KR20140088252A - 방송시스템의 상향링크 정보 전송 장치 및 방법 - Google Patents

방송시스템의 상향링크 정보 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 방송시스템에서 통신망의 자원을 소모하지 않고 양방향 모바일 서비스를 지원할 수 있는 상향링크 정보 전송 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템의 상기 중계기 장치는: 상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 송신부를 포함한다.

Description

방송시스템의 상향링크 정보 전송 장치 및 방법 {APPARATUS AND MEHTOD FOR TRANSMITTING UPLINK INFORMATION IN A BROADCASTING SYSTEM}
본 발명은 방송시스템에 관한 것으로, 특히 양방향 모바일 서비스를 제공할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전형적인 모바일 방송시스템(mobile broadcasting system)은 단방향 서비스를 제공하던 형태에서 양방향 서비스를 제공하는 형태로 발전하고 있다. 예를 들어, DVB-H(Digital Video Broadcasting - Handheld), T-DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)와 같은 1세대 모바일 방송시스템은 단방향 서비스만을 제공하던 형태였다. 그러나 나날이 증대되는 모바일 방송에 대한 기대에 부응하고자 DVB- NGH(Next Generation Handheld), MCM(Mobile Convergence Media)와 같은 2세대 모바일 방송시스템이 개발되고 있다. 이러한 2세대 모바일 방송시스템에서는 양방향 서비스의 제공이 논의되고 있다.
한편, 양방향 모바일 서비스를 제공하기 위해서 기존의 방송망과 통신망을 동시에 사용하는 이종망 하이브리드 형태가 고려되고 있다. 이러한 이종망 형태의 구성은 방송망 이외의 통신망 자원을 소모하기 때문에 비효율적이다. 또한 기존 기술들은 다수의 사용자들을 고려하지 않기 때문에 방송용 상황에는 적절하지 않다.
따라서 본 발명의 실시예들은 방송시스템에서 통신망의 자원을 소모하지 않고 양방향 모바일 서비스를 지원할 수 있는 상향링크 정보 전송 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 실시예들은 방송시스템에서 다수의 사용자들에게 양방향 모바일 서비스를 지원할 수 있는 상향링크 정보 전송 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템의 상기 중계기 장치는: 상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 송신부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템의 상기 단말들중 어느 한 단말 장치는: 상기 송신국들중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 생성된 상향링크 정보를 상기 중계기를 통해 상기 선택된 송신국으로 송신하는 송신부를 포함하고, 상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들; 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들; 및 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하고, 상기 중계기 장치는: 상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하고, 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하고, 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템에서, 상기 중계기의 동작 방법은: 상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하는 과정; 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하는 과정; 및 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템에서, 상기 단말들중 어느 한 단말의 동작 방법은: 상기 송신국들중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신하는 과정; 상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성하는 과정; 및 상기 생성된 상향링크 정보를 상기 중계기를 통해 상기 선택된 송신국으로 송신하는 과정을 포함하고, 상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 방송시스템에서 고출력 송신국과 저출력 단말 사이의 서비스 커버리지 비대칭성을 극복하기 위한 방송용 상향링크 중계기를 제안한다. 이러한 상향링크 중계기 하나 당 상향링크 서비스 커버리지 및 중계기당 수용해야 하는 사용자의 수가 최대화되도록 상향링크 중계기가 구현된다. 또한, 상향링크 중계기는 다중 접속 기법을 사용하여 다수의 사용자들을 동시에 처리할 수 있도록 한다. 그리고 또한, 상향링크 중계기는 단말로부터의 상향링크 정보를 효율적으로 분류 및 재가공한 후 송신국으로 전달함으로써 상향링크 정보 전송에 있어서 오버헤드를 줄일 수 있다. 그리고 또한 단말에서 상향링크 정보를 구성함에 있어서 별도의 하향링크 데이터가 아닌 수신된 방송신호에 포함된 데이터를 이용함으로써 간단하게 상향링크 정보를 구성할 수 있다.
본 개시 및 그의 효과에 대한 보다 완벽한 이해를 위해, 첨부되는 도면들을 참조하여 하기의 설명들이 이루어질 것이고, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 일반적인 무선 통신시스템에서 기지국과 단말 사이의 분포를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 방송시스템에서 방송 중계기와 단말 사이의 분포를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용되는 방송시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 단말의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 단말에서의 상향링크 정보 처리 동작을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 단말에서 생성되는 상향링크 정보의 구조를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기의 구성을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기에서의 상향링크 정보 처리 동작을 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기에서 상향링크 정보가 송신국별로 분류되고 송신국별 상향링크 정보가 생성된 후 해당 송신국으로 송신되는 동작을 구체적으로 보여주는 도면.
이 특허문서에서 본 개시의 원리들을 기술하기 위해 사용되어지는, 하기에서 논의되는 도 1 내지 도 9와 다양한 실시예들은 단지 실례를 보여주기 위한 것이지, 개시의 범위를 제한하는 어떠한 것으로도 해석되어져서는 아니된다. 당해 분야에서 숙련된 자는 본 개시의 원리들이 적절하게 배치된 임의의 방송시스템에서 구현되어질 수도 있음을 이해할 것이다.
하기에서 설명될 본 발명의 실시예들은 기존 하향링크(downlink) 중심의 단방향 방송시스템을 보다 발전시켜 양방향 방송 시스템을 구성하고 그에 적합한 서비스를 제공하기 위한 것이다. 방송 서비스 커버리지 내의 사용자들로부터 사용자 별 데이터를 수집하기 위해서는 상향링크(uplink) 시스템이 필수적이다. 본 발명의 실시예들은 통상 방송망과 통신망을 동시에 사용하는 이종망 하이브리드 형태가 아닌, 통신망 의존성을 없앤 새로운 형태의 방송용 상향링크 시스템을 제안한다. 본 발명의 실시예들이 제안하는 내용들을 다음과 같이 정리될 수 있다.
첫째, 본 발명의 실시예들은 고출력 송신기로부터 확보되는 넓은 하향링크 서비스 커버리지와 저출력 단말로부터 야기되는 좁은 상향링크 서비스 커버리지 간의 비대칭성을 극복하기 위해, ‘방송용 상향링크 중계기’를 제안한다.
둘째, 방송용 상향링크 중계기를 설치함에 있어서 하향링크 서비스 커버리지 내에 최소한의 방송용 중계기가 설치될 수 있도록 하기 위해서, 중계기 하나 당 상향링크 서비스 커버리지(중계기와 단말 간의 신호 도달 거리)를 최대화하고, 중계기 당 수용해야 하는 사용자의 수를 최대화해야 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예들은 중계기에서 수신되는 사용자 별 신호의 요구 신호대잡음비(Signal-to Noise Ratio, SNR)를 최소화하고, 중계기-송신기 네트워크보다 단말기-중계기 네트워크에 더 많은 무선 자원(resource)을 할당한다. 또한, 다수의(massive) 사용자를 동시에 처리하기 위해서, 본 발명의 실시예들은 중계기에서 수용할 수 있는 총 데이터량은 최대화하고, 그에 적합한 다중 접속(Multiple Access) 기법을 적용한다.
셋째, 본 발명의 실시예들은 방송용 상향링크 중계기에서 데이터를 처리함에 있어서, 효율적으로 데이터를 분류하여 재가공한 뒤 효과적으로 송신기로 전달할 수 있는 ‘데이터 재다중화(Re-multiplexing)’ 기법을 제안한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 재다중화 처리에 필요한 연산과 오버헤드(overhead)를 최소화하기 위해서 브로드캐스트 (broadcast) ID를 활용하여 효과적으로 데이터를 재가공하는 기법을 제안한다.
넷째, 본 발명의 실시예들은 단말에서 상향링크 데이터 패킷을 구성함에 있어서, 하향링크 방송망을 이용하여 패킷 구성을 위한 별도의 데이터를 삽입하여 전달하지 않더라도, 단말에서는 현재 수신되는 데이터로부터 헤더를 구성할 수 있는 간단하면서도 효과적인 방법을 제안한다.
이하 본 발명의 실시예들이 구체적으로 설명될 것이다. 하기에서는 먼저 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 중계기 및 이를 포함하는 방송시스템이 설명될 것이다. 다음에, 본 발명의 실시예들에 따른 단말에서의 상향링크 정보 생성 동작이 설명될 것이다. 그 다음에, 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 중계기에서의 상향링크 정보 생성 동작이 설명될 것이다.
< 방송 상향링크 중계기 >
통상의 모바일 방송시스템에서 고출력 송신국으로부터 확보되는 하향링크 서비스 커버리지(coverage)와 저출력 단말로부터 생성되는 상향링크 서비스 커버리지는 서로 비대칭적이다. 즉, 하향링크 서비스 커버리지는 상향링크 서비스 커버리지에 비해서 월등히 큰 반면, 단말의 낮은 전력으로는 현재 서비스 중인 송신국까지 신호가 도달조차 할 수 없다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 방송 상향링크 서비스를 위해서 상향링크 중계기를 포함하는 방송시스템을 고려한다.
하지만, 무선 통신시스템과 같이 송신국과 중계기를 쉽게 늘리지 못하는 방송 시스템의 특성상 상향링크 중계기는 최소의 숫자로 최대의 단말들을 지원해야 한다. 방송시스템에서의 상향링크는 무선 통신시스템보다 넓어진 서비스 영역만큼이나 월등히 많은 단말들을 수용해야 한다. 즉, 하나의 서비스 영역 내의 단말들의 수는 통신 시스템 보다 방송 시스템이 월등히 많다. 무선 통신시스템의 기지국이 도 1에 도시된 바와 같이 자신의 커버리지 내에 수백 명의 사용자(단말)들을 수용한다면, 방송시스템의 상향링크 중계기는 도 2에 도시된 바와 같이 자신의 커버리지 내에서 수백만 명의 사용자(단말)들을 수용해야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용되는 방송시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다. 방송시스템은 다수의 송신국들 101-109와, 방송 상향링크 중계기 200과, 다수의 단말들 301-309를 포함한다. 다수(예; M개)의 송신국들 101-109는 각각 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 송신국들 101-109는 적어도 하나의 방송 서비스를 제공하는 방송국 또는 방송국 이외의 회사로부터의 방송 신호를 송신할 수 있다. 다수(예; K개)의 단말들 301-309은 상기 송신국들 101-109중에서 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신한다. 일 예로, 상기 단말들 301-309는 터치스크린을 구비하는 스마트폰(smart phone)이 될 수 있으나, 방송 서비스를 제공받는 휴대용 단말기(portable terminal), 이동 전화(mobile phone), 이동 패드(mobile pad), 미디어 플레이어(media player), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 핸드헬드컴퓨터(handheld computer) 또는 PDA(Personal Digital Assistant)의 어느 것도 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 방송시스템은 양방향 서비스를 제공하므로 하향링크 동작 뿐만 아니라 상향링크 동작도 수행된다. 방송시스템의 하향링크(downlink)의 경우, 다수의 송신국들 101-109은 방송 하향링크 송신기가 되고, 다수의 단말들 301-309는 방송 하향링크 수신기가 된다. 반면에, 방송시스템의 상향링크(uplink)의 경우, 다수의 단말들 301-309는 방송 상향링크 송신기가 되고, 다수의 송신국들 101-109은 방송 상향링크 수신기가 된다.
방송 상향링크 중계기 200은 상기 다수의 송신국들 101-109와 상기 다수의 단말들 301-309의 사이에 결합된다. 상기 중계기 200은 상기 다수의 단말들 301-309로부터의 상향링크 정보를 상기 다수의 송신국들 101-109로 송신한다. 이러한 중계기 200을 설치함에 있어서, 하향링크 서비스 커버리지 내에 최소한의 방송용 중계기가 설치될 수 있도록 하기 위해서, 중계기 하나 당 상향링크 서비스 커버리지(중계기와 단말 간의 신호 도달 거리)가 최대화되고, 중계기 당 수용해야 하는 사용자의 수가 최대화되도록 한다. 이를 위해 본 발명의 실시예들은 중계기에서 수신되는 사용자 별 신호의 요구 신호대잡음비(Signal-to Noise Ratio, SNR)를 최소화하고, 중계기-송신기 네트워크보다 단말기-중계기 네트워크에 더 많은 무선 자원(resource)을 할당한다. 또한, 다수의(massive) 사용자들을 동시에 처리하기 위해서, 본 발명의 실시예들은 중계기에서 수용할 수 있는 총 데이터량을 최대화하고, 그에 적합한 다중 접속(Multiple Access, MA) 기법을 적용한다.
< 방송 상향링크 정보 >
방송용 상향링크에서는 무선 통신 환경과 같이 양방향 통신이 원활하지 않기 때문에, 리턴 채널(return channel) 패킷과 같은 상향링크 정보를 구성할 때에는 새로운 식별자(identifier, ID)나 오버헤드 등을 정의하여 사용하기 보다는, 기존에 송신국와 단말기가 동시에 알고 있는 정보를 이용하는 것이 효과적이다.
상향링크 정보는 기본적으로 사용자 ID와 리턴 채널 데이터를 이용하여 구성한다. 상기 사용자 ID 및 리턴 채널 데이터 이외에도, 리턴 채널이 목표로 하는 방송 컨텐츠(서비스)에 대한 정보를 담고 있는 브로드캐스팅(Broadcasting) ID와, 상향링크 패킷을 보내고자 하는 최종 목적지 정보를 담고 있는 타겟(Target) ID를 추가하여 상향링크 정보를 구성한다. 타겟 ID와 브로드캐스팅 ID를 생성하기 위한 별도의 데이터를 하향링크 방송 신호에 전송하게 되면 자원의 낭비를 초래하므로, 본 발명의 실시예들은 현재 단말이 하향링크로 서비스 받고 있는 방송 정보를 활용하여 구성하는 간단한 방법을 제안한다. 즉, 단말이 하향링크 서비스를 서비스 받기 위해서 필수적으로 방송 신호로부터 획득하는 정보로부터 현재 서비스의 고유한 ID를 생성한다. 예를 들어, 방송국이 KBS1이라면, 방송국 번호, 채널 주파수 475MHz, 채널의 번호 9, MPEG-2 TS(Moving Picture Expert Group 2 Transport Stream) 패킷(packet) 내에 들어있는 프로그램 정보 등으로부터 현재 서비스의 고유한 ID를 생성할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 송신국, 중계기, 그리고 단말이 서로 공통적으로 알고 있는 정보를 고유하게 구성하고 공유하지만, 별도의 추가 전송이 필요 없어 대역폭 효율성을 극대화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 단말에서 생성되는 상향링크 정보의 구조를 보여주는 도면이다. 도 6에 도시된 구조는 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.
상향링크 정보는 타겟(Target) ID 410, 브로드캐스팅(Broadcasting) ID 420, 사용자(User) ID 430 및 리턴 채널 데이터(Return Channel Data) 440을 포함한다. 타겟 ID 410은 방송국 번호(Broadcasting Station Number) 412 또는 방송국 이외의 정보(컨텐츠) 수집 회사의 번호(Contents Company Number) 414를 포함한다. 즉, 타겟 ID 410은 리턴 채널을 보내고자 하는 방송국 번호 412 및 리턴 채널을 받아야 하는 정보 수집 회사 등 방송국 이외의 회사의 번호 414를 포함한다. 브로드캐스팅 ID 420은 리턴 채널에 해당하는 방송 서비스에 대한 정보를 포함한다. 즉, 방송 서비스를 찾기 위한 기본적인 정보로 서비스가 제공되고 있는 방송 주파수(Frequency) 422, 채널 번호(Channel Number) 424, 방송 서비스 내 프로그램의 고유 번호(Program Number) 426, 프로그램 내 컨텐츠의 고유 번호(Contents Number) 428을 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 단말의 구성을 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.
단말 301-309는 수신부 310, 제어부 320 및 송신부 330을 포함한다. 수신부 310은 도 3에 도시된 송신국들 101-109중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신한다. 제어부 320은 상향링크 정보 생성부 325를 포함하고, 상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성한다. 송신부 330은 상기 생성된 상향링크 정보를 도 3에 도시된 중계기 200을 통해 상기 선택된 송신국으로 송신한다. 상기 송신부 330에 의해 송신되는 상향링크 정보는, 도 6에 도시된 바와 같이 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 420 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다. 상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기 200에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신된다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 단말에서의 상향링크 정보 처리 동작을 보여주는 도면이다. 도 5에 도시된 흐름은 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.
단말은 S310 단계에서, 도 3에 도시된 송신국들 101-109중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신한다. 단말은 S320 단계에서, 상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성한다. 단말은 S330단계에서, 상기 생성된 상향링크 정보를 도 3에 도시된 중계기 200을 통해 상기 선택된 송신국으로 송신한다. 상기 송신되는 상향링크 정보는, 도 6에 도시된 바와 같이 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 420 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다. 상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기 200에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신된다.
< 상향링크 중계기 >
통상의 무선 통신시스템의 중계기는 개별 사용자 맞춤형으로 단말 각각의 신호를 기지국으로 재전송해주는 역할을 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 고려하는 방송 상향링크 중계기는 많은 사용자들로부터 수신받은 고용량의 단말의 데이터를 소화하여야 한다. 또한, 방송 상향링크 중계기에서 단순히 단말기의 데이터를 재전송만 할 경우, 송신국에서 처리해야 할 수신 연산량이 크게 증가함은 물론 향후 ACK(Acknowledgement) 발송 시간의 지연 및 복잡도의 증가가 필연적으로 수반된다. 이와 더불어, 방송 상향링크 데이터를 단말에서 송신국까지 전달할 때 무선 통신시스템과 마찬가지로 사용자 ID가 필수적으로 사용되나, 방송 상향링크의 경우 도 6에 도시된 바와 같이 브로드캐스팅 ID가 추가적으로 사용이 되어야 한다. 브로드캐스팅 ID를 중계기와 송신국 사이에서 그대로 재전송할 경우, 전송 오버헤드가 증가함은 물론 송신국에서 서비스 지역 내 모든 단말의 데이터를 해당하는 방송 서비스 별로 분류 작업을 수행하여 각 서비스 제공자에게 보내야 하는 부담이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 방송용 상향링크 중계기는 도 9에 도시된 바와 같이 각 단말로부터 전송되어 온 데이터를 브로드캐스팅 ID를 기준으로 분류 및 재다중화(re-multiplexing)한다. 즉, 방송 서비스별로 분류 및 재다중화한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기의 구성을 보여주는 도면이다. 도 7에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.
중계기 200은 수신부 210, 제어부 220 및 송신부 230을 포함한다. 수신부 210은 도 3에 도시된 단말들 301-309로부터의 상향링크 정보를 수신한다. 상기 수신된 상향링크 정보는 도 6에 도시된 바와 같이 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 420 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다. 제어부 220은 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성한다. 이를 위해 제어부 220은 상향링크 정보 분류부 221 및 상향링크 정보 생성부 225를 포함한다. 상기 생성된 상향링크 정보는 도 6에 도시된 정보중에서 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다.
송신부 230은 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신한다. 상기 송신부 230은 상기 생성된 상향링크 정보를 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 방식 또는 단일반송파부호-주파수분할다중접속(Single Carrier Code ? Frequency Division Multiple Access, SC-CFDMA) 방식으로 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신할 수 있다. 월드컵 중계 시청과 같이 다수의 사용자들이 한 채널에 몰릴 경우, 즉 브로드캐스팅 ID의 종류가 사용자 ID대비하여 작을 경우, 송신부 230은 중계기와 송신국 사이의 MA 기법을 OFDMA를 선택함으로써 고속 전송이 가능하도록 한다. 반면에, 주말의 예능 채널 프로와 같이 다수의 사용자들이 다수의 채널들을 이용하며 원하는 정보가 다양하여 타겟 ID 또한 다양하게 될 경우, 송신부 230은 각 단말의 데이터 전송률은 낮으나 많은 사용자들을 최대한 수용하기에 적합한 SC-CFDMA를 사용함으로써 효율적 전송이 가능하게 한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기에서의 상향링크 정보 처리 동작을 보여주는 도면이다. 도 8에 도시된 흐름은 단지 예시를 위한 것이다. 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.
중계기는 S210 단계에서, 도 3에 도시된 단말들 301-309로부터의 상향링크 정보를 수신한다. 상기 수신된 상향링크 정보는 도 6에 도시된 바와 같이 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410, 방송 서비스를 나타내는 브로드캐스팅 정보 420 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다. 중계기는 S220 단계에서 상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고, S230 단계에서 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성한다. 상기 생성된 상향링크 정보는 도 6에 도시된 정보중에서 단말에 대한 사용자 정보 430, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 410 및 리턴 채널 정보 440을 포함한다. 중계기는 S240 단계에서 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신한다. 중계기는 상기 생성된 상향링크 정보를 OFDMA 방식 또는 SC-CFDMA 방식으로 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 방송 중계기에서 상향링크 정보가 방송 서비스별로 분류되고 방송 서비스별 상향링크 정보가 생성된 후 해당 송신국으로 송신되는 동작을 구체적으로 보여주는 도면이다. 도 9에서 B1-B3은 브로드캐스팅 ID를 나타내고, U1-UK는 사용자 ID를 나타내고, Data는 리턴 채널 데이터를 나타낸다.
방송 상향링크 중계기는 S510에서 각 단말로부터의 상향링크 정보(패킷)를 수신한다. 다음에, 중계기는 S520에서 상향링크 정보의 헤더 부분에 위치한 브로드캐스팅 ID를 읽어 들이고, 상향링크 정보를 브로드캐스팅 ID별로 분류 및 재다중화한다. 즉, 중계기는 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성한다. 그 다음에, 중계기는 S530단계에서 브로드캐스팅 ID에 대응하는 큐(Queue)로 상향링크 정보를 전달한다. 이때 전달되는 상향링크 정보에는 브로드캐스팅 ID가 제거되어 있다. 브로드캐스팅 ID별 큐에서는 모두 동일한 목적지, 즉 동일한 방송사로 향하는 데이터만 모이게 된다. 즉, 큐1에는 브로드캐스팅 ID “B1”에 해당하는 사용자 1 및 사용자 4로부터의 상향링크 정보가 저장되며, 큐2에는 브로드캐스팅 ID “B2”에 해당하는 사용자 2로부터의 상향링크 정보가 저장되며, 큐3에는 브로드캐스팅 ID “B3”에 해당하는 사용자 3 및 사용자 K로부터의 상향링크 정보가 저장된다. 이러한 과정들은 다른 단말들로부터 전송되어 온 모든 상향링크 정보에 대해서 동일하게 진행된다. 이후 S540에서 중계기는 방송 서비스의 수만큼의 전송 묶음을 가지게 되고 이를 구분할 수 있는 묶음 별 단독 전송 통로 또는 구분 코드 등을 통해 송신국으로 전송한다. 즉, S540에서 중계기는 각 큐에 저장된 상향링크 정보에 해당하는 브로드캐스팅 ID를 부가한 후 해당하는 송신국으로 전송한다. 이러한 과정을 거칠 경우, 브로드캐스팅 ID의 일부가 중간에서 제거되므로 송신국으로 도달하는 데이터의 오버헤드가 감소할 뿐만 아니라, 송신국에서 처리해야 할 분류 연산과정도 생략되므로 매우 효율적이다. 예를 들어, 도 9의 경우, 중계기는 사용자 1의 상향링크 정보 및 사용자 4의 상향링크 정보가 동일한 브로드캐스팅 ID를 사용하므로 동일한 정보를 두번 보낼 필요없이 이중에 하나를 삭제하고, 대신에 공통의 대표 브로드캐스팅 ID 하나만을 전송한다.
한편, 중계기는 단말에서 보내지는 타겟 ID를 먼저 읽어서 방송국과 다른 리턴 채널을 요구하는 회사의 리턴 채널 수신국이 동일한지 여부를 판단한다. 중계기는 방송국과 다른 리턴 채널을 요구하는 회사의 리턴 채널을 수신할 송신국이 다른 경우, 해당 리턴 채널을 보내야 하는 송신국을 구분한다. 방송국과 다른 리턴 채널을 요구하는 회사의 리턴 채널을 수신할 송신국이 동일한 경우에는, 송신국에서 타겟 ID를 읽어 리턴 채널을 해당하는 방송국 또는 정보를 요구하는 회사에 따라 분류할 수 있다.
타겟 ID를 통해 리턴 채널을 받은 방송국 또는 리턴 채널을 이용하는 회사는 브로드캐스팅 ID를 통해 리턴 채널이 어떠한 방송 서비스에 대한 리턴 채널인지를 인식할 수 있다. 그 이후에는 사용자 ID와 리턴 채널 데이터를 이용하여 방송 상향링크 신호의 수신 처리를 마무리한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 방송시스템에서 고출력 송신국과 저출력 단말 사이의 서비스 커버리지 비대칭성을 극복하기 위한 방송용 상향링크 중계기를 제안한다. 이러한 상향링크 중계기 하나 당 상향링크 서비스 커버리지 및 중계기당 수용해야 하는 사용자의 수가 최대화되도록 상향링크 중계기가 구현된다. 또한, 상향링크 중계기는 다중 접속 기법을 사용하여 다수의 사용자들을 동시에 처리할 수 있도록 한다. 그리고 또한, 상향링크 중계기는 단말로부터의 상향링크 정보를 효율적으로 분류 및 재가공한 후 송신국으로 전달함으로써 상향링크 정보 전송에 있어서 오버헤드를 줄일 수 있다. 그리고 또한 단말에서 상향링크 정보를 구성함에 있어서 별도의 하향링크 데이터가 아닌 수신된 방송신호에 포함된 데이터를 이용함으로써 간단하게 상향링크 정보를 구성할 수 있다.
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. 일 예로, 본 발명의 실시예들에서는 도 3에 도시된 바와 같이 단일의 방송 상향링크 중계기가 다수의 송신국들과 단말들의 사이에 결합되는 경우로 설명하였으나 본 발명의 보호범위는 반드시 이에 한정되지는 않는다. 다른 예로, 본 발명의 실시예들은 도 4 및 도 7에 각각 도시된 바와 같은 단말 및 중계기의 구성요소들에 의해 수행되는 것으로 설명되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 단말 및 중계가가 도시된 구성요소들 뿐만 아니라 다양한 구성요소들을 포함하여 이루어짐은 자명한 사실이다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 동작들은 단일의 제어부에 의해 그 동작이 구현될 수 있다. 이러한 경우 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령이 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
101-109 : 방송 송신국 200: 방송 중계기
301-309: 단말 210,310: 수신부
220,320: 제어부 230,330: 송신부
221: 상향링크 정보 분류부 225,325: 상향링크 정보 생성부

Claims (18)

  1. 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템의 상기 중계기 장치에 있어서:
    상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하는 제어부; 및
    상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 송신부를 포함하는, 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 수신된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 생성된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 송신부는, 상기 생성된 상향링크 정보를 직교주파수분할다중접속(OFDMA) 방식 또는 단일반송파부호-주파수분할다중접속(SC-CFDMA) 방식으로 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는, 장치.
  5. 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템의 상기 단말들중 어느 한 단말 장치에 있어서:
    상기 송신국들중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성하는 제어부; 및
    상기 생성된 상향링크 정보를 상기 중계기를 통해 상기 선택된 송신국으로 송신하는 송신부를 포함하고,
    상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신되는, 단말 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 수신된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 단말 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 중계기에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신되는 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 단말 장치.
  8. 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템에서, 상기 중계기의 동작 방법에 있어서:
    상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하는 과정;
    상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하는 과정; 및
    상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 과정을 포함하는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 수신된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 생성된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 과정은, 상기 생성된 상향링크 정보를 직교주파수분할다중접속(OFDMA) 방식 또는 단일반송파부호-주파수분할다중접속(SC-CFDMA) 방식으로 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는 과정을 포함하는, 방법.
  12. 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들과, 상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하는 모바일 방송시스템에서, 상기 단말들중 어느 한 단말의 동작 방법에 있어서:
    상기 송신국들중에서 선택된 송신국으로부터 방송신호를 수신하는 과정;
    상기 수신된 방송신호를 이용하여 상기 선택된 송신국으로 송신될 상향링크 정보를 생성하는 과정; 및
    상기 생성된 상향링크 정보를 상기 중계기를 통해 상기 선택된 송신국으로 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 송신된 상향링크 정보는 상기 중계기에 의해 방송 서비스별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신되는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 송신된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 중계기에 의해 송신국별로 분류된 후 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신되는 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 방법.
  15. 각각이 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 송신하는 다수의 송신국들;
    상기 송신국들중 적어도 하나의 송신국을 통해 적어도 하나의 방송 서비스를 위한 방송신호를 수신하는 다수의 단말들; 및
    상기 다수의 송신국들과 상기 다수의 단말들의 사이에 결합되는 중계기를 포함하고,
    상기 중계기 장치는:
    상기 단말들로부터의 상향링크 정보를 수신하고,
    상기 수신된 상향링크 정보를 방송 서비스별로 분류하고 방송 서비스별 상향링크 정보를 생성하고,
    상기 생성된 상향링크 정보를 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는, 모바일 방송시스템.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 수신된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보, 방송 서비스 정보를 나타내는 브로드캐스팅 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 모바일 방송시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 생성된 상향링크 정보는, 단말에 대한 사용자 정보, 상향링크 정보의 목적지를 나타내는 타겟 정보 및 리턴 채널 정보를 포함하는, 모바일 방송시스템.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 중계기는, 상기 생성된 상향링크 정보를 직교주파수분할다중접속(OFDMA) 방식 또는 단일반송파부호-주파수분할다중접속(SC-CFDMA) 방식으로 적어도 하나 이상의 해당 송신국으로 송신하는, 모바일 방송시스템.
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