KR20080069495A

KR20080069495A - 파일럿의 삽입 및 파일럿의 특정 배치 패턴을 통하여ｏｆｄｍ 전송 시스템의 전송성능을 높이는 계층 변조 장치및 계층 변조 신호 송수신 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20080069495A
Application number: KR1020070069804A
Authority: KR
Inventors: 서재현; 김주연; 김흥묵; 최서미; 김영수; 임종수; 이수인; 안치득
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-07-28
Also published as: WO2008091102A1; EP2122958A1; EP2122958A4

Abstract

본 발명은 파일럿의 삽입 및 파일럿의 특정 배치 패턴을 통하여 OFDM 전송 시스템의 전송성능을 높이는 계층 변조 장치에 관한 것으로, 기본계층 채널 부호화부, 추가계층 채널 부호화부 및 계층변조부를 포함하는 OFDM 전송시스템이 있어서 추가계층 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 파일럿 삽입부 및 계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 파일럿 크기 제어부로 구성되어, 기존의 DMB 시스템에 계층 변조를 적용하여 기존 서비스에 영향을 최소화하면서 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다.

OFDM, 계층 변조, DAB, DMB, 파일럿

Description

파일럿의 삽입 및 파일럿의 특정 배치 패턴을 통하여 ＯＦＤＭ 전송 시스템의 전송성능을 높이는 계층 변조 장치 및 계층 변조 신호 송수신 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Pilot Insertion and Arrangement for Hierarchical Modulation in OFDM Transmission System}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 DAB(또는 DMB) 시스템에서 계층 변조를 위한 송신단을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 전송시스템에서 송신단을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 DAB(또는 DMB) 시스템에서 계층 변조를 위한 수신단을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 전송시스템에서 수신단을 나타내는 도면이다.

도 5는 종래의 π/4-DQPSK 신호의 성상도를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변조된 π/4-DQPSK 신호에서 추가 계층 신호열에 파일럿을 전송하는 성상도를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변조된 π/4-DQPSK 신호에서 추가 계층 신호열에 파일럿의 전력을 키워 전송하는 성상도를 나타내는 도면 이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 추가 계층 신호열에 파일럿의 10x2구조를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 추가 계층 신호열에 파일럿의 10x5구조를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 추가 계층 신호열에 파일럿의 12x3구조를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 추가 계층 신호열에 파일럿의 12x4구조를 나타내는 도면이다.

도 12은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법을 나타낸 흐름도이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변호 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 14은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변호 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신방법을 나타낸 흐름도이다.

도 15은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 전송방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM, qorthogonal frequency division multiplexing)전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OFDM 전송 시스템에서 계층 변조(hierarchical modulation)를 적용할 때 파일럿의 삽입 및 파일럿의 특정 배치 패턴을 통하여 OFDM 전송 시스템의 전송성능을 높이는 계층 변조 장치 및 송수신장치에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 2006-S-017-01, 과제명: 지상파 DMB 전송 고도화 기술].

계층 변조는 서로 다른 변조 방식으로 변조된 적어도 2개의 신호가 함께 더해져서 전송하기 위해 동기적으로 변조되는 것을 말한다.

계층 변조에서, 기본 계층(base layer) 신호는 기존의 시스템에 전송되는 신호이고, 추가 계층(enhancement layer) 신호는 기본 계층 신호에 부가되는 서비스를 제공하기 위한 신호이다.

이렇게 계층 변조된 신호를 송신할 때 기본 계층 신호의 수신 성능에 비해 추가 계층의 수신 성능이 떨어지기 때문에 추가 계층 신호의 수신 성능 개선을 위해 추가 계층 신호에 부가적인 파일럿 신호가 필요하며, 파일럿의 삽입 방법 및 파일럿의 배치 방법 등이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제로 계층 변조된 신호를 수신함에 있어 추가 계층 신호의 수신 성능 확보 및 계층 변조된 신호에 대한 동위상 복조 성능을 확보하기 위해 송신기와 수신기 간에 약속된 파일럿이 필요함에 따라 기본 계층 신호에는 영향을 주지 않고 추가 계층 신호에만 파일럿 신호를 삽입하는 계층변조장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제로 기존의 전송 규격과 역호환성을 보장하면서 계층 변조를 도입할 경우 추가 계층 신호에 송신기와 수신기 사이에 약속된 파일럿을 삽입하고 배치하는 계층변조장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치는 기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 제1채널 부호화부, 추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 제2채널 부호화부, 상기 제2채널 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 파일럿 삽입부 및 상기 제1채널 부호화부와 상기 파일럿 삽입부에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 계층변조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1채널 부호화부는 RS encoder, Convolutional interleaver, Energy dispersal scramber, Convolutional encoder, Time interleaver, Symbol mapper 및 Frequency interleaver를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2채널 부호화부는 Channel encoder, Time interleaver, Symbol mapper 및 Frequency interleaver를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿의 신호 크기는 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 파일럿 크기 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 크기 제어부는 상기 파일럿의 신호 크기를 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 추가 계층 신호열에 해당하는 부반송파의 위치를 일정한 간격으로 나누고, 상기 간격에서 임의의 갯수의 OFDM 심볼마다 주기적으로 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 2 로 나눈 나머지를 5 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 5 로 나눈 나머지를 2 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나 타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 4 로 나눈 나머지를 3 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 계층 변조 장치는 기본계층 채널 부호화부, 추가계층 채널 부호화부 및 계층변조부를 포함하는 OFDM 전송시스템이 있어서 추가계층 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 파일럿 삽입부 및 계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 파일럿 크기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿의 신호 크기는 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 특징으로 한다

또한, 상기 파일럿 삽입부는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신장치는 부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 계층분리부, 상기 계층분리부에서 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환하는 제1채널 복호화부, 상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 채널 추정/등화부 및 상기 채널 추정/등화부에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 제2채널 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1채널 복호화부는 Convolutional De-interleaver 및 RS Decoder를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2채널 복호화부는 Layered Symbol De-mapper, Time De-interleaver, Channel Decoder 및 Energy Dispersal De-scrambler를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널 추정/등화부는 상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 채널에 의한 영향을 제거하기 위하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호 중 파일럿 위치에 해당하는 신호를 비교하여 각 부반송파의 채널을 추정하고 추정된 값들을 이용하여 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송시스템은 기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 제1채널 부호화부, 추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 제2채널 부호화부, 상기 제2채널 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 파일럿 삽입부 및 상기 제1채널 부호화부와 상기 파일럿 삽입부에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 계층변조부로 이루어진 송신부 및 부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 계층분리부, 상기 계층분리부에서 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환하는 제1채널 복호화부, 상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 채널 추정/등화부 및 상기 채널 추정/등화부에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 제2채널 복호화부로 이루어진 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법은 (a)기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 단계, (b)추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 단계, (c)상기 (b)단계에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 단계 및 (d)상기 (a)단계와 상기 (c)단계에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿의 신호 크기는 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

또한, (e)상기 (d)단계에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (e)단계는 상기 파일럿의 신호 크기를 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 추가 계층 신호열에 해당하는 부반송파의 위치를 일정한 간격으로 나누고, 상기 간격에서 임의의 갯수의 OFDM 심볼마다 주기적으로 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 2 로 나눈 나머지를 5 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 5 로 나눈 나머지를 2 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 4 로 나눈 나머지를 3 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 계층 변조 방법은 기본계층 채널 부호화부, 추가계층 채널 부호화부 및 계층변조부를 포함하는 OFDM 전송시스템 상에서 계층신호를 변조하는 방법에 있어서, (a)추가계층 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 단계 및 (b)계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 상기 추가 계층 신호열에 해당하는 부반송파의 위치를 일정한 간격으로 나누고, 상기 간격에서 임의의 갯수의 OFDM 심볼마다 주기적으로 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b)단계는 상기 파일럿의 신호 크기를 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 2 로 나눈 나머지를 5 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 5 로 나눈 나머지를 2 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 4 로 나눈 나머지를 3 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신방법은 (a)부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 단계, (b)상기 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환하는 단계, (c)상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 단계 및 (d)상기 (c)단계에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계는 상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 채널에 의한 영향을 제거하기 위하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호 중 파일럿 위치에 해당하는 신호를 비교하여 각 부반송파의 채널을 추정하고 추정된 값들을 이용하여 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 전송방법은 (a)기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 단계, (b)추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 단계, (c)상기 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 단계, (d)상기 (a)단계와 상기 (c)단계에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 단계, (e)상기 부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 단계, (f)상기 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환하는 단계, (g)상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 단계 및 (h)상기 (g)단계에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2의 설명에 참고하기 위해 인용한 블록도이며, 도 1은 도 2와 연계해서 하기에서 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 전송시스템에서 송신단을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 송신단에서는 기본계층 채널부호화부(200), 추가계층 채널부호화부(210), 파일럿 삽입부(220), 파일럿 크기 제어부(230), 계층 변조부(240)로 구성된다.

기본계층 채널부호화부(200)는 기본 계층 신호열을 부호화하고, 추가계층 채널부호화부(210)는 추가 계층 신호열을 부호화한다.

부호화 방법으로는 컨볼루션(convolution) 부호화, 격자 부호화, 터보(turbo) 부호화, LDPC(Low Density Parity Check) 부호화 또는 이들 중 둘 이상을 상호 연접한 연접 부호화(concatenated encoding) 등이 사용될 수 있다.

파일럿 삽입부(220)는 추가계층 채널부호화부(210)로부터 부호화된 추가 계층 신호열을 입력받아 파일럿 배치 방법에 따라 파일럿을 삽입하게 된다.

파일럿 배치 방법에 대한 자세한 사항은 후술하는 [식1] ~ [식4]에서 서술하도록 한다.

계층 변조부(240)는 기본계층 채널부호화부(200) 및 파일럿 삽입부(220)에서 출력되는 신호들을 변조하여 해당 신호 공간으로 매핑한다.

도 2에서 기본 계층 신호열은 도 1에서 기본 계층(140)의 TS MUX 출력신호를 의미하고 도 2에서 추가 계층 신호열은 도 1에서 추가 계층(150)의 TS MUX 출력신호를 의미한다.

또한, 기본 계층(100)의 RS encoder에서 Convolutional interleaver, Energy dispersal scrambler, Convolutional encoder, Time interleaver, Symbol mapper, Frequency interleaver 까지가 기본계층 채널부호화부(200)에 해당한다.

추가 계층(110)의 Channel encoder, Time interleaver, Sysmbol mapper, Frequency interleaver까지가 추가계층 채널부호화부(210)에 해당한다.

또한 도 1의 기본 계층(100)과 추가 계층(110)은 계층 변조를 위한 일 실시예일 뿐이며, 기본계층 채널부호화부(200)와 추가계층 채널부호화부(210)는 도 1의 기본 계층(100)과 추가 계층(110)과는 다른 세부구성으로 될 수 있다.

본원 발명은 기본 계층과 추가 계층의 세부적인 기술구성에 특징이 있는 것이 아니라 추가 계층에 파일럿을 삽입하는 방법에 기술적 특징이 있다.

도 1에서 추가 계층(110)에 연결되어 있는 Alternate π/4 shifting(131), 기본 계층(100)에 연결되어 있는 Base Layer based differential modulator(132)와 덧셈기(133), IFFT(134), Guard interval inserter(135)가 도 2의 계층 변조부(240)에 해당한다.

도 1에서 추가 계층(110)의 Alternate π/4 shifting(131) 출력 신호에서 도 2의 파일럿 크기 제어부(230)로부터 파일럿의 크기를 입력 받아 계층 변조부(240)에서 처리된다.

파일럿의 크기는 추가 계층에 실리는 데이터의 크기보다 동일하거나 상대적으로 큰 값이 될 수 있다. 가령, 전파 환경이 나쁘다면 큰 값의 파일럿 신호가 필요하고, 전파환경이 좋다면 데이터와 동일한 신호 크기가 될 수 있다.

계층 변조부(240)는 기본계층채널부호화부(200) 및 파일럿 삽입부(220)에서 출력되는 신호들을 변조하여 해당 신호 공간으로 매핑한다.

예를 들어, 기본 계층은 직교 위상 편이 변조(π/4-Differential Quadrature Phase-Shift Keying, π/4-DQPSK)된 신호 공간이고, 추가 계층은 QPSK로 변조된 신호가 될 수 있다.

또한 추가계층은 2-ASK, 4-ASK, 16-QAM 중 어느 하나로 변조된 신호 공간일 수도 있다. 추가 계층에는 전파 환경, 데이터 속도에 따라 다양한 변조 방식이 적용될 수 있다.

도 4의 설명에 참고하기 위해 인용한 블록도이며, 도 3은 도 4와 연계해서 하기에서 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 전송시스템에서 수신단을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 수신단에서는 계층분리부(400), 채널 추정/등화부(410), 기본 계층 복조부(420), 추가 계층 복조부(430), 기본 계층 채널복호화부(440), 추가계층 채널복호화부(450)로 구성된다.

계층분리부(400)는 상기 도 2의 계층변조부(240)에서 합해진 신호를 전송받아 기본계층 및 추가계층 신호로 나누어 준다.

기본계층 복조부(420)에서는 기존 DAB(혹은 DMB) 신호의 복조와 동일한 과정을 거친다. 이는 기존의 DAB(혹은 DMB) 수신단에서 처리하는 부분과 동일해야 역호 환성을 보장하기 때문이다.

추가계층 복조부(430) 전단에 채널 추정/등화부(410)가 있는데 이것은 수신단에서 파일럿의 크기 및 위치 정보(411)를 이용하여 채널에 의한 영향을 제거하고자 수신한 신호 중 파일럿 위치에 해당하는 신호를 비교하여 각 부반송파의 채널을 추정하고 추정된 값들을 이용하여 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하게 된다.

채널 추정/등화부(410)를 거친 신호가 추가계층 복조부(430)에서 추가 계층 신호를 복조하게 됩니다.

파일럿의 크기 및 위치 정보(411)는 송신단에서 보내는 정보로서 수신단과 사전에 약속된 정보이다.

파일럿을 삽입할 때는 약속된 부반송파 위치에 기본계층신호의 성상 위치에 해당하는 신호를 전송하기 때문에 수신단에서는 외부로부터 획득하는 정보가 아니라 수신단 내의 메모리 등에 저장된 정보를 이용한다.

기본계층 채널복호화부(440)은 상기 도 2의 기본계층 채널부호화부에서 부호화된 신호를 역변환하는 것으로 기본계층 신호열을 부호화하여 기본계층 데이터로 변환한다.

추가계층 채널복호화부(450)은 상기 도 2의 추가계층 채널부호화부에서 부호화된 신호를 역변환하는 것으로 추가계층 신호열을 부호화하여 추가계층 데이터로 변환한다.

도 5는 종래의 π/4-DQPSK 신호의 성상도를 나타내는 도면이다.

도 5은 π/4-DQPSK 전송 방식의 지상파 DAB(또는 DMB) 시스템의 성상도(constellation)를 예시한 것이다.

도 5에서, 사각형은 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 프레임 중 가장 먼저 전송되는 PRS부터 시작해서 홀수번째 OFDM 심볼의 각 부반송파 신호를 나타낸다.

원은 PRS부터 짝수번째 OFDM 심볼의 각 부반송파 신호를 나타낸다. 기존의 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 시스템에서는 OFDM 심볼 내에는 파일럿 신호를 제공하지 않는다.

도 6은 기존의 지상파 DAB(또는 DMB) 시스템에 계층 변조를 적용한 경우, 추가 계층 신호열의 부반송파 및 삽입된 파일럿의 부반송파에 대한 성상도를 예시한 것이다.

도 6에 적용하는 OFDM 심볼은 DAB(또는 DMB) 시스템의 프레임 구조에서 PRS로 구성된 Synchronization Channel을 제외한 Fast Information Channel과 Main Service Channel의 OFDM 심볼에만 적용한다.

도 6의 성상도 또한 도 5과 같이 사각형은 DAB 전송 프레임 중 가장 먼저 전송되는 PRS부터 시작해서 홀수번째 OFDM 심볼의 각 부반송파 신호를 나타낸다.

원은 PRS부터 짝수번째 OFDM 심볼의 각 부반송파 신호를 나타낸다.

또한, 검은색으로 채워진 사각형 혹은 원은 파일럿 신호를 나타낸다.

파일럿 신호는 계층 변조 특성상 동위상 복조를 위한 채널 추정 및 등화에 필요하다.

기존 시스템에 대한 호환성을 보장하기 위해 계층 변조에서는 기본 계층의 기존 π/4-DQPSK 신호는 변경하지 않고, 추가 계층 신호만 변경할 수 있으므로, 파일럿 신호는 추가 계층 신호에만 삽입될 수 있다.

이 경우 파일럿 신호는 대부분의 통신 또는 방송 시스템에서 사용되고 있는 형태와는 달리, 송신기와 수신기 사이에 사전에 약속되지 않은 랜덤(random)한 데이터가 변조된 형태이고 기본 계층 신호에 비해 상대적으로 작은 전력을 갖는다.

따라서 추가 계층 신호로 전송될 파일럿 신호는 그와 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호와 상관성(correlation)을 갖는 것이 바람직하며 파일럿 신호와 기본 계층 신호의 상관관계는 도 5과 도 6에 표시된 510과 610의 사각형으로 설명한다.

즉, PRS부터 짝수번째 OFDM 심볼 구간 중 파일럿이 전송되는 부반송파의 기본 계층 신호가 도 5의 추가계층사분면에 참조번호 510과 같이 위치한다면, 도 6의 추가계층사분면에 위치한 참조번호 610의 성상점에 해당하는 신호를 파일럿 신호로 전송하는 것이 기본 계층 신호의 송신 전력이 증대되는 것과 동일한 효과를 가지므로 기본 계층 신호의 판정 오차를 줄이는 효과를 가져온다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계층 변조된 π/4-DQPSK 신호에서 추가 계층 신호열에 파일럿의 전력을 키워 전송하는 성상도를 나타내는 도면이다.

추가 계층 신호에 파일럿을 도 6와 같이 삽입한다면 기본 계층 신호의 판정 오차를 줄일 수 있으나 추가 계층 신호의 관점에서는 파일럿 신호와 데이터 신호와의 전력 차이가 없게 된다.

따라서, 기본 계층 신호가 도 5의 추가계층사분면에 참조번호 510과 같이 위치한다면, 도 7의 추가계층사분면에 위치한 참조번호 710의 성상점에 해당하는 신호를 파일럿 신호로 전송하면 추가 계층 신호의 관점에서 파일럿 신호의 전력이 데이터 신호의 전력보다 커지기 때문에 추가 계층 신호를 수신할 경우 파일럿을 이용한 주파수 동기, 심볼 타이밍 동기, 채널 추정 및 채널 등화의 성능이 향상될 수 있을 것이다.

도 6와 도 7에서 점선으로 나타낸 사각형 혹은 마름모는 추가 계층 신호의 상대적인 전력 비교를 위해 나타내었다.

도 7와 같이 추가 계층 신호에 삽입된 파일럿의 전력은 추가 계층 신호의 데이터 신호의 평균 전력보다 상대적으로 큰 값이 된다.

그러나, 추가 계층 신호의 대부분 부반송파 들은 데이터 신호로 채워져 있으며 도 7와 같은 성상도는 파일럿이 삽입되는 부반송파에 한해서 나타날 것이다.

도 7에 적용하는 OFDM 심볼은 DAB(또는 DMB) 시스템의 프레임 구조에서 PRS로 구성된 Synchronization Channel을 제외한 Fast Information Channel과 Main Service Channel의 OFDM 심볼에만 적용한다.

도 8에서 도 11까지는 추가 계층 신호에 삽입되는 파일럿의 배치도의 실시예 들을 보인다.

도 8에서 도 11까지의 파일럿 배치에 적용한 OFDM 심볼 인덱스는 DAB(또는 DMB) 시스템의 프레임 구조에서 PRS로 구성된 Synchronization Channel을 제외한 Fast Information Channel과 Main Service Channel의 OFDM 심볼에 한해서 적용한다.

즉, 도 8에서 도 11까지의 심볼 인덱스 0은 Fast Information Channel의 첫번째 OFDM 심볼에 해당한다.

도 8은 추가 계층 신호열에 파일럿의 10x2구조 배치도를 예시한 것이다. 설명의 편의를 위해 기존 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 프레임에서 전송 모드 1을 예로 표현하기로 한다.

전송 모드 1~4에 따라 총 부반송파 개수를 나타내는 K의 값이 각각 1536, 384, 192, 768 이며 하기에 서술한 파일럿의 위치는 동일하게 적용 가능하다.

전송 모드 1에서 총 부반송파 개수는 -K/2 ∼ +K/2까지 이며 K는 1536이다.

파일럿이 삽입되는 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스는 아래의 [수학식 1]과 같이 구해진다.

K = 1 + 5 * mod(l,2) + 10 * p

여기서, K는 파일럿 부반송파 인덱스, l은 OFDM 심볼 인덱스, p는 0이상의 정수를 나타낸다. 단, mod(A, B)는 A를 B로 나눈 나머지를 말한다.

K의 범위는 1 ~ 1536이며, p의 범위는 0 ~ 153이다.

K = {1 ∼ 768}는 K' = {-769 ∼ -1}로 또 K = {769 ∼ 1536}는 K' = {1 ∼ 768}로 매핑이 된다.

즉, 범위는 -768 ~ +768까지 이며 K'의 범위는 데이터나 파일럿은 배치되지 않는다.

도 7에서 부반송파 인덱스는 K'로 표시하였으며 도 8에서 검정색으로 표시된 부분이 추가 계층 신호의 파일럿 위치를 나타낸다.

하나의 OFDM 심볼에서 부반송파 10개 중 1개가 파일럿에 해당하고 2개 심볼 주기로 파일럿이 반복된다.

도 9은 추가 계층 신호열에 파일럿의 10x5구조 배치도를 예시한 것이다. 설명의 편의를 위해 기존 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 프레임에서 전송 모드 1을 예로 표현하기로 한다.

전송 모드 1 ∼ 4에 따라 총 부반송파 개수를 나타내는 K의 값이 각각 1536, 384, 192, 768 이며 하기에 서술한 파일럿의 위치는 동일하게 적용 가능하다.

전송 모드 1에서 총 부반송파 개수는 -K/2 ∼ +K/2까지이며 K는 1536이다.

파일럿이 삽입되는 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스는 아래의 [수학식 2]와 같이 구해진다.

K = 1 + 2 * mod(l,5) + 10 * p

K의 범위는 1 ~ 1536이며, p의 범위는 0 ~ 153이다.

K = {1 ~ 768}는 K' = {-768 ∼ -1}로 또 K = {769 ~ 1536}는 K' = {1 ∼ 768}로 매핑이 된다.

즉, K'의 범위는 -768 ~ +768까지 이며 K'가 0일 경우 데이터나 파일럿은 배치되지 않는다.

도 9에서 부반송파 인덱스는 K'로 표시하였으며 도 9에서 검정색으로 표시된 부분이 추가 계층 신호의 파일럿 위치를 나타낸다.

하나의 OFDM 심볼에서 부반송파 10개 중 1개가 파일럿에 해당하고 5개 심볼 주기로 파일럿이 반복된다.

도 10은 추가 계층 신호열에 파일럿의 12x3구조 배치도를 예시한 것이다. 설명의 편의를 위해 기존 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 프레임에서 전송 모드 1을 예로 표현하기로 한다.

전송 모드 1에서 총 부반송파 개수는 -K/3 ∼ +K/2까지이며 K는 1536이다.

파일럿이 삽입되는 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스는 아래의 [수학 식 3]과 같이 구해진다.

K = 1 + 4 * mod(l,3) + 12 * p

K의 범위는 1 ~ 1536이며, p의 범위는 0 ~ 153이다.

K = {1 ~ 768}는 K' = {-768 ∼ -1}로 또 K = {769 ~ 1536}는 K' = {1 ∼ 768}로 매핑이 된다. 즉 K'의 범위는 -768 ∼ +768까지이며 K'가 0일 경우 데이터나 파일럿은 배치되지 않는다.

도 10에서 부반송파 인덱스는 K'로 표시하였으며 도 10에서 검정색으로 표시된 부분이 추가 계층 신호의 파일럿 위치를 나타낸다.

하나의 OFDM 심볼에서 부반송파 12개중 1개가 파일럿에 해당하고 3개 심볼 주기로 파일럿이 반복된다.

도 11은 추가 계층 신호열에 파일럿의 12x4구조 배치도를 예시한 것이다. 설명의 편의를 위해 기존 지상파 DAB(또는 DMB) 전송 프레임에서 전송 모드 1을 예로 표현하기로 한다.

전송 모드 1에서 총 부반송파 개수는 -K/2 ∼ +K/2 까지 이며 K는 1536이다.

파일럿이 삽입되는 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스는 아래의 [수학식 4]와 같이 구해진다.

K = 1 + 3 * mod(l,4) + 12 * p

K의 범위는 1 ~ 1536이며, p의 범위는 0 ~ 153이다.

K = {1 ∼ 768}는 K' = {-768 ∼ -1}로 또 k = {769 ∼ 1536}는 K' = {1 ∼ 768}로 매핑이 된다.

즉 K'의 범위는 -768 ∼ +768까지이며 K'가 0일 경우 데이터나 파일럿은 배치되지 않는다.

도 11에서 부반송파 인덱스는 K'로 표시하였으며 도 11에서 검정색으로 표시된 부분이 추가 계층 신호의 파일럿 위치를 나타낸다.

하나의 OFDM 심볼에서 부반송파 12개 중 1개가 파일럿에 해당하고 4개 심볼 주기로 파일럿이 반복된다.

도 6에서는 추가 계층 신호에 삽입하는 파일럿의 전력을 기본 계층 신호보다는 크게 삽입하나 추가 계층 신호 측면에서 보면 동일한 전력으로 삽입하는 예를 보였고, 도 7에서는 추가 계층 신호에 삽입하는 파일럿의 전력이 기본 계층 신호뿐만 아니라 추가 계층 신호 측면에서도 더 큰 전력으로 삽입하는 예를 보였다.

그리고, 도 6 또는 도 7에서 삽입하는 파일럿의 매 OFDM 심볼 내에서 파일럿 위치를 도 8에서 도 11까지 보였다.

도 8에서 도 11까지 표시한 파일럿의 배치 방법은 송신기와 수신기 사이에 약속된 위치에 해당하며 파일럿 위치에 대한 4가지 각 경우에 대해서 파일럿을 추가 계층 신호에 삽입할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서 파일럿 신호 대신 데이터를 보내는 것도 가능하다.

송신기와 수신기 사이에 채널환경이 좋을 경우 파일럿이 삽입되는 위치에 데이터를 보낼 수 있고 채널환경이 열악할 경우 4가지 파일럿 위치에 기본 계층 신호와 상관성이 있도록 파일럿을 보낼 수 있다.

왜냐하면, 추가 계층 신호에 파일럿을 삽입하는 이유가 수신기에서 추가 계층 신호를 복조할 경우 수신기 주파수 동기, 심볼 타이밍 동기, 채널 추정 및 채널 등화 성능을 개선할 목적이나, 채널 환경이 좋을 경우에는 파일럿을 삽입하지 않고 데이터를 보냄으로써 추가 계층 신호의 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다.

따라서, 송신기 측면에서 파일럿을 삽입하는 경우 파일럿의 전력 및 파일럿 배치 등은 선택 사항이며 수신기와 약속된 파일럿 정보를 보내면 된다.

기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하고(S1201), 추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화한다(S1202).

부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입한다(S1210).

출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합한다(S1220).

기본계층 채널 부호화부, 추가계층 채널 부호화부 및 계층변조부를 포함하는 OFDM 전송시스템 상에서 계층신호를 변조하는 방법에서, 추가계층 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입한다(S1310).

계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어한다(S1320).

부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리한다(S1400).

분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환한다(S1410).

파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화 를 수행한다(S1420).

전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환한다(S1430).

기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하고(S1501), 추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화한다(S1502).

부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입한다(S1510).

출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합한다(S1520).

부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리한다(S1530).

분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환한다(S1540).

파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행한다(S1550).

전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환한 다(S1560).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 계층 변조를 적용한 OFDM 기반 통신 또는 방송 시스템에서 기존의 시스템과 호환성을 유지하면서 추가 계층 신호에만 파일럿 신호를 추가 전송함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 수신 성능 향상을 위한 파일럿 삽입 장치 및 파일럿 배치 방법을 이용하여 기존의 DMB 시스템에 계층 변조를 적용하여 기존 서비스에 영향을 최소화하면서 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다.

또한, 계층 변조에서 존재하는 추가 계층 신호를 수신기가 수신할 때 주파수 동기, 심볼 타이밍 동기, 채널 추정 및 등화 등에 파일럿을 이용할 수 있어 수신 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.

Claims

기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 제1채널 부호화부;

추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 제2채널 부호화부;

상기 제2채널 부호화부에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 파일럿 삽입부; 및

상기 제1채널 부호화부와 상기 파일럿 삽입부에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 계층변조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 1 항에 있어서,

상기 파일럿의 신호 크기는 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 1 항에 있어서,

상기 계층변조부에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 파일럿 크기 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 3 항에 있어서, 상기 파일럿 크기 제어부는

상기 파일럿의 신호 크기를 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 삽입부는

상기 추가 계층 신호열에 해당하는 부반송파의 위치를 일정한 간격으로 나누고, 상기 간격에서 임의의 갯수의 OFDM 심볼마다 주기적으로 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 5 항에 있어서, 상기 파일럿 삽입부는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 2 로 나눈 나머지를 5 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 5 항에 있어서, 상기 파일럿 삽입부는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱 스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 5 로 나눈 나머지를 2 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 5 항에 있어서, 상기 파일럿 삽입부는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
제 5 항에 있어서, 상기 파일럿 삽입부는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 4 로 나눈 나머지를 3 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신장치.
부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 계층분리부;

상기 계층분리부에서 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터로 변환하는 제1채널 복호화부;

상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 채널 추정/등화부; 및

상기 채널 추정/등화부에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 제2채널 복호화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신장치.
제 10 항에 있어서, 상기 채널 추정/등화부는

상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 채널에 의한 영향을 제거하기 위하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호 중 파일럿 위치에 해당하는 신호를 비교하여 각 부반송파의 채널을 추정하고 추정된 값들을 이용하여 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신장치.
(a) 기본 계층(base layer) 신호열을 부호화하는 단계;

(b) 추가 계층(enhancement layer) 신호열을 부호화하는 단계;

(c) 상기 (b)단계에서 부호화된 추가 계층 신호열과 동일한 부반송파에 해당하는 기본 계층 신호열과 상관성(correlation)을 가진 파일럿을 상기 추가 계층 신호열에 삽입하는 단계; 및

(d) 상기 (a)단계와 상기 (c)단계에서 출력되는 각각의 신호열을 변조하여 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 12 항에 있어서,

상기 파일럿의 신호 크기는 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 12 항에 있어서,

(e) 상기 (d)단계에서 수신된 파일럿의 신호 크기를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 14 항에 있어서, 상기 (e)단계는

상기 파일럿의 신호 크기를 상기 추가 계층 신호열보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 추가 계층 신호열에 해당하는 부반송파의 위치를 일정한 간격으로 나누고, 상기 간격에서 임의의 갯수의 OFDM 심볼마다 주기적으로 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 2 로 나눈 나머지를 5 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 5 로 나눈 나머지를 2 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 10 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징 으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 3 으로 나눈 나머지를 4 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 파일럿이 삽입되는 부반송파의 위치를 나타내는 파일럿 부반송파 인덱스(k)는 OFDM 심볼 인덱스(l)를 4 로 나눈 나머지를 3 배한 값 및 0 이상의 정수 중에 선정된 임의의 값을 12 배한 값을 더한 값에 1 을 더한 값으로 구하여 상기 파일럿 부반송파 인덱스(k)가 나타내는 위치에 상기 파일럿을 삽입하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호를 출력하는 송신방법.
(a) 부호화된 기본 계층 신호열과 부호화된 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호가 결합된 신호를 수신받아 상기 기본 계층 신호열과 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호를 분리하는 단계;

(b) 상기 분리된 부호화된 기본 계층 신호열을 복조화하여 기본 계층 데이터 로 변환하는 단계;

(c) 상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호에서 각 부반송파의 채널을 추정하고 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 단계; 및

(d) 상기 (c)단계에서 전달된 추가 계층 신호열을 복조화하여 추가 계층 데이터로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신방법.
제 21 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 파일럿의 크기 및 위치 정보를 이용하여 채널에 의한 영향을 제거하기 위하여 상기 추가 계층 신호열에 파일럿이 삽입된 신호 중 파일럿 위치에 해당하는 신호를 비교하여 각 부반송파의 채널을 추정하고 추정된 값들을 이용하여 전체 부반송파 신호에 채널 등화를 수행하는 것을 특징으로 하는 OFDM 전송시스템상에서 계층 변조 신호로부터 계층 데이터를 출력하는 수신방법.
제 12 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.