KR102113783B1 - 방송신호 송신 장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
방송신호 송신 장치가 개시된다. 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치는 각각 적어도 하나의 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성하는 신호 생성부, 전체 주파수 중에서 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하고, 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하는 주파수 할당부 및 복수의 신호 각각에 할당된 서브 캐리어 위치에 대응되는 복수의 안테나를 통해 복수의 신호를 전송하는 송신부를 포함한다. 이에 따라, 각각의 프림앰블 심볼에 대하여 서브 캐리어 위치를 할당하여 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있어 데이터 전송률이 높아지게 된다.
Description
본 발명은 방송신호 송신 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하기 위한 방송신호 송신 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
DVB-T2(Digital Video Broadcasting the Second Generation Terrestrial)는 현재 유럽을 포함한 전세계의 35여개 이상의 국가에서 표준으로 채택하여 서비스가 시작중인 DVB-T의 성능을 개선시킨 2세대 유럽 지상파 디지털 방송 표준으로서, DVB-T2는 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 256QAM 변조 방식 등과 같은 최신 기술들을 적용하여 전송 용량의 증대 및 높은 대역폭 효율을 실현하였으며, 이에 따라 HDTV와 같은 고품질의 다양한 서비스를 한정된 대역에서 제공할 수 있는 장점을 갖고 있다.
한편, 차세대 방송 시스템 환경은 집에서 TV를 보는 경우뿐만 아니라 사용자 단말 장치를 통해 보는 경우도 지원하기 위해 하나의 안테나를 사용하는 것이 아닌 하나 또는 복수의 안테나를 동시에 사용하여 전송하는 경우까지 지원할 필요가 생기게 되었다.
한편, 프레임의 동기를 목적으로 T2 프레임의 시작에 위치하는 프리앰블 심볼은 단일 구조를 가지고 있어, 현재 DVB-T2 시스템은 복수의 안테나를 동시에 사용하는 환경에서, DVB-T2의 프리앰블을 가지고 복수의 안테나를 구별할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 전체 주파수 중에서 각각의 프리앰블 심볼에 대하여 서브 캐리어 위치를 할당 하는 방송신호 송신 장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방송신호 송신 장치는 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치에 있어서, 각각 적어도 하나의 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성하는 신호 생성부, 전체 주파수 중에서 상기 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하고, 상기 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격 만큼 시프트된 주파수 위치를 상기 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하는 주파수 할당부, 상기 복수의 신호 각각에 할당된 서브 캐리어 위치에 대응되는 상기 복수의 안테나를 통해 상기 복수의 신호를 전송하는 송신부를 포함한다.
여기에서, 상기 주파수 할당부는, 상기 제2 신호에 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 상기 복수의 신호 중 제3 신호에 포함된 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
또한, 상기 주파수 할당부는, 상기 제1 내지 제3 신호에 각각 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 상기 주파수 위치를 상기 기설정된 간격만큼 시프트시킬 수 있다.
또한, 상기 주파수 할당부는, 할당된 서브 캐리어 위치의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 기 설정된 값 이하가 되도록 상기 복수의 신호 중 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 프리앰블 심볼에 대한 상기 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
한편, 상기 주파수 할당부는, 상기 복수의 안테나의 개수 및 전체 서브 캐리어 개수 중 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 개수에 기초하여, 상기 복수의 신호 중 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 프리앰블 심볼 각각에 대한 서브 캐리어 간의 간격을 결정하고, 상기 결정된 간격에 기초하여 상기 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
또한, 상기 복수의 안테나는, 상기 프리앰블 심볼의 길이 및 상기 프리앰블 심볼의 FFT(Fast Fourier Transform)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
그리고, 상기 방송신호 송신 장치는, DVB-T2 방식을 이용하여 상기 복수의 신호를 전송할 수 있다.
여기에서, 상기 복수의 신호 각각은 P1 프리앰블 심볼, P2 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 T2 프레임으로 구성되며, 상기 프리앰블 심볼은 상기 P1 프리앰블 심볼일 수 있다.
또한, 상기 P1 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 시작점을 알려주고, 상기 P2 프리앰블 심볼은 데이터 심볼에 관한 정보를 전송하며, 상기 데이터 심볼은 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치의 제어방법은 각각 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성하는 단계, 전체 주파수 중에서 상기 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하는 단계, 상기 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 상기 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하는 단계 및 상기 복수의 신호 각각에 할당된 서브 캐리어 위치에 대응되는 상기 복수의 안테나를 통해 상기 복수의 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 제2 신호에 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 상기 복수의 신호 중 제3 신호에 포함된 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 서브 캐리어 위치로 할당하는 단계는, 상기 제1 내지 제3 신호에 각각 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 상기 주파수 위치를 상기 기설정된 간격만큼 시프트시킬 수 있다.
한편, 상기 서브 캐리어 위치로 할당하는 단계는, 할당된 서브 캐리어 위치의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 기 설정된 값 이하가 되도록 상기 복수의 신호 중 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 프리앰블 심볼에 대한 상기 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
또한, 상기 서브 캐리어 위치를 할당하는 단계는, 상기 복수의 안테나의 개수 및 전체 서브 캐리어 개수 중 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 개수에 기초하여, 상기 복수의 신호 중 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 간의 간격을 결정하고, 상기 결정된 간격에 기초하여 상기 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 안테나는, 상기 프리앰블 심볼의 길이 및 상기 프리앰블 심볼의 FFT(Fast Fourier Transform)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 방송신호 송신 장치는, DVB-T2 방식을 이용하여 상기 복수의 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 신호 각각은 P1 프리앰블 심볼, P2 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 T2 프레임으로 구성되며, 상기 프리앰블 심볼은 상기 P1 프리앰블 심볼일 수 있다.
또한, 상기 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 시작점을 알려주고, 상기 P2 프리앰블 심볼은 데이터 심볼에 관한 정보를 전송하며, 상기 데이터 심볼은 데이터를 전송할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 각각의 프림앰블 심볼에 대하여 서브 캐리어 위치를 할당하여 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있어 서로 다른 안테나의 신호를 구별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방송신호 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2시스템 및 프레임 구조에 관한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈, 프리앰블 심볼의 길이 및 PAPR을 고려하여 산출된 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치의 인덱스를 정리한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 확장하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 384인 경우 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스 및 확장 가능한 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 DVB-T2의 프리앰블 심볼 구조에 따라 본 발명의 프리앰블 심볼 확장 방법에 의해 생성된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2방식이 적용된 방송신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 서브 캐리어 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2시스템 및 프레임 구조에 관한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈, 프리앰블 심볼의 길이 및 PAPR을 고려하여 산출된 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치의 인덱스를 정리한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 확장하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 384인 경우 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스 및 확장 가능한 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 DVB-T2의 프리앰블 심볼 구조에 따라 본 발명의 프리앰블 심볼 확장 방법에 의해 생성된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2방식이 적용된 방송신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 서브 캐리어 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방송신호 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1에 따르면, 방송신호 송신 장치(100)는 신호 생성부(110), 주파수 할당부(120) 및 송신부(130)를 포함한다.
방송신호 송신 장치(100)는 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다.
여기에서, 방송신호 송신 장치 중 특히 디지털 방송신호 송신 장치는 음성, 데이터, 영상 등의 방송 신호를 디지털화하고, 처리한 후 디지털 방식의 전송 시스템으로 송신하는 장치로서, 디지털 방송 시스템은 마이크, 비디오 카메라, 비디오 테이프 톡화기(VTR), 비디오 효과 장치, 신호 스위치 등 개별적인 장치가 모두 디지털 방식으로 되어 있고, 디지털 방송 신호들은 표준화된 디지털 방송 방식에 실려 방송되게 된다. 이러한 디지털 방송신호 송신 장치를 사용함으로써 기대되는 효과는 스튜디오급의 영상 음성 품질의 실현이나 장소에 구애받지 않는 등품질 수신, 압축 변조 기술의 진보에 따른 다채널 프로그램의 제공, 현행 아날로그 방송에서는 텔레비젼, 음성, 데이터 방송에 각기 다른 변조 방식을 사용하지만 디지털 방송에서는 동일 변조 방식으로 전송될 수 있으므로 하나의 방송파에 의한 멀티미디어 서비스나 대화형 서비스 등 새로운 서비스 도입의 용이성, 안정적인 이동 휴대 수신 등 수신 형태의 다양화 등을 기대할 수 있다.
또한, 디지털 방송의 특징적인 성질은 영상이나 음성 신호의 압축이 필요하고, 압축도를 크게 하면 화질과 음질이 열화되는데 열화의 정도는 영상이나 음의 내용에 따라 다르며, 수신 전파가 기 설정값 이하로 되면 수신할 수 없게 되며, 송수신 간의 압축 등의 알고리즘을 완전히 정해 놓을 필요가 있는데 이에 따라 화질이나 음질이 결정되므로 한번 정해지면 개선하기 어려운 점이 있다.
한편, 신호 생성부(110)는 각각 적어도 하나의 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성할 수 있다. 여기서 프리앰블 심볼은 자기 테이프 등에 정보를 기록할 때 각 블록의 선두에 기록되는 2진 문자열로서, 순서 방향, 판독시에 동기를 맞추기 위해 사용된다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 프리앰블 심볼은 프레임의 시작점을 알려주어 프레임의 동기를 맞추는데 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 방송신호 송신 장치(100)는 DVB-T2 방식을 이용하여 복수의 신호를 전송하며, DVB-T2 방식을 사용하여 데이터를 전송하는 단위를 T2 프레임이라 한다.
이에 따라, DVB-T2 시스템 및 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2시스템 및 프레임 구조에 관한 블록도이다.
도 2(a)는 DVB-T2의 전송 방식을 이용하여 T2 신호를 생성하는 송신기에 관한 것으로, 입력 스트림 처리기(Input Stream Processor)(210)는 입력된 방송 신호로부터 기저대역 프레임(Baseband Frame) 포맷 형태의 신호가 생성되도록 처리할 수 있다.
또한, BICM(Bit-Interleaved Coded Modulation) 연산부(220)는 입력된 기저대역 프레임 포맷 신호를 LDPC에 의해서 부호화하고, 이와 같이 부호화된 신호는 변조(Modulation)될 수 있다.
여기서, DVB-T2방식에서는 64800 bit와 16400 bit 길이의 LDPC 부호가 있으며, 다양한 부호화율(Code rate)에 의해서 입력 신호를 부호화할 수 있다. 한편, 부호화된 신호는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM, 256 QAM 으로 변조(Modulation) 될 수 있다.
또한, 프레임 맵퍼(230)는 OFDM 전송을 위한 T2프레임 구조를 생성할 수 있다. 여기서, T2프레임 구조는 방송 신호가 변조된 신호를 전송하기 위한 데이터 부반송파, 채널 추정을 위한 파일럿 및 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 저감을 위한 부반송파(또는 예약톤(Reserved Tone))들로 구성될 수 있다.
한편, OFDM 생성부(240)는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)방식을 사용하여 프레임 맵퍼(230)로부터 입력되는 신호를 시간 영역의 신호로 변환할 수 있다.
또한, 프리앰블 생성부(250)는 T2프레임 동기를 위하여 프리앰블을 T2프레임의 시작 부분에 부가하여 전송 신호를 생성할 수 있다.도 2(b)는 DVB-T2의 시간 영역에서의 복수의 T2 프레임 구조를 도시한 것으로, 하나의 T2프레임(260)은 프레임의 시작 위치를 알려주는 P1 프리앰블 심볼(270)과 L1(Layer1)신호를 전송하는 P2 프리앰블 심볼(280) 및 방송 신호를 전송하는 데이터 심볼(290)들로 구성될 수 있다.
구체적으로, P1 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 첫 부분에 위치하며 T2 프레임의 시작점을 검출하는데 사용될 수 있다. 또한, P1 프리앰블 심볼은 1K FFT 크기를 사용하며 가드 인터벌(guard interval) 형태의 신호이다. 주파수 영역의 P1 프리앰블 심볼은 1K FFT 중 853개의 부반송파에서 384개의 부반송파를 사용하며, 7bit의 정보를 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치(100)는 DVB-T2 시스템을 지원할 수 있고, 호환이 가능하다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 생성부(110), 주파수 할당부(120) 및 송신부(130)는 DVB-T2 시스템의 모듈레이터 모듈 중 P1 심볼 삽입부(P1 Symbol Insertion) 및 D/A 컨버터(D/A Converter)에 적용될 수 있다.
구체적으로, GI 삽입부(Guard Insertion Unit)로부터 OFDM 심볼의 마지막 부분을 복사하여 CP(cyclic prefix) 형태로 가드 인터벌을 각 OFDM 심볼에 삽입한 GI 정보가 P1 심볼 삽입부로 전송되면, P1 심볼 삽입부는 매 프레임마다 2개 이상의 프리앰블 심볼을 삽입할 수 있다. 2개 이상의 프리앰블 심볼을 사용하는 경우 모바일 페이딩 환경에서 발생할 수 있는 버스트 페이딩(burst fading)에 더욱 강인해지고, 신호 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, P1 심볼 삽입부(P1 Symbol Insertion Unit)는 각 프레임의 시작 부분에 P1 심볼을 삽입하여 D/A 컨버터부로 출력한다.
한편, 프리앰블 심볼 P1은 네 가지 주요 목적을 가진다. 첫째는, T2 신호의 빠른 인식을 위한 P1의 감지에만 충분한 초기 신호 스캔 동안 사용된다. 심볼의 구조는 수신기가 공칭 중심 주파수(nominal center frequency)로 조정되는 경우에도 어떤 주파수 오프셋도 감지될 수 있도록 해 준다. 이것은 수신기가 별도로 모든 가능한 오프셋을 테스트할 필요가 없도록 하기 때문에 스캐닝 시간을 줄여준다.
P1의 두번째 목적은 T2 프리앰블로서 프리앰블 그 자체를 식별하는 것이다. P1 심볼은 프리앰블 그 자체를 동일한 수퍼 프레임 내에 공존하는 FEF 파트에 사용되는 다른 포맷과 식별하기 위해 사용될 수 있다.
세번째 목적은 초기화 과정 동안 도울 수 있는 프리앰블의 나머지를 디코딩하는데 필요한 기본 TX 파라미터 신호를 보내는 것이다. P1의 네번째 목적은 수신기가 주파수 및 시간 동기화를 검출하고 교정할 수 있도록 해 주는 것이다.
또한, D/A 컨버터부(D/A Converter)는 P1 심볼이 삽입된 각 신호 프레임을 아날로그 신호로 변환한 후 해당 송신 안테나를 통해 전송할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따라, P1 심볼이 삽입된 각 신호 프레임에 대해 전체 주파수 중에서 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하고, 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하고 아날로그 신호로 변환한 후 해당되는 복수의 송신 안테나를 통해 전송할 수 있다.
또한, 모듈레이터 모듈은 MISO 또는 MIMO 방식으로 방송 신호를 전송할 때 복수 개의 전송 안테나를 통해 MISO 또는 MIMO 방식으로 방송 신호를 전송할 수 있다.
주파수 할당부(120)는 전체 주파수 중에서 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다. 예를 들면, 방송신호 송신 장치(100)가 하나의 영상 신호 즉, 하나의 방송 채널에 해당하는 영상 신호를 구성하는 T2 프레임의 전단에 프리앰블 심볼을 설정할 수 있다. 그리고 설정된 프리앰블 심볼을 전송하기 위한 주파수 중 일부인 서브 캐리어 위치를 할당하고, 설정된 프리앰블 심볼을 서브 캐리어에 실어 전송할 수 있다.
한편, 주파수 할당부(120)는 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다. 여기서, 서브 캐리어 위치가 시프트되는 기설정된 간격은 변경될 수 있다.
또한, 주파수 할당부(120)는 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제2 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 기설정된 간격만큼 시프트 시켜 생성된 주파수 위치를 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할 당할 수 있다.
이때, 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제2 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되는 경우가 발생하면, 하나의 서브 캐리어 위치에서 제1 프리앰블 심볼 및 제2 프리앰블 심볼을 함께 전송할 수가 없기 때문에 프리앰블 심볼을 전송하는데 있어서 문제가 발생하게 된다. 여기에서, 프리앰블 심볼을 전송하는데 있어서 문제가 발생하게 되면, 프레임의 동기를 맞출 수 없게 되고, 따라서 신호를 수신하는 수신 장치에서는 제대로 신호를 수신받아 처리를 할 수 없게 되어 통신 장애가 발생할 수 있다.
한편, 주파수 할당부(120)는 제2 신호에 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제3 신호에 포함된 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 주파수 할당부(120)는 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제3 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 기설정된 간격만큼 시프트 시켜 생성된 주파수 위치를 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
또한, 주파수 할당부(120)는 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치뿐만 아니라, 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와도 중복되지 않도록 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
결과적으로, 주파수 할당부(120)는 복수의 프리앰블 심볼 각각에 대해 할당된 모든 서브 캐리어 위치들 각각이 중복되지 않도록 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다. 이에 따라, 할당된 서브 캐리어 위치 각각은 하나의 프리앰블 심볼을 전송하는데만 사용될 수 있게 되며, 할당된 서브 캐리어 위치 각각은 하나의 안테나에 대응되어 전송될 수 있으므로, 결과적으로 방송신호 송신 장치(100)는 복수의 안테나를 이용하여 각각의 프리앰블 심볼을 전송할 수 있게 되어 MIMO방식의 방송 신호 송신이 가능해 질 수 있다.
예를 들면, 기지국과 사용자 단말 장치가 각각 복수의 안테나를 구비한 경우, 기지국은 하나의 영상 신호를 분할하고 분할된 영상 신호 각각에 프리앰블 심볼을 삽입하여 복수의 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있고, 사용자 단말 장치는 복수의 안테나를 통해 분할된 영상 신호를 동시에 수신받은 후 분할된 영상 신호 각각에 삽입된 프리앰블 심볼을 검출하여 각각의 분할된 영상 신호의 동기화를 수행하여 영상을 재생할 수 있게 된다.
한편, 송신부(130)는 복수의 신호 각각에 할당된 서브 캐리어 위치에 대응되는 복수의 안테나를 통해 복수의 신호를 전송할 수 있다.
여기에서, 송신부(130)는 복수의 신호를 OFDM(Othogonal Frequency Division Multipexing) 방식을 이용하여 복수의 안테나를 통해 복수의 신호를 전송할 수 있다.
구체적으로, OFDM은 고속의 송신 신호를 다수의 직교하는 협대역 반송파(서브 캐리어)로 다중화시키는 변조 방식을 말하는데, 고속의 전송률을 갖는 데이터열을 낮은 전송률을 갖는 많은 수의 데이터열로 나누고 이들을 복수의 부반송파(서브 캐리어)를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 즉, OFDM은 한 개 채널의 고속의 원천 데이터열을 다중의 채널로 동시에 전송한다는 측면에서 다중화 기술이며, 다중의 부반송파(서브 캐리어)에 분할한 데이터열을 실어 전송한다는 측면에서 변조 기술이다. 또한, 각 부반송파(서브 캐리어)의 파형은 시간축 상으로는 직교(Orthogonal)하나, 주파수 축 상에서는 겹치게(Overlap)된다.
따라서, 송신부(130)는 복수의 신호를 많은 수의 데이터열로 나누고 나뉘어진 데이터열들을 서브 캐리어로 암호화한 후, 서브 캐리어 신호를 취하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 및 병령-직렬 변환을 적용하여 직렬 출력 데이터 스트림을 생성할 수 있다. 그리고, 생성된 데이터 스트림에 헤더를 삽입하고, 안테나로부터의 전송을 위해 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 헤더는 프리앰블 심볼일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 주파수 할당부(120)는 안테나 1(Ant1)을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)를 할당할 수 있다. 여기서, 주파수 할당부(120)는 할당된 서브 캐리어 위치(310)의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 기 설정된 값 이하가 되도록 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
여기서, PAPR이란, 기저 대역 전송 신호가 송신기에 미치는 영향을 표시하는 기준으로 평균 전력에 대한 피크 전력의 비율을 뜻한다. 즉, 일반적으로 송신기의 전력은 평균 전력을 의미하지만, 실제로 송신되는 전력에는 피크 전력이 존재하며, 이러한 피크 전력은 적절하게 설계되지 않을 경우 상호 변조를 일으켜 방송 품질 저하의 원인이 된다. 이에 따라 방송신호 송신 장치(100)는 PAPR이 작아지도록 방송 신호를 전송해야 한다.
한편, PAPR은 동일한 간격으로 서브 캐리어를 위치하는 경우 커지게 된다. 즉, 일정한 주기로 서브 캐리어를 통하여 방송신호를 전송하는 경우, 동일한 시간마다 송신기에 미치는 영향이 누적되면서 결과적으로 PAPR이 커지게 되고 방송 품질 저하 현상이 일어나게 된다.
따라서, 도 3의 안테나 1(Ant1)을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)와 같이, 주파수 할당부(120)는 각각의 서브 캐리어들을 동일한 간격이 아니라 랜덤한 간격으로 배치하여 PAPR을 낮출 수 있다.
또한, 주파수 할당부(120)는 안테나 1(Ant1)을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(310)를 기준으로 기설정된 간격만큼 시프트시킨 주파수 위치를 안테나 2(Ant2)를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(320)로 할당할 수 있다.
여기서, 안테나 2(Ant2)를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(320)는 안테나 1(Ant1)을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)와 중복되지 않도록 기설정된 간격만큼 시프트되어야 한다.
또한, 주파수 할당부(120)는 안테나 2(Ant2)를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(320)를 기준으로 기설정된 간격만큼 시프트시킨 주파수 위치를 안테나 3(Ant3)을 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(330)로 할당할 수 있다.
여기서, 안테나 3(Anr3)을 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(330)는 안테나 2(Ant2)를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(320)와 중복되지 않도록 기설정된 간격만큼 시프트되어야 한다.
또한, 주파수 할당부(120)는 안테나 3(Ant3)을 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(330)를 기준으로 기설정된 간격만큼 시프트시킨 주파수 위치를 안테나 4(Ant4)를 통해 전송되는 제4 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(340)로 할당할 수 있다.
여기서, 안테나 4(Ant4)를 통해 전송되는 제4 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(340)는 안테나 3(Ant3)을 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(340)와 중복되지 않도록 기설정된 간격만큼 시프트되어야 한다.
한편, 도 3과 같이, 안테나 1, 안테나 2, 안테나 3 및 안테나 4를 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼, 제2 프림앰블 심볼, 제3 프리앰블 심볼 및 제4 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치(310,320,330,340)는 서로 중복되지 않아야 한다.
또한, 기설정된 간격은 모든 안테나를 통해 전송되는 각각의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치들이 서로 중복되지 않는다는 조건 하에 변경 가능하다.
즉, 도 3의 경우에는 주파수 할당부(120)는 안테나 1을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)를 기준으로 하나의 위치 간격만큼 시프트시킨 주파수 위치를 안테나 2를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(320)로 할당하였고, 이는 안테나 3 및 안테나 4를 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(330) 및 제4 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(340)에도 동일하게 적용되었다.
그러나, 상술한 바와 같이, 모든 안테나를 통해 전송되는 각각의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치들이 서로 중복되지 않을 수 있다면, 시프트되는 간격은 복수의 위치 간격이 될 수 있다.
한편, 도 3의 안테나 1을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)를 참조하면, 주파수 할당부(120)는 각각의 서브 캐리어들을 배치하는 최소한의 간격(350)을 설정할 수 있다.
예를 들면, FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 128이며, 사용하고자 하는 안테나의 개수가 4개이고 상술한 바와 같이 시프트되는 간격을 1이라고 가정하면, 안테나 1, 안테나 2, 안테나 3 및 안테나 4를 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼, 제2 프림앰블 심볼, 제3 프리앰블 심볼 및 제4 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치(310,320,330,340)가 서로 중복되지 않기 위해서는 어느 하나의 서브 캐리어와 인접한 다른 하나의 서브 캐리어의 간격은 최소한 4가 되어야 한다.
즉, 주파수 할당부(120)는 시프트되는 간격 및 사용하고자 하는 안테나의 개수에 따라 필요한 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치의 개수를 고려하여, 모든 안테나를 통해 전송되는 각각의 프리앰블 심볼에 대한 각각의 서브 캐리어 위치들이 서로 중복되지 않도록, 최소한의 어느 하나의 서브 캐리어와 인접한 다른 하나의 서브 캐리어의 간격(350)을 설정할 수 있다.
한편, 주파수 할당부(120)는 최대한의 어느 하나의 서브 캐리어와 인접한 다른 하나의 서브 캐리어의 간격을 설정할 수 있다.
예를 들면, FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 128이며, 사용하고자 하는 안테나의 개수가 4개이고 상술한 바와 같이 시프트되는 간격을 1이라고 가정하면, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K인 경우 서브 캐리어가 위치할 수 있는 전체 주파수 의 개수는 853개이고 프리앰블 심볼의 전송에 사용되는 서브 캐리어의 개수는 128개이며, 상술한 바와 같이 최소한의 어느 하나의 서브 캐리어와 인접한 다른 하나의 서브 캐리어의 간격이 4이므로, 전체 주파수 의 개수인 853에서, 프리앰블 심볼의 전송에 사용되는 서브 캐리어의 개수인 128에 최소한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격 4를 곱한 값인 512를 빼면, 341개의 주파수 가 남게 된다. 여기서, 어느 하나의 서브 캐리어가 위치하려면 가장 마지막에 위치한 서브 캐리어로부터 최소한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격 4만큼 떨어져서 위치해야 하므로, 341개의 주파수 에서 4개의 주파수를 더 빼내면 총 337개의 주파수 가 남게 된다.
즉, 상술한 바와 같이 산출된 총 337개의 주파수 는 하나의 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치에서 최대한의 어느 하나의 서브 캐리어와 인접한 다른 하나의 서브 캐리어의 간격을 의미한다.
결과적으로, 주파수 할당부(120)는 프리앰블 심볼에 대하여 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈, 프리앰블 심볼의 길이, 안테나의 개수 및 시프트되는 간격에 기초하여, 1) 최소한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격, 2) 최대한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격, 3) 기설정된 값이하인 PAPR의 조건을 만족하는 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈, 프리앰블 심볼의 길이 및 PAPR을 고려하여 산출된 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치의 인덱스를 정리한 도면이다.
도 4를 참조하면, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고, 프리앰블 심볼의 길이가 128이며, PAPR이 6.4dB이 되도록 하는 서브 캐리어 위치의 인덱스가 정리되어 있음을 알 수 있다.
즉, 주파수 할당부(120)는 프리앰블 심볼에 대해 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고, 프리앰블 심볼의 길이가 128이며, PAPR이 6.4dB의 조건을 만족하는 도 4와 같은 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있고, 필요한 안테나의 개수만큼 시프트하여 서브 캐리어 위치를 확장할 수 있다.
한편, 도 5에는, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 2K이고, 프리앰블 심볼의 길이가 256이며, PAPR이 6.99dB이 되도록 하는 서브 캐리어 위치의 인덱스가 정리되어 있으며, 주파수 할당부(120)는 프리앰블 심볼에 대해 도 5와 같은 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있고, 필요한 안테나의 개수만큼 시프트하여 서브 캐리어 위치를 확장할 수 있다.
또한, 도 6에는, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 4K이고, 프리앰블 심볼의 길이가 512이며, PAPR이 7.73dB이 되도록 하는 서브 캐리어 위치의 인덱스가 정리되어 있으며, 주파수 할당부(120)는 프리앰블 심볼에 대해 도 6과 같은 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있고, 필요한 안테나의 개수만큼 시프트하여 서브 캐리어 위치를 확장할 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 각각의 서브 캐리어가 규칙적이지 않고 랜덤하게 떨어져서 배치되어 있고, 최소한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격보다 크게 떨어져서 배치되어 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 확장하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
기존의 DVB-T2 방식을 사용하는 방송신호 송신 장치는 프리앰블 심볼이 전체 서브 캐리어들 중에서 일부 서브 캐리어만 사용하고 있으므로, 기존 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치를 변경하지 않고, 다른 서브 캐리어 위치를 추가적으로 할당하여 확장할 수 있다.
구체적으로, 주파수 할당부(120)는 도 7과 같이 사용하고자 하는 안테나의 개수, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈 및 프리앰블 심볼의 길이를 고려하여 작성된 표에 근거하여 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 중복되지 않는 또 다른 프리앰블 심볼에 대해 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있고, 따라서, 안테나의 개수를 확장할 수 있다.
이에 따라, 주파수 할당부(120)는 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 유지하면서 또 다른 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 생성하여 확장할 수 있게 되어, 기존 DVB-T2 방식과 호환될 수 있다.
도 7의 표를 참조하면, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1024 즉, 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 384일 경우, 사용가능한 안테나의 개수가 2.2이므로 안테나를 2개까지 사용하여 복수의 신호를 전송할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 1) 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1024이고, 프리앰블 심볼의 길이가 128인 경우, 2) 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 2048이고, 프리앰블 심볼의 길이가 256인 경우, 3) 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 4096이고, 프리앰블 심볼의 길이가 512인 경우 모두 사용가능한 안테나의 개수가 6.7이므로 안테나를 6개까지 사용하여 복수의 신호를 전송할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 안테나를 6개까지 확장하기 위해서 상술한 3개 조합의 프리앰블로 구성할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 384인 경우 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스 및 확장 가능한 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8의 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스와 도 9의 확장된 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스는 서로 중복되지 않음을 알 수 있다.
다만, 상술한 프리앰블 심볼을 확장하는 방법은 비어있는 서브 캐리어 위치를 사용하여 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하는 것이므로, 도 3과 같이 주파수 할당부(120)가 프리앰블 심볼에 대하여 서브 캐리어 위치를 할당하기 위하여 필요한 1) 최소한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격, 2) 최대한의 인접한 두 서브 캐리어 간의 간격, 3) 기설정된 값이하인 PAPR의 조건을 만족할 필요는 없다.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스가 변조 순서(Modulation Sequence)에 따라 CSS1(64), CSS2(256) 및 CSS3 (64)로 나뉘어져 있다. 즉, 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 인덱스가 64개, 256개 및 64개로 나뉘어져 있다.
여기서, 상술한 바와 같이 도 3의 안테나 1을 통해 전송되는 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(310)을 기준으로 하나의 위치 간격만큼 시프트시킨 주파수 위치를 안테나 2를 통해 전송되는 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(320) 또는 안테나 3 및 안테나 4를 통해 전송되는 제3 프리앰블 심볼 및 제4 프리앰블 심볼에 대해 동일하게 적용된 서브 캐리어 위치(330) 및 제4 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치(340)에 대한 서브 캐리어 인덱스도 도 8 및 도 9와 같이 변조 순서(Modulation Sequence)인 CSS1(64), CSS2(256) 및 CSS3 (64)에 맞추어서 표시될 수 있다.
즉, 도 7 내지 도 9의 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 유지하면서 또 다른 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 생성하여 확장하는 방법과 같이, 기존의 DVB-T2의 프리앰블 심볼의 구조는 그대로 유지하면서 본 발명의 일 실시 예에 따라 어느 하나의 프리앰블 심볼에 대해 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있고, 또한, 이를 기준으로 시프트시켜 또 다른 하나의 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하여 프리앰블 심볼을 확장할 수 있다.
도 10은 기존 T2의 프리앰블 심볼을 본 발명의 프리앰블 확장 방법에 의해 생성된 서브 캐리어 인덱스를 나타낸 도면이다.
여기서, 프리앰블 심볼의 FFT 사이즈가 1K이고 프리앰블 심볼의 길이가 384 Length로 T2와 동일한 구조이다.
한편, 주파수 할당부(120)는 도 10의 서브 캐리어 인덱스를 바탕으로 두 번 째 안테나의 프리앰블 심볼에 대해 서브 캐리어 위치를 할당하여 프리앰블 심볼을 확장할 수 있다. 이때, 두 번째 안테나의 서브 캐리어 인덱스는 도 10의 서브 캐리어 인덱스로부터 1 시프트하여 결정될 수 있다.
또한, 도 4와 같이 프리앰블 길이가 128 Length로써 필요한 서브 캐리어의 개수가 128인 경우 서브 캐리어 인덱스는 변조 순서 CSS1(64) 및 CSS2(64)에 맞추어서 표시될 수 있다.
또한, 도 5와 같이 프리앰블 길이가 256 Length로써 필요한 서브 캐리어의 개수가 256인 경우 서브 캐리어 인덱스는 변조 순서 CSS1(256)에 맞추어서 표시될 수 있다.
한편, 도 6과 같이 프리앰블 길이가 512 Length로써 필요한 서브 캐리어의 개수가 512인 경우 서브 캐리어 인덱스는 변조 순서 CSS1(256) 및 CSS2(256)에 맞추어서 표시될 수 있다.
따라서, 기존의 DVB-T2 방식을 사용하는 방송신호 송신 장치에서도 기존 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치를 변경하지 않고, 본 발명의 일 실시 예에 따라 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 시프트시켜 생성된 또 다른 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 추가적으로 할당하여 확장할 수 있게 된다.
이에 따라, 주파수 할당부(120)는 기존의 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 유지하면서 또 다른 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 생성하여 확장할 수 있게 되어, 기존 DVB-T2 방식과 호환될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DVB-T2방식이 적용된 방송신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
DVB-T2방식이 적용된 방송신호 수신 장치(1100)는 프리앰블 검출부(1110), OFDM demodulator(1120), 프레임 디맵퍼(1130), BICM decoder(1140) 및 스트림 생성부(1150)로 구성될 수 있다.
복수의 안테나에서 전송되는 프리앰블 심볼들은 주파수 분할 다중화 방식으로 전송되는데, 프리앰블 검출부(1110)는 복수의 안테나로 전송되는 프리앰블 심볼들을 구별할 수 있다. 여기서, 송신 장치(미도시)는 수신 장치(1100)에게 안테나 개수 정보와 서브 캐리어 위치의 시프트 값 정보를 전송하여 알려줄 수도 있으나, 송신 장치(미도시)와 수신 장치(1100)에 안테나 개수와 시프트 값에 대한 정보가 셋팅되어 있다면, 송신기는 이에 대한 정보를 전송하지 않아도 된다.
한편, 방송신호 수신 장치(1100)는 안테나 별로 프리앰블 심볼의 서브 캐리어 위치가 다르기 때문에 해당 서브 캐리어 위치에 따라 프리앰블 심볼을 수신할 수 있다.
즉, 도 3과 같이 첫 번째 안테나는 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(310)을 사용하고, 두 번째 안테나는 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(320)을 사용하며, 세 번째 안테나는 제3 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(330)를 사용하고, 네 번째 안테나는 제4 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치(340)를 결정할 수 있다.
또한, OFDM demodulator(1120)는 OFDM 복조를 수행하고 프레임 디맵퍼(1130)는 수신하고자 하는 부호화 신호를 생성할 수 있다.
또한, BICM decoder(1140)는 수신 신호를 복호화하고, 스트림 생성부(1150)는 복호화된 신호를 기초로 방송 신호를 생성할 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼의 서브 캐리어 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
안테나 별로 전송되는 프리앰블 심볼의 서브 캐리어의 위치를 결정하기 위해서 수신 장치(미도시)는 기준이 되는 프리앰블 심볼의 부반송파의 인덱스를 갖을 수 있다. 여기서, 기준이 되는 프리앰블 심볼의 부반송파의 인덱스에 대한 정보는 송신 장치(미도시)와 수신 장치(미도시) 사이에서 미리 정한 것이므로, 송신 장치(미도시)에서 수신 장치(미도시)로 프리앰블 심볼을 전송할 때 따로 전송할 필요가 없다.
예를 들면, 미리 정해진 인덱스에 대한 정보는 수신 장치(미도시)의 메모리에 저장한 후 프리앰블 심볼 수신 시에 메모리로부터 읽어 들일 수 있다. 여기서, 미리 정해진 안테나 및 인덱스에 대한 정보는 기준이 되는 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치 정보일 수 있다.
한편, 나머지 안테나 및 인덱스의 위치 정보는 안테나 정보와 시프트 정보를 바탕으로 할당되는 서브 캐리어 위치로부터 결정될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 송신 장치(미도시)가 수신 장치(미도시)로 안테나 정보 및 시프트 정보를 전송하고, 수신 장치(미도시)는 수신 받은 안테나 정보 및 시프트 정보에 기초하여 서브 캐리어 위치를 계산할 수 있다.
또한, 송신 장치(미도시)와 수신 장치(미도시)에 안테나 정보 및 시프트 정보에 대한 정보가 셋팅되어 있다면, 송신 장치(미도시)는 이에 대한 정보를 전송하지 않아도 된다.
한편, 수신 장치(미도시)는 안테나 정보 및 시프트 정보에 기초하여 나머지 안테나의 서브 캐리어 인덱스 위치를 계산할 수 있고, 산출된 서브 캐리어 인덱스 위치에 따라 프리앰블 심볼을 검출할 수 있다.
상술한, 프리앰블 심볼의 확장 방법은 복수의 안테나를 사용하여 신호를 전송하는데 사용될 수 있고, 또한, 복수의 송신 장치를 구별하기 위해서도 사용될 수 있다. 한편, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13에 도시된 방법에 따르면, 각각 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성할 수 있다(S1310).
그리고, 전체 주파수 중에서 상기 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다(S1320).
여기서, 복수의 안테나의 개수 및 전체 서브 캐리어 개수 중 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 개수에 기초하여, 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 간의 간격을 결정하고, 결정된 간격에 기초하여 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
또한, 복수의 안테나는 프리앰블 심볼의 길이 및 프리앰블 심볼의 FFT(Fast Fourier Transform)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 방송신호 송신 장치(100)는 DVB-T2 방식을 이용하여 복수의 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 복수의 신호 각각은 P1 프리앰블 심볼, P2 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 T2 프레임으로 구성되며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼은 P1 프리앰블 심볼일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 시작점에 대한 정보를 저장하고, P2 프리앰블 심볼은 데이터 심볼에 관한 정보를 저장하며, 데이터 심볼은 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 할당된 서브 캐리어 위치가 기설된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다(S1330).
구체적으로, 방송신호 송신 장치(100)는 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제2 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 기설정된 간격만큼 시프트 시켜 생성된 주파수 위치를 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
이때, 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제2 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되는 경우가 발생하면, 하나의 서브 캐리어 위치에서 제1 프리앰블 심볼 및 제2 프리앰블 심볼을 함께 전송할 수가 없기 때문에 프리앰블 심볼을 전송하는데 있어서 문제가 발생하게 된다. 여기에서, 프리앰블 심볼을 전송하는데 있어서 문제가 발생하게 되면, 프레임의 동기를 맞출 수 없게 되고, 따라서 신호를 수신하는 수신 장치에서는 제대로 신호를 수신받아 처리를 할 수 없게 되어 통신 장애가 발생할 수 있다.
한편, 제2 신호에 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제3 신호에 포함된 제3 프리앰블 시볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와 제3 프리앰블 심볼에 할당된 서브 캐리어 위치가 서로 중복되지 않도록 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치를 기설정된 간격만큼 시프트 시켜 생성된 주파수 위치를 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당할 수 있다.
또한, 할당된 서브 캐리어 위치의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 기 설정된 값 이하가 되도록 상기 복수의 신호 중 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 프리앰블 심볼에 대한 상기 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
한편, 제2 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치뿐만 아니라, 제1 프리앰블 심볼에 대해 할당된 서브 캐리어 위치와도 중복되지 않도록 제3 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다.
또한, 복수의 신호 각각에 할당된 서브 캐리어 위치에 대응되는 복수의 안테나를 통해 복수의 신호를 전송할 수 있다(S1340).
결과적으로, 복수의 프리앰블 심볼 각각에 대해 할당된 모든 서브 캐리어 위치들 각각이 중복되지 않도록 서브 캐리어 위치를 할당할 수 있다. 이에 따라, 할당된 서브 캐리어 위치 각각은 하나의 프리앰블 심볼을 전송하는데만 사용될 수 있게 되며, 할당된 서브 캐리어 위치 각각은 하나의 안테나에 대응되어 전송될 수 있으므로, 결과적으로 방송신호 송신 장치(100)는 복수의 안테나를 이용하여 각각의 프리앰블 심볼을 전송할 수 있게 되어 MIMO방식의 방송 신호 송신이 가능해 질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
일 예로, 각각 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 복수의 신호를 생성하는 단계, 전체 주파수 중에서 복수의 신호 중 제1 신호에 포함된 제1 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치를 할당하는 단계 및 할당된 서브 캐리어 위치가 기설정된 간격만큼 시프트된 주파수 위치를 복수의 신호 중 제2 신호에 포함된 제2 프리앰블 심볼에 대한 서브 캐리어 위치로 할당하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 방송신호 송신 장치에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 방송신호 송신 장치에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 디바이스에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 방송신호 송신 장치 110 : 신호 생성부
120 : 주파수 할당부 130 : 송신부
120 : 주파수 할당부 130 : 송신부
Claims (18)
- 방송 송신 장치에 있어서,
각각 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 제1 신호 및 제2 신호를 포함하는 복수의 신호를 생성하는 신호 생성부;
제1 서브 캐리어 셋에 기초하여 상기 제1 신호의 프리앰블 심볼로 제1 시그널링을 삽입하고,
제2 서브 캐리어 셋에 기초하여 상기 제2 신호의 프리앰블 심볼로 제2 시그널링을 삽입하는 주파수 할당부; 및
복수의 안테나를 통해 상기 복수의 신호 각각을 전송하는 송신부;를 포함하며,
상기 제2 서브 캐리어 셋의 주파수 위치는 상기 제1 서브 캐리어 셋의 주파수 위치로부터 기설정된 간격만큼 시프트되며,
상기 제1 서브 캐리어 셋은 제1 서브 캐리어 및 상기 제1 서브 캐리어 셋에 인접한 제2 서브 캐리어를 포함하며,
상기 제1 서브 캐리어 및 상기 제2 서브 캐리어 사이의 제1 간격은 상기 복수의 신호의 개수 및 상기 기설정된 간격에 기초하여 결정되며,
상기 제1 서브 캐리어 셋은 상기 제2 서브 캐리어에 인접한 제3 서브 캐리어를 더 포함하며,
상기 제2 서브 캐리어 및 상기 제3 서브 캐리어 사이의 제2 간격은 상기 제1 간격보다 크고 제3 간격보다 작은 값으로 결정되며,
상기 제3 간격은 상기 복수의 신호의 개수, 상기 기설정된 간격 및 시그널링을 전송하는데 이용되는 서브 캐리어의 개수에 기초하여 결정되는 방송신호 송신 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나의 개수는,
상기 프리앰블 심볼의 길이 및 상기 프리앰블 심볼의 FFT(Fast Fourier Transform)의 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방송신호 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 방송신호 송신 장치는,
DVB-T2 방식을 이용하여 상기 복수의 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 방송신호 송신 장치. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 신호 각각은 P1 프리앰블 심볼, P2 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 T2 프레임으로 구성되며,
상기 프리앰블 심볼은 상기 P1 프리앰블 심볼인 것을 특징으로 하는 방송신호 송신 장치. - 제8항에 있어서,
상기 P1 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 시작점을 알려주고, 상기 P2 프리앰블 심볼은 데이터 심볼에 관한 정보를 전송하며, 상기 데이터 심볼은 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 방송신호 송신 장치. - 복수의 신호를 각각 복수의 안테나를 통해 전송하는 방송신호 송신 장치의 제어방법에 있어서,
각각 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 제1 신호 및 제2 신호를 포함하는 복수의 신호를 생성하는 단계;
제1 서브 캐리어 셋에 기초하여 상기 제1 신호의 프리앰블 심볼로 제1 시그널링을 삽입하고, 제2 서브 캐리어 셋에 기초하여 상기 제2 신호의 프리앰블 심볼로 제2 시그널링을 삽입하는 단계; 및
복수의 안테나를 통해 상기 복수의 신호 각각을 전송하는 단계;를 포함하며,
상기 제2 서브 캐리어 셋의 주파수 위치는 상기 제1 서브 캐리어 셋의 주파수 위치로부터 기설정된 간격만큼 시프트되며,
상기 제1 서브 캐리어 셋은 제1 서브 캐리어 및 상기 제1 서브 캐리어 셋에 인접한 제2 서브 캐리어를 포함하며,
상기 제1 서브 캐리어 및 상기 제2 서브 캐리어 사이의 제1 간격은 상기 복수의 신호의 개수 및 상기 기설정된 간격에 기초하여 결정되며,
상기 제1 서브 캐리어 셋은 상기 제2 서브 캐리어에 인접한 제3 서브 캐리어를 더 포함하며,
상기 제2 서브 캐리어 및 상기 제3 서브 캐리어 사이의 제2 간격은 상기 제1 간격보다 크고 제3 간격보다 작은 값으로 결정되며,
상기 제3 간격은 상기 복수의 신호의 개수, 상기 기설정된 간격 및 시그널링을 전송하는데 이용되는 서브 캐리어의 개수에 기초하여 결정되는 제어방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 복수의 안테나의 개수는,
상기 프리앰블 심볼의 길이 및 상기 프리앰블 심볼의 FFT(Fast Fourier Transform)의 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제어방법. - 제10항에 있어서,
상기 방송신호 송신 장치는,
DVB-T2 방식을 이용하여 상기 복수의 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어방법. - 제16항에 있어서,
상기 복수의 신호 각각은 P1 프리앰블 심볼, P2 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼을 포함하는 T2 프레임으로 구성되며,
상기 프리앰블 심볼은 상기 P1 프리앰블 심볼인 것을 특징으로 하는 제어방법. - 제17항에 있어서,
상기 프리앰블 심볼은 T2 프레임의 시작점을 알려주고, 상기 P2 프리앰블 심볼은 데이터 심볼에 관한 정보를 전송하며, 상기 데이터 심볼은 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
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