송 데이터와 역호환성을 유지하면서 부가 데이터를 전송하기 위한 장치 및 방법, 및 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 기존의 방송 시스템은 각각의 표준에 따라 데이터 전송률이 결정된다. 예를 들어, ATSC (Advanced Television Systems Committee) 8-VSB (8-Vestigal Sideband) 전송표준의 데이터 전송률은 6 MHz 대역에서 19.39 Mbps이며, DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) 전송표준의 데이터 전송률은 7 MHz 대역에서 최저 4.354 Mbps에서 최대 27.710 Mbps이며, T-DMB (Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting) 전송표준의 데이터 전송률은 통상적으로 1.536 MHz 대역에서 1.125 Mbps이다.
다양한 서비스 및 문화 콘테츠의 발달로 인해 데이터 방송(data broadcasting), NRT (Non-Real Time) 서비스, 재난경보(disaster alert) 서비스, 공공 인프라 제어 등과 같은 새로운 개념의 서비스가 생겨나고 있으며, 이러한 추가적인 서비스 전송의 필요성이 제기되고 있다. 기존의 방송 및 통신 시스템에서는 새로운 개념의 서비스를 추가로 제공하기 위하여, 본(original) 서비스의 데이터 전송률을 줄여 남는 데이터 전송률에 새로운 서비스를 할당하는 방법을 사용하고 있다. 예를 들어, ATSC 8-VSB 시스템에서는 HD 방송을 위해 할당된 19.39 Mbps 중 데이터 방송 등과 같은 새로운 서비스를 위해 약 2 Mbps를 할당하고, 남아있는 17.4 Mbps에 기존의 HD 방송을 재할당한다. 이러한 종래기술은 새로운 서비스의 추가적인 전송을 위해 본 서비스의 데이터 전송률을 낮추기 때문에 본 서비스의 품질이 열화된다는 단점이 있다.
따라서, 종래의 방송 시스템에 있어서 기존 데이터의 전송률을 유지하며, 즉 기존의 방송 시스템과 역호환성을 유지하며 부가 데이터를 추가로 전송하여 전송효율을 증가시킬 수 있는 방법이 절실히 요구되었고, 이를 위해 몇 가지 방법이 제안되었다.
먼저, ATSC 시스템에서 단일주파수망(single frequency network, SFN) 구성을 위해 사용되는 TxID (Transmitter Identification) 신호의 폴라러티(polarity) 및 진폭 크기(amplitude level)를 이용하여 부가적인 데이터를 전송할 수 있는 방법이 특허문헌 1 및 비특허문헌 1에서 제시되었다.
폴라러티 및 진폭 크기를 이용한 종래의 TxID 기반 부가 데이터 전송 방법은 TxID 신호의 원래 목적인 송신기 식별 기능을 유지하면서, TxID 신호를 통하여 부가적인 데이터를 전송하는 것이 가능하다. 그러나, 종래의 폴라러티 및 진폭 크기를 이용하는 방법은 전송률(수십 ~ 수백 bps)이 매우 낮다는 문제점이 있었다.
이러한 전송률이 매우 낮은 문제점을 보완하기 위하여, TxID 수열의 위상(phase)과 폴라러티를 이용하여 부가데이터를 전송하는 방법이 특허문헌 2 및 비특허문헌 2와 추가적인 직교수열과 TxID 신호를 결합하여 부가데이터를 전송하는 방법이 특허문헌 3 및 비특허문헌 3에 각각 제안되었다. 제안된 방법들은 수 Kbps의 부가데이터를 전송할 수 있다.
상기 제안된 TxID 신호 기반의 부가 데이터 전송 방법은 기존의 디지털 방송 시스템과 역호환성을 유지하면서 수백 bps에서 수 Kbps까지 부가 데이터를 전송할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 기존 DTV 신호와 TxID 신호가 변조(modulation) 전에 결합되기 때문에, 이미 설치된 TxID 기능이 없는 송신기의 변조기를 교체해야 한다는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 부가 데이터 수신기의 성능, 특히 동기(synchronization)부를 포함하는 복조(demodulation)부 성능은 기존 DTV 신호의 복조 성능에 전적으로 의존하기 때문에, 낮은 SNR (Signal to Noise Ratio)에서는 부가 데이터가 검출이 되지 않는다. 또한, TxID 기반의 부가데이터 전송 방법은 다중경로(multi-path) 신호에 매우 취약할 뿐만 아니라, 이동 수신이 불가능하다.
따라서, 기존 디지털 방송 시스템의 어떠한 변경 없이 기존 방송 신호와 역호환성을 유지할 뿐만 아니라, 낮은 SNR 및 다중경로 환경에서 우수한 수신 성능을 보장 할 수 있는 부가 데이터 전송 장치 및 방법이 절실히 요구된다.
미국 등록 특허 US 7307666 (Y. Wu, X. Wang, S. Lafleche, B. Ledoux, B. Caron, "Transmitter identification system", 2007.12.11 등록) 대한민국 출원 특허 KR 2009-0104693 (박성익, 김흥묵, 강동훈, 오왕록, 이수인, "ATSC TxID 신호를 이용한 부가 데이터 전송 장치 및 그 방법") 대한민국 출원 특허 KR 2011-0044183 (김정창, 박성익, 김흥묵, 이수인, "통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법")
X. Wang, Y. Wu and J.-Y. Chouinard, "Robust data transmission using the transmitter identification sequences in ATSC DTV signals," IEEE Trans. Consumer Electronics, vol. 51, no. 1, pp. 41-47, Feb. 2005. D. Kang, H. Park, S. I. Park, H. M. Kim, and W. Oh, "Additional data transmission scheme using TxID signal for ATSC system", Proc. IEEE Int. Symp. on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting 2010, Shanghai, China, Mar. 2010. S. I. Park, H. M. Kim, and J. Kim, "An improved data transmission scheme using TxID and Walsh sequences in the ATSC terrestrial DTV systems", Proc. IEEE Int. Symp. on Consumer Electronics 2011, Singapore, June 2011.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디지털 방송 시스템에서 기존의 방송 데이터와 역호환성(backward compatibility)을 유지하면서 추가적으로 부가 데이터를 전송하고 수신할 수 있는 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기존의 방송 신호를 생성하고, 직접수열 확산대역(DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum) 기술을 기반으로 추가로 전송하기 위한 부가 신호를 생성하고, 생성된 부가 신호의 전력을 조절하여 기존 방송 신호와 IF 또는 RF 대역에서 결합한 후 결합신호를 전송하고 수신할 수 있는 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치는 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 장치에 있어서, 방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성부; 부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성부; 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절부; 상기 IF 대역의 방송 신호와 상기 IF 대역의 부가 신호를 결합하여 결합 신호를 생성하는 신호 결합부; 상기 결합 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 RF 상향 변환부; 및 상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
상기 IF 대역의 부가 신호와 상기 IF 대역의 방송 신호는 동일한 IF 대역을 가질 수 있다.
상기 IF 부가 신호 생성부는 상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화부; 상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매퍼; 상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성부; 상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 PSF(Pulse Shaping Filter); 및 상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환부를 포함할 수 있다.
상기 IF 부가 신호 생성부는 주기적으로 반복되는 프리앰블 신호를 생성하는 프리앰블 신호 생성부; 및 상기 프리앰블 신호와 상기 확산된 부가 신호를 직렬 연접(serial concatenation)하는 다중화부를 더 포함할 수 있다.
상기 확산된 부가 신호의 샘플링 주파수는 상기 심볼 맵퍼의 샘플링 주파수의 정수(N) 배일 수 있다.
상기 평균 전력 조절부는 상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산부; 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산부; 상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정부; 및 상기 삽입레벨을 상기 IF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치는 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 장치에 있어서, 방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성부; 상기 IF 대역의 방송 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 방송 신호를 생성하는 제 1 RF 상향 변환부; 부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성부; 상기 IF 대역의 부가 신호를 상기 RF 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 부가 신호를 생성하는 제 2 RF 상향 변환부; 상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절부; 상기 RF 대역의 방송 신호와 상기 RF 대역의 부가 신호를 결합하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 신호 결합부; 및 상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
상기 IF 부가 신호 생성부는 상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화부; 상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매퍼; 상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성부; 상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 PSF(Pulse Shaping Filter); 및 상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환부를 포함할 수 있다.
상기 평균 전력 조절부는 상기 RF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산부; 상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산부; 상기 RF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정부; 및 상기 삽입레벨을 상기 RF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치는 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 수신하는 장치에 있어서, RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신부; 상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환부; 상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력하는 방송 데이터 출력부; 및 상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력부를 포함할 수 있다.
상기 부가 데이터 출력부는 상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환부; 상기 기저대역 결합 신호호의 동기를 맞추는 동기부; 상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산부; 및 상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치는 디지털 방송 시스템에서 부가 데이터를 수신하는 장치에 있어서, RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신부; 상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환부; 및 상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력부를 포함할 수 있다.
상기 부가 데이터 출력부는 상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환부; 상기 기저대역 결합 신호의 동기를 맞추는 동기부; 상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산부; 및 상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법은 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성 단계; 부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성 단계; 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절 단계; 상기 IF 대역의 방송 신호와 상기 IF 대역의 부가 신호를 결합하여 결합 신호를 생성하는 신호 결합 단계; 상기 결합 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 RF 상향 변환 단계; 및 상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송 단계를 포함할 수 있다.
상기 IF 부가 신호 생성 단계는 상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화 단계; 상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매핑 단계; 상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성 단계; 상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 기저대역 부가신호 생성 단계; 및 상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환 단계를 포함할 수 있다.
상기 평균 전력 조절 단계는 상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산 단계; 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산 단계; 상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정 단계; 및 상기 삽입레벨을 상기 IF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법은 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 수신하는 방법에 있어서, RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신 단계; 상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환 단계; 상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력하는 방송 데이터 출력 단계; 및 상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력 단계를 포함할 수 있다.
상기 부가 데이터 출력 단계는 상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환 단계; 상기 기저대역 결합 신호의 동기를 맞추는 동기 단계; 상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산 단계; 및 상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법에 따르면, 기존 디지털 방송 시스템의 어떠한 변경 없이 기존 방송 신호와 역호환성을 유지할 뿐만 아니라, 낮은 SNR(신호 대 잡음비) 및 다중경로 환경에서 우수한 수신 성능을 보장할 수 있는 부가 데이터를 전송하고 수신하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 IF 방송신호 생성부를 구체적으로 도시한 상세블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 IF 부가신호 생성부를 구체적으로 도시한 상세블록도,
도 5는 도 4의 IF 부가신호 생성부의 수신 성능을 강화시키기 위해 대역 확산된 부가 신호와 동기화를 위한 프리앰블을 추가시킬 수 있는 구조를 구체적으로 도시한 상세블록도,
도 6은 도 4의 IF 부가신호 생성부의 수신 성능을 강화시키기 위해 대역 확산된 부가 신호와 중첩을 위한 프리앰블을 추가시킬 수 있는 구조를 구체적으로 도시한 상세블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 평균전력 조절부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 전송부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치를 개략적으로 도시한 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치의 부가 데이터 출력부를 구체적으로 도시한 상세블록도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법의 IF 부가신호 생성 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법의 평균 전력 조절 단계를 구체적으로 나타낸 상세흐름도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법의 부가 데이터 출력 단계를 구체적으로 도시한 상세흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, IF 방송신호 생성부(110), IF 부가신호 생성부(120), 평균 전력 조절부(130), 신호 결합부(140), RF 상향 변환부(150) 및 전송부(160)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, IF 방송신호 생성부(110)는 방송 데이터를 입력으로 받아 IF 대역의 방송신호를 생성한다. IF 방송신호 생성부(110)는 방송 시스템의 전송 표준에 대응하는 FEC(Forward Error Correction: 순방향 오류 정정) 부호화를 수행한다. 또한, IF 대역의 방송신호로의 변조를 수행한다.
IF 부가신호 생성부(120)는 추가로 전송하고자 하는 부가데이터를 입력으로 받아 상기 IF 방송신호 생성부(110)에서 생성된 IF 대역의 방송 신호와 동일한 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. 이때, 직접수열 확산대역(DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum) 기술을 기반으로 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. DSSS는 하나의 신호 심볼을 일정한 시퀀스로 확산시켜 통신하는 방식으로, 의도-잡음 시퀀스(psuedo-random noise sequence)에 원 신호를 입력하면, 주파수당 전력 밀도가 낮아진 대역 스펙트럼 신호를 얻는 방식이다. 이를 통해 길어진 주파수 대역을 갖게 되고, 전송 실패를 줄여 안정적으로 데이터를 전송할 수 있다. IF 부가신호 생성부(120)에 관하여서는 이하, 도 4를 참조하여 상세히 살펴본다.
평균 전력 조절부(130)는 상기 IF 부가신호 생성부(120)에 의해 생성된 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절한다. 평균 전력 조절부(130)는 삽입레벨을 이용하여 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력보다 충분히 낮게 만든다.
신호 결합부(140)는 상기 평균 전력 조절부(130)에 의해 평균 전력이 조절된 IF 대역의 부가 신호와 상기 IF 방송신호 생성부(110)에 의해 생성된 IF 대역의 방송 신호를 IF 대역에서 결합하여 IF 대역의 결합 신호를 생성한다.
RF 상향 변환부(150)는 상기 신호 결합부(140)에서 생성된 IF 대역의 결합 신호를 RF 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성한다.
전송부(160)는 상기 RF 상향 변환부(150)에 의해 생성된 RF 대역의 결합 신호를 수신측으로 무선 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부가 데이터 전송 장치는 기존 디지털 방송 장치의 어떠한 변경 없이 부가 데이터를 전송할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기존의 디지털 방송 장치도 FEC 부호화 및 변조를 위한 구성, RF 상향 변환을 위한 구성, 전송을 위한 구성을 포함하고 있다. 이러한 구성을 포함하는 기존 디지털 방송 장치에 IF 부가신호 생성부(120), 평균전력 조절부(130) 및 아날로그 컴바이너(analog combiner)와 같은 신호 결합부(140)를 추가하면 본 발명과 같이, 부가 데이터를 추가로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부가 데이터 전송 장치는 IF 방송신호 생성부(210), 제 1 RF 상향 변환부(220), IF 부가신호 생성부(230), 제 2 RF 상향 변환부(240), 평균 전력 조절부(250), 신호 결합부(260) 및 전송부(270)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, IF 방송신호 생성부(210)는 방송 데이터를 입력으로 받아 IF 대역의 방송신호를 생성한다. IF 방송신호 생성부(210)는 방송 시스템의 전송 표준에 대응하는 FEC(Forward Error Correction: 순방향 오류 정정) 부호화를 수행하고, IF 대역의 방송신호로의 변조를 수행한다.
제 1 RF 상향 변환부(220)는 상기 IF 방송신호 생성부(210)에 의해 생성된 IF 대역의 방송 신호를 상향 변환하여 RF 대역의 방송 신호를 생성한다.
IF 부가신호 생성부(230)는 추가로 전송하고자 하는 부가데이터를 입력으로 받아 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. 이때, DSSS 기술을 기반으로 IF 대역의 부가 신호를 생성한다.
제 2 RF 상향 변환부(240)는 상기 IF 부가신호 생성부(230)에 의해 생성된 IF 대역의 부가 신호를 상향 변환하여 RF 대역의 부가 신호를 생성한다.
평균 전력 조절부(250)는 상기 제 2 RF 상향 변환부(240)에 의해 생성된 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절한다. 평균 전력 조절부(250)는 삽입레벨을 이용하여 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 RF 대역의 방송 신호의 평균 전력보다 충분히 낮게 만든다.
신호 결합부(260)는 상기 평균 전력 조절부(250)에 의해 평균 전력이 조절된 RF 대역의 부가 신호와 상기 제 1 RF 상향 변환부(220)에 의해 생성된 RF 대역의 방송 신호를 RF 대역에서 결합하여 RF 대역의 결합 신호를 생성한다.
전송부(270)는 상기 신호 결합부(260)에 의해 생성된 RF 대역의 결합 신호를 수신측으로 무선 전송한다.
도 1의 장치와 비교하면, RF 상향 변환부를 하나 더 구비하여 방송 신호와 부가 신호 각각에 대해 RF 대역으로의 상향 변환을 수행하고, IF 대역이 아닌 RF 대역에서 신호의 결합이 이루어진다는 점이 다르다는 것을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 IF 방송신호 생성부(110)를 구체적으로 도시한 상세블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, IF 방송신호 생성부(110)는 데이터 랜더마이저(310: Data Randomizer), RS 부호화부(320), 인터리버(330), TCM 부호화부(340), 다중화부(350: MUX), 파일럿 삽입부(360) 및 VSB 변조부(370)를 포함할 수 있다. IF 방송신호 생성부(110)는 기존 방송 데이터로 MPEG-2 TS(Transport Stream)를 사용하는 ATSC 8-VSB 전송 표준을 기반으로 한다.
도 3을 참조하면, 데이터 랜더마이저(310)는 기존 방송 데이터인 MPEG-2 TS 데이터를 입력으로 받아 데이터를 랜덤하게 변화시켜 랜덤하게 변화된 MPEG-2 TS 데이터를 생성한다. 상기 데이터 랜더마이저(310)에 의해 랜덤하게 변화된 MPEG-2 TS 데이터는 연집 오류 정정 능력이 우수한 RS 부호화부(320)에 의해 외부 부호화(outer encoding)되고, 상기 RS 부호화부(320)에 의해 외부부호화된 데이터는 인터리버(330)에 의해 인터리빙(interleaving) 된다.
상기 인터리버(330)에 의해 인터리빙된 데이터는 컨볼루션널 코드(convolutional code)의 일종인 TCM 부호화부(340)에 의해 내부부호화(inner encoding) 된다. 상기 TCM 부호화부(340)에 의해 내부부호화된 신호는 다중화부(350: MUX)에 의해 필드 동기화(field synchronization) 및 세그먼트 동기화(segment synchronizaion) 신호와 다중화(muxing)되어 기저 대역의 ATSC 방송 신호로 변환된다.
파일럿 삽입부(360)는 상기 다중화부(350)에 의해 변환된 기저 대역의 ATSC 방송 신호에 수신기의 동기를 위한 파일럿 신호를 삽입한다. 파일럿 삽입부(360)는 상기 다중화부(350)의 출력 신호인 기저 대역의 ATSC 방송 신호에 수학식 1과 같이 파일럿 신호를 삽입할 수 있다.
Figure 112011095516002-pat00001
여기서, d(n)은 기존 전송을 위한 기저 대역의 ATSC 방송 신호로서 -7, -5, -3, -1, +1, +3, +5, +7의 값을 가질 수 있다. 1.25는 기저 대역 ATSC 방송 신호에 더해지는 파일럿 신호, t(n)은 파일럿 신호가 삽입된 기저 대역 방송 신호를 의미한다.
VSB 변조부(370)는 파일럿 신호가 삽입된 기저 대역의 ATSC 방송 신호를 IF 대역의 VSB 신호로 변조한다.
본 발명에 있어서, IF 방송신호 생성부(110)는 ATSC 8-VSB 시스템에 한정되지 않고, 다양한 방송 및 통신 표준이 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 IF 부가신호 생성부(120)를 구체적으로 도시한 상세블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 전송 장치의 IF 부가신호 생성부(120)는 FEC 부호화부(410), 심볼 매퍼(420), 신호 합성부(430), PSF(440: Pulse Shaping Filter) 및 IF 상향 변환부(450)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, IF 부가신호 생성부(120)는 기존 방송 신호에 추가적인 부가 데이터를 DSSS 기술을 기반으로 생성하는 구성이다.
도 4를 참조하면, 추가 전송을 위한 부가 데이터는 FEC 부호화부(410)에 의해 FEC(순방향 오류 정정) 부호화된다. 여기서, 추가 전송을 위한 부가 데이터, 즉 FEC 부호화부(410)에 입력되는 데이터는 필요에 따라 H.264 또는 MPEG 4 등의 다양한 방법으로 압축될 수 있고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
상기 FEC 부호화부(410)에 의해 FEC 부호화된 데이터는 심볼 매퍼(420: symbol mapper)에 의해 심볼로 변환된다. 여기서 심볼 매퍼(420)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등 다양한 맵핑 방법을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
신호 합성부(430)는 상기 심볼 매퍼(420)에 의해 생성된 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성한다. 상기 신호 합성부(430)는 확산신호 생성부(432) 및 곱셈부(434)를 포함할 수 있다. 상기 확산신호 생성부(432)는 부가 데이터의 대역확산(spectrum spreading)을 위한 직교(orthogonal) 또는 준-직교(quasi-orthogonal) 신호를 생성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 직교 신호는 왈쉬(Walsh) 신호일 수 있고, 준직교 신호는 PN(Psendo Noise) 신호일 수 있다. 직교 신호 및 준직교 신호는 왈쉬 신호 및 PN 신호에 국한되는 것은 아니고 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다. 상기 곱셈부(434)는 심볼 매퍼(420)에 의해 생성된 심볼 형태의 부가 신호를 상기 확산신호 생성부(432)에 의해 생성된 직교 또는 준직교 신호와 곱한다. 이 과정을 확산(spreading)이라 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 확산신호의 샘플링(sampling) 주파수는 상기 심볼 매퍼(420) 출력신호의 샘플링 주파수의 정수(N) 배일 수 있다. 이러한 경우, 상기 심볼 매퍼(420)의 출력 신호는 확산으로 인해 10log10N dB 만큼의 확산 이득(spreading gain)을 가진다.
상기 PSF(440)는 상기 곱셈부(434)에 의해 출력된 신호, 즉 확산신호에 의해 대역 확산된 부가 신호를 대역 제한(bandwidth limiting)함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, PSF는 스펙트럼 형태에 따라 RRC(Root Raised Cosine) 필터, Gaussian 필터, ER(Equi-Ripple) 필터 등의 필터가 사용될 수 있고, 다만 반드시 이에 국한되지는 않는다. PSF의 선택은 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
상기 IF 상환 변환부(450)는 상기 PSF(440)에 의해 생성된 기저대역 부가 신호를 IF 대역의 신호로 변환한다.
도 5는 도 4의 IF 부가신호 생성부(120)의 수신 성능을 강화시키기 위해 대역 확산된 부가 신호와 동기화를 위한 프리앰블을 추가시킬 수 있는 구조를 구체적으로 도시한 상세블록도이다. 프리앰블 신호는 송수신기 간에 약속된 신호로 송수신기 간 동기화를 돕는다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프리앰블을 추가시키는 구조의 IF 부가신호 생성부(120)는 프리앰블 신호 생성부(510), FEC 부호화부(520), 심볼 매퍼(530), 확산수열 생성부(540), 곱셈부(550), 다중화부(560), PSF(570) 및 IF 상향 변환부(580)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, FEC 부호화부(520), 심볼 매퍼(530), 확산수열 생성부(540), 곱셈부(550), PSF(570) 및 IF 상향 변환부(580)는 도 4의 FEC 부호화부(410), 심볼 매퍼(420), 확산신호 생성부(432), 곱셈부(434), PSF(440) 및 IF 상향 변환부(450)와 그 기능이 동일하므로 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 프리앰블 신호 생성부(510)는 DSSS 기술을 기반으로 생성된 부가 신호의 수신 성능, 특히 동기부 수신성능을 강화시키기 위해 주기적으로 반복되는 프리앰블 신호를 생성한다. 여기서, 프리앰블 신호는 송수신기 간의 동기를 위해 약속된 신호이다. 프리앰블 신호의 선택은 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
다중화부(560)는 상기 프리앰블 신호 생성부(510)에 의해 생성된 송수신기 간에 약속된 프리앰블 신호와 곱셈부(550)의 출력 신호, 즉 확산 신호에 의해 대역 확산된 부가 신호를 직렬 연접(serial concatenation)한다.
도 6은 도 4의 IF 부가신호 생성부(120)의 수신 성능을 강화시키기 위해 대역 확산된 부가 신호와 중첩을 위한 프리앰블을 추가시킬 수 있는 구조를 구체적으로 도시한 상세블록도이다. 도 5의 실시예에 도시된 IF 부가신호 생성부(120)가 프리앰블 신호와 다중화를 하여 IF 대역의 부가신호를 생성한 반면, 도 6의 실시예에 도시된 IF 부가신호 생성부(120)는 프리앰블 신호와 중첩(super-position)을 통해 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 대역 확산된 부가 신호와 중첩을 위한 프리앰블을 추가시킬 수 있는 구조를 갖는 IF 부가신호 생성부(120)는 프리앰블 신호 생성부(610), FEC 부호화부(620), 심볼 매퍼(630), 확산수열 생성부(640), 곱셈부(650), 신호 중첩부(660), PSF(670) 및 IF 상향 변환부(680)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, FEC 부호화부(620), 심볼 매퍼(630), 확산수열 생성부(640), 곱셈부(650), PSF(670) 및 IF 상향 변환부(680)는 도 4의 FEC 부호화부(410), 심볼 매퍼(420), 확산신호 생성부(432), 곱셈부(434), PSF(440) 및 IF 상향 변환부(450)와 그 기능이 동일하고, 프리앰블 신호 생성부(610)는 도 5의 프리앰블 신호 생성부(510)와 그 기능이 동일하므로 설명을 생략한다.
도 5의 실시예와 다른 구성요소인 신호 중첩부(660)는 상기 프리앰블 신호 생성부(610)에 의해 생성된 송수신기 간에 약속된 프리앰블 신호와 곱셈부(650)의 출력 신호, 즉 확산 신호에 의해 대역 확산된 부가 신호를 중첩한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 평균전력 조절부(130)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 평균전력 조절부(130)는 제 1 평균전력 계산부(710), 제 2 평균전력 계산부(720), 삽입레벨 결정부(730) 및 곱셈부(740)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 1 평균전력 계산부(710)는 IF 대역 또는 RF 대역의 방송 신호의 평균전력을 계산한다. 제 2 평균전력 계산부(720)는 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산한다.
삽입레벨 결정부(730)는 제 1 평균전력 계산부(710)에 의해 계산된 방송 신호의 평균 전력과 제 2 평균전력 계산부(720)에 의해 계산된 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 α를 결정한다. 삽입레벨 α는 부가 신호의 평균 전력을 방송 신호의 평균 전력보다 충분히 낮게 만드는 상수이다.
곱셈부(740)는 상기 삽입레벨 결정부(730)에서 결정된 삽입레벨 α를 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호에 곱한다. 상기 곱셈부(740)에서 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호에 삽입레벨 α를 곱합으로써 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절한다. IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 충분히 낮게 함으로써 기존의 수신기에서는 부가 데이터를 잡음으로 인식할 수 있게 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치의 전송부(160)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전송부(160)는 고전력 증폭부(810), 채널 필터(820) 및 송신 안테나(830)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, RF 상향 변환부(150)에서 출력된 RF 대역의 출력 신호는 고전력 증폭부(810)에 의해 높은 전력을 갖는 신호로 증폭된다. 그리고는, 채널 필터(820)에 의해 필터링된 후, 송신 안테나(830)를 통해 무선 전송된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 수신 장치는 수신부(910), IF 하향 변환부(920), 방송 데이터 출력부(930) 및 부가 데이터 출력부(940)를 포함할 수 있다.
수신부(910)는 송신측으로부터 무선 전송되는 신호를 수신한다. 수신되는 신호는 RF 대역의 신호로, 방송 신호와 부가 신호를 포함할 수 있다.
다음으로, IF 하향 변환부(920)는 수신부(910)에서 수신한 RF 대역의 결합 신호를 IF 대역으로 하향 변환한다.
방송 데이터 출력부(930)는 상기 IF 하향 변환부(920)에서 하향 변환된 IF 대역의 결합신호를 입력 받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력한다.
부가 데이터 출력부(940)는 상기 IF 하향 변환부(920)를 통해 하향 변환된 IF 대역의 결합 신호를 입력으로 받아 DSSS 기술을 기반으로 부가 데이터를 출력한다. 부가 데이터 출력부(940)의 구성은 다음의 도 10에서 상세히 설명한다.
도 9에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 수신 장치는 수신부(910), IF 하향 변환부(920) 및 부가 데이터 출력부(930)를 포함할 수 있다. 즉, 부가 데이터만을 출력하는 수신기를 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치의 부가 데이터 출력부(940)를 구체적으로 도시한 상세블록도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 출력부(940)는 기저대역 하향 변환부(1010), 동기부(1020), 역확산부(1030), FEC 복호화부(1040)를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 기저대역 하향 변환부(1010)는 IF 하향 변환부(920)에 의해 하향 변환된 IF 대역의 결합신호를 입력으로 받아 하향 변환하여 기저 대역의 결합 신호를 출력한다.
동기부(1020)는 상기 기저대역 하향 변환부(1010)에서 하향 변환된 기저 대역의 결합 신호에 대해 프리앰블 신호 또는 다른 동기화 신호를 이용하여 동기를 맞춘다.
역확산부(1030)는 상기 동기부(1020)에서 동기가 맞추어진 결합 신호를 역확산하여 대역폭을 줄이고 신호의 크기를 증가시켜 역확산된 결합 신호를 생성한다.
FEC 복호화부(1040)는 상기 역확산부(1030)에서 생성된 역확산된 결합 신호로부터 채널에서 발생한 잡음을 제거하여 신뢰성이 높은 부가 데이터를 출력한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 전송 방법은 IF 대역의 방송신호 생성 단계(1110), IF 대역의 부가신호 생성 단계(1120), IF 대역의 부가신호의 평균 전력 조절 단계(1130), IF 대역의 방송신호와 IF 대역의 부가신호 결합 단계(1140), 결합 신호를 RF 대역으로 상향 변환하는 단계(1150) 및 RF 대역의 결합 신호 전송 단계(1160)를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, IF 방송신호 생성 단계(1110)에서, 부가 데이터 전송 장치는 방송 데이터를 입력으로 받아 IF 대역의 방송신호를 생성한다. 부가 데이터 전송 장치는 방송 시스템의 전송 표준에 대응하는 FEC 부호화를 수행하고, IF 대역의 방송신호로의 변조를 수행하여 IF 대역의 방송 신호를 생성할 수 있다.
IF 방송신호 생성 단계(1110)를 보다 상세히 살펴보면, 부가 데이터 전송 장치는 입력으로 기존 방송 데이터인 MPEG-2 TS 데이터를 입력으로 받아 데이터를 랜덤하게 변화시켜 랜덤하게 변화된 MPEG-2 TS 데이터를 생성한다. 이후, 랜덤하게 변화된 MPEG-2 TS 데이터를 연집 오류 정정 능력이 우수한 RS 부호화부(미도시)에 의해 외부 부호화(outer encoding)하고, 상기 RS 부호화부(미도시)에 의해 외부부호화된 데이터에 대해 인터리빙을 수행한다. 이후, 부가 데이터 전송 장치는 인터리빙된 데이터에 대해 컨볼루션널 코드(convolutional code)의 일종인 TCM 부호화부(미도시)에 의해 내부부호화하고, 내부부호화된 신호를 필드 동기화 및 세그먼트 동기화 신호와 다중화하여 기저 대역의 ATSC 방송 신호로 변환한다. 다음으로, 변환된 기저 대역의 ATSC 방송 신호에 수신기의 동기를 위한 파일럿 신호를 삽입한다. 마지막으로, VSB 변조부(미도시)를 통해 파일럿 신호가 삽입된 기저 대역의 ATSC 방송 신호를 IF 대역의 VSB 신호로 변조함으로써 방송 신호를 생성한다.
다음으로, IF 부가신호 생성 단계(1120)에서, 부가 데이터 전송 장치는 추가로 전송하고자 하는 부가데이터를 입력으로 받아 상기 IF 방송신호 생성 단계(1110)에서 생성된 IF 대역의 방송 신호와 동일한 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. 이때, DSSS 기술을 기반으로 IF 대역의 부가 신호를 생성한다. DSSS는 하나의 신호 심볼을 일정한 시퀀스로 확산시켜 통신하는 방식으로, 의도-잡음 시퀀스(psuedo-random noise sequence)에 원 신호를 입력하면, 주파수당 전력 밀도가 낮아진 대역 스펙트럼 신호를 얻는 방식이다. 이를 통해 길어진 주파수 대역을 갖게 되고, 전송 실패를 줄여 안정적으로 데이터를 전송할 수 있다. IF 부가신호 생성 단계(1120)에 관하여서는 이하, 도 13을 참조하여 상세히 살펴본다.
평균 전력 조절 단계(1130)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 IF 부가신호 생성 단계(1120)에 의해 생성된 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절한다. 평균 전력 조절 단계(1130)에서, 부가 데이터 전송 장치는 삽입레벨을 이용하여 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력보다 충분히 낮게 만든다.
신호 결합 단계(1140)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 평균 전력 조절 단계(1130)에서 평균 전력이 조절된 IF 대역의 부가 신호와 상기 IF 방송신호 생성 단계(1110)에서 생성된 IF 대역의 방송 신호를 IF 대역에서 결합하여 IF 대역의 결합 신호를 생성한다.
RF 상향 변환 단계(1150)는 상기 신호 결합 단계(1140)에서 생성된 IF 대역의 결합 신호를 RF 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성한다.
전송 단계(1160)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 RF 상향 변환 단계(1150)에서 상향 변환된 RF 대역의 결합 신호를 수신측으로 무선 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부가 데이터 전송 방법은 기존 디지털 방송 장치의 어떠한 변경 없이 부가 데이터를 전송할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기존의 디지털 방송 방법에 IF 부가신호 생성 단계(1120), 평균전력 조절 단계(1130) 및 아날로그 컴바이너(analog combiner)와 같은 신호 결합 수단을 이용하는 신호 결합 단계(1140)를 추가하면 본 발명과 같이, 부가 데이터를 추가로 전송할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법의 IF 부가신호 생성 단계(1120)를 구체적으로 나타낸 상세흐름도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 IF 부가신호 생성 단계(1120)는 FEC 부호화 단계(1210), 심볼 매핑 단계(1220), 대역 확산된 부가 신호 생성 단계(1230), 기저 대역 부가 신호 생성 단계(1240) 및 IF 대역의 부가 신호 생성 단계(1250)를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, FEC 부호화 단계(1210)에서, 추가 전송을 위한 부가 데이터는 FEC(순방향 오류 정정) 부호화된다. 여기서, 추가 전송을 위한 부가 데이터, 즉 FEC 부호화 단계(1210)의 입력 데이터는 필요에 따라 H.264 또는 MPEG 4 등의 다양한 방법으로 압축될 수 있고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
다음으로, 심볼 매핑 단계(1220)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 FEC 부호화 단계(1210)에서 FEC 부호화된 데이터를 심볼 맵핑하여 심볼 형태의 신호로 변환한다. 여기서, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등 다양한 맵핑 방법을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
확산된 부가 신호 생성 단계(1230)는 상기 심볼 매핑 단계(1220)에서 생성된 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 단계이다. 상기 확산된 부가 신호 생성 단계(1230)는 확산신호 생성 단계(미도시) 및 곱셈 단계(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 확산신호 생성 단계에서, 부가 데이터 전송 장치는 부가 데이터의 대역확산(spectrum spreading)을 위한 직교(orthogonal) 또는 준-직교(quasi-orthogonal) 신호를 생성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 직교 신호는 왈쉬(Walsh) 신호일 수 있고, 준직교 신호는 PN(Psendo Noise) 신호일 수 있다. 직교 신호 및 준직교 신호는 왈쉬 신호 및 PN 신호에 국한되는 것은 아니고 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다. 상기 곱셈 단계에서, 부가 데이터 전송 장치는 심볼 매핑 단계(1220)에 의해 생성된 심볼 형태의 부가 신호를 상기 확산신호 생성 단계에서 생성된 직교 또는 준직교 신호와 곱한다. 이 과정을 확산(spreading)이라 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 확산신호의 샘플링(sampling) 주파수는 상기 심볼 매핑 단계(1220)의 출력신호의 샘플링 주파수의 정수(N) 배일 수 있다. 이러한 경우, 상기 심볼 매핑 단계(1220)의 출력 신호는 확산으로 인해 10log10N dB 만큼의 확산 이득(spreading gain)을 가진다.
다음으로, 기저대역 부가신호 생성 단계(1240)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 확산된 부가 신호 생성 단계(1230)에서 생성된 신호, 즉 확산신호에 의해 대역 확산된 부가 신호를 대역 제한(bandwidth limiting)함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역의 부가신호를 생성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기저대역 부가신호 생성 단계(1240)에서 PSF가 사용되고, PSF로는 스펙트럼 형태에 따라 RRC(Root Raised Cosine) 필터, Gaussian 필터, ER(Equi-Ripple) 필터 등의 필터가 사용될 수 있고, 다만 반드시 이에 국한되지는 않는다. PSF의 선택은 시스템의 표준 및 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
상기 IF 상환 변환 단계(1250)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 기저대역 부가신호 생성 단계(1240)에서 생성된 기저대역 부가 신호를 IF 대역의 신호로 변환한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법의 평균 전력 조절 단계(1130)를 구체적으로 나타낸 상세흐름도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 평균 전력 조절 단계(1130)는 IF 대역의 방송신호의 평균 전력을 계산하는 단계(1310), IF 대역의 부가신호의 평균 전력을 계산하는 단계(1320), IF 대역의 방송신호와 부가신호의 평균 전력을 비교하는 단계(1330), 삽입레벨 결정 단계(1340) 및 IF 대역의 부가신호에 삽입레벨을 곱하는 단계(1350)를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제 1 평균전력 계산 단계(1310)에서, 부가 데이터 전송 장치는 IF 대역 또는 RF 대역의 방송 신호의 평균전력을 계산한다. 제 2 평균전력 계산 단계(1320)에서, 부가 데이터 전송 장치는 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산한다.
다음으로, 평균 전력 비교 단계(1330)에서, 부가 데이터 전송 장치는 제 1 평균전력 계산 단계(1310)에서 계산된 방송 신호의 평균 전력과 제 2 평균전력 계산 단계(1320)에서 계산된 부가 신호의 평균 전력을 비교한다. 삽입레벨 결정 단계(1340)에서, 상기 비교 결과를 기반으로 삽입레벨 α를 결정한다. 삽입레벨 α는 부가 신호의 평균 전력을 방송 신호의 평균 전력보다 충분히 낮게 만드는 상수이다.
곱셈 단계(1350)에서, 부가 데이터 전송 장치는 상기 삽입레벨 결정 단계(1340)에서 결정된 삽입레벨 α를 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호에 곱한다. 상기 곱셈 단계(1350)에서, IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호에 삽입레벨 α를 곱합으로써 IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절할 수 있다. IF 대역 또는 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 충분히 낮게 함으로써 기존의 수신기에서는 부가 데이터를 잡음으로 인식할 수 있게 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 수신 방법은 RF 대역의 결합 신호 수신 단계(1410), IF 대역으로 하향 변환하는 단계(1420), 방송 데이터 출력 단계(1430) 및 부가 데이터 출력 단계(1440)를 포함할 수 있다.
수신 단계(1410)에서, 부가 데이터 수신 장치는 송신측으로부터 무선 전송되는 신호를 수신한다. 수신되는 신호는 RF 대역의 신호로, 방송 신호와 부가 신호를 포함할 수 있다.
다음으로, IF 하향 변환 단계(1420)에서, 부가 데이터 수신 장치는 수신 단계(1410)에서 수신한 RF 대역의 결합 신호를 IF 대역으로 하향 변환한다.
방송 데이터 출력 단계(1430)에서, 부가 데이터 수신 장치는 상기 IF 하향 변환 단계(1420)에서 하향 변환된 IF 대역의 결합 신호를 입력 받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력한다.
부가 데이터 출력 단계(1440)에서, 부가 데이터 수신 장치는 상기 IF 하향 변환 단계(1420)에서 하향 변환된 IF 대역의 결합 신호를 입력으로 받아 DSSS 기술을 기반으로 부가 데이터를 출력한다. 부가 데이터 출력 단계(1440)는 다음의 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법의 부가 데이터 출력 단계(1440)를 구체적으로 도시한 상세흐름도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부가 데이터 출력 단계(1440)는 기저대역 하향 변환 단계(1510), 동기 단계(1520), 역확산 단계(1530), FEC 복호화 단계(1540) 및 출력 단계(1550)를 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 기저대역 하향 변환 단계(1510)에서, 부가 데이터 수신 장치는 IF 하향 변환 단계(1420)에서 하향 변환된 IF 대역의 결합 신호를 입력으로 받아 하향 변환하여 기저 대역의 결합 신호를 출력한다.
동기 단계(1520)에서, 부가 데이터 수신 장치는 상기 기저대역 하향 변환 단계(1510)에서 하향 변환된 기저 대역의 결합 신호에 대해 프리앰블 신호 또는 다른 동기화 신호를 이용하여 동기를 맞춘다.
역확산 단계(1530)에서, 부가 데이터 수신 장치는 상기 동기 단계(1520)에서 동기가 맞추어진 결합 신호를 역확산하여 대역폭을 줄이고 신호의 크기를 증가시켜 역확산된 결합 신호를 생성한다.
FEC 복호화부(1540)는 상기 역확산 단계(1530)에서 생성된 역확산된 결합 신호로부터 채널에서 발생한 잡음을 제거한다.
출력 단계(1550)에서, 잡음이 제거된 신뢰성 높은 부가 데이터를 출력한다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
    방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성부;
    부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성부;
    상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절부;
    상기 IF 대역의 방송 신호와 상기 IF 대역의 부가 신호를 결합하여 결합 신호를 생성하는 신호 결합부;
    상기 결합 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 RF 상향 변환부; 및
    상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 IF 대역의 부가 신호와 상기 IF 대역의 방송 신호는 동일한 IF 대역을 갖는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 IF 부가 신호 생성부는
    상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화부;
    상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매퍼;
    상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성부;
    상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 PSF(Pulse Shaping Filter); 및
    상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 IF 부가 신호 생성부는
    주기적으로 반복되는 프리앰블 신호를 생성하는 프리앰블 신호 생성부; 및
    상기 프리앰블 신호와 상기 확산된 부가 신호를 직렬 연접(serial concatenation)하는 다중화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산된 부가 신호의 샘플링 주파수는 상기 심볼 매퍼의 샘플링 주파수의 정수(N) 배인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 평균 전력 조절부는
    상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산부;
    상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산부;
    상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정부; 및
    상기 삽입레벨을 상기 IF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  7. 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
    방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성부;
    상기 IF 대역의 방송 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 방송 신호를 생성하는 제 1 RF 상향 변환부;
    부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성부;
    상기 IF 대역의 부가 신호를 상기 RF 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 부가 신호를 생성하는 제 2 RF 상향 변환부;
    상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절부;
    상기 RF 대역의 방송 신호와 상기 RF 대역의 부가 신호를 결합하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 신호 결합부; 및
    상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 IF 부가 신호 생성부는
    상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화부;
    상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매퍼;
    상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성부;
    상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 PSF(Pulse Shaping Filter); 및
    상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 평균 전력 조절부는
    상기 RF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산부;
    상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산부;
    상기 RF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 RF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정부; 및
    상기 삽입레벨을 상기 RF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 장치.
  10. 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 수신하는 장치에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신부;
    상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환부;
    상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력하는 방송 데이터 출력부;
    상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 부가 데이터 출력부는
    상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환부;
    상기 기저대역 결합 신호의 동기를 맞추는 동기부;
    상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산부;
    상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치.
  12. 디지털 방송 시스템에서 부가 데이터를 수신하는 장치에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신부;
    상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환부;
    상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 부가 데이터 출력부는
    상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환부;
    상기 기저대역 결합 신호의 동기를 맞추는 동기부;
    상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산부;
    상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 장치.
  14. 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    방송 데이터를 입력받아 FEC 및 변조를 수행하여 IF(Intermediate frequency) 대역의 방송 신호를 생성하는 IF 방송신호 생성 단계;
    부가 데이터를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 부가신호 생성 단계;
    상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 조절하는 평균 전력 조절 단계;
    상기 IF 대역의 방송 신호와 상기 IF 대역의 부가 신호를 결합하여 결합 신호를 생성하는 신호 결합 단계;
    상기 결합 신호를 RF(Radio Frequency) 대역으로 상향 변환하여 RF 대역의 결합 신호를 생성하는 RF 상향 변환 단계; 및
    상기 RF 대역의 결합 신호를 전송하는 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 IF 부가 신호 생성 단계는
    상기 부가 데이터를 FEC 부호화하는 FEC 부호화 단계;
    상기 FEC 부호화된 부가 데이터를 심볼로 변환하여 심볼 형태의 부가 데이터를 생성하는 심볼 매핑 단계;
    상기 심볼 형태의 부가 데이터와 상기 부가 데이터의 대역 확산을 위한 직교 또는 준직교 신호를 기반으로 확산된 부가 신호를 생성하는 신호 합성 단계;
    상기 확산된 부가 신호를 대역 제한함으로써 무선방송 채널에 적합한 형태의 스펙트럼으로 변환하여 기저대역 부가신호를 생성하는 기저대역 부가신호 생성 단계; 및
    상기 기저대역 부가신호를 상향 변환하여 상기 IF 대역의 부가 신호를 생성하는 IF 상향 변환 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 평균 전력 조절 단계는
    상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력을 계산하는 제 1 평균 전력 계산 단계;
    상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 계산하는 제 2 평균 전력 계산 단계;
    상기 IF 대역의 방송 신호의 평균 전력 및 상기 IF 대역의 부가 신호의 평균 전력을 비교하여 삽입레벨 - 삽입레벨은 부가신호의 평균전력을 방송신호의 평균전력보다 충분히 낮게 만드는 상수임 - 을 결정하는 삽입레벨 결정 단계; 및
    상기 삽입레벨을 상기 IF 대역의 부가 신호에 곱하는 곱셈 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 전송 방법.
  17. 디지털 방송 시스템에서 방송 데이터와 부가 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 대역의 결합 신호를 수신하는 수신 단계;
    상기 결합 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 하향 변환하여 IF 대역의 결합 신호를 생성하는 IF 하향 변환 단계;
    상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 복조 및 FEC 복호화를 수행하여 방송 데이터를 출력하는 방송 데이터 출력 단계;
    상기 IF 대역의 결합 신호를 입력받아 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하여 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 부가 데이터 출력 단계는
    상기 IF 대역의 결합 신호를 하향 변환하여 기저대역 결합 신호를 생성하는 기저대역 하향 변환 단계;
    상기 기저대역 결합 신호의 동기를 맞추는 동기 단계;
    상기 동기가 맞춰진 결합 신호를 역확산하는 역확산 단계;
    상기 역확산된 결합 신호에 대해 FEC 복호화를 수행하여 상기 부가 데이터를 출력하는 FEC 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템에서의 부가 데이터 수신 방법.
KR1020110127471A 2011-12-01 2011-12-01 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법 KR101868901B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110127471A KR101868901B1 (ko) 2011-12-01 2011-12-01 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법
US13/684,485 US8837553B2 (en) 2011-12-01 2012-11-23 Method and apparatus for addition data transmission and reception in digital broadcast system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110127471A KR101868901B1 (ko) 2011-12-01 2011-12-01 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130061257A KR20130061257A (ko) 2013-06-11
KR101868901B1 true KR101868901B1 (ko) 2018-07-23

Family

ID=48523973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110127471A KR101868901B1 (ko) 2011-12-01 2011-12-01 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8837553B2 (ko)
KR (1) KR101868901B1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9602136B2 (en) 2014-03-06 2017-03-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 64800 and code rate of 4/15 and 256-symbol mapping, and bit interleaving method using same
US10419023B2 (en) 2014-03-20 2019-09-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 64800 and code rate of 3/15 and 1024-symbol mapping, and bit interleaving method using same
KR102287624B1 (ko) 2014-03-20 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 1024-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
US10432228B2 (en) 2014-03-27 2019-10-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 64800 and code rate of 5/15 and 4096-symbol mapping, and bit interleaving method using same
KR102260775B1 (ko) 2014-05-22 2021-06-07 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 10/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
US10360102B2 (en) 2014-05-22 2019-07-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 16200 and code rate of 10/15 and 256-symbol mapping, and bit interleaving method using same
US10326471B2 (en) 2014-05-22 2019-06-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 16200 and code rate of 3/15 and quadrature phase shift keying, and bit interleaving method using same
US10361720B2 (en) 2014-05-22 2019-07-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 16200 and code rate of 3/15 and 64-symbol mapping, and bit interleaving method using same
KR102260767B1 (ko) 2014-05-22 2021-06-07 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 64-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
US9600367B2 (en) 2014-05-22 2017-03-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Bit interleaver for low-density parity check codeword having length of 16200 and code rate of 4/15 and 16-symbol mapping, and bit interleaving method using same
KR102240741B1 (ko) 2015-01-27 2021-04-16 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 64-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102240744B1 (ko) 2015-01-27 2021-04-16 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 16-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102240740B1 (ko) 2015-01-27 2021-04-16 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287623B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 4/15인 ldpc 부호어 및 1024-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287627B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 4/15인 ldpc 부호어 및 4096-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287629B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 4096-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287621B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287625B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 4096-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287620B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 1024-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287616B1 (ko) 2015-02-16 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 64800이며, 부호율이 2/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287637B1 (ko) 2015-02-17 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 4/15인 ldpc 부호어 및 64-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287635B1 (ko) 2015-02-17 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287630B1 (ko) 2015-02-17 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 16-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102287639B1 (ko) 2015-02-17 2021-08-10 한국전자통신연구원 길이가 16200이며, 부호율이 4/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법
KR102492712B1 (ko) 2015-12-30 2023-01-31 한국전자통신연구원 전송 식별자를 이용한 방송 신호 송신 장치 및 이를 이용한 방법
WO2017116198A1 (ko) 2015-12-30 2017-07-06 한국전자통신연구원 전송 식별자를 이용한 방송 신호 송신 장치 및 이를 이용한 방법
GB2547266A (en) * 2016-02-12 2017-08-16 Sony Corp Transmitter, receiver and methods
CN109075900B (zh) * 2016-04-12 2020-10-23 华为技术有限公司 用于信号扩频和复用的方法和设备
WO2018164289A1 (ko) * 2017-03-06 2018-09-13 삼성전자 주식회사 방송 신호를 수신하는 장치, 방송 신호를 송신하는 장치, 및 이를 위한 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8019275B2 (en) 2005-10-12 2011-09-13 The Directv Group, Inc. Band upconverter approach to KA/KU signal distribution

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7260369B2 (en) * 2005-08-03 2007-08-21 Kamilo Feher Location finder, tracker, communication and remote control system
KR20040067906A (ko) 2003-01-21 2004-07-30 소니 가부시끼 가이샤 평면 안테나, 안테나 유닛 및 방송 수신 단말 장치
US8599904B2 (en) * 2009-01-30 2013-12-03 Analog Devices, Inc. Method and apparatus for software GPS receiver

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8019275B2 (en) 2005-10-12 2011-09-13 The Directv Group, Inc. Band upconverter approach to KA/KU signal distribution

Also Published As

Publication number Publication date
US20130142219A1 (en) 2013-06-06
US8837553B2 (en) 2014-09-16
KR20130061257A (ko) 2013-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101868901B1 (ko) 디지털 방송 시스템에서 부가데이터 전송 및 수신을 위한 장치 및 방법
US8654886B2 (en) Method and apparatus for transmitting/receiving broadcasting-communication data
US7042949B1 (en) Robust data transmission using broadcast digital television signals
CN110324113B (zh) 用于处理对应于数据流的接收信号的方法及接收器
CN107210846B (zh) 收发广播信号的装置和方法
CN101714894B (zh) 用于多路复用具有话音/数据发送的高速分组数据发送设备和接收设备
CN100334822C (zh) 单载波传输系统及其方法
KR101002247B1 (ko) 무선통신 시스템에서 상향링크를 통해 데이터 및 제어정보를 송수신하는 방법 및 장치
TW201116016A (en) New frame and data pattern structure for multi-carrier systems
US10411933B2 (en) Apparatus and method for generating broadcasting signal frame that includes preamble for signalling injection level information
US11177898B2 (en) Broadcast signal transmission apparatus using transmission identifier and method using same
US9009762B2 (en) Digital video broadcasting—satellite—second generation (DVB-S2) based transmission and reception apparatus and method operable in circumstances of low signal to noise ratio (SNR)
KR101294023B1 (ko) 방송/통신 데이터 송수신 방법 및 장치
US11711156B2 (en) Broadcast signal transmission apparatus using transmission identifier scaled with 4-bit injection level code and method using same
JP4459260B2 (ja) 中継装置、受信装置および無線伝送システム
GB2510651A (en) Spread spectrum communication system with separate spreading codes for header and payload portions
CN101110626B (zh) 数字信号收发系统及收发方法
KR102461179B1 (ko) 송신 장치, 수신 장치 및 그 제어 방법
US11695492B2 (en) Broadcast signal transmission apparatus using transmission identifier and method using same
Angueira Layered Division Multiplexing: Basics Concepts, Application Scenarios and Performance
Series Error-correction, data framing, modulation and emission methods for digital terrestrial television broadcasting
KR20120072047A (ko) 방송 시스템에서 부가데이터 전송을 위한 변조 방법 및 장치
KR20080060894A (ko) Ｔｄ－ｓｃｄｍａ 시스템에서의 전력 제어 방법 및 이에적용되는 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant