KR20120072047A - 방송 시스템에서 부가데이터 전송을 위한 변조 방법 및 장치 - Google Patents

방송 시스템에서 부가데이터 전송을 위한 변조 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방송 시스템에서 데이터 전송을 위한 변조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식의 방송시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치에 있어서,
방송 스트림을 부호화하여 출력하는 부호화 처리부와,
상기 부가 데이터를 채널 부호화한 후 미리 결정된 확산 방식으로 변조하여 출력하는 부가 데이터 송신 처리부와,
상기 부호화 처리부와 상기 부가 데이터 송신 처리부의 출력을 결합하는 가산부와,
상기 가산부의 출력을 상기 방송 시스템의 송신 규약에 따라 변조하여 송신하는 변조 및 송신부를 포함한다.

Description

방송 시스템에서 부가데이터 전송을 위한 변조 방법 및 장치{MODULATING METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING ADDITIONAL DATA IN A BROADCAST SYSTEM}
본 발명은 방송 시스템에서 데이터 전송을 위한 변조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식의 방송시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
방송 시스템도 기술의 진보와 함께 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 진화하고 있다. 이와 같이 디지털 방송으로 진화하는 과정에 단말이 이동하는 경우에도 디지털 방송을 제공할 수 있는 형태의 지상파 디지털 텔레비전 방송이 등장하기에 이르렀다. 이러한 방송 시스템의 일 예로 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식이 있다.
ATSC는 원래 1983년 TV 방송사, 가전회사 등이 미국의 첨단 TV 표준제정을 위하여 구성한 위원회의 명칭으로 1995년 ATSC 위원회에서 마련한 표준안을 1996년 미연방 통신위원회(FCC)가 미국 디지털 TV방식으로 채택하면서 미국의 디지털 TV 방식을 통칭하는 말로 사용되고 있다.
ATSC 규격의 핵심요소는 비디오 및 오디오의 압축, 전송 등에 관한 것으로 영상신호는 MPEG2로 음향 및 음성신호는 AC-3로 압축하고, 이러한 신호를 실어 보내는 전송기술로는 VSB(Vestigial Side Band) 기술을 사용한다. ATSC 방식은 신호포맷이 18개로 다양해 동시에 여러 채널의 방송이 가능하며 영상, 데이터 방송도 가능하다는 이점이 있다.
또한 ATSC 방식은 유럽방식에 비해 전송속도가 빠르고, 개인용 컴퓨터(PC)와 호환성이 높고, 국내 아날로그 방송 채널과 주파수대역(6MHZ)이 동일해 국내 적용이 용이한 방식이며, 우리나라의 지상파 디지털 TV 전송방식도 ATSC 방식을 사용하고 있다. 이러한 지상파 디지털 TV 전송 방식을 통해 방송 스트림을 전송할 때, 방송 스트림에 대한 부가 정보를 전송하는 방법 등은 이미 많은 연구가 진행되고 있다.
그런데, 지상파 디지털 TV 방송에서 방송 신호 및 기타 신호 등과 같은 데이터에, 부수적으로 전송하고자 하는 부가 데이터가 존재할 수 있다. 즉, 항상 전송하는 부가 데이터 외에 긴급하게 필요로 하는 부가 데이터를 전송할 필요가 존재할 수 있다. 예를 들어, 긴급하게 전송해야 하는 부가 데이터로는 긴급 구난 문자 방송과 같은 경우, 방송 신호가 전송되지 않는 상태, 또는, 지역에서도 긴급하게 사용자들에게 전송하여야 할 필요성이 있다. 따라서 이러한 부가 데이터의 전송을 위한 장치 및 방법이 필요하다.
따라서 본 발명에서는 지상파 디지털 TV 방송망에서 긴급한 부가 데이터를 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 지상파 디지털 TV 방송망에서 방송 스트림의 품질 저하를 줄이면서 부가 데이터를 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치로, 방송 스트림을 부호화하여 출력하는 부호화 처리부와, 상기 부가 데이터를 채널 부호화한 후 미리 결정된 확산 방식으로 변조하여 출력하는 부가 데이터 송신 처리부와, 상기 부호화 처리부와 상기 부가 데이터 송신 처리부의 출력을 결합하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 상기 방송 시스템의 송신 규약에 따라 변조하여 송신하는 변조 및 송신부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 장치는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신을 위한 장치로, 상기 부가 데이터가 포함된 방송 스트림을 수신 및 복조하여 출력하는 수신 데이터 복조 처리부와, 상기 수신 데이터 복조 처리부에서 복조된 신호에서 상기 방송 스트림만을 복호하여 출력하는 수신 스트림 복호 처리부와, 상기 수신 데이터 복조 처리부에서 복조된 신호에서 상기 부가 데이터를 복조 및 복호하여 출력하는 부가 데이터 수신 처리부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 장치는, 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치로, 상기 부가 데이터를 미리 결정된 방식에 따라 채널 부호화하는 채널 코딩부와, 상기 채널 코딩부의 출력 신호를 미리 결정된 변조 방식에 맞춰 병렬로 변환하여 출력하는 직병렬 변환부와, 상기 병렬로 변환된 출력을 상기 미리 결정된 방식에 따라 변조하는 변조부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법으로, 방송 스트림을 부호화하여 출력하는 과정과, 상기 부가 데이터를 채널 부호화한 후 미리 결정된 확산 방식으로 변조하여 출력하는 과정과, 상기 부호된 방송 스트림과 상기 변조된 부가 데이터를 가산하여 결합하는 과정과, 상기 결합된 출력을 상기 방송 시스템의 송신 규약에 따라 변조하여 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 방법은, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신을 위한 방법으로, 상기 부가 데이터가 포함된 방송 스트림을 수신 및 복조하는 과정과, 상기 복조된 신호에서 상기 방송 스트림만을 복호하는 과정과, 상기 복조된 신호에서 상기 부가 데이터만을 복조하여 병렬로 출력하는 과정과, 상기 복조된 병렬 부가 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 과정과, 상기 직렬로 변환된 부가 데이터를 미리 결정된 방법에 따라 채널 복호하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 전송하고자 하는 부가 데이터를 다중레벨로 병렬 전송 및 일정 진폭 변조방법을 통해 진폭을 일정하게 유지하여 송신함으로써 주 데이터 전송 품질을 저하시키지 않으면서 효율적으로 부가 데이터 전송할 수 있게 된다. 또한 다중레벨 진폭 변조 방식을 부가 데이터로 사용할 경우 확산 이득을 얻으면서도 스펙트럼 효율을 높일 수 있다. 특히 부가 데이터로 단일 신호 레벨로 변환하는 변조 방식을 사용할 경우 기존 DTV신호에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 지상파 디지털 방송 시스템에서 ATSC DTV 규격에 따른 송신기의 내부 블록 구성도,
도 2는 ATSC DTV 규격에 따른 지상파 디지털 방송 시스템에서 수신기의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 지상파 디지털 방송 시스템에서 부가 데이터를 전송하기 위한 송신기의 블록 구성도,
도 4는 지상파 디지털 방송 시스템에서 본 발명에 따른 수신기의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 확산을 이용한 변조 방식을 설명하기 위한 예시도,
도 6은 멀티코드를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 시스템에서 부호화된 신호의 변조를 위한 장치의 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 멀티코드를 사용하여 단일 레벨로 부호분할 다중접속 방식에서 부호화된 신호를 변조하기 위한 장치의 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그러면 먼저 ATSC 방식의 DTV 규격에 따른 송수신 장치에 대하여 살펴보기로 하자.
도 1은 지상파 디지털 방송 시스템에서 ATSC DTV 규격에 따른 송신기의 내부 블록 구성도이다.
디지털 방송 송신기는 송신할 데이터(100)인 전송 스트림을 랜덤화부(101)에서 랜덤화시킨 후 RS(리드-솔로몬) 인코딩부(102)로 입력한다. RS 인코딩부(102)는 전송과정에서 채널 특성에 의해 발생하는 비트 에러를 정정하기 위한 부호화 장치이다. 따라서 RS 인코딩부(102)는 랜덤화된 전송 스트림에 리드 솔로몬 패리티 바이트를 추가함으로써 인코딩한다. RS 인코딩부(102)에서 RS 인코딩된 데이터는 인터리빙부(103)로 입력된다. 인터리빙부(103)는 RS 인코딩된 데이터를 미리 결정된 패턴에 따라 인터리빙을 수행하고, 이를 다시 트렐리시스 인코딩부(104)로 출력한다.
트렐리스 인코딩부(104)는 인터리빙된 데이터에 대해 미리 결정된 부호율 예를 들어, 2/3 부호율로 트렐리스 인코딩한다. 또한 트렐리시스 인코딩부(104)는 8 레벨 심볼로 맵핑을 수행하는 매퍼(도면에 도시하지 않음)를 포함한다. 이와 같이 트렐리시스 인코딩부(104)에서 트렐리시스 인코딩되고 매핑된 8 레벨 심볼은 VSB 변조부(105)로 입력된다. VSB 변조부(105)는 매핑된 심볼에 세그먼트 동기신호와 필드 동기신호가 삽입된 데이터 심볼에 소정의 DC 값을 부가하여 파일럿 톤을 삽입하고 펄스 성형하여 VSB 변조를 수행한다. 이와 같이 VSB 변조부(105)에서 변조된 신호는 전송부(106)에서 RF 채널 대역의 신호로 변환(up-converting)되어 안테나를 통해 공중(air)으로 전파된다.
도 2는 ATSC DTV 규격에 따른 지상파 디지털 방송 시스템에서 수신기의 블록 구성도이다.
안테나를 통해 수집된 RF 채널을 통해 전송된 신호는 수신부(201)로 입력된다. 수신부(201)는 수집된 신호를 기저 대역의 신호로 변환하여 VSB 복조부(202)로 출력한다. VSB 복조부(202)는 기저대역의 신호를 입력받아 동기검출 및 복조를 수행한다. VSB 복조부(202)는 앞에서 설명한 VSB 변조의 역과정에 해당한다. 이와 같이 VSB 복조된 신호는 등화부(203)로 입력된다. 등화부(203)는 복조된 신호에 대해 멀티패스에 의해 발생된 채널 왜곡을 보상하여 출력한다.
채널 왜곡이 보상된 신호는 트렐리스 디코딩부(204)로 입력되어 에러를 정정하고 심볼 데이터로 복호한다. 이와 같이 복호된 심볼 데이터는 디인터리빙부(205)로 입력된다. 디인터리빙부(205)는 디지털 방송 송신기의 인터리빙부(103)에 의해 분산된 데이터를 재 정렬한다. 즉, 연집 오류를 제거하기 위해 인터리빙된 심볼들을 다시 재정렬하는 것이다. 이와 같이 디인터리빙된 신호는 RS 디코딩부(206)로 입력된다. RS 디코딩부(206)는 리드-솔로몬 방식에 의거하여 에러를 정정한다. RS 디코딩부(206)에서 에러가 정정된 데이터는 디랜덤화부(207)로 입력되어 송신기에서 랜덤화 과정의 역과정을 통해 송신 스트림에 해당하는 수신 데이터를 추출한다.
한편, ATSC 방식을 사용하는 경우 전송 신호를 변조하는 방법 중 하나로 멀티레벨 진폭 변조 방법이 있다.
본 발명에서는 입력되는 부가 데이터의 정보 비트 열을 직교코드를 이용하여 병렬 처리 형태로 변조되더라도 신호의 진폭을 일정하게 유지시킬 수 있는 계층적 일정 진폭 변조 방법 및 그 장치를 제공한다. 즉, 본 발명은 여러 개의 직교 코드가 더해 져서 만들어진 멀티레벨의 신호의 전송 및 그 신호를 일정한 진폭으로 전송하기 위하여 역왈쉬 하다마드 변환(IWHT:inverse walsh-Hadamard Transform)에 의하여 진폭은 일정 유지시키는 방법을 통한 부가데이터 전송 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 지상파 디지털 방송 시스템에서 부가 데이터를 전송하기 위한 송신기의 블록 구성도이다.
도 3을 도 1과 대비하여 살펴보면, 송신 데이터를 방송 스트림(300)으로 구별하여 도시하였다. 이는 송신 데이터에 부가 데이터(320)가 포함되므로, 방송 스트림(300)과 부가 데이터(320)를 구분하기 위함이다. 방송 스트림(300)을 전송하기 위한 처리가 이루어지는 경로인 랜덤화부(301), RS 인코딩부(302), 인터리빙부(303), 트렐리스 인코딩부(304), VSB 변조부(306) 및 전송부(306)는 도 1에서 설명한 송신 데이터(100)가 전송되는 경로에 위치한 랜덤화부(101), RS 인코딩부(102), 인터리빙부(103), 트렐리스 인코딩부(104), VSB 변조부(105) 및 전송부(106)와 동일하다. 다만, 본 발명에서는 트랠리스 인코딩부(304)와 VSB 변조부(306) 사이에 가산부(305)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.
여기서 이하의 설명에서 방송 스트림(300)을 부호화하기 위한 구성 요소들인 랜덤화부(301), RS 인코딩부(302), 인터리빙부(303) 트렐리스 인코딩부(304)를 "부호화 처리부"라 칭하기로 한다.
또한 부가 데이터(320)를 전송하기 위한 부가 데이터 송신 처리부(310)를 더 포함하며, 부가 데이터 송신 처리부(310)에서 가공된 데이터는 가산부(305)에서 가산된다. 따라서 송신 스트림(300)이 트렐리스 인코딩부(304)에서 인코딩되는 과정까지는 도 1의 설명과 동일하므로 다시 설명하지 않기로 한다.
먼저 부가 데이터(320)는 다양한 종류의 데이터가 될 수 있다. 즉, 긴급 재난 정보일 수도 있고, 그 외에 다른 정보일 수도 있다. 이러한 부가 데이터(320)는 부가 데이터 송신 처리부(310)의 채널 코딩부(311)로 입력된다. 부가 데이터(320)는 부가 데이터를 채널 코딩을 하여 직병렬 변환부(312)로 출력한다. 직병렬 변환부(321)는 채널 코딩된 단일 스트림을 미리 결정된 수의 멀티 스트림의 병렬 스트림으로 변환하여 출력한다.
직병렬 변환부(312)에서 병렬의 멀티 스트림은 데이터 일정 진폭을 갖도록 하는 부가 데이터 변조부(313)로 입력된다. 부가 데이터 변조부(313)는 부가 데이터를 변조한다. 이때 부가 데이터 변조부(313)는 변조된 멀티 레벨 스트림 및 멀티레벨 스트림을 단일 레벨 스트림으로 변환하는 장치들로 구분될 수 있다. 이에 대하여는 후술되는 도면에서 더 상세히 살펴보기로 한다.
이와 같이 변조된 신호는 가산부(305)로 입력되어 트렐리스 인코딩부(304)에서 부호화된 방송 스트림과 결합된다. 이와 같이 결합된 신호는 VSB 변조부(306)에서 결합된 신호가 VSB 변조된다. 이러한 변조는 앞에서 살핀 바와 같다. 그리고 전송부(307)에서 전송하고자 하는 대역으로 대역 상승 변환되어 안테나를 통해 공중으로 방사된다.
도 4는 지상파 디지털 방송 시스템에서 본 발명에 따른 수신기의 블록 구성도이다.
도 4를 앞에서 살펴본 도 2와 대비하여 살펴보기로 한다. 도 4에서도 도 2와 대비할 때, 도 2에서 언급한 수신 데이터(208)는 수신 스트림(408)과 부가 데이터(420)로 구분될 수 있으므로, 부가 데이터(420)와 수신 스트림(408)으로 구분하여 설명하기로 한다.
또한 수신 스트림(408)을 수신하여 처리하는 구성인 수신부(401), VSB 복조부(402), 등화부(403), 트렐리스 디코딩부(404), 디인터리빙부(405), RS 디코딩부(406) 및 디랜덤화부(407)는 도 2에서 설명한 수신부(201), VSB 복조부(202), 등화부(203), 트렐리스 디코딩부(204), 디인터리빙부(205), RS 디코딩부(206) 및 디랜덤화부(207)와 대응되며, 동일한 동작을 수행한다. 따라서 도 4를 설명함에 있어서 도 2와 동일한 동작에 대하여는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 여기서 수신부(401), VSB 복조부(402), 등화부(403)를 "수신 데이터 복조 처리부"라 칭하기로 하고, 트렐리스 디코딩부(404), 디인터리빙부(405), RS 디인코딩부(406) 및 디랜덤화부(407)를 "수신 스트림 복호 처리부"라 칭하기로 한다.
도 4에서 등화부(403)의 출력은 둘로 분기되어 그 중 하나는 수신 스트림(408)을 처리하기 위해 도 2에서와 같이 제공되며, 다른 하나는 부가 데이터 수신 처리부(420)로 입력된다.
등화부(403)에서 채널 변화에 따른 오류가 정정되어 출력된 데이터는 부가 데이터 수신 처리부(410)의 부가 데이터 복조부(411)로 입력된다.
부가 데이터 복조부(411)는 송신 시에 부가 데이터를 멀티 레벨로 변환하여 변조가 이루어졌으므로, 이를 멀티 레벨로 복조한다. 이와 같이 멀티 레벨로 복조가 이루어지는 경우 멀티 레벨로 분리되어 출력된다. 이와 같이 부가 데이터 복조부(411)에서 복조된 데이터는 병직렬 변환부(412)로 입력된다. 병직렬 변환부(411)는 멀티 레벨의 즉, 병렬로 구성된 다수의 데이터를 직렬로 변환하여 출력한다. 병직렬 변환부(411)에서 직렬로 변환된 데이터는 채널 디코딩부(413)로 입력되어 채널 디코딩된다. 이와 같이 채널 디코딩이 이루어짐으로써 부가 데이터(420)를 복원하게 된다.
이상에서 살펴본 도 3과 도 4와 같은 본 발명의 송신기 및 수신기는 전송효율을 높이기 위해 다음과 같은 방식으로 구성된다.
1) 부가 데이터 송신 처리부(310)는 전송과정에서 채널 특성에 의해 발생하는 비트 에러를 정정하기 위해 채널 코딩부(308)를 가지며, 부가 데이터 수신 처리부(410)는 채널 디코딩부(413)를 가진다.
2) 부가 데이터 송신 처리부(310)는 전송 효율을 높이기 위해 단일 스트림을 다중 스트림으로 변환하는 직병렬 변환부(312)를 가지며, 부가 데이터 수신 처리부(410)는 다중 스트림을 단일 스트림으로 변환하는 병직렬 변환부(412)를 가진다.
3) 부가 데이터 송신 처리부(310)의 부가 데이터 변조부(313)는 멀티 레벨 신호 및 단일 레벨 신호로 변조하는 과정을 수행하고, 부가 데이터 수신 처리부(410)의 부가 데이터 복조부(411)는 멀티 레벨 신호 및 단일 신호 레벨의 복조 과정을 수행할 수 있다.
그러면, 본 발명의 실시 예로 사용될 수 있는 3가지 서로 다른 변조 방식들을 살펴보기로 한다.
<변조방식 1>
본 발명의 일 실시 예에 따른 변조 방식은 미리 결정된 소정의 코드를 이용하여 확산하여 변조하는 방법이다. 이를 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 확산을 이용한 변조 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3에서와 같이 부가 데이터 송신 처리부(310)의 채널 코딩부(311)에서 채널 코딩되어 부호화된 신호가 출력된다. 도 5에서는 이와 같이 채널 코딩되어 부호화된 신호(500)가 입력되는 경우로 가정한 예이다.
부호화된 신호(500)는 직병렬 변환기(501)로 입력되어 단일 스트림인 부가 데이터를 다수의 스트림 즉, 멀티 스트림으로 변환되어 출력된다. 이와 같이 멀티스트림으로 변환되면, 확산 처리부(502)에 포함되어 있는 다수의 확산부들로 각 멀티 스트림들이 입력된다. 멀티 스트림들은 각각 대응하는 다수의 확산부들로 입력되고, 각 확산부들은 입력된 스트림을 서로 다른 코드로 확산한다. 이때 사용될 수 있는 코드는 직교 코드 또는 의사잡음(PN) 코드 등이 될 수 있다.
이와 같이 확산 처리부(502)에 포함된 각각의 확산부들에서 확산된 신호들은 결합부(503)로 입력된다. 결합부(503)는 확산부들에서 확산된 신호들을 결합하여 변조된 신호를 출력한다. 이후 결합된 신호는 도 5의 부가 데이터 송신 처리부(310)의 출력이 된다.
<변조방식 2>
다음으로 본 발명의 다른 실시 예로 두 번째 변조 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저 멀티코드 CDMA 시스템에서 사용되는 방식에 대하여 살펴보기로 한다.
도 6은 멀티코드를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 시스템에서 부호화된 신호의 변조를 위한 장치의 블록 구성도이다.
부호화된 신호(600)는 직병렬 변환기(601)로 입력되면, 직병렬 변환기(601)는 미리 결정된 단위만큼의 직렬의 신호를 미리 결정된 개수의 병렬 신호로 변환하여 출력한다. 이와 같이 병렬로 변환된 신호들을 각각 그에 대응하는 확산기들을 갖는 확산부(602)에서 각각 서로 다른 확산코드로 확산된다. 이때, 확산 코드인 a0, a1, a2, a3는 각각 (1,1,1,1), (1,-1,1,-1), (1,1,-1,-1), (1,-1,-1,1)이 될 수 있다. 또한 이러한 확산 코드에 의해 개별적으로 확산된 신호들은 합성기(603)에서 합성되어 멀티레벨 신호로 변환된 변조된 신호(605)로 변환된다. 이와 같이 변환된 신호는 무선 채널을 통해 수신기로 전송된다. 이때, 확산부(602)와 합성기(603)는 역왈시 하다마드 변환기(604)의 구성이 된다.
이와 같은 멀티레벨 신호의 입력 신호(
Figure pat00001
)가 확산부(602)에서 확산되고, 합성기(603)에서 합성된 멀티레벨 신호(
Figure pat00002
)를 통과한 신호의 출력 신호 레벨과 단일레벨 여부를 표로 도시하면, 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.
Figure pat00003
상기 <표 1>에 도시되어 있는 멀티레벨 신호 중 단일레벨로 나타나는 신호 출력은 i가 1, 2, 4, 7, 8, B, D, E의 경우이다. 모든 입력신호 레벨을 단일 신호 레벨로 구성해야만 한다. 따라서 도 6에 도시한 멀티코드를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 시스템에서 부호화된 신호의 변조 장치로는 모든 입력신호 레벨을 단일 신호 레벨로 구성할 수 없으므로, 본 발명에서는 도 6의 구성을 새롭게 변경하는 것을 제안한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 멀티코드를 사용하여 단일 레벨로 부호분할 다중접속 방식에서 부호화된 신호를 변조하기 위한 장치의 구성도이다. 도 7에 도시한 도면에서는 도 6의 구성에서 코드율 3/4로 바꿀 수 있다.
먼저 도 6의 구성과 달리 코드율을 3/4로 변경하는 경우 부호화된 신호(700)는
Figure pat00004
가 된다. 이와 같은 부호화된 신호(700)는 직병렬 변환기(701)로 입력되어 3개의 병렬 신호로 출력된다. 이때, 각각의 병렬 신호들은
Figure pat00005
이 된다. 이러한 각 병렬 신호들은 둘로 분기되어 하나는 모듈러 연산기(702)로 입력되고, 나머지 하나는 4X4 역왈쉬 하다마드 변환기(704)로 입력된다.
모듈러 연산기(702)는 미리 정의된 모듈러 값에 의거하여 상기 분기된 신호들을 모듈러 연산하여 인버터 연산기(703)로 출력한다. 그러면 인버터 연산기(703)는 모듈러 연산기(702)에서 연산되어 출력된 값을 반전하여 출력한다. 이와 같이 반전된 값은
Figure pat00006
이 된다.
이와 같이 직병렬 변환기(701)에서 병렬 신호로 변환된
Figure pat00007
의 값과 모듈러 연산기(702) 및 인버터 연산기(703)에서 연산된 정보인
Figure pat00008
가 4X4 역왈쉬 하다마드 변환기(704)의 입력이 된다.
그러면 역왈시 하다마드 변환기(704)는 입력된 신호들을 역왈시 하다마드 변환하여 출력한다. 이러한 역왈시 하다마드 변환기(704)는 도 6에서 도시한 역왈시 하다마드 변환기(604)와 동일한 구성을 가질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 도 7은 3/4율로 데이터 전송이 가능하다. 또한 도 7을 확장하여 일정한 진폭전송을 위해서는 9/16율로 데이터 인코딩이 가능하다.
100 : 송신 데이터 101, 301 : 랜덤화부
102, 302 : RS 인코딩부 103, 303 : 인터리빙부
104, 304 : 트렐리스 인코딩부 105, 306 : VSB 변조부
106, 307 : 전송부 201, 401 : 수신부
202, 402 : VSB 복조부 203, 403 : 등화부
204, 404 : 트렐리스 디코딩부 205, 405 : 디인터리빙부
206, 406 : RS 디인코딩부 207, 407 : 디랜덤화부
208 : 수신 데이터 300 : 방송 스트림
305 : 가산부 310 : 부가 데이터 송신 처리부
311 : 채널 코딩부 312, 501 : 직병렬 변환부
313 : 부가 데이터 변조부 320, 420 : 부가 데이터
408 : 수신 스트림 410 : 부가 데이터 수신 처리부
411 : 부가 데이터 복조부 412, 601, 701 : 병직렬 변환부
413 : 채널 디코딩부 500, 600, 700 : 부호화된 신호
502: 확산 처리부 503, 603 : 결합부
504, 604, 705 : 변조된 신호 602 : 확산부
604, 704 : 역왈시 하다마드 변환기
702 : 모듈러 연산기 703 : 인버터 연산기

Claims (20)

  1. 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치에 있어서,
    방송 스트림을 부호화하여 출력하는 부호화 처리부와,
    상기 부가 데이터를 채널 부호화한 후 미리 결정된 확산 방식으로 변조하여 출력하는 부가 데이터 송신 처리부와,
    상기 부호화 처리부와 상기 부가 데이터 송신 처리부의 출력을 결합하는 가산부와,
    상기 가산부의 출력을 상기 방송 시스템의 송신 규약에 따라 변조하여 송신하는 변조 및 송신부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부가 데이터 송신 처리부는,
    상기 부가 데이터를 미리 결정된 부호화 방식으로 부호화하는 채널 코딩부와,
    상기 부호화된 부가 데이터를 미리 결정된 크기 단위로 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환부와,
    상기 병렬의 데이터를 각각 확산하여 결합함으로써 변조하는 부가 데이터 변조부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 부가 데이터 변조부는,
    각각의 병렬 데이터들을 미리 결정된 확산 부호를 이용하여 개별적으로 확산하는 확산부와,
    상기 각 확산부에서 확산된 데이터를 결합하는 결합부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 미리 결정된 확산 부호는,
    직교 코드인, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 미리 결정된 확산 부호는,
    의사 잡음 코드인, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부가 데이터 변조부는,
    상기 부호화된 직렬의 신호를 3개씩 병렬로 변환하는 직병렬 변환기와,
    상기 3개씩 병렬 변환된 신호를 각각 수신하여 미리 결정된 값으로 모듈러 연산하는 모듈러 연산기와,
    상기 모듈러 연산된 정보를 반전하여 출력하는 인버터 연산기와,
    상기 인버터 연산기와 출력된 정보와 상기 병렬로 변환된 부호화된 신호를 역왈시 하다마드 변환하여 변조된 신호를 출력하는 역왈시 하다마드 변환기를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 장치.
  7. 방송 시스템에서 부가 데이터 수신을 위한 장치에 있어서,
    상기 부가 데이터가 포함된 방송 스트림을 수신 및 복조하여 출력하는 수신 데이터 복조 처리부와,
    상기 수신 데이터 복조 처리부에서 복조된 신호에서 상기 방송 스트림만을 복호하여 출력하는 수신 스트림 복호 처리부와,
    상기 수신 데이터 복조 처리부에서 복조된 신호에서 상기 부가 데이터를 복조 및 복호하여 출력하는 부가 데이터 수신 처리부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 부가 데이터 수신 처리부는,
    상기 수신 데이터 복조 처리부에서 복조된 신호에서 상기 부가 데이터만을 복조하여 병렬로 출력하는 부가 데이터 복조부와,
    상기 복조된 병렬 부가 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환부와,
    상기 직렬로 변환된 부가 데이터를 미리 결정된 방법에 따라 채널 복호하는 채널 디코딩부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 수신 데이터 복호 처리부는,
    상기 방송 스트림과 상기 부가 데이터가 포함된 무선 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 수신부에서 수신된 데이터를 미리 결정된 방식으로 복조하는 복조부와,
    상기 복조부에서 복조된 신호에 대해 멀티패스에 의해 발생된 채널 왜곡을 보상하는 등화부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 수신 스트림 복호 처리부는,
    상기 복조된 신호를 트렐리스 복호하는 트렐리스 디코딩부와,
    상기 트렐리스 복호된 신호를 미리 결정된 방법으로 디인터리빙하는 디인터리빙부와,
    상기 디인터리빙된 신호를 리드-솔로몬 방식드로 복호하는 리드-솔로몬 디코딩부와,
    상기 리드-솔로몬 복호된 데이터를 디랜덤화하는 디랜덤화부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 장치.
  11. 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치에 있어서,
    상기 부가 데이터를 미리 결정된 방식에 따라 채널 부호화하는 채널 코딩부와,
    상기 채널 코딩부의 출력 신호를 미리 결정된 변조 방식에 맞춰 병렬로 변환하여 출력하는 직병렬 변환부와,
    상기 병렬로 변환된 출력을 상기 미리 결정된 방식에 따라 변조하는 변조부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 변조부는,
    미리 결정된 확산 부호로 상기 병렬 데이터들을 개별적으로 확산하는 확산부와,
    상기 확산부에서 개별적으로 확산된 신호들을 가산하는 가산부를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 확산 부호는 직교 부호인, 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 확산 부호는 의사 잡음 부호인, 방송 시스템에서 부가 데이터 변조 장치.
  15. 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법에 있어서,
    방송 스트림을 부호화하여 출력하는 과정과,
    상기 부가 데이터를 채널 부호화한 후 미리 결정된 확산 방식으로 변조하여 출력하는 과정과,
    상기 부호된 방송 스트림과 상기 변조된 부가 데이터를 가산하여 결합하는 과정과,
    상기 결합된 출력을 상기 방송 시스템의 송신 규약에 따라 변조하여 송신하는 과정을 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 부가 데이터의 변조 과정은,
    상기 부가 데이터를 미리 결정된 부호화 방식으로 부호화하는 단계와,
    상기 부호화된 부가 데이터를 미리 결정된 크기 단위로 병렬 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 병렬의 데이터를 각각 확산하여 결합하는 단계를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 부가 데이터 변조 단계는,
    직교 코드 또는 의사 잡음 코드를 이용하여 각각의 병렬 데이터들을 개별적으로 확산하는 단계와,
    상기 각 확산부에서 확산된 데이터를 결합하는 단계를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 부가 데이터 변조 과정은,
    상기 부호화된 직렬의 신호를 3개씩 병렬로 변환하는 단계와,
    상기 3개씩 병렬 변환된 신호를 각각 수신하여 미리 결정된 값으로 모듈러 연산하는 단계와,
    상기 모듈러 연산된 정보를 반전하는 단계와,
    상기 반전된 정보와 상기 병렬로 변환된 부호화된 신호를 역왈시 하다마드 변환하여 변조하는 단계를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 전송을 위한 방법.
  19. 방송 시스템에서 부가 데이터 수신을 위한 방법에 있어서,
    상기 부가 데이터가 포함된 방송 스트림을 수신 및 복조하는 과정과,
    상기 복조된 신호에서 상기 방송 스트림만을 복호하는 과정과,
    상기 복조된 신호에서 상기 부가 데이터만을 복조하여 병렬로 출력하는 과정과,
    상기 복조된 병렬 부가 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 과정과,
    상기 직렬로 변환된 부가 데이터를 미리 결정된 방법에 따라 채널 복호하는 과정을 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 수신 데이터 복조 과정은,
    상기 방송 스트림과 상기 부가 데이터가 포함된 무선 신호를 수신하여 미리 결정된 방식으로 복조하는 단계와,
    상기 복조부에서 복조된 신호에 대해 멀티패스에 의해 발생된 채널 왜곡을 보상하는 단계를 포함하는, 방송 시스템에서 부가 데이터 수신 방법.
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