KR20040033101A

KR20040033101A - 디지털방송 시스템의 전송장치 및 전송방법

Info

Publication number: KR20040033101A
Application number: KR1020020061997A
Authority: KR
Inventors: 장용덕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-21
Also published as: CN1489308A; CN1271855C; CN1855781A

Abstract

디지털방송 시스템의 전송장치 및 전송방법이 개시된다. 본 디지털방송 시스템의 전송장치는, 입력 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위의 부호화된 데이터를 출력하는 제1 인코더, 제1 인코더에서 출력되는 데이터를 재배열하는 블럭인터리버, 블럭인터리버에서 출력되는 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 재부호화된 데이터를 출력하는 제2 인코더, 제2 인코더에서 출력되는 데이터를 재배열하는 외부인터리버, 외부인터리버에서 출력된 데이터에 대해 컨볼루션 부호화하여 출력하는 컨볼루션 인코더, 컨볼루션 인코더에서 출력된 데이터를 다시 재배열하는 내부인터리버, 및 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 데이터 디지털 변조하여 송출하는 변조부를 구비한다. 이에 의해, 두개의 RS인코더를 다단으로 사용하여 오류정정 부호화과정을 수행하여, 하나의 RS 인코더를 사용한 경우보다 오류정정범위를 크게 할 수 있다.

Description

디지털방송 시스템의 전송장치 및 전송방법 {Apparatus and method for transmission of digital broadcasting system }

본 발명은 디지털방송 시스템의 전송장치 및 전송방법에 관한것으로, 더욱 상세하게는 다단의 오류정정 부호화 기능을 구비하여 오류정정의 범위가 넓은 디지털방송 시스템의 전송장치 및 전송방법에 관한 것이다.

디지털방송은 아날로그방송과 달리 디지털 부호체계를 통한 시스템 통합(integration)과 상호운용성(interoperability)이 가능하다는 이점이 있다. 이에 따라, 디지털방송은 컴퓨터와 네트워크를 동원한 이른바 미디어 융합(media convergence)의 핵이 될 수 있는 조건을 갖고 있으며, 대화형 기능이 가미되어 일방적이고 하향적이었던 아날로그방송 영역을 새롭게 바꾸는 계기가 되고 있다.

디지털방송의 통합 및 상호운용성이 보장되기 위해서는, 표준화가 선행되어야 한다. 디지털 지상파 DTV(Digital Television) 방송에 대한 전송방식의 경우, 현재 8-VSB(Vestigial Side Band)를 사용하는 미국방식과, COFDM(Coded Orthogonal Frequency Modulation)에 기초한 유럽방식이 제안된 상태이다. 더불어, 최근 중국에서는 청화대(Tsinghua University)의 DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia Television Broadcasting), TEEG(The HDTV Technical Expert Group)의 ADTB-T(Advanced Digital Television Broadcast-Terrestrial)와 BDB-T, 광파과학 연구원의 CDTB-T(Chinese Digital Television Broadcasting-Terrestrial), 및 성도전자과기대의 SMCC(Synchronized multi-Carrier CDMA)등 여러가지 전송방식이 제안되고 있다.

디지털방송의 전송시에는 막대한 양의 데이터 전송을 위해 신호원을 압축하여 전송해야 하므로, 채널에서 발생한 적은 오류라 하더라도 전체 시스템에는 매우 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 채널에서 발생한 오류를 줄이는 것이 필요하다. 오류를 줄이기 위해서는 전력을 증가시켜 SNR을 크게 하면 되지만, 전력이 증가되면 전력의 손실과 전송장치의 고출력화로 인한 비용상승, 채널간의 간섭 등의 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 디지털방송 시스템에서는 전력을 증가시키지 않고도 채널에서 발생하는 오류를 정정하기 위해서 오류정정 부호를 사용한다. 오류정정부호는 전력을 증가시키지 않고도 채널에서 발생한 오류를 정정할 수 있으므로, 수신장치에서 오류가 발생할 확률을 낮출 수 있다.

오류정정부호는 크게 ARQ(Automatic Repeat Request)와 FEC(Forward Error Correction)로 나눌 수 있다. ARQ는 수신측에서 오류가 검출되면 그 데이터를 다시 전송하라는 신호를 전송측에 보내면, 전송측에서 데이터를 재전송하는 방식이다. 이러한 방식은 수신측에서 전송측에 재전송하라는 신호를 보낼 수 있는 Return Channel이 필요하기 때문에 디지털방송에는 적합하지 않다. 반면에 FEC는 신호에 부가적인 심볼을 덧붙여서 전송하여, 채널에서 오류가 발생하면 수신측에서 대수학적 성질을 이용하여 채널 오류를 검출하거나 정정하는 것이다.

FEC는 크게 블럭부호(block code)와, 컨볼루션 부호(convolution code)로 나눌 수 있다. 블럭부호는 정보를 블럭으로 나누어 부호화 및 복호화하며, 여기에는Hamming 부호, BCH 부호, RS(Reed Solomon)부호 등이 있다. 이중에서 RS 부호는 거리특성이 우수하고 효율적인 부호화 및 복호화 알고리즘을 구비하기 때문에 디지털방송 시스템에서 가장 많이 사용되고 있다. RS 부호는 블럭단위로 오류검출 및 정정하므로 연집성 오류(burst error)를 정정하는 능력이 우수하다.

이에 반해, 컨볼루션 부호는 출력비트가 현재의 입력비트 뿐만 아니라 과거의 입력비트에도 영향을 받는 부호로서, 산발성 오류(random error)를 정정하는데 효과적이다. 컨볼루션 부호기의 복호기는 대부분 비터비 복호기를 사용하기 때문에 컨볼루션 부호를 비터비 부호라고도 한다.

도 1은 일반적인 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 일 예를 나타낸 블럭도이다.

도면을 참조하면, 디지털방송 시스템의 전송장치는, 크게 스크램블러(10), FEC부(20), 및 변조부(30)로 구성된다. FEC부(20)는, RS인코더(21), 외부 인터리버(22), 컨볼루션 인코더(23), 및 내부인터리버(24)로 구성된다. 그리고, 변조부(30)는, 맵핑부(31), IFFT부(32), 보호구간 삽입부(33), 동기정보 삽입부(34), 성형필터부(34), 및 RF부(36)로 구성된다.

스크램블러(scrambler)(10)는 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림(transport stream)의 각 바이트 값을 소정의 패턴에 따라 바꾸어 랜덤화한다.

FEC부(20)는 스크램블러(10)를 통해 입력되는 데이터에 대해 전송 중에 발생할 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다. 즉, RS인코더(Reed-Solomon encoder)(21)는 스크램블러(10)를 통과한 데이터를 입력받아 오류정정을 위해 블럭단위로 RS 부호화를 수행한다. RS 부호화에 의해, 오류정정을 위한 패티리가 부가되는데, 부가되는 패리티의 개수는 전송방식에 따라 차이가 있다.

외부인터리버(outer interleaver)(22)는 RS 인코더(21)에서 블럭단위로 부호화된 데이터를 재배열시켜, 발생 가능성이 있는 연집성 오류를 분산시키는 기능을 수행한다. 컨볼루션 인코더(23)는 외부인터리버(22)로부터 블럭단위로 재배열되어 출력되는 데이터를 컨볼루션 부호화하며, 컨볼루션 부호화된 비트는 내부인터리버 (inner interleaver)에서 다시 재배열되어 출력된다.

변조부(30)는, FEC부(20)에서 부호화되어 출력되는 데이터에 대해 디지털방송 시스템의 전송방식에 따른 적합한 디지털 변조를 수행한다. 도 1의 경우에는, 변조부(30)가 OFDM 변조방식을 사용하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 맵핑부(31)는 FEC부(20)에서 출력되는 데이터에 대해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude), 64-QAM 등과 같은 심볼로 맵핑(mapping)을 수행한다. IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(32)는 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 역 고속 퓨리에 변환을 수행한다. 보호구간 삽입부(33)는 멀티패스 환경에서 ISI(Inter symbol Interference)를 방지하기 위해 보호구간을 삽입하며, 동기정보삽입부(34)는 수신측에서 시간 동기 획득 및 채널 등화를 위한 동기정보를 삽입한다. 그리고, 성형필터부(35)는 동기정보가 씌워진 심볼에 대해 성형 필터링을 수행하며, RF부(36)는 성형 필터링된 심볼을 고주파증폭하여 안테나를 통해 송출한다.

상기한 바와 같이, 종래의 디지털방송 시스템의 전송장치에서는, 외부인코더(outer encoder)로 RS인코더(21)를 사용하고, 내부인코더(inner encoder)로 컨볼루션 인코더(23)를 사용하는 직렬연결 부호시스템(concatenated code system)을 많이 사용하고 있다. 직렬연결 부호시스템을 사용하여 오류정정 부호화된 데이터는, 수신장치에서 역으로 컨볼루션 디코더(convolution decoder), 디인터리버 (deinterleaver), 및 RS디코더(RS decoder)를 사용하여 발생한 오류를 정정한다. 외부인코더와 내부인코더로 각각 RS인코더(21) 및 컨볼루션 인코더(23)를 사용하는 이유는, 내부 부호로 사용된 컨볼루션 부호의 비터비 복호시 발생하는 오류형태가 산발성 오류보다는 연집성 오류인데, RS 부호는 블럭단위로 오류정정 하므로 연집성 오류에 강하기 때문이다.

그러나, 직렬연결 부호방식으로 오류정정 부호화를 하더라도, 수신장치에서 외부디코더로 사용되는 RS디코더의 정정범위를 벗어난 오류가 발생한 경우에는 오류를 정정하지 못하게 된다. RS디코더의 정정범위는 RS 부호화시 부가된 패러티의 개수와 관련되며, 이 정정범위를 초과하면 오류를 정정할 수 없다. 예컨대, RS 부호의 결과, 심볼당 8비트를 갖는 두개의 심볼까지 정정할 수 있도록 부호화되어 있다면, 3개의 심볼에서 발생하는 오류는 정정할 수 없으며, 이 경우, 해당 스트림 데이터는 폐기된다. 따라서, RS디코더의 정정범위를 벗어나 오류가 발생한 경우에도 오류를 정정할 수 있도록 하는 오류정정부호화 기능이 디지털방송 시스템의 전송장치에 필요하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 수신장치에 있는 디코더의 오류정정 범위를 벗어난 오류가 발생한 경우에도, 이를 정정할 수 있도록 하는 오류정정 부호화 기능을 구비한 디지털방송의 전송장치 및 전송방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 블럭도,

도 3은 도 2의 다단 오류정정부호 생성부의 상세 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 동작방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고

도 5a 및 도 5b는 다단 오류정정부호 생성부에서 생성하는 데이터 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 스크램블러200 : FEC부

210 : 다단 오류정정부호 생성부212 : 제1 RS인코더

214 : 블럭인터리버216 : 제2 RS인코더

220 : 외부인터리버230 : 컨볼루션 인코더

240 : 내부인터리버300 : 변조부

310 : 맵핑부320 : IFFT부

330 : 보호구간삽입부340 : 동기정보삽입부

350 : 성형필터부360 : RF부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털방송 시스템의 전송장치는, 입력 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 부호화된 데이터를 출력하는 제1 인코더, 상기 제1 인코더에서 출력되는 데이터를 재배열하는 블럭인터리버, 상기 블럭인터리버에서 출력되는 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 재부호화된 데이터를 출력하는 제2 인코더, 상기 제2 인코더에서 출력되는 데이터를 재배열하는 외부인터리버, 상기 외부인터리버에서 출력된 데이터에 대해컨볼루션 부호화하여 출력하는 컨볼루션 인코더, 상기 컨볼루션 인코더에서 출력된 데이터를 다시 재배열하는 내부인터리버, 및 상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 디지털 변조하여 전송하는 변조부를 포함한다.

바람직하게는, 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림을 랜덤화하여 상기 제1 인코더에 공급하는 스크램블러를 더 포함한다.

상기 제1 및 제2 인코더는, Reed-Solomon 부호를 사용하는 부호화하는 Reed-Solomon 인코더를 사용하며, 상기 블럭인터리버는, 입력되는 데이터의 비트가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 재배열하여 출력하는 블럭인터리버인 것이 바람직하다.

상기 변조부는, 상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 OFDM 변조방식에 의해 변조하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 변조부는, 상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 소정의 맵핑방식에 의해 맵핑하는 맵핑부, 상기 맵핑부에서 출력되는 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 역고속퓨리에 변환하여 출력하는 IFFT부, 상기 IFFT부로부터 출력되는 신호에 보호구간을 삽입하는 보호구간삽입부, 상기 보호구간이 삽입된 상기 시간영역의 OFDM 신호에 전송측과 수신측의 동기 및 채널등화를 위한 동기정보를 삽입하는 동기정보삽입부, 상기 동기정보가 삽입된 신호를 성형필터링하는 성형필터부, 및 상기 성형필터부로부터 출력되는 신호를 고주파변환하여 송출하는 RF부를 포함하도록 구성하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 디지털방송 시스템의 전송방법은, (a) 입력 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 부호화된 데이터를 출력하는 단계, (b) 상기 블럭단위로 부호화된 데이터를 재배열하는 단계, (c) 상기 재배열된 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 재부호화하는 단계, (d) 상기 재부호화된 데이터를 재배열하는 단계, (e) 상기 재부화되고 재배열된 데이터에 대해 컨볼루션 부호화하는 단계, (f) 상기 컨볼루션 부호화된 데이터를 다시 재배열하는 단계, 및 (g) 상기 다시 재배열된 데이터를 디지털 변조하여 전송하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림을 랜덤화하여 상기 (a)단계에 제공하는 단계를 더 포함한다.

상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계는, Reed-Solomon 부호를 사용하는 부호화하며, 상기 (b) 단계는, 입력되는 데이터의 비트가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 재배열하는 것이 바람직하다.

상기 (g) 단계는, OFDM 변조방식에 의해 변조하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 (g) 단계는, (g1) 상기 (f) 단계에서 출력되는 데이터를 소정의 맵핑방식에 의해 맵핑하는 단계, (g2) 상기 (g1)단계에서 출력되는 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 역 고속 퓨리에변환하여 출력하는 단계, (g3) 상기 (g2)단계에서 출력되는 신호에 보호구간을 삽입하는 단계, (g4) 상기 보호구간이 삽입된 신호에 전송측과 수신측의 동기 및 채널등화를 위한 동기정보를 삽입하는 단계, (g5) 상기 동기신호가 삽입된 신호를 성형필터링하는 단계, 및 (g6) 상기 성형필터링된 신호를 고주파 변환하여 송출하는 단계를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 다단 오류정정 부호화 기능을 구비한 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 블럭도이다.

도면을 참조하면, 본 디지털방송 시스템의 전송장치는, 스크램블러(100), FEC부(200), 및 변조부(300)로 구성된다. FEC부(200)는 다단 오류정정부호 생성부(210), 외부인터리버(220), 컨볼루션 인코더(230), 및 내부인터리버(240)로 구성된다. 그리고, 변조부(300)는 맵핑부(310), IFFT부(320), 보호구간 삽입부(330), 동기정보삽입부(340), 성형필터부(350), 및 RF부(360)로 구성된다.

스크램블러(scrambler)(100)는 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림(transport stream) 신호의 각 바이트 값을 소정의 패턴에 따라 바꾸어 랜덤화한다. 즉, 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림에 유사 임의 이진 신호열(Pseudo Random Binary Sequence)을 섞어서 입력신호의 상관도(correlation)를 없앤다. 이는 동기식 데이터 전송에서 00000000b 또는 11111111b 등과 같이 같은 숫자가 반복되어 동기신호를 상실하는 문제를 방지하기 위함이다. 이러한 과정은 수신장치에서 역으로 처리되어 원래의 값이 복원된다.

FEC부(200)는 입력되는 데이터에 대해 전송 중에 발생할 수 있는 오류정정을 위한 부호화를 수행한다. FEC부(200)의 다단 오류정정부호 생성부(210)는 스크램블러(100)를 통해 입력되는 데이터에 대해 전송 중에 발생할 수 있는 오류정정을 위해 코딩을 수행한다.

외부인터리버(220)는 다단 오류정정부호 생성부(210)에서 출력되는 데이터를 바이트 단위로 재배열시키는 인터리빙을 수행한다.

컨볼루션 인코더(230)는 외부인터리버(220)로부터 출력되는 데이터를 컨볼루션 부호화하며, 컨볼루션 비트화된 비트는 내부인터리버(inner interleaver)(240)에서 다시 재배열되어 출력된다.

내부 인터리버(240)는 비트 인터리버와 심벌 인터리버로 구성될 수 있으며, 이 경우, 비트인터리버는 비트 인터리빙이 가능한 데이터 블록에서 인터리빙을 수행하고, 심볼 인터리버는 DFDM의 경우, OFDM 심볼의 유효 캐리어를 소정 비트 크기의 워드로 맵핑시킨다.

변조부(300)는, FEC부(200)에서 부호화되어 출력되는 데이터에 대해 디지털방송 시스템의 전송방식에 따른 적합한 디지털 변조를 수행한다. 도2의 경우는, OFDM 방식의 변조를 수행하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 맵핑부(310)에서는 각각의 모드에 따라 인코딩된 OFDM 신호를 QPSK, 16QAM, 64QAM 등 심볼 성상도로맵핑시키며, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(260)는 주파수영역의 OFDM 신호를 시간영역의 OFDM 신호로 역 고속 퓨리에 변환을 수행한다. 보호구간삽입부(330)는 IFFT부(320)에서 출력되는 데이터에 대해 보호구간(GI)을 삽입한다. 이러한 보호구간(GI)은 심볼간의 간섭을 억제하기 위해 마련되며, N개의 샘플데이터로 이루어지는 오에프디엠 심볼 종단부의 소정개수의 샘플데이터를 오에프디엠 심볼의 선단부에 복사함으로써 마련된다.

동기정보삽입부(340)는 수신측에서 시간 동기 획득 및 채널 등화를 위한 동기정보를 삽입하고, 성형필터부(350)는 동기정보삽입부(340)로부터 출력되는 오에프디엠신호를 필터링한다. RF부(360)는 필터링된 오에프디엠 신호를 A/D 변환하고, 고주파 증폭하여 RF(Radio Frequency)로 변환시켜, 안테나를 통해 송출한다.

도 3은 도 2의 다단 오류정정부호 생성부(210)의 상세 블럭도이다.

도면을 참조하면, 다단 오류정정 부호기(210)는 제1 RS인코더(212), 블럭 인터리버(214) 및 제2 RS인코더(216)로 구성된다.

제1 RS인코더(212)는 입력되는 데이터를 RS 부호화시켜, 소정의 패러티를 부가한다. 블럭인터리버(214)는 RS 인코더(212)에서 블럭 단위로 부호화된 데이터를 재배열시켜, 발생할 가능성이 있는 연집성 오류를 분산시키는 기능을 수행한다. 제2 RS 인코더(114)는 블럭인터리버(214)로부터 출력되는 데이터에 대해 다시 RS 부호화시킨다.

도 4은 본 발명에 따른 디지털방송 시스템의 전송장치에 대한 동작방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

흐름도를 참조하면, 먼저 스크램블러(100)는 입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림(transport stream)에 유사 임의 이진 신호열(Pseudo Random Binary Sequence)을 섞어서 입력신호의 상관도(correlation)를 없애서 랜덤화하는 스크램블링을 수행한다(S400). MPEG-2 에서는 다양한 응용분야에 대응할 수 있도록 프로그램 스트림(Program stream)과 TS 스트림(Transport Stream)이라는 두가지 다중화 방법을 규정하고 있다. 다중화란 개별적으로 압축된 비디오, 오디오 및 데이터열을 전송하기 위해서 통합된 하나의 비트열로 만드는 것을 말한다. 프로그램 스트림은 CD-ROM과 같이 상대적으로 데이터의 오류나 손실이 적은 매체를 위해 정의된 다중화 방법이고, TS 스트림은 잡음이 많은 채널과 같은 전송오류나 데이터의 손실이 일어날 수 있는 환경을 위해 정의된 다중화 방법이다. 다중화된 열의 한 패킷은 188바이트의 고정된 크기이며, 여기서 한 바이트는 동기바이트이고, 나머지 187바이트는 정보데이터가 된다.

FEC부(200)의 제1 RS인코더(212)는 스크램블러(100)를 통과하여 스크램블링된 데이터에 대해 오류정정을 위해서 블럭단위로 RS 부호화를 수행한다(S410).

RS(Reed Solomon) 부호는 다른 부호 방식과는 달리 비이진 블럭 부호로서, 원소가 0 또는 1만으로 구성되지 않고, 0, 1, ..., 2^m-1까지의 비이진 원소로 구성된다. RS 부호화에 의해, k개의 입력 심볼로 구성된 하나의 블럭을 k보다 큰 n개의 부호심볼로 부호화한다. 따라서, n-k 개의 잉여 심볼(redundant symbol)이 추가되는데, 이를 리드 솔로몬 패리티라고 한다. RS 부호화에 의해 추가되는 패리티의개수는 188개의 심볼당 16개 혹은 20개 등과 같이 전송방식에 따라 달라질 수 있다. 수신장치에서는 부가된 패러티를 사용하여 수신된 데이터의 정확성을 판별한다. 정확성 판별결과, 오류가 검출되면, 수신장치는 오류의 위치를 찾아내어 왜곡된 데이트를 수정해서 원래의 신호로 복구한다. 일반적으로 부가된 패리티 개수의 절반 정도의 심볼 개수만큼 오류복구가 가능하며, 그 이상의 오류는 복구가 불가능하다.

블럭인터리버(214)는 제1RS 인코더(212)에서 블럭단위로 부호화된 데이터를 재배열하는 블럭인터리빙을 수행한다(S420). 블럭인터리버(214)가 데이터를 재배열하는 방식에는 여러가지 방식이 있으나, 가장 기본적인 방법은, 입력비트가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 출력하는 방식이다. 인터리버는 기본적으로 연집성 오류를 최대한 크게 분산시키는 일을 하는데, 부호화된 데이터가 인터리버에 의해 특정한 방법으로 변형되며 그 결과 원래의 비트는 인터리빙후에 몇 비트단위로 인접비트와 분리된다.

제2 RS 인코더(216)는 블럭인터리버(214)로부터 인터리빙되어 출력되는 데이터에 대해 다시 오류정정이 가능하도록 RS 부호화를 수행한다(S430).

도 5a 및 도 5b는, 제1 RS인코더(212) 및 제2 RS인코더(216)를 통과한 후의 데이터 포맷을 나타낸다. 도 5a 및 도 5b에서, Po는 제1 RS인코더(212)에 의해 부가된 패리티를 나타낸다. 도면에 도시한 바와 같이, 47개의 심볼당 8개의 패리티가 부가된다. Po가 부가되어 부호화된 데이터는 블럭인터리버(214)에 입력된다. 블럭인터리버(214)는 제1 RS인코더(212)에서 블럭단위로 부호화된 데이터가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 출력한다

블럭인터리버(214)를 통과하여 재배열된 데이터는, 다시 제2 RS인코더(216)에 입력되어 패리티 Pi가 부가된다. 도면에 도시한 바와 같이, 188 심볼당 20개의 패리티가 부가된다. 도 5b에서, Pp는 제1 RS인코더(212)에 의해 부가된 Po에 대한 패리티를 나타낸다.

외부인터리버(220)는 제2 RS인코더(216)에서 출력되는 데이터를 바이트 단위로 재배열시키는 인터리빙을 수행하여(S435), 채널에서 발생할 가능성이 있는 연집성 오류를 분산시킨다.

컨볼루션인코더(230)는 외부인터리버(220)에서 출력되는 데이터를 컨볼루션 부호화한다(S440). 컨볼루션 부호는 k 비트의 연속된 각 입력열을 n개의 출력 비트로 부호화시키며, 부호화는 입력비트와 이진 임펄스 응답의 컨볼루션으로 구성된다.

내부인터리버(inner interleaver)(240)는 컨볼루션인코더(230)에 의해 부호화된 데이터를 비트단위로 인터리빙을 수행하여(S450), 채널에서의 멀티패스에 의한 성능 열화를 개선하도록 한다.

이와 같이 다단 오류정정부호화된 데이터는, 변조부(300)에서 데이터 전송에 적합한 디지털 변조가 수행된다(S460).

상기한 방법에 의해 오류정정 부호화된 데이터는 수신장치에 전달된다. 수신장치에서도 전송장치에 대응하는 2개의 RS디코더로 구성되는 다단 오류정정 복호기를 사용하며, 이 경우, 첫번째 RS디코더에서 오류정정범위를 벗어나는 경우에는해당 스트림 데이터를 폐기하는 대신, erasure flag를 표시하여, 두번째 RS 디코더에 넘긴다. 두번째 RS디코더는 erasure flag 와 부가된 패러티를 사용하여 오류를 정정한다. 이 경우, erasure flag는 오류의 위치를 표시하므로, erasure flag 와 해당 패러티를 사용하면, 패러티만을 사용하여 오류를 정정하는 경우보다 오류정정의 범위가 배로 증가하게 된다. 따라서, 첫번째 RS디코더의 오류정정범위를 벗어난 오류가 발생한 경우에도, erasure flag를 표시한 데이터를 디인터리빙한 후 두번째 RS 디코더에서 오류정정을 수행함으로써 오류정정의 성능을 향상시킬 수 있게 있다.

상기한 오류정정 부호방식은, OFDM의 경우와 같이, 몇개의 연속된 부반송파들의 감쇄가 다른 부반송파에 비해 크게 나타나고, 이 때문에 부반송파의 신뢰성이 다른 부반송파들에 비해 감소하여 비트오류가 랜덤하게 분산되지 않고 연집되어 발생하는 경우 특히 효과가 있다. 그러나, 본 발명에서 사용하는 다단 오류정정 부호화 방식은 변조방식에 구애됨이 없이 다양한 디지털방송 시스템의 전송장치에서 적용하여, 오류정정의 범위를 넓게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 두개의 RS인코더를 다단으로 사용하여 다단 패리티를 부가하는 오류정정 부호화 과정을 수행하여, 하나의 RS인코더를 사용한 경우에 비해, 오류정정의 범위가 보다 커지게 된다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

입력 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 부호화된 데이터를 출력하는 제1 인코더;

상기 제1 인코더에서 출력되는 데이터를 재배열하는 블럭인터리버;

상기 블럭인터리버에서 출력되는 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 재부호화된 데이터를 출력하는 제2 인코더;

상기 제2 인코더에서 출력되는 데이터를 바이트단위로 재배열하는 외부인터리버;

상기 외부인터리버에서 출력되는 데이터를 컨볼루션 부호화하여 출력하는 컨볼루션 인코더;

상기 컨볼루션 인코더에서 출력된 데이터를 다시 재배열하는 내부인터리버; 및

상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 디지털 변조하여 전송하는 변조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
제1항에 있어서,

입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림을 랜덤화하여, 상기 제1 인코더에 공급하는 스크램블러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 인코더는, Reed-Solomon 부호를 사용하는 부호화하는 Reed-Solomon 인코더인 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
제1항에 있어서,

상기 블럭인터리버는,

입력되는 데이터가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 재배열하여 출력하는 블럭인터리버인 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 변조부는,

상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 OFDM 변조방식에 의해 변조하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
제5항에 있어서,

상기 변조부는,

상기 내부인터리버로부터 출력되는 데이터를 소정의 맵핑방식에 의해 맵핑하는 맵핑부;

상기 맵핑부에서 출력되는 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 역고속퓨리에 변환하여 출력하는 IFFT부;

상기 IFFT부로부터 출력되는 신호에 보호구간을 삽입하는 보호구간삽입부;

상기 보호구간이 삽입된 신호에 전송측과 수신측의 동기 및 채널등화를 위한 동기정보를 삽입하는 동기정보삽입부;

상기 동기정보가 삽입된 신호를 성형필터링하는 성형필터부; 및

상기 성형필터링된 신호를 고주파변환하여 송출하는 RF부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송장치.
(a) 입력 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 부호화된 데이터를 출력하는 단계;

(b) 상기 블럭단위로 부호화된 데이터를 재배열하는 단계;

(c) 상기 재배열된 데이터에 대해 오류정정이 가능하도록 블럭단위로 재부호화하는 단계;

(d) 상기 재부호화된 데이터를 재배열하는 단계;

(e) 상기 재부호화되고 재배열된 데이터를 컨볼루션 부호화하는 단계;

(f) 상기 컨볼루션 부호화된 데이터를 다시 재배열하는 단계; 및

(g) 상기 다시 재배열된 데이터를 디지털 변조하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.
제7항에 있어서,

입력되는 MPEG-2 포맷의 TS 스트림을 랜덤화하여 상기 (a)단계에 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.
제7항에 있어서,

상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계는, Reed-Solomon 부호를 사용하는 부호화하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.
제7항에 있어서,

상기 (b) 단계는,

입력되는 데이터의 비트가 행렬의 행단위로 입력되면, 열단위로 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 (g) 단계는, OFDM 변조방식에 의해 변조하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.
제11항에 있어서,

상기 (g) 단계는,

(g1) 상기 (f) 단계에서 출력되는 데이터를 소정의 맵핑방식에 의해 맵핑하는 단계;

(g2) 상기 (g1)단계에서 출력되는 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 역 고속 퓨리에변환하여 출력하는 단계;

(g3) 상기 (g2)단계에서 출력되는 신호에 보호구간을 삽입하는 단계;

(g4) 상기 보호구간이 삽입된 신호에 전송측과 수신측의 동기 및 채널등화를 위한 동기정보를 삽입하는 단계;

(g5) 상기 동기신호가 삽입된 신호를 성형필터링하는 단계; 및

(g6) 상기 성형필터링된 신호를 고주파 변환하여 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털방송 시스템의 전송방법.