KR20180132525A - Method of transceiving broadcasting signal using combination of multiple antenna schemes with layed division multiplexing and apparatus for the same - Google Patents

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KR20180132525A
KR20180132525A KR1020180059174A KR20180059174A KR20180132525A KR 20180132525 A KR20180132525 A KR 20180132525A KR 1020180059174 A KR1020180059174 A KR 1020180059174A KR 20180059174 A KR20180059174 A KR 20180059174A KR 20180132525 A KR20180132525 A KR 20180132525A
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Abstract

A method of transceiving a broadcasting signal using the combination of multiple antenna schemes with layered division multiplexing and an apparatus therefor are disclosed. A method of receiving broadcast signals according to an embodiment of the present invention comprises: a step of generating reception signals based on signals received through a plurality of receiving antennas; a step of estimating channels between the receiving antennas and the transmitting antennas; a step of reconstructing a core layer signal corresponding to the reception signals; and a step of recovering an enhanced layer signal based on a differently performed cancellation for each of the receiving antennas, which corresponds to the core layer signal.

Description

다중 안테나 스킴들과 레이어드 디비전 멀티플렉싱의 결합을 이용한 방송 신호 송/수신 방법 및 이를 위한 장치 {METHOD OF TRANSCEIVING BROADCASTING SIGNAL USING COMBINATION OF MULTIPLE ANTENNA SCHEMES WITH LAYED DIVISION MULTIPLEXING AND APPARATUS FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for transmitting / receiving broadcast signals using a combination of multi-antenna schemes and layered division multiplexing, and apparatuses therefor. 2. Description of the Related Art Multi-

본 발명은 방송 신호 송/수신 기술에 관한 것으로, 특히 레이어드 디비전 멀티플렉싱이 적용된 방송 신호 송/수신 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a broadcast signal transmitting / receiving technique, and more particularly, to a broadcast signal transmitting / receiving technique applied with layered division multiplexing.

지상파 방송(terrestrial broadcasting)에서, 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network; SFN)는 전통적인 다중 주파수 네트워크(Multiple Frequency Network; MFN) 모드들에 대한 대안으로 대두되고 있다. SFN은 복수의 송신기들이 동일한 RF 채널로 동시에 신호를 송신한다.In terrestrial broadcasting, a single frequency network (SFN) is emerging as an alternative to traditional multiple frequency network (MFN) modes. The SFN transmits multiple signals simultaneously on the same RF channel.

SFN 네트워크는 유효 범위(coverage area)에 걸쳐서 수신된 신호 강도의 균질 분포(homogeneous distribution)뿐 아니라 커버리지 증가된 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 제공한다. 그러나, 일부 지역들은 신호 열화(signal degradation)를 겪을 수 있다. 비슷한 신호 크기를 갖지만 상이한 위상을 갖고 수신기에 도달하는 DTT(Digital Terrestrial Television) 에코들의 진폭(amplitude)은 상쇄간섭들(destructive interferences)을 생성하는 심각한 멀티패스 조건을 야기한다.The SFN network provides coverage and increased spectral efficiency as well as a homogeneous distribution of the received signal strength over the coverage area. However, some regions may experience signal degradation. The amplitude of DTT (Digital Terrestrial Television) echoes with similar signal magnitudes but with different phases arriving at the receiver causes a severe multipath condition that creates destructive interferences.

이러한 원치 않는 상황들을 제한하기 위해, MISO(Multiple-Input Single-Output)와 같은 새로운 특징들이 새로운 DTT 세대에 적용되고 있다.To limit these unwanted situations, new features such as Multiple-Input Single-Output (MISO) are being applied to the new DTT generation.

MISO는 적어도 두 개의 송신기들과 한 개의 수신기를 이용하는 라디오 링크(radio link)를 의미한다. 하나의 송신기와 하나의 수신기로 이루어진 종래의 토폴로지는 SISO라 한다. MISO는 멀티플 안테나들의 공간 다이버시티(spatial diversity)를 이용하여 지상파 전송(terrestrial transmission)의 로버스트니스(robustness)를 향상시킨다. 게다가, 적어도 두 개의 안테나들이 하나의 수신기에 구비되거나 두 개의 수신기들이 상호 협력을 하는 경우에(MIMO 안테나 스킴), 공간 멀티플렉싱 게인(spatial multiplexing gain)이 얻어질 수 있다.MISO refers to a radio link that uses at least two transmitters and one receiver. A conventional topology consisting of one transmitter and one receiver is referred to as SISO. MISO improves the robustness of terrestrial transmission by using the spatial diversity of multiple antennas. In addition, a spatial multiplexing gain can be obtained if at least two antennas are provided in one receiver or two receivers cooperate (MIMO antenna scheme).

여러 개의 다중 서비스를 동시에 지원하기 위해서는 다수개의 신호들을 섞어 주는 과정인 멀티플렉싱(multiplexing)이 필요하다. 이러한 멀티플렉싱 기법 중 각 계층 신호의 파워를 달리하여 두 계층의 신호를 결합하는 레이어드 디비전 멀티플렉싱(layered division multiplexing; LDM) 기술이 소개되었다. LDM은 TDM 및 FDM보다 높은 수준의 플렉서빌러티(flexibility)와 우수한 성능을 제공하여 ATSC 3.0과 같은 차세대 방송 서비스에 적용되었고, 그 적용 분야가 점점 더 증가하고 있다.In order to support multiple services simultaneously, multiplexing, which is a process of mixing a plurality of signals, is required. Among these multiplexing techniques, layered division multiplexing (LDM) technology has been introduced which combines the signals of two layers by varying the power of each layer signal. LDM has been applied to next-generation broadcast services such as ATSC 3.0 and its applications are increasingly increasing, offering higher flexibility and superior performance than TDM and FDM.

따라서, LDM과 MISO 또는 MIMO를 결합한 새로운 방송 신호 송/수신 기법의 필요성이 절실하게 대두된다.Therefore, there is an urgent need for a new broadcast signal transmission / reception technique combining LDM with MISO or MIMO.

본 발명의 목적은 다중 안테나 스킴들과 레이어드 디비전 멀티플렉싱을 결합한 방송 신호 송/수신 기법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a broadcasting signal transmission / reception scheme combining multi-antenna schemes and layered division multiplexing.

또한, 본 발명의 목적은 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS) 기법뿐만 아니라 Alamouti 인코딩 기법이 사용된 경우에도, 다중 안테나 스킴들과 레이어드 디비전 멀티플렉싱을 효율적으로 결합하는 것이다.It is also an object of the present invention to efficiently combine layered division multiplexing with multiple antenna schemes, even when an Alamouti encoding scheme is used, as well as a Transmit Diversity Code Filter Set (TDCFS) scheme.

또한, 본 발명의 목적은 MISO 스킴으로 Alamouti 인코딩이 적용되는 경우 TDCFS 스킴을 Alamouti 인코딩 스킴과 결합하여 사용함으로써, 안테나가 셋 이상인 경우에도 수신기의 복잡도 증가 없이 효율적인 방송 신호 송/수신이 가능하도록 하는 것이다. It is also an object of the present invention to use an TDCFS scheme in combination with an Alamouti encoding scheme when Alamouti encoding is applied to a MISO scheme so that efficient broadcast signal transmission / reception is possible without increasing the complexity of the receiver even when the number of antennas is three or more .

또한, 본 발명의 목적은 인핸스드 레이어를 위해 공간 멀티플렉싱 게인을 이용하는 경우 레이어드 디비전 멀티플렉싱/디멀티플렉싱을 적절히 수행하여 송/수신기의 성능을 최적화하는 것이다.It is also an object of the present invention to optimize the performance of the transmitter / receiver by appropriately performing layered division multiplexing / demultiplexing when spatial multiplexing gain is used for the enhanced layer.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방송 신호 송신 장치는 인핸스드 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 인핸스드 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 인핸스드 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 인핸스드 레이어 신호 및 제2 인핸스드 레이어 신호를 생성하는 인핸스드 레이어 BICM부; 코어 레이어 데이터 스트림에 상응하는 제1 코어 레이어 신호와 상기 제1 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제1 안테나에 상응하는 제1 멀티플렉싱된 신호를 생성하는 제1 결합기; 상기 코어 레이어 스트림에 상응하는 제2 코어 레이어 신호와 상기 제2 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제2 안테나에 상응하는 제2 멀티플렉싱된 신호를 생성하는 제2 결합기; 및 상기 제1 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 RF 송신 신호를 생성하는 RF 신호 생성부들을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a broadcast signal transmitting apparatus for dividing an enhanced layer data stream into two different enhanced layer sub-streams, and performing MIMO precoding corresponding to the enhanced layer sub- An enhanced layer BICM unit for generating a first enhanced layer signal and a second enhanced layer signal; A first combiner for combining a first core layer signal corresponding to a core layer data stream and the first enhanced layer signal at different power levels to generate a first multiplexed signal corresponding to a first antenna; A second combiner for combining a second core layer signal corresponding to the core layer stream and the second enhanced layer signal at different power levels to generate a second multiplexed signal corresponding to a second antenna; And an RF transmitter for generating a first RF transmit signal corresponding to the first multiplexed signal and transmitted via the first antenna and a second RF transmit signal corresponding to the second multiplexed signal and transmitted via the second antenna, Signal generating units.

이 때, 상기 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 RF 송신 신호는 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 상응하는 송신 안테나 처리에 기반하여 생성될 수 있다.At this time, the first RF transmission signal and the second RF transmission signal may be generated based on a transmission antenna process corresponding to the first antenna and the second antenna.

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리일 수 있다.In this case, the transmit antenna process may be a pre-distortion process using a transmit diversity code filter set (TDCFS).

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴이 삽입된 이후 수행될 수 있다.At this time, the transmission antenna process can be performed after the pilot pattern is inserted into the frequency interleaved signal.

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 상기 제1 안테나에 상응하는 신호 및 상기 제2 안테나에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)를 유지하기 위한 Alamouti 인코딩을 포함할 수 있다.At this time, the transmit antenna process may include Alamouti encoding to maintain orthogonality between a signal corresponding to the first antenna and a signal corresponding to the second antenna.

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 상기 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴들을 삽입할 수 있다.At this time, the transmit antenna process may insert pilot patterns into the Alamouti encoded signal.

이 때, 상기 제1 코어 레이어 신호 및 상기 제2 코어 레이어 신호는 상기 코어 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 코어 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 코어 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 생성될 수 있다.At this time, the first core layer signal and the second core layer signal divide the core layer data stream into two different core layer sub-streams, perform MIMO precoding corresponding to the core layer sub-streams Lt; / RTI >

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 수신 장치는, 복수개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들에 기반하여 수신 신호들을 생성하는 RF 수신부들; 상기 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널들을 추정하는 채널 추정부들; 상기 수신 신호들에 상응하는 코어 레이어 신호를 복원하는 코어 레이어 BICM 디코더; 및 상기 코어 레이어 신호에 상응하고, 상기 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행되는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원하는 인핸스드 레이어 디코더를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a broadcast signal receiving apparatus including: RF receiving units for generating received signals based on signals received through a plurality of receive antennas; Channel estimators for estimating channels between the reception antennas and the transmission antennas; A core layer BICM decoder for restoring a core layer signal corresponding to the received signals; And an enhanced layer decoder for recovering the enhanced layer signal based on the core layer signal, which is performed separately for each of the reception antennas.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 수신 안테나들 중 제1 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제1 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제1 수신 안테나에 상응하는 제1 버퍼 신호에서 감산하여 제1 캔슬레이션 신호를 생성하고, 상기 수신 안테나들 중 제2 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제2 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제2 수신 안테나에 상응하는 제2 버퍼 신호에서 감산하여 제2 캔슬레이션 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호를 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호가 복원될 수 있다.At this time, the cancellation subtracts a first core layer channel component combination corresponding to the channels related to the first reception antenna among the reception antennas from the first buffer signal corresponding to the first reception antenna, 1 canceling signal and subtracting a second core layer channel component combination corresponding to channels associated with a second one of the receive antennas from a second buffer signal corresponding to the second receive antenna A second canceling signal can be generated. At this time, the enhanced layer signal can be restored by using both the first cancel signal and the second cancel signal.

이 때, 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 MIMO 디코딩에 의하여 복원될 수 있다.At this time, the enhanced layer signal may be recovered by MIMO decoding corresponding to the first and second cancellation signals.

이 때, 코어 레이어 신호는 상기 채널들에 상응하는 MRC(Maximum-Ratio-Combining)에 기반하여 복원될 수 있다.At this time, the core layer signal can be recovered based on Maximum-Ratio-Combining (MRC) corresponding to the channels.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 Alamouti 재-인코딩(re-encoding)에 기반하여 수행되고, 상기 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 Alamouti 디코딩을 이용하여 복원될 수 있다.Wherein the enhancement layer signal is generated based on Alamouti re-encoding corresponding to the core layer signal, and the enhanced layer signal corresponds to the first cancellation signal and the second cancellation signal, Lt; RTI ID = 0.0 > Alamouti < / RTI >

이 때, 상기 Alamouti 재-인코딩은 인터리빙 이후에 수행되고, 상기 Alamouti 디코딩 이후에 디인터리빙이 수행될 수 있다.At this time, the Alamouti re-encoding is performed after interleaving, and deinterleaving can be performed after the Alamouti decoding.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 MIMO 프리코딩에 기반하여 수행될 수 있다.At this time, the cancellation may be performed based on MIMO precoding corresponding to the core layer signal.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은, 복수개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들에 기반하여 수신 신호들을 생성하는 단계; 상기 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널들을 추정하는 단계; 상기 수신 신호들에 상응하는 코어 레이어 신호를 복원하는 단계; 및 상기 코어 레이어 신호에 상응하고, 상기 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행되는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a broadcast signal transmission method including generating reception signals based on signals received through a plurality of reception antennas; Estimating channels between the receive antennas and the transmit antennas; Reconstructing a core layer signal corresponding to the received signals; And recovering the enhanced layer signal based on the core layer signal and the canceling performed separately for each of the reception antennas.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 수신 안테나들 중 제1 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제1 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제1 수신 안테나에 상응하는 제1 버퍼 신호에서 감산하여 제1 캔슬레이션 신호를 생성하고, 상기 수신 안테나들 중 제2 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제2 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제2 수신 안테나에 상응하는 제2 버퍼 신호에서 감산하여 제2 캔슬레이션 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호를 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호가 복원될 수 있다.At this time, the cancellation subtracts a first core layer channel component combination corresponding to the channels related to the first reception antenna among the reception antennas from the first buffer signal corresponding to the first reception antenna, 1 canceling signal and subtracting a second core layer channel component combination corresponding to channels associated with a second one of the receive antennas from a second buffer signal corresponding to the second receive antenna A second canceling signal can be generated. At this time, the enhanced layer signal can be restored by using both the first cancel signal and the second cancel signal.

이 때, 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 MIMO 디코딩에 의하여 복원될 수 있다.At this time, the enhanced layer signal may be recovered by MIMO decoding corresponding to the first and second cancellation signals.

이 때, 상기 코어 레이어 신호는 상기 채널들에 상응하는 MRC(Maximum-Ratio-Combining)에 기반하여 복원될 수 있다.At this time, the core layer signal may be recovered based on MRC (Maximum-Ratio-Combining) corresponding to the channels.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 Alamouti 재-인코딩(re-encoding)에 기반하여 수행되고, 상기 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 Alamouti 디코딩을 이용하여 복원될 수 있다.Wherein the enhancement layer signal is generated based on Alamouti re-encoding corresponding to the core layer signal, and the enhanced layer signal corresponds to the first cancellation signal and the second cancellation signal, Lt; RTI ID = 0.0 > Alamouti < / RTI >

이 때, 상기 Alamouti 재-인코딩은 인터리빙 이후에 수행되고, 상기 Alamouti 디코딩 이후에 디인터리빙이 수행될 수 있다.At this time, the Alamouti re-encoding is performed after interleaving, and deinterleaving can be performed after the Alamouti decoding.

본 발명에 따르면, 다중 안테나 스킴들과 레이어드 디비전 멀티플렉싱을 결합한 방송 신호 송/수신 기법이 제공된다.According to the present invention, a broadcasting signal transmission / reception scheme combining multi-antenna schemes and layered division multiplexing is provided.

또한, 본 발명은 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS) 기법뿐만 아니라 Alamouti 인코딩 기법이 사용된 경우에도, 다중 안테나 스킴들과 레이어드 디비전 멀티플렉싱을 효율적으로 결합할 수 있다.In addition, the present invention can efficiently combine layered division multiplexing with multiple antenna schemes even when an Alamouti encoding scheme is used as well as a transmit diversity code filter set (TDCFS) scheme.

또한, 본 발명은 MISO 스킴으로 Alamouti 인코딩이 적용되는 경우 TDCFS 스킴을 Alamouti 인코딩 스킴과 결합하여 사용함으로써, 안테나가 셋 이상인 경우에도 수신기의 복잡도 증가 없이 효율적인 방송 신호 송/수신이 가능하다.In addition, when Alamouti encoding is applied to the MISO scheme, the TDCFS scheme can be used in combination with the Alamouti encoding scheme, so that efficient broadcast signal transmission / reception is possible without increasing the complexity of the receiver even when the number of antennas is three or more.

또한, 본 발명은 인핸스드 레이어를 위해 공간 멀티플렉싱 게인을 이용하는 경우 레이어드 디비전 멀티플렉싱/디멀티플렉싱을 적절히 수행하여 송/수신기의 성능을 최적화할 수 있다.In addition, the present invention can optimize the performance of the transmitter / receiver by appropriately performing layered division multiplexing / demultiplexing when spatial multiplexing gain is used for the enhanced layer.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치들을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 11 및 12는 첫 번째 그룹 케이스를 나타낸 도면이다.
도 13은 두 번째 그룹 케이스의 모바일 수신기를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
1 is a block diagram illustrating a MISO broadcast signal transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MISO according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiver for MISO according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a MISO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MISO according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a fixed broadcasting signal receiving apparatus for MISO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 and 8 are block diagrams of MISO broadcast signal transmitting apparatuses according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of transmitting a MISO broadcast signal according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of receiving a broadcast signal for a MISO according to an embodiment of the present invention.
Figures 11 and 12 show the first group case.
13 shows a mobile receiver of a second group case.
FIG. 14 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
15 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to an embodiment of the present invention.
17 is a block diagram of a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
18 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram illustrating a fixed broadcasting signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
20 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.
21 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.
22 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
23 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
25 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
26 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
28 is a flowchart illustrating a method of transmitting a MIMO broadcast signal according to an embodiment of the present invention.
29 is a flowchart illustrating a method of receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

MISO 스킴은 크게 위상/주파수 사전-왜곡(Phase/Frequency Pre-Distortion) 및 공간-시간 블록 코딩(Space-Time Block Coding; STBC)의 두 가지로 나눌 수 있다.The MISO scheme can be roughly divided into phase / frequency pre-distortion and space-time block coding (STBC).

본 발명에서, MISO는 서로 다른 송신소들로부터 방송 신호들을 수신하는 경우뿐만 아니라, 하나의 송신소가 복수개의 안테나들을 통하여 송신한 방송 신호들을 수신하는 경우까지 포함하는 개념이다.In the present invention, the MISO is a concept including not only receiving broadcasting signals from different transmission stations but also receiving broadcasting signals transmitted from one transmission station through a plurality of antennas.

위상/주파수 사전 왜곡은 특정한 위상-왜곡 알고리즘을 이용하여 서로 다른 송신기들로부터의 신호들의 코릴레이션을 제거한다. 이 때, 위상-왜곡 알고리즘은 선형 위상-왜곡 알고리즘일 수 있다. 이러한 코릴레이션의 제거는 주파수-선택적 페이드들의 존재를 감소시킨다. 이러한 기법 중에는 eSFN(enhanced Single Frequency Network)가 있다.Phase / frequency pre-distortion eliminates correlations of signals from different transmitters using a particular phase-distortion algorithm. At this time, the phase-distortion algorithm may be a linear phase-distortion algorithm. The elimination of this correlation reduces the presence of frequency-selective fades. One such technique is the Enhanced Single Frequency Network (eSFN).

SFN의 중심의 신호는 수신기에서 서로를 상쇄할 수 있다. 이러한 부정적 효과를 피하기 위해, 송신기 측에서 선형 위상 사전왜곡 알고리즘이 사용될 수 있다. 이 사전왜곡은 각 송신기들마다 유니크해야 하고, OFDM 서브캐리어들에 걸쳐서 상이해야 한다(different across OFDM subcarriers). 그러므로, 송신된 신호는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The signal at the center of the SFN can offset each other at the receiver. To avoid this negative effect, a linear phase pre-distortion algorithm may be used on the transmitter side. This pre-distortion should be unique for each transmitter and different across OFDM subcarriers. Therefore, the transmitted signal can be expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, i는 OFDM 서브캐리어를 나타내는 인덱스이고, S(i)는 왜곡되지 않은 복소 심볼이고, Cx(i)는 서브캐리어 i에 해당하는 송신기 x의 복소 사전왜곡 함수(complex predistortion function)이고, Tx(i)는 송신기 x를 위한 송신 복소 심볼이다.Where i is an index representing an OFDM subcarrier, S (i) is a non-distorted complex symbol, Cx (i) is a complex predistortion function of a transmitter x corresponding to subcarrier i, T x (i) is a transmitted complex symbol for transmitter x.

위상/주파수 사전왜곡 스킴들 중 하나로, 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)이 있다. TDCFS는 주파수 도메인에서 높은 신호 코릴레이션 제거 성능을 제공한다. TDCFS는 선형 주파수 도메인 필터들을 사용하여 수신기에서의 보상이 등화 과정(equalization process)에서 구현된다. 선형 주파수 도메인 필터들은 송신기들의 개수(최대 4개 송신기들) 및 필터들의 시간 도메인 스팬(span)(64 또는 256 필터 길이)의 제한조건하에서 크로스-코릴레이션이 최소화된 올-패스 필터들일 수 있다.One of the phase / frequency pre-distortion schemes is the Transmit Diversity Code Filter Set (TDCFS). TDCFS provides high signal correlation removal performance in the frequency domain. The TDCFS uses linear frequency domain filters to compensate at the receiver in an equalization process. Linear frequency domain filters may be all-pass filters with minimized cross-correlation under the constraints of the number of transmitters (up to four transmitters) and the time domain span of the filters (64 or 256 filter lengths).

이러한 사전-왜곡 스킴들은 수신기에서의 특별한 신호 처리를 필요로 하지 않고, 따라서 수신기들은 사전왜곡 함수 Cx(i)를 채널의 일부로 볼 수 있다.These pre-distortion schemes do not require special signal processing at the receiver, and therefore receivers can view the predistortion function Cx (i) as part of the channel.

MISO와 LDM이 함께 사용될 때, 인핸스드 레이어(EL) 서브캐리어들은 코어 레이어(CL) 디코딩을 위해서는 부가적인 잡음으로 고려되므로, 코어 레이어(CL)가 주된 MISO의 이득들을 얻는다고 볼 수 있다. 하지만, 두 레이어들의 합에 필터들이 적용되므로, 두 계층 모두에서 이득이 있을 수 있다.When the MISO and the LDM are used together, the enhanced layer (EL) subcarriers are considered as additional noise for core layer (CL) decoding, so that the core layer (CL) gains the main MISO gains. However, since the filters are applied to the sum of the two layers, there is a gain in both layers.

STBC의 경우에, 송신될 데이터 스트림은 이격된 안테나들 사이 및 시간에 걸쳐 분포된 직교 블록들의 쌍으로 인코딩될 수 있다. STBC 중에는 Alamouti 인코딩이나 그 변형(variant)이 디지털 지상파 방송에 활발하게 사용된다. DVB-T2나 DVB-NGH에서 사용되는 Alamouti 인코딩 변형은 직교 공간 주파수 블록 코드(orthogonal Space Frequency Block Code; SFBC)를 구성하기 위해 시간 인덱스들의 쌍이 주파수 인덱스들의 쌍으로 대체된다.In the case of STBC, the data stream to be transmitted may be encoded with a pair of orthogonal blocks distributed over and between spaced-apart antennas. During STBC, Alamouti encoding or variant is actively used in digital terrestrial broadcasting. The Alamouti encoding variant used in DVB-T2 or DVB-NGH is replaced with a pair of frequency indices by a pair of time indices to construct an orthogonal space frequency block code (SFBC).

DVB Alamouti 인코딩은 가용한 전송기들을 두 그룹들로 나눈다. 첫 번째 그룹의 송신기들로부터의 신호들은 어떤 수정도 없이 전송되나, 두 번째 그룹의 송신기들로부터 송신되는 신호들은 두 송신 그룹들 사이의 직교성(orthogonality)을 유지하기 위해 두 QAM 심볼들 블록들로 수정된다. MISO 송신기들 그룹 1을 위해 인코딩된 서브캐리어들 Ymi(Tx1) 및 MISO 송신기들 그룹 2를 위해 인코딩된 Ymi(Tx2)는 하기 수학식 2와 같이 표현된다.The DVB Alamouti encoding divides the available transmitters into two groups. The signals from the first group of transmitters are transmitted without any modification but the signals transmitted from the second group of transmitters are modified into two QAM symbols blocks to maintain orthogonality between the two transmit groups. do. The encoded subcarriers Y mi (Tx1) for MISO transmitters group 1 and Y mi (Tx2) encoded for MISO transmitters group 2 are expressed as: " (2) "

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, *는 복소 공액(complex conjugate) 연산(operation)을 나타내고, Ndata는 현재 m OFDM 심볼로부터의 데이터 서브캐리어들의 수이고, Xmi는 인코딩 전 i 서브캐리어 데이터를 나타낸다.Here, * denotes a complex conjugate operation, N data is the number of data subcarriers from the current m OFDM symbols, and X mi denotes i subcarrier data before encoding.

Alamouti 디코딩은 송신기에 부가적인 복잡도를 필요로 하는 것 이외에, 수신기 구조도 바뀌어야 한다. 비록 오직 하나의 수신 안테나가 필요하지만, 두 전송 MISO 그룹들의 채널 주파수 응답(Channel Frequency Response; CFR)의 추정이 필요하다. 그러므로, 송신기 그룹들 사이에 직교 파일럿 패턴들이 사용되어야 한다. 따라서, 위상/주파수 사전 왜곡 스킴에 비하여 Alamouti는 파일럿 오버헤드가 두 배가 되고, 수신기가 결합된 신호들로부터 컴포넌트를 복원해야 하므로 부가적인 복잡도를 필요로 한다.In addition to requiring additional complexity in the transmitter, Alamouti decoding also has to change the receiver structure. Although only one receive antenna is required, it is necessary to estimate the channel frequency response (CFR) of the two transmit MISO groups. Therefore, orthogonal pilot patterns should be used between transmitter groups. Thus, compared to the phase / frequency pre-distortion scheme, Alamouti requires additional complexity because the pilot overhead is doubled and the receiver must recover the components from the combined signals.

LDM과 Alamouti가 결합되어 사용될 때, 수신기는 더 복잡한 채널 추정 프로세스(두 채널 추정들이 필요) 및 부가적인 Alamouti 디코딩을 필요로 할 수 있다.When the LDM and Alamouti are used in combination, the receiver may require a more complex channel estimation process (requiring two channel estimates) and additional Alamouti decoding.

MISO 분산된 Alamouti는 SFN의 송신기들을 두 그룹으로 나눈다. 따라서, 셋 이상의 송신기들을 가진 네트워크들은 동일한 신호가 둘 이상의 송신기들로부터 송신되므로, Alamouti 성능이 저하된다. 이러한 성능저하를 줄이기 위해, 최대 4개 송신기들을 위한 필터 셋들을 제공하는 TDCFS 스킴을 Alamouti와 결합할 수 있다. TDCFS 스킴과 Alamouti를 결합하면 최대 8개의 송신기를 포함하는 SFN 네트워크들의 송신이 가능하다. 이 때, 수신기는 Alamouti만 사용되는 경우와 비교하여 복잡도가 크게 증가하지 않는다.MISO Distributed Alamouti divides the transmitters of the SFN into two groups. Thus, networks with more than two transmitters suffer from degraded Alamouti performance because the same signal is transmitted from more than one transmitter. To reduce this performance degradation, a TDCFS scheme that provides filter sets for up to four transmitters can be combined with Alamouti. Combining the TDCFS scheme with Alamouti allows transmission of SFN networks containing up to eight transmitters. At this time, the receiver does not greatly increase the complexity as compared with the case where only Alamouti is used.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a MISO broadcast signal transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치는 코어 레이어 BICM부들(111, 112), 인핸스드 레이어 BICM부들(121, 122), 인젝션 레벨 컨트롤러들(131, 132), 결합기들(141, 142), 파워 노멀라이저들(151, 152), 타임 인터리버들(161, 162), 주파수 인터리버들(171, 172), 파일럿 패턴 삽입부들(181, 182), 사전왜곡부들(191, 192) 및 RF 신호 생성부들(117, 118)을 포함한다.1, the MISO broadcast signal transmission apparatus includes core layer BICM units 111 and 112, enhanced layer BICM units 121 and 122, injection level controllers 131 and 132, Power combiners 141 and 142, power normalizers 151 and 152, time interleavers 161 and 162, frequency interleavers 171 and 172, pilot pattern inserters 181 and 182, (191, 192) and RF signal generators (117, 118).

도 1에 도시된 코어 레이어 BICM부들(111, 112), 인핸스드 레이어 BICM부들(121, 122), 인젝션 레벨 컨트롤러들(131, 132), 결합기들(141, 142), 파워 노멀라이저들(151, 152), 타임 인터리버들(161, 162), 주파수 인터리버들(171, 172) 및 파일럿 패턴 삽입부들(181, 182)과 관련된 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The core layer BICM units 111 and 112, the enhanced layer BICM units 121 and 122, the injection level controllers 131 and 132, the couplers 141 and 142, the power normalizers 151 Specific details related to the time interleavers 161 and 162, the frequency interleavers 171 and 172 and the pilot pattern inserting units 181 and 182 are disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

코어 레이어 BICM부들(111, 112)로는 동일한 코어 레이어 스트림이 입력되고, 인핸스드 레이어 BICM부들(121, 122)로는 동일한 인핸스드 레이어 스트림이 입력된다. 코어 레이어 BICM부들(111, 112) 및 인핸스드 레이어 BICM부들(121, 122)은 입력된 데이터에 대한 채널 코딩, 비트 인터리빙 및 모듈레이션을 수행한다.The same core layer stream is input to the core layer BICM units 111 and 112, and the same enhanced layer stream is input to the enhanced layer BICM units 121 and 122. The core layer BICM units 111 and 112 and the enhanced layer BICM units 121 and 122 perform channel coding, bit interleaving, and modulation on the input data.

인젝션 레벨 컨트롤러들(131, 132)은 인핸스드 레이어 신호의 파워를 줄여서 파워 리듀스드 인핸스드 레이어 신호를 생성한다. 이 때, 인젝션 레벨 컨트롤러들(131, 132)에서 조절되는 신호의 크기는 인젝션 레벨(injection level)에 따라 결정될 수 있다.The injection level controllers 131 and 132 reduce the power of the enhanced layer signal to generate a power-reduced enhanced layer signal. At this time, the magnitude of the signal adjusted by the injection level controllers 131 and 132 may be determined according to the injection level.

결합기들(141, 142)은 각각 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합(combine)하여 멀티플렉싱된 신호를 생성한다.The combiners 141 and 142 combine the core layer signal and the enhanced layer signal at different power levels to generate a multiplexed signal.

파워 노멀라이저들(151, 152)은 각각 멀티플렉싱된 신호의 파워를, 코어 레이어 신호에 상응하는 파워로 낮춰서 파워 노멀라이즈드 신호를 생성한다. Each of the power normalizers 151 and 152 lowers the power of the multiplexed signal to a power corresponding to the core layer signal to generate a power normalized signal.

타임 인터리버들(161, 162)은 각각 파워 노멀라이즈드 신호를 타임 인터리빙하여 타임 인터리빙된 신호를 생성한다.The time interleavers 161 and 162 time-interleave the power normalized signals to generate time interleaved signals.

주파수 인터리버들(171, 172)은 각각 타임 인터리빙된 신호를 주파수 인터리빙하여 주파수 인터리빙된 신호를 생성한다.The frequency interleavers 171 and 172 respectively frequency interleave the time interleaved signal to generate a frequency interleaved signal.

파일럿 패턴 삽입부들(181, 182)은 각각 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴을 삽입한다.The pilot pattern inserters 181 and 182 insert pilot patterns into the frequency interleaved signals, respectively.

도 1에서 파일럿 패턴 삽입부들(181, 182)의 출력(xi)은 i번째 서브캐리어에 상응하는 데이터(레이어드 디비전 멀티플렉스드 데이터)이고, MISO 처리의 대상이다.In Fig. 1, the output xi of the pilot pattern inserters 181 and 182 is data (layered division multiplexed data) corresponding to the i < th > subcarrier and is the object of the MISO process.

사전왜곡부들(191, 192)은 각각 데이터를 사전왜곡하여 두 안테나들(ANTENNA1, ANTENNA2)에 상응하는 신호들 사이의 코릴레이션을 줄인다. 이 때, 사전왜곡부들(191, 192)은 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리를 수행할 수 있다.The predistortion units 191 and 192 respectively pre-distort the data to reduce correlation between the signals corresponding to the two antennas ANTENNA 1 and ANTENNA 2 . At this time, the pre-distortion units 191 and 192 may perform a pre-distortion process using a Transmit Diversity Code Filter Set (TDCFS).

도 1에 도시된 예에서 사전왜곡부들(191, 192)은 MISO 처리부에 해당할 수 있다.In the example shown in FIG. 1, the pre-distortion units 191 and 192 may correspond to a MISO processing unit.

RF 신호 생성부들(117, 118)은 각각 사전왜곡된(MISO 처리된) 신호를 이용하여 안테나를 통해 전송되는 RF 송신 신호를 생성한다.The RF signal generators 117 and 118 each generate an RF transmission signal transmitted through an antenna using a pre-distorted (MISO-processed) signal.

도 1에 도시된 예에서 안테나(ANTENNA1)에 상응하는 신호 및 안테나(ANTENNA2)에 상응하는 신호는 동일한 데이터 스트림에 기반하여 생성된다.In the example shown in Fig. 1, a signal corresponding to the antenna ANTENNA 1 and a signal corresponding to the antenna ANTENNA 2 are generated based on the same data stream.

도 1에 도시된 안테나(ANTENNA1)는 안테나(ANTENNA2)와는 독립적인 것으로, 두 안테나들(ANTENNA1, ANTENNA2)은 서로 다른 송신기에 구비될 수도 있고, 하나의 송신기 내에 구비될 수도 있다.The antenna ANTENNA 1 shown in FIG. 1 is independent of the antenna ANTENNA 2 , and the antennas ANTENNA 1 and ANTENNA 2 may be provided in different transmitters or in a single transmitter.

도 1에서, 사전왜곡부들(191, 192)로 입력되는 신호들은 각각 별개로 생성되는 경우를 예로 들었으나, 코어 레이어 BICM부(112), 인핸스드 레이어 BICM부(122), 인젝션 레벨 컨트롤러(132), 결합기(142), 파워 노멀라이저(152), 타임 인터리버(162), 주파수 인터리버(172) 및 파일럿 패턴 삽입부(182) 중 적어도 일부는 별개로 구비되지 않을 수 있다. 이 때, 사전왜곡부(192)로 입력되는 신호는 사전왜곡부(191)로 입력되는 신호와 동일한 신호 또는 사전왜곡부(191)로 입력되는 신호가 복제된 신호일 수 있다.1, the signals input to the pre-distortion units 191 and 192 are separately generated. However, the core layer BICM unit 112, the enhanced layer BICM unit 122, the injection level controller 132 The power interleaver 162, the frequency interleaver 172, and the pilot pattern inserting unit 182 may not be separately provided. In this case, the signal input to the pre-distortion unit 192 may be the same signal as that input to the pre-distortion unit 191, or a signal obtained by replicating a signal input to the pre-distortion unit 191.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MISO according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(210), 추정 및 등화부(220), 주파수 디인터리버(230), 타임 디인터리버(240) 및 코어 레이어 BICM 디코더(250)를 포함한다.2, a mobile broadcast signal receiver for MISO according to an exemplary embodiment of the present invention includes an RF receiver 210, an estimation and equalizer 220, a frequency deinterleaver 230, a time deinterleaver 240, And a core layer BICM decoder 250.

도 2에 도시된 모바일 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호가 송신되는 경우에도 인핸스드 레이어 신호는 복원하지 않고, 코어 레이어 신호만을 복원한다.The mobile broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 2 restores only the core layer signal without restoring the enhanced layer signal even when the LDM broadcast signal is transmitted.

RF 수신부(210)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiver 210 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

추정 및 등화부(220)는 채널 추정 및 등화를 수행한다. 이 때, 추정 및 등화부는 송신기에서 수행된 사전왜곡을 채널의 일부로 보고 등화 과정에서 이를 보상할 수 있다.The estimation and equalization unit 220 performs channel estimation and equalization. At this time, the estimation and equalization unit can regard the pre-distortion performed in the transmitter as a part of the channel and compensate it in the equalization process.

주파수 디인터리버(230)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(240)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 230 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 240 deinterleaves the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(250)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다. 코어 레이어 BICM 디코더(250) 관련 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The core layer BICM decoder 250 performs an inverse process of the core layer BICM portion of the transmitter. Concrete contents related to the core layer BICM decoder 250 are disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiver for MISO according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(310), 추정 및 등화부(320), 주파수 디인터리버(330), 타임 디인터리버(340), 코어 레이어 BICM 디코더(350), 코어 레이어 BICM부(360), LDM 버퍼(370), 감산기(380) 및 인핸스드 레이어 BICM 디코더(390)를 포함한다.3, an apparatus for receiving a fixed broadcast signal for MISO according to an exemplary embodiment of the present invention includes an RF receiver 310, an estimator and equalizer 320, a frequency deinterleaver 330, a time deinterleaver 340, A core layer BICM decoder 350, a core layer BICM 360, an LDM buffer 370, a subtractor 380, and an enhanced layer BICM decoder 390.

도 3에 도시된 고정형 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호를 수신하여 코어 레이어 신호 및 인핸스드 레이어 신호를 복원한다.The fixed broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 3 receives the LDM broadcast signal and restores the core layer signal and the enhanced layer signal.

RF 수신부(310)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiver 310 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

이 때, 두 안테나들 각각에 상응하는 신호들은 동일한 데이터 스트림에 상응하는 것일 수 있다.At this time, the signals corresponding to each of the two antennas may correspond to the same data stream.

추정 및 등화부(320)는 채널 추정 및 등화를 수행한다. 이 때, 추정 및 등화부는 송신기에서 수행된 사전왜곡을 채널의 일부로 보고 등화 과정에서 이를 보상할 수 있다.The estimation and equalization unit 320 performs channel estimation and equalization. At this time, the estimation and equalization unit can regard the pre-distortion performed in the transmitter as a part of the channel and compensate it in the equalization process.

MISO 처리부는 도 3에 도시된 추정 및 등화부(320)에 해당할 수 있다. 이 때, MISO 처리부가 수행하는 MISO 처리는 송신기에서 수행된 사전왜곡의 보상일 수 있다. 이 때, MISO 처리는 사전 왜곡을 채널의 일부로 보아 등화 과정(equalization process)에서 수행될 수 있다. 이 때, MISO 처리는 TDCFS에 상응하는 것일 수 있다.The MISO processing unit may correspond to the estimation and equalization unit 320 shown in FIG. At this time, the MISO processing performed by the MISO processing unit may be compensation of the pre-distortion performed in the transmitter. At this time, the MISO process can be performed in the equalization process, considering the pre-distortion as a part of the channel. At this time, the MISO processing may correspond to the TDCFS.

주파수 디인터리버(330)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(340)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 330 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 340 deinterleaves the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(350)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다.The core layer BICM decoder 350 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

코어 레이어 BICM부(360)는 복원된 코어 레이어 스트림에 대하여 다시 BICM을 수행하고, LDM 버퍼(370) 및 감산기(380)를 통해 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된다. 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된 신호는 인핸스드 레이어 BICM 디코더(390)를 통해 인핸스드 레이어 출력 스트림으로 복원된다.The core layer BICM unit 360 again performs BICM on the restored core layer stream, and the corresponding cancellation of the core layer is performed through the LDM buffer 370 and the subtractor 380. The signal that has been subjected to the cancellation corresponding to the core layer is restored to the enhanced layer output stream through the enhanced layer BICM decoder 390.

코어 레이어 BICM 디코더(350), 인핸스드 레이어 BICM 디코더(390) 및 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션을 통한 인핸스드 레이어 신호의 복원에 대해서는 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The restoration of the enhanced layer signal through the core layer BICM decoder 350, the enhanced layer BICM decoder 390, and the cancellation corresponding to the core layer is disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 2 및 도 3에 명시적으로 도시되지는 아니하였으나, 코어 레이어 BICM 디코더 앞단에는 파워 노멀라이저의 역기능을 수행하는 파워 디노멀라이저가 구비될 수도 있다.Although not explicitly shown in FIGS. 2 and 3, a power denormalizer may be provided in front of the core layer BICM decoder to perform the inverse function of the power normalizer.

도 1에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 2 및 도 3의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 3과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 1 and received through the receiver shown in FIG. 2 and FIG. 3 is expressed by Equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, C는 사전왜곡 함수를 나타내고, (CLi + ELi)는 코어 레이어 데이터 및 인핸스드 레이어 데이터가 결합된 데이터를 의미하는 것으로 도 1의 xi에 상응하고, n은 노이즈를 나타낸다.(I) is a subcarrier index, h is a channel, C is a predistortion function, and (CL i + EL i ) is data in which core layer data and enhanced layer data are combined. x i , and n represents noise.

도 2 및 도 3에 도시된 수신기들의 채널 추정기들은 상응하는 필터링과 두 채널의 결합(combination of the two channel with their corresponding filtering)을 하나의 채널 주파수 응답으로 제공한다.The channel estimators of the receivers shown in FIGS. 2 and 3 provide corresponding filtering and a combination of the two channels with their corresponding filtering in a single channel frequency response.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a MISO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치는 코어 레이어 BICM부들(411, 412), 인핸스드 레이어 BICM부들(421, 422), 인젝션 레벨 컨트롤러들(431, 432), 결합기들(441, 442), 파워 노멀라이저들(451, 452), 타임 인터리버들(461, 462), 주파수 인터리버들(471, 472), Alamouti 인코더들(491, 492), 파일럿 패턴 삽입부들(481, 482) 및 RF 신호 생성부들(417, 418)을 포함한다.4, the MISO broadcast signal transmission apparatus includes core layer BICM units 411 and 412, enhanced layer BICM units 421 and 422, injection level controllers 431 and 432, Frequency interleavers 471 and 472, Alamouti encoders 491 and 492, pilot pattern inserting units 441 and 442, power normalizers 451 and 452, time interleavers 461 and 462, frequency interleavers 471 and 472, (481, 482) and RF signal generators (417, 418).

도 4에 도시된 코어 레이어 BICM부들(411, 412), 인핸스드 레이어 BICM부들(421, 422), 인젝션 레벨 컨트롤러들(431, 432), 결합기들(441, 442), 파워 노멀라이저들(451, 452), 타임 인터리버들(461, 462), 주파수 인터리버들(471, 472) 및 파일럿 패턴 삽입부들(481, 482)에 대해서는 도 1을 통해 이미 설명한 바 있고, 이들과 관련된 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.4 includes the core layer BICM units 411 and 412, the enhanced layer BICM units 421 and 422, the injection level controllers 431 and 432, the combiners 441 and 442, the power normalizers 451 The time interleavers 461 and 462 and the frequency interleavers 471 and 472 and the pilot pattern inserters 481 and 482 have already been described with reference to FIG. Patent No. 2017-0009737 and the like.

코어 레이어 BICM부들(411, 412)로는 동일한 코어 레이어 스트림이 입력되고, 인핸스드 레이어 BICM부들(421, 422)로는 동일한 인핸스드 레이어 스트림이 입력된다. 코어 레이어 BICM부들(411, 412) 및 인핸스드 레이어 BICM부들(421, 422)은 입력된 데이터에 대한 채널 코딩, 비트 인터리빙 및 모듈레이션을 수행한다.The same core layer stream is input to the core layer BICM units 411 and 412 and the same enhanced layer stream is input to the enhanced layer BICM units 421 and 422. [ The core layer BICM units 411 and 412 and the enhanced layer BICM units 421 and 422 perform channel coding, bit interleaving, and modulation on the input data.

인젝션 레벨 컨트롤러들(431, 432)은 인핸스드 레이어 신호의 파워를 줄여서 파워 리듀스드 인핸스드 레이어 신호를 생성한다. 이 때, 인젝션 레벨 컨트롤러들(431, 432)에서 조절되는 신호의 크기는 인젝션 레벨(injection level)에 따라 결정될 수 있다.Injection level controllers 431 and 432 reduce the power of the enhanced layer signal to generate a power-reduced enhanced layer signal. At this time, the magnitude of the signal adjusted by the injection level controllers 431 and 432 may be determined according to the injection level.

결합기들(441, 442)은 각각 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합(combine)하여 멀티플렉싱된 신호를 생성한다.The combiners 441 and 442 combine the core layer signal and the enhanced layer signal at different power levels to generate a multiplexed signal.

파워 노멀라이저들(451, 452)은 각각 멀티플렉싱된 신호의 파워를, 코어 레이어 신호에 상응하는 파워로 낮춰서 파워 노멀라이즈드 신호를 생성한다. The power normalizers 451 and 452 respectively lower the power of the multiplexed signal to a power corresponding to the core layer signal to generate a power normalized signal.

타임 인터리버들(461, 462)은 각각 파워 노멀라이즈드 신호를 타임 인터리빙하여 타임 인터리빙된 신호를 생성한다.The time interleavers 461 and 462 time-interleave the power normalized signals to generate time interleaved signals.

주파수 인터리버들(471, 472)은 각각 타임 인터리빙된 신호를 주파수 인터리빙하여 주파수 인터리빙된 신호를 생성한다.The frequency interleavers 471 and 472 frequency-interleave the time interleaved signals to generate frequency interleaved signals.

도 4에서 주파수 인터리버들(471, 472)의 출력(xi)은 i번째 서브캐리어에 상응하는 데이터(레이어드 디비전 멀티플렉스드 데이터)이고, MISO 처리의 대상이다.In FIG. 4, the output (x i ) of the frequency interleavers 471 and 472 is data (layered division multiplexed data) corresponding to the i-th subcarrier and is the object of MISO processing.

Alamouti 인코더들(491, 492)은 두 안테나들(ANTENNA1, ANTENNA2)로 송신되는 신호를 두 그룹으로 나누고, 첫 번째 안테나(ANTENNA1)로 송신되는 신호들(첫 번째 그룹)은 수정(modification) 없이 그대로 내보내고, 두 번째 안테나(ANTENNA2)로 송신되는 신호들(두 번째 그룹)은 그룹들간의 직교성을 유지하기 위해 두 QAM 심볼들 블록들(QAM symbols blocks)로 수정한다. 예를 들어, Alamouti 인코더들(491, 492)은 상기 수학식 2에 의해 표현된 인코딩을 수행할 수 있다.Alamouti encoders 491 and 492 divide the signals transmitted by the two antennas ANTENNA 1 and ANTENNA 2 into two groups and the signals (first group) transmitted to the first antenna ANTENNA 1 are modified And the signals transmitted to the second antenna ANTENNA 2 (the second group) are modified into two QAM symbols blocks to maintain the orthogonality between the groups. For example, Alamouti encoders 491 and 492 may perform the encoding represented by Equation (2) above.

파일럿 패턴 삽입부들(481, 482)은 각각 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴을 삽입한다. 이 때, 파일럿 패턴 삽입부들(481, 482)은 서로 다른 파일럿 패턴을 삽입할 수 있고, 도 1에 도시된 파일럿 패턴 삽입부들보다는 복잡한 구조로 보다 많은 파일럿 패턴들을 삽입할 수 있다.Each of the pilot pattern inserting units 481 and 482 inserts a pilot pattern into the Alamouti encoded signal. At this time, the pilot pattern inserters 481 and 482 can insert different pilot patterns, and more pilot patterns can be inserted into the complex structure than the pilot pattern inserters shown in FIG.

도 4에 도시된 예에서 Alamouti 인코더들(491, 492) 및 파일럿 패턴 삽입부들(481, 482)은 MISO 처리부에 해당할 수 있다. 즉, Alamouti 인코더들(491, 492)은 안테나(ANTENNA1)에 상응하는 신호 및 안테나(ANTENNA2)에 상응하는 신호 사이의 코릴레이션을 줄이는 Alamouti 인코딩을 수행하고, 파일럿 패턴 삽입부들(481, 482)은 각각의 그룹 신호들에 대한 파일럿 패턴 삽입을 수행하여 MISO 처리를 수행할 수 있다. 이 때, Alamouti 인코딩은 안테나(ANTENNA1)에 상응하는 신호 및 안테나(ANTENNA2)에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)를 유지하기 위한 것일 수 있다. 즉, 두 송신 신호들이 서로 직교성을 갖도록 하는 Alamouti 인코딩도, 두 송신 신호 사이의 코릴레이션을 줄이는 프로세스로 볼 수 있다.In the example shown in FIG. 4, the Alamouti encoders 491 and 492 and the pilot pattern inserters 481 and 482 may correspond to a MISO processing unit. That is, the Alamouti encoders 491 and 492 perform Alamouti encoding to reduce the correlation between the signal corresponding to the antenna ANTENNA 1 and the signal corresponding to the antenna ANTENNA 2 , and the pilot pattern inserters 481 and 482 May perform pilot pattern insertion for each group signal to perform MISO processing. At this time, the Alamouti encoding may be to maintain orthogonality between a signal corresponding to the antenna ANTENNA 1 and a signal corresponding to the antenna ANTENNA 2 . In other words, Alamouti encoding, which allows two transmission signals to be orthogonal to each other, can be viewed as a process of reducing correlation between two transmission signals.

RF 신호 생성부들(417, 418)은 각각 Alamouti 인코딩되고 파일럿 패턴이 삽입된 신호를 이용하여 안테나를 통해 전송되는 RF 송신 신호를 생성한다.The RF signal generators 417 and 418 generate an RF transmission signal, which is transmitted through an antenna using an Alamouti-encoded signal having a pilot pattern inserted therein.

도 4에 도시된 예에서 안테나(ANTENNA1)에 상응하는 신호 및 안테나(ANTENNA2)에 상응하는 신호는 동일한 데이터 스트림에 기반하여 생성된다.In the example shown in Fig. 4, a signal corresponding to the antenna ANTENNA 1 and a signal corresponding to the antenna ANTENNA 2 are generated based on the same data stream.

도 4에 도시된 안테나(ANTENNA1)는 안테나(ANTENNA2)와는 독립적인 것으로, 두 안테나들(ANTENNA1, ANTENNA2)은 서로 다른 송신기에 구비될 수도 있고, 하나의 송신기 내에 구비될 수도 있다.The antenna ANTENNA 1 shown in FIG. 4 is independent of the antenna ANTENNA 2 , and the antennas ANTENNA 1 and ANTENNA 2 may be provided in different transmitters or in a single transmitter.

도 4에서, Alamouti 인코더들(491, 492)로 입력되는 신호들은 각각 별개로 생성되는 경우를 예로 들었으나, 코어 레이어 BICM부(412), 인핸스드 레이어 BICM부(422), 인젝션 레벨 컨트롤러(432), 결합기(442), 파워 노멀라이저(452), 타임 인터리버(462) 및 주파수 인터리버(472) 중 적어도 일부는 별개로 구비되지 않을 수 있다. 이 때, Alamouti 인코더(492)로 입력되는 신호는 Almouti 인코더(491)로 입력되는 신호와 동일한 신호 또는 Alamouti 인코더(491)로 입력되는 신호가 복제된 신호일 수 있다.4, the signals input to the Alamouti encoders 491 and 492 are separately generated. However, the core layer BICM unit 412, the enhanced layer BICM unit 422, the injection level controller 432 ), The combiner 442, the power normalizer 452, the time interleaver 462, and the frequency interleaver 472 may not be separately provided. In this case, the signal input to the Alamouti encoder 492 may be the same signal as the signal input to the Almouti encoder 491 or the signal input to the Alamouti encoder 491.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MISO according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(510), 채널 추정부(520), Alamouti 디코더(525), 주파수 디인터리버(530), 타임 디인터리버(540) 및 코어 레이어 BICM 디코더(550)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a mobile broadcast signal receiver for MISO according to another embodiment of the present invention includes an RF receiver 510, a channel estimator 520, an Alamouti decoder 525, a frequency deinterleaver 530, A deinterleaver 540 and a core layer BICM decoder 550.

도 5에 도시된 모바일 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호가 송신되는 경우에도 인핸스드 레이어 신호는 복원하지 않고, 코어 레이어 신호만을 복원한다.The mobile broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 5 restores only the core layer signal without restoring the enhanced layer signal even when the LDM broadcast signal is transmitted.

RF 수신부(510)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiver 510 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

채널 추정부(520)는 두 개의 송신 안테나들로부터의 채널들 모두(both)에 대하여 채널 주파수 응답(Channel Frequency Response; CFR)을 추정한다. 이를 위해, 송신기에서는 두 안테나들 사이에 직교 파일럿 패턴들(orthogonal pilot patterns)을 사용할 수 있다.The channel estimation unit 520 estimates a channel frequency response (CFR) for all of the channels from the two transmit antennas (both). To this end, the transmitter may use orthogonal pilot patterns between the two antennas.

Alamouti 디코더(525)는 송신기의 Alamouti 인코딩에 상응하는 디코딩 동작을 수행한다.The Alamouti decoder 525 performs a decoding operation corresponding to the Alamouti encoding of the transmitter.

이 때, Alamouti 디코더(525)는 안테나(ANTENNA1) 신호에 상응하는 채널(h1) 및 안테나(ANTENNA2) 신호에 상응하는 채널(h2) 모두에 대한 채널 추정에 기반한 Alamouti 디코딩을 수행할 수 있다.At this time, the Alamouti decoder 525 performs Alamouti decoding based on the channel estimation for both the channel h 1 corresponding to the antenna ANTENNA 1 signal and the channel h 2 corresponding to the antenna ANTENNA 2 signal .

주파수 디인터리버(530)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(540)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 530 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 540 deinterleaves the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(550)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다. 코어 레이어 BICM 디코더(550) 관련 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The core layer BICM decoder 550 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter. Concrete contents related to the core layer BICM decoder 550 are disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MISO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a fixed broadcasting signal receiving apparatus for MISO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정형 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(610), 채널 추정부(620), Alamouti 디코더(625), 주파수 디인터리버(630), 타임 디인터리버(640), 코어 레이어 BICM 디코더(650), 코어 레이어 BICM부(660), LDM 버퍼(670), 감산기(680) 및 인핸스드 레이어 BICM 디코더(690)를 포함한다.6, the fixed broadcast signal receiving apparatus according to another embodiment of the present invention includes an RF receiver 610, a channel estimator 620, an Alamouti decoder 625, a frequency deinterleaver 630, a time deinterleaver 630, 640, a core layer BICM decoder 650, a core layer BICM unit 660, an LDM buffer 670, a subtractor 680 and an enhanced layer BICM decoder 690.

도 6에 도시된 고정형 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호를 수신하여 코어 레이어 신호 및 인핸스드 레이어 신호를 복원한다.The fixed broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 6 receives an LDM broadcast signal and restores a core layer signal and an enhanced layer signal.

RF 수신부(610)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiver 610 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

이 때, 두 안테나들 각각에 상응하는 신호들은 동일한 데이터 스트림에 상응하는 것일 수 있다.At this time, the signals corresponding to each of the two antennas may correspond to the same data stream.

채널 추정부(620)는 두 개의 송신 안테나들로부터의 채널들 모두(both)에 대하여 채널 주파수 응답(Channel Frequency Response; CFR)을 추정한다. 이를 위해, 송신기에서는 두 안테나들 사이에 직교 파일럿 패턴들(orthogonal pilot patterns)을 사용할 수 있다.The channel estimator 620 estimates a channel frequency response (CFR) for all of the channels from the two transmit antennas (both). To this end, the transmitter may use orthogonal pilot patterns between the two antennas.

Alamouti 디코더(625)는 송신기의 Alamouti 인코딩에 상응하는 디코딩 동작을 수행한다.The Alamouti decoder 625 performs a decoding operation corresponding to the Alamouti encoding of the transmitter.

이 때, Alamouti 디코더(625)는 안테나(ANTENNA1) 신호에 상응하는 채널(h1) 및 안테나(ANTENNA2) 신호에 상응하는 채널(h2) 모두에 대한 채널 추정에 기반한 Alamouti 디코딩을 수행할 수 있다.At this time, the Alamouti decoder 625 performs Alamouti decoding based on channel estimation for both the channel h 1 corresponding to the antenna ANTENNA 1 signal and the channel h 2 corresponding to the antenna ANTENNA 2 signal .

MISO 처리부는 도 3에 도시된 채널 추정부(620) 및 Alamouti 디코더(625)에 해당할 수 있다. 이 때, MISO 처리부가 수행하는 MISO 처리는 Alamouti 디코딩을 위한 채널 추정 및 Alamouti 디코딩일 수 있다.The MISO processing unit may correspond to the channel estimation unit 620 and the Alamouti decoder 625 shown in FIG. At this time, the MISO processing performed by the MISO processing unit may be channel estimation and Alamouti decoding for Alamouti decoding.

주파수 디인터리버(630)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(640)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 630 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 640 deinterleaves the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(650)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다.The core layer BICM decoder 650 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

코어 레이어 BICM부(660)는 복원된 코어 레이어 스트림에 대하여 다시 BICM을 수행하고, LDM 버퍼(670) 및 감산기(680)를 통해 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된다. 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된 신호는 인핸스드 레이어 BICM 디코더(690)를 통해 인핸스드 레이어 출력 스트림으로 복원된다.The core layer BICM unit 660 performs the BICM again on the restored core layer stream, and the corresponding cancellation is performed on the core layer through the LDM buffer 670 and the subtractor 680. The signal with the canceled corresponding to the core layer is restored to the enhanced layer output stream through the enhanced layer BICM decoder 690.

코어 레이어 BICM 디코더(650), 인핸스드 레이어 BICM 디코더(690) 및 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션을 통한 인핸스드 레이어 신호의 복원에 대해서는 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The restoration of the enhanced layer signal through the core layer BICM decoder 650, the enhanced layer BICM decoder 690, and the cancellation corresponding to the core layer is disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 5 및 도 6에 명시적으로 도시되지는 아니하였으나, 코어 레이어 BICM 디코더 앞단에는 파워 노멀라이저의 역기능을 수행하는 파워 디노멀라이저가 구비될 수도 있다.Although not explicitly shown in FIGS. 5 and 6, a power denormalizer may be provided at the front end of the core layer BICM decoder to perform the inverse function of the power normalizer.

도 4에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 5 및 도 6의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 4과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 4 and received through the receiver shown in FIG. 5 and FIG. 6 is expressed by Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, *는 복소 공액(complex conjugate) 연산(operation)을 나타내고, (CLi + ELi)는 코어 레이어 데이터 및 인핸스드 레이어 데이터가 결합된 데이터를 의미하는 것으로 도 4의 xi에 상응하고, n은 노이즈를 나타낸다.Here, i denotes a subcarrier index, h denotes a channel, * denotes a complex conjugate operation, and (CL i + EL i ) denotes a combination of core layer data and enhanced layer data Corresponding to x i in FIG. 4, and n denotes noise.

도 5 및 도 6에 도시된 수신기들의 채널 추정기들은 두 채널 주파수 응답들을 독립적으로 제공한다. 직교화(orthogonalization)를 이용하기 위해서는, Alamouti 디코딩이 필요하다. Alamouti 디코딩은 하기 수학식 5에 상응하는 것일 수 있다.The channel estimators of the receivers shown in Figures 5 and 6 independently provide two channel frequency responses. To use orthogonalization, Alamouti decoding is required. The Alamouti decoding may be equivalent to Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00005
Figure pat00005

각 부호의 의미는 전술한 바와 같다.The meaning of each code is as described above.

일반적으로, LDM과 MISO 스킴을 결합하는 경우에, Alamouti는 TDCFS에 비해 두 배의 파일럿 오버헤드를 가지지만, Alamouti 인코딩을 사용하는 경우가 TDCFS를 사용하는 경우에 비해 높은 게인을 가질 수 있다. In general, when combining LDM and MISO schemes, Alamouti has twice the pilot overhead compared to TDCFS, but using Alamouti encoding can have higher gain than using TDCFS.

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 장치들을 나타낸 블록도이다.7 and 8 are block diagrams of MISO broadcast signal transmitting apparatuses according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8은 TDCFS와 Alamouti가 결합된 MISO 스킴과, LDM이 결합된 예를 나타내고, 도 7은 송신 안테나가 4개인 경우를, 도 8은 송신 안테나가 8개인 경우를 나타낸다.FIG. 7 and FIG. 8 show an example in which an LDM is combined with a MISO scheme combined with a TDCFS and an Alamouti. FIG. 7 shows a case where four transmission antennas are used, and FIG.

도 7을 참조하면, 도 4에 도시된 방송 신호 송신기 구조에서 파일럿 패턴 삽입부 이후에 사전 왜곡부가 부가된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the pre-distortion is added after the pilot pattern inserting unit in the structure of the broadcast signal transmitter shown in FIG.

즉, 도 7에 도시된 예는 4가지 사전 왜곡 함수들(C1[i], C2[i], C3[i], C4[i])(필터 셋들)을 적용하여 4개 안테나들을 이용한 신호 전송에 Alamouti 인코딩을 적용하는 경우에도 Alamouti 성능 저하를 줄일 수 있다.That is, the example shown in FIG. 7 applies the four pre-distortion functions C 1 [i], C 2 [i], C 3 [i], C 4 [i] Even if Alamouti encoding is applied to the signal transmission using the OFDM scheme, the degradation of the Alamouti performance can be reduced.

도 8을 참조하면, 상단 4개의 안테나들을 위한 구조는 도 7의 구조와 동일하고, 하단 4개의 안테나들을 위한 구조는 MISO 인코딩을 역으로(inversely) 적용한 것이다. 즉, 하단 4개의 안테나들을 위한 구조는 Alamouti1 인코딩 후 C2[i] 및 C4[i]가 후속하고, Alamouti2 인코딩 후 C1[i] 및 C3[i]가 후속한다.Referring to FIG. 8, the structure for the upper four antennas is the same as that in FIG. 7, and the structure for the lower four antennas is inversely applied to the MISO encoding. That is, the structure for the lower four antenna Alamouti encoding after 1 C 2 [i] and C 4 [i], and the follow-up, 2 Alamouti encoding, then is followed by a C 1 [i] and C 3 [i].

도 7 및 도 8에 도시된 방송 신호 송신기를 통해 송신된 신호는 도 5 및 도 6에 도시된 수신기 구조를 통해 수신되어 복원될 수 있다. 이 때, 채널 추정부는 사전왜곡에 상응하는 보상을 등화(equalization)를 통해 수행할 수 있다.The signals transmitted through the broadcast signal transmitter shown in FIGS. 7 and 8 may be received and reconstructed through the receiver structure shown in FIGS. 5 and 6. FIG. At this time, the channel estimator may perform compensation corresponding to the pre-distortion through equalization.

도 7에 도시된 방송 신호 송신기를 통해 송신되어 수신기에 수신된 신호는 하기 수학식 6과 같이 표현된다.The signal transmitted through the broadcast signal transmitter shown in FIG. 7 and received by the receiver is expressed by Equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, C는 사전왜곡 함수를 나타내고, *는 복소 공액(complex conjugate) 연산(operation)을 나타내고, (CLi + ELi)는 코어 레이어 데이터 및 인핸스드 레이어 데이터가 결합된 데이터를 의미하는 것으로 도 7의 xi에 상응하고, n은 노이즈를 나타낸다.Where CL denotes a subcarrier index, h denotes a channel, C denotes a predistortion function, * denotes a complex conjugate operation, (CL i + EL i ) denotes core layer data and Enhanced layer data refers to combined data, corresponding to x i in FIG. 7, where n denotes noise.

수신기의 채널 추정기들은 채널 주파수 응답들을 두 쌍으로(in pairs of two)제공한다. 직교화(orthogonalization)을 이용하기 위해서는 Alamouti 디코딩이 필요하다. Alamouti 디코딩은 하기 수학식 7에 상응하는 것일 수 있다.The channel estimators of the receiver provide in pairs of two channel frequency responses. Alamouti decoding is required to use orthogonalization. The Alamouti decoding may be equivalent to Equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure pat00007
Figure pat00007

각 부호의 의미는 전술한 바와 같다.The meaning of each code is as described above.

도 8 도시된 방송 신호 송신기를 통해 송신되어 수신기에 수신된 신호는 하기 수학식 8 같이 표현된다.The signal transmitted through the broadcast signal transmitter shown in FIG. 8 and received by the receiver is expressed by Equation (8).

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, C는 사전왜곡 함수를 나타내고, *는 복소 공액(complex conjugate) 연산(operation)을 나타내고, (CLi + ELi)는 코어 레이어 데이터 및 인핸스드 레이어 데이터가 결합된 데이터를 의미하는 것으로 도 8의 xi에 상응하고, n은 노이즈를 나타낸다.Where CL denotes a subcarrier index, h denotes a channel, C denotes a predistortion function, * denotes a complex conjugate operation, (CL i + EL i ) denotes core layer data and Means data combined with enhanced layer data, corresponding to x i in FIG. 8, and n denotes noise.

Alamouti 디코딩은 하기 수학식 9에 상응하는 것일 수 있다.The Alamouti decoding may be equivalent to Equation (9).

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00009
Figure pat00009

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of transmitting a MISO broadcast signal according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법은 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 멀티플렉싱된 신호를 생성한다(S910).Referring to FIG. 9, in a method of transmitting a MISO broadcast signal according to an exemplary embodiment of the present invention, a core layer signal and an enhanced layer signal are combined at different power levels to generate a multiplexed signal (S910).

이 때, 제1 안테나에 상응하는 신호 및 제2 안테나에 상응하는 신호는 동일한 데이터 스트림에 기반하여 생성된 것일 수 있다.At this time, the signal corresponding to the first antenna and the signal corresponding to the second antenna may be generated based on the same data stream.

이 때, 제1 안테나 및 제2 안테나는 서로 독립적일 수 있다.In this case, the first antenna and the second antenna may be independent of each other.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법은 상기 멀티플렉싱된 신호의 파워를, 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 파워로 낮추어 파워 노멀라이즈드 신호를 생성한다(S920).In addition, the MISO broadcast signal transmission method according to an embodiment of the present invention generates a power normalized signal by lowering the power of the multiplexed signal to a power corresponding to the core layer signal (S920).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법은 상기 파워 노멀라이즈드 신호에 대한 인터리빙을 수행하여 인터리빙된 신호를 생성한다(S930).In addition, the MISO broadcast signal transmission method according to an embodiment of the present invention performs interleaving on the power normalized signal to generate an interleaved signal (S930).

이 때, 인터리빙은 타임 인터리빙, 주파수 인터리빙 또는 두 가지 인터리빙의 조합일 수 있다.At this time, the interleaving may be time interleaving, frequency interleaving, or a combination of two interleaving.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법은 상기 인터리빙된 신호에 상응하고, 상기 제1 안테나에 상응하는 신호 및 상기 제2 안테나에 상응하는 신호 사이의 코릴레이션을 줄이는 MISO 처리를 수행한다(S940).Also, the MISO broadcast signal transmission method according to an embodiment of the present invention may include a MISO process for reducing the correlation between the signal corresponding to the first antenna and the signal corresponding to the second antenna, corresponding to the interleaved signal, (S940).

이 때, MISO 처리는 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리일 수 있다.At this time, the MISO process may be a pre-distortion process using a Transmit Diversity Code Filter Set (TDCFS).

이 때, MISO 처리는 상기 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴이 삽입된 이후 수행될 수 있다.At this time, the MISO process may be performed after the pilot pattern is inserted into the frequency-interleaved signal.

이 때, MISO 처리는 상기 제1 안테나에 상응하는 신호 및 상기 제2 안테나에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)를 유지하기 위한 Alamouti 인코딩을 포함할 수 있다.At this time, the MISO process may include Alamouti encoding to maintain orthogonality between the signal corresponding to the first antenna and the signal corresponding to the second antenna.

이 때, MISO 처리는 상기 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴들을 삽입할 수 있다.At this time, the MISO process may insert pilot patterns into the Alamouti encoded signal.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO 방송 신호 송신 방법은 상기 MISO 처리된 신호를 이용하여 상기 제1 안테나를 통해 전송되는 RF 송신 신호를 생성한다(S950).In addition, the MISO broadcast signal transmission method according to an embodiment of the present invention generates an RF transmission signal transmitted through the first antenna using the MISO-processed signal (S950).

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of receiving a broadcast signal for a MISO according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법은 동일한 데이터 스트림에 상응하는 제1 안테나 신호 및 제2 안테나 신호를 수신하여 수신된 신호를 생성한다(S1010).10, a method for receiving a broadcast signal for MISO according to an embodiment of the present invention receives a first antenna signal and a second antenna signal corresponding to the same data stream and generates a received signal (S1010).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 수신된 신호에 상응하는 MISO 처리를 수행한다(S1020).In addition, the broadcast signal receiving method for MISO according to an embodiment of the present invention performs MISO processing corresponding to the received signal (S1020).

이 때, MISO 처리는 사전 왜곡을 채널의 일부로 보아 등화 과정(equalization process)에서 수행될 수 있다.At this time, the MISO process can be performed in the equalization process, considering the pre-distortion as a part of the channel.

이 때, MISO 처리는 상기 제1 안테나 신호에 상응하는 제1 채널 및 상기 제2 안테나 신호에 상응하는 제2 채널 모두에 대한 채널 추정 및 상기 채널 추정에 기반한 Alamouti 디코딩을 포함할 수 있다.At this time, the MISO process may include channel estimation for both the first channel corresponding to the first antenna signal and the second channel corresponding to the second antenna signal, and Alamouti decoding based on the channel estimation.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 MISO 처리된 신호에 디인터리빙을 적용하여 디인터리빙된 신호를 생성한다(S1030).Also, in the method of receiving a broadcast signal for MISO according to an embodiment of the present invention, deinterleaving is applied to the MISO-processed signal to generate a deinterleaved signal (S 1030).

이 때, 디인터리빙은 시간 디인터리빙, 주파수 디인터리빙 또는 이들의 조합일 수 있다.In this case, the deinterleaving may be time deinterleaving, frequency deinterleaving or a combination thereof.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 디인터리빙된 신호로부터 코어 레이어 신호를 복원한다(S1040).In addition, the method for receiving a broadcast signal for MISO according to an embodiment of the present invention restores a core layer signal from the deinterleaved signal (S1040).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MISO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원한다(S1050).In addition, the method for receiving a broadcast signal for MISO according to an embodiment of the present invention restores an enhanced layer signal based on a cancellation corresponding to the core layer signal (S1050).

이하, MIMO와 LDM의 결합에 관해 상세히 설명한다.Hereinafter, the combination of MIMO and LDM will be described in detail.

MISO(Multiple-Input Single-Output) 및 SIMO(Single-Input Multiple-Output)가 둘 이상의 안테나들을 오직 송신기 또는 수신기에서만 사용함으로써 멀티패스 링크의 신뢰성(reliability)만을 개선할 수 있는 것과 달리, 송/수신 양측에서 둘 이상의 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 서비스의 비트-레이트도 향상시킬 수 있다.Unlike multiple-input single-output (MISO) and single-input multiple-output (SIMO) can only improve the reliability of a multipath link by using two or more antennas only at a transmitter or a receiver, Multiple-input multiple-output (MIMO) using two or more antennas on both sides can also improve bit-rate of service.

반면에 레이어드 디비전 멀티플렉싱(Layered Division Multiplexing; LDM)은 멀티-레이어 신호를 구성하기 위해 둘 이상의 신호들을 서로 다른 파워로 중첩하여(superimposed together at different power levels), 주파수 효율성을 높인다.Layered Division Multiplexing (LDM), on the other hand, superimposes two or more signals at different powers to form a multi-layer signal, thereby increasing frequency efficiency.

SIMO(Single-Input Multiple-Output)는 오직 수신기만 둘 이상의 안테나를 가진다. MRC(Maximum-Ratio-Combining)과 같은 결합 기술(combining techniques)을 이용하면 SIMO 어레이 게인이 얻어질 수 있다.Single-input multiple-output (SIMO) has only two or more antennas at the receiver only. SIMO array gains can be obtained using combining techniques such as Maximum-Ratio-Combining (MRC).

MISO-SIMO는 송/수신 양측에 둘 이상의 안테나들을 구비한 MIMO 시스템에서 송신기 및 수신기가 공간 멀티플렉싱 게인을 얻고자 하지 않는 경우를 의미한다. 이 때, 송신기는 다이버시티 게인을, 수신기는 어레이 게인을 얻을 수 있다. 이 스킴은 다이버시티-MIMO(Diversity-MIMO) 라고도 한다.MISO-SIMO means a case where the transmitter and the receiver do not desire to obtain spatial multiplexing gain in a MIMO system having two or more antennas on both sides of transmission / reception. At this time, the transmitter can obtain the diversity gain and the receiver can obtain the array gain. This scheme is also called diversity-MIMO (MIMO).

MIMO 공간 멀티플렉싱(MIMO Spatial Multiplexing; MIMO SM)은 송/수신 양측에 둘 이상의 안테나들을 구비한 MIMO 시스템에서 공간 멀티플렉싱 게인을 사용하는 경우를 의미한다.MIMO spatial multiplexing (MIMO SM) refers to the case of using a spatial multiplexing gain in a MIMO system having two or more antennas on both sides of transmission / reception.

MIMO 방송은 크로스-편파(cross-polar)(horizontal and vertical)을 갖는 코-로케이티드(co-located) 안테나들을 필요로 한다. MIMO 송신기는 두 개의 BICM 체인들, MIMO 디멀티플렉서 및 MIMO 프리코더를 필요로 할 수 있다. MIMO 프리코더는 공간 다이버시티를 증가시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. MISO Alamouti의 경우와 같이, MIMO는 안테나들 사이의 직교성을 위해 직교하는 파일럿 패턴들을 사용할 수 있고, 이 경우 두 배의 파일럿 패턴 오버헤드를 가질 수 있다.MIMO broadcasts require co-located antennas with cross-polar (horizontal and vertical). A MIMO transmitter may require two BICM chains, a MIMO demultiplexer and a MIMO precoder. The MIMO precoder may perform an operation to increase spatial diversity. As in the case of MISO Alamouti, MIMO can use orthogonal pilot patterns for orthogonality between the antennas, which in this case can have twice the pilot pattern overhead.

MIMO 공간 멀티플렉싱에 의해 제공되는 비트-레이트 증가는 인핸스드 레이어에서 기대됨을 감안하면, LDM과 MIMO의 결합은 모바일 수신기들의 안테나 개수에 따라 두 가지 경우로 그룹핑된다.Given that the bit-rate increase provided by MIMO spatial multiplexing is expected in the enhanced layer, the combination of LDM and MIMO is grouped into two cases depending on the number of antennas of mobile receivers.

첫 번째 그룹은 모바일 수신기가 한 개의 안테나만을 구비하는 경우(이 경우도 고정형 수신기는 두 개의 안테나를 구비한다)이고, 두 번째 그룹은 모바일 수신기가 두 개의 안테나들을 구비하는 경우이다.The first group is where the mobile receiver has only one antenna (in this case also the stationary receiver has two antennas), and the second group is where the mobile receiver has two antennas.

도 11 및 12는 첫 번째 그룹 케이스를 나타낸 도면이다.Figures 11 and 12 show the first group case.

도 11을 참조하면, 송신 안테나는 2개, 모바일 수신기의 수신 안테나는 1개로 송신기와 수신기 사이에 두 개의 채널이 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, it can be seen that there are two transmit antennas and one receive antenna of the mobile receiver, and that there are two channels between the transmitter and the receiver.

도 12를 참조하면, 송신 안테나도 2개, 고정형 수신기의 수신 안테나도 2개로 송신기와 수신기 사이에 4개의 채널이 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 12, it can be seen that there are two transmission antennas and two reception antennas of the fixed receiver, and there are four channels between the transmitter and the receiver.

도 11 및 12에 도시된 예는 모바일 수신기의 복잡도를 증가시키지 않으면서도 코어 레이어에서 MISO 다이버시티 게인을 얻을 수 있다. 나아가, 고정형 수신기들은 인핸스드 레이어에서 보다 높은 비트 레이트를 제공하기 위하여 MIMO 공간 멀티플렉싱을 이용할 수 있다.The example shown in FIGS. 11 and 12 can obtain the MISO diversity gain at the core layer without increasing the complexity of the mobile receiver. Furthermore, fixed receivers can utilize MIMO spatial multiplexing to provide higher bit rates at the enhanced layer.

즉, 도 11 및 12에 도시된 첫 번째 그룹의 예는 코어 레이어를 위해서는 MISO를, 인핸스드 레이어를 위해서는 MIMO 공간 멀티플렉싱을 이용하는 것으로, 모바일 수신기의 싱글 안테나는 코어 레이어만을 위한 것이고, 고정형 수신기의 두 개의 크로스-편파의 안테나들(cross-polarized antennas)은 코어 레이어 및 인핸스드 레이어를 위한 것이다.11 and 12 use MISO for the core layer and MIMO spatial multiplexing for the enhanced layer, the single antenna of the mobile receiver is for the core layer only and the two of the fixed receivers Four cross-polarized antennas are for the core layer and the enhanced layer.

도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 두 개의 크로스 편파 안테나들(cross-polar antennas)이 송신기에 구비된다.As shown in Figures 11 and 12, two cross-polar antennas are provided in the transmitter.

수신 안테나의 편파에 따라, 수신 신호는 컨티리뷰션들(contributions)의 오직 하나로 구성될 수도 있고, 그들의 합으로 구성될 수도 있다.Depending on the polarization of the receive antenna, the received signal may consist of only one of the contributions, or may be composed of their sum.

첫 번째 그룹의 유스케이스는 아래 세 가지 경우로 구분될 수 있다.The first group of use cases can be divided into the following three cases.

1) Plain MISO in CL + MIMO in EL1) Plain MISO in CL + MIMO in EL

이 경우에는 송신기에서 언코릴레이션(uncorrelation)이나 직교화 과정(orthogonalization process)이 없다. 따라서, 기대되는 MISO 다이버시티 게인은 제한적이다. 모바일 수신기들은 베이스라인 수신기들로 구현될 수 있다.In this case, there is no uncorrelation or orthogonalization process at the transmitter. Therefore, the expected MISO diversity gain is limited. Mobile receivers can be implemented with baseline receivers.

2) MISO TDCFS in CL + MIMO in EL2) MISO TDCFS in CL + MIMO in EL

송신기에서 TDCFS 필터 셋들이 사용되지만, 수신기가 간단히 구현된다. 하지만, Plain MISO 스킴보다 나은 성능을 제공할 수 있고, 다이버시티 게인이 제공된다.Although TDCFS filter sets are used in the transmitter, the receiver is simply implemented. However, it can provide better performance than the Plain MISO scheme and provides diversity gain.

3) MISO Alamouti in CL + MIMO in EL3) MISO Alamouti in CL + MIMO in EL

이 경우는 TDCFS의 경우보다 나은 성능을 제공할 수 있고, 다이버시티 게인이 제공된다. 그러나, 모바일 수신기의 복잡도가 증가한다. 수신기들은 첫째, 두 채널 추정들을 얻어야 하고, 다음으로 Alamouti 디코딩을 수행해야 한다. 다른 맥락에서, 만약 수신 안테나가 송신 안테나와 동일한 편파(polarization)를 가진다면, 이 두 부가적인 블록들이 불필요할 수 있다. This case can provide better performance in the case of TDCFS, and diversity gain is provided. However, the complexity of the mobile receiver increases. Receivers must first obtain two channel estimates, and then perform Alamouti decoding. In other contexts, if the receive antenna has the same polarization as the transmit antenna, these two additional blocks may be unnecessary.

도 13은 두 번째 그룹 케이스의 모바일 수신기를 나타낸 도면이다.13 shows a mobile receiver of a second group case.

두 번째 그룹 케이스에서도 고정형 수신기는 도 12에 도시된 것과 같다.In the second group case, the fixed receiver is as shown in Fig.

도 13을 참조하면, 송신 안테나도 2개, 모바일 수신기의 수신 안테나도 2개(two cross-polar antennas)로 송신기와 수신기 사이에 4개의 채널이 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 13, it can be seen that there are four channels between the transmitter and the receiver with two transmit antennas and two mobile antennas with two receive antennas (two cross-polar antennas).

도 13에 도시된 예는 모바일 수신기들의 복잡도에 제한이 없는 경우에 적합하다.The example shown in FIG. 13 is suitable for the case where the complexity of the mobile receivers is not limited.

도 13에 도시된 두 번째 그룹 케이스는 고정형 및 모바일 수신기들 모두가 다이버시티 게인뿐만 아니라 어레이 게인과 심지어 멀티플렉싱 게인까지 이용할 수 있다.The second group case shown in FIG. 13 can utilize both fixed and mobile receivers as well as diversity gain as well as array gain and even multiplexing gain.

두 번째 그룹의 유스케이스는 아래 두 가지 경우로 구분될 수 있다.The second group of use cases can be divided into the following two cases.

1) MISO-SIMO (Diversity MIMO) in CL + MIMO SM in EL1) MISO-SIMO (Diversity MIMO) in CL + MIMO SM in EL

이 경우에는 코어 레이어를 위해 MISO 스킴들(Plane MISO, MISO TDCFS 또는 MISO Alamouti)로 인한 MISO 다이버시티 게인뿐만 아니라, SIMO 어레이 게인도 이용할 수 있다. 이 경우, 모바일 수신기들에 부가적인 수신 안테나, 튜너 및 MRC 블록 이외에 복잡한 다른 구성이 필요하지 않다.In this case, not only the MISO diversity gain due to the MISO schemes (Plane MISO, MISO TDCFS or MISO Alamouti) for the core layer, but also the SIMO array gain can be used. In this case, the mobile receivers do not require other complicated configurations in addition to the additional receive antenna, tuner and MRC block.

2) MIMO SM in both layers2) MIMO SM in both layers

이 경우는 모바일 수신기들에서 단 하나의 안테나로 원하는 코어 레이어의 비트 레이트를 얻을 수 없는 경우에 적합하다. 이 경우는 통상의 코어 레이어 SNR 영역(region)인 낮은 SNR 영역에서 MIMO 멀티플렉싱 게인(코어 레이어)이 매우 적으므로, 코어 레이어에 MISO Alamouti를 적용하는 실시예가 바람직하다. This case is suitable when the bitrate of the desired core layer can not be obtained with only one antenna in the mobile receivers. In this case, since the MIMO multiplexing gain (core layer) is very small in the low SNR region which is the normal core layer SNR region, it is preferable to apply the MISO Alamouti to the core layer.

코어 레이어를 위해서 플레인 MISO나 MISO TDCFS가 사용되고, 인핸스드 레이어를 위해서 MIMO 공간 멀티플렉싱이 사용되는 경우, 송신기에서는 코어 레이어(CL) 셀 스트림이 복제되어(duplicated) 동일한 정보가 H 및 V 편파들(H and V polarizations)로 송신될 수 있다. MIMO 공간 멀티플렉싱을 이용(exploit)하는 인핸스드 레이어(EL) 셀 스트림은 MIMO 디멀티플렉싱과 프리코딩을 먼저 수행하고, 다음에 각 EL 서브-스트림이 두 CL 스트림들 중 하나에 삽입(injected into)된다. 그러므로, 다른 편파들로 송신되는 두 LDM 신호들(수평 극성에 CL+ELH, 수직 극성에 CL+ELV)이 있다. TDCFS가 사용되는 경우, 두 LDM 신호들은 상응하는 필터 셋들에 의해 필터링된다. 직교 파일럿 패턴들(SP3_4 and SP6_2)이 사용될 수 있다. 비록 이는 코어 레이어의 채널 추정을 위한 것이 아니지만, 고정형 수신기에서 올바른 디모듈레이션을 위해 필요할 수 있다. If a plain MISO or MISO TDCFS is used for the core layer and a MIMO spatial multiplexing is used for the enhanced layer, then at the transmitter the core layer (CL) cell stream is duplicated and the same information is transmitted through the H and V polarizations H and V polarizations. An enhanced layer (EL) cell stream exploiting MIMO spatial multiplexing performs MIMO demultiplexing and precoding first, and then each EL sub-stream is injected into one of the two CL streams . Therefore, there are two LDM signals (CL + EL H for horizontal polarity and CL + EL V for vertical polarity) that are transmitted to the other polarizations. When TDCFS is used, the two LDM signals are filtered by the corresponding filter sets. Orthogonal pilot patterns SP3_4 and SP6_2 may be used. Although this is not intended for channel estimation of the core layer, it may be necessary for correct demodulation in fixed receivers.

비록, 다른 인핸스드 레이어(EL) 셀들(ELH,i 및 ELV,i)이 각 안테나로 전송되지만, 두 개의 인핸스드 레이어들은 마치 그들이 동일한 것과 동일한 방법으로(in the same way as if they were the same) 코어 레이어에 간섭한다고 가정될 수 있다. 따라서, 인핸스드 레이어는 부가적인 노이즈로 취급될 수 있고, 한 개의 안테나를 구비한 모바일 수신기들은 베이스라인 수신기일 수 있다. Although the other enhanced layer (EL) cells EL H, i and EL V, i are transmitted to each antenna, the two enhanced layers are in the same way as they are in the same way the same can be assumed to interfere with the core layer. Thus, the enhanced layer can be treated as additional noise, and mobile receivers with one antenna can be a baseline receiver.

모바일 수신기가 두 개의 안테나를 구비하는 경우에는, 코어 레이어가 MRC 컴바이닝 프로세스(MRC combining process)를 사용하여 어레이 게인을 얻을 수 있다.If the mobile receiver has two antennas, the core layer may obtain an array gain using an MRC combining process.

고정형 수신기들에서도 코어 레이어(CL) 디모듈레이션을 위해, 동일한 코어 레이어 MRC 컴바이닝이 사용될 수 있다. 다음에, ELH 및 ELV를 디모듈레이션하기 위해, 코어 레이어는 복원되고 글로벌 LDM 신호로부터 캔슬(cancelled)되어야 한다. 그러나, 이 캔슬레이션은 SISO와 같이 단순(straightforward)하지 않다. 각 안테나(yH 및 yV)에 수신된 심볼들은 다른 채널 계수들로 필터링된 코어 레이어 셀들의 조합(yH를 위해서는 hHH,i·CH[i] + hHV,i·CV[i] 및 yV를 위해서는 hVH,i·CH[i] + hVV,i·CV[i])으로 구성된다. 따라서, 적절한 캔슬레이션을 위해 동일한 조합이 적용되어야 한다. 결국, ELH 및 ELV는 MIMO SM 시스템에서와 같이 디모듈레이션될 수 있다.The same core layer MRC combination may be used for core layer (CL) demodulation in fixed receivers. Next, to demultiplex EL H and EL V , the core layer must be restored and canceled from the global LDM signal. However, this cancellation is not straightforward like SISO. The received symbols for each of the antennas (y H, and y V) are to a combination of (y H of the core layer cell filter to the other channel coefficient h HH, i · C H [ i] + h HV, i · C V [ i] and y V , h VH, i C H [i] + h VV, i C V [i]). Therefore, the same combination must be applied for proper cancellation. Eventually, EL H and EL V can be demultiplexed as in a MIMO SM system.

코어 레이어를 위해서 MISO Alamouti가 사용되고, 인핸스드 레이어를 위해서 MIMO 공간 멀티플렉싱이 사용되는 경우, 동일한 코어 레이어 셀 스트림이 H 및 V 편파들(H and V polarizations) 모두(both)로 송신되나, 다른 인핸스드 레이어(EL) 셀 스트림이 두 코어 레이어 스트림들로 삽입될 수 있다. 그러므로, 다른 편파들로 송신되는 두 LDM 신호들(수평 극성에 CL+ELH, 수직 극성에 CL+ELV)이 있다. 마지막으로, TDCFS 주파수 사전-왜곡 대신에 Alamouti 인코딩이 두 번째 안테나에 대하여 수행된다.When MISO Alamouti is used for the core layer and MIMO spatial multiplexing is used for the enhanced layer, the same core layer cell stream is transmitted in both the H and V polarizations (both) A layer (EL) cell stream can be inserted into the two core layer streams. Therefore, there are two LDM signals (CL + EL H for horizontal polarity and CL + EL V for vertical polarity) that are transmitted to the other polarizations. Finally, instead of TDCFS frequency pre-distortion, Alamouti encoding is performed on the second antenna.

다시, 직교하는 PP(Preamble Pattern)들이 사용된다. 이는 인핸스드 레이어 채널 추정을 위해서도 필요하고, 코어 레이어 Alamouti 디코딩을 위해서도 필요하다.Again, orthogonal PPs (Preamble Patterns) are used. This is also necessary for enhanced layer channel estimation and also for core layer Alamouti decoding.

모바일 수신기의 수신 안테나들의 수에 기반하여, 수신 심볼은 달라질 수 있다.Based on the number of receive antennas of the mobile receiver, the received symbols may vary.

하나의 안테나를 구비하는 모바일 수신기들에서, 인핸스드 레이어(EL) 셀들(ELH 및 ELV)은 부가적인 AWGN 노이즈로 취급될 수 있다. 따라서, Alamouti 디코딩 프로세스는 Alamouti의 공간 다이버시티 게인을 얻을 수 있다. 그러나, 수신 안테나들이 완전히 수평 또는 수직으로 편파(polarized)되어 있으면, 시스템은 간단해질 수 있다. 이러한 경우에, 크로스-편파(cross-polar) 채널 계수들은 무시될 수 있다. 이러한 시나리오에서, Alamouti 디코딩이 필요 없을 수 있고, 따라서 MISO Alamouti 공간 다이버시티는 얻어지지 않고, 베이스라인 수신기가 사용될 수 있다.In mobile receivers with one antenna, the enhanced layer (EL) cells EL H and EL V can be treated as additional AWGN noise. Thus, the Alamouti decoding process can obtain Alamouti's spatial diversity gain. However, if the receive antennas are completely horizontally or vertically polarized, the system can be simplified. In this case, the cross-polar channel coefficients can be ignored. In such a scenario, Alamouti decoding may not be necessary, and therefore MISO Alamouti spatial diversity is not obtained, and a baseline receiver may be used.

모바일 수신기가 두 개의 안테나를 구비하는 경우에는, 코어 레이어가 MRC 컴바이닝 프로세스(MRC combining process)를 사용하여 어레이 게인을 얻을 수 있다. 또한, 수신 심볼의 편파(polarization)가 채널을 통해 변경(modified)되지 않으면 시스템은 단순화될 수 있다. 이 때, MRC 컴바이닝 블록의 사용에 의해 다이버시티 게인은 얻어지지 않고, 어레이 게인이 얻어질 수 있다.If the mobile receiver has two antennas, the core layer may obtain an array gain using an MRC combining process. Also, the system can be simplified if the polarization of the received symbol is not modified through the channel. At this time, the diversity gain is not obtained by using the MRC combining block, and the array gain can be obtained.

고정형 수신기들에서, 코어 레이어(CL) 셀들은 먼저 디모듈레이션되고, 다음에 다시 모듈레이션되고 캔슬레이션된다. 그러나, 캔슬레이션은 다소 복잡하다. 다시 모듈레이션된 코어 레이어 신호는 MISO Alamouti를 수행해야 한다. 그러므로, 타임 인터리버(TI) 및 주파수 인터리버(FI)가 코어 레이어 셀들의 재변조를 위해 구현되어야 한다. 그리고 나서, Alamouti 인코딩이 수행된다. 다음에, co-polar 및 cross-polar 채널 계수들이 그에 맞춰 결합된다(combined accordingly). 마지막으로, ELH 및 ELV를 얻기 위해, 이 조합(combination)이 수신된 LDM 신호에서 감산된다. 캔슬레이션 프로세스 이후에, yEL1,i 및 yEL2,i에 특정(particular) Alamouti 디코딩을 적용하여 ELH,i 및 ELV,i+1 *이 추출될 수 있다. 마찬가지로(likewise), yEL1,i+1 및 yEL2,i+1에 다른 특정(other specific) Alamouti 디코딩을 적용하여 ELH,i+1 및 ELV,i * 이 추출될 수 있다.In fixed receivers, core layer (CL) cells are first demodulated, then modulated again, and then canceled. However, the cancellation is somewhat complicated. The re-modulated core layer signal must perform MISO Alamouti. Therefore, a time interleaver (TI) and a frequency interleaver (FI) must be implemented for remodulation of core layer cells. Then, Alamouti encoding is performed. Next, the co-polar and cross-polar channel coefficients are combined accordingly. Finally, to obtain EL H and EL V , this combination is subtracted from the received LDM signal. After the cancellation process , EL H, i and EL V, i + 1 * may be extracted by applying a particular Alamouti decoding to y EL1, i and y EL2, i . Likewise, EL H, i + 1 and EL V, i * can be extracted by applying other specific Alamouti decoding to y EL1, i + 1 and y EL2, i + 1 .

두 레이어들 모두에 MIMO 공간 멀티플렉싱이 적용되는 경우, 송신기에서는 공통-레이어 MIMO 프리코더나 레이어별로 독립적인 MIMO 프리코더가 사용될 수 있다. 독립적인 프리코더를 사용하는 것이 더 유연한(flexible) 솔루션이지만, 송시기 복잡도를 증가시킨다. 그러나, MIMO 프리코더 게인은 CNR 문턱(threshold)(계층의 ModCod)에 의존한다. 그러므로, 독립적인 프리코더의 사용이 두 계층 모두를 위해 최적화된 성능을 제공한다.If MIMO spatial multiplexing is applied to both layers, a common-layer MIMO precoder or a layer-independent MIMO precoder may be used in the transmitter. Using an independent precoder is a more flexible solution, but increases the complexity of the transmission. However, the MIMO precoder gain is dependent on the CNR threshold (ModCod of the layer). Therefore, the use of independent precoder provides optimized performance for both layers.

두 안테나를 구비한 모바일 수신기는 비록 코어 레이어를 위해 의도된 것이지만, 공통 또는 독립적인 MIMO 프리코더에 상관 없이 상응하는 MIMO 디코딩을 수행할 수 있다.A mobile receiver with two antennas can perform the corresponding MIMO decoding regardless of whether it is a common or independent MIMO precoder, although it is intended for the core layer.

이 경우도, 고정형 수신기의 코어 레이어 캔슬레이션 프로세스는 복잡하다. 코어 레이어 리모듈레이션 심볼들은 전송 체인과 같이(likewise) MIMO 디멀티플렉서 및 MIMO 프리코더를 필요로 한다(공통 및 독립적인 MIMO 프리코더를 위해). 게다가, 수신된 LDM 신호들은 두 전송 컴포넌트들의 조합이므로, 리모듈레이션된 심볼들은 채널 계수들을 고려하여 결합되어야 한다. 코어 레이어 캔슬레이션 프로세스 이후에, 인핸스드 레이어를 디모듈레이션하기 위해 두 번째 MIMO BICM-1 체인이 수행된다.In this case too, the core layer cancellation process of the fixed receiver is complicated. The core layer re-modulation symbols require a likewise MIMO demultiplexer and a MIMO precoder (for common and independent MIMO precoders). In addition, since the received LDM signals are a combination of the two transport components, the re-modulated symbols must be combined in consideration of the channel coefficients. After the core layer cancellation process, a second MIMO BICM- 1 chain is performed to demodulate the enhanced layer.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 14 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치는 코어 레이어 BICM부(1410), 신호 복제부(1415), 인핸스드 레이어 BICM부(1420), 인젝션 레벨 컨트롤러들(1431, 1432), 결합기들(1441, 1442), 파워 노멀라이저들(1451, 1452), 타임 인터리버들(1461, 1462), 주파수 인터리버들(1471, 1472), 파일럿 패턴 삽입부들(1481, 1482), 사전왜곡부들(1491, 1492) 및 RF 신호 생성부들(1417, 1418)을 포함한다.14, a MIMO broadcast signal transmission apparatus according to an embodiment of the present invention includes a core layer BICM unit 1410, a signal replication unit 1415, an enhanced layer BICM unit 1420, an injection level controller 1431 1432, combiners 1441 and 1442, power normalizers 1451 and 1452, time interleavers 1461 and 1462, frequency interleavers 1471 and 1472, pilot pattern inserters 1481 and 1482, Pre-distortion parts 1491 and 1492 and RF signal generators 1417 and 1418. [

도 14에 도시된 코어 레이어 BICM부(1410), 인젝션 레벨 컨트롤러들(1431, 1432), 결합기들(1441, 1442), 파워 노멀라이저들(1451, 1452), 타임 인터리버들(1461, 1462), 주파수 인터리버들(1471, 1472) 및 파일럿 패턴 삽입부들(1481, 1482)과 관련된 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The injection level controllers 1431 and 1432, the combiners 1441 and 1442, the power normalizers 1451 and 1452, the time interleavers 1461 and 1462, Concrete contents related to the frequency interleavers 1471 and 1472 and the pilot pattern inserting parts 1481 and 1482 are disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 14에 도시된 인핸스드 레이어 BICM부(1420)는 인핸스드 레이어에 MIMO를 적용한 것으로, 채널 부호화 및 비트 인터리빙된 비트열은 MIMO 디멀티플렉서(MIMO DEMUX)에 의해 두 개의 서브스트림들로 나눠지고, 서브스트림들 각각에 모듈레이션이 적용된다. 모듈레이션된 신호들은 MIMO 프리코더(EL MIMO PRECODER)를 통해 결합되고 두 개의 안테나들을 위하여 두 개의 신호들로 나눠진다. MIMO에 관한 보다 상세한 내용은 한국공개특허 2016-0084832호 등에 상세히 개시되어 있다.The enhanced layer BICM unit 1420 shown in FIG. 14 applies MIMO to the enhanced layer. The channel-encoded and bit-interleaved bit streams are divided into two sub-streams by a MIMO demultiplexer (MIMO demultiplexer) Modulation is applied to each of the streams. The modulated signals are combined via a MIMO precoder (EL MIMO PRECODER) and divided into two signals for two antennas. More details regarding MIMO are disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0084832.

도 14에 도시된 예는 코어 레이어에 플레인(plain) MISO 또는 MISO TDCFS 가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM(Spatial Multiplexing)이 적용된 경우이다. 이 때, 수평 편파 안테나(horizontal polarization antenna)는 LDM 신호 xH = CH · (CL + ELH)를 송신(플레인 MISO일 때 CH = 1)하고, 수직 편파 안테나(vertical polarization antenna)는 LDM 신호 xV = Cv · (CL + ELV)를 송신(플레인 MISO일 때 CV = 1)한다.14 is a case where a plain MISO or a MISO TDCFS is applied to a core layer and a MIMO SM (Spatial Multiplexing) is applied to an enhanced layer. In this case, a horizontal polarization antenna transmits an LDM signal x H = C H (CL + EL H ) (C H = 1 when the plane is MISO) and a vertical polarization antenna transmits LDM The signal x V = C v · (CL + EL V ) is transmitted (C V = 1 when the plane is MISO).

코어 레이어 BICM부(1410)는 입력된 데이터에 대한 채널 코딩, 비트 인터리빙 및 모듈레이션을 수행한다.The core layer BICM unit 1410 performs channel coding, bit interleaving, and modulation on the input data.

인핸스드 레이어 BICM부(1420)는 코어 레이어 BICM부(1410)와 같은 동작 이외에, MIMO 디멀티플렉서(MIMO DEMUX)를 포함하여 채널 부호화 및 비트 인터리빙된 비트열을 두 개의 서브스트림들로 나누고, 서브스트림들 각각을 변조한다. 이 때, 서브스트림들의 변조는 두 개의 모듈레이터에 의해 수행될 수도 있고, 한 개의 모듈레이터를 공유하여 수행될 수도 있다. 또한, 인핸스드 레이어 BICM부(1420)는 MIMO 프리코더(EL MIMO PRECODER)를 통해 모듈레이션된 신호들을 결합하고 다시 두 개의 안테나들을 위하여 두 개의 신호들로 나눈다.The enhanced layer BICM unit 1420 includes a MIMO demultiplexer (MIMO demultiplexer) to divide the channel-encoded and bit-interleaved bit stream into two sub-streams in addition to the operation similar to the core layer BICM unit 1410, Modulate each. At this time, the modulation of the sub-streams may be performed by two modulators, or may be performed by sharing one modulator. Further, the enhanced layer BICM unit 1420 combines the modulated signals through the MIMO precoder (EL MIMO PRECODER) and divides the signals into two signals for the two antennas again.

즉, 인핸스드 레이어 BICM부(1420)는 인핸스드 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 인핸스드 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 인핸스드 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 인핸스드 레이어 신호 및 제2 인핸스드 레이어 신호를 생성한다.That is, the enhanced layer BICM unit 1420 divides the enhanced layer data stream into two different enhanced layer sub-streams, performs MIMO precoding corresponding to the enhanced layer sub-streams, Layer signal and a second enhanced layer signal.

인젝션 레벨 컨트롤러들(1431, 1432)은 나눠진 두 개의 신호들의 파워를 줄여서 파워 리듀스드 인핸스드 레이어 신호들(ELH, ELV)을 생성한다. 이 때, 인젝션 레벨 컨트롤러들(1431, 1432)에서 조절되는 신호의 크기는 인젝션 레벨(injection level)에 따라 결정될 수 있다.Injection level controllers 1431 and 1432 reduce the power of the two divided signals to generate power-reduced enhanced layer signals EL H and EL V. At this time, the magnitude of the signal adjusted by the injection level controllers 1431 and 1432 can be determined according to the injection level.

신호 복제부(1415)는 입력되는 코어 레이어 신호를 복제하여 두 개의 동일한 코어 레이어 신호들을 출력한다.The signal replicator 1415 replicates the input core layer signal and outputs two identical core layer signals.

결합기들(1441, 1442)은 각각 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합(combine)하여 멀티플렉싱된 신호를 생성한다. 즉, 결합기(1441)는 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호(ELH)를 결합하고, 결합기(1442)는 코어 레이어 신호와 인핸스드 레이어 신호(ELV)를 결합한다.The combiners 1441 and 1442 combine the core layer signal and the enhanced layer signal at different power levels to generate a multiplexed signal. That is, the combiner 1441 combines the core layer signal and the enhanced layer signal EL H , and the combiner 1442 combines the core layer signal and the enhanced layer signal EL V.

파워 노멀라이저들(1451, 1452)은 각각 멀티플렉싱된 신호의 파워를, 코어 레이어 신호에 상응하는 파워로 낮춰서 파워 노멀라이즈드 신호를 생성한다.  The power normalizers 1451 and 1452 respectively lower the power of the multiplexed signal to a power corresponding to the core layer signal to generate a power normalized signal.

타임 인터리버들(1461, 1462)은 각각 파워 노멀라이즈드 신호를 타임 인터리빙하여 타임 인터리빙된 신호를 생성한다.Time interleavers 1461 and 1462 time-interleave the power normalized signals to generate time interleaved signals.

주파수 인터리버들(1471, 1472)은 각각 타임 인터리빙된 신호를 주파수 인터리빙하여 주파수 인터리빙된 신호를 생성한다.The frequency interleavers 1471 and 1472 respectively frequency interleave the time interleaved signal to generate a frequency interleaved signal.

파일럿 패턴 삽입부들(1481, 1482)은 각각 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴을 삽입한다. 이 때, 파일럿 패턴 삽입부들(1481, 1482)은 서로 다른 파일럿을 삽입할 수 있다.The pilot pattern inserting units 1481 and 1482 insert pilot patterns into the frequency interleaved signals, respectively. At this time, the pilot pattern inserting units 1481 and 1482 can insert different pilots.

도 14에서 파일럿 패턴 삽입부들(1481, 1482)의 출력들은 i번째 서브캐리어에 상응하는 데이터(레이어드 디비전 멀티플렉스드 데이터)일 수 있고, 송신 안테나 처리의 대상일 수 있다.In FIG. 14, the outputs of the pilot pattern inserting units 1481 and 1482 may be data corresponding to the i-th subcarrier (layered division multiplexed data), and may be subjected to a transmission antenna process.

사전왜곡부들(1491, 1492)은 각각 데이터를 사전왜곡하여 두 안테나들에 상응하는 신호들 사이의 코릴레이션을 줄인다. 이 때, 사전왜곡부들(1491, 1492)은 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리를 수행할 수 있다.The pre-distortions 1491 and 1492 each pre-distort the data to reduce correlation between the signals corresponding to the two antennas. At this time, the pre-distortion units 1491 and 1492 can perform a pre-distortion processing using a Transmit Diversity Code Filter Set (TDCFS).

도 14에 도시된 예에서 사전왜곡부들(1491, 1492)은 청구항에 기재된 송신 안테나 처리를 수행하는 것으로 볼 수 있다.In the example shown in FIG. 14, the pre-distortions 1491 and 1492 can be seen as performing the transmit antenna processing described in the claims.

RF 신호 생성부들(1417, 1418)은 각각 사전왜곡된(송신 안테나 처리된) 신호를 이용하여 안테나를 통해 전송되는 RF 송신 신호를 생성한다.The RF signal generators 1417 and 1418 each generate an RF transmission signal transmitted through an antenna using a pre-distorted (transmit antenna processed) signal.

이 때, RF 신호 생성부들(1417, 1418)에 의해 생성되는 RF 송신 신호들은 안테나들에 상응하는 송신 안테나 처리에 기반하여 생성될 수 있다.At this time, the RF transmission signals generated by the RF signal generators 1417 and 1418 may be generated based on the transmission antenna process corresponding to the antennas.

도 14에 도시된 두 안테나들은 하나의 송신기 내에 구비될 수 있다.The two antennas shown in FIG. 14 may be provided in one transmitter.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.15 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(1510), 추정 및 등화부(1520), 주파수 디인터리버(1530), 타임 디인터리버(1540) 및 코어 레이어 BICM 디코더(1550)를 포함한다.15, a mobile broadcast signal receiver for MIMO according to an embodiment of the present invention includes an RF receiver 1510, an estimation and equalizer 1520, a frequency deinterleaver 1530, a time deinterleaver 1540, And a core layer BICM decoder 1550.

도 15에 도시된 모바일 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호가 송신되는 경우에도 인핸스드 레이어 신호는 복원하지 않고, 코어 레이어 신호만을 복원할 수 있다.The mobile broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 15 can recover only the core layer signal without restoring the enhanced layer signal even when the LDM broadcast signal is transmitted.

RF 수신부(1510)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiving unit 1510 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

추정 및 등화부(1520)는 채널 추정 및 등화를 수행한다. 이 때, 추정 및 등화부는 송신기에서 수행된 사전왜곡을 채널의 일부로 보고 등화 과정에서 이를 보상할 수 있다.The estimation and equalization unit 1520 performs channel estimation and equalization. At this time, the estimation and equalization unit can regard the pre-distortion performed in the transmitter as a part of the channel and compensate it in the equalization process.

주파수 디인터리버(1530)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(1540)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 1530 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 1540 deinterleaves in the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(1550)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다. 코어 레이어 BICM 디코더(1550) 관련 구체적인 내용은 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The core layer BICM decoder 1550 performs an inverse process of the core layer BICM portion of the transmitter. Concrete details related to the core layer BICM decoder 1550 are disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 15에 도시된 예는 코어 레이어에 플레인(plain) MISO 또는 MISO TDCFS 가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM(Spatial Multiplexing)이 적용된 경우이다. 이 때, 수신 안테나의 편파(polarization)는 성능에 영향을 주지 않을 수 있다.The example shown in FIG. 15 is a case where plain MISO or MISO TDCFS is applied to the core layer and MIMO SM (Spatial Multiplexing) is applied to the enhanced layer. At this time, the polarization of the reception antenna may not affect the performance.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.16 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부들(1611, 1612), 채널 추정부들(1621, 1622), MRC 컴바이닝부(1623), 주파수 디인터리버(1630), 타임 디인터리버(1640), 코어 레이어 BICM 디코더(1650), 코어 레이어 BICM부(1660), LDM 버퍼들(1671, 1672), LDM 캔슬레이션부(1680) 및 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1690)를 포함한다.16, a stationary broadcasting signal receiving apparatus for MIMO according to an embodiment of the present invention includes RF receiving units 1611 and 1612, channel estimation units 1621 and 1622, an MRC combining unit 1623, A deinterleaver 1630, a time deinterleaver 1640, a core layer BICM decoder 1650, a core layer BICM unit 1660, LDM buffers 1671 and 1672, an LDM cancellation unit 1680 and an enhanced layer BICM Decoder 1690. < / RTI >

도 16에 도시된 고정형 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호를 수신하여 코어 레이어 신호 및 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다.The fixed broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 16 can recover the core layer signal and the enhanced layer signal by receiving the LDM broadcast signal.

도 16에 도시된 예는 코어 레이어에 플레인(plain) MISO 또는 MISO TDCFS 가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM(Spatial Multiplexing)이 적용된 경우이다.The example shown in FIG. 16 is a case where plain MISO or MISO TDCFS is applied to the core layer and MIMO SM (Spatial Multiplexing) is applied to the enhanced layer.

RF 수신부들(1611, 1612)은 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신 신호들을 생성한다.The RF receivers 1611 and 1612 receive the signals transmitted through the two antennas and generate reception signals.

채널 추정부들(1621, 1622)은 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널을 추정한다. 이 때, 채널 추정부들(1621, 1622)은 송신기에서 수행된 사전왜곡을 채널의 일부로 보고 채널을 추정할 수 있다.The channel estimation units 1621 and 1622 estimate the channel between the reception antennas and the transmission antennas. At this time, the channel estimation units 1621 and 1622 can estimate the channel by considering the pre-distortion performed in the transmitter as a part of the channel.

MRC 컴바이닝부(1623)는 추정된 채널들에 기반하여 어레이 게인을 얻기 위한 것으로, MRC 컴바이닝부(1623)의 상세한 동작에 대해서는 수학식 12를 통해 후술한다.The MRC combining unit 1623 is for obtaining the array gain based on the estimated channels, and the detailed operation of the MRC combining unit 1623 will be described later with reference to Equation (12).

주파수 디인터리버(1630)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(1640)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 1630 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 1640 deinterleaves the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(1650)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다.The core layer BICM decoder 1650 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

코어 레이어 BICM부(1660)는 복원된 코어 레이어 스트림에 대하여 다시 BICM을 수행하고, 두 개의 LDM 버퍼들(1671, 1672) 및 LDM 캔슬레이션부(1680)를 통해 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된다. 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된 신호는 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1690)를 통해 인핸스드 레이어 출력 스트림으로 복원된다.The core layer BICM unit 1660 performs the BICM again on the restored core layer stream and performs a corresponding cancellation through the two LDM buffers 1671 and 1672 and the LDM cancel unit 1680 do. The signal that has been subjected to the cancellation corresponding to the core layer is restored to the enhanced layer output stream through the enhanced layer BICM decoder 1690.

이 때, 캔슬레이션은 코어 레이어 신호에 상응하고, 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행될 수 있다.At this time, the cancellation corresponds to the core layer signal and can be performed separately for each of the receive antennas.

이 때, 코어 레이어 캔슬레이션 프로세스는 코어 레이어와 상응하는 채널 계수들의 결합을 필요로 한다. 즉, 캔슬레이션은 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFH)와 관련된 채널들(hHHCH, hHVCV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFH)에 상응하는 LDM 버퍼(1671)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yH')를 생성하고, 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFV)와 관련된 채널들(hVHCH, hVVCV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFV)에 상응하는 LDM 버퍼(1672)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yV')를 생성할 수 있다.At this time, the core layer cancellation process requires a combination of the core layer and corresponding channel coefficients. In other words, the cancellation is performed by selecting a core layer channel component combination corresponding to channels (h HH C H , h HV C V ) associated with the reception antenna (RF H ) of the reception antennas (RF H , RF V ) generating a receive antenna (RF H) corresponding LDM buffer 1671 buffers signal canceling illustration signal (y H ') by subtracting from the to the, receiving antennas and a reception antenna (RF V) of the (RF H, RF V) Subtracts a core layer channel component combination corresponding to the associated channels (h VH C H , h VV C V ) from the buffer signal of the LDM buffer 1672 corresponding to the receive antenna (RF V ) (y V ').

이 때, 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1690)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다.At this time, the enhanced layer BICM decoder 1690 can recover the enhanced layer signal using all of the cancellation signals y H ', y V '.

인핸스드 레이어 BICM 디코더(1690)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 모두 이용하여 MIMO 디코딩을 수행하고, MIMO 디코딩된 결과를 MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)에 의해 디모듈레이션하고, 디모듈레이션된 결과를 하나의 스트림으로 MIMO 멀티플렉한 후 그 결과를 비트 디인터리빙 및 FEC 디코딩하여 인핸스드 레이어 신호를 생성한다.The enhanced layer BICM decoder 1690 performs MIMO decoding using all of the cancellation signals y H ', y V ' and demodulates the MIMO decoded result by a MIMO demapper (MIMO MAP- 1 ) Multiplexes the demodulated result into a single stream, performs bit deinterleaving and FEC decoding on the result, and generates an enhanced layer signal.

이 때, MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)는 송신기의 인핸스드 레이어 BICM부 내의 모듈레이터에 상응하는 것일 수 있다.At this time, the MIMO demapper (MIMO MAP -1 ) may correspond to the modulator in the enhanced layer BICM part of the transmitter.

코어 레이어 BICM 디코더(1650), 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1690) 및 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션을 통한 인핸스드 레이어 신호의 복원에 대해서는 한국공개특허 2017-0009737호 등에 상세히 개시되어 있다.The restoration of the enhanced layer signal through the core layer BICM decoder 1650, the enhanced layer BICM decoder 1690, and the cancellation corresponding to the core layer is disclosed in detail in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0009737.

도 15 및 도 16에 명시적으로 도시되지는 아니하였으나, 코어 레이어 BICM 디코더 앞단에는 파워 노멀라이저의 역기능을 수행하는 파워 디노멀라이저가 구비될 수도 있다.Although not explicitly shown in FIGS. 15 and 16, a power denormalizer may be provided in front of the core layer BICM decoder to perform the inverse function of the power normalizer.

도 14에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 15의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 10과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 14 and received through the receiver shown in FIG. 15 is expressed by Equation (10).

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, 이 때, CH[i] 및 CV[i]는 TDCFS 코딩 필터 셋들을 나타내고, n은 노이즈를 나타낸다. 플레인 MISO의 경우, CH[i] 및 CV[i]는 1이다.Where i denotes a subcarrier index and h denotes a channel, where C H [i] and C V [i] denote TDCFS coding filter sets and n denotes noise. For plane MISO, C H [i] and C V [i] are 1.

도 2 및 도 3에 도시된 수신기들의 채널 추정기들은 상응하는 필터링과 두 채널의 결합(combination of the two channel with their corresponding filtering)을 하나의 채널 주파수 응답으로 제공한다.The channel estimators of the receivers shown in FIGS. 2 and 3 provide corresponding filtering and a combination of the two channels with their corresponding filtering in a single channel frequency response.

도 14에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 16의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 11과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 14 and received through the receiver shown in FIG. 16 is expressed by Equation (11).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서, i는 서브캐리어 인덱스이고, h는 채널을 나타내고, 이 때, CH[i] 및 CV[i]는 TDCFS 코딩 필터 셋들을 나타내고, n은 노이즈를 나타낸다. 플레인 MISO의 경우, CH[i] 및 CV[i]는 1이다.Where i denotes a subcarrier index and h denotes a channel, where C H [i] and C V [i] denote TDCFS coding filter sets and n denotes noise. For plane MISO, C H [i] and C V [i] are 1.

두 개의 수신 안테나가 있으므로, 코어 레이어 역시 하기 수학식 12와 같이 MRC 컴바이닝 프로세스를 사용하여 어레이 게인을 이용(exploit)할 수 있다.Since there are two receive antennas, the core layer can also exploit the array gain using the MRC combining process as shown in Equation (12).

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure pat00012
Figure pat00012

캔슬레이션 프로세스를 위해, 하기 수학식 13과 같이 다시 인코딩된(re-encoded) 코어 레이어 심볼들은 결합되고, yH 및 yV로부터 캔슬되어야 한다(should be combined and cancelled from yH and yV).A to cancel migration process, to re-encode as shown in Equation 13 (re-encoded) core layer symbols are to be combined and, a cancel from y H and y V (should be combined and cancelled from y H and y V).

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure pat00013
Figure pat00013

코어 레이어 심볼들이 제거된 후 수신 심볼들은 하기 수학식 14와 같이 표현된다.After the core layer symbols are removed, the received symbols are expressed as: < EMI ID = 14.0 >

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure pat00014
Figure pat00014

마침내, ELH 및 ELV 가 MIMO SM 시스템에서와 같이(as in MIMO SM system) 디모듈레이션될 수 있다.Finally, EL H and EL V can be demultiplexed as in a MIMO SM system (as in MIMO SM system).

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.17 is a block diagram of a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치는 코어 레이어 BICM부(1710), 신호 복제부(1715), 인핸스드 레이어 BICM부(1720), 인젝션 레벨 컨트롤러들(1731, 1732), 결합기들(1741, 1742), 파워 노멀라이저들(1751, 1752), 타임 인터리버들(1761, 1762), 주파수 인터리버들(1771, 1772), Alamouti 인코더(1790), 파일럿 패턴 삽입부들(1781, 1782) 및 RF 신호 생성부들(1717, 1718)을 포함한다.17, a MIMO broadcast signal transmission apparatus according to another embodiment of the present invention includes a core layer BICM unit 1710, a signal replication unit 1715, an enhanced layer BICM unit 1720, an injection level controller 1731 1721, 1742, 1721, 1742, power normalizers 1751, 1752, time interleavers 1761, 1762, frequency interleavers 1771, 1772, Alamouti encoder 1790, 1781, and 1782, and RF signal generators 1717 and 1718, respectively.

도 17에 도시된 코어 레이어 BICM부(1710), 신호 복제부(1715), 인핸스드 레이어 BICM부(1720), 인젝션 레벨 컨트롤러들(1731, 1732), 결합기들(1741, 1742), 파워 노멀라이저들(1751, 1752), 타임 인터리버들(1761, 1762), 주파수 인터리버들(1771, 1772)은 이미 도 4를 통해 설명한 바 있다.A signal replication unit 1715, an enhanced layer BICM unit 1720, injection level controllers 1731 and 1732, combiners 1741 and 1742, a power normalizer 1710, The time interleavers 1761 and 1762 and the frequency interleavers 1771 and 1772 have already been described with reference to FIG.

도 17에 도시된 예는 코어 레이어에 MISO Alamouti가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM(Spatial Multiplexing)이 적용된 경우이다. 이 때, 수평 편파 안테나(horizontal polarization antenna)는 LDM 신호 CL + ELH를 수정 없이(without any modification) 송신하고, 수직 편파 안테나(vertical polarization antenna)는 Alamouti 인코딩에 따라 LDM 신호 CL + ELV의 셀들을 컨쥬게이트(conjugate)하고, 쌍으로 인터리빙한다(pairwise interleave).In the example shown in Fig. 17, MISO Alamouti is applied to the core layer and MIMO SM (Spatial Multiplexing) is applied to the enhanced layer. At this time, the horizontal polarization antenna transmits the LDM signal CL + EL H without any modification, and the vertical polarization antenna transmits the LDM signal CL + EL V according to Alamouti encoding. Conjugated and interleaved in pairs (pairwise interleave).

Alamouti 인코더(1790)는 두 안테나들로 송신되는 신호를 두 그룹으로 나누고, 수평 편파 안테나로 송신되는 신호들(첫 번째 그룹)은 수정(modification) 없이 그대로 내보내고, 수직 편파 안테나로 송신되는 신호들(두 번? 그룹)은 그룹들간의 직교성을 유지하기 위해 두 QAM 심볼들 블록들(QAM symbol blocks)로 수정한다. The Alamouti encoder 1790 divides the signals transmitted by the two antennas into two groups and outputs signals (first group) transmitted by the horizontally polarized antenna as they are without modification, The second group) modifies the two QAM symbol blocks to maintain orthogonality between the groups.

파일럿 패턴 삽입부들(1781, 1782)은 각각 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴을 삽입한다. 이 때, 파일럿 패턴 삽입부들(1781, 1782)은 서로 다른 파일럿 패턴을 삽입할 수 있고, 도 14에 도시된 파일럿 패턴 삽입부들보다는 복잡한 구조로 보다 많은 파일럿 패턴들을 삽입할 수 있다.The pilot pattern inserters 1781 and 1782 insert a pilot pattern into the Alamouti encoded signal, respectively. At this time, the pilot pattern inserters 1781 and 1782 can insert different pilot patterns, and more pilot patterns can be inserted into the complex structure than the pilot pattern inserters shown in FIG.

도 17에 도시된 Alamouti 인코더(1790) 및 파일럿 패턴 삽입부들(1781, 1782)은 송신 안테나 처리를 수행할 수 있다. 즉, Alamouti 인코더(1790)는 수평 편파 안테나에 상응하는 신호 및 수직 편파 안테나에 상응하는 신호 사이의 코릴레이션을 줄이는 Alamouti 인코딩을 수행하고, 파일럿 패턴 삽입부들(1781, 1782)은 각각의 그룹 신호들에 대한 파일럿 패턴 삽입을 수행하여 송신 안테나 처리를 수행할 수 있다. 이 때, Alamouti 인코딩은 수평 편파 안테나에 상응하는 신호 및 수직 편파 안테나에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)을 유지하기 위한 것일 수 있다.The Alamouti encoder 1790 and the pilot pattern inserters 1781 and 1782 shown in FIG. 17 can perform transmission antenna processing. That is, the Alamouti encoder 1790 performs Alamouti encoding to reduce correlation between the signal corresponding to the horizontal polarization antenna and the signal corresponding to the vertical polarization antenna, and the pilot pattern inserters 1781 and 1782 perform the Alamouti encoding, It is possible to perform the transmission antenna process by performing the pilot pattern insertion for the pilot pattern. At this time, the Alamouti encoding may be to maintain orthogonality between the signal corresponding to the horizontal polarization antenna and the signal corresponding to the vertical polarization antenna.

RF 신호 생성부(1717)는 결합기(1741)에 의해 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 수평 편파 안테나를 통해 송신되는 RF 송신 신호를 생성하고, RF 신호 생성부(1718)는 결합기(1742)에 의해 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 수직 편파 안테나를 통해 송신되는 RF 송신 신호를 생성한다. 이 때, RF 송신 신호들은 안테나들에 상응하는 송신 안테나 처리에 기반하여 생성될 수 있다.The RF signal generator 1717 generates an RF transmission signal corresponding to the signal multiplexed by the combiner 1741 and transmitted through the horizontally polarized antenna and the RF signal generator 1718 generates the RF transmission signal multiplexed by the combiner 1742 And generates an RF transmit signal that corresponds to the signal and is transmitted via a vertically polarized antenna. At this time, the RF transmission signals may be generated based on the transmission antenna processing corresponding to the antennas.

도 17에 도시된 두 안테나들은 하나의 송신기 내에 구비될 수 있다.The two antennas shown in FIG. 17 may be provided in one transmitter.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.18 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.

도 18를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부(1810), 채널 추정부(1820), Alamouti 디코더(1825), 주파수 디인터리버(1830), 타임 디인터리버(1840) 및 코어 레이어 BICM 디코더(1850)를 포함한다.Referring to FIG. 18, a mobile broadcast signal receiver for MIMO according to another embodiment of the present invention includes an RF receiver 1810, a channel estimator 1820, an Alamouti decoder 1825, a frequency deinterleaver 1830, A deinterleaver 1840 and a core layer BICM decoder 1850.

도 18에 도시된 모바일 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호가 송신되는 경우에도 인핸스드 레이어 신호는 복원하지 않고, 코어 레이어 신호만을 복원할 수 있다.The mobile broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 18 can recover only the core layer signal without restoring the enhanced layer signal even when the LDM broadcast signal is transmitted.

RF 수신부(1810)는 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신된 신호를 생성한다.The RF receiver 1810 receives the signals transmitted through the two antennas and generates a received signal.

채널 추정부(1820)는 두 개의 송신 안테나들로부터의 채널들 모두(both)에 대하여 채널 주파수 응답(Channel Frequency Response; CFR)을 추정한다. 이를 위해, 송신기에서는 두 안테나들 사이에 직교 파일럿 패턴들(orthogonal pilot patterns)을 사용할 수 있다.The channel estimator 1820 estimates a channel frequency response (CFR) for all of the channels from both transmit antennas. To this end, the transmitter may use orthogonal pilot patterns between the two antennas.

Alamouti 디코더(1825)는 송신기의 Alamouti 인코딩에 상응하는 디코딩 동작을 수행한다. Alamouti 디코더(1825)의 동작은 수학식 16을 통해 후술한다.The Alamouti decoder 1825 performs a decoding operation corresponding to the Alamouti encoding of the transmitter. The operation of the Alamouti decoder 1825 will be described later with reference to Equation (16).

이 때, Alamouti 디코더(1825)는 두 송신 안테나들에 상응하는 채널들 모두에 대한 채널 추정에 기반한 Alamouti 디코딩을 수행할 수 있다.At this time, the Alamouti decoder 1825 may perform Alamouti decoding based on channel estimation for both channels corresponding to the two transmit antennas.

주파수 디인터리버(1830)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(1840)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 1830 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 1840 deinterleaves in the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(1850)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다. The core layer BICM decoder 1850 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 19 is a block diagram illustrating a fixed broadcasting signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부들(1911, 1912), 채널 추정부들(1921, 1922), MRC 및 Alamouti 디코딩부(1923), 주파수 디인터리버(1930), 타임 디인터리버(1940), 코어 레이어 BICM 디코더(1950), 코어 레이어 BICM부(1960), 타임 인터리버(1961), 주파수 인터리버(1962), Alamouti 재인코더(1963), LDM 버퍼들(1971, 1972), LDM 캔슬레이션부(1980), Alamouti 디코더(1991), 주파수 디인터리버들(1992, 1993), 타임 디인터리버들(1995, 1996) 및 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1990)를 포함한다.19, the fixed broadcasting signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention includes RF receiving units 1911 and 1912, channel estimation units 1921 and 1922, an MRC and Alamouti decoding unit 1923, A frequency deinterleaver 1930, a time deinterleaver 1940, a core layer BICM decoder 1950, a core layer BICM unit 1960, a time interleaver 1961, a frequency interleaver 1962, an Alamouti re-encoder 1963, (1995, 1996) and an enhanced layer BICM decoder (1990), which are used in the case of an interleaver, .

도 19에 도시된 고정형 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호를 수신하여 코어 레이어 신호 및 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다.The fixed broadcast signal receiving apparatus shown in FIG. 19 can recover the core layer signal and the enhanced layer signal by receiving the LDM broadcast signal.

도 19에 도시된 예는 코어 레이어에 MISO Alamouti가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용된 경우이다.In the example shown in Fig. 19, MISO Alamouti is applied to the core layer and MIMO SM is applied to the enhanced layer.

RF 수신부들(1911, 1912)은 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신 신호들을 생성한다.The RF receivers 1911 and 1912 receive the signals transmitted through the two antennas and generate reception signals.

채널 추정부들(1921, 1922)은 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널을 추정한다. The channel estimation units 1921 and 1922 estimate the channel between the reception antennas and the transmission antennas.

MRC 및 Alamouti 디코딩부(1923)는 추정된 채널들에 기반하여 어레이 및 다이버시티 게인을 얻기 위한 것으로, MRC 및 Alamouti 디코딩부(1923)의 상세한 동작에 대해서는 수학식 18을 통해 후술한다.The MRC and Alamouti decoding unit 1923 is for obtaining the array and diversity gain based on the estimated channels, and the detailed operation of the MRC and Alamouti decoding unit 1923 will be described later with reference to Equation (18).

주파수 디인터리버(1930)는 주파수 영역의 디인터리빙을 수행하고, 타임 디인터리버(1940)는 시간 영역의 디인터리빙을 수행한다.The frequency deinterleaver 1930 performs deinterleaving in the frequency domain, and the time deinterleaver 1940 deinterleaves in the time domain.

코어 레이어 BICM 디코더(1950)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다.The core layer BICM decoder 1950 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

코어 레이어 BICM부(1960)는 복원된 코어 레이어 스트림에 대하여 다시 BICM을 수행하고, 두 개의 LDM 버퍼들(1971, 1972) 및 LDM 캔슬레이션부(1980)를 통해 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된다. 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된 신호는 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1990)를 통해 인핸스드 레이어 출력 스트림으로 복원된다.The core layer BICM unit 1960 performs the BICM again on the restored core layer stream and performs the corresponding cancellation through the two LDM buffers 1971 and 1972 and the LDM canceling unit 1980 do. The signal with the canceled corresponding to the core layer is restored to the enhanced layer output stream through the enhanced layer BICM decoder 1990.

이 때, 캔슬레이션을 위해, 코어 레이어 BICM부(1960)에 의해 다시 BICM된 신호는 타임 인터리버(1961) 및 주파수 인터리버(1962)에 의해 다시 타임 인터리빙 및 주파수 인터리빙되고, 인터리빙 된 신호는 Alamouti 재인코딩부(1963)에 의해 다시 Alamouti 인코딩되어 LDM 캔슬레이션부(1980)로 제공된다.At this time, for the cancellation, the signal BICMed again by the core layer BICM unit 1960 is time interleaved and frequency interleaved again by the time interleaver 1961 and the frequency interleaver 1962, and the interleaved signal is re- Is again Alamouti-encoded by the LDM-canceling unit (1963) and provided to the LDM-canceling unit (1980).

즉, LDM 캔슬레이션부(1980)의 캔슬레이션 과정(cancellation process)은 Alamouti 재-인코딩 및 상응하는 채널 계수들과의 결합을 필요로 한다.That is, the cancellation process of the LDM Cancellation Part (1980) requires Alamouti re-encoding and combining with the corresponding channel coefficients.

이 때, 캔슬레이션은 코어 레이어 신호에 상응하고, 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행될 수 있다.At this time, the cancellation corresponds to the core layer signal and can be performed separately for each of the receive antennas.

이 때, 캔슬레이션은 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFH)와 관련된 채널들(hHH, hHV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFH)에 상응하는 LDM 버퍼(1971)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yH')를 생성하고, 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFV)와 관련된 채널들(hVH, hVV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFV)에 상응하는 LDM 버퍼(1972)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yV')를 생성할 수 있다.At this time, the cancellation sends a core layer channel component combination corresponding to the channels (h HH , h HV ) associated with the receive antenna (RF H ) of the receive antennas (RF H , RF V ) by subtracting from the buffer signal of the LDM buffer (1971) corresponding to the RF H) and generates the cancel illustration signal (y H '), the channel associated with the receiving antenna (RF V) of the receiving antenna (RF H, RF V) (y V ') by subtracting a core layer channel component combination corresponding to the received signal (h VH , h VV ) from the buffer signal of the LDM buffer 1972 corresponding to the receive antenna (RF V ) can do.

이 때, 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1990)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다. 이 때, LDM 캔슬레이션 이후에 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 모두 이용하여 Alamouti 디코더(1991)에 의한 Alamouti 디코딩이 수행되고, Alamouti 디코딩된 신호들은 주파수 디인터리버들(1992, 1993)에 의해 주파수 디인터리빙되고 타임 디인터리버들(1995, 1996)에 의해 타임 디인터리빙된 후 인핸스드 레이어 BICM 디코더(1990)로 제공된다.At this time, the enhanced layer BICM decoder 1990 can recover the enhanced layer signal using all of the cancellation signals y H ', y V '. At this time, Alamouti decoding by the Alamouti decoder 1991 is performed using all of the cancellation signals y H ', y V ' after the LDM cancellation, and the Alamouti decoded signals are output to the frequency deinterleavers 1992, 1993), time deinterleaved by time deinterleavers (1995, 1996), and then provided to an enhanced layer BICM decoder (1990).

Alamouti 디코더(1991)의 Alamouti 디코딩에 관해서는 수학식 21 및 22를 통해 후술한다.The Alamouti decoding of the Alamouti decoder 1991 will be described later with reference to Equations (21) and (22).

인핸스드 레이어 BICM 디코더(1990)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')에 대한 Alamouti 디코딩, 주파수 디인터리빙 및 타임 디인터리빙이 수행된 이후, MIMO 디코딩을 수행하고, MIMO 디코딩된 결과를 MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)에 의해 디모듈레이션하고, 디모듈레이션된 결과를 하나의 스트림으로 MIMO 멀티플렉한 후 그 결과를 비트 디인터리빙 및 FEC 디코딩하여 인핸스드 레이어 신호를 생성한다.The enhanced layer BICM decoder 1990 performs MIMO decoding after performing Alamouti decoding, frequency deinterleaving, and time deinterleaving on the cancellation signals y H ', y V ', and outputs the MIMO decoded result Modulated by a MIMO demapper (MIMO MAP- 1 ), MIMO multiplexes the demodulated result into one stream, bit deinterleaves the result, and FEC-decodes the result to generate an enhanced layer signal.

이 때, MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)는 송신기의 인핸스드 레이어 BICM부 내의 모듈레이터에 상응하는 것일 수 있다.At this time, the MIMO demapper (MIMO MAP -1 ) may correspond to the modulator in the enhanced layer BICM part of the transmitter.

도 18 및 도 19에 명시적으로 도시되지는 아니하였으나, 코어 레이어 BICM 디코더 앞단에는 파워 노멀라이저의 역기능을 수행하는 파워 디노멀라이저가 구비될 수도 있다.Although not explicitly shown in FIGS. 18 and 19, a power denormalizer for performing the inverse function of the power normalizer may be provided at the front end of the core layer BICM decoder.

도 17에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 18의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 15과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 17 and received through the receiver of FIG. 18 is expressed by the following equation (15).

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure pat00015
Figure pat00015

인핸스드 레이어 셀들은 부가적인 AWGN(additional AWGN)으로 취급된다. 따라서, Alamouti 디코딩 과정은 하기 수학식 16과 같이 표현된다.Enhanced layer cells are treated as additional AWGNs (additional AWGNs). Therefore, the Alamouti decoding process is expressed by Equation (16).

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure pat00016
Figure pat00016

도 17에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 19의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 17과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 17 and received through the receiver shown in FIG. 19 is expressed by Equation (17).

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure pat00017
Figure pat00017

코어 레이어는 하기 수학식 18과 같이 MRC 컴바이닝을 사용하여 어레이 게인을 이용(exploit)할 수 있다.The core layer can exploit the array gain using MRC combination as shown in Equation 18 below.

[수학식 18]&Quot; (18) "

Figure pat00018
Figure pat00018

캔슬레이션 프로세스를 위해, 하기 수학식 19과 같이 다시 인코딩된(re-encoded) 코어 레이어 심볼들은 다시 Alamouti 인코딩되고, 결합되고, yH 및 yV로부터 캔슬되어야 한다(should be Alamouti encoded again, combined and cancelled from yH and yV).For the cancellation process, the re-encoded core layer symbols are again Alamouti encoded, combined, and canceled from y H and y V , as shown in Equation 19: < EMI ID = cancelled from y H and V y).

[수학식 19]&Quot; (19) "

Figure pat00019
Figure pat00019

코어 레이어 심볼들이 제거된 후 수신 심볼들은 하기 수학식 20과 같이 표현된다.After the core layer symbols are removed, the received symbols are expressed as: < EMI ID = 20.0 >

[수학식 20]&Quot; (20) "

Figure pat00020
Figure pat00020

다음으로, 두 별개의(two separate) Alamouti 디코딩 프로세스들이 하기 수학식 21 및 22와 같이 수행된다.Next, two separate Alamouti decoding processes are performed as shown in Equations (21) and (22) below.

[수학식 21]&Quot; (21) "

Figure pat00021
Figure pat00021

[수학식 22]&Quot; (22) "

Figure pat00022
Figure pat00022

이하, 모바일 수신기도 고정형 수신기와 마찬가지로 두 개의 안테나를 구비하는 경우에 대하여 설명한다.Hereinafter, the case where the mobile receiver includes two antennas as in the fixed receiver will be described.

먼저, 코어 레이어를 위해 MISO 스킴들(Plain MISO, MISO TDCFS 또는 MISO Alamouti)가 사용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 사용되는 경우를 설명한다.First, MISO schemes (Plain MISO, MISO TDCFS or MISO Alamouti) are used for the core layer, and MIMO SM is used for the enhanced layer.

이 경우, 송신기 구조는 도 14 또는 도 17을 통해 설명된 구조와 동일하고, 고정형 수신기 구조는 도 16 또는 19에 도시된 구조와 동일하다.In this case, the transmitter structure is the same as that shown in FIG. 14 or 17, and the fixed receiver structure is the same as that shown in FIG. 16 or 19.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.20 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 코어 레이어에 플레인 MISO나 MISO TDCFS가 적용되고 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용되는 경우 모바일 수신기가 두 개의 안테나들을 구비한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 20, it can be seen that a mobile receiver has two antennas when a plain MISO or a MISO TDCFS is applied to a core layer and a MIMO SM is applied to an enhanced layer.

이 경우에, 코어 레이어 신호에 대한 SIMO 어레이 게인을 이용하기 위해서, 수학식 12에 따른 MRC 컴바이닝 방법이 적용될 수 있다.In this case, in order to use the SIMO array gain for the core layer signal, the MRC combining method according to Equation (12) can be applied.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.21 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.

도 21을 참조하면, 도 21을 참조하면, 코어 레이어에 MISO Alamouti 가 적용되고 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용되는 경우 모바일 수신기가 두 개의 안테나들을 구비한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 21, when the MISO Alamouti is applied to the core layer and the MIMO SM is applied to the enhanced layer, it can be seen that the mobile receiver has two antennas.

이 경우에, 코어 레이어 신호에 대한 SIMO 어레이 게인을 이용하기 위해서, 수학식 18에 따른 MRC 및 Alamouti 컴바이닝 방법이 적용될 수 있다.In this case, in order to use the SIMO array gain for the core layer signal, the MRC and Alamouti combining method according to Equation 18 can be applied.

도 20 및 도 21은 각각 도 16 및 19의 일부에 해당하고, 각 구성요소들에 대해서는 전술한 바 있으므로 각 구성요소의 동작에 관한 자세한 내용은 다시 설명하지 않는다.20 and 21 correspond to parts of FIGS. 16 and 19, respectively, and the detailed description of the operation of each component will not be described again since each component has been described above.

도 20에 도시된 수신기로 수신되는 수신 심볼들은 수학식 11과 같이 표현되고, 도 21에 도시된 수신기로 수신되는 수신 심볼들은 수학식 15와 같이 표현된다. 이 때, MRC 컴바이닝은 수학식 12 또는 수학식 18과 같이 수행될 수 있다.The received symbols received by the receiver shown in FIG. 20 are expressed by Equation (11), and the received symbols received by the receiver shown in FIG. 21 are expressed by Equation (15). At this time, the MRC combining can be performed as Equation (12) or Equation (18).

이 때, 고정형 수신기는 수학식 13 또는 수학식 19와 동일한 캔슬레이션 프로세스를 수행할 수 있다.At this time, the fixed receiver can perform the same cancellation process as Equation (13) or (19).

이하, 코어 레이어 및 인핸스드 레이어 두 개층 모두를 위해 MIMO SM(Spatial Multiplexing)이 사용되는 경우를 설명한다.Hereinafter, a case where MIMO SM (Spatial Multiplexing) is used for both the core layer and the enhanced layer will be described.

도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.22 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 22를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치는 코어 레이어 BICM부(2210), 인핸스드 레이어 BICM부(2220), 인젝션 레벨 컨트롤러들(2231, 2232), 결합기들(2241, 2242), 파워 노멀라이저들(2251, 2252), 타임 인터리버들(2261, 2262), 주파수 인터리버들(2271, 2272), 파일럿 패턴 삽입부들(2281, 2282) 및 RF 신호 생성부들(2217, 2218)을 포함한다.22, a MIMO broadcast signal transmission apparatus according to another embodiment of the present invention includes a core layer BICM unit 2210, an enhanced layer BICM unit 2220, injection level controllers 2231 and 2232, 2221, 2272, pilot pattern inserters 2281, 2282, and RF signal generators 2217, 2221, 2221, 2221, 2221, 2242, power normalizers 2251, 2252, time interleavers 2261, 2262, frequency interleavers 2271, 2272, , 2218).

도 22에 도시된 인핸스드 레이어 BICM부(2220), 인젝션 레벨 컨트롤러들(2231, 2232), 결합기들(2241, 2242), 파워 노멀라이저들(2251, 2252), 타임 인터리버들(2261, 2262), 주파수 인터리버들(2271, 2272) 및 RF 신호 생성부들(2217, 2218)은 이미 전술한 바 있다.The injection level controllers 2231 and 2232, the combiners 2241 and 2242, the power normalizers 2251 and 2252, the time interleavers 2261 and 2262, Frequency interleavers 2271 and 2272 and RF signal generators 2217 and 2218 have already been described above.

도 22에 도시된 예에서, 인핸스드 레이어와 마찬가지로 코어 레이어에도 MIMO SM이 적용된다. 즉, 코어 레이어 BICM부(2210)도 인핸스드 레이어 BICM부(2220)와 같이, MIMO 디멀티플렉서(MIMO DEMUX)를 포함하여 채널 부호화 및 비트 인터리빙된 비트열을 두 개의 서브스트림들로 나누고, 서브스트림들 각각을 변조한다. 이 때, 서브스트림들의 변조는 두 개의 모듈레이터들에 의해 수행될 수도 있고, 한 개의 모듈레이터를 공유하여 수행될 수도 있다. 또한, 코어 레이어 BICM부(2210)는 MIMO 프리코더(CL MIMO PRECODER)를 통해 모듈레이션된 신호들을 결합하고 다시 두 개의 안테나들을 위하여 두 개의 신호들로 나눈다.In the example shown in FIG. 22, MIMO SM is applied to the core layer as well as the enhanced layer. That is, the core layer BICM unit 2210, like the enhanced layer BICM unit 2220, includes a MIMO demultiplexer (MIMO demultiplexer) to divide the channel-encoded and bit-interleaved bit stream into two sub-streams, Modulate each. At this time, the modulation of the sub-streams may be performed by two modulators, or may be performed by sharing one modulator. Further, the core layer BICM unit 2210 combines the modulated signals through a MIMO precoder (CL MIMO PRECODER) and divides the signals into two signals again for two antennas.

즉, 코어 레이어 BICM부(2210)는 코어 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 코어 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 코어 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 코어 레이어 신호 및 제2 코어 레이어 신호를 생성한다.That is, the core layer BICM unit 2210 divides the core layer data stream into two different core layer sub-streams, and performs MIMO precoding corresponding to the core layer sub-streams to generate a first core layer signal and a second And generates a core layer signal.

파일럿 패턴 삽입부들(2281, 2282)은 수평 안테나를 위한 LDM 신호 및 수직 안테나를 위한 LDM 신호에 적합한 파일럿 패턴을 삽입한다. 이 때, 파일럿 패턴 삽입부들(2281, 2282)은 서로 다른 파일럿 패턴을 삽입할 수 있다.The pilot pattern inserters 2281 and 2282 insert a pilot pattern suitable for the LDM signal for the horizontal antenna and the LDM signal for the vertical antenna. At this time, the pilot pattern inserting units 2281 and 2282 can insert different pilot patterns.

도 22에 도시된 예에서 송신 안테나 처리는 수평 안테나를 위한 제1 LDM 신호 및 수직 안테나를 위한 제2 LDM 신호 각각에 적합한 파일럿 패턴을 삽입하는 것일 수 있다.In the example shown in FIG. 22, the transmit antenna process may insert a pilot pattern suitable for each of the first LDM signal for the horizontal antenna and the second LDM signal for the vertical antenna.

도 22에 도시된 두 안테나들은 하나의 송신기 내에 구비될 수 있다.The two antennas shown in Fig. 22 may be provided in one transmitter.

도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.23 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.

도 23을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부들(2311, 2312), 채널 추정부들(2321, 2322), 주파수 디인터리버들(2331, 2332), 타임 디인터리버들(2341, 2342) 및 코어 레이어 BICM 디코더(2350)를 포함한다.23, a mobile broadcast signal receiver for MIMO according to another embodiment of the present invention includes RF receivers 2311 and 2312, channel estimators 2321 and 2322, frequency deinterleavers 2331 and 2332, ), Time deinterleavers 2341 and 2342, and a core layer BICM decoder 2350.

이 때, 채널 추정부(2321)는 수평 편파 안테나와 관련된 채널들을 추정하고, 채널 추정부(2322)는 수직 편파 안테나와 관련된 채널들을 추정할 수 있다. 이 때, 관련된 채널들은 크로스 채널들을 포함할 수 있다.At this time, the channel estimation unit 2321 estimates channels related to the horizontal polarization antenna, and the channel estimation unit 2322 estimates channels related to the vertical polarization antenna. At this time, the related channels may include cross channels.

도 23에 도시된 예에서 주파수 디인터리버들(2331, 2332) 및 타임 디인터리버들(2341. 2342)은 수평 편파 안테나 및 수직 편파 안테나 각각을 위한 주파수 및 타임 디인터리빙 동작을 수행한다. In the example shown in FIG. 23, the frequency deinterleavers 2331 and 2332 and the time deinterleavers 2341 and 2342 perform frequency and time deinterleaving operations for the horizontal polarization antenna and the vertical polarization antenna, respectively.

또한, 코어 레이어 BICM 디코더(2350)는 도 16 및 도 19에 도시된 인핸스드 레이어 BICM 디코더와 마찬가지로 두 안테나 신호들에 기반하여 MIMO 디코딩을 수행하고, MIMO 디코딩된 결과를 MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)에 의해 디모듈레이션하고, 디모듈레이션된 결과를 하나의 스트림으로 MIMO 멀티플렉싱한 후 그 결과를 비트 디인터리빙 및 FEC 디코딩하여 코어 레이어 신호를 생성한다.In addition, the core layer BICM decoder 2350 performs MIMO decoding based on the two antenna signals as in the enhanced layer BICM decoder shown in FIGS. 16 and 19, and outputs the MIMO decoded result to the MIMO demapper (MIMO MAP ) 1 , demultiplexes the demodulated result into one stream, performs bit deinterleaving and FEC decoding on the result, and generates a core layer signal.

즉, 도 23에 도시된 예는 코어 레이어 MIMO를 위해 두 번째 수신 체인 및 보다 복잡한 MIMO 디맵퍼가 필요하다.That is, the example shown in FIG. 23 requires a second receive chain and a more complex MIMO demapper for core layer MIMO.

도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 24 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 24를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치는 RF 수신부들(2411, 2412), 채널 추정부들(2421, 2422), 주파수 디인터리버들(2431, 2432), 타임 디인터리버들(2441, 2442), 코어 레이어 BICM 디코더(2450), 코어 레이어 BICM부(2460), LDM 버퍼들(2471, 2472), LDM 캔슬레이션부(2480) 및 인핸스드 레이어 BICM 디코더(2490)를 포함한다.Referring to FIG. 24, a fixed broadcast signal receiver for MIMO according to another embodiment of the present invention includes RF receivers 2411 and 2412, channel estimators 2421 and 2422, frequency deinterleavers 2431 and 2432 A core layer BICM decoder 2450, a core layer BICM unit 2460, LDM buffers 2471 and 2472, an LDM cancellation unit 2480, and an enhanced layer BICM decoder 2460. The time deinterleavers 2441 and 2442, the core layer BICM decoder 2450, (2490).

도 24에 도시된 고정형 방송 신호 수신 장치는 LDM된 방송 신호를 수신하여 코어 레이어 신호 및 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다.The fixed broadcasting signal receiving apparatus shown in FIG. 24 can receive the LDM broadcasting signal and recover the core layer signal and the enhanced layer signal.

도 24에 도시된 예는 코어 레이어 및 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용된 경우이다.The example shown in FIG. 24 is a case where MIMO SM is applied to the core layer and the enhanced layer.

RF 수신부들(2411, 2412)은 두 안테나들을 통해 송신된 신호들을 수신하여 수신 신호들을 생성한다.The RF receivers 2411 and 2412 receive the signals transmitted through the two antennas and generate reception signals.

채널 추정부들(2421, 2422)은 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널을 추정한다. The channel estimation units 2421 and 2422 estimate the channel between the reception antennas and the transmission antennas.

도 24에 도시된 예에서, 주파수 디인터리버들(2431, 2432) 및 타임 디인터리버들(2441. 2442)은 수평 편파 안테나 및 수직 편파 안테나 각각을 위한 주파수 및 타임 디인터리빙 동작을 수행한다.In the example shown in FIG. 24, the frequency deinterleavers 2431 and 2432 and the time deinterleavers 2441 and 2442 perform frequency and time deinterleaving operations for the horizontal polarization antenna and the vertical polarization antenna, respectively.

코어 레이어 BICM 디코더(2450)는 송신기의 코어 레이어 BICM부의 역과정을 수행한다.The core layer BICM decoder 2450 performs a reverse process of the core layer BICM portion of the transmitter.

도 24에 도시된 예에서, 코어 레이어 BICM 디코더(2450)는 도 16 및 도 19에 도시된 인핸스드 레이어 BICM 디코더와 마찬가지로 두 안테나 신호들에 기반하여 MIMO 디코딩을 수행하고, MIMO 디코딩된 결과를 MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)에 의해 디모듈레이션하고, 디모듈레이션된 결과를 하나의 스트림으로 MIMO 멀티플렉싱한 후 그 결과를 비트 디인터리빙 및 FEC 디코딩하여 코어 레이어 신호를 생성한다.In the example shown in FIG. 24, the core layer BICM decoder 2450 performs MIMO decoding based on the two antenna signals as in the enhanced layer BICM decoder shown in FIGS. 16 and 19, and outputs the MIMO decoded result to the MIMO Demapper (MIMO MAP -1 ), demultiplexes the demodulated result into one stream, performs bit deinterleaving and FEC decoding on the result, and generates a core layer signal.

코어 레이어 BICM부(2460)는 복원된 코어 레이어 스트림에 대하여 다시 BICM을 수행하는데, MIMO 디멀티플렉서(MIMO DEMUX)를 포함하여 채널 부호화 및 비트 인터리빙된 비트열을 두 개의 서브스트림들로 나누고, 서브스트림들 각각을 변조한다. 이 때, 서브스트림들의 변조는 두 개의 모듈레이터들에 의해 수행될 수도 있고, 한 개의 모듈레이터를 공유하여 수행될 수도 있다. 또한, 코어 레이어 BICM부(2460)는 MIMO 프리코더(CL MIMO PRECODER)를 통해 모듈레이션된 신호들을 결합하고 다시 두 개의 안테나들을 위하여 두 개의 신호들로 나눈다.The core layer BICM unit 2460 performs BICM on the restored core layer stream. The core layer BICM unit 2460 includes a MIMO demultiplexer (MIMO demultiplexer) to divide the channel-encoded and bit-interleaved bit stream into two sub-streams, Modulate each. At this time, the modulation of the sub-streams may be performed by two modulators, or may be performed by sharing one modulator. In addition, the core layer BICM unit 2460 combines the modulated signals through a MIMO precoder (CL MIMO PRECODER) and divides the signals into two signals again for two antennas.

두 개의 LDM 버퍼들(2471, 2472) 및 LDM 캔슬레이션부(2480)를 통해 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된다. 코어 레이어에 상응하는 캔슬레이션이 수행된 신호는 인핸스드 레이어 BICM 디코더(2490)를 통해 인핸스드 레이어 출력 스트림으로 복원된다.Corresponding to the core layer is performed through the two LDM buffers 2471 and 2472 and the LDM canceling section 2480. [ The signal that has been subjected to the cancellation corresponding to the core layer is restored to the enhanced layer output stream through the enhanced layer BICM decoder 2490.

이 때, LDM 캔슬레이션부(2480)의 캔슬레이션 과정(cancellation process)은 MIMO 인코더 및 상응하는 채널 계수들과의 결합(a combination with the corresponding channel coefficients)을 필요로 한다.At this time, the cancellation process of the LDM cancellation section 2480 requires a combination of the MIMO encoder and the corresponding channel coefficients.

이 때, 캔슬레이션은 코어 레이어 신호에 상응하고, 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행될 수 있다.At this time, the cancellation corresponds to the core layer signal and can be performed separately for each of the receive antennas.

이 때, 캔슬레이션은 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFH)와 관련된 채널들(hHH, hHV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFH)에 상응하는 LDM 버퍼(2471)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yH')를 생성하고, 수신 안테나들(RFH, RFV) 중 수신 안테나(RFV)와 관련된 채널들(hVH, hVV)에 상응하는 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 수신 안테나(RFV)에 상응하는 LDM 버퍼(2472)의 버퍼 신호에서 감산하여 캔슬레이션 신호(yV')를 생성할 수 있다.At this time, the cancellation sends a core layer channel component combination corresponding to the channels (h HH , h HV ) associated with the receive antenna (RF H ) of the receive antennas (RF H , RF V ) by subtracting from the buffer signal of the LDM buffer 2471 corresponding to the RF H) and generates the cancel illustration signal (y H '), the channel associated with the receiving antenna (RF V) of the receiving antenna (RF H, RF V) (y V ') by subtracting a core layer channel component combination corresponding to the received signal (h VH , h VV ) from the buffer signal of the LDM buffer 2472 corresponding to the receive antenna (RF V ) can do.

이 때, 인핸스드 레이어 BICM 디코더(2490)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호를 복원할 수 있다. At this time, the enhanced layer BICM decoder 2490 can recover the enhanced layer signal using all of the cancellation signals y H ', y V '.

인핸스드 레이어 BICM 디코더(2490)는 캔슬레이션 신호들(yH', yV')을 이용하여 MIMO 디코딩을 수행하고, MIMO 디코딩된 결과를 MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)에 의해 디모듈레이션하고, 디모듈레이션된 결과를 하나의 스트림으로 MIMO 멀티플렉한 후 그 결과를 비트 디인터리빙 및 FEC 디코딩하여 인핸스드 레이어 신호를 생성한다.The enhanced layer BICM decoder 2490 performs MIMO decoding using the cancellation signals y H ', y V ', demodulates the MIMO decoded result by a MIMO demapper (MIMO MAP- 1 ) , Demultiplexes the demodulated result into a single stream, performs bit deinterleaving and FEC decoding on the result, and generates an enhanced layer signal.

이 때, MIMO 디맵퍼(MIMO MAP-1)는 송신기의 인핸스드 레이어 BICM부 내의 모듈레이터에 상응하는 것일 수 있다.At this time, the MIMO demapper (MIMO MAP -1 ) may correspond to the modulator in the enhanced layer BICM part of the transmitter.

도 23 및 도 24에 명시적으로 도시되지는 아니하였으나, 코어 레이어 BICM 디코더 앞단에는 파워 노멀라이저의 역기능을 수행하는 파워 디노멀라이저가 구비될 수도 있다.Although not explicitly shown in FIGS. 23 and 24, a power denormalizer for performing the inverse function of the power normalizer may be provided at the front end of the core layer BICM decoder.

도 22에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 23 또는 24의 수신기를 통하여 수신되는 수신 신호는 하기 수학식 23과 같이 표현된다.The received signal transmitted through the transmitter shown in FIG. 22 and received through the receiver shown in FIG. 23 or 24 is expressed by the following equation (23).

[수학식 23]&Quot; (23) "

Figure pat00023
Figure pat00023

도 23에 도시된 모바일 수신기는 인핸스드 레이어(EL) 심볼들을 부가적인 AWGN 잡음으로 가정하고, 상기 수학식 23의 수신 심볼들에 MIMO SM 디맵핑을 수행한다.The mobile receiver shown in FIG. 23 assumes the enhanced layer (EL) symbols as additional AWGN noise and performs MIMO SM demapping on the received symbols of Equation (23).

도 24에 도시된 고정형 수신기에서 재모듈레이션된 코어 레이어 심볼들은 MIMO 안테나 스킴에 따라 결합되어야 한다. 필요한 캔슬레이션 프로세스는 하기 수학식 24와 같다.The remodulated core layer symbols in the fixed receiver shown in FIG. 24 should be combined according to the MIMO antenna scheme. The necessary cancellation process is shown in Equation 24 below.

[수학식 24]&Quot; (24) "

Figure pat00024
Figure pat00024

MIMO를 위해 사용되는 MISO 기술들 중에서는 MISO Alamouti가 좋은 성능을 보여준다. 그러나, 도 19를 통해 설명한 바와 같이 MISO Alamouti가 적용되는 경우 코어 레이어 캔슬레이션 과정이 복잡해진다. Alamouti 인코딩이 송신 체인의 마지막에 쌍으로(pairwise) 셀 인터리빙을 수행하므로, 타임 인터리빙 및 주파수 인터리빙이 재모듈레이션 프로세스에서 수행되어야 한다.Of the MISO technologies used for MIMO, MISO Alamouti shows good performance. However, when the MISO Alamouti is applied as described with reference to FIG. 19, the core layer cancellation process becomes complicated. Since Alamouti encoding performs pairwise cell interleaving at the end of the transmit chain, time interleaving and frequency interleaving must be performed in the re-modulation process.

따라서, Alamouti를 사용하는 경우와 성능이 비슷하면서도 코어 레이어 캔슬레이션 프로세스를 보다 간단하게 구현할 수 있는 새로운 기법이 필요하다.Therefore, a new technique is needed to simplify the core layer cancellation process while maintaining similar performance to using Alamouti.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.25 is a block diagram illustrating a MIMO broadcast signal transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 25를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 장치는 도 22에 도시된 구조와 유사하나 셀 디바이더(CELL DIVIDER)에 의해 두 개의 서로 다른 코어 레이어 신호들이 생성되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 25, a MIMO broadcast signal transmission apparatus according to another embodiment of the present invention is similar to the structure shown in FIG. 22 except that two different core layer signals are generated by a cell divider .

이 때, 코어 레이어 BICM부 이후에 구비된 셀 디바이더 블록이 셀 익스체인저(exchanger)로써 동작한다. 즉, 코어 레이어의 짝수 셀들(even cells)은 수평 안테나를 통해 송신되고, 홀수 셀들(odd cells)은 수직 안테나를 통해 송신된다. 이 때, 도 17에 도시된 경우에 비해 코어 레이어의 코딩-레이트는 절반이 되는 것으로 볼 수 있다.At this time, the cell divider block provided after the core layer BICM unit operates as a cell exchanger. That is, the even cells of the core layer are transmitted through the horizontal antenna, and the odd cells are transmitted through the vertical antenna. In this case, the coding rate of the core layer can be seen to be half as compared with the case shown in FIG.

도 25에 도시된 예는 코어 레이어에 MISO FEC 디바이더가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용된 경우로 볼 수 있다. 또한, 송신 체인에서 부가적인 TDCFS 사전-왜곡이나 Alamouti 인코딩이 수행되지 않는다.The example shown in Fig. 25 can be seen when a MISO FEC divider is applied to the core layer and MIMO SM is applied to the enhanced layer. In addition, additional TDCFS pre-distortion or Alamouti encoding is not performed in the transmit chain.

도 25에 도시된 송신기가 사용되는 경우에는 모바일 수신기도 두 개의 수신 안테나들을 사용해야 한다.When the transmitter shown in Fig. 25 is used, the mobile receiver also has to use two reception antennas.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.26 is a block diagram illustrating a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention.

도 26을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 모바일 방송 신호 수신 장치는 도 23에 도시된 구조와 유사하나, MIMO 디코딩 대신 셀 컴바이너(CELL COMBINER)에 의해 두 개의 신호들이 하나로 결합된다.Referring to FIG. 26, a mobile broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention is similar to the structure shown in FIG. 23, except that a cell combiner, instead of MIMO decoding, Are combined into one.

도 26에 도시된 예를 도 21에 도시된 예와 비교하면, 두 번째 주파수 디인터리버(FI-1) 및 타임 디인터리버(TI-1)가 추가로 필요하므로 복잡도가 증가되는 것으로 볼 수 있다.Comparing the example shown in FIG. 26 with the example shown in FIG. 21, it can be seen that the second frequency deinterleaver FI -1 and the time deinterleaver TI -1 are additionally required, which increases the complexity.

반면에, 코어 레이어 캔슬레이션 프로세스에서 Alamouti 인터리빙에 기인한 타임 인터리빙 및 주파수 인터리빙을 수행할 필요가 없으므로, 고정형 수신기들의 복잡도는 줄어든다.On the other hand, the complexity of fixed receivers is reduced because there is no need to perform time interleaving and frequency interleaving due to Alamouti interleaving in the core layer cancellation process.

도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 27 is a block diagram illustrating a fixed broadcast signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 27을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO를 위한 고정형 방송 신호 수신 장치는 도 19에 도시된 구조보다 그 구조가 간단한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 27, the structure of the fixed broadcasting signal receiving apparatus for MIMO according to another embodiment of the present invention is simpler than the structure shown in FIG.

도 27에 도시된 예는 코어 레이어에 MISO FEC 디바이더가 적용되고, 인핸스드 레이어에 MIMO SM이 적용된 예이다.The example shown in FIG. 27 is an example in which a MISO FEC divider is applied to the core layer and MIMO SM is applied to the enhanced layer.

도 27에서 셀 디바이더(CELL DEVICER)는 도 25에 도시된 셀 디바이더와 동일한 동작을 수행하고, 셀 컴바이너(CELL COMBINER)의 동작은 도 26을 통해 설명한 바와 같다.In FIG. 27, the cell divider performs the same operation as the cell divider shown in FIG. 25, and the operation of the cell combiner is as described with reference to FIG.

도 25에 도시된 송신기를 통하여 송신되고, 도 26 또는 27의 수신기를 통해 수신되는 수신 심볼들은 하기 수학식 25와 같이 표현된다.The received symbols transmitted through the transmitter shown in FIG. 25 and received through the receiver shown in FIG. 26 or 27 are expressed by the following equation (25).

[수학식 25]&Quot; (25) "

Figure pat00025
Figure pat00025

여기서, CL은 코어 레이어를, EL은 인핸스드 레이어를, i는 서브캐리어 인덱스를, h는 채널을, n은 노이즈를 나타낸다.Here, CL denotes a core layer, EL denotes an enhanced layer, i denotes a subcarrier index, h denotes a channel, and n denotes noise.

도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.28 is a flowchart illustrating a method of transmitting a MIMO broadcast signal according to an embodiment of the present invention.

도 28을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 방송 신호 송신 방법은 인핸스드 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 인핸스드 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 인핸스드 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 인핸스드 레이어 신호 및 제2 인핸스드 레이어 신호를 생성한다(S2810).Referring to FIG. 28, a method for transmitting a MIMO broadcast signal according to an embodiment of the present invention includes dividing an enhanced layer data stream into two different enhanced layer sub-streams, and performing MIMO And performs a precoding to generate a first enhanced layer signal and a second enhanced layer signal (S2810).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 코어 레이어 데이터 스트림에 상응하는 제1 코어 레이어 신호와 상기 제1 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제1 안테나에 상응하는 제1 멀티플렉싱된 신호를 생성하고, 상기 코어 레이어 스트림에 상응하는 제2 코어 레이어 신호와 상기 제2 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제2 안테나에 상응하는 제2 멀티플렉싱된 신호를 생성한다(S2820).In addition, according to an embodiment of the present invention, a broadcast signal transmission method includes combining a first core layer signal corresponding to a core layer data stream and a first enhanced layer signal at different power levels, 1 multiplexed signal and combines the second core layer signal corresponding to the core layer stream and the second enhanced layer signal at different power levels to generate a second multiplexed signal corresponding to the second antenna (S2820).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방송 신호 송신 방법은 상기 제1 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 RF 송신 신호를 생성한다(S2830).A method of transmitting a broadcast signal according to an exemplary embodiment of the present invention includes transmitting a first RF transmission signal corresponding to the first multiplexed signal and transmitted through the first antenna and a second RF transmission signal corresponding to the second multiplexed signal, And generates a second RF transmission signal transmitted through the antenna (S2830).

이 때, 상기 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 RF 송신 신호는 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 상응하는 송신 안테나 처리에 기반하여 생성될 수 있다.At this time, the first RF transmission signal and the second RF transmission signal may be generated based on a transmission antenna process corresponding to the first antenna and the second antenna.

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리일 수 있다.In this case, the transmit antenna process may be a pre-distortion process using a transmit diversity code filter set (TDCFS).

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴이 삽입된 이후 수행될 수 있다.At this time, the transmission antenna process can be performed after the pilot pattern is inserted into the frequency interleaved signal.

이 때, 상기 송신 안테나 처리는 상기 제1 안테나에 상응하는 신호 및 상기 제2 안테나에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)를 유지하기 위한 Alamouti 인코딩을 포함할 수 있다.At this time, the transmit antenna process may include Alamouti encoding to maintain orthogonality between a signal corresponding to the first antenna and a signal corresponding to the second antenna.

이 때, 송신 안테나 처리는 상기 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴들을 삽입할 수 있다.At this time, the transmit antenna process may insert pilot patterns into the Alamouti encoded signal.

이 때, 상기 제1 코어 레이어 신호 및 상기 제2 코어 레이어 신호는 상기 코어 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 코어 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 코어 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 생성될 수 있다.At this time, the first core layer signal and the second core layer signal divide the core layer data stream into two different core layer sub-streams, perform MIMO precoding corresponding to the core layer sub-streams Lt; / RTI >

도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.29 is a flowchart illustrating a method of receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention.

도 29를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법은 복수개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들에 기반하여 수신 신호들을 생성한다(S2910).Referring to FIG. 29, a method for receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention generates reception signals based on signals received through a plurality of reception antennas (S2910).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널들을 추정한다(S2920). In addition, the method for receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention estimates channels between the reception antennas and transmission antennas (S2920).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 수신 신호들에 상응하는 코어 레이어 신호를 복원한다(S2930).In addition, the method for receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention restores a core layer signal corresponding to the received signals (S2930).

이 때, 코어 레이어 신호는 상기 채널들에 상응하는 MRC(Maximum-Ratio-Combining)에 기반하여 복원될 수 있다.At this time, the core layer signal can be recovered based on Maximum-Ratio-Combining (MRC) corresponding to the channels.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO를 위한 방송 신호 수신 방법은 상기 코어 레이어 신호에 상응하고, 상기 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행되는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원한다(S2940).The method of receiving a broadcast signal for MIMO according to an embodiment of the present invention restores an enhanced layer signal based on a core layer signal and a cancelation performed separately for each of the reception antennas S2940).

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 수신 안테나들 중 제1 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제1 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제1 수신 안테나에 상응하는 제1 버퍼 신호에서 감산하여 제1 캔슬레이션 신호를 생성하고, 상기 수신 안테나들 중 제2 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제2 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제2 수신 안테나에 상응하는 제2 버퍼 신호에서 감산하여 제2 캔슬레이션 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호를 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호가 복원될 수 있다.At this time, the cancellation subtracts a first core layer channel component combination corresponding to the channels related to the first reception antenna among the reception antennas from the first buffer signal corresponding to the first reception antenna, 1 canceling signal and subtracting a second core layer channel component combination corresponding to channels associated with a second one of the receive antennas from a second buffer signal corresponding to the second receive antenna A second canceling signal can be generated. At this time, the enhanced layer signal can be restored by using both the first cancel signal and the second cancel signal.

이 때, 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 MIMO 디코딩에 의하여 복원될 수 있다.At this time, the enhanced layer signal may be recovered by MIMO decoding corresponding to the first and second cancellation signals.

이 때, 상기 캔슬레이션은 상기 코어 레이어 신호에 상응하는 Alamouti 재-인코딩(re-encoding)에 기반하여 수행되고, 상기 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 Alamouti 디코딩을 이용하여 복원될 수 있다.Wherein the enhancement layer signal is generated based on Alamouti re-encoding corresponding to the core layer signal, and the enhanced layer signal corresponds to the first cancellation signal and the second cancellation signal, Lt; RTI ID = 0.0 > Alamouti < / RTI >

이 때, 상기 Alamouti 재-인코딩은 인터리빙 이후에 수행되고, 상기 Alamouti 디코딩 이후에 디인터리빙이 수행될 수 있다.At this time, the Alamouti re-encoding is performed after interleaving, and deinterleaving can be performed after the Alamouti decoding.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 방송 신호 송/수신 방법 및 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the broadcasting signal transmitting / receiving method and apparatus according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments can be applied to various implementations All or some of the examples may be selectively combined.

111, 112: 코어 레이어 BICM부
121, 122: 인핸스드 레이어 BICM부
131, 132: 인젝션 레벨 컨트롤러
141, 142: 결합기
151, 152: 파워 노멀라이저
161, 162: 타임 인터리버
171, 172: 주파수 인터리버
181, 182: 파일럿 패턴 삽입부
191, 192: 사전왜곡부
117, 118: RF 신호 생성부
111, 112: Core layer BICM part
121 and 122: Enhanced layer BICM section
131, 132: Injection level controller
141, 142: combiner
151, 152: Power normalizer
161, 162: time interleaver
171, 172: frequency interleaver
181, 182: pilot pattern inserting portion
191, 192: Predistortion section
117 and 118: RF signal generating unit

Claims (20)

인핸스드 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 인핸스드 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 인핸스드 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 인핸스드 레이어 신호 및 제2 인핸스드 레이어 신호를 생성하는 인핸스드 레이어 BICM부;
코어 레이어 데이터 스트림에 상응하는 제1 코어 레이어 신호와 상기 제1 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제1 안테나에 상응하는 제1 멀티플렉싱된 신호를 생성하는 제1 결합기;
상기 코어 레이어 스트림에 상응하는 제2 코어 레이어 신호와 상기 제2 인핸스드 레이어 신호를 서로 다른 파워 레벨로 결합하여 제2 안테나에 상응하는 제2 멀티플렉싱된 신호를 생성하는 제2 결합기; 및
상기 제1 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 멀티플렉싱된 신호에 상응하고 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 RF 송신 신호를 생성하는 RF 신호 생성부들
을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
Divides the enhanced layer data stream into two different enhanced layer sub-streams, and performs MIMO precoding corresponding to the enhanced layer sub-streams to generate a first enhanced layer signal and a second enhanced layer signal An enhanced layer BICM unit;
A first combiner for combining a first core layer signal corresponding to a core layer data stream and the first enhanced layer signal at different power levels to generate a first multiplexed signal corresponding to a first antenna;
A second combiner for combining a second core layer signal corresponding to the core layer stream and the second enhanced layer signal at different power levels to generate a second multiplexed signal corresponding to a second antenna; And
A first RF transmission signal corresponding to the first multiplexed signal and transmitted via the first antenna and an RF signal corresponding to the second multiplexed signal and generating a second RF transmission signal transmitted via the second antenna Generators
Wherein the broadcast signal transmitting apparatus includes:
청구항 1에 있어서,
상기 제1 RF 송신 신호 및 상기 제2 RF 송신 신호는
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 상응하는 송신 안테나 처리에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method according to claim 1,
The first RF transmit signal and the second RF transmit signal
And the second antenna is generated based on a transmission antenna process corresponding to the first antenna and the second antenna.
청구항 2에 있어서,
상기 송신 안테나 처리는 전송 다이버시티 코드 필터 셋(Transmit Diversity Code Filter Set; TDCFS)을 이용한 사전 왜곡 처리인 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method of claim 2,
Wherein the transmit antenna process is a pre-distortion process using a transmit diversity code filter set (TDCFS).
청구항 3에 있어서,
상기 송신 안테나 처리는 주파수 인터리빙된 신호에 파일럿 패턴이 삽입된 이후 수행되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method of claim 3,
Wherein the transmit antenna process is performed after a pilot pattern is inserted into the frequency interleaved signal.
청구항 2에 있어서,
상기 송신 안테나 처리는 상기 제1 안테나에 상응하는 신호 및 상기 제2 안테나에 상응하는 신호 사이의 직교성(orthogonality)를 유지하기 위한 Alamouti 인코딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method of claim 2,
Wherein the transmit antenna processing includes Alamouti encoding to maintain orthogonality between a signal corresponding to the first antenna and a signal corresponding to the second antenna.
청구항 5에 있어서,
상기 송신 안테나 처리는
상기 Alamouti 인코딩된 신호에 파일럿 패턴들을 삽입하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method of claim 5,
The transmit antenna processing
And inserts the pilot patterns into the Alamouti encoded signal.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 코어 레이어 신호 및 상기 제2 코어 레이어 신호는 상기 코어 레이어 데이터 스트림을 서로 다른 두 개의 코어 레이어 서브스트림들로 나누고, 상기 코어 레이어 서브스트림들에 상응하는 MIMO 프리코딩을 수행하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 송신 장치.
The method according to claim 1,
The first core layer signal and the second core layer signal are generated by dividing the core layer data stream into two different core layer sub-streams and performing MIMO precoding corresponding to the core layer sub-streams Wherein the broadcast signal transmission apparatus comprises:
복수개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들에 기반하여 수신 신호들을 생성하는 RF 수신부들;
상기 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널들을 추정하는 채널 추정부들;
상기 수신 신호들에 상응하는 코어 레이어 신호를 복원하는 코어 레이어 BICM 디코더; 및
상기 코어 레이어 신호에 상응하고, 상기 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행되는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원하는 인핸스드 레이어 디코더
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
RF receivers for generating received signals based on signals received via a plurality of receive antennas;
Channel estimators for estimating channels between the reception antennas and the transmission antennas;
A core layer BICM decoder for restoring a core layer signal corresponding to the received signals; And
An enhancement layer decoder for recovering an enhanced layer signal based on the core layer signal and the canceling performed separately for each of the reception antennas,
The broadcast signal receiving apparatus comprising:
청구항 8에 있어서,
상기 캔슬레이션은
상기 수신 안테나들 중 제1 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제1 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제1 수신 안테나에 상응하는 제1 버퍼 신호에서 감산하여 제1 캔슬레이션 신호를 생성하고,
상기 수신 안테나들 중 제2 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제2 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제2 수신 안테나에 상응하는 제2 버퍼 신호에서 감산하여 제2 캔슬레이션 신호를 생성하고,
상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호를 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호가 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 8,
The above-
A first core layer channel component combination corresponding to channels associated with a first receive antenna of the receive antennas is subtracted from a first buffer signal corresponding to the first receive antenna to generate a first cancel signal ,
A second core layer channel component combination corresponding to channels associated with a second receive antenna of the receive antennas is subtracted from a second buffer signal corresponding to the second receive antenna to generate a second cancel signal ,
Wherein the enhanced layer signal is restored using both the first cancel signal and the second cancel signal.
청구항 9에 있어서,
상기 인핸스드 레이어 신호는
상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 MIMO 디코딩에 의하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 9,
The enhanced layer signal
Wherein the first signal is restored by MIMO decoding corresponding to the first cancel signal and the second cancel signal.
청구항 10에 있어서,
상기 코어 레이어 신호는
상기 채널들에 상응하는 MRC(Maximum-Ratio-Combining)에 기반하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 10,
The core layer signal
Wherein the base station is restored based on Maximum-Ratio-Combining (MRC) corresponding to the channels.
청구항 10에 있어서,
상기 캔슬레이션은
상기 코어 레이어 신호에 상응하는 Alamouti 재-인코딩(re-encoding)에 기반하여 수행되고, 상기 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 Alamouti 디코딩을 이용하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 10,
The above-
Wherein the enhancement layer signal is performed based on an Alamouti re-encoding corresponding to the core layer signal, and the enhanced layer signal is restored using Alamouti decoding corresponding to the first cancel signal and the second cancel signal The broadcast signal receiving apparatus comprising:
청구항 12에 있어서,
상기 Alamouti 재-인코딩은 인터리빙 이후에 수행되고, 상기 Alamouti 디코딩 이후에 디인터리빙이 수행되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 12,
Wherein the Alamouti re-encoding is performed after interleaving, and deinterleaving is performed after the Alamouti decoding.
청구항 10에 있어서,
상기 캔슬레이션은
상기 코어 레이어 신호에 상응하는 MIMO 프리코딩에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 장치.
The method of claim 10,
The above-
And the MIMO precoding is performed based on MIMO precoding corresponding to the core layer signal.
복수개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들에 기반하여 수신 신호들을 생성하는 단계;
상기 수신 안테나들 및 송신 안테나들 사이의 채널들을 추정하는 단계;
상기 수신 신호들에 상응하는 코어 레이어 신호를 복원하는 단계; 및
상기 코어 레이어 신호에 상응하고, 상기 수신 안테나들 각각을 위하여 별개로 수행되는 캔슬레이션에 기반하여 인핸스드 레이어 신호를 복원하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
Generating received signals based on signals received via a plurality of receive antennas;
Estimating channels between the receive antennas and the transmit antennas;
Reconstructing a core layer signal corresponding to the received signals; And
Reconstructing the enhanced layer signal based on the core layer signal and the canceling performed separately for each of the reception antennas
And transmitting the broadcast signal.
청구항 15에 있어서,
상기 캔슬레이션은
상기 수신 안테나들 중 제1 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제1 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제1 수신 안테나에 상응하는 제1 버퍼 신호에서 감산하여 제1 캔슬레이션 신호를 생성하고,
상기 수신 안테나들 중 제2 수신 안테나와 관련된 채널들에 상응하는 제2 코어 레이어 채널 컴포넌트 결합(combination)을 상기 제2 수신 안테나에 상응하는 제2 버퍼 신호에서 감산하여 제2 캔슬레이션 신호를 생성하고,
상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호를 모두 이용하여 상기 인핸스드 레이어 신호가 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
16. The method of claim 15,
The above-
A first core layer channel component combination corresponding to channels associated with a first receive antenna of the receive antennas is subtracted from a first buffer signal corresponding to the first receive antenna to generate a first cancel signal ,
A second core layer channel component combination corresponding to channels associated with a second receive antenna of the receive antennas is subtracted from a second buffer signal corresponding to the second receive antenna to generate a second cancel signal ,
Wherein the enhanced layer signal is restored using both the first cancel signal and the second cancel signal.
청구항 16에 있어서,
상기 인핸스드 레이어 신호는
상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 MIMO 디코딩에 의하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
18. The method of claim 16,
The enhanced layer signal
Wherein the first signal is restored by MIMO decoding corresponding to the first cancel signal and the second cancel signal.
청구항 17에 있어서,
상기 코어 레이어 신호는
상기 채널들에 상응하는 MRC(Maximum-Ratio-Combining)에 기반하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
18. The method of claim 17,
The core layer signal
And restored based on MRC (Maximum-Ratio-Combining) corresponding to the channels.
청구항 17에 있어서,
상기 캔슬레이션은
상기 코어 레이어 신호에 상응하는 Alamouti 재-인코딩(re-encoding)에 기반하여 수행되고, 상기 인핸스드 레이어 신호는 상기 제1 캔슬레이션 신호 및 상기 제2 캔슬레이션 신호에 상응하는 Alamouti 디코딩을 이용하여 복원되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
18. The method of claim 17,
The above-
Wherein the enhancement layer signal is performed based on an Alamouti re-encoding corresponding to the core layer signal, and the enhanced layer signal is restored using Alamouti decoding corresponding to the first cancel signal and the second cancel signal Wherein the broadcast signal is a broadcast signal.
청구항 19에 있어서,
상기 Alamouti 재-인코딩은 인터리빙 이후에 수행되고, 상기 Alamouti 디코딩 이후에 디인터리빙이 수행되는 것을 특징으로 하는 방송 신호 수신 방법.
The method of claim 19,
Wherein the Alamouti re-encoding is performed after interleaving, and deinterleaving is performed after the Alamouti decoding.
KR1020180059174A 2017-06-02 2018-05-24 Method of transceiving broadcasting signal using combination of multiple antenna schemes with layed division multiplexing and apparatus for the same KR102411123B1 (en)

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