KR20090130808A

KR20090130808A - 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치

Info

Publication number: KR20090130808A
Application number: KR1020090029793A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 이응돈; 최진수; 홍진우; 안충현; 김창중; 이경훤; 이호경
Original assignee: 한국전자통신연구원; 홍익대학교 산학협력단
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2009-12-24
Also published as: EP2317657A4; EP2317657A2; US20110167317A1; WO2009154384A3; KR20090130820A; KR101552359B1; EP2317657B1; WO2009154384A2

Abstract

디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치를 제안한다. 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치는 비트 스트림을 수신하면 이를 기설정한 방법에 따라 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 부호화할 비트 스트림과 부호화하지 않을 비트 스트림으로 분류하는 분류부; 상기 부호화하지 않을 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 비부호화 비트 그룹을 출력하는 비부호화 비트 그룹부; 상기 부호화할 비트 스트림을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 스트림을 출력하는 LDPC 인코더; 상기 부호화 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 부호화 비트 그룹을 출력하는 부호화 비트 그룹부; 상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하고 상기 비부호화 비트 그룹을 이용해서 상기 선택한 심볼부분집합에서 심볼을 결정하는 직교진폭 변조부; 및, 상기 직교진폭 변조부에서 결정한 심볼을 컨볼루셔널 인터리빙하는 컨볼루셔널 인터리버를 포함한다.

LDPC, 변조, 복조, FEC

Description

디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치{APPARATUS FOR ADAPTATION/VARIABLE TYPE MODULATION AND DEMODULATION IN DIGTAL CABLE TX/RX SYSTEM}

본 발명은 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치에 관한 것으로, 특히, 응용계층에 순방향 오류 정정 기법을 적용하고 물리계층에서 일부 데이터에 저밀도 패리티 점검(LDPC) 에러정정 기법을 이용하여 변복조하는 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-011-01, 과제명: 차세대DTV핵심기술개발(표준화연계)-무안경개인형3D방송기술개발(계속)].

현재 디지털 케이블 전송방식은 미국형(DOCSIS/OpenCable)의 경우 리드 솔로몬 (Reed Solomon; RS)/격자 부호화 변조 (Trellis Coded Modulation; TCM)에러정정 코드를 이용한 single carrier 64/256-직교 진폭 변조 (Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 방식의 변복조 형태이다. 그리고, 유럽형(DVB-C)의 경우 RS 에러정정 코드를 이용한 64/256-QAM 방식의 변복조 형태이다.

그러나 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 에러정정 코드 등 차세대 방송의 전송규격에 도입됨으로써, 기존의 방식에 비해 데이터 전송량이 첨가적 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise; AWGN) 환경에서 약 30%정도의 증가효과를 획득할 수 있게 되었다.

그러자, 기존의 전송방식에서 사용된 64/256-QAM변복조 기법에 비해 1024/4096-QAM과 같은 고차원 변복조 기법을 도입할 수 있게 되었으나, 여전히 fading 채널환경에 따른 수신신호의 왜곡은 고차원 변복조 도입에 문제점으로 나타나고 있다.

또한 채널의 상태에 따른 RF physical layer에서의 성상도/순방향 오류 정정(Forward Error Correction; FEC) 가변 부호화율 적용은 차세대 전송방식의 주요 요구사항에 따라 각 매체별 전송방식에 적용되고 있는 추세이다.

그러나, 단순한 RF 물리계층(Physical layer)에서의 적응형 변복조도입을 통한 문제점 해결은 그 유연성이 높지 않다.

따라서, 유연성이 높고 시스템의 구현성/비용 측면에서 보다 유리한 응용계층(application layer)에서의 에러정정코드 도입하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명은 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치를 제공한다.

본 발명은 응용계층에 순방향 오류 정정 기법을 적용하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치를 제공한다.

본 발명은 물리계층에서 심볼부분집합(coset)을 결정하는 데이터에 LDPC를 이용하여 변복조하는 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치를 제공한다.

본 발명은 응용계층에 순방향 오류 정정 기법을 적용하고 물리계층에서 일부 데이터에 LDPC를 이용하여 변복조하는 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치는, 비트 스트림을 수신하면 이를 기설정한 방법에 따라 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 부호화할 비트 스트림과 부호화하지 않을 비트 스트림으로 분류하는 분류부; 상기 부호화하지 않을 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 비부호화 비트 그룹을 출력하는 비부호화 비트 그룹부; 상기 부호화할 비트 스트림을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 스트림을 출력하는 LDPC 인코더; 상기 부호화 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 부호화 비트 그룹을 출력하는 부호화 비트 그룹부; 상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하고 상기 비부호화 비트 그룹을 이용해서 상기 선택한 심볼부분집합에서 심볼을 결정하는 직교진폭 변조부; 및, 상기 직교진폭 변조부에서 결정한 심볼을 컨볼루셔널 인터리빙하는 컨볼루셔널 인터리버를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조하는 물리계층 수신장치는 수신신호를 컨벌루션널 디 인터리빙하여 연판정한 비부호와 비트 그룹과 연판정한 부호화 비트 그룹으로 출력하는 컨볼루셔널 디인터리버; 상기 연판정한 부호화 비트 그룹을 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 복호화하여 복호화 비트 그룹으로 출력하는 LDPC 디코더; 상기 복호화 비트 그룹을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 그룹으로 출력하는 LDPC 인코더; 상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하는 심볼부분집합 검색부; 상기 연판정한 비부호와 비트 그룹을 이용하여 상기 심볼부분집합 검색부에서 선택한 상기 심볼부분집합에서 심볼을 선택하는 심볼 검색부; 상기 심볼 검색부를 통해 선택한 상기 심볼로부터 비부호화 비트 그룹을 추출하는 비부호화 비트 추출부; 및, 상기 복호화 비트 그룹과 상기 비부호화 비트 그룹을 결합하여 비트 스트림 생성하는 비트 결합부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 송신장치는, 수신하는 로버스트(Robust) 데이터에 에러 정정을 위한 순방향 에러 정 정(Forward Error Correction; FEC) 부호를 삽입하는 순방향 에러 정정 부호 삽입부; 상기 FEC 부호를 삽입한 로버스트 데이터에 에러여부를 검출하기 위한 에러검출 부호를 삽입하는 에러 검출 부호 삽입부; 및, 상기 FEC 부호와 상기 에러검출 부호를 삽입한 로버스트 데이터와 일반 데이터를 수신하여 다중화하여 물리계층으로 출력하는 프레임 다중화부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 송신장치는, 물리계층으로부터 데이터 스트림을 수신하면 일반 데이터와 로버스트(Robust) 데이터로 구분하여 출력하는 프레임 역다중화; 상기 로버스트 데이터에 포함된 에러검출 부호를 확인하여 에러 여부를 검출하는 에러 검출부; 및, 상기 에러 검출부의 에러 검출여부 확인결과 에러가 검출되면 상기 로버스트 데이터에 포함된 순방향 에러 정정(Forward Error Correction; FEC) 부호를 확인하여 에러를 정정하는 에러 정정부를 포함한다.

본 발명은 응용계층에 순방향 오류 정정 기법을 적용하고 물리계층에서 심볼부분집합(coset)을 결정하는 데이터에 LDPC를 이용하여 변복조하는 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치에 관한 것으로 심볼부분집합(coset)을 결정하는 데이터에만 LDPC를 이용하여 변복조 하여서 적응적이고 가변 가능한 변복조를 제공하였으며 LDPC로인해 오류정정이 가능하여 제한된 대역폭에서 많은 정보를 전송할 수 있게 됨으로써 전송 효율을 높였다. 훈련열을 이용하여 고차원 변복조에 서 발생하는 채널등화 성능을 강화하였다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시 예는 응용계층에 순방향 오류 정정 기법을 적용하고 물리계층에서 심볼부분집합(coset)을 결정하는 데이터에 LDPC를 이용하여 변복조하는 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변복조 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응/가변형 변복조 장치를 가지는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 순방향 에러 정정 부호화하는 응용계층 송신장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 응용계층 송신장치는 일반(Normal) 데이터 수신부(101), 로버스트(Robust) 데이터 수신부(103), 순방향 에러 정정(Forward Error Correction; FEC) 부호 삽입부(105), 에러 검출 부호 삽입부(107), 프레임 다중화부(109), 물리계층 송신부(111)를 포함하여 구성한다.

로버스트 데이터 수신부(103)는 비용관련 데이터, 유료 데이터, 또는 중요 데이터와 같이 오류에 강인하게 부호화 되야 하는 데이터인 로버스트 데이터를 수신하여 FEC 부호 삽입부(105)로 제공한다. 이때 로버스트 데이터에는 로버스트 데이터임을 구분하는 로버스트 식별정보를 포함한다.

일반 데이터 수신부(101)는 로버스트 데이터로 분류되지 않은 일반 데이터를 수신하여 프레임 다중화부(109)로 제공한다.

FEC 부호 삽입부(105)는 로버스트 데이터에 에러 정정을 위한 순방향 에러 정정(FEC) 부호를 삽입하여 에러 검출 부호 삽입부(107)로 출력한다. 한편, FEC 부호 삽입부(105)는 로버스트 데이터의 순방향 에러 정정(FEC) 부호 외에도, 일반 데이터의 순방향 에러 정정 또는 패러티 비트를 추가로 삽입할 수도 있다.

에러 검출 부호 삽입부(107)는 FEC 부호를 삽입한 로버스트 데이터에 에러여부를 검출하기 위한 에러검출 부호를 삽입한다. 이때, 에러 검출 부호 삽입부(107)는 순방향 에러 정정 부호가 삽입된 로버스트 데이터가 MPEG-TS(Transport stream) 패킷으로 구성된 경우 TS 패킷에 기본적으로 포함되는 MPEG-TS sync 바이트 대신 상기 오류 검출 부호를 삽입한다. 여기서, MPEG-TS sync 바이트는 동기를 확인하는 위한 정보이다. MPEG-TS는 188 bytes로 되어있고 그중 앞에서 4바이트는 헤더정보이고 나머지 184바이트는 데이터정보이다. 헤더부분 4바이트중 가장 첫번째 바이트가 sync바이트이고 0x47로 시작하며, 수신기 입장에서 새로운 MPEG-TS 188 byte의 시작을 확인하는 것으로 활용하고 있다. 즉, MPEG-TS의 헤더에서 첫번째 바이트를 sync byte라 한다.

프레임 다중화부(109)는 에러 검출 부호 삽입부(107)로부터 FEC 부호와 에러검출 부호를 삽입한 로버스트 데이터를 수신하고 일반 데이터 수신부(101)로부터 일반 데이터를 수신하여 다중화하여 물리계층 송신부(111)로 출력한다.

물리계층 송신부(111)는 다중화하여 수신하는 데이터 스트림을 적응/가변형 변조 과정을 수행하여 생성한 RF 신호를 출력한다. 물리계층 송신부(111)의 보다 상세한 설명은 이후 도 3을 참조하여 후술한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적응/가변형 변복조 장치를 가지는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 순방향 에러 정정 복호화하는 응용계층 수신장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 응용계측 수신장치는 물리계층 수신부(201), 프레임 역다중화부(203), 에러 검출부(205) 및, 에러 정정부(207)를 포함하여 구성한다.

물리계층 수신부(201)는 RF 신호를 수신하여 적응/가변형 복조 과정을 수행하여 데이터 스트림을 프레임 역다중화부(203)로 출력한다.

프레임 역다중화부(203)는 물리계층 수신부(201)로부터 데이터 스트림을 수신하면 데이터 스트림에 표시된 로버스트 데이터 식별정보를 이용하여 일반 데이터와 로버스트(Robust) 데이터로 구분하여 일반 데이터는 그대로 출력하고, 로버스트 데이터는 에러 검출부(205)로 출력한다.

에러 검출부(205)는 프레임 역다중화부(203)로부터 로버스트 데이터를 수신하면 로버스트 데이터에 포함된 에러 검출부호를 이용하여 에러 여부를 검출하고 에러가 검출되지 않으면 그대로 출력하고, 에러가 검출되면 에러 정정부(207)로 출력한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라 에러 검출부호는 로버스트 데이터가 TS 패킷으로 구성된 경우 MPEG-TS sync 바이트를 포함하는 구간에 포함된다.

한편, 에러 검출부(205)는 로버스트 데이터에 같이 수신한 일반 데이터의 순방향 에러 정정 코드 또는 패러티 비트가 추가되었음을 확인하면 이를 이용하여 일반 데이터의 에러 유무를 출력하거나 일반 데이터의 순방향 에러 정정 코드를 에러 정정부(207)로 제공하여 에러 정정할 수 있도록 구성할 수도 있다.

에러 정정부(207)는 에러 검출부(205)의 에러 검출여부 확인결과 에러가 검출되면 상기 로버스트 데이터에 포함된 순방향 에러 정정(FEC) 부호를 확인하고 에러 정정이 가능하면 에러를 정정하여 출력한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조 장치를 가지는 물리계층 송신장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 상기 도 1의 물리계층 송신부(111)를 세부 구성을 도시한 것으로 물리계층 송신부(111)는 랜던화부(301), RS(Reed-Solomon) 또는 BCH 인코더(303), 분류부(305), 비부호화 비트 그룹부(307), 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 인코더(309), 부호화 비트 그룹부(311), 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)(313), 컨볼루셔널 인터리버(315), 훈련열 심볼 발생부(317), 훈련열 다중화부(319), 송신단 필터(321) 및, RF 변조부(323)를 포함하여 구성한다.

랜던화부(301)는 입력 신호를 수신하면 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 수식을 이용하여 수신한 입력 신호를 난수화 변환하여 RS 또는 BCH 인코더(303)로 출력한다. RS 또는 BCH 인코더(303)는 오류 정정 부호를 삽입하는 장치 로서 RS(Reed-Solomon) 부호 기법 또는 BCH 부호 기법이 가능하며 이는 LDPC 부호화에 앞서 높은 신호대잡음비에서 발생하는 에러를 제거하기 위해 사용된다.

분류부(305)는 RS 또는 BCH 인코더(303)의 출력을 수신하여 물리계층 수신부(201)와 미리 협의한 방법에 따라 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 부호화할 비트 스트림과 부호화하지 않을 비트 스트림으로 분류한다. 비부호화 비트 그룹부(307)는 부호화하지 않을 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 비부호화 비트 그룹을 QAM(313)으로 출력한다.

LDPC 인코더(309)는 부호화할 비트 스트림을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 스트림을 부호화 비트 그룹부(311)로 출력한다. 이때, LDPC 인코더(309) 대신에 컨볼루셔널 인코더(309)도 사용 가능하다. 컨볼루셔널 인코더(309)를 사용하는 경우 컨볼루셔널 인코더(309)는 부호화할 비트 스트림을 컨볼루셔널 부호화하여 부호화 비트 스트림을 부호화 비트 그룹부(311)로 출력한다.

부호화 비트 그룹부(311)는 부호화 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 부호화 비트 그룹을 QAM(313)으로 출력한다. QAM(313)는 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하고 비부호화 비트 그룹을 이용해서 선택한 심볼부분집합에서 심볼을 결정하여 컨볼루셔널 인터리버(315)로 출력한다. 컨볼루셔널 인터리버(315)는 QAM(313)로부터 수신하는 심볼을 컨볼루셔널 인터리빙하여 훈련열 다중화부(319)로 출력한다.

훈련열 심볼 발생부(317)는 기설정한 훈련열(training sequence) 심볼을 훈련열 다중화부(319)로 출력한다. 훈련열 다중화부(319)는 채널등화를 위해 컨볼루 셔널 인터리빙한 심볼을 수신하는 동안에는 컨볼루셔널 인터리빙한 심볼을 출력하고, 컨볼루셔널 인터리빙한 심볼의 수신이 없으면 훈련열 심볼을 송신단 필터(321)로 출력한다. 한편, 훈련열 심볼 발생부(317)는 물리계층 수신장치와의 시그널링(signaling)을 통해 훈련열 삽입여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 가변적으로 훈련열을 송신할 할 수도 있다.

송신단 필터(321)는 전송대역제한 및 심볼간 간섭(Inter Symbol Interference; ISI) 제거를 위한 필터로서 훈련열 다중화부(319)의 출력을 필터링하여 RF 변조부(323)로 출력한다. 송신단 필터(321)로는 제곱근 코사인 여파기(Root raised cosine filtering)가 가능하다. RF 변조부(323)는 송신단 필터(321)로부터 수신하는 신호를 RF변조하여 출력한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조 장치를 가지는 물리계층 수신장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4는 상기 도 2의 물리계층 수신부(201)를 세부 구성을 도시한 것으로 물리계층 수신부(201)는 RF 복조부(401), 정합필터 & 등화부(403), 컨볼루셔널 디인터리버(405), LDPC 디코더(407), LDPC 인코더(409), 심볼부분집합 검색부(413), 심볼 검색부(415), 비부호화 비트 추출부(415), 비트 결합부(417), RS(Reed-Solomon) 또는 BCH 디코더(419), 역랜덤화부(421)를 포함하여 구성한다.

RF 복조부(401)는 RF 신호를 복조하여 정합필터 & 등화부(403)로 출력한다. 정합필터 & 등화부(403)는 복조한 신호를 정합필터를 통해 필터링하고 이후 기설정 한 훈련열 기반으로 채널등화하여 컨볼루셔널 디인터리버(405)로 출력한다.

정합필터 & 등화부(403)에서 등화부는 물리계층 송신장치와의 시그널링(signaling)을 통해 훈련열 삽입여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 가변적으로 훈련열을 수신 할 수도 있다. 즉, 등화부는 훈련열이 삽입된 경우에만 훈련열을 이용하여 채널등화를 수행한다.

컨볼루셔널 디인터리버(405)는 채널등화한 수신신호를 컨벌루션널 디 인터리빙하여 연판정한 비부호와 비트 그룹과 연판정한 부호화 비트 그룹으로 출력한다. 컨볼루셔널 디인터리버(405)는 기설정한 설계에 따라 기설정한 위치의 출력비트를 연판정한 부호화 비트 그룹으로 LDPC 디코더(407)로 출력되도록 설계되고 그외의 위치의 출력비트를 연판정한 비부호와 비트 그룹으로 심볼 검색부(415)로 출력되도록 설계된다.

LDPC 디코더(407)는 컨볼루셔널 디인터리버(405)로부터 연판정한 부호화 비트 그룹을 수신하면, 연판정한 부호화 비트 그룹을 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 복호화하고 복호화 비트 그룹을 LDPC 인코더(409)와 비트 결합부(417)로 출력한다. LDPC 인코더(409)는 LDPC 디코더(407)로부터 수신하는 복호화 비트 그룹을 LDPC 부호화하여 에러가 정정된 부호화 비트 그룹으로 심볼부분집합 검색부(413)로 출력한다.

한편, 이때, LDPC 디코더(407) 대신에 비터비 디코더(407)도 사용 가능하다. 비터비 디코더(407)를 사용하는 경우 연판정한 부호화 비트 그룹을 비터비 복호화 하고 복호화 비트 그룹을 비트 결합부(417)와 LDPC 인코더(409) 대신에 사용 가능한 컨볼루셔널 인코더(409)로 출력한다.

그러면, 컨볼루셔널 인코더(409)는 비터비 디코더(407)로부터 수신하는 복호화 비트 그룹을 컨볼루셔널 부호화하여 에러가 정정된 부호화 비트 그룹으로 심볼부분집합 검색부(413)로 출력한다.

심볼부분집합 검색부(413)는 LDPC 인코더(409)로부터 수신하는 상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하고 선택한 심볼부분집합을 심볼 검색부(415)로 출력한다. 심볼 검색부(415)는 컨볼루셔널 디인터리버(405)로부터 수신한 연판정한 비부호와 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합 검색부(413)로부터 수신한 선택한 심볼부분집합에서 심볼을 선택하고 선택한 심볼을 비부호화 비트 추출부(415)로 출력한다.

비부호화 비트 추출부(415)는 심볼 검색부(415)로부터 수신한 선택한 심볼로부터 비부호화 비트 그룹을 추출하여 비트 결합부(417)로 출력한다. 비트 결합부(417)는 비부호화 비트 추출부(415)로부터 수신하는 비부호화 비트 그룹과 LDPC 디코더(407)로부터 수신하는 복호화 비트 그룹을 결합하여 비트 스트림을 생성하고 RS 또는 BCH 디코더(419)로 출력한다.

RS 또는 BCH 디코더(419)는 비트 결합부(417)로부터 수신하는 비트 스트림을 사용된 부호 기법에 따라 RS(Reed-Solomon) 복호화 또는 BCH 복호화 하여 역랜덤화부(421)로 출력한다. 역랜덤화부(421)는 RS 또는 BCH 디코더(419)로부터 복호화된 비트 스트림을 수신하면 역랜덤화한다. 역랜덤화부(421)는 도 3의 랜덤화부(301)에서 랜덤화한 역과정으로 랜덤화된 신호를 원래 신호로 복원한다.

상술한 바와 같이 도 1에서 도 4를 통해 설명한 본 발명의 실시예에서 디지털 케이블 송수신 시스템에서의 물리계층과 응용계층의 송/수신 장치로 설명하고 있으나, 본 발명은 디지털 케이블 송수신 시스템 뿐 아니라 지상파 송수신 시스템, 위성신호 송수신 시스템 및, IPTV 시스템 등에서도 적용 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응/가변형 변복조 장치를 가지는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 순방향 에러 정정 부호화하는 응용계층 송신장치의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적응/가변형 변복조 장치를 가지는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 순방향 에러 정정 복호화하는 응용계층 수신장치의 구성을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조 장치를 가지는 물리계층 송신장치의 구성을 도시한 도면 및,

Claims

비트 스트림을 수신하면 이를 기설정한 방법에 따라 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 부호화할 비트 스트림과 부호화하지 않을 비트 스트림으로 분류하는 분류부;

상기 부호화하지 않을 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 비부호화 비트 그룹을 출력하는 비부호화 비트 그룹부;

상기 부호화할 비트 스트림을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 스트림을 출력하는 LDPC 인코더;

상기 부호화 비트 스트림을 기설정한 비트 수로 그룹화하여 부호화 비트 그룹을 출력하는 부호화 비트 그룹부;

상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하고 상기 비부호화 비트 그룹을 이용해서 상기 선택한 심볼부분집합에서 심볼을 결정하는 직교진폭 변조부; 및

상기 직교진폭 변조부에서 결정한 심볼을 컨볼루셔널 인터리빙하는 컨볼루셔널 인터리버를 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치.
제1항에 있어서, 기설정한 훈련열(training sequence) 심볼을 출력하는 훈 련열 심볼 발생부; 및

상기 컨볼루셔널 인터리빙한 심볼을 수신하는 동안에는 상기 컨볼루셔널 인터리빙한 심볼을 출력하고, 상기 컨볼루셔널 인터리빙한 심볼의 수신이 없으면 상기 훈련열 심볼을 출력하는 훈련열 다중화부를 더 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치.
제1항에 있어서, 오류의 정정을 위한 오류정정부호를 삽입하는 오류정정부호 삽입부를 더 포함함을 특징으로 하고,

상기 분류부에서 수신하는 상기 비트 스트림은,

상기 오류 정정부호 삽입부를 통해 오류정정부호가 삽입되었음을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치.
제1항에 있어서, 상기 LDPC 인코더는,

상기 부호화할 비트 스트림을 컨볼루셔널 부호화하여 부호화 비트 스트림을 출력하는 컨볼루셔널 인코더로 대처 가능함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 변조하는 물리계층 송신장치.
수신신호를 컨벌루션널 디 인터리빙하여 연판정한 비부호와 비트 그룹과 연판정한 부호화 비트 그룹으로 출력하는 컨볼루셔널 디인터리버;

상기 연판정한 부호화 비트 그룹을 저밀도 패리티 점검(Low Density Parity Check; LDPC) 복호화하여 복호화 비트 그룹으로 출력하는 LDPC 디코더;

상기 복호화 비트 그룹을 LDPC 부호화하여 부호화 비트 그룹으로 출력하는 LDPC 인코더;

상기 부호화 비트 그룹을 이용하여 심볼부분집합(coset)을 선택하는 심볼부분집합 검색부;

상기 연판정한 비부호와 비트 그룹을 이용하여 상기 심볼부분집합 검색부에서 선택한 상기 심볼부분집합에서 심볼을 선택하는 심볼 검색부;

상기 심볼 검색부를 통해 선택한 상기 심볼로부터 비부호화 비트 그룹을 추출하는 비부호화 비트 추출부; 및

상기 복호화 비트 그룹과 상기 비부호화 비트 그룹을 결합하여 비트 스트림 생성하는 비트 결합부를 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조하는 물리계층 수신장치.
제5항에 있어서,

수신신호를 기설정한 훈련열(training sequence)을 기반으로 채널등화하여 상기 컨볼루셔널 디인터리버로 제공하는 등화부를 더 포함함을 특징으로 하는 디지 털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조하는 물리계층 수신장치.
제5항에 있어서, 상기 비트 스트림에 포함된 오류정정부호를 확인하여 오류를 정정하는 오류 정정부를 더 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조하는 물리계층 수신장치.
제5항에 있어서,

상기 LDPC 디코더는 상기 연판정한 부호화 비트 그룹을 비터비 복호화하여 복호화 비트 그룹으로 출력하는 비터비 디코더로 대처 가능하고,

상기 LDPC 인코더는 상기 복호화 비트 그룹을 컨볼루셔널 부호화하여 부호화 비트 그룹으로 출력하는 컨볼루셔널 인코더로 대처 가능함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템에서 적응/가변형 복조하는 물리계층 수신장치.
수신하는 로버스트(Robust) 데이터에 에러 정정을 위한 순방향 에러 정정(Forward Error Correction; FEC) 부호를 삽입하는 순방향 에러 정정 부호 삽입부;

상기 FEC 부호를 삽입한 로버스트 데이터에 에러여부를 검출하기 위한 에러 검출 부호를 삽입하는 에러 검출 부호 삽입부; 및

상기 FEC 부호와 상기 에러검출 부호를 삽입한 로버스트 데이터와 일반 데이터를 수신하여 다중화하여 물리계층으로 출력하는 프레임 다중화부를 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 송신장치.
제9항에 있어서, 상기 로버스트 데이터는,

비용관련 데이터, 유료 데이터, 또는 중요 데이터와 같이 오류에 강인하게 부호화 되야 하는 데이터를 의미함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 송신장치.
제9항에 있어서, 상기 에러 검출 부호 삽입부는,

상기 순방향 에러 정정 부호 삽입부를 통해 순방향 에러 정정 부호가 삽입된 로버스트 데이터가 TS 패킷으로 구성된 경우 MPEG-TS sync 바이트 대신 상기 오류 검출 부호를 삽입하여 상기 TS 패킷을 구성함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 송신장치.
물리계층으로부터 데이터 스트림을 수신하면 일반 데이터와 로버스 트(Robust) 데이터로 구분하여 출력하는 프레임 역다중화;

상기 로버스트 데이터에 포함된 에러검출 부호를 확인하여 에러 여부를 검출하는 에러 검출부; 및

상기 에러 검출부의 에러 검출여부 확인결과 에러가 검출되면 상기 로버스트 데이터에 포함된 순방향 에러 정정(Forward Error Correction; FEC) 부호를 확인하여 에러를 정정하는 에러 정정부를 포함함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 수신장치.
제12항에 있어서, 상기 로버스트 데이터는,

비용관련 데이터, 유료 데이터, 또는 중요 데이터와 같이 오류에 강인하게 부호화 되야 하는 데이터를 의미함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 수신장치.
제12항에 있어서, 상기 에러 검출부는,

상기 로버스트 데이터가 TS 패킷으로 구성된 경우 MPEG-TS sync 바이트를 포함하는 구간에 포함된 상기 에러검출 부호를 이용하여 에러를 검출함을 특징으로 하는 디지털 케이블 송수신 시스템의 응용계층 수신장치.