KR102024796B1 - 계층변조 신호의 전송 장치 및 방법 - Google Patents

계층변조 신호의 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

계층변조 신호의 전송 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명은 제1 계층 신호를 발생시키는 기본계층 심볼 발생기, 상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 갖는 제2 계층 신호를 발생시키는 향상계층 심볼 발생기 및 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하는 계층 변조기를 포함하며, 상기 향상계층 심볼 발생기는 상기 제1 계층 신호의 성상점을 중심으로 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행한다. 본 발명에 따르면, 계층변조 기술을 사용하는 신호 전송 시스템에 대해 제 2 계층 신호에 성상회전 기술을 적용함으로써 제 2 계층 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

계층변조 신호의 전송 장치 및 방법{Apparatus and Method of Transmission of Hierarchically Modulated Signal}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 무선 통신 시스템에서 계층변조 신호를 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial) 표준의 비균일 성상도는 그 효용성과 성능상의 문제로 인하여 실제 방송환경에서는 사용되지 않으며, 기존의 DVB-T 표준과 호환성을 가지지 않는 유럽의 제 2 세대 지상파 디지털 TV 표준인 DVB-T2 표준에서는 계층변조 기술을 채택하지 않는다. 기존 DVB-T 대비 전송효율과 수신성능을 향상시키기 위하여 다양한 전송기술들을 채택한다.
DVB-T, DVB-S2(Digital Video Broadcasting - Satellite 2nd Generation) 또는 AT-DMB(Advanced Terrestrial - Digital Multimedia Broadcasting)와 같은 기존 전송 시스템과의 호환성을 유지하면서도 전송효율을 향상시키는 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는, 무선 통신 시스템에서 계층변조 신호를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 성상회전 및 계층 변조를 동시에 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 신호를 송신하는 송신기는 제1 계층 신호를 발생시키는 기본계층 심볼 발생기; 상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 갖는 제2 계층 신호를 발생시키는 향상계층 심볼 발생기; 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하는 계층 변조기를 포함하며, 상기 향상계층 심볼 발생기는 상기 제1 계층 신호의 성상점을 중심으로 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기에 의해 신호를 송신하는 송신 방법은 제1 계층 신호를 발생시키는 단계; 상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 가지는 제2 계층 신호를 발생시키는 단계; 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행하는 단계; 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하여 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기에 의해 신호를 송신하는 송신 방법은 제1 계층 신호를 발생시키는 단계; 상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 가지는 제2 계층 신호를 발생시키는 동시에, 상기 제2 계층 신호로 전송될 비트열에 따라서 소정의 LUT(Look Up Table)에 저장된 미리 회전된 제2 계층 신호 성상 중 하나의 심볼에 매핑시키는 단계; 및 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하여 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기에 의해 신호를 송신하는 송신 방법은 제1 계층 신호 및 제2 계층 신호를 발생시키는 동시에 발생된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호의 비트열에 따라 소정의 LUT에 저장된 계층 변조 신호의 성상 중 하나의 심볼로 매핑시킨 후 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 계층변조 기술을 사용하는 신호 전송 시스템에 대해 제 2 계층 신호에 성상회전 기술을 적용함으로써 제 2 계층 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 T-DMB 송신기의 일 예를 나타낸다.
도 2(도 2a 및 도 2b)는 DVB-T 표준의 비균일 성상도의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 DVB-S2 표준의 비균일 성상도의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 AT-DMB 표준의 비균일 성상도의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 성상회전 변조 기술의 일 예를 나타낸 것이다.
도 6은 AT-DMB 송신기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따라서 AT-DMB 심볼 성상도에 대해 제2 계층 신호에만 성상회전 기술을 적용한 성상도를 도시한 것이다.
도 8은 성상회전을 적용한 향상계층 심볼 발생기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따라서 성상회전을 적용한 향상계층 심볼 발생기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따라서 성상회전을 적용한 향상계층 심볼 발생기의 다른 예를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따라서 송신기가 신호를 송신하는 송신 방법의 일 예를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따라서 송신기가 신호를 송신하는 송신 방법의 다른 예를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 T-DMB(Terrestrial-Digital Multimedia Broadcast) 송신기를 나타낸다.
도 1을 참조하면, T-DMB 송신기는 기본계층 심볼 발생기(110), 동기채널 심볼발생기(120), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호 발생기(130)를 포함하며, 기본계층 전송프레임 다중화기(105)를 더 포함할 수 있다.
기본계층 심볼 발생기(110)는 블록 분할기(112), 기본계층 QPSK(Quadrature Phase Shift keying) 심볼 매퍼(114), 및 주파수 인터리버(116)를 포함한다. 기본계층 심볼 발생기(110)는 기본계층 FIC(Fast Information Channel) 및 MSC(Main Service Channel) 심볼 발생기일 수 있다.
동기채널 심볼발생기(120)는 NULL 심볼 발생기(122), 및 PRS(Phase Reference Symbol) 발생기(124)를 포함한다.
OFDM 신호 발생기(130)는 차동 변조기(132), 계층 변조기(134), MUX(multiplexer, 136) 및 OFDM 심볼 발생기(138)를 포함한다.
기본계층 전송프레임 다중화기(105)는 블록 분할기(112)로 연결되며, 블록 분할기(112)는 기본계층 QPSK 심볼 매퍼(114)로 연결되고, 기본계층 QPSK 심볼 매퍼(114)는 주파수 인터리버(116)으로 연결되고, 주파수 인터리버(116)는 차동 변조기(132)로 연결된다.
NULL 심볼 발생기(122)는 MUX(136)로 연결되며, PRS 발생기(124)는 차동 변조기(132) 및 MUX(136)로 연결된다.
차동 변조기(132)는 계층 변조기(134)로 연결되고, 계층 변조기(134)는 MUX(136)로 연결되고, MUX(136)는 OFDM 심볼 발생기(138)로 연결된다. OFDM 심볼 발생기에서 최종적으로 T-DMB 송신기가 전송하고자 하는 OFDM 신호가 발생된다.
도 2(도 2a 및 도 2b)는 DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 표준의 비균일 성상도(non-uniform constellation)를 나타낸 것이다. 도 2의 비균일 성상도에서는 각 사분면별로 성상점들이 균일한 거리(2)로 격자 배치되어 있으며, 도 2a는 사분면별 성상도 그룹간의 가장 가까운 심벌간 거리가 4인 비균일 성상도이며, 도 2b는 사분면별 성상도 그룹간 최소 거리가 8인 비균일 성상도를 도시한 것이다. 사분면별 성상도 그룹간 최소 거리가 멀수록 제 1 계층 신호의 검출 성능은 향상되며, 제 2 계층 신호의 검출 성능은 저하된다.
도 2를 참조하면, 유럽 지상파 디지털 TV 방송신호 전송 규격인 DVB-T 표준과 위성 방송신호 전송 규격에서는 이와 같은 비균일 성상도를 채택하여 수신기의 수신 환경과 조건에 따라 선택적인 서비스를 제공한다
도 3은 DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite 2nd generation) 표준의 비균일 성상도의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, MSB(Most Significant Bit)는 I(In-phase), LSB(Least Significant Bit)는 Q(Quadrature-phase)를 나타낸다. DVB-S2 표준에서는 이와 같은 비균일 성상도를 채택하여 DVB-S(Digital Video Broadcasting-Satellite) 표준과의 호환성을 유지하면서 전송용량을 개선할 수 있다.
상기 DVB-T 및 DVB-S2 표준에서 채택하는 비균일 성상도는 계층변조 기술을 적용한 것이다. 송신기는 서로 다른 신호 전력을 가지며 동기화된 제1 계층(기본 계층) 신호와 제2 계층(부가 계층) 신호를 동일한 안테나를 통하여 동시에 송출하며, 수신기는 계층변조 신호를 수신하여 수신 환경과 조건에 따라 제1 계층 신호와 제2 계층 신호를 모두 복원하거나, 제1 계층 신호만을 복원한다.
도 4는 AT-DMB(Advanced T-DMB) 표준의 비균일 성상도를 나타낸 것이다. (a)는 B(Binary Phase Shift Keying : BPSK)모드 홀수번째 심볼의 성상도이고, (b)는 B 모드 짝수번째 심볼의 성상도이고, (c)는 Q(Quadrature Phase Shift Keying : QPSK) 모드 홀수번째 심볼의 성상도이고, (d)는 Q 모드 짝수번째 심볼의 성상도이다.
도 4를 참조하면, T-DMB 송신기의 전송효율을 향상시키기 위하여 AT-DMB 표준에서도 계층변조 기술이 적용된 비균일 성상도가 사용된다. 이를 통해 AT-DMB 수신기에서는 T-DMB 표준과의 호환성을 보장하면서 고품질/고전송효율의 서비스를 수신할 수 있다.
한편, DVB-T 대비 전송효율과 수신성능을 향상시키기 위하여 다양한 전송기술들이 이용되며, 그 일 예로 성상회전(constellation rotation) 변조 기술이 있다.
도 5는 본 발명에 적용되는 성상회전 변조 기술의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 성상회전 변조 기술은 인터리빙 기술과 결합되어 일반 변조 기술에 비하여 성상도 차원(dimension)에 해당하는 다이버시티(diversity) 효과를 추가로 얻을 수 있고, 수신 성능이 개선될 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 계층변조 신호의 전송 장치 및 방법을 설명한다. 본 명세서에서는 설명을 용이하게 하고 불필요한 내용의 반복을 피하기 위하여 AT-DMB 시스템을 대상으로 한 성상회전 기술의 적용을 일 실시예로서 설명한다. 하지만 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며, DVB-T, DVB-S, DVBS2 시스템 또는 T-DMB 시스템에도 적용될 수 있다.
도 6은 AT-DMB 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 송신기는 새로운 채널부호가 적용된 제2 계층 신호를 계층변조 기술을 통해 부가 전송한다. 상기 도 1의 T-DMB 송신기에 향상계층 전송프레임 다중화기(105) 및 향상계층 심볼 발생기(140)를 더 포함한다. 향상계층 심볼 발생기(140)는 향상계층 FIC 및 MSC 심볼 발생기일 수 있다.
제1 계층(기본 계층) 신호인 T-DMB 신호는 변경하지 않은 채 향상계층 심볼 발생기(140)에만 성상회전 변조 기술을 적용함으로써 T-DMB 시스템에 대한 호환성을 유지하면서 제2 계층(향상계층) 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
향상계층 심볼 발생기(140)는 Q 모드를 위한 블록 분할기(142) 및 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(144)를 포함하며, B 모드를 위한 블록 분할기(143) 및 향상 계층 BPSK 심볼 매퍼(145)를 포함하고, 또한 주파수 인터리버(146)를 포함한다.
향상계층 심볼 발생기는 Q 모드 및 B모드를 선택할 수 있으며, Q모드에 대하여 향상계층 전송프레임 다중화기(106)는 블록 분할기(142)로 연결되고, 블록 분할기(142)는 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(144)로 연결되고, 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(144)는 주파수 인터리버(146)로 연결된다. B 모드에 대하여 향상계층 전송프레임 다중화기(106)는 블록 분할기(143)로 연결되고, 블록 분할기(143)는 향상계층 BPSK 심볼 매퍼(145)로 연결되고, 향상계층 BPSK 심볼 매퍼(145)는 주파수 인터리버(146)로 연결된다. Q 모드 또는 B 모드에서 주파수 인터리버(146)는 계층 변조기(134)기로 연결된다.
계층 변조기(134)는 기본계층 심볼 발생기(110)에서 발생된 심볼과 향상계층 심볼 발생기(140)에서 발생된 심볼을 계층 변조하여 MUX(136)으로 입력하고 OFDM 심볼 발생기(138)를 거쳐 OFDM 심볼을 전송한다.
상기 AT-DMB 송신기의 일 예에서 향상계층 신호는 기존의 T-DMB 수신기의 수신동작에 있어서는 기본계층 신호에 대한 간섭신호로 작용하므로 향상계층 신호의 송출전력은 기본계층 신호의 송출전력에 비해 충분히 작아야 한다. 따라서, 향상계층 신호는 낮은 송출전력으로 인하여 수신 성능 확보가 중요한 기술적 문제가 된다.
수신 성능 확보를 위한 기술 중 DVB-T2 표준 등에서 사용된 성상회전 변조 기술을 향상계층 심볼 발생기(140)에 적용하여 심볼을 발생시킬 수 있다. 그러나, 이 경우는 기본계층 심볼과 향상계층 심볼을 포함한 전체 계층변조 신호에 적용되는 것과 동일하다. 따라서, 기본계층 신호에 차동위상변조 기술 중 하나인 D-QPSK (Differential-Quatrature Phase Shift Keying) 기술이 적용된 T-DMB 및 AT-DMB 시스템의 경우에는 이러한 일정한 각도의 위상회전이 전체 신호에 적용되는 것이 아무런 효과를 가지지 않는다. 한편, 차동위상변조 기술이 아닌 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 등의 일반적인 동위상 변조(coherent modulation) 기술이 적용되는 DVB-T 시스템의 경우에는 성상회전이 수신 성능을 향상시킬 수 있으나, 성상회전을 고려하여 설계되지 않은 기존의 DVB-T 수신기의 경우에는 수신기 성능이 크게 저하되는 문제를 유발한다.
따라서, 본 발명에서는 기존의 AT-DMB 전송 방식에 비해 수신 성능을 향상시키기 위하여 향상계층 신호에 성상회전 변조 기술을 적용한다. 즉, 본 발명에 따른 계층 변조기(134)는 제1 계층 신호(또는 기본 계층 신호)는 성상회전 기술을 적용하지 않고, 제2 계층 신호(또는 향상 계층 신호)에만 성상회전 기술을 적용하여 변조할 수 있다.
도 7(도 7a 및 도 7b)은 AT-DMB 심볼 성상도에 대해 제2 계층 신호에만 성상회전 기술을 적용한 성상도의 일 예를 도시한 것이다. 도 7a와 도 7b는 계층변조 방법에 따라 설계될 수 있는 두 예를 도시한 것이다. 즉, 도 7a는 성상회전이 적용된 제 2 계층 신호의 전력을 줄인 후 제 1 계층 신호에 단순 가산하는 방식의 계층변조가 적용된 성상도이며, 도 7b는 성상회전이 적용된 제 2 계층 신호의 전력을 줄인 후 제 1 계층 신호에 가산하는 과정에서 제 1 계층 신호의 위상과 동일한 각도만큼 제 2 계층 신호의 위상도 회전시켜서 제 1 계층 신호에 가산하는 방식의 계층변조가 적용된 성상도이다. 도 7a와 도 7b 모두에서 (a)는 B 모드 홀수번째 심볼의 성상도이고, (b)는 B 모드 짝수번째 심볼의 성상도이고, (c)는 Q 모드 홀수번째 심볼의 성상도이고, (d)는 Q 모드 짝수번째 심볼의 성상도이다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 각각 4개의 각 제1 계층 신호 성상점을 중심으로 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음이 각각 소정의 각도씩 회전된다. 예를 들어, B 모드의 경우 2개의 성상점으로 구성되는 묶음이 각각 소정의 각도씩 회전되고, Q 모드의 경우 4개의 성상점으로 구성되는 묶음이 각각 소정의 각도씩 회전된다. 이때, 각 성상점 묶음의 소정의 회전 각도는 다이버시티 이득을 최대화할 수 있도록 설정될 수 있다.
일 예로, AT-DMB 송신기에서, 성상회전이 적용되는 신호인 제2 계층 신호의 변조 방식(B 모드 또는 Q 모드)에 따라 소정의 회전 각도는 서로 다른 값을 가지도록 설정될 수 있다.
도 8은 AT-DMB 송신부의 향상계층 심볼 발생기에 대해 성상회전을 적용한 일 예를 나타낸 블록도이다. 향상계층 심볼 발생기는 향상계층 FIC 및 MSC 심볼발생기 일 수 있다.
도 8을 참조하면, 향상계층 심볼 발생기(840)는 Q 모드를 위한 블록 분할기(842), 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(844)를 포함하며, QPSK 성상회전을 수행하는 QPSK 성상회전부(846)를 포함한다. 또한, 향상계층 심볼 발생기(840)는 B 모드를 위한 블록 분할기(843) 및 향상 계층 BPSK 심볼 매퍼(845)를 포함하고, BPSK 성상회전을 수행하는 BPSK 성상회전부(847)를 포함한다. 그리고, 향상계층 심볼 발생기(840)는 주파수 인터리버(848)를 포함한다.
향상계층 심볼 발생기(840)는 Q 모드 및 B모드를 선택할 수 있으며, Q모드에 대하여 향상계층 전송프레임 다중화기(106)는 블록 분할기(842)로 연결되고, 블록 분할기(842)는 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(844)로 연결되고, 향상계층 QPSK 심볼 매퍼(844)는 QPSK 성상회전부(846)에 연결되고, QPSK 성상회전부(846)는 주파수 인터리버(848)로 연결된다. B 모드에 대하여 향상계층 전송프레임 다중화기(106)는 블록 분할기(843)로 연결되고, 블록 분할기(843)는 향상계층 BPSK 심볼 매퍼(845)로 연결되고, 향상계층 BPSK 심볼 매퍼(845)는 BPSK 성상회전부(847)로 연결되고, BPSK 성상회전부(847)는 주파수 인터리버(848)로 연결된다. Q 모드 또는 B 모드에서 주파수 인터리버(848)는 계층 변조기(134)기로 연결된다. 계층 변조기(134)는 상기 도 6에서와 동일하게 동작한다.
제2 계층 신호의 심볼 매퍼(향상계층 QPSK 심볼 매퍼(844) 및 향상계층 BPSK 심볼 매퍼(845)) 직후에 QPSK 성상회전부(846) 또는 BPSK 성상회전부(848)에서 성상회전을 적용한다.
그러나, 도 8에 도시된 바와 같이 성상회전이 적용된 향상계층 심볼에 대해 단순히 주파수 인터리빙만을 적용하는 경우, 향상계층 심볼 정보가 성상회전 결과 심볼의 동상(In-phase : I) 성분과 직각-위상(Quadrature-phase : Q) 성분에 모두 분산되어 포함되었으나 그 동상(I) 성분과 직각-위상(Q) 성분의 짝이 주파수 인터리빙 이후에도 동일한 심볼을 구성하므로 성상회전에 따른 다이버시티 이득을 얻을 수 없다. 따라서, 성상회전에 따른 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 성상회전된 심볼의 동상(I) 성분과 직각-위상(Q) 성분에 대해 별도의 인터리빙을 적용해서 성상회전된 심볼의 동상(I) 성분과 직각-위상(Q) 성분이 서로 독립적인 채널로 전송되도록 설계되어야 한다.
도 9는 본 발명에 따라서 AT-DMB 송신부의 향상계층 심볼 발생기에 성상회전 및 성상회전된 심볼의 동상(I) 성분과 직각-위상(Q) 성분에 대해 별도의 인터리빙을 적용한 일 예를 나타낸 블록도이다. 향상계층 심볼 발생기는 향상계층 FIC 및 MSC 심볼발생기 일 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 도 8의 향상계층 심볼 발생기(840)과 비교하여 향상계층 심볼 발생기(940)는 주파수 인터리버(848) 대신 I/Q 주파수 인터리버(948)를 포함한다. I/Q 주파수 인터리버(948)는 제2 계층 신호(또는 향상 계층 신호)에 대해 동상(I) 성분 및 직각-위상(Q) 성분 별로 다른 패턴의 인터리빙을 수행하는 주파수 인터리버를 말한다.
성상회전의 다이버시티 이득을 최대화하기 위해서는 인터리빙 기술과 함께 결합하며, 특히 성상회전된 제 2 계층 신호의 심볼의 동상(I) 성분 및 직각-위상(Q) 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 인터리빙을 적용한다. 제2 계층 신호(또는 향상 계층 신호)에 대해 I/Q 구분 없이 심볼 단위로 주파수 인터리빙을 적용하는 주파수 인터리버 대신 I/Q 각 성분별로 서로 다른 패턴의 인터리빙을 수행하는 새로운 주파수 인터리버(I/Q 주파수 인터리버(948))를 사용한다.
도 10은 본 발명에 따라서 AT-DMB 송신부의 향상계층 심볼 발생기에 성상회전 및 성상회전된 심볼의 동상(I) 성분과 직각-위상(Q) 성분에 대해 별도의 인터리빙을 적용한 다른 예를 나타낸 블록도이다. 향상계층 심볼 발생기는 향상계층 FIC 및 MSC 심볼발생기 일 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 도 8 또는 도 9의 향상계층 심볼 발생기(840,940)와 비교하여 향상계층 심볼 발생기(1040)는 I/Q 인터리버(1048)를 포함한다. I/Q 인터리버(1048)는 주파수 인터리버(848)보다 더 큰 인터리빙 깊이를 가질 수 있도록 더욱 일반화시킨 것으로서, 인터리빙 깊이(interleaving depth)를 증가시킴에 따른 신호처리 지연(latency) 및 복잡도 증가가 허용 가능한 범위에 드는 경우에 한하여 다수의 OFDM 심볼에 걸쳐 더욱 큰 인터리빙 깊이를 가지도록 I/Q 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 인터리빙을 수행하는 인터리버를 말한다.
I/Q 주파수 인터리버는 T-DMB 신호의 각 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파(subcarrier)들간에 I/Q 성분을 각각 인터리빙하기 때문에 다이버시티 이득이 하나의 OFDM 심볼 구간 이내의 채널 스펙트럼 특성으로 제한되는데, 인터리빙 깊이를 증가시킴에 따른 신호처리 지연 및 복잡도 증가가 허용 가능한 범위에 드는 경우에 한하여 다수의 OFDM 심볼에 걸쳐 더욱 큰 인터리빙 깊이를 가지는 인터리버를 사용함으로써 다이버시티 이득을 더욱 크게 할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따라서 송신기가 신호를 송신하는 송신 방법의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 송신기는 제1 계층 신호를 발생시킨다(S1100). 일 예로, 상기 송신기는 AT-DMB 시스템에서 동작하는 송신기 일 수 있다.
상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 가지는 제2 계층 신호를 발생시킨다(S1105)
상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행한다(S1110).
일 예로, AT-DMB에서는 BPSK 심볼을 성상회전 하는 B 모드 또는 QPSK 심볼을 성상회전 하는 Q 모드 중 하나의 모드에서 동작할 수 있다.
일 예로, 상기 제2 계층 신호의 심볼을 매핑하고, 상기 매핑된 심볼을 기초로 상기 성상회전을 수행할 수 있다.
이때, 상기 소정의 각도는 다이버시티 이득을 최대화 하는 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 상기 소정의 각도는 상기 제2 계층 신호의 변조방식에 따라 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 제2 계층 신호에 대해 인터리빙을 수행한다(S1115).
일 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼에 동상(I) 성분 및 직각-위상(Q) 성분 별로 다른 패턴의 인터리빙을 수행한다.
다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 주파수 인터리빙을 수행한다.
또 다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 복수의 OFDM 심볼 및 주파수에 걸쳐 인터리빙을 수행한다.
상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하여 전송한다(S1120).
도 12는 본 발명에 따라서 송신기가 신호를 송신하는 송신 방법의 다른 예를 나타낸 것이다.
송신기는 제1 계층 신호를 발생시킨다(S1200). 일 예로, 상기 송신기는 AT-DMB 시스템에서 동작하는 송신기 일 수 있다.
상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 가지는 제2 계층 신호를 발생시키는 동시에, 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행한다(S1205).
즉, 미리 회전된(인터리빙을 거친 뒤) 제2 계층 신호 성상을 소정의 LUT(Look Up Table)에 넣어두고, 제2 계층 신호로 전송될 비트열에 따라서 미리 회전된 성상 중 한 심볼로 단순 매핑시킬 수 있다.
일 예로, AT-DMB에서는 BPSK 심볼을 성상회전 하는 B 모드 또는 QPSK 심볼을 성상회전 하는 Q 모드 중 하나의 모드에서 동작할 수 있다.
이때, 상기 소정의 각도는 다이버시티 이득을 최대화 하는 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 상기 소정의 각도는 상기 제2 계층 신호의 변조방식에 따라 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 제2 계층 신호에 대해 인터리빙을 수행한다(S1210).
일 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼에 동상(I) 성분 및 직각-위상(Q) 성분 별로 다른 패턴의 인터리빙을 수행한다.
다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 주파수 인터리빙을 수행한다.
또 다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 복수의 OFDM 심볼 및 주파수에 걸쳐 인터리빙을 수행한다.
상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하여 전송한다(S1215).
본 발명에 따라서 송신기가 신호를 송신하는 송신 방법의 다른 예로, 최종적인 계층변조 신호의 성상을 LUT(look up table)에 넣어두고, 제1 계층 신호 및 제2 계층 신호를 발생시키는 동시에 발생된 제1 계층 및 제2 계층 비트열에 따라 상기 최종적인 계층변조 신호의 성상 중 한 심볼로 단순 매핑시킴으로써 한꺼번에 신호를 송신할 수 있다.
이때, 상기 제2 계층 신호에 대해 인터리빙을 수행한다. 일 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼에 동상(I) 성분 및 직각-위상(Q) 성분 별로 다른 패턴의 인터리빙을 수행한다. 다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 주파수 인터리빙을 수행한다. 또 다른 예로, 성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상 성분 및 직각 위상 성분 각각에 대해 복수의 OFDM 심볼 및 주파수에 걸쳐 인터리빙을 수행한다.
한편, 본 명세서에서는 설명의 용이성을 위하여 AT-DMB 시스템을 일례로서 가정하여 발명의 구성을 기술하였다. 그러나, 본 발명의 구성은 DVB-T와 DVB-S2의 비균일 성상도 변조를 포함한 계층변조 기술을 사용하는 모든 전송 시스템에 대해 적용될 수 있으며, 논리적 및 수학적으로 동일(equivalent)한 범위 내에서 구현의 편의를 위한 모든 변형에 대해서도 발명의 범위가 적용되어야 할 것이다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 신호를 송신하는 송신기에 있어서,
    제1 계층 신호를 발생시키는 기본계층 심볼 발생기;
    상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 갖는 제2 계층 신호를 발생시키는 향상계층 심볼 발생기; 및
    상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하는 계층 변조기를 포함하며,
    상기 향상계층 심볼 발생기는 상기 제 1 계층 신호에는 성상회전을 적용하지 않고, 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행하되,
    상기 소정의 각도는 다이버시티 이득을 최대화하는 값으로 설정되고,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호 심볼의 동상(In-Phase) 성분 및 직각 위상(Quadrature-Phase) 성분 각각은 복수의 OFDM 심볼에서 별도로 인터리빙되는 것을 특징으로 하는 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상계층 심볼 발생기는,
    BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼을 성상회전 하는 B 모드 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼을 성상회전 하는 Q 모드 중 하나의 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상계층 심볼 발생기는,
    상기 제2 계층 신호의 심볼 매핑 이후 성상회전을 수행하는 성상회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 성상회전부는 BPSK 심볼을 성상회전하는 BPSK 성상회전부 또는 QPSK 심볼을 성상회전하는 QPSK 성상회전부 중 하나인 것을 특징으로 하는 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상계층 심볼 발생기는,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼에 인터리빙을 수행하여 상기 계층 변조기로 전달하는 주파수 인터리버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주파수 인터리버는,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상(In-Phase) 성분 및 직각 위상(Quadrature-Phase) 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 상기 제2 계층 신호의 변조방식에 따라 서로 다른 값을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 송신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 AT-DMB(Advanced Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting) 시스템인 것을 특징으로 하는 송신기.
  11. 무선 통신 시스템에서 송신기에 의해 신호를 송신하는 송신 방법에 있어서,
    제1 계층 신호를 발생시키는 단계;
    상기 제1 계층 신호와 동기화되며 다른 신호 전력을 가지는 제2 계층 신호를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 계층 신호에는 성상회전을 적용하지 않고, 상기 제2 계층 신호에 의해 형성되는 성상점으로 구성되는 묶음을 소정의 각도씩 회전하는 성상회전을 수행하는 단계; 및
    상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 계층 변조하여 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 소정의 각도는 다이버시티 이득을 최대화 하는 값으로 설정되고,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호 심볼의 동상(In-Phase) 성분 및 직각 위상(Quadrature-Phase) 성분 각각은 복수의 OFDM 심볼에서 별도로 인터리빙되는 송신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 성상회전을 수행하는 단계는 BPSK 심볼을 성상회전 하는 B 모드 또는 QPSK 심볼을 성상회전 하는 Q 모드 중 하나의 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 계층 신호의 심볼을 매핑하는 단계를 더 포함하며,
    상기 매핑된 심볼을 기초로 상기 성상회전을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼에 인터리빙하는 단계를 더 포함하며,
    인터리빙된 상기 제2 계층 신호의 심볼을 계층 변조하여 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인터리빙은,
    성상회전된 상기 제2 계층 신호의 심볼의 동상(In-Phase) 성분 및 직각 위상(Quadrature-Phase) 성분 각각에 대해 서로 다른 패턴의 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 상기 제2 계층 신호의 변조방식에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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