KR20200086166A - 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200086166A
KR20200086166A KR1020190002458A KR20190002458A KR20200086166A KR 20200086166 A KR20200086166 A KR 20200086166A KR 1020190002458 A KR1020190002458 A KR 1020190002458A KR 20190002458 A KR20190002458 A KR 20190002458A KR 20200086166 A KR20200086166 A KR 20200086166A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
symbols
signal
correlation
analog
signal processing
Prior art date
Application number
KR1020190002458A
Other languages
English (en)
Inventor
백명선
송진혁
정준영
김흥묵
현은희
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020190002458A priority Critical patent/KR20200086166A/ko
Priority to US16/737,760 priority patent/US10892797B2/en
Publication of KR20200086166A publication Critical patent/KR20200086166A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6156—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network
    • H04N21/6168—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network involving cable transmission, e.g. using a cable modem
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/76—Wired systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2381—Adapting the multiplex stream to a specific network, e.g. an Internet Protocol [IP] network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2383—Channel coding or modulation of digital bit-stream, e.g. QPSK modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/239—Interfacing the upstream path of the transmission network, e.g. prioritizing client content requests
    • H04N21/2393—Interfacing the upstream path of the transmission network, e.g. prioritizing client content requests involving handling client requests
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/437—Interfacing the upstream path of the transmission network, e.g. for transmitting client requests to a VOD server
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/438—Interfacing the downstream path of the transmission network originating from a server, e.g. retrieving MPEG packets from an IP network
    • H04N21/4381—Recovering the multiplex stream from a specific network, e.g. recovering MPEG packets from ATM cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • H04L2012/6421—Medium of transmission, e.g. fibre, cable, radio, satellite
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power

Abstract

케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계, 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계, 그리고 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계를 통해 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 방법, 장치, 및 시스템이 제공된다.

Description

케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING UPLINK SIGNAL IN CABLE BROADCASTING NETWORK}
본 기재는 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
케이블 방송망은 광동축 혼합망(Hybrid Fiber and Coaxial, HFC)을 통해 방송국과 가입자를 연결한다. 광동축 혼합망은 광케이블 및 동축 케이블을 포함한다. 방송국에서 가입자의 건물 주변까지는 광케이블로 연결되어 콘텐츠가 광 신호를 통해 전달되고, 이후 콘텐츠는 동축 케이블을 통해 전기 신호에 의해 가입자에게 전달될 수 있다. 케이블 방송망은 방송 신호를 단순히 전송하기만 하는 단방향 서비스뿐만 아니라, 케이블 모뎀(cable modem, CM)을 통해 인터넷, VoIP 등의 양방향 서비스를 제공할 수 있다.
최근 케이블 방송망은, 동축 케이블이 사용되는 부분이 최소화되는 형태로 진화하고 있다. 즉, 광 케이블은 가입자의 건물에 매우 가까운 지점까지로 확장되고, 광 케이블이 가입자의 댁내까지 직접 연결되기도 한다. 예를 들어, RFoG(Radio Frequency over Glass) 기술은, 광 케이블을 통해 케이블 방송 신호를 전달함으로써, 방송 서비스의 안정성과 초고속 인터넷 속도를 동시에 확보한 기술이다. RFoG는 기존의 케이블 방송용 광동축 혼합망이 아닌 광 케이블망(fiber to the home, FTTH)을 통해 RF 방식의 케이블 방송 신호를 실시간으로 전달할 수 있다. 하지만 RFoG는 구축 비용이 너무 커서 RFoG의 확산이 잘 이루어지지 않는다. 가입자 댁내에 위치하는 RFoG 장치가 상향링크 RF 신호를 광 신호로 변조할 때 사용되는 소자(전광 변환 부품)의 가격이 구현 비용의 대부분을 차지한다. 또한 기존 인프라의 교체 비용도 크다.
이러한 비용 문제를 해결하기 위해 몇 가지 방법이 제시되었다. 예를 들어, RoIP(RF over IP) 방식에서는, 셋톱박스(set-top box, STB) 등의 가입자 단말에서 송신하는 아날로그 RF 신호는 디지털로 변환된 후 광 기반 인터넷 프로토콜(Internet protocol, IP) 망으로 송신되고, 헤드엔드에서 IP 망으로 전송되는 STB의 상향링크 신호는 아날로그 RF 신호로 변환되어 케이블 모뎀 종단 시스템(cable modem termination system, CMTS)에 송신된다. 하지만 아날로그 RF 신호가 디지털화되는 과정에서 신호 손실을 방지하기 위해 최소 4배의 신호 샘플링이 요구된다. 이러한 과도한 오버샘플링은 처리량을 크게 증가시키고 전송률을 감소시킨다.
한 실시예는, 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 장치를 제공한다.
다른 실시예는, 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 방법을 제공한다.
또 다른 실시예는, 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 시스템을 제공한다.
한 실시예에 따르면, 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 장치가 제공된다. 상기 신호 처리 장치는, 프로세서, 메모리, 및 통신 장치를 포함하고, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램을 실행하여, 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계, 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계, 그리고 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하여 통신 장치를 통해 케이블 방송망의 가입자 미디어 IP 접속 단말에게 전달하는 단계를 수행한다.
신호 처리 장치에서 프로세서는 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계를 수행할 때, 복수의 심볼과, 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행하는 단계를 수행할 수 있다.
신호 처리 장치에서 상관관계 연산은, 복수의 심볼과, 이전 심볼 또는 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합을 계산하는 연산일 수 있다.
신호 처리 장치에서 프로세서는 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계를 수행할 때, 상향링크 데이터를 나타내는 비트 스트림의 에러를 정정하는 단계, 그리고 에러가 정정된 비트 스트림을 M차의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation QAM) 심볼로 변조하는 단계를 수행할 수 있다.
신호 처리 장치에서 프로세서는 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계를 수행할 때, 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼에 기반하여 펄스를 생성하는 단계, 그리고 펄스의 주파수를 상향 변환하여 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계를 수행할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법이 제공된다. 상기 신호 처리 방법은, 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계, 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계, 그리고 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
상기 신호 처리 방법에서 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계는, 복수의 심볼과, 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리 방법에서 상관관계 연산은, 복수의 심볼과, 이전 심볼 또는 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합을 계산하는 연산일 수 있다.
상기 신호 처리 방법에서 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계는, 상향링크 데이터를 나타내는 비트 스트림의 에러를 정정하는 단계, 그리고 에러가 정정된 비트 스트림을 M차의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation QAM) 심볼로 변조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리 방법에서 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계는, 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼에 기반하여 펄스를 생성하는 단계, 그리고 펄스의 주파수를 상향 변환하여 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 시스템이 제공된다. 상기 신호 처리 시스템은, 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 변조하여 복수의 심볼을 생성하고, 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하여 복수의 심볼 간 상관관계를 부여하며, 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼을 바탕으로 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하는 케이블 모뎀(cable modem, CM) 장치, 및 아날로그 RF 신호를 디지털화하고, 디지털화된 RF 신호를 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 신호에 실어서 방송국에게 전달하는 가입자 미디어 IP 접속 단말을 포함한다.
상기 신호 처리 방법에서 CM 장치는, 복수의 심볼 간 상관관계를 부여할 때, 복수의 심볼과, 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행할 수 있다.
상기 신호 처리 방법에서 상관관계 연산은, 복수의 심볼과, 이전 심볼 또는 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합에 관한 연산일 수 있다.
하나의 변조 심볼에 대응하는 하나의 전송 펄스에 포함된 복수의 심볼의 정보로부터, 상대적으로 저배수의 샘플링만으로 많은 양이 정보가 추출됨으로써, 아날로그 RF 신호를 디지털화할 때 수행되는 오버샘플링의 샘플링 레이트가 감소될 수 있고, 시스템의 전송률이 증가할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 IP 기반의 방송 RF 신호의 송수신 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말을 나타낸 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 상향링크 버스트 수신부의 디지털화를 위한 오버샘플링을 나타낸 개념도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 CM 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 한 실시예에 따른 CM 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 한 실시예에 따른 CM 장치의 상관 부호화부를 나타낸 개념도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 CM 장치를 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 기재의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 기재는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 한 실시예에 따른 IP 기반의 방송 RF 신호의 송수신 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1에서 상향링크 RF 신호는 디지털화된 후 IP 패킷으로 전송된다. 하향링크 RF 신호는 RFoG에서처럼 전광 변환기를 통해 광 신호로 변조된 후 전송되는 RF 오버레이 방식이 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 가입자의 댁내에 위치하는 RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말(200)은, 광 기반 케이블 방송망을 통해 수신되는, 광 변조된 하향링크 RF 신호를 복원하여, 동축 케이블을 통해 STB 또는 CM(아래에서는 CM 장치라 한다)에게 전달한다. 또한, RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말은 CM 장치(100)로부터 출력되는 상향링크 RF 신호를 디지털화하고, 디지털화된 상향링크 RF 신호를 IP 패킷으로 전송한다.
IP 기반의 상향링크 RF 신호의 전송은 아래와 같이 수행된다. CM 장치(100)가 상향링크 RF 신호를 출력하면, RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말이 RF 신호를 검출한다. RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말은, RF 신호가 검출되면, 아날로그-디지털 변환(Analog to Digital Conversion, ADC)을 수행하여 아날로그 RF 신호를 디지털화하고, 디지털화된 RF 신호를 IP 패킷에 실어서 헤드엔드에게 전송한다. 헤드엔드로 전송된 디지털화된 RF 신호는 IP 네트워크로 연결된 헤드엔드의 내부 장치(예를 들어, 라우터, 스위치 등)를 거쳐서 변조기로 입력된다. 헤드엔드에 위치하는 변조기는 디지털-아날로그 변환(Digital to Analog Conversion, DAC)을 수행하여 디지털화된 RF 신호를 아날로그 RF 신호로 복원할 수 있다. 변조기에서 복원된 RF 신호는 이후 CMTS에게 입력된다. 따라서 CMTS는 CM 장치(100)에서 출력된 RF 신호가 CMTS에 그대로 전달되는 것과 동일한 기능이 구현될 수 있다.
도 2는 한 실시예에 따른 RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말을 나타낸 블록도이고, 도 3은 한 실시예에 따른 상향링크 버스트 수신부의 디지털화를 위한 오버샘플링을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 한 실시예에 따른 RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말(200)은 상향링크 버스트 수신부(210), 동기화 타이밍 분석부(220), 및 동기화부(230)를 포함한다.
상향링크 버스트 수신부(210)는 CM에서 전송되는 RF 신호를 수신하고, 아날로그 RF 신호의 유무를 확인한다. 상향링크 버스트 수신부(210)는 CM으로부터 아날로그 RF 신호가 존재하면, 아날로그 RF 신호에 대해 하향 변환(down-conversion) 및 디지털화를 수행하고, 디지털화된 RF 신호를 동기화부(230)로 전달한다.
동기화 타이밍 분석부(220)는 CMTS로부터 전송되는 하향링크 데이터의 동기(sync) 메시지를 동기화부(230)에게 전달한다.
동기화부(230)는 하향링크 데이터의 동기 메시지를 이용하여 디지털화된 RF 신호의 클록 동기를 맞추고, 대역 할당 시간을 생성한다. 클록 동기가 맞춰진 상향링크 RF 신호는 버퍼(240)를 거쳐 IP 프레임의 형태로 CMTS에게 전달될 수 있다. 이때 한 실시예에 따른 상향링크 버스트 수신부(210)는 상향링크의 아날로그 RF 신호를 디지털화할 때, 신호의 손실을 방지하기 위해 심볼당 최소 4배 이상의 오버샘플링(oversampling)을 수행할 수 있다. 도 3의 (a)를 참조하면, 하나의 심볼당 하나의 샘플이 추출되는 샘플링이 도시되어 있고, 도 3의 (b)를 참조하면, 하나의 심볼당 4개의 샘플이 추출되는 오버샘플링이 도시되어 있다. 도 3의 (b)와 같이 4배의 오버샘플링이 수행되면, 처리되어야 할 데이터의 양이 4배로 증가하게 되고, 전송될 데이터의 양도 4배가 되어 시스템의 전송률이 저하된다. 아래에서는 심볼 사이에 상관성을 부여하여 오버샘플링의 샘플링 레이트(sampling rate)를 낮출 수 있는 방법을 설명한다.
도 4는 한 실시예에 따른 CM 장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 한 실시예에 따른 CM 장치의 동작을 나타낸 흐름도이며, 도 6은 한 실시예에 따른 CM 장치의 상관 부호화부를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 한 실시예에 따른 CM 장치(100)는 FEC(forward error correction, FEC)(110), 변조부(120), 상관 부호화부(130), 펄스 생성부(140), 및 상향변환부(up-converter) 및 DAC(150)를 포함한다.
도 5를 참조하면 먼저, CMTS로 전송될 상향링크 데이터를 나타내는 비트 스트림은 FEC(110)를 거쳐 에러가 정정되고(S110), 이후 변조부(120)에서 변조된다(S120). 변조부(120)는 M-차(M-ary)의 변조를 수행할 수 있고 예를 들어, FEC(110)에서 부호화된 비트 스트림을 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation QAM) 심볼로 변조할 수 있다.
상관 부호화부(130)는 변조부(120)에서 출력되는 M차의 QAM(M-QAM) 변조 심볼에 상관성을 부여한다(S130).
펄스 생성부(140)는 상관성이 부여된 변조 심볼에 기반하여 펄스를 생성한다(S140). 이때 펄스 생성부(140)는 대역제한 필터의 기능을 수행할 수 있다.
상향변환부 및 DAC(150)는 펄스의 주파수를 상향변환하여 아날로그 RF 신호를 출력한다(S150).
한 실시예에 따른 상관 부호화부(130)는 아래 수학식 1의 다항식을 이용하여 상관관계 코딩(correlated coding)을 수행할 수 있다. 수학식 1에서 D는 지연(delay)을 의미한다.
Figure pat00001
도 6을 참조하면,
Figure pat00002
은 n번째 전송되는 M-QAM 변조 심볼이다. 복수의 심볼을 포함하는 프레임의 길이가 N일 때 변조 심볼
Figure pat00003
는 아래 수학식 2와 같다.
Figure pat00004
그리고
Figure pat00005
는 i번째 지연(delay)된 심볼의 계수이다. 한 실시예에 따르면, 수학식 3의 상관관계 연산을 통해 앞뒤의 심볼 간에 상관성을 부여하는 상관관계 코딩이 수행될 수 있다.
Figure pat00006
수학식 3을 참조하면, n번째 전송되는 변조 심볼
Figure pat00007
에 대응하는, 상관관계 코딩된 변조 심볼
Figure pat00008
은, 변조 심볼
Figure pat00009
와 i번째 지연된 변조 심볼의 계수
Figure pat00010
간의 곱으로 표현되는 수열의 합으로 표시될 수 있다. 즉, 변조 심볼
Figure pat00011
은 변조 심볼
Figure pat00012
와 변조 심볼
Figure pat00013
의 전후 관계의 변조 심볼 간의 상관관계를 포함할 수 있다. 상관 부호화부(130)에서 출력되는, 상관관계 코딩된 변조 심볼
Figure pat00014
는 아래 수학식 4와 같다.
Figure pat00015
이후 상관관계 코딩된 변조 심볼
Figure pat00016
는 대역제한 필터를 거쳐 적절한 대역의 RF 신호로 변경된 후 전송된다. 한 실시예에 따른 상관관계 코딩 연산이 수행된 변조 심볼에는 이전 심볼의 정보가 포함된다.
이후 CMTS가 변조 심볼
Figure pat00017
에 대응하는 상향링크 스트림으로부터 원신호인
Figure pat00018
변조 심볼에 대응하는 상향링크 스트림을 검출할 때 별도의 연산이 필요하다. 상관관계 코딩된 스트림으로부터 원 심볼에 대응하는 스트림을 검출하기 위한 연산으로서, MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation), 또는 트렐리스(Trellis) 기반의 비터비(Viterbi), 또는 BCJR(Bahl, Cocke, Jelinek and Raviv) 알고리즘 등 다양한 기법이 사용될 수 있다. 이러한 검출 기법은 다소 복잡하여 많은 연산량을 필요로 하지만 방송국사의 헤드엔드 장비인 CMTS가 추가되므로 어려움없이 적용될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 하나의 변조 심볼에 대응하는 하나의 전송 펄스에 복수의 심볼의 정보가 포함되어 있으므로, 상대적으로 저배수의 샘플링만으로 많은 양이 정보가 추출될 수 있다. 즉, 아날로그 RF 신호를 디지털화할 때 수행되는 오버샘플링의 샘플링 레이트가 감소될 수 있으므로, 시스템의 전송률이 증가할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 CM 장치를 나타낸 블록도이다.
한 실시예에 따른 케이블 모뎀(cable modem, CM) 장치는, 컴퓨터 시스템, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능 매체로 구현될 수 있다. 도 7을 참조하면, 컴퓨터 시스템(700)은, 버스(770)를 통해 통신하는 프로세서(710), 메모리(730), 입력 인터페이스 장치(750), 출력 인터페이스 장치(760), 및 저장 장치(740) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(700)은 또한 네트워크에 결합된 통신 장치(720)를 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)이거나, 또는 메모리(730) 또는 저장 장치(740)에 저장된 명령을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(730) 및 저장 장치(740)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(read only memory) 및 RAM(random access memory)를 포함할 수 있다. 본 기재의 실시예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 구현된 방법으로서 구현되거나, 컴퓨터 실행 가능 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구현될 수 있다. 한 실시예에서, 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터 판독 가능 명령은 본 기재의 적어도 하나의 양상에 따른 방법을 수행할 수 있다.
통신 장치(720)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방법(예, 네트워크 관리 방법, 데이터 전송 방법, 전송 스케줄 생성 방법 등)은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은, 본 발명의 실시예를 위해 특별히 설계되어 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등일 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 통해 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 장치로서,
    프로세서, 메모리, 및 통신 장치를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하여,
    상기 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계,
    상기 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계, 그리고
    상기 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하여 상기 통신 장치를 통해 상기 케이블 방송망의 가입자 미디어 IP 접속 단말에게 전달하는 단계
    를 수행하는, 신호 처리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계를 수행할 때,
    상기 복수의 심볼과, 상기 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행하는 단계
    를 수행하는, 신호 처리 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 상관관계 연산은, 상기 복수의 심볼과, 상기 이전 심볼 또는 상기 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합을 계산하는 연산인, 신호 처리 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 프로세서는 상기 상향링크 데이터를 상기 복수의 심볼로 변조하는 단계를 수행할 때,
    상기 상향링크 데이터를 나타내는 비트 스트림의 에러를 정정하는 단계, 그리고
    상기 에러가 정정된 비트 스트림을 M차의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation QAM) 심볼로 변조하는 단계
    를 수행하는, 신호 처리 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 프로세서는 상기 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계를 수행할 때,
    상기 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼에 기반하여 펄스를 생성하는 단계, 그리고
    상기 펄스의 주파수를 상향 변환하여 상기 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계
    를 수행하는, 신호 처리 장치.
  6. 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법으로서,
    상기 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 복수의 심볼로 변조하는 단계,
    상기 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계, 그리고
    상기 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 신호 처리 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하는 단계는,
    상기 복수의 심볼과, 상기 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행하는 단계
    를 포함하는, 신호 처리 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 상관관계 연산은, 상기 복수의 심볼과, 상기 이전 심볼 또는 상기 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합을 계산하는 연산인, 신호 처리 방법.
  9. 제6항에서,
    상기 상향링크 데이터를 상기 복수의 심볼로 변조하는 단계는,
    상기 상향링크 데이터를 나타내는 비트 스트림의 에러를 정정하는 단계, 그리고
    상기 에러가 정정된 비트 스트림을 M차의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation QAM) 심볼로 변조하는 단계
    를 포함하는, 신호 처리 방법.
  10. 제6항에서,
    상기 상관관계 코딩된 복수의 심볼에 대응하는 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계는,
    상기 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼에 기반하여 펄스를 생성하는 단계, 그리고
    상기 펄스의 주파수를 상향 변환하여 상기 아날로그 RF 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는, 신호 처리 방법.
  11. 케이블 방송망의 상향링크 신호를 처리하는 시스템으로서,
    상기 케이블 방송망의 종단에 위치한 방송국에게 전송할 상향링크 데이터를 변조하여 복수의 심볼을 생성하고, 상기 복수의 심볼에 대해 상관관계 코딩을 수행하여 상기 복수의 심볼 간 상관관계를 부여하며, 상기 상관관계 코딩이 수행된 복수의 심볼을 바탕으로 아날로그 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호를 출력하는 케이블 모뎀(cable modem, CM) 장치, 및
    상기 아날로그 RF 신호를 디지털화하고, 디지털화된 RF 신호를 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 신호에 실어서 상기 방송국에게 전달하는 가입자 미디어 IP 접속 단말
    을 포함하는 신호 처리 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 CM 장치는, 상기 복수의 심볼 간 상관관계를 부여할 때, 상기 복수의 심볼과, 상기 복수의 심볼과 전후 관계인 이전 심볼 또는 다음 심볼 간의 상관관계 연산을 수행하는, 신호 처리 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 상관관계 연산은, 상기 복수의 심볼과, 상기 이전 심볼 또는 상기 다음 심볼의 계수 간의 곱으로 표현되는 수열의 합에 관한 연산인, 신호 처리 시스템.
KR1020190002458A 2019-01-08 2019-01-08 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치 KR20200086166A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190002458A KR20200086166A (ko) 2019-01-08 2019-01-08 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치
US16/737,760 US10892797B2 (en) 2019-01-08 2020-01-08 Method and apparatus for processing uplink signal in cable broadcasting network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190002458A KR20200086166A (ko) 2019-01-08 2019-01-08 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200086166A true KR20200086166A (ko) 2020-07-16

Family

ID=71404832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190002458A KR20200086166A (ko) 2019-01-08 2019-01-08 케이블 방송망의 상향링크 신호 처리 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10892797B2 (ko)
KR (1) KR20200086166A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11580111B2 (en) 2021-04-06 2023-02-14 Thoughtspot, Inc. Distributed pseudo-random subset generation

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5991308A (en) * 1995-08-25 1999-11-23 Terayon Communication Systems, Inc. Lower overhead method for data transmission using ATM and SCDMA over hybrid fiber coax cable plant
US6928656B1 (en) 1999-05-14 2005-08-09 Scientific-Atlanta, Inc. Method for delivery of IP data over MPEG-2 transport networks
AU2002241645A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-24 Powerhouse Technology, Inc. Circuit switched cellulat network to internet calling
USH2274H1 (en) * 2009-01-30 2013-05-07 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Variable pulse width encoding for information transmission
US8526523B1 (en) * 2012-06-20 2013-09-03 MagnaCom Ltd. Highly-spectrally-efficient receiver
US10361799B2 (en) 2016-03-24 2019-07-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for generating broadcast signal frame using enhanced layer dummy values and method using the same
KR102416484B1 (ko) 2016-03-25 2022-07-05 한국전자통신연구원 신호 처리 방법 및 송신기 및 수신기

Also Published As

Publication number Publication date
US20200220573A1 (en) 2020-07-09
US10892797B2 (en) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11363304B2 (en) System and methods for data compression and nonuniform quantizers
US11362866B2 (en) Iterative channel estimation and equalization with superimposed reference signals
US10873418B2 (en) Iterative multi-level equalization and decoding
JP5405669B2 (ja) 低減した長さのサイクリックプレフィクスを用いて同軸ネットワークでマルチメディアを通信する同軸ネットワーク通信ノード及び方法
US9912431B2 (en) Optical communication that achieves baud rate greater than sample rate
JP2004229288A (ja) 信頼性のある無線（ｒｆおよびｉｒ）および有線高帯域幅データ伝送のためのデジタル変調および復調技術
JP6483920B2 (ja) 無線通信システム及び通信方法
US10892797B2 (en) Method and apparatus for processing uplink signal in cable broadcasting network
JP5313195B2 (ja) Ｒｆ−ｉｐ送受信方法とｒｆ−ｉｐ送受信装置
US9628144B2 (en) Method for estimating a time invariant transmission channel, and corresponding receiver
WO2014166205A1 (zh) 基于灵活栅格标签的频谱资源分配方法及装置
US11343086B2 (en) Transmitter and receiver for transmitting and receiving a quantum key
US11025270B1 (en) System and methods for data compression and nonuniform quantizers
WO2021082699A1 (zh) 一种通信方法及装置
WO2020131056A1 (en) Apparatus and method for sending side-channel bits on an ethernet cable
KR100920736B1 (ko) 전송신호의 왜곡을 줄일 수 있는 단일반송파 전송시스템및 그 방법
CN101444051A (zh) 用于未压缩视频的无线通信的具有前同步码设计的系统和方法
JP6578151B2 (ja) デジタル情報伝送システム及びデジタル情報伝送方法
US8588052B1 (en) Method and apparatus for DMT network data transfer
JP2017028440A (ja) 情報送信装置、情報受信装置及び情報伝送システム
KR101737433B1 (ko) 1Gbps 데이터 송수신 시스템
KR101692895B1 (ko) FTTdp 및 HFC 혼합망에서 동축 케이블 기반 통신 방법 및 시스템
EP4272341A1 (en) Transmodulation for a multi-beam satellite communication system
JP5599267B2 (ja) デジタル放送信号再送信システム
JP2015159469A (ja) 多重化装置、送信装置、送信システム、多重化方法、送信方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination