KR20150119760A

KR20150119760A - 지상파 클라우드 방송을 위한 프리앰블 구조 및 시그날링 방법

Info

Publication number: KR20150119760A
Application number: KR1020140045595A
Authority: KR
Inventors: 이재영; 박성익; 권선형; 김흥묵; 허남호; 김정창
Original assignee: 한국전자통신연구원; 한국해양대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-10-26

Abstract

지상파 클라우드 방송을 위한 프리앰블 구조 및 시그날링 방법이 제공된다.

Description

지상파 클라우드 방송을 위한 프리앰블 구조 및 시그날링 방법{Preamble structure and signaling method for terrestrial cloud transmission}

본 발명은 단일주파수망(single frequency network)에서 동작하는 지상파 클라우드 방송 시스템에서, 서로 다른 송신기로부터 전송된 다수의 방송신호를 구분하여 복조하기 위한 목적으로, 지상파 클라우드 방송신호의 프리앰블 구조 및 그 시그날링 방법에 관한 것이다.

현재의 지상파 TV 방송은 서비스 반경의 3 배에 달하는 동일채널간섭(co-channel interference)을 발생시키기 때문에, 서비스 반경의 3 배 이내 지역에서는 같은 주파수를 재사용할 수 없다. 이처럼, 같은 주파수를 재사용할 수 없는 지역을 white space라고 하는데 white space의 발생으로 인하여 스펙트럼효율은 매우 낮은 상황이다. 따라서, 스펙트럼효율 향상 방안으로 전송용량 증대뿐만 아니라, 수신 강인성에 중점을 둔 white space 제거 및 주파수재사용이 용이한 전송기술 개발의 필요성이 대두되었다. 최근에, 이러한 기술로서 주파수 재사용이 용이하고 white space를 발생시키지 않으며, 단일주파수망 구축 및 운용이 매우 용이한 지상파 클라우드 방송기술이 제안되었다.

지상파 클라우드 방송기술을 이용하면, 방송사는 하나의 방송채널을 통해 전국적으로 동일한 방송 콘텐츠 또는 각 지역별로 서로 다른 방송 콘텐츠를 전송할 수 있다. 또한, 지상파 클라우드 방송은 단일주파수망에서 서로 다른 송신기로부터 송출된 신호가 겹치는 지역, 즉 중첩지역에서 하나 이상의 클라우드 방송신호를 수신기가 수신할 수 있어야 한다, 즉, 동일채널간섭이 존재하고, 각 송신신호들의 타이밍 및 주파수 동기가 보장되지 않은 상황에서 하나 이상의 클라우드 방송신호를 복조할 수 있어야 한다.

본 발명은, 지상파 클라우드 방송 시스템에서 각 방송신호를 구분하여 복조하기 위해 지상파 클라우드 방송신호의 프리앰블 구조와 시그날링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

지상파 클라우드 방송을 위한 프리앰블 구조 및 시그날링 방법.

지상파 클라우드 전송 시스템에 있어서, 클라우드 방송신호의 프리앰블 구조를 제공함으로써 클라우드 방송신호 수신기가 각 방송신호를 구분하여 복조할 수 있도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 부프레임 구조를 시간영역에서 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 P1 과 P1_a 부를 주파수 영역에서 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 P1 프리앰블의 자세한 구조를 시간영역에서 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 또 다른 부프레임 구조를 시간영역에서 보인 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 프레임 (frame)은 하나 이상의 부프레임 (sub-frame)들로 구성되며, 하나의 부프레임은 하나 이상의 OFDM 심벌들로 구성된다. 하나의 프레임을 구성하는 부프레임들 중에서 최소 하나의 부프레임에는 하나 이상의 프리앰블 심볼을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 그 외 부프레임에는 레퍼런스 (혹은 파일럿) 심볼을 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 부프레임 구조를 시간영역에서 보인 도면이다 (방법 1). 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 부프레임은 3개의 프리앰블과 다수의 데이터 심볼들로 구성된다. 여기서 3개의 프리앰블은 P1 시그날링(signaling) 부, P1 과 TxID 수열을 주파수 대역에서 곱하여 생성되는 P1_a 부, P2 시그날링 부를 포함한다.

도 2는 도 1의 P1 과 P1_a 부를 주파수 영역에서 보인 도면이다. P1 과 P1_a 는 각각 2K OFDM 심볼로 구성되며 1704개의 사용가능한 캐리어 (useful carrier) 중 852개의 홀수 캐리어 (odd numbered carriers) 혹은 852 개의 짝수 캐리어 (even numbered carriers)를 사용한다. 만약 852개의 홀수 캐리어를 사용할 경우 나머지 짝수 캐리어는 0이 되며, 반대로 852개의 짝수 캐리어를 사용할 경우 나머지 홀수 캐리어는 0이 된다. P1의 수열을

이라 하면 (N _p = 852), P1_a 의 수열은

를 통해 생성될 수 있다. 여기서

는 송신기와 수신기 사이에 미리 약속된 수열로써 모든 클라우드 방송신호들에 대해서 동일한 수열을 사용할 수 있다. 또는, 각각의 클라우드 방송신호를 구분하기 위하여 서로 다른 수열을 사용할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 P1 프리앰블 자세한 구조를 시간영역에서 보인 도면이다. 도 2에서와 보는 바와 같이 두 개의 연속된 캐리어 중 하나를 사용하고 나머지 하나는 0이므로, P1 심볼은 시간영역에서 도 3과 같이 (A,A')와 같은 반복 패턴을 나타내게 된다. 여기서 A' 부분의 마지막 구간을 복사하여 P1 심볼 앞부분에 순환 프리픽스 (CP: cyclic prefix) 를 생성한다. P1_a 심볼 또한 P1 과 동일한 구조를 가진다.

P1 심볼은 9비트의 시그날 (signaling) 정보를 전달하며, 각각 3비트를 가진 3개의 필드 (field)로 나누어진다. 3비트의 정보를 포함하는 S1 필드는 기본적으로 클라우드 전송 모드를 지원하며 표 1과 같이 나타낸다.

S1 field (for Cloud transmission formats)

S1 field	Preamble format	Description
000	Base layer	Single layer system - base layer only
001	Cloud layer	Single layer system - Cloud layer only
010	Two layer 1	Cloud layer (upper), base layer (lower)
011	Two layer 2	Cloud layer (lower), base layer (upper)
100 ~ 111	Reserved	Reserved for the future uses (3-layer system)

3비트의 정보를 포함하는 S2 필드는 기본적인 전송 포맷, 즉 SISO, MISO, MIMO, FEF (future extension frame)의 사용 여부 등을 지원하며 표 2와 같이 나타낼 수 있다. 마지막 3비트의 정보를 포함하는 S3 필드는 FFT 사이즈, guard interval 등의 기본적인 송신 파라미터를 지원한다.

S2 field

	Preamble format	Description
000	SISO	Transmitted in SISO format
001	MISO	Transmitted in MISO format
010	MIMO	Transmitted in MIMO format
011	Non-ATSC 3.0	Preamble for FEF part
100 ~ 111	Reserved	Reserved for the future uses

각각의 S1, S2, S3 필드는 도 2와 같이 852개의 사용중인 캐리어에 분배하여 전송한다. 각 필드는 256개의 캐리어를 할당받아 전송하며, 표 3과 같이 나타낼 수 있다.

Active carrier distribution in the P1 symbol

	Active carriers in P1 (852 carriers)
S1 field distribution	First 256 odd carriers
S2 field distribution	Following 256 odd carriers
S3 field distribution	Following 256 odd carriers
Not assigned	Following 84 odd carriers

도 4는 본 발명에 따른 지상파 클라우드 방송신호의 송신과 수신을 위한 또 다른 부프레임 구조를 시간영역에서 보인 도면이다 (방법 2). 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 부프레임은 4개의 프리앰블과 다수의 데이터 심볼들로 구성된다. 여기서 4개의 프리앰블은 P1 시그날링 (signaling) 부, P1_a 수열부, P1_a 과 TxID 수열을 주파수 대역에서 곱하여 생성되는 P1_b 부, P2 시그날링 부를 포함한다. 도 4와 같이 P1, P1_a, P1_b 는 각각 2K OFDM 심볼로 구성되며 도 3과 마찬가지로 마지막 구간을 복사하여 순환 프리픽스를 생성한다.

도 4와 같은 구조는 P1 시그날링에 따라 P1_a, P1_b 프리앰블의 사용여부를 결정할 수 있는 특징을 가진다. 즉 TxID 를 사용하지 않는 경우 P1_a, P1_b 프리앰블 대신 P2 프리앰블이 바로 전송된다. 이를 위해 P1 심볼의 S1 필드는 4비트의 시그날 정보를 전달하며, TxID 사용 유무를 포함한 S1 필드의 시그날링 방법은 표 4 및 표 5와 같다.

S1 field 1 (for Cloud transmission formats)

S1 field 1	S1 field 2	Preamble format	Description
000	X	Base layer	Single layer system - base layer only
001	X	Cloud layer	Single layer system - Cloud layer only
010	X	Two layer 1	Cloud layer (upper), base layer (lower)
011	X	Two layer 2	Cloud layer (lower), base layer (upper)
100 ~ 111	X	Reserved	Reserved for the future uses (3-layer system)

S1 field 2 (for TxID availability)

S1 field 1	S1 field 2	Preamble format	Description
000 ~ 111	0	TxID unavailable	TxID is not used, P1_aand P1_b are not present
000 ~ 111	1	TxID available	TxID is used, P1_aand P1_b are present

P1 심볼의 S2, S3 필드는 도 1의 방법과 동일하게 각각 3비트의 정보를 전달하며, 2K 심볼의 캐리어 할당 방식은 DVB-T2 방식과 유사하게 설계할 수 있다. 즉, 1704개의 사용가능한 캐리어 중, 768개의 특정 구간의 캐리어를 할당하여 S1, S2, S3 필드를 각각 256개의 캐리어로 나누어 전송하도록 한다.