KR20060047770A - 수신 성능이 향상된 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의신호처리방법 - Google Patents

수신 성능이 향상된 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의신호처리방법 Download PDF

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Abstract

수신 성능을 향상시키는 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의 신호처리방법이 개시된다. 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기는, 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기는, 로부스트 데이터를 처리하여 소정 포맷의 데이터 패킷을 생성하는 로부스트 데이터 전처리부, 로부스트 데이터를 노멀 데이터와 결합하여 소정 포맷의 TS 스트림을 생성하는 TS 스트림 생성부, TS 스트림 생성부에서 출력된 TS 스트림을 랜덤화하는 랜덤화부, 랜덤화부에서 출력된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제1 RS 인코딩부, RS 인코딩부에서 출력된 데이터에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리빙부, 인터리빙부에서 출력된 데이터 중 로부스트 데이터에 대해 코딩 이득을 얻기 위한 인코딩을 수행하는 심볼프로세서, 및 심볼프로세서에서 출력된 데이터에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하는 트렐리스 인코딩부를 포함한다. 따라서, 기존 송수신 시스템과의 호환성을 유지하며, 노멀 스트림에 삽입되는 로부스트 데이터를 이용하여 열악한 멀티패스 채널에서 디지털 방송 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
ATSC VSB, 로부스트 데이터, 심볼 프로세서, 트렐리스 인코딩부, 정보 교환

Description

수신 성능이 향상된 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의 신호처리방법{Digital broadcasting transmission/reception system having improved receiving performance and signal processing method thereof}
도 1은 일반적인 디지털 방송(ATSC VSB) 송수신 시스템을 나타내는 블록도,
도 2는 ATSC VSB 데이터의 프레임 구조를 나타내는 도면,
도 3은 트렐리스 인코딩부의 구조를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기에서 생성되는 MPEG 패킷의 구조를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 트렐리스 인코딩부에서 출력되는 데이터의 포맷을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기를 나타내는 블록도,
도 7은 본 발명에 따른 심볼 프로세서의 구조를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 구조를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기의 동작 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 10은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
300 : 데이터 전처리부 305 : 노멀패킷포맷부
307 : TS 스트림 생성부 310 : 랜덤화부
320 : 제1 RS 인코딩부 330 : 인터리빙부
340 : 심볼프로세서 350 : 로부스트인터리빙부
360 : 데이터재처리부 370 : 트렐리스 인코딩부
410 : 복조부 420 : 등화부
470 : 로부스트 데이터 프로세서 480 : 로부스트 검출부
본 발명은 디지털 방송 송수신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열악한 채널 환경에서 로부스트 스트림의 수신 성능을 강화하여 노멀 스트림의 수신 성능까지 향상시킬 수 있는 디지털 방송 송수신 시스템 및 그의 신호처리방법에 관한 것이다.
미국향 지상파 디지털 방송 시스템인 ATSC(Advanced Television System Committee) VSB(Vestigial SideBand) 방식은 싱글 캐리어 방식이며 312세그먼트 단위로 필드 동기신호(field sync)가 사용되고 있다. 이로 인해 열악한 채널, 특히 도플러 페이딩 채널에서 수신성능이 좋지 않다.
도 1은 일반적인 미국향 지상파 디지털 방송 시스템으로서 ATSC DTV 규격에 따른 송수신기를 나타낸 블록도이다.
도 1의 디지털 방송 송신기는 MPEG-2 TS 스트림을 랜덤화시키는 랜덤화부(110), 채널에 의해 발생하는 오류를 정정하기 위해 연접 부호화기(Concatenated coder) 형태인 RS (Reed-Solomon) 인코딩부(120), RS 인코딩된 데이터에 대해 소정 패턴에 따라 인터리빙을 수행하는 인터리빙부(130)(B=52,M=4), 인터리빙된 데이터에 대해 2/3 비율로 트렐리스 인코딩을 수행하여 8 레벨 심볼로 맵핑을 수행하는 트렐리스 인코딩부(2/3 rate trellis encoder: 140)를 포함한다.
또한, 디지털 방송 송신기는 에러 정정 부호화된 데이터에 대해 세그먼트 동기신호(Segment Sync) 및 필드 동기신호(field Sync)를 삽입하는 다중화부(MUX: 150), 및 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호가 삽입된 데이터 심볼에 소정의 DC 값을 부가하여 파일럿 톤을 삽입하고 펄스 성형하여 VSB 변조를 수행하고 RF 채널 대역의 신호로 변환(up-converting)하여 전송하는 변조 및 RF부(Modulator/RF up-convertor: 160)를 더 포함한다.
따라서, 디지털 방송 송신기는 MPEG-2 전송 스트림을 데이터 랜덤화하고, 랜덤화된 데이터를 외부호화기(Outer coder)인 RS 인코더(120)를 통해 외부호화 하고, 부호화된 데이터는 인터리빙부(130)를 통해 데이터를 분산시킨다. 또한, 인터리빙된 데이터를 12심볼 단위로 트렐리스 인코딩부(140)를 통해 내부호화 하고, 내부호화 된 데이터를 8 레벨 심볼로 맵핑을 한 후 필드 동기신호와 세그먼트 동기신호를 삽입하고, 파일럿 톤을 삽입하여 VSB 변조를 하고 RF 신호로 변환하여 전송하게 된다.
한편, 도 1의 디지털 방송 수신기는 채널을 통해 수신된 신호에 대해 동기검출 및 복조를 수행하는 복조부(210), 복조된 신호에 대해 멀티패스에 의해 발생된 채널 왜곡을 보상하는 등화부(220), 등화된 신호에 대해 에러를 정정하고 심볼 데이터로 복호하는 트렐리스 디코딩부(Trellis decoder: 230), 디지털 방송 송신기의 인터리빙부(130)에 의해 분산된 데이터를 재 정렬하는 디인터리빙부(240), 에러를 정정하는 RS 디코딩부(RS decoder: 250), RS 디코딩부(260)를 통해 정정된 데이터를 역 랜덤화(derandomize)하여 MPEG-2 전송 스트림을 출력하는 역랜덤화부(Derandomizer: 260)를 포함한다.
따라서, 도 1의 디지털 방송 수신기는 디지털 방송 송신기의 역 과정으로 송신된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 복조 및 등화한 후 채널 디코딩을 수행하여 원 신호를 복원한다.
도 2는 미국향 지상파 DTV 시스템의 VSB 데이터 프레임을 나타낸다. 도 2에서 1개의 프레임은 2개의 필드로 구성되며 1개의 필드는 312 개의 데이터 세그먼트와 필드 싱크 세그먼트(field sync segment)로 구성된다.
도 2의 미국향 지상파 DTV 시스템의 VSB 데이터 프레임에서 1개의 세그먼트는 MPEG-2 패킷 하나에 대응된다. 도 2에서 1 프레임은 2 필드로 구성되며, 1 필드는 312개의 데이터 세그먼트와 필드 싱크 세그먼트로 구성된다. 또한, 1 세그먼트는 4 심볼의 세그먼트 싱크와 828 개의 데이터 심볼로 구성된다. 여기서, 싱크 신호인 세그먼트 싱크와 필드 싱크는 동기 및 등화를 위해 사용된다. 필드 싱크 및 세그먼트 싱크는 기지 시퀀스(Known sequence)로서 등화기에서 트레이닝 데이터 (Traning data)로 사용된다.
도 3은 도 1의 미국향 지상파 DTV 시스템의 트렐리스 인코딩부(140)의 구조를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 트렐리스 인코딩부(140)는 두 개의 입력단 중 하나에 연결되어 입력 비트에 대한 코딩 전처리를 수행하는 전처리부(Pre-coder)(141), 나머지 입력단에 연결되어 입력 비트에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하고, 2개의 비트를 출력하는 인코딩부(143) 및 전처리부(141)에서 출력된 하나의 비트와 인코딩부(143)에서 출력된 두 개의 비트에 대해, 즉 3개의 비트에 대해 8레벨의 심볼을 맵핑시키는 심볼맵핑부(145)를 포함한다.
상기한 바와 같은 미국향 지상파 DTV 시스템의 VSB 방식은 단일 반송파(Single carrier) 방식으로서 도 3의 트렐리스 인코딩부의 에러 수정 능력이 강하지 못하여 열악한 채널 환경에서 수신 성능 향상을 위해서는 높은 출력의 에너지가 필요하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 VSB 방식의 미국향 지상파 DTV 시스템에 있어서 기존 데이터 송신 형태인 노멀 스트림과 열악한 채널 상태에서 수신 성능을 개선한 로부스트 스트림을 결합하여 수신 성능을 향상시키는 디지털 방송 송수신 시스템 및 그 신호 처리 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기는, 로부스 트 데이터를 처리하여 소정 포맷의 데이터 패킷을 생성하는 로부스트 데이터 전처리부, 상기 로부스트 데이터를 노멀 데이터와 결합하여 소정의 포맷의 TS 스트림을 생성하는 TS 스트림 생성부, 상기 TS 스트림 생성부에서 출력된 상기 TS 스트림을 랜덤화하는 랜덤화부, 상기 랜덤화부에서 출력된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제1 RS 인코딩부, 상기 RS 인코딩부에서 출력된 데이터에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리빙부, 상기 인터리빙부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대해 코딩 이득을 얻기 위한 인코딩을 수행하는 심볼프로세서, 및 상기 심볼프로세서에서 출력된 데이터에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하는 트렐리스 인코딩부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 로부스트 데이터 전처리부는, 상기 로부스트 데이터를 RS 인코딩하는 제2 RS 인코딩부, 및 상기 제2 RS 인코딩부에서 출력된 데이터를 소정 단위씩 중복되도록 복사하고 상기 TS 스트림에 삽입하기 위해 소정 포맷으로 변환하는 로부스트 패킷포맷부를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터에 대해 상기 트렐리스 인코딩부의 인코딩을 위한 포맷으로 데이터를 재처리하는 데이터재처리부를 더 포함한다. ,
또한, 상기 데이터재처리부는, 상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 디인터리빙부, 상기 디인터리빙부에서 출력된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제3 RS 인코딩부, 및 상기 제3 RS 인코딩부에서 출력된 데이터에 대해 인티리빙을 수행하는 리인터리빙부를 포함하는 것이 바람직하 다.
한편, 상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대한 인터리빙을 수행하는 로부스트 인터리빙부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 심볼프로세서는, 상기 로부스트 데이터 전처리부에서 출력된 상기 데이터 중 일부에 대해 패리티 코딩을 수행하는 패리티코딩부를 포함하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 심볼프로세서는, 상기 패리티코딩부로부터 출력된 상기 데이터에 대해 소정 비율로 펑쳐링을 수행하는 펑쳐링부를 더 포함한다.
또한, 상기 패리티코딩부는, 상기 펑처링한 데이터에 "0" 및 "1"의 값 중 하나를 대치하여 삽입하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 심볼프로세서는, 상기 트렐리스 인코딩부에서 생성되는 프리코더(pre-coder)를 제거하기 위해, 입력된 상기 데이터 중 타 데이터에 대해 소정의 연산을 수행하는 프리코더제거부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법은, 로부스트 데이터를 처리하여 소정 포맷의 데이터 패킷을 생성하는 단계, 상기 로부스트 데이터를 노멀 데이터와 결합하여 소정의 포맷의 TS 스트림을 생성하는 단계, 상기 TS 스트림 생성부에서 출력된 상기 TS 스트림을 랜덤화하는 단계, 상기 랜덤화된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 단계, 상기 RS 인코딩된 데이터에 대해 인터리빙을 수행하는 단계, 상기 인터리빙된 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대해 코딩 이득을 얻기 위한 심볼 인코딩을 수행하는 단계 및 상기 인코딩된 데이터에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하는 단계를 포함한다.
이상의 디지털 방송 송신기에 대응하는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기는, 소정의 위치에 로부스트 데이터가 삽입된 신호를 수신하여 복조하는 복조부, 복조된 상기 신호로부터 상기 로부스트 데이터의 위치를 검출하는 로부스트 검출부, 복조된 상기 신호를 등화하는 등화부, 검출된 상기 로부스트 데이터의 위치를 이용하여 등화된 상기 신호 중 상기 로부스트 데이터에 대해 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 수행하는 디코딩부, 상기 디코딩부의 출력 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 디인터리빙부, 상기 디인터리빙부의 출력 데이터에 대해 역 랜덤화를 수행하는 역랜덤화부, 및 상기 역랜덤화부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터를 처리하여 재구성하는 로부스트 데이터 프로세서를 포함한다.
바람직하게는, 상기 디코딩부는, 상기 로부스트 데이터와 노멀 데이터를 분리하여 각각 디코딩을 수행한다.
더욱 바람직하게는, 상기 디코딩부는, 상호 정보를 교환하며 상기 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 소정 횟수 반복하여 수행한다.
한편, 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기를 위한 신호처리방법은, 소정의 위치에 로부스트 데이터가 삽입된 신호를 수신하여 복조하는 단계, 복조된 상기 신호로부터 상기 로부스트 데이터의 위치를 검출하는 단계, 검출된 상기 로부스트 데이터의 위치를 이용하여 복조된 상기 신호 중 상기 로부스트 데이터에 대해 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 수행하는 단계, 상기 디코딩부의 출력 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 단계, 상기 디인터리빙부의 출력 데이터에 대해 역 랜덤화를 수행하는 단계, 및 상기 역랜덤화부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터를 처리하여 재구성하는 단계를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 듀얼 스트림 EVBS 시스템의 디지털 방송 송신기를 나타내는 블록도이다.
디지털 방송 송신기는 로부스트 데이터의 수신 성능 향상을 위해 로부스트 데이터를 전 처리하는 데이터 전처리부(300), 노멀 데이터 처리를 위한 노멀패킷포맷부(305), 데이터 전처리부(300)와 노멀패킷포맷부(305)로부터 각각 출력된 로부스트 데이터와 노멀 데이터를 결합하여 MPEG 패킷을 출력하는 TS 스트림생성부(307)을 포함한다.
데이터 전처리부(300)는 로부스트 스트림에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제2RS 인코딩부(301) 및 RS 인코딩된 로부스트 스트림을 소정 포맷에 따라 포맷하는 로부스트패킷포맷부(303)를 포함한다.
도 4는 TS 스트림생성부(307)에 의해 생성된 MPEG 패킷의 구조를 나타낸다. TS 스트림생성부(307)는 입력되는 노멀 MPEG 패킷과 로부스트 MPEG 패킷으로부터 하나의 패킷에 노멀 스트림과 로부스트 스트림이 동시에 존재하도록 새로운 MPEG 패킷을 재구성한다. 여기서, 로부스트 스트림은 도 4에 도시된 바와 같이 특정 위치에 고정하되 그 스트림의 길이는 조절하여 전송하는 것이 바람직하며, 삽입되는 로부스트 스트림의 길이 등 그 데이터 양에 대한 정보는 AF 헤더를 통해 임의로 조 절하여 전송할 수 있다.
노멀패킷포맷부(305)는 AF 헤더와 로부스트 스트림이 삽입될 위치를 널 데이터로 하고 이를 제외한 페이로드(Payload) 부분에 유효 데이터가 있는 노멀 스트림을 삽입하여 노멀 MPEG 패킷을 출력한다.
또한, 데이터 전처리부(300)에서는 RS 인코딩된 로부스트 스트림을 로부스트패킷포맷부(303)를 통해 이중으로 복사(duplicate)하여 로부스트 MPEG 패킷을 출력한다.
또한, 디지털 방송 송신기는 TS 스트림생성부(307)에서 생성된 MPEG 패킷에 대해 데이터를 랜덤화하는 랜덤화부(310), 랜덤화된 MPEG 패킷에 대해 데이터를 인코딩하는 제1 RS 인코딩부(320) 및 RS 인코딩된 데이터에 대해 소정 패턴에 따라 인터리빙을 수행하는 인터리빙부(330)을 포함한다.
또한, 디지털 방송 송신기는 인터리빙부(330)에서 출력된 패킷 중 로부스트 스트림에 대해 인코딩을 수행하는 심볼프로세서(340), 심볼프로세서(340)에서 출력된 로부스트 스트림에 대해 인터리빙을 수행하는 로부스트인터리빙부(350), 로부스트 인터리빙부(350)에서 출력된 패킷에 대해 트렐리스 인코딩부(370)에서의 인터딩을 위해 소정의 데이터 처리를 수행하는 데이터 재처리부(360) 및 인터리빙된 데이터에 대해 2/3 비율로 트렐리스 인코딩을 수행하는 트렐리스 인코딩부(370)를 포함한다.
데이터재처리부(360)는 분산된 데이터를 재 정렬하는 디인터리빙부(361), 재 정렬된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제3 RS 인코딩부(363) 및 트렐리스인 코딩부(370)에서의 인코딩을 위해 소정의 패턴에 따라 데이터를 인터리빙하는 리인터리빙부(365)를 포함한다.
도 5는 트렐리스 인코딩부(370)에서 출력된 데이터의 포맷을 나타낸 도면이다. MPEG 패킷의 특정 위치에 로부스트 스트림을 삽입하면, 심볼프로세서(340)에 입력되어 인코딩되고 트렐리스 인코딩부(370)를 통해 다시 인코딩된 패킷은 도 5에 도시된 바와 같이 로부스트 스트림이 연속해서 모인 형태가 된다. 따라서, 이러한 포맷의 데이터에 대해서는 수신측에서 프레임 단위로 동작하는 MAP (maximum a posteriori probability) 디코딩을 간단하게 수행할 수 있어 로부스트 스트림의 수신 성능이 향상되게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 심볼 프로세서의 구조를 나타내는 도면이다.
심볼프로세서(340)는 노멀 스트림 부분은 그대로 통과시키며, 로부스트 스트림에 대해서는 프리 디스턴스(free distance)를 늘려 코딩 이득을 얻을 수 있도록 추가적인 코딩을 수행한다.
심볼프로세서(341)는 프리코더제거부(341), 패리티코딩부(343), 및 펑쳐링부(345)를 포함한다. 프리코더제거부(341)는 트렐리스 인코딩부(370)의 프리코더가 제거되도록 로부스트 스트림 비트에 대해 역 연산을 수행하여 "x2"를 출력한다. 따라서, 출력 "x2"는 트렐리스 인코딩부(370)를 통과하면서 프리 코더가 제거된다.
패리티코딩부(343)는 이중으로 복사된 로부스트 스트림 비트 중 하나를 순서대로 입력받아 패리티 코딩을 수행한다. 또한, 트렐리스 인코딩부(370)의 코딩 이득을 크게 하면 수신측 디코딩부의 정보 교환의 성능이 향상되므로, 이를 위해 펑 쳐링부(345)는 패리티를 1/2 레이트로 펑쳐링하여 중간에 "1" 또는 "0"의 값을 삽입한다.
심볼 프로세서(340)의 출력은 트렐리스 인코딩부(370)의 도 3에 도시된 바와 같은 인코딩부의 입력인 "x2"로 인입되고, 패리티는 "x1"으로 인입된다. 이 경우 상기한 바와 같이 패리티는 펑쳐링되어 중간에 1 또는 0이 삽입된다. "1"이 삽입된 위치는 "x1"이 그대로 "Z1"이 되므로 "-3,-1,5,7" 의 매핑 값을 가지는 4 VSB가 되고, "0"이 입력되면 "-7,-5,1,3"의 매핑값을 가지는 4 VSB가 된다. 즉, 트렐리스 인코딩부(370)에서 출력된 값은 펑쳐링에 의해 8VSB와 4VSB가 번갈아 나타나게 되고 트렐리스 인코딩부(370)의 코딩 이득이 향상된다.
도 8은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 구조를 나타내는 도면이다. 수신기는 채널을 통해 수신된 신호를 복조하는 복조부(410), 채널의 멀티패스에 의한 채널왜곡을 보상하는 등화부(420), 에러를 정정하고 노멀 스트림과 로부스트 스트림의 코딩 방식에 따라 각각 역으로 심볼 데이터로 복호하는 비터비 디코딩부(Viterbi decoder: 430), 복호된 데이터에 대해 분산된 데이터를 재 정렬하는 디인터리빙부(440), 디인터리빙된 데이터에 대해 에러를 정정하는 RS 디코딩부(RS decoder: 450), 및 정정된 데이터를 역 랜덤화하는 역랜덤화부(Derandomizer: 660)를 포함한다. 따라서, 수신된 신호 중 노멀 데이터는 상기한 바와 같은 구조를 통해 처리된다.
한편, 수신기는 복조부(410)를 통해 복조된 데이터 스트림으로부터 로부스트 데이터의 위치를 검출하는 로부스트 검출부(Robust location generator:480) 및 검 출된 로부스트 데이터의 위치에 따라 로부스트 데이터를 복호하는 로부스트 데이터 프로세서(470)를 포함한다.
비터비 디코딩부(430)는 트렐리스 디코딩부(미도시)와 컨벌루션 디코딩부(미도시)를 포함하는 2개의 디코딩부로 구성되어 상호 디코딩 신뢰성 정보 교환을 수행하면서 성능을 향상시킨다. 비터비 디코딩부(430)는 등화부(420)를 통해 등화된 데이터 스트림에서 로부스트 데이터 검출부(480)에서 검출된 로부스트 데이터의 위치에 따라 로부스트 스트림이 입력되면 디코딩 신뢰성 정보를 교환하며 로부스트 스트림을 복호한다. 이 과정에서, 펑쳐링된 패리티 데이터를 사용하여 로부스트 스트림을 복호하여 정보를 교환하며 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 서로 반복적으로 수행함으로써 데이터 복호의 정확성을 높일 수 있다. 즉, 트렐리스 디코딩에 의한 복호값을 이용하여 컨벌루션 디코딩을 수행하고, 컨벌루션 디코딩에 의한 복호값을 이용하여 다시 트렐리스 디코딩을 수행하는 과정을 반복하면 복호의 정확성을 높일 수 있으며, 요구되는 정확성에 도달하면, 복호 과정을 종료한다.
한편, 펑쳐링된 패리티 데이터의 사용은 등화부(420)의 성능 향상에도 일조할 수 있다. 복호화된 로부스트 스트림은 디인터리빙부(440), RS 디코딩부(450) 및 역랜덤화부(460)를 거쳐 로부스트 데이터 프로세서(470)로 입력되어 재구성되고 처리된다.
도 9는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신기의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 우선 로부스트 스트림에 대해 RS 인코딩을 수행하고, RS 인코딩된 로부스트 스트림을 소정 포맷에 따라 포맷하여 로부스트 데이터를 전처리한다(S510).
전처리되는 로부스트 스트림의 포맷은 도 4에 도시된 바와 같이 특정 위치에 고정하기 위해 그 스트림의 길이를 조절할 수 있으며, 로부스트패킷포맷부(303)는 로부스트 데이터 전처리시 RS 인코딩된 로부스트 스트림을 이중으로 복사(duplicate)하여 로부스트 MPEG 패킷을 생성하여 출력한다.
한편, 노멀패킷포맷부(305)는 AF 헤더와 로부스트 스트림이 삽입될 위치를 널 데이터로 하고 이를 제외한 페이로드(Payload) 부분에 유효 데이터가 있는 노멀 스트림을 삽입하여 노멀 MPEG 패킷을 출력함으로써 노멀 데이터를 전처리한다(S520).
이어서, TS 스트림생성부(307)는 입력되는 노멀 MPEG 패킷과 로부스트 MPEG 패킷으로부터 하나의 패킷에 노멀 스트림과 로부스트 스트림이 동시에 존재하도록 조합하여 새로운 MPEG 패킷을 재구성한다(S530). 여기서, 로부스트 스트림은 도 4에 도시된 바와 같이 노멀 MPEG 패킷 중 특정 위치에 고정하여 삽입되며, 삽입되는 로부스트 스트림의 길이 등 그 데이터 양에 대한 정보는 AF 헤더에 저장된다.
그리고, 디지털 방송 송신기는 TS 스트림생성부(307)에서 생성된 MPEG 패킷에 대해 기존의 에러 정정 부호화 과정, 즉 데이터를 랜덤화하고, 랜덤화된 MPEG 패킷에 대해 데이터를 RS 인코딩하며 RS 인코딩된 데이터에 대해 소정 패턴에 따라 인터리빙을 수행하는 과정을 수행한다(S540).
이어서, 심볼프로세서(340)는 인터리빙부(330)에서 출력된 패킷 중 로부스트 스트림에 대해 추가적인 인코딩을 수행한다(S550). 즉, 심볼프로세서(340)는 프리코더제거부(341), 패리티코딩부(343), 및 펑쳐링부(345)를 통해, 트렐리스 인코딩부(370)에서 생성되는 프리코더가 제거되도록 로부스트 스트림 비트에 대해 역 연산을 수행하여 "x2"를 출력하고, 이중으로 복사된 로부스트 스트림 비트 중 하나를 순서대로 입력받아 패리티 코딩을 수행하며, 코딩된 패리티를 1/2 레이트로 펑쳐링하여 중간에 "1" 또는 "0"의 값을 삽입한다.
그리고, 로부스트 인터리빙부(350)는 심볼프로세서(340)에서 출력된 로부스트 스트림에 대해 인터리빙을 수행하며, 데이터 재처리부(360)는 로부스트 인터리빙부(350)에서 출력된 패킷에 대해 트렐리스 인코딩부(370)에서의 인터딩을 위해 소정의 데이터 처리를 수행한다.
이어서, 트렐리스 인코딩부(370)는 입력되는 데이터에 대해 2/3 비율로 트렐리스 인코딩을 수행한다(S560). 트렐리스 인코딩부(370)를 통해 출력되는 패킷은 도 5에 도시된 바와 같이 로부스트 스트림이 연속해서 모인 형태가 된다.
도 10은 본 발명에 따른 디지털 수신기의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다.
도면을 참조하면, 복조부(410)는 수신된 신호에 대한 복조를 수행한다(S610).
그리고, 등화부(420)는 복조된 신호로 부터 채널 왜곡을 보상하고 수신된 심볼의 상호간섭을 제거하여 등화를 수행한다(S620).
한편, 로부스트검출부(480)는 복조된 데이터로부터 로부스트 데이터의 위치를 검출하고 이를 디코딩부(430)로 출력한다(S640).
이어서, 디코딩부(430)는 등화부(420)를 통해 등화된 데이터 중 로부스트 스트림과 노멀 스트림에 대해 별도의 과정을 통해 복호한다(S640).
즉, 디코딩부(430)는 트렐리스 디코딩부(미도시)와 컨벌루션 디코딩부(미도시)를 포함하는 2개의 디코딩부로 구성되어 로부스트 스트림에 대한 복호시 상호 디코딩 신뢰성 정보 교환을 수행하면서, 로부스트 데이터 중 펑쳐링된 패리티 데이터를 사용하여 로부스트 스트림을 복호하고 트렐리스 디코딩에 의한 복호값을 이용하여 컨벌루션 디코딩을 수행하고, 컨벌루션 디코딩에 의한 복호값을 이용하여 다시 트렐리스 디코딩을 수행하는 과정을 반복하여 복호의 정확성을 높인다.
그리고, 디코딩된 데이터에 대해 디인터리빙을 통해 데이터를 재 정렬하고 RS디코딩을 통해 에러를 정정한다(S650).
이어서, 에러 정정된 데이터에 대해 역 랜덤화를 수행하여(S660), 로부스트 데이터 스트림은 로부스트 데이터 프로세서(470)로 전송하여 처리한다.
본 발명에 따르면 미국향 지상파 DTV 시스템의 VSB 방식의 수신 성능 향상을 위해 노멀 데이터와 로부스트 데이터를 결합하여 하나의 MPEG-2 패킷으로 구성하고 수신측에서 로부스트 데이터의 위치를 검출하여 로부스트 데이터에 대해 트렐리스 디코딩부와 컨벌루션 디코딩부를 사용하여 정보 교환을 수행하며 복호함으로써 열악한 멀티패스 채널 환경하에서 로부스트 데이터의 수신 성능이 향상될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 디지털 방송 송수신 방법은 ATSC에서 제안한 기존 수신기와의 호환성이 있으며, 미국향 지상파 DTV 시스템인 ATSC VSB 방식의 수신성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 미국향 지상파 DTV 시스템인 ATSC VSB 방식의 수신성능을 향상시키기 위해 로부스트 스트림을 노멀 스트림과 결합하여 MPEG-2 패킷을 생성하고 인코딩하여 전송하며 수신측에서는 로부스트 스트림의 위치를 검출하여 두 개의 디코딩부를 사용하여 정보 교환을 통해 디코딩하여 로부스트 스트림의 수신성능이 향상된다.
따라서, 기존 시스템과의 호환성을 가지며, 열악한 채널 환경에서 데이터 수신 성능이 향상된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (24)

  1. 로부스트 데이터를 처리하여 소정 포맷의 데이터 패킷을 생성하는 로부스트 데이터 전처리부;
    상기 로부스트 데이터를 노멀 데이터와 결합하여 소정의 포맷의 TS 스트림을 생성하는 TS 스트림 생성부;
    상기 TS 스트림 생성부에서 출력된 상기 TS 스트림을 랜덤화하는 랜덤화부;
    상기 랜덤화부에서 출력된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제1 RS 인코딩부;
    상기 RS 인코딩부에서 출력된 데이터에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리빙부;
    상기 인터리빙부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대해 코딩 이득을 얻기 위한 인코딩을 수행하는 심볼프로세서; 및
    상기 심볼프로세서에서 출력된 데이터에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하는 트렐리스 인코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로부스트 데이터 전처리부는,
    상기 로부스트 데이터를 RS 인코딩하는 제2 RS 인코딩부; 및
    상기 제2 RS 인코딩부에서 출력된 데이터를 소정 단위씩 중복되도록 복사하고 상기 TS 스트림에 삽입하기 위해 소정 포맷으로 변환하는 로부스트 패킷포맷부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터에 대해 상기 트렐리스 인코딩부의 인코딩을 위한 포맷으로 데이터를 재처리하는 데이터재처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 데이터재처리부는,
    상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 디인터리빙부;
    상기 디인터리빙부에서 출력된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 제3 RS 인코딩부; 및
    상기 제3 RS 인코딩부에서 출력된 데이터에 대해 인티리빙을 수행하는 리인터리빙부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 심볼프로세서에서 출력된 상기 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대한 인터리빙을 수행하는 로부스트 인터리빙부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 심볼프로세서는,
    상기 로부스트 데이터 전처리부에서 출력된 상기 데이터 중 일부에 대해 패리티 코딩을 수행하는 패리티코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 심볼프로세서는,
    상기 패리티코딩부로부터 출력된 상기 데이터에 대해 소정 비율로 펑쳐링을 수행하는 펑쳐링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 패리티코딩부는, 상기 펑처링한 데이터에 "0" 및 "1"의 값 중 하나를 대치하여 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 심볼프로세서는,
    상기 트렐리스 인코딩부에서 생성되는 프리코더(pre-coder)를 제거하기 위해, 입력된 상기 데이터 중 타 데이터에 대해 소정의 연산을 수행하는 프리코더제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기.
  10. 로부스트 데이터를 처리하여 소정 포맷의 데이터 패킷을 생성하는 단계;
    상기 로부스트 데이터를 노멀 데이터와 결합하여 소정의 포맷의 TS 스트림을 생성하는 단계;
    상기 TS 스트림 생성부에서 출력된 상기 TS 스트림을 랜덤화하는 단계;
    상기 랜덤화된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 단계;
    상기 RS 인코딩된 데이터에 대해 인터리빙을 수행하는 단계;
    상기 인터리빙된 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대해 코딩 이득을 얻기 위한 심볼 인코딩을 수행하는 단계; 및
    상기 인코딩된 데이터에 대해 트렐리스 인코딩을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 로부스트 데이터 전처리 단계는,
    상기 로부스트 데이터를 RS 인코딩하는 단계; 및
    상기 RS 인코딩된 로부스트 데이터를 소정 단위씩 중복되도록 복사하고 상기 TS 스트림에 삽입하기 위해 소정 포맷으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 심볼 인코딩 단계에서 처리된 상기 데이터에 대해 상기 트렐리스 인코딩을 위한 포맷으로 데이터를 재처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 데이터 재처리 단계는,
    상기 심볼 인코딩 단계에서 처리된 상기 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 단계;
    상기 디인터리빙된 데이터에 대해 RS 인코딩을 수행하는 단계; 및
    상기 RS 인코딩된 데이터에 대해 인티리빙을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 심볼 인코딩 단계에서 처리된 상기 데이터 중 상기 로부스트 데이터에 대한 인터리빙을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 심볼 인코딩 단계는,
    상기 로부스트 데이터 전처리 단계에서 처리된 상기 데이터 중 일부에 대해 패리티 코딩을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 심볼 인코딩 단계는,
    상기 패리티 코딩 단계에서 처리된 상기 데이터에 대해 소정 비율로 펑쳐링을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 패리티 코딩 단계는, 상기 펑처링한 데이터에 "0" 및 "1"의 값 중 하나를 대치하여 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 심볼 인코딩 단계는,
    상기 트렐리스 인코딩 단계에서 생성되는 프리코더(pre-coder)를 제거하기 위해, 입력된 상기 데이터 중 타 데이터에 대해 소정의 연산을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신기를 위한 신호처리방법.
  19. 소정의 위치에 로부스트 데이터가 삽입된 신호를 수신하여 복조하는 복조부;
    복조된 상기 신호로부터 상기 로부스트 데이터의 위치를 검출하는 로부스트 검출부;
    복조된 상기 신호를 등화하는 등화부;
    검출된 상기 로부스트 데이터의 위치를 이용하여 등화된 상기 신호 중 상기 로부스트 데이터에 대해 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 수행하는 디코딩부;
    상기 디코딩부의 출력 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 디인터리빙부;
    상기 디인터리빙부의 출력 데이터에 대해 역 랜덤화를 수행하는 역랜덤화부; 및
    상기 역랜덤화부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터를 처리하여 재구성하는 로부스트 데이터 프로세서;를 포함하는 디지털 방송 수신기.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 디코딩부는, 상기 로부스트 데이터와 노멀 데이터를 분리하여 각각 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 디코딩부는, 상호 정보를 교환하며 상기 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 소정 횟수 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  22. 소정의 위치에 로부스트 데이터가 삽입된 신호를 수신하여 복조하는 단계;
    복조된 상기 신호로부터 상기 로부스트 데이터의 위치를 검출하는 단계;
    검출된 상기 로부스트 데이터의 위치를 이용하여 복조된 상기 신호 중 상기 로부스트 데이터에 대해 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 수행하는 단계;
    상기 디코딩부의 출력 데이터에 대해 디인터리빙을 수행하는 단계;
    상기 디인터리빙부의 출력 데이터에 대해 역 랜덤화를 수행하는 단계; 및
    상기 역랜덤화부에서 출력된 데이터 중 상기 로부스트 데이터를 처리하여 재구성하는 단계;를 포함하는 디지털 방송 수신기를 위한 신호처리방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는, 상기 로부스트 데이터와 노멀 데이터를 분리하여 각각 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기를 위한 신호처리방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는, 상호 정보를 교환하며 상기 트렐리스 디코딩 및 컨벌루션 디코딩을 소정 횟수 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기를 위한 신호처리방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101328949B1 (ko) * 2007-04-10 2013-11-13 엘지전자 주식회사 방송 신호 송수신 방법

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