KR20040083932A - 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭필러 구분 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 음영지역을 관할하는 캡 필러 장치 별로 고유한 ID를 파일로트 채널에 부여하여 각 캡 필러 장치로부터의 중계방송 신호를 가입자측 수신장치에서 구분할 수 있도록 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 지상의 방송센터로부터 위성방송 신호의 파일로트 채널에 존재하는 특정 구간을 식별정보의 삽입을 위한 구간으로 할당하여 방송위성으로 전송하는 제 1단계와, 음영지역을 관할하는 각 캡 필러 장치에서 방송위성으로부터 수신받은 파일로트 채널의 할당 구간에 각각 미리 설정된 개별적인 식별정보를 삽입하는 제 2단계 및, 음영지역에 위치한 가입자측 수신장치에서 캡 필러 장치로부터의 파일로트 채널에서 식별정보를 검출하여 각 캡 필러 장치로부터의 신호를 구분하는 제 3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법{METHOD FOR PUNCTUATING GAP FILLER USING PILOT CHANNEL IN DIGITAL SATELLITE BROADCASTING SYSTEM}

본 발명은 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 위성방송 신호의 직접 숫이 어려운 음영지역에 설치된 각 캡 필러 장치로부터의 중계방송 신호를 구분하기 위한 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting; DAB) 시스템 등과 같은 위성방송 시스템은 방송위성이나 통신 위성과 같은 인공위성을 이용하여 지상에 방송신호를 전송하도록 이루어진 것으로서, 지상의 방송센터로부터 전송되는 오디오 및 비디오의 멀티미디어 방송신호를 인공위성을 매개로 위성방송 수신장치에서 수신받아 영상/음성 재현할 수 있도록 되어 있고, 가입자측 위성방송 수신장치의 경우에는 영화나 음악, 교육 방송과 같이 전문화된 방송 프로그램의 종류에 따라 할당된 방송채널을 선택적으로 선국하여 원하는 방송프로그램의 시청이 가능하도록 되어 있다.

이러한 위성방송 시스템에서는 위성방송 신호의 채널 다중화 방식으로서 부호 분할 다중(Code Division Multiplex; CDM) 방식을 채용하고 있는 바, 방송위성으로 전송할 방송신호를 발생하는 지상의 방송센터에서는 방송신호를 Ku밴드의 TDM 방식(14GHz) 신호로 방송위성에 전송하게 되고, 방송위성에서는 방송신호를 12GHz를 갖는 Ku밴드의 TDM신호로 지상에 전송함과 동시에, 2.6GHz를 갖는 S-밴드의 CDM신호로 변환하여 지상의 가입자측 수신장치에 직접 전송하게 된다.

한편, 지상에서는 공중의 정지궤도상에서 운행되는 방송위성의 지향특성에 따라 예컨대 건물이나 구조물, 지형에 의해 방송신호의 수신이 어려운 음영지역에서 방송위성으로부터의 위성방송신호를 수신받아 음영지역에 위치한 가입자측 수신장치에 중계하는 소위 "캡 필러 장치(Gap Filler)"라고 칭해지는 위성방송 중계기(이하, 캡 필러 장치라 함)가 설치되어 있다.

즉, 도 1은 일반적인 디지털 위성방송 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면으로서, 디지털 위성방송 시스템에서 지상측은 오디오/비디오 소스(10)에서 예컨대 MPEG4 방식과 같은 비디오 압축방식으로 압축처리하고 예컨대 QPSK 방식과 같은 엔코딩 방식에 따라 엔코딩 처리된 비디오 데이터와, 예컨대 MPEG2 AAG 방식과 같은 오디오 압축 방식으로 압축처리하고 예컨대 QPSK 방식과 같은 엔코딩 방식에 따라 엔코딩 처리된 오디오 데이터가 발생되면, 방송 센터(20)에서는 오디오/비디오 소스(10)로부터의 오디오/비디오 데이터를 기준신호로서 파일로트 채널을 할당하여 위성전송 안테나(30)를 통해서 Ku-밴드의 CDM 신호와 Ku-밴드의 TDM 신호로 방송위성(40)에 전송한다.

그에 따라, 상기 방송위성(40)에서는 지상의 방송센터(20)로부터 수신받은 멀티미디어 위성방송 신호를 Ku-밴드의 TDM 신호와 S-밴드의 CDM 신호로 각각 지상에 전송하게 되는 바, 상기 Ku-밴드의 TDM 신호는 지상의 음영지역(60)에 배치된 캡 필러 장치(70)에서 수신받게 되는 반면에, S-밴드의 CDM 신호는 직접 가입자측 수신장치(50a)에 수신될 수 있게 된다.

한편, 상기 캡 필러 장치(70)에서는 상기 방송위성(400으로부터 수신받은 Ku-밴드의 TDM 신호를 음영지역(60)에 위치한 가입자측 수신장치(50b)에서 수신이 가능하도록 S-밴드의 CDM 신호로 변환하여 다시 전송하게 된다.

여기서, 상기 캡 필러 장치(70)는 상기 방송위성(40)으로부터의 디지털 위성방송 신호를 직접 수신받는 것이 어려운 각각의 음영지역(60)에 분포적으로 배치되어, 각각 관할하는 음영지역 내에 위치한 가입자측 수신장치가 정상적으로 위성방송 신호를 수신받아 재생할 수 있도록 신호 중계기능을 수행한다.

한편, 이러한 디지털 위성방송 시스템의 각각의 음영지역에 분포적으로 배치된 캡 필러 장치는 동일한 PN코드와 동일한 주파수로 중계방송 신호를 전송하도록 되어 있는 바, 도 2에 도시된 바와 같이 각각 관할하는 음영지역(A1∼A4)을 해소하기 위해 다수개의 캡 필러 장치(70a∼70d)가 배치되어 있는 경우에, 각각의 캡 필러 장치(70a∼70d)가 관할하는 다수의 음영지역(A1∼A4) 중에 적어도 2개 이상의 음영지역이 겹치는 위치(P)에 가입자측 수신장치가 위치하고 있는 상태에서는 각 캡 필러 장치(70a∼70d)로부터 전송되는 중계방송 신호를 구분하는 것이 어렵게 된다는 문제점이 있다.

즉, 복수의 음영지역이 중첩하는 위치(P)에 있는 가입자측 수신장치에서는 복수의 캡 필러 장치로부터의 중계방송 신호를 다중 경로(Multi-Path)를 통해 수신하게 되더라도, 그 수신장치 내부의 레이크 수신기로부터 대역 역확산 및 상관 검출이 이루어진 채널 별 방송신호를 합성(Combine)하는 과정에서 신호의 보간간섭이 되지 않고 상쇄간섭이 발생되어 특정 경로의 신호가 버려지게 됨에 따라, 정상적인 방송신호의 처리 및 재생이 불가능하게 된다는 문제점을 갖게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 각각의 음영지역을 관할하는 캡 필러 장치 별로 고유한 ID를 파일로트 채널에 부여하여 각 캡 필러 장치로부터의 중계방송 신호를 가입자측 수신장치에서 구분할 수 있도록 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 디지털 위성방송 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면,

도 2는 종래의 디지털 위성방송 시스템에서 다수개의 캡 필러 장치가 관할하는 음영지역이 중첩되는 상태를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 캡 필러 구분 방법을 구현하기 위한 캡 필러 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 위성방송의 지상 송신국으로부터 발생되는 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 구간이 널 데이터(Null Data)로 할당되는 상태를 예시적으로 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 캡 필러 장치에서 위성방송 신호의 파일로트 채널에 포함된 특정 제어 데이터 구간에 고유의 ID를 삽입하는 상태를 예시적으로 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 음영지역의 가입자측 수신장치에서 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 구간에 삽입된 캡 필러 장치 별 고유 ID를검출하는 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:오디오/비디오 소스, 20:방송 센터,

30:위성전송 안테나, 40:방송위성,

60:음영지역, 70:캡 필러 장치,

50a,50b:가입자측 수신장치, 100:저잡음 증폭부,

110:신호변환 처리부, 120:CDM 변환부,

130:전력 증폭부, 140:제어부.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일예에 따르면, 지상의 음영지역에각각 배치되는 캡 필러 장치가 방송위성으로부터의 TDM 위성방송 신호를 CDM 신호로 하향 변환하여 음영지역의 가입자측 수신장치에 중계하는 디지털 위성방송 시스템의 방송신호 중계방법에 있어서, 상기 위성방송 신호의 특정 채널에 각 캡 필러 장치를 개별적으로 구분하는 식별정보를 삽입하여 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 예에 따르면, 지상의 방송센터로부터 위성방송 신호의 파일로트 채널에 존재하는 특정 구간을 식별정보의 삽입을 위한 구간으로 할당하여 방송위성으로 전송하는 제 1단계와, 음영지역을 관할하는 각 캡 필러 장치에서 방송위성으로부터 수신받은 파일로트 채널의 할당 구간에 각각 미리 설정된 개별적인 식별정보를 삽입하는 제 2단계 및, 음영지역에 위치한 가입자측 수신장치에서 캡 필러 장치로부터의 파일로트 채널에서 식별정보를 검출하여 각 캡 필러 장치로부터의 신호를 구분하는 제 3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 3은 본 발명에 따른 캡 필러 구분 방법을 구현하기 위한 캡 필러 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용된 캡 필러 장치는 저잡음 증폭부(Low Noise Amplifier; LNA)(100)와, 신호변환 처리부(110), CDM 변환부(120), 전력 증폭부(130) 및, 제어부(140)로 구성된다.

상기 저잡음 증폭부(100)는 수신안테나를 통해 수신받은 방송위성으로부터의 TDM 방식의 위성방송 신호를 저잡음으로 증폭처리하게 되고, 신호변환 처리부(110)는 상기 저잡음 증폭처리된 위성방송 신호를 중간주파수 신호로 변환 및 필터링 처리를 수행한다.

상기 CDM 변환부(120)는 상기 신호변환 처리부(110)로부터의 중간주파수 형태의 방송신호를 CDM 방식의 중계방송 신호로 하향 변환하게 되고, 상기 전력 증폭부(130)는 상기 하향 변환된 CDM 방식의 중계방송신호를 전력증폭하여 전송 안테나를 통해 전송되도록 한다.

여기서, 상기 CDM 변환부(120)는 TDM 신호를 CDM 신호로 변환하는 때에 방송신호에 대한 n개의 정보채널 중에서 "0"번째 채널에 해당되는 파일로트 채널에 상기 제어부(140)로부터 부여되는 고유한 ID데이터를 삽입할 수 있도록 되어 있다.

상기 제어부(140)는 해당 캡 필러 장치에 개별적으로 할당되는 고유의 ID데이터를 보유한 상태에서, 상기 CDM 변환부(120)에서 TDM 방식의 방송신호를 CDM 신호로 변환하는 때에 파일로트 채널에 존재하는 특정 제어 데이터 구간에 고유 ID 데이터를 삽입하게 된다.

한편, 상기 파일로트 채널은 지상의 방송센터(도 1 참조)로부터 위성방송 신호를 전송하는 경우에, 가입자측 수신장치에 대해 방송신호의 간섭성 복조를 위한위상 기준을 제공하기 위해 n개의 정보 채널 중에 "0"번째 채널에 파일로트 신호를 첨부하도록 되어 있는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 그 파일로트 채널은 12.75msec의 프레임 길이를 갖추고서, 각각 3개의 파일로트 심볼(PS)과 제어 데이터 심볼(D1∼D51)이 상호 125μsec 단위로 교대로 존재하게 된다.

상기 파일로트 채널에서 ITU-R 규격에 따르면, 제 1제어 데이터 심볼(D1)은 유니크 워드(Unique Word)에 해당되고, 제 2제어 데이터 심볼(D2)은 프레임 카운터(Frame Counter)에 해당되며, 제 1 및 제 2제어 데이터 심볼(D1,D2)에는 리드 솔로몬 부호화와 길쌈 부호화를 적용하지 않는다. 또한, 제 3∼제 51제어 데이터 심볼(D3∼D51)에는 별도의 제어 데이터를 위해 사용되도록 정해져 있고, BPSK 방식의 부호화를 사용하면 각 심볼이 32비트로 할당될 수 있고, QPSK 방식의 부호화를 사용하면 64비트가 할당될 수 있다.

여기서, 상기 지상의 방송센터에서 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 심볼(예컨대 제 3제어 데이터 심볼(D3))에 캡 필러 장치의 고유 ID데이터가 삽입될 수 있도록 하기 위해, 항상 널 데이터(Null Data)를 할당하고 길쌈 부호화를 적용하지 않도록 한다.

한편, 상기 캡 필러 장치에서는 방송 위성을 매개로 파일로트 채널을 사용하는 경우에, 도 5에 도시된 바와 같이 해당 캡 필러 장치의 제어부(140)에서는 상기 지상의 방송센터와 미리 약정된 파일로트 채널 내의 특정 제어 데이터 심볼(예컨대 제 3제어 데이터 심볼(D3))에 여타의 캡 필러 장치와 구분되도록 개별적으로 부여되는 고유 ID데이터를 삽입하게 된다.

상기 파일로트 채널에는 상기 고유 ID가 삽입되는 특정 제어 데이터 심볼에 BPSK 방식의 부호화가 이루어지면 32비트로 구성될 수 있고, 엔코딩을 사용하지 않게 되면 최대 40억개 이상의 ID가 존재할 수 있게 되는 바, 상기 고유 ID의 신뢰도를 높히기 위해서 해당 ID만을 위한 별도의 다른 부호화를 적용하는 것도 바람직하다.

다음에, 특정한 가입자측 수신장치에서 중복되는 음영지역을 각각 관할하는 복수의 캡 필러 장치로부터의 파일로트 채널의 신호를 다중경로를 통하여 각각 수신받는 경우에, 도 6에 도시된 바와 같이 유니크 워드가 정의되어 있는 제 1제어 데이터 심볼(D1)과 프레임 카운터가 정의되어 있는 제 2제어 데이터 심볼(D2), 상기 캡 필러 장치의 고유 ID데이터가 삽입되는 특정의 제어 데이터 심볼(예컨대 제 3제어 데이터 심볼(D3))에 대해서는 비터비 복호화(Viterbi Decoding)을 수행하지 않도록 한다.

한편, 상기 가입자측 수신장치에서는 파일로트 채널 중에 나머지의 제어 데이터 심볼(D4∼D51)에 대해서 비터비 복호화를 수행하게 된다.

상기 가입자측 수신장치에서는 별도의 캡 필러 ID를 검출하는 회로를 통해서 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 심볼에 포함된 캡 필러 장치의 고유 ID를 검출하는 것이 필요하다.

여기서, 상기 캡 필러 장치는 파일로트 채널에 고유 ID를 삽입하는 기능이 별도의 리소스(Resource)를 점유하지 않고서도 얼마든지 가능하기 때문에, 별도의 전력을 사용하지 않고서도 구현이 가능하다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 위성방송 신호의 수신이 어려운 음영지역에서 방송신호를 중계하는 캡 필러 장치에 대해 개별적으로 부여된 고유 ID를 파일로트 채널에 삽입할 수 있도록 하여 각 캡 필러 장치가 관할하는 음영지역이 중첩된 위치에 있는 가입자측 수신장치에서 파일로트 채널로부터 캡 필러 ID를 검출하여 방송신호를 구분하는 것이 가능하도록 함에 따라, 가입자측 수신장치가 음영지역이 중첩되는 위치에 있더라도 위성방송 신호의 정상적인 수신 및 재생이 가능할 뿐만 아니라, 각 캡 필러 장치가 관할하는 음영지역의 중첩 여부를 고려하지 않고서도 보다 효율적인 지상망 구조의 설계가 가능하고, 보다 유연한 지상망 구축에 따라 경제적이고 효율적인 방송 통신망의 유지보수가 가능하게 된다는 효과를 갖게 된다.

Claims (14)

1. 지상의 음영지역에 각각 배치되는 캡 필러 장치가 방송위성으로부터의 TDM 위성방송 신호를 CDM 신호로 하향 변환하여 음영지역의 가입자측 수신장치에 중계하는 디지털 위성방송 시스템의 방송신호 중계방법에 있어서,

   상기 위성방송 신호의 특정 채널에 각 캡 필러 장치를 개별적으로 구분하는 식별정보를 삽입하여 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡 필러 장치를 개별적으로 구분하는 식별정보가 삽입되는 특정 채널은 위성방송 신호의 파일로트 채널인 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 식별정보는 파일로트 채널의 파일로트 심볼과 교대로 존재하는 제어 데이터의 특정 심볼에 삽입되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 식별정보는 상기 파일로트 채널에 존재하는 제어 데이터 중에 유니크 워드(Unique Word)가 정의된 제 1제어 데이터 심볼과, 프레임 카운터가 정의된 제 2제어 데이터 심볼을 제외한 나머지 제어 데이터의 심볼 중에 어느 하나에 삽입되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 파일로트 채널의 제 1제어 데이터 심볼과, 제 2제어 데이터 심볼 및, 식별정보가 삽입되는 특정 제어 데이터 심볼에 부호화가 적용되지 않도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 파일로트 채널에 삽입되는 식별정보는 각 캡 필러 장치 별로 개별적으로 할당된 고유 ID인 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 고유 ID는 각 갭 필러 장치에 개별적으로 할당되어 저장되고,

   각 캡 필러 장치에서 방송위성으로부터의 파일로트 채널에 각각 자신의 고유ID를 삽입하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 고유 ID가 삽입되는 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 심볼에 "0"값을 갖는 널 데이터(Null Data)가 할당되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
9. 지상의 방송센터로부터 위성방송 신호의 파일로트 채널에 존재하는 특정 구간을 식별정보의 삽입을 위한 구간으로 할당하여 방송위성으로 전송하는 제 1단계와,

   음영지역을 관할하는 각 캡 필러 장치에서 방송위성으로부터 수신받은 파일로트 채널의 할당 구간에 각각 미리 설정된 개별적인 식별정보를 삽입하는 제 2단계 및,

   음영지역에 위치한 가입자측 수신장치에서 캡 필러 장치로부터의 파일로트 채널에서 식별정보를 검출하여 각 캡 필러 장치로부터의 신호를 구분하는 제 3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 1단계에서, 상기 식별정보 삽입을 위해 할당되는 구간은 상기 파일로트 채널의 파일로트 심볼과 교대로 존재하는 제어 데이터 중에 유니크 워드가 정의된 제 1제어 데이터 심볼과, 프레임 카운터가 정의된 제 2제어 데이터 심볼을 제외한 나머지 제어 데이터의 심볼 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1단계에서, 상기 식별정보 삽입을 위해 할당되는 파일로트 채널의 특정 제어 데이터 심볼에는 "0"값을 갖는 널 데이터(Null Data)가 할당되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1단계는, 상기 파일로트 채널의 제 1제어 데이터 심볼과, 제 2제어 데이터 심볼 및, 식별정보의 삽입을 위해 할당된 특정 제어 데이터 심볼에 부호화가 적용되지 않도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 3단계는, 상기 파일로트 채널의 제 1제어 데이터 심볼과, 제 2제어데이터 심볼 및, 식별정보가 삽입된 특정 제어 데이터 심볼에 복호화가 적용되지 않도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2단계에서, 상기 파일로트 채널에 삽입되는 식별정보는 각 캡 필러 장치 별로 개별적으로 할당된 고유 ID인 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 시스템의 파일로트 채널을 이용한 갭 필러 구분 방법.