KR102658319B1

KR102658319B1 - 계층 분할 다중화 기술과 다중 송수신 안테나 기술의 결합 정보를 시그널링하는 방송 신호 송신 방법 및 이를 이용한 장치

Info

Publication number: KR102658319B1
Application number: KR1020210159000A
Authority: KR
Inventors: 임보미; 정회윤; 박성익; 권해찬; 안성준; 허남호; 임현정
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2024-04-18
Also published as: KR20230072598A; US20230155634A1; US11855716B2

Abstract

계층 분할 다중화 기술과 다중 송수신 안테나 기술의 결합 정보를 시그널링하는 방송 신호 송신 방법 및 이를 이용한 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 단계; 상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

계층 분할 다중화 기술과 다중 송수신 안테나 기술의 결합 정보를 시그널링하는 방송 신호 송신 방법 및 이를 이용한 장치 {APPARATUS FOR TRANSMITTING BROADCASTING SIGNAL SIGNALING COMBINATION INFORMATION OF LDM AND MIMO AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 방송 신호 송/수신 기술에 관한 것으로, 특히 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합되어 적용된 방송 신호의 송/수신 기술에 관한 것이다.

ATSC 3.0 표준을 기반으로 하는 지상파 방송 시스템은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술을 포함하고 있다. 그리고 현재 지상파 방송 시스템이 포함하고 있지는 않지만 두 가지 기술을 결합하는 경우 전송 효율을 추가로 높일 수 있다.

기존 송신기와의 호환성을 고려하여 두 가지 기술을 결합하는 방식은 코어 레이어 신호는 기존과 동일한 방법으로 전송하고 인핸스드 레이어 신호에만 다중 송수신 안테나 기술을 적용하여 전송한다. 그러나 기존의 전송 시그널링은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합에 대하여 설명하지 못한다는 문제점이 있다.

따라서, 기존 수신기가 코어 레이어 신호를 수신하면서, 결합 기술이 적용된 수신기가 제대로 동작하기 위해서는 전송 시그널링이 기존 방식에 영향을 주지 않으면서 새로운 정보를 전달하도록 설계가 되어야 한다.

한국 등록 특허 제10-1223605호, 2013년 1월 21일 공고(명칭: MIMO 통신 시스템 및 방법, 송신장치 및 방법, 수신장치 및 방법)

본 발명의 목적은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 적용된 방송 시스템의 성능을 향상시키는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 신호를 송출하고, 이에 접근하기 위한 시그널링 정보를 전달하는 경우에 효율적으로 방송 시스템의 성능을 향상시키고, 다양한 서비스를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기존 수신기와의 호환성을 유지하면서 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합 기술이 적용된 방송 서비스를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 결합 기술이 적용되지 않은 기존 단말기도 코어 레이어 신호를 포함한 지상파 방송 신호를 수신하고 전송 정보를 이전과 동일하게 획득하도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방송 신호 송신 방법은 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 단계; 상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

이 때, 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALIN)에 포함되고, 상기 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임 이후 현재 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 프리앰블의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALLING)에 포함될 수 있다.

이 때, 제2 시그널링 정보는 상기 전송 세부 정보에 포함될 수 있다.

이 때, 제2 시그널링 정보는 상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP)에 스트림 컴바이닝(STREAM COMBINING) 기술이 적용 되었는지 여부, 상기 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙(IQ POLARIZATION INTERLEAVING) 기술이 적용되었는지 여부 및 상기 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑(PHASE HOPPING)기술이 적용되었는지 여부를 포함할 수 있다.

이 때, 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 상기 제2 시그널링 정보는 상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성될 수 있다.

이 때, 계층 분할 다중화 기술만 지원하는 제1 수신기의 경우, 상기 방송 신호를 수신하여 코어 레이어에 의한 신호만 복원하고, 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호는 잡음 신호로 처리할 수 있다.

이 때, 계층 분할 다중화 기술 및 상기 다중 송수신 안테나 기술을 모두 지원하는 제2 수신기의 경우, 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 기반으로 상기 코어 레이어에 의한 신호와 함께 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호도 복원할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 단계; 상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALIN)에 포함된다.

이 때, 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 전체 서브 프레임들 중 상기 계층 분할 다중화 기술이 적용된 서브 프레임에 대해서만 생성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 장치는 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 제1 시그널링 정보 생성부; 상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 제2 시그널링 정보 생성부; 및 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 방송 신호 생성부를 포함한다.

이 때, 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 제2 시그널링 정보는 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른실시예에 따른 방송 신호 송신 장치는 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 제1 시그널링 정보 생성부; 상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 제2 시그널링 정보 생성부; 및 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 방송 신호 생성부를 포함하고, 상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALIN)에 포함된다.

본 발명에 따르면, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 적용된 방송 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 신호를 송출하고, 이에 접근하기 위한 시그널링 정보를 전달하는 경우에 효율적으로 방송 시스템의 성능을 향상시키고, 다양한 서비스를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 기존 수신기와의 호환성을 유지하면서 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합 기술이 적용된 방송 서비스를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 결합 기술이 적용되지 않은 기존 단말기도 코어 레이어 신호를 포함한 지상파 방송 신호를 수신하고 전송 정보를 이전과 동일하게 획득하도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2는 MIMO와 LDM이 결합된 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 MIMO와 LDM이 결합된 신호를 수신하는 수신 단말의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 지상파 방송 시스템의 전송 신호 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라 첫 번째 서브프레임에 MIMO와 LDM의 결합 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따라 첫 번째 서브프레임 이후 현재 서브 프레임에 MIMO와 LDM의 결합 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라 MIMO와 LDM이 결합된 방송 신호를 수신하는 수신 단말의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따라 인핸스드 레이어의 피지컬 레이어 파이프에 MIMO의 어떤 기술이 적용되었는지를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따라 L1-Dteail Signaling 구성만을 활용하여 첫 번째 서브 프레임을 포함하는 현재 서브 프레임에 MIMO와 LDM의 결합 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따라 LDM이 적용된 서브 프레임에 대해서만 인핸스드 레이어의 MIMO의 적용 여부를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

지상파 방송은 주파수 자원 추가없이 단일 송수신 안테나(Single Input Single Output; SISO) 시스템 대비 전송 용량을 크게 향상시키기 위하여 다중 송수신 안테나 기술(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 도입하였다. 현재 ATSC 3.0을 포함한 지상파 방송은 송신과 수신에 각각 2개의 안테나를 사용하는 MIMO 기술을 적용하고 있다. MIMO 기술은 송수신 안테나를 추가하여 공간적으로 서로 다른 전송 매체가 추가되는 것으로 볼 수 있으며, 안테나가 증가된 만큼 데이터를 추가하여 전달할 수 있어 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 동일한 데이터를 서로 다른 경로 전달하여 얻을 수 있는 다이버시티 이득을 통하여 전송 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 이를 활용하면 동일 대역폭에서 전송률을 기존 SISO 대비 약 2배 가까이 증가시킬 수 있으며, 4K-UHD(Ultra High Definition) 방송 서비스뿐만 아니라 8K-UHD 방송 서비스 또한 가능하게 한다.

또한, 지상파 방송은 단일 방송 채널에서 두 개 이상의 방송 서비스를 서로 다른 방송 서비스 제공 권역을 갖거나 서로 다른 환경에서 수신하는 것을 가능하게 하는 전송(물리계층) 신호 다중화 기술을 도입하였다. 가장 대표적으로 적용되는 다중화 기술은 전송 자원의 직교성을 활용한 시 분할 다중화(Time Division Multiplexing; TDM)과 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing; FDM)이다. 여기에 최근 신호 처리 기술의 발달로 인하여 전송 자원의 직교성을 유지하지 않고도 두 개 이상의 방송 서비스가 독립되어 제공될 수 있는 계층 분할 다중화(레이어드 디비전 멀티플렉싱, Layered Division Multiplexing; LDM) 기술이 도입되었다. 계층 분할 다중화 기술은 서로 다른 두 개의 방송 신호를 서로 같거나 다른 전력으로 같은 시간 및 주파수 자원을 공유하여 전송하는 기술로 두 방송 신호가 서로 다른 수신 품질을 가지고 있는 점을 이용하여 수신기에서 복원 가능한 기술이다.

직교 송신 자원의 공유를 기반으로 한 계층 분할 다중화 기술은 기존 시 분할 다중화 기술과 주파수 분할 다중화 기술 대비 전송 효율을 최대 30% 정도 향상시킨다. 현재 지상파 방송 시스템에서는 두 개의 계층만을 사용하여 계층 분할 다중화 기술을 적용한다. 그리고 두 계층 중 상대적으로 좀 더 큰 전력과 수신성이 강건한 신호에 해당하는 계층을 코어 레이어(Core Layer; CL)라 하고 나머지 다른 한 계층을 인핸스드 레이어(Enhanced Layer; EL)라고 한다. 일반적으로 코어 레이어는 스마트폰이나 차량내 미디어 단말기를 대상으로 한 이동 방송과 같이 화질에 대한 요구가 낮고 수신 환경이 열악한 경우를 목적으로 하는 방송 서비스를 전달하고 인핸스드 레이어는 가정 내 텔레비전 같은 대형 화면과 고정 수신 환경에 적합한 고화질 서비스를 전달한다.

현재까지 도입된 지상파 방송 시스템은 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술 각각에 대한 전송은 지원하지만 두 기술을 결합한 전송 기술은 지원하지 않는다.

도 1 및 도 2는 MIMO와 LDM이 결합된 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 다중 송수신 안테나 기술(MIMO)과 계층 분할 다중화 기술(LDM)이 결합된 지상파 방송 시스템의 실시예이다.

코어 레이어를 통해 전달되는 입력 데이터 1은 송신 안테나 1을 통해서만 전달된다.

인핸스드 레이어를 통해 전달되는 입력 데이터 2는 다중 송수신 안테나 기술이 적용되어 BICM&MIMO 모듈(120)을 통해 두 개의 서로 다른 스트림으로 분리된다. 이 때, 하나의 스트림은 코어 레이어와 결합하여 계층 분할 다중화 기술이 적용되고, 다른 하나의 스트림은 코어 레이어와의 결합없이 전력비만 코어 레이어와 결합한 인핸스드 레이어에 맞추는 것으로 계층 분할 다중화 기술이 적용된다.

그리고 각각의 신호는 프레이밍과 인터리빙(FRAMING&INTERLEAVING) 모듈, 신호 파형 생성(WAVEFORM GENERATION) 모듈을 거쳐 송신 안테나 1과 2로 전달된다

또한, 도 2를 참조하면, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 지상파 방송 시스템의 또다른 실시예이다.

코어 레이어를 통해 전달되는 입력 데이터 1은 송신 안테나 1과 2 모두를 통해서 전달된다.

도 1의 실시예와 동일하게 다중 송수신 안테나 기술(MIMO)은 입력 데이터 2를 전달하는 인핸스드 레이어에만 적용이 된다.

그러나 도 2의 실시예에서 입력 데이터 2는 다중 송수신 안테나 기술이 적용되어 BICM&MIMO 모듈(220)을 통해 두 개의 스트림으로 생성된 후, 동일한 코어 레이어와 결합되어 각각 송신 안테나 1과 2를 통해 전달된다.

도 3 및 도 4는 MIMO와 LDM이 결합된 신호를 수신하는 수신 단말의 일 예를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 방송 신호를 수신하는 수신 단말의 실시예이다.

도 3에 도시된 수신 단말은 하나의 수신 안테나만으로 구성되어 있으며, 기존 방송 신호만을 수신할 수 있어 코어 레이어 신호만 수신할 수 있다. 또한 송신 안테나 1과 수신 안테나 1 사이의 채널 환경만을 추정할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 방송 신호를 수신하는 수신 단말의 또다른 실시예이다.

도 4에 도시된 수신 단말은 두 개의 수신 안테나들로 구성되어 송신 안테나 1과 2로부터 전달되는 다중 안테나 신호를 수신할 수 있으며, 이에 따라 각 송수신 안테나들 사이의 모든 채널 환경을 추정할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 수신 단말은, 수신 안테나 1의 신호로부터 코어 레이어 데이터를 복원하고, 수신 안테나 1의 신호에서 코어 레이어 신호를 제거 후 수신 안테나 1로 전달된 인핸스드 레이어 신호를 얻을 수 있다. 이 후, 두 개의 수신 안테나들을 통해 전달된 인핸스드 레이어 신호로부터 다중 송수신 안테나 기술을 복호화하여 인핸스드 레이어 데이터를 복원할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 4에 도시된 수신 단말은, 수신 안테나 1의 신호로부터 코어 레이어 데이터를 복원하고, 수신 안테나 1의 신호에서 코어 레이어 신호를 제거 후 수신 안테나 1로 전달된 인핸스드 레이어 신호를 얻을 수 있다. 동시에 도 4에 도시된 수신 단말은, 수신 안테나 2의 신호로부터 코어 레이어 데이터를 복원하고, 수신 안테나 2의 신호에서 코어 레이어 신호를 제거 후 수신 안테나 2로 전달된 인핸스드 레이어 신호를 얻을 수 있다. 이 후, 두 개의 수신 안테나들을 통해 전달된 인핸스드 레이어 신호로부터 다중 송수신 안테나 기술을 복호화하여 인핸스드 레이어 데이터를 복원할 수 있다.

상기의 도 1 및 도 2의 실시예와 같이 인핸스드 레이어만 다중 송수신 안테나 기술을 적용하는 경우, 도 3에 도시된 실시예와 같은 기존 수신기는 인핸스드 레이어 신호를 잡음 신호로 간주하되 코어 레이어를 통해 전달되는 지상파 방송 서비스는 그대로 전달받을 수 있다.

그러나 도 4에 도시된 실시예와 같은 수신기는 MIMO와 LDM 결합 기술에 대한 시그널링 정보를 획득해야 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 각각 도시된 실시예를 따르는 방송 신호는 기존 방송 신호와는 다른 시그널링을 반드시 송출해야 하며, 기존 수신기와의 호환성 문제를 해결하면서 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화 결합 신호를 송수신할 수 있는 방법이 필요하다.

이하에서는 기존에는 정의되지 않았던 다중 송수신 안테나 기술의 인핸스드 레이어 적용 여부에 관한 정보와 다중 송수신 안테나 기술이 인핸스드 레이어에 어떻게 적용이 되었는지에 대한 정보를 시그널링하는 방송 신호 송수신 과정에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성한다(S510).

도 6을 참조하면, 지상파 방송 시스템의 전송 신호는 계층적 구조를 통하여 전송 정보를 단계적으로 획득하도록 구성되어 있다.

예를 들어, 송신부는 부트스트랩(BOOTSTRAP)(610)을 통하여 현재 프리앰블(PREAMBLE)(620)을 복조하기 위한 최소한의 전송 정보를 전달하고, 프리앰블(620)을 통하여 현재 채널 및 실제 페이로드 데이터가 전달되는 서브프레임(SUBGRAME)(630)의 전송 정보(L1-Signaling)을 전달한다.

전송 정보는 다시 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALING)(621)과 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)(622)의 단계로 구성되어 있다.

전송 기본 정보(621)는 방송 신호 전송 구조를 설명하기 위한 정보 및 기준 시간, 첫 번째 서브 프레임의 전체 전송 구조를 파악하기 위한 정보 등을 포함할 수 있다.

이 때, 각 서브 프레임은 다중화를 통하여 다수 개의 서로 다른 신호 품질을 갖는 페이로드 데이터 그룹인 피지컬 레이어 파이프(Physical Layer Pipe; PLP)들이 결합될 수 있다.

따라서, 전송 세부 정보(622)를 통해 첫 번째 서브 프레임 이후에 나오는 서브 프레임의 전체 전송 구조 및 첫 번째 서브 프레임을 포함한 전체 서브 프레임의 피지컬 레이어 파이프에 적용된 송신 방법에 대한 정보를 전달할 수 있다.

이 때, 다중 송수신 안테나 기술은 서브 프레임 단위로 적용될 수 있으므로, 서브 프레임 단위로 제1 시그널링 정보를 구성할 수 있다.

이 때, 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임에 대한 제1 시그널링 정보는 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALIN)에 포함되고, 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임 이후 현재 서브 프레임에 대한 제1 시그널링 정보는 프리앰블의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALLING)에 포함될 수 있다.

예를 들어, 첫 번째 서브프레임에 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화 결합을 적용하여 방송 신호를 송신하는 방법에 대한 시그널링은 도 7과 같이 정의할 수 있다.

도 7에 정의된 L1B_first_sub_mimo_ldm에 따르면, 첫 번째 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술을 적용하지 않는 경우 0의 값을 전달하고, 첫 번째 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술을 적용하는 경우 1의 값을 전달할 수 있다. 이 때, 도 7에 정의된 L1B_first_sub_mimo_ldm은 도 6에 도시된 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALING)(621)에 포함될 수 있다

다른 예를 들어, 첫 번째 서브 프레임 이후의 현재 서브 프레임에 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화 결합을 적용하여 방송 신호를 송신하는 방법에 대한 시그널링은 도 8과 같이 정의할 수 있다.

도 8에 정의된 L1D_mimo_ldm에 따르면, 첫 번째 서브 프레임의 이후의 현재 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술을 적용하지 않는 경우 0의 값을 전달하고, 다중 송수신 안테나 기술을 적용하는 경우 1의 값을 전달할 수 있다. 이 때, 도 8에 정의된 L1D_mimo_ldm은 도 6에 도시된 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)(622)에 포함될 수 있다

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성한다(S520).

도 9를 참조하면, 지상파 방송 시스템에 적용된 다중 송수신 안테나 기술은 스트림 컴바이닝(STREAM COMBINING)(910), IQ 편파 인터리빙(IQ POLARIZATION INTERLEACING)(920), 페이즈 호핑(PHASE HOPPING)(930) 세 단계의 세부 기술로 구성될 수 있다. 따라서, 방송 신호에 다중 송수신 안테나 기술이 적용하는 것은 세 가지 기술 전체가 적용되거나 일부 기술의 조합에 따라 적용될 수 있고, 다중 송수신 안테나 적용 방식은 적용된 기술이 무엇인지를 나타낼 수 있다.

이 때, 제2 시그널링 정보는 프리앰블의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALLING)에 포함될 수 있다.

즉, 제2 시그널링 정보는 도 6에 도시된 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)(622)에 포함될 수 있다

이 때, 제2 시그널링 정보는 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP)에 스트림 컴바이닝(STREAM COMBINING) 기술이 적용 되었는지 여부, 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙(IQ POLARIZATION INTERLEAVING) 기술이 적용되었는지 여부 및 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑(PHASE HOPPING)기술이 적용되었는지 여부를 포함할 수 있다.

이하에서는 도 10 내지 도 12를 기반으로 다중 송수신 안테나 기술을 인핸스드 레이어의 피지컬 레이어 파이프에 상세 적용하는 방법에 대한 시그널링 정보를 상세하게 설명하도록 한다.

예를 들어, 인핸스드 레이어의 피지컬 레이어 파이프에 스트림 컴바이닝 기술의 적용 여부를 나타낸 시그널링은 도 10과 같이 정의할 수 있다.

도 10에 정의된 L1D_plp_el_mimo_stream_combining에 따르면, 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프에 스트림 컴바이닝 기술을 적용하지 않는 경우 0의 값을 전달하고, 스트림 컴바이닝 기술을 적용하는 경우 1의 값을 전달할 수 있다.

다른 예를 들어, 인핸스드 레이어의 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙 기술의 적용 여부를 나타낸 시그널링은 도 11과 같이 정의할 수 있다.

도 11에 정의된 L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving에 따르면, 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙 기술을 적용하지 않는 경우 0의 값을 전달하고, IQ 편파 인터리빙 기술을 적용하는 경우 1의 값을 전달할 수 있다.

또 다른 예를 들어, 인핸스드 레이어의 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑 기술의 적용 여부를 나타낸 시그널링은 도 12와 같이 정의할 수 있다.

도 12에 정의된 L1D_plp_el_mimo_PH에 따르면, 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑 기술을 적용하지 않는 경우 0의 값을 전달하고, 페이즈 호핑 기술을 적용하는 경우 1의 값을 전달할 수 있다.

도 10 내지 도 12에 상응하게 정의된 세 가지 시그널링은 피지컬 레이어 파이프에 대한 세부 송신 방법에 대한 정보이므로 도 6에 도시된 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)(622)에 포함될 수 있다

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 제1 시그널링 정보 및 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성한다(S530).

이 때, 제1 시그널링 정보는 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 제2 시그널링 정보는 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성될 수 있다.

이 때, 계층 분할 다중화 기술만 지원하는 제1 수신기의 경우, 방송 신호를 수신하여 코어 레이어에 의한 신호만 복원하고, 인핸스드 레이어에 의한 신호는 잡음 신호로 처리할 수 있다.

이 때, 제1 수신기와 같은 기존 수신기가 코어 레이어 신호를 정상적으로 수신하기 위해서는 기존과 동일한 L1-Signaling 정보와 그 구성이 유지되어야 한다. 이 때, 도 1 및 도 2와 같은 전송 구조의 경우, 각 서브 프레임 및 서브 프레임 내에서 다중화되어 있는 신호들은 그대로 유지가 될 수 있다.

따라서, 인핸스드 레이어의 다중 송수신 안테나 기술 적용 여부와 다중 송수신 안테나 적용 방식에 대한 정보를 전송 기본 정보(L1-Basic Signaling)와 전송 세부 정보(L1-Detail Signaling)의 기존 시그널링 정보 이후에 추가하는 경우, 기존 수신기에 영향 없이 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술을 결합하여 송신 및 수신이 가능할 수 있다.

이하에서 설명하는 [표 1]과 [표 2]는 기존 수신기가 획득해야 하는 시그널링에 영향을 주지 않으면서 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합에 대한 정보를 제공할 수 있는 시그널링의 일 예를 나타낸 것이다.

Syntax No. of Bits Format

L1_Basic_Signaling() {
L1B_version 3 uimsbf
L1B_mimo_scattered_pilot_encoding 1 uimsbf
L1B_lls_flag 1 uimsbf
L1B_time_info_flag 2 uimsbf
L1B_return_channel_flag 1 uimsbf
L1B_papr_reduction 2 uimsbf
L1B_frame_length_mode 1 uimsbf
if(L1B_frame_length_mode=0){
L1B_frame_length 10 uimsbf
L1B_excess_samples_per_symbol 13 uimsbf
}else{
L1B_time_offset 16 uimsbf
L1B_additional_samples 7 uimsbf
}
L1B_num_subframes 8 uimsbf
L1B_preamble_num_symbols 3 uimsbf
L1B_preamble_reduced_carriers 3 uimsbf
L1B_L1_Detail_content_tag 2 uimsbf
L1B_L1_Detail_size_bytes 13 uimsbf
L1B_L1_Detail_fec_type 3 uimsbf
L1B_L1_Detail_additional_parity_mode 2 uimsbf
L1B_L1_Detail_total_cells 19 uimsbf
L1B_first_sub_mimo 1 uimsbf
L1B_first_sub_miso 2 uimsbf
L1B_first_sub_fft_size 2 uimsbf
L1B_first_sub_reduced_carriers 3 uimsbf
L1B_first_sub_guard_interval 4 uimsbf
L1B_first_sub_num_ofdm_symbols 11 uimsbf
L1B_first_sub_scattered_pilot_pattern 5 uimsbf
L1B_first_sub_scattered_pilot_boost 3 uimsbf
L1B_first_sub_sbs_first 1 uimsbf
L1B_first_sub_sbs_last 1 uimsbf
L1B_first_sub_mimo_ldm 1 uimsbf
L1B_reserved 47 uimsbf
L1B_crc 32 uimsbf
}

먼저, [표 1]은 첫 번째 서브 프레임에 관한 mimo와 ldm의 결합 기술의 적용여부를 나타내는 L1B_first_sub_mimo_ldm 시그널링을 포함하는 전송 기본 정보(L1_Basic_Signaling)의 일 예를 나타낸 것이다.

Syntax No. of Bits Format

L1_Detail_Signaling() {
L1D_version 4 uimsbf
L1D_num_rf 3 uimsbf
for(L1D_rf_id=1..L1D_num_rf){
L1D_bonded_bsid 16 uimsbf
reserved 3 bslbf
}
if(L1D_time_info_flag !=00){
L1D_time_sec 32 uimsbf
L1D_time_msec 10 uimsbf
if(L1B_time_info_flag !=01){
L1D_time_usec 10 uimsbf
if(L1B_time_info_flag !=10){
L1D_time_nsec 10 uimsbf
}
}
}
for(i=0..L1B_num_subframes){
if(i>0){
L1D_mimo 1 uimsbf
L1D_miso 2 uimsbf
L1D_fft_size 2 uimsbf
L1D_reduced_carriers 3 uimsbf
L1D_guard_interval 4 uimsbf
L1D_num_ofdm_sumbols 11 uimsbf
L1D_scattered_pilot_pattern 5 uimsbf
L1D_scattered_pilot_boost 3 uimsbf
L1D_sbs_first 1 uimsbf
L1D_sbs_last 1 uimsbf
}
If(L1B_num_subframes>0){
L1D_subframe_multiplex 1 uimsbf
}
L1D_frequency_interleaver 1 uimsbf
if(((i=0)&&(L1B_first_sub_sbs_first||L1B_first_sub_sbs_last))||
((i>0)&&(L1D_sbs_first|L1D_sbs_last))){
L1D_sbs_null_cells 13 uimsbf
}
L1D_num_plp 6 uimsbf

for(i=0..L1D_num_plp){
L1D_plp_id 6 uimsbf
L1D_plp_lls_flag 1 uimsbf
L1D_plp_layer 2 uimsbf
L1D_plp_start 24 uimsbf
L1D_plp_size 24 uimsbf
L1D_scrambler_type 2 uimsbf
L1D_plp_fec_type 4 uimsbf
if(L1D_plp_fec_type∈{0,1,2,3,4,5}){
L1D_plp_mod 4 uimsbf
L1D_plp_cod 4 uimsbf
}
L1D_plp_TI_mode 2 uimsbf
if(L1D_plp_TI_mode=00){
L1D_plp_fec_block_start 15 uimsbf
}else if(L1D_plp_TI_mode=01){
L1D_plp_CTI_fec_block_start 22 uimsbf
}
if(L1D_num_rf>0){
L1D_plp_num_channel_bonded 3 uimsbf
if(L1D_plp_num_channel_bonded>0){
L1D_plp_channel_bonding_format 2 uimsbf
for(k=0..L1D_plp_num_channel_bonded){
L1D_plp_bonded_rf_id 3 uimsbf
}
}
}
if(i=0&&L1B_first_sub_mimo=1)||(i>0&&L1D_mimo=1){
L1D_plp_mimo_stream_combining 1 uimsbf
L1D_plp_mimo_IQ_interleaving 1 uimsbf
L1D_plp_mimo_PH 1 uimsbf
}
if(L1D_plp_layer=0){
L1D_plp_type 1 uimsbf
if(L1D_plp_type=1){
L1D_plp_num_subslices 14 uimsbf
L1D_plp_subslice_interval 24 uimsbf
}
if(((L1D_plp_TI_mode=01)||
(L1D_plp_TI_mode=10))&&(L1D_plp_mod=0000)){
L1D_plp_TI_extended_interleaving 1 uimsbf
}
if(L1D_plp_TI_mode=01){
L1D_plp_CTI_depth 3 uimsbf
L1D_plp_CTI_start_row 11 uimsbf
}else if(L1D_plp_TI_mode=10){
L1D_plp_HTI_inter_subframe 1 uimsbf
L1D_plp_HTI_num_ti_blocks 4 uimsbf
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks_max 12 uimsbf
if(L1D_plp_HTI_inter_subframe=0){
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks 12 uimsbf
}else {
for(k=0..L1D_plp_HTI_num_ti_blocks){
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks 12 uimsbf
}
}
L1D_plp_HTI_cell_interleaver 1 uimsbf
}
}
}
L1D_bsid 16 uimsbf
for(i=0..L1B_num_subframes){
if(i>0){
L1D_mimo_ldm 1 uimsbf
}
if(i=0&&L1B_first_sub_mimo_ldm=1)||(i>0&&L1D_mimo_ldm=1){
for(i=0..L1D_num_plp){
if(L1D_plp_layer>0){
L1D_plp_el_mimo_stream_combining 1 uimsbf
L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving 1 uimsbf
L1D_plp_el_mimo_PH 1 uimsbf
}
}
}
}
L1D_reserved as needed
L1D_crc 32
}

또한, [표 2]는 첫 번째 서브 프레임 이후 서브 프레임에 관한 mimo와 ldm의 결합 기술의 적용 여부를 나타내는 L1D_mimo_ldm 시그널링과, 서브 프레임의 인핸스드 레이어 피지컬 레이어 파이프에 다중 송수신 안테나 기술이 어떻게 적용되었는지를 나타내는 L1D_plp_el_mimo_stream_combining 시그널링, L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving 시그널링 및 L1D_plp_el_mimo_PH 시그널링을 포함하는 전송 세부 정보(L1-Detail Signaling)의 일 예를 나타낸 것이다.

이 때, 다중 송수신 안테나 기술의 적용 방법에 관한 시그널링은 mimo와 ldm의 결합 기술이 적용되었을 때에만 송신될 수 있다.

이 때, 제1 수신기와 같은 기존 수신기의 경우, [표 1] 및 [표 2]에 나타낸 L1-Basic Signaling을 아는 범위인 L1B_first_sub_sbs_last까지 읽고 해석하여 동작할 수 있고, L1B_first_sub_mimo_ldm를 포함한 나머지는 L1B_reserved로 처리할 수 있다. 또한, L1-Detail Signaling을 해석 가능한 L1D_bsid까지 읽고 해석하고, 나머지는 L1D_reserved로 간주하여 동작할 수 있다.

따라서, 제1 수신기와 같은 기존 수신기는 수신된 지상파 방송 신호에 다중 송수신 안테나 기술이 적용되지 않았으나 계층 분할 다중화 기술은 적용되었다고 인지하고, 코어 레이어 신호만을 복조할 수 있다.

이 때 상기 지상파 방송 신호의 인핸스드 레이어 신호는 다중 송수신 안테나 기술이 적용되어 있으므로, 기존 수신기는 복조가 불가능한 잡음으로 인지할 수 있다.

이 때, 계층 분할 다중화 기술 및 다중 송수신 안테나 기술을 모두 지원하는 제2 수신기의 경우, 제1 시그널링 정보 및 제2 시그널링 정보를 기반으로 상기 코어 레이어에 의한 신호와 함께 인핸스드 레이어에 의한 신호도 복원할 수 있다.

예를 들어, 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화 결합 기술을 적용한 다수 개의 수신 안테나를 가진 제2 수신기의 경우, [표 1]의 실시예 따른 L1-Basic Signaling 구성의 L1B_first_sub_mimo_ldm 시그널링을 통해 첫 번째 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 안테나 기술이 적용되었는지에 관한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 다수의 서브 프레임이 존재하는 경우, [표 2]의 실시예에 따른 L1-Detail Signaling 구성의 L1D_mimo_ldm 시그널링을 통해 이어지는 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 안테나 기술이 적용되었는지 알 수 있다.

상기 두 개의 시그널링을 통해 제2 수신기가 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용되었음을 인지한 경우, 해당 서브 프레임 내의 인핸스드 레이어 피지컬 레이어 파이프에 실제 다중 송수신 안테나 기술을 구성하는 세부 요소 기술이 어떤 방식으로 적용되었는지는 L1D_plp_el_mimo_stream_combining, L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving, L1D_plp_el_mimo_PH 시그널링을 통해서 확인할 수 있다.

이 때, 어떤 서브 프레임의 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 제2 수신기는 두 개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 다중 송수신 안테나 신호가 전달된 경로(예: 송신 안테나 1에서 수신 안테나 1로, 송신 안테나 1에서 수신 안테나 2로, 송신 안테나 2에서 수신 안테나 1로, 수신 안테나 2에서 송신 안테나 2로의 채널) 전부에 대한 채널 추정 등을 수행하여 신호를 복조 할 수 있다.

이와 같은 방송 신호 송신 방법을 통해, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 적용된 방송 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 신호를 송출하고, 이에 접근하기 위한 시그널링 정보를 전달하는 경우에 효율적으로 방송 시스템의 성능을 향상시키고, 다양한 서비스를 제공할 수 있다.

도 14는 본 발명에 따라 LDM이 적용된 서브 프레임에 대해서만 인핸스드 레이어의 MIMO의 적용 여부를 나타내는 시그널링 정의의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 [표 3]과 도 14를 기반으로, 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALIN)에 포함하는 방송 신호 송신 방법에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

상기에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 제1 시그널링 정보 및 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성한다.

이 때, 제1 시그널링 정보는 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALIN)에 포함될 수 있다.

이 때, 제1 시그널링 정보는 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되거나 방송 신호의 전체 서브 프레임들 중 상기 계층 분할 다중화 기술이 적용된 서브 프레임에 대해서만 생성될 수 있다.

이하에서 설명하는 [표 3]은 전송 세부 정보(L1-Detail Signaling)의 구성만을 활용하여 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합이 적용된 송수신 방법에 관한 정보를 구성하는 일 예를 나타낸 것이다.

Syntax No. of Bits Format

L1_Detail_Signaling() {
L1D_version 4 uimsbf
L1D_num_rf 3 uimsbf
for(L1D_rf_id=1..L1D_num_rf){
L1D_bonded_bsid 16 uimsbf
reserved 3 bslbf
}
if(L1B_time_info_flag !=00){
L1D_time_sec 32 uimsbf
L1D_time_msec 10 uimsbf
if(L1B_time_info_flag !=01){
L1D_time_usec 10 uimsbf
if(L1B_time_info_flag !=10){
L1D_time_nsec 10 uimsbf
}
}
}
for(i=0..L1B_num_subframes){
if(i>0){
L1D_mimo 1 uimsbf
L1D_miso 2 uimsbf
L1D_fft_size 2 uimsbf
L1D_reduced_carriers 3 uimsbf
L1D_guard_interval 4 uimsbf
L1D_num_ofdm_sumbols 11 uimsbf
L1D_scattered_pilot_pattern 5 uimsbf
L1D_scattered_pilot_boost 3 uimsbf
L1D_sbs_first 1 uimsbf
L1D_sbs_last 1 uimsbf
}
if(L1B_num_subframes>0){
L1D_subframe_multiplex 1 uimsbf
}
L1D_frequency_interleaver 1 uimsbf
if(((i=0)&&(L1B_first_sub_sbs_first||L1B_first_sub_sbs_last))||
((i>0)&&(L1D_sbs_first|L1D_sbs_last))){
L1D_sbs_null_cells 13 uimsbf
}
L1D_num_plp 6 uimsbf

for(i=0..L1D_num_plp){
L1D_plp_id 6 uimsbf
L1D_plp_lls_flag 1 uimsbf
L1D_plp_layer 2 uimsbf
L1D_plp_start 24 uimsbf
L1D_plp_size 24 uimsbf
L1D_scrambler_type 2 uimsbf
L1D_plp_fec_type 4 uimsbf
if(L1D_plp_fec_type∈{0,1,2,3,4,5}){
L1D_plp_mod 4 uimsbf
L1D_plp_cod 4 uimsbf
}
L1D_plp_TI_mode 2 uimsbf
if(L1D_plp_TI_mode=00){
L1D_plp_fec_block_start 15 uimsbf
}else if(L1D_plp_TI_mode=01){
L1D_plp_CTI_fec_block_start 22 uimsbf
}
if(L1D_num_rf>0){
L1D_plp_num_channel_bonded 3 uimsbf
if(L1D_plp_num_channel_bonded>0){
L1D_plp_channel_bonding_format 2 uimsbf
for(k=0..L1D_plp_num_channel_bonded){
L1D_plp_bonded_rf_id 3 uimsbf
}
}
}
if(i=0&&L1B_first_sub_mimo=1)||(i>0&&L1D_mimo=1){
L1D_plp_mimo_stream_combining 1 uimsbf
L1D_plp_mimo_IQ_interleaving 1 uimsbf
L1D_plp_mimo_PH 1 uimsbf
}
if(L1D_plp_layer=0){
L1D_plp_type 1 uimsbf
if(L1D_plp_type=1){
L1D_plp_num_subslices 14 uimsbf
L1D_plp_subslice_interval 24 uimsbf
}
if(((L1D_plp_TI_mode=01)||
(L1D_plp_TI_mode=10))&&(L1D_plp_mod=0000)){
L1D_plp_TI_extended_interleaving 1 uimsbf
}
if(L1D_plp_TI_mode=01){
L1D_plp_CTI_depth 3 uimsbf
L1D_plp_CTI_start_row 11 uimsbf
}else if(L1D_plp_TI_mode=10){
L1D_plp_HTI_inter_subframe 1 uimsbf
L1D_plp_HTI_num_ti_blocks 4 uimsbf
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks_max 12 uimsbf
if(L1D_plp_HTI_inter_subframe=0){
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks 12 uimsbf
}else {
for(k=0..L1D_plp_HTI_num_ti_blocks){
L1D_plp_HTI_num_fec_blocks 12 uimsbf
}
}
L1D_plp_HTI_cell_interleaver 1 uimsbf
}
}
}
L1D_bsid 16 uimsbf
for(i=0..L1B_num_subframes){
L1D_mimo_ldm 1 uimsbf
if(L1D_mimo_ldm=1){
for(i=0..L1D_num_plp){
if(L1D_plp_layer>0){
L1D_plp_el_mimo_stream_combining 1 uimsbf
L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving 1 uimsbf
L1D_plp_el_mimo_PH 1 uimsbf
}
}
}
}
L1D_reserved as needed
L1D_crc 32
}

ATSC 3.0 기반 다중 송수신 안테나 기술은 프리앰블에는 적용하지 않는다.

또한, 계층 분할 다중화 기술의 적용과 그 방법에 대해서는 L1-Detail Signaling 구성에서 관련 시그널링을 제시하고 있기 때문에 [표 3]의 실시예처럼 L1-Detail Signaling 구성만 변경하여 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화의 결합에 대한 정보를 기술할 수도 있다.

이 때, 도 13에 도시된 것처럼, 첫 번째 서브 프레임을 포함하는 현재 서브 프레임에 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술의 결합이 적용이 되었는지를 나타내는 시그널링의 실시예인 L1D_mimo_ldm을 정의하여 사용할 수 있다.

즉, 도 7과 도 8의 실시예를 따르는 L1B_first_sub_mimo_ldm과 L1D_mimo_ldm을 도 13에 도시된 L1D_mimo_ldm 하나의 시그널링으로 결합하여 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 결합된 서브 프레임을 구분할 수 있다.

따라서, [표 3]의 경우, L1-Basic Signaling이 현재 지상파 방송 전송과 동일하기 때문에 기존 수신기에서 인지할 수 있는 시그널링 정보 구성의 변화를 좀 더 줄일 수 있다는 장점이 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같은 기존 수신기가 [표 3]과 같은 시그널링을 수신한 경우, 기존과 동일한 구성으로 송출된 L1-Basic Signaling 전체를 읽어 전송 정보를 획득하고, L1-Detail Signaling의 L1D_bsid까지의 정보를 획득한 뒤 코어 레이어로 전달되는 방송 신호를 복조할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같은 다중 송수신 안테나와 계층 분할 다중화 결합 기술을 지원하는 수신기가 [표 3]과 같은 시그널링을 수신한 경우, L1D_bsid 이후에 나타나는 L1D_mimo_ldm 시그널링을 통해 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용되었는지 확인할 수 있다. 또한, L1D_plp_el_mimo_stream_combining 시그널링, L1D_plp_el_mimo_IQ_interleaving 시그널링, L1D_plp_el_mimo_PH 시그널링을 통해 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술을 적용한 방법에 관한 정보를 획득하여 인핸스드 레이어 신호를 복조할 수 있다.

또한, [표 3]의 L1-Detail Signaling 구성의 실시 예를, 계층 분할 다중화 기술이 적용된 서브 프레임에 대해서만 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용되었는지를 알리는 시그널링으로 적용할 수 있다.

이미 기존 수신 기가 해석 가능한 시그널링 정보(L1D_bsid 이전의 시그널링 정보)로부터 각 서브 프레임 별 계층 분할 다중화 기술 적용 여부를 획득할 수 있기 때문에, 도 14에 도시된 것처럼 계층 분할 다중화가 적용된 서브 프레임에 대해서만 인핸스드 레이어의 다중 송수신 안테나 기술의 적용 여부를 나타낸 시그널링의 일 예인 L1D_mimo_ldm을 정의하여 사용할 수도 있다.

도 14에 정의된 L1D_mimo_ldm에 따르면, 계층 분할 다중화가 적용된 서브 프레임의 인핸스드 레이어 신호에 다중 송수신 안테나 기술이 적용되지 않는 경우 0을 전달하고, 적용된 경우 1을 전달할 수 있다.

이 때, LDM_mimo_ldm 시그널링 값이 1인 경우, 본 발명의 일 실시예를 따른 송신기는 도 10 내지 도 12의 실시예에 따른 인핸스드 레이어의 다중 송수신 안테나 기술 적용 방법을 추가로 전달할 수 있다.

따라서, 시그널링 정보 수를 줄여 전송 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 장치는 제1 시그널링 정보 생성부(1510), 제2 시그널링 정보 생성부(1520) 및 방송 신호 생성부(1530)를 포함한다.

제1 시그널링 정보 생성부(1510)는 계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLESING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성한다.

제2 시그널링 정보 생성부(1520)는 인핸스드 레이어에 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성한다.

이 때, 제2 시그널링 정보는 전송 세부 정보에 포함될 수 있다.

방송 신호 생성부(1530)는 제1 시그널링 정보 및 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성한다.

이 때, 계층 분할 다중화 기술 및 다중 송수신 안테나 기술을 모두 지원하는 제2 수신기의 경우, 제1 시그널링 정보 및 제2 시그널링 정보를 기반으로 코어 레이어에 의한 신호와 함께 인핸스드 레이어에 의한 신호도 복원할 수 있다.

이와 같은 방송 신호 송신 장치를 이용함으로써 다중 송수신 안테나 기술과 계층 분할 다중화 기술이 적용된 방송 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템에서 구현될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1600)은 버스(1620)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(1610), 메모리(1630), 사용자 입력 장치(1640), 사용자 출력 장치(1650) 및 스토리지(1660)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1600)은 네트워크(1680)에 연결되는 네트워크 인터페이스(1670)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1610)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(1630)나 스토리지(1660)에 저장된 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1630) 및 스토리지(1660)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1631)이나 RAM(1632)을 포함할 수 있다.

이 때, 도 15에 도시된 제1 시그널링 생성부(1510), 제2 시그널링 생성부(1520) 및 방송 신호 생성부(1530)는 도 16에 도시된 프로세서(1610)에 상응하는 것일 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 구현된 방법이나 컴퓨터에서 실행 가능한 명령어들이 기록된 비일시적인 컴퓨터에서 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들이 프로세서에 의해서 수행될 때, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들은 본 발명의 적어도 한 가지 측면에 따른 방법을 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 계층 분할 다중화 기술과 다중 송수신 안테나 기술의 결합 정보를 시그널링하는 방송 신호 송신 방법 및 이를 이용한 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

610: 부트스트랩 620: 프리앰블
630: 서브프레임 621: 전송 기본 정보
622: 전송 세부 정보 623: 페이로드 데이터
1510: 제1 시그널링 정보 생성부 1520: 제2 시그널링 정보 생성부
1530: 방송 신호 생성부
1600: 컴퓨터 시스템 1610: 프로세서
1620: 버스 1630: 메모리
1631: 롬 1632: 램
1640: 사용자 입력 장치 1650: 사용자 출력 장치
1660: 스토리지 1670: 네트워크 인터페이스
1680: 네트워크

Claims

계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLEXING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 단계;
상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALING)에 포함되고,
상기 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임 이후 현재 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 프리앰블의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2 시그널링 정보는
상기 전송 세부 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 시그널링 정보는
상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP)에 스트림 컴바이닝(STREAM COMBINING) 기술이 적용 되었는지 여부, 상기 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙(IQ POLARIZATION INTERLEAVING) 기술이 적용되었는지 여부 및 상기 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑(PHASE HOPPING)기술이 적용되었는지 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 상기 제2 시그널링 정보는 상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 계층 분할 다중화 기술만 지원하는 제1 수신기의 경우, 상기 방송 신호를 수신하여 코어 레이어에 의한 신호만 복원하고, 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호는 잡음 신호로 처리하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 계층 분할 다중화 기술 및 상기 다중 송수신 안테나 기술을 모두 지원하는 제2 수신기의 경우, 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 기반으로 상기 코어 레이어에 의한 신호와 함께 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호도 복원하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLEXING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 단계;
상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 시그널링 정보는
상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)에 포함되고,
상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 상기 제2 시그널링 정보는 상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보는
상기 방송 신호의 전체 서브 프레임들 중 상기 계층 분할 다중화 기술이 적용된 서브 프레임에 대해서만 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 방법.
계층 분할 다중화(LAYERED DIVISION MULTIPLEXING, LDM) 기술에 의한 인핸스드 레이어(ENHANCED LAYER)에 다중 송수신 안테나(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT, MIMO) 기술이 적용되었는지 여부를 나타내는 제1 시그널링 정보를 생성하는 제1 시그널링 정보 생성부;
상기 인핸스드 레이어에 상기 다중 송수신 안테나 기술이 적용된 경우, 다중 송수신 안테나 적용 방식을 나타내는 제2 시그널링 정보를 생성하는 제2 시그널링 정보 생성부; 및
상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 이용하여 방송 신호를 생성하는 방송 신호 생성부
를 포함하고
상기 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호의 프리앰블(PREAMBLE)의 전송 기본 정보(L1-BASIC SIGNALING)에 포함되고,
상기 방송 신호의 첫 번째 서브 프레임 이후 현재 서브 프레임에 대한 상기 제1 시그널링 정보는 상기 프리앰블의 전송 세부 정보(L1-DETAIL SIGNALING)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
삭제
청구항 111에 있어서,
상기 제2 시그널링 정보는
상기 전송 세부 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 시그널링 정보는
상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP)에 스트림 컴바이닝(STREAM COMBINING) 기술이 적용 되었는지 여부, 상기 피지컬 레이어 파이프에 IQ 편파 인터리빙(IQ POLARIZATION INTERLEAVING) 기술이 적용되었는지 여부 및 상기 피지컬 레이어 파이프에 페이즈 호핑(PHASE HOPPING)기술이 적용되었는지 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
청구항 111에 있어서,
상기 제1 시그널링 정보는 상기 방송 신호에 상응하는 서브 프레임 단위로 생성되고, 상기 제2 시그널링 정보는 상기 인핸스드 레이어에 해당하는 피지컬 레이어 파이프(PHYSICAL LAYER PIPE, PLP) 단위로 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 계층 분할 다중화 기술만 지원하는 제1 수신기의 경우, 상기 방송 신호를 수신하여 코어 레이어에 의한 신호만 복원하고, 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호는 잡음 신호로 처리하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 계층 분할 다중화 기술 및 상기 다중 송수신 안테나 기술을 모두 지원하는 제2 수신기의 경우, 상기 제1 시그널링 정보 및 상기 제2 시그널링 정보를 기반으로 상기 코어 레이어에 의한 신호와 함께 상기 인핸스드 레이어에 의한 신호도 복원하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.