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KR102364907B1 - 디지털 텔레비전 시스템을 위한 낮은 인접 채널 간섭 모드 - Google Patents

디지털 텔레비전 시스템을 위한 낮은 인접 채널 간섭 모드 Download PDF

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KR102364907B1
KR102364907B1 KR1020167007092A KR20167007092A KR102364907B1 KR 102364907 B1 KR102364907 B1 KR 102364907B1 KR 1020167007092 A KR1020167007092 A KR 1020167007092A KR 20167007092 A KR20167007092 A KR 20167007092A KR 102364907 B1 KR102364907 B1 KR 102364907B1
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KR
South Korea
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carriers
bandwidth
bandwidth mode
modulated signal
mode
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KR1020167007092A
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English (en)
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KR20160135157A (ko
Inventor
존 시드니 스튜어트
맥스 워드 무터스포어
Original Assignee
인터디지털 매디슨 페턴트 홀딩스 에스에이에스
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Publication date
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Abstract

방법들 및 장치들은 멀티 캐리어 변조 시스템(예를 들어, OFDM)이 레거시 변조 시스템을 대체하고 일정 시간 기간 동안 그것과 공존할 때 인접 채널 간섭에 대한 해결책을 제공한다. 인접 채널 간섭은 전이 기간 동안에 스펙트럼의 에지에서 캐리어들의 일부를 차단(0으로 설정)하고 사용하지 않음으로써 감소될 수 있다. 이것은 채널의 대역폭을 효과적으로 감소시키고, 결과적으로, 멀티 캐리어 신호에 의해 발생된 인접 채널 간섭을 감소시킨다. 그러나, 어느 시점에서, 레거시 시스템은 턴 오프될 것이고 원래의 채널들 내로의 인접 채널 간섭은 더 이상 중요하지 않을 것이다. 본 원리들은, 일단 간섭 문제가 덜 엄격하게 되면, 제거된 캐리어들의 비차단을 가능하게 하는 메커니즘을 제안한다.

Description

디지털 텔레비전 시스템을 위한 낮은 인접 채널 간섭 모드{LOW ADJACENT CHANNEL INTERFERENCE MODE FOR A DIGITAL TELEVISION SYSTEM}
관련 출원들에 대한 상호 참조
2013년 8월 22일자 출원된 "LOW ADJACENT CHANNEL INTERFERENCE MODE FOR A DIGITAL TELEVISION SYSTEM"이라고 하는 미국 가 특허 출원 번호 61/868786; 2013년 8월 23일자 출원된 "DIGITAL TELEVISION SIGNAL APPARATUS AND METHOD"라고 하는 미국 가 특허 출원 번호 61/869143; 2013년 9월 26일자 출원된 "DIGITAL TELEVISION SIGNAL APPARATUS AND METHOD"라고 하는 미국 가 특허 출원 번호 61/882827; 및 2013년 10월 16일자 출원된 "METHOD AND APPARATUS FOR DELIVERING A BROADCAST DIGITAL TELEVISION SIGNAL"이라고 하는 미국 가 특허 출원 번호 61/891563의 우선권을 주장한다. 이들 가출원들은 명백히 모든 목적들을 위해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 원리들은 통신 시스템들 및 특히, 디지털 텔레비전 시스템들에서의 인접 채널 간섭에 관한 것이다.
2013년 3월 26일자로, 미국에서 지상파 방송 디지털 텔레비전 표준들을 제안한 미국의 디지털 TV 방식 위원회(Advanced Television Systems Committee)(ATSC)는 차세대(ATSC 3.0이라고 함) 물리 계층을 위한 제안들을 위한 요구를 발표하였다. ATSC 3.0은 시청자에세 훨씬 더 많은 서비스들 및 8-VSB(8 레벨, 잔류 측파대) 변조 시스템을 포함하는 현재 배치된 버전, ATSC A/53과의 브레이킹 백워드 호환을 필요로 하는, 증가된 대역폭 효율 및 압축 성능을 제공할 것이다. ATSC 3.0은 다음 10년 내에 부상하는 것으로 예상되고 그것은 초당 60 프레임(fps)에서 초고선명 3840×2160까지의 비디오 해상도를 갖는 콘텐츠의 고정된 디바이스들에의 전달을 지원하는 것으로 의도된다. 시스템의 의도는 60fps에서 고선명도 1920×1080까지의 비디오 해상도를 갖는 콘텐츠의 휴대용, 핸드헬드 및 차량 디바이스들에의 전달을 지원하는 것이다. 시스템은 또한 더 낮은 비디오 해상도들 및 프레임 레이트들을 지원할 것으로 예상된다.
현재의 ATSC 표준과 관련된 주된 문제들 중 하나는 8-VSB 변조 시스템이 다경로 전파 및 도플러 효과에 취약하다는 것이다. 이들 장애는 방송 송신 환경, 특히 대도시에서, 및 (ATSC가 지원하고자 하는) 휴대용/핸드헬드/차량 디바이스들에의 전달에 있다. 예를 들어, OFDM(직교 주파수 분할 다중) 변조와 같은 멀티 캐리어 변조 시스템들은 이들 장애에 대응하기 위한 변조의 더욱 좋은 선택들이라는 것이 일치된 의견이다.
OFDM은 다중 캐리어 주파수들 상에서 디지털 데이터를 인코딩하는 방법이다. OFDM에서, 서브 캐리어 주파수들은 서브 캐리어들이 서로 직교하도록 선택되는데, 이는 서브 채널들 간의 누화가 제거되고 캐리어 간 가드 밴드들(inter-carrier guard bands)이 요구되지 않는다는 것을 의미한다. 이것은 송신기와 수신기 둘 다의 설계를 상당히 간소화하고; 종래의 FDM과 다르게, 각각의 서브 채널을 위한 별도의 필터가 요구되지 않는다. 직교성은 수신기 측에서 FFT(고속 푸리에 변환) 알고리즘, 및 송신기 측에서 역 FFT를 사용하여 효율적인 변조기 및 복조기 구현을 가능하게 한다. 특히, FFT의 크기는 OFDM 변조 시스템에서 캐리어들의 수를 식별한다. 주파수 선택 채널들은 그들의 지연 분산 또는 코히어런스 대역폭에 의해 특성화된다. 8-VSB와 같은 단일 캐리어 시스템에서, 단일 페이드 또는 간섭은 전체 링크가 실패하게 할 수 있지만, OFDM과 같은 멀티 캐리어 시스템들에서는, 전체 서브 캐리어들 중 소수만이 영향받을 것이다. 이런 식으로, 다경로 페이딩은 단일 캐리어 시스템들에서보다 더 간단한 등화 기술들로, OFDM에서 쉽게 제거될 수 있다.
새로운 방송 시스템이 배치될 때, 그것이 궁극적으로 ATSC 3.0에 대한 경우로 됨에 따라, 그것은 어떤 때는 기존의 시스템과 공존하여야 한다. 또한, 채널들이 새로운 채널과 기존의 채널 둘 다를 수용하도록 가용한 스펙트럼 주위에 이동되는 경우와 관련된 어떤 채널 재정렬이 일반적으로 있다. 이 계획 과정은 채널들이 배치될 수 있는 곳을 계획할 때 다양한 채널 채널들 간의 간섭 및 전이 과정 중에 레거시 시스템의 설치된 베이스와의 호환성을 유지할 필요성을 고려해야 하므로 꽤 어려울 수 있다. 이것은 레거시 시스템이 각각의 채널에 대한 보다 엄격한 스펙트럼 마스크(spectral mask)를 가질 때 특히 어렵다. 고려되어야 하는 한가지 장애는 인접 채널 간섭이다. 본 원리들은 기존의 표준을 대체하고, 일정 시간 기간 동안 그것과 공존하는 멀티 캐리어 변조 시스템(예를 들어, OFDM)에 대한 인접 채널 간섭의 문제에 대한 해결책을 제안한다.
본 원리들은 멀티 캐리어 변조 시스템(예를 들어, OFDM)이 레거시 변조 시스템(예를 들어, ATSC)을 대체하고, 일정 시간 기간 동안 그것과 공존할 때 인접 채널 간섭에 대한 해결책을 제공하는 방법들 및 장치들을 기술한다. 인접 채널 간섭은 레거시 시스템으로부터 멀티 캐리어 시스템으로의 전이의 기간 동안에 스펙트럼의 에지에서 캐리어들의 일부를 차단(0으로 설정)하고 사용하지 않음으로써 감소될 수 있다. 이것은 채널의 대역폭을 효과적으로 감소시키고, 결과적으로, 레거시 시스템의 스펙트럼 마스크와의 호환성을 유지하면서, 복잡하고 비싼 필터링의 필요없이, 멀티 캐리어 신호에 의해 발생된 인접 채널 간섭을 감소시킨다. 그러나, 어느 시점에서, 레거시 시스템은 턴 오프될 것이고 원래의 채널들 내로의 인접 채널 간섭은 더 이상 중요하지 않을 것이다. 본 원리들은, 일단 간섭 문제가 덜 엄격하게 되면, 즉, 레거시 시스템이 마지막으로 턴 오프될 때 제거된 캐리어들의 비차단을 가능하게 하는 메커니즘을 제안한다.
본 원리들의 한 양태에 따르면, 멀티 캐리어 변조된 신호를 송신하는 장치로서, 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함하는 대역폭 파라미터를 포함하는 데이터를 제공하는 소스(111, 200); 및 상기 대역폭 파라미터에 따라 상기 데이터를 물리 채널 상의 복수의 캐리어에 할당함으로써 상기 데이터를 변조하여 상기 변조된 신호를 생성하는 멀티 캐리어 변조기(114)를 포함하는 장치가 제공된다. 상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는다. 상기 장치는 상기 멀티 캐리어 변조기 전에 상기 데이터를 적어도 채널 인코드하는 채널 인코더(113)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 캐리어 모드는 상기 멀티 캐리어 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반할 수 있다. 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC일 수 있고 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM일 수 있다.
본 원리들의 한 양태에 따르면, 멀티 캐리어 변조된 신호를 수신하는 장치로서, 상기 변조된 신호를 복조하여 복조된 데이터 심볼들을 얻는 멀티 캐리어 복조기(124, 310) - 상기 신호는 복수의 시그널링 데이터 및 그 이외 시그널링 데이터 변조된 심볼들(a plurality of signaling data and other than signaling data modulated symbols)을 포함하고, 상기 변조된 심볼들은 물리 채널 상의 복수의 캐리어를 포함하고, 상기 그 이외 시그널링 데이터 심볼을 복조하는 것은 대역폭 파라미터에 따라 수행됨 -; 및 복조된 시그널링 데이터 심볼들로부터 시그널링 데이터를 검출하고 상기 대역폭 파라미터를 복구하는 시그널링 데이터 검출기(322) - 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함함 - 를 포함하는 장치가 제공된다. 상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는다. 상기 장치는 상기 멀티 캐리어 복조기 후에 상기 복조된 데이터 심볼들을 적어도 채널 디코드하는 채널 디코더(123, 320)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 캐리어 모드는 상기 멀티 캐리어 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반할 수 있다. 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC일 수 있고 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM일 수 있다. 상기 대역폭 파라미터를 포함하지 않는 상기 시그널링 데이터 심볼들을 위한 상기 복조기는 상기 대역폭 파라미터에 따라 복조를 수행할 수 있다.
본 원리들의 한 양태에 따르면, 멀티 캐리어 변조된 신호를 송신하는 방법으로서, 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함하는 대역폭 파라미터를 포함하는 데이터를 제공하는 단계(910); 및 상기 대역폭 파라미터에 따라 상기 데이터를 물리 채널 상의 복수의 캐리어에 할당함으로써 상기 데이터를 멀티 캐리어 변조하여 상기 변조된 신호를 생성하는 단계(940)를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는 다. 상기 방법은 상기 멀티 캐리어 변조 전에 상기 데이터를 채널 인코드하는 단계(930)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 감소된 캐리어 모드는 상기 멀티 캐리어 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반할 수 있다. 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC일 수 있고 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM일 수 있다.
본 원리들의 한 양태에 따르면, 멀티 캐리어 변조된 신호를 수신하는 방법으로서, 상기 변조된 신호를 복조하여 복조된 데이터 심볼들을 얻는 단계(1010) - 상기 신호는 복수의 시그널링 데이터 및 그 이외 시그널링 데이터 변조된 심볼들을 포함하고, 상기 변조된 심볼들은 물리 채널 상의 복수의 캐리어를 포함하고, 상기 그 이외 시그널링 데이터 심볼을 복조하는 것은 대역폭 파라미터에 따라 수행됨 -; 및 복조된 시그널링 데이터 심볼들로부터 시그널링 데이터를 검출하고 상기 대역폭 파라미터를 복구하는 단계(1030) - 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함함 - 를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는다. 상기 방법은 상기 멀티 캐리어 복조기 후에 상기 복조된 데이터 심볼들을 채널 디코드하는 단계(1020)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 상기 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성될 수 있고 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시한다. 적어도 하나의 감소된 캐리어 모드는 상기 멀티 캐리어 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반할 수 있다. 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC일 수 있고 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM일 수 있다. 상기 대역폭 파라미터를 포함하지 않는 상기 시그널링 데이터 심볼들을 복조하는 것은 상기 대역폭 파라미터에 따라 수행될 수 있다.
본 원리들의 추가적인 특징들 및 장점들은 첨부 도면을 참조하여 진행하는 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 원리들은 아래에 간단히 설명된 다음의 예시적인 도면에 따라 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 디지털 방송 채널에 적용가능한 일반적인 디지털 통신 시스템의 간단화된 블록도를 도시하고;
도 2는 본 원리들에 따른 예시적인 송신기 소스를 도시하고;
도 3은 본 원리들에 따른 예시적인 복조기 및 채널 디코더를 도시하고;
도 4는 본 원리들에 따른 대역폭 파라미터의 함수로서의 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시하고;
도 5는 4K의 FFT 크기 파라미터에 대한 본 원리들에 따른 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시하고;
도 6은 8K의 FFT 크기 파라미터에 대한 본 원리들에 따른 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시하고;
도 7은 16K의 FFT 크기 파라미터에 대한 본 원리들에 따른 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시하고;
도 8은 32K의 FFT 크기 파라미터에 대한 본 원리들에 따른 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시하고;
도 9는 본 원리들에 따른 신호를 송신하는 방법의 플로우차트를 도시하고;
도 10은 본 원리들에 따른 신호를 수신하는 방법의 플로우차트를 도시한다.
본 원리들은 통신 시스템들 및 특히, 디지털 텔레비전 시스템에서의 인접 채널 간섭에 관한 것이다. 발명의 개념 이외에, 여기에 논의된 여러 요소들은 공지되어 있고 상세히 설명되지 않는다. 예를 들어, 발명의 개념 이외에, 디지털 비디오 방송(DVB-T2)을 위한 2세대 디지털 지상파 텔레비전 방송 시스템에 숙지되어 있는 것으로 가정하고 여기에 설명되지 않는다. 이와 관련하여, ETSI EN 302 755 및 ETSI TS 102 832의 표준 및 권고 방식과의 친숙함이 가정되고 여기에 설명되지 않는다. 또한, US(ATSC)에 대한 디지털 지상파 텔레비전 방송 시스템에 숙지되어 있는 것으로 가정하고 여기에 설명되지 않는다. 이와 관련하여, ATSC A/53, A/153 및 A/54의 표준 및 권고 방식과의 친숙함이 가정되고 여기에 설명되지 않는다. 발명의 개념은 이와 같이 여기에 설명되지 않는 종래의 프로그래밍 기술들을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 또한 주목하여야 한다.
도 1은 변조 시스템 및 시스템 아키텍처에 독립인, 디지털 방송 채널에 적용가능한 일반적인 디지털 통신 시스템의 간단화된 블록도(100)를 도시한다. 송신기 디바이스(110)는 다음의 소자들을 포함한다:
- 오디오, 비디오, 시그널링 또는 제어 및 다른 보조 데이터(예를 들어, 프로그램 가이드)를 위한 소스(111);
- 오디오 및 비디오 데이터를 압축하기 위해 오디오 및 비디오 인코더들을 포함하는, 소스 인코더(112);
- 강건성을 위한 압축된, 시그널링 및 보조 디지털 데이터를 처리하고 에러 정정 인코딩 기능성의 레벨들을 부가하기 위해 랜덤화, 인터리빙, 채널 코딩 및 프레임 맵핑의 기능들 중 적어도 일부를 포함하는 채널 인코더(113);
- 처리된 디지털 데이터를 예를 들어, VSB(ATSC) 또는 OFDM(DVB-T2)일 수 있는 변조 심볼들로 변환하기 위한 변조기(114). 또한, 이것은 필터링 및 디지털-아날로그(D/A) 변환의 기능성을 포함한다; 및
- 상향 변환, RF 증폭 및 오버 디 에어(over-the-air) 방송의 기능성들을 나타내는 안테나(115).
도 1의 수신기 디바이스(120)에서는, 송신기의 역 기능들이 수행되고, 다음의 소자들을 포함한다:
- 오버 디 에어 수신, RF 하향 변환 및 튜닝의 기능성들을 포함하는 수신용 안테나(125);
- 변조 심볼들로부터 디지털 데이터를 복구하고 아날로그-디지털 변환(D/A), 이득 제어, 캐리어 및 심볼 타이밍 복구, 등화 및 헤더 또는 프리앰블 동기 검출의 기능성들을 포함하는 복조기(124);
- 에러 정정 디코딩, 디인터리빙(de-interleaving) 및 디랜덤화(de-randomizing)를 포함하는, 채널 인코더의 역 기능성들을 수행함으로써 압축된 및 보조 데이터를 복구하는 채널 디코더(123);
- 비디오 및 오디오 디코더들을 포함하는, 오디오 및 비디오 데이터를 압축 해제하는 소스 디코더(122); 및
- 오디오/비디오 시청을 위한 디스플레이 디바이스(121).
통상의 기술자는 소스 인코더(112) 및 채널 인코더(113)는 일반적인 통신 시스템들에서 흔하지만, 본 원리들에 따른 시스템에 필수적인 것은 아니라는 것을 알 것이다. 유사하게, 송신기에 따라, 소스 디코더(122) 및 채널 디코더(123)는 일반적인 통신 시스템들에서 흔하지만, 본 원리들에 따른 시스템에 필수적인 것은 아니다. 또한, 송신기 및 수신기는 송신 시스템이 오버 디 에어 이외의 것(예를 들어, 케이블을 통하는 것)이면, 안테나를 필요로 하지 않을 수 있다. 게다가, 수신 디바이스는 텔레비전, 셋톱 박스, 컴퓨터, 이동 전화, 자동차 수신기 및 태블릿을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
미국에서의 텔레비전의 디지털 지상파 방송을 위한 현재의 ATSC 표준과 관련된 주된 문제들 중 하나는 8-VSB 변조 시스템이 다경로 전파 및 도플러 효과에 취약하다는 것이다. 이들 장애는 방송 송신 환경, 특히 대도시에서, 및 (ATSC가 지원하고자 하는) 휴대용/핸드헬드/차량 디바이스들에의 전달에서 흔하다. 예를 들어, OFDM(직교 주파수 분할 다중) 변조와 같은 멀티 캐리어 변조 시스템들은 이들 장애에 대응하기 위한 변조의 보다 좋은 선택들이라는 것이 일치된 의견이다.
OFDM 변조는 다른 디지털 지상파 텔레비전 표준들, 예를 들어, 유럽에서의 DVB-T/DVB-T2 표준들, 및 일본에서의 ISDB-T 표준에서 채택된다. 유럽 DTT(디지털 지상파 텔레비전)의 1세대인 DVB-T는 가장 널리 채택되고 배치된 표준이다. 1997년에 그것의 공개 이후에, 70개가 넘는 나라가 DVB-T 서비스들을 배치하였고 45개 이상의 나라가 DVB-T를 채택(그러나 아직 배치하지 않음)하였다. 이 잘 확립된 표준은 대량 생산에 의한 원가 절감(massive economies of scale) 및 매우 낮은 수신기 가격들의 이점을 갖는다. 그것의 이전 표준과 마찬가지로, DVB-T2는 강건한 신호를 전달하는 많은 수의 서브 캐리어들로 OFDM(직교 주파수 분할 다중) 변조를 사용하고, 그것을 매우 유연성있는 표준으로 만드는, 다양한 다른 모드들을 제공한다. DVB-T2는 DVB-S2 및 DVB-C2에서 사용된 것과 동일한 에러 정정 코딩: 매우 강건한 신호를 제공하는, BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquengham) 코딩과 결합된 LDPC(저밀도 패리티 체크) 코딩을 사용한다. 캐리어들의 수, 가드 인터벌 크기들 및 파일럿 신호들이 조정될 수 있어서, 오버헤드들이 어떤 타겟 송신 채널에 대해 최적화될 수 있다. DVB-T2는 임의의 다른 DTT 시스템보다 좋은 강건성, 유연성 및 적어도 50% 이상의 효율을 제공한다. 그것은 SD, HD, UHD, 이동 TV, 또는 이들의 어떤 조합을 지원한다.
DVB-T2 시스템에서는, 구체적으로, 1K, 2K, 4K, 8K, 16K 및 32K로부터 선택하기 위한 여러 개의 다른 FFT(고속 푸리에 변환) 크기들이 있다. 채널 가드 인터벌과 함께, 이들 크기는 L1 프리-시그널링 데이터의 일부이고 P1 심볼(각각의 프레임의 프리앰블의 부분)에서 송신된, 스트림(S2 필드 1) 내의 3개의 시그널링 비트들에 의해 정의된다. FFT의 크기가 증가함에 따라, 스펙트럼의 롤 오프는 점점 더 날까로워진다. 정상적으로, 각각의 FFT 크기에 대해, 고정된 수의 OFDM 캐리어들 만이 변조 심볼 마다 사용되고 스펙트럼의 에지들에서, 캐리어들 중 일부는 스펙트럼이 인접 채널과 간섭하지 않기에 충분히 롤 오프하게 하는 데 사용되지 않는다. 큰 FFT 크기들(16K, 32K 등)에 대해, 롤 오프는 어떤 추가의 OFDM 캐리어들이 이용되게 하도록 매우 날까롭다. 이들 더 높은 FFT 값들에서, DVB-T2 규격은 정상 수의 캐리어들 또는 확장된 수의 캐리어들이 사용되게 한다. 이것은 L1 프리-시그널링 데이터의 1비트를 사용하여 수신기에 시그널링된다. BWT_EXT라고 하는 이 1비트 필드는 정상(0) 또는 확장된(1) 캐리어 세트가 사용되는지를 표시한다. 각각의 FFT 크기에 대한 캐리어들의 정확한 수는 DVB-T2 규격에서 주어진다.
새로운 방송 시스템이 배치될 때, 그것이 궁극적으로 ATSC 3.0에 대한 경우로 됨에 따라, 고려되어야 할 한가지 장애는 인접 채널 간섭이다. 멀티 캐리어 시스템들에 대해, 가용 캐리어들의 부분만을 이용함으로써 채널의 대역폭을 제어하는 것이 가능한다. 본 원리들은 두 시스템이 공존하는 전이 기간 동안 채널 스펙트럼의 에지들에서의 캐리어들을 일시적으로 차단(0으로 설정)하고 사용하지 않음으로써(즉, 그에 데이터를 할당하지 않음으로써) 인접 채널 간섭을 감소 또는 방지하는 것을 제안한다. 이것은 채널의 대역폭을 효과적으로 감소시키고 또한 복잡하고 비싼 필터링의 필요성 없이 멀티 캐리어 신호에 의해 발생된 인접 채널 간섭을 감소시키는 효과를 갖는다.
본 원리들에 따르면, 일정 시간 기간 동안 송신 시스템에서 기존의 변조된 신호와 공존할 멀티 캐리어(예를 들어, OFDM) 변조된 신호의 송신기/송신 및 수신기/수신을 위한 장치들 및 방법들이 제공된다. 송신기는 변조된 심볼 당 캐리어들의 수를 정상 수, 복수의 확장된 수 또는 복수의 감소된 수로 설정하는 대역폭 파라미터를 포함하는 시그널링 데이터를 포함하는 신호를 송신한다. 대역폭 파라미터의 값의 선택 및 대역폭 확장된(또는 감소된) 모드 당 얼마나 많은 캐리어들을 추가(또는 제거)할 지는 기존의 변조된 신호 및 송신기들 및 수신기들의 그것의 설치된 베이스(installed base)의 함수이다. 특히, 그것은 기존의 변조된 신호의 인접 채널 요건들의 함수이고 그것은 스펙트럼 마스크에 의해 일반적으로 확립된, 기존의 송신기 및 수신기 필터 요건들의 함수이다. 또한, 대역폭 파라미터의 값 및 대역폭 확장된(또는 감소된) 모드 당 얼마나 많은 캐리어들을 추가(또는 제거)할 지는 또한 (FFT가 수행되는 캐리어들의 총수를 정의하는) 멀티 캐리어 시스템의 의도된 FFT 크기의 함수인데, 왜냐하면 롤 오프 팩터는 캐리어들의 총수에 따라 변화할 수 있기 때문이다. 게다가, 대역폭 파라미터의 선택 및 대역폭 확장된(또는 감소된) 모드 당 얼마나 많은 캐리어들을 추가(또는 제거)할 지는 송신 전력, 방송 지역 내의 송신기들의 분배, 지역의 토폴로지, 송신기들에의 물리 채널들의 지리적 할당 등의 함수이다.
도 2는 비디오 소스(210), 오디오 소스(220), 다른 보조 데이터 소스(230) 및 시그널링 데이터 소스 또는 발생기(240)를 포함하는, 도 1의 소스(111)의 부가적인 상세들을 도시한다. 다양한 소스들은 공동 배치되지 않을 수 있고 다양한 형태들의 데이터 링크들(예를 들어, 위성, 케이블, 마이크로웨이브)을 통해 제공될 수 있다. 시그널링 데이터 소스는 통신 시스템의 함수이고 사용자 인터페이스 또는 또 하나의 유형의 입력(예를 들어, 파일, 원격 데이터 링크)을 통해 제공될 수 있는 가변 파라미터들뿐만 아니라 다수의 고정된 파라미터들을 가질 수 있다. 본 원리들에 따르면, 시그널링 데이터 소스는 동작의 대역폭 모드들(정상, 감소, 또는 확장) 중 하나를 식별하는 대역폭 파라미터(242)를 포함한다. 시스템에 따라, 시그널링 파라미터들은 (채널 인코더(113))에서 채널 인코드되거나 되지 않을 수 있다. 예를 들어, ATSC에서, 필드 및 세그먼트 동기와 같은 시그널링 데이터는 채널 인코드되지 않고; DVB-T2에서 모든 시그널링 파라미터들은 L1 프리 및 포스트 시그널링(L1 pre and post signaling)에서 채널 인코드된다.
본 원리들에 따른 변조기(114)는 시그널링 데이터 및 비시그널링 데이터(비디오, 오디오, 다른 보조 데이터)를 위한, 변조 심볼 당 복수의 캐리어에 데이터를 할당함으로써 변조 심볼들의 시퀀스로 이루어진 멀티 캐리어 변조된 신호를 생성한다. 본 원리들의 한 실시예에서, 비시그널링 데이터는 대역폭 파라미터 모드에 따라 변조 심볼 당 복수의 캐리어에 할당된다. 또 하나의 실시예에서, 대역폭 파라미터를 포함하지 않는 변조 심볼들은 또한 대역폭 파라미터에 기초하여 생성될 수 있다. 한 실시예에서, 대역폭 파라미터는 데이터의 각 프레임에 대해 프리앰블 또는 헤더 심볼에서 보내지고, 나머지 데이터 시그널링 심볼들을 포함하는, 멀티 캐리어 송신 시스템의 모든 나머지 심볼들을 변조하는 데 사용된다. 수신기에서, 프리앰블 심볼은 먼저 복조되고 대역폭 파라미터는 복구 또는 추출되고 프레임 내의 모든 나머지 심볼들을 복조하는 데 사용된다.
본 원리들에 따르면, 대역폭 파라미터 모드 또는 값을 설정함으로써, 송신기는 인접 채널 간섭을 최소화, 감소 또는 방지하기 위해 멀티 캐리어 채널 내에 심볼 당 감소된 수의 캐리어로 동작의 바람직한 대역폭을 확립할 수 있다. 수신기에서, 복조(124)는 시그널링 데이터 검출기에서 시그널링 데이터를 획득하고 그에 따라 수신기 파라미터들을 설정하도록 먼저 수행된다. 시그널링 데이터가 송신기에서(채널 인코더(113)에서) 채널 인코드되었다면, 시그널링 데이터 검출기는 채널 디코더(123) 내에 또는 그 이후에 상주하여야 하고; 그렇지 않으면, 그것은 복조기(124) 내부에 또는 그 이후에 상주할 수 있다. 시그널링 데이터가 복구된 후에, 수신기는 (변조, 예를 들어, 성좌 크기, FFT 크기; FEC; 인터리빙; 프레임 내의 데이터 분배 등을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는) 그것의 다양한 데이터 관련 블록들과 관련된 동작의 그것의 다양한 모드들을 설정하기 위해 시그널링 데이터 내에 포함된 다양한 파라미터들을 추출한다. 파라미터들은 다음에 복조 및 디코딩이 비디오, 오디오 및 다른 보조 데이터에 대해 수행되기 위해 다양한 블록들에 보내진다. 대역폭 파라미터가 시그널링 데이터로부터 추출되면, 수신기는 송신 시스템과 호환가능한 동작의 모드로 설정되고 어떤 캐리어들이 멀티 캐리어 신호 내에 존재하는지를 알 것이다. 감소된 캐리어 모드에 있을 때, 수신기는 소정의 FFT 크기에 대해, 그 모드에 관련된 미리 정해진 수의 캐리어들을 무시할 것이다. 이들 무시된 캐리어들은 송신되지 않고(송신기에서 0의 값으로 설정하고, 즉, 데이터는 캐리어들에 할당되지 않음) 결국 멀티 캐리어 변조된(예를 들어, OFDM) 이웃 채널들에서 인접 채널 간섭을 일으키지 않을 멀티 캐리어 신호를 가져다 준다. 가장 중요하게는, 그것은 기존의 또는 레거시 변조된 신호(예를 들어, 8-VSB)와의 이웃 채널들에서 인접 채널 간섭을 일으키지 않을 것이다. 이것은 인접 채널 간섭에 대한 기존의 필터 요건들로, 송신기들 및 수신기들의 기존의 설치된 베이스가 새로운 송신 시스템과 관련된 새로운 멀티 캐리어 변조된 신호들의 도입에 의해 영향받지 않는다는 것을 함축한다.
도 3은 멀티 캐리어 복조기(310) 및 채널 디코더(320)를 도시한 본 원리들에 따른 예시적인 블록도를 도시한다. 복조기(310)는 모든 실제적인 목적들을 위해, 2개의 블록들인: 시그널링 데이터 복조기(312) 및 오디오/비디오/보조 데이터 복조기(314)로 구성된 것으로 도시될 수 있다. 시그널링 데이터 복조기(312)는 시그널링 데이터 심볼들을 복조하고 복조된 시그널링 데이터 심볼들을 시그널링 데이터 검출기(322)에 보낸다. 시그널링 데이터 검출기(322)에서, 시그널링 데이터(326)는 채널 장애들에 대한 데이터의 보호를 위한 인터리빙, 랜덤화 및 채널 인코딩하는 여러 잠재적인 레벨들로부터 복구된다. 시그널링 데이터(326)가 복구되면(대역폭 파라미터를 포함), 그것은 다음에 오디오/비디오/보조(비시그널링) 데이터 복조기(314) 및 오디오/비디오/보조 데이터 채널 디코더(324)를 포함하는, 수신기의 다른 블록들에 보내진다. 이들 2개의 블록은 대역폭 파라미터를 포함하는, 여러 시그널링 데이터 파라미터들(326)의 함수로서 오디오, 비디오 및 다른 보조(시그널링 이외의 데이터) 데이터 심볼을 복조하고 디코드할 것이다.
새로운 시스템에의 전이가 완료되고 기존의 시스템이 일정 시간 기간 이후에 존재하는 것이 중단되면, 송신기들은 그들의 대역폭 파라미터들을 정상 및/또는 확장된 모드들의 동작으로 설정할 수 있다. 대역폭 파라미터는 시그널링 데이터의 일부이기 때문에, 그것은 스트림 상에서 송신되고 수신기들은 새로운 시그널링 데이터를 획득하고 새로운 대역폭 파라미터를 추출함으로써, 새로운 동작 모드로 자동으로 조정할 수 있을 것이다. 그런 식으로, 시스템은 항상 그리고 주요한 서비스 중단 없이 스펙트럼을 최상으로 이용한다.
본 원리들의 한 실시예에서, 새로운 멀티 캐리어 변조된 신호는 DVB-T2 유형의 신호, 즉, DVB-T2와 유사하게 정의되지만, DVB-T2 표준체에 의해 상상되지 않은 새로운 조건들 및 송신 시스템들을 수용하기 위해 일부 중요한 변화가 부가된, 프레임, 슈퍼-프레임 및 물리 계층 파이프(PLP) 아키텍처, 변조, FEC 및 시그널링 등을 갖는 신호이다. 예시적인 실시예에서, 본 원리들은 시그널링 비트를 기존의 L1 시그널링 데이터에 부가함으로써 DVB-T2 유형 시스템들에 대해 구현될 수 있어서, 파라미터 BWT_EXT는 이제 표 1에서와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112016025756624-pct00001
표 1에 따르면, 확장된 캐리어 모드는 정상 모드보다 많은 수의 캐리어를 의미하고 감소된 캐리어 모드는 정상 모드보다 작은 수의 캐리어를 의미한다. BWT_EXT 값이 "00"일 때, 송신 시스템은 정상 수의 캐리어 N0으로, 정상 동작 모드에서 동작하고; BW_EXT 값이 "01"일 때, 시스템은 확장된 수의 캐리어 N1로, 확장 캐리어 동작 모드에서 동작하고; BW_EXT 값이 "10"일 때, 시스템은 감소된 수의 캐리어 N2로, 감소된 캐리어 모드 0에서 동작하고; BW_EXT 값이 "11"일 때, 시스템은 감소된 수의 캐리어 N3으로, 감소된 캐리어 모드 1에서 동작한다. 본 원리들의 실시예에 따르면, 캐리어들의 수는 N3<N2<N0<N1이도록 될 수 있다.
도 4는 정상 캐리어 모드(310), 확장된 캐리어 모드(340), 감소된 캐리어 모드 0(320) 및 감소된 캐리어 모드 1(330)에 대한, 6㎒ 채널 대역폭(미국 채널 대역폭임), 및 32K의 FFT 크기에 대한 DVB-T2 신호로부터 유도된 본 원리들에 따른 송신 신호의 예시적인 스펙트럼을 도시한다. 도 4는 표 1에서의 모드들과 그들의 송신된 신호의 대응하는 대역폭 사이의 관계: 캐리어들의 수가 작을수록, 대역폭이 작아진다는 것을 도시한다. 그러므로, 인접 채널 간섭은 적절한 모드를 설정함으로써, 시스템 마다에 기초하여(on a system by system basis) 적절히 처리될 수 있다.
본 원리들의 한 실시예에서, 기존의 또는 레거시 변조된 신호는 미국 및 다른 나라들에서 현재 운용하는 ATSC DTT 신호이다.
예시적인 실시예에서, N1 및 N0은 DVB-T2 정상 및 확장된 대역폭 설정들을 만족시킬 수 있고; N2는 N0의 8% 감소까지 나타낼 수 있고 N3은 N0의 15% 감소까지 나타낼 수 있다.
표 2는 N3이 N0의 10-11% 감소를 나타낼 때, DVB-T2 시스템으로부터 유도된 본 원리들에 따른 예시적인 시스템의 캐리어들의 수를 나타낸다. 특히, 그것은 각각의 FFT 모드(1K 내지 32K)에 대해 캐리어들의 총수(Ktotal), 최소 캐리어 수(Kmin) 및 최대 캐리어 수(Kmax), 캐리어들의 대칭 제거를 가정한, 신호 스펙트럼의 각 측으로부터 제거된 캐리어들의 수(Kred), 및 감소된, 정상 및 확장된 모드들에 대한 Kmin과 Kmax 사이의 간격을 나타낸다. 캐리어들의 수의 감소는 600㎑만큼의 점유된 대역폭의 감소를 나타내고 인접 채널 간섭 제거에서 거의 1.5dB 개선을 나타낸다.
Figure 112016025756624-pct00002
도 5 내지 8은 6㎒ 채널 대역폭 및 각각 4K, 8K, 16K 및 32K의 FFT 크기들에 대해, 표 2의 송신 신호의 예시적인 일측 대칭 스펙트럼(one-sided symmetrical spectra)을 도시한다. 도 5 내지 8에서, 정상(510, 610, 710, 810), 감소된(감소된 캐리어 모드, 520, 620, 720, 820) 및 확장된 모드들(적용가능할 때, 640, 740, 840)의 플롯들이 ATSC 방송 송신 신호(530, 630, 730, 830)를 위한 연방 통신 위원회(FCC) 마스크에 대해 도시된다. 하위 FFT 모드들(4K 및 8K)은 마스크를 지나 연장하고 상위 FFT 모드들(16K 및 32K)은 마스크에 매우 가깝다는 것이 도면으로부터 명백하다. 도면에 도시한 바와 같이, 감소를 이들 모드에 적용함으로써, 2개의 시스템이 공존하는 동안, 송신 신호는 ATSC 레거시 설치된 베이스와 간섭하지 않기 위해 마스크를 만족시키도록 만들어진다.
표 3은 다양한 파라미터들 하에서, 표 2 및 도 4 내지 7의 송신 신호에 대한 인접 채널 누설 전력 비(ACLR)를 나타낸다. 또한, ACLR 값들은 추가 필터가 변조기 출력에 적용될 때 나타내진다. 이 필터는 단순하고 쉽게 구현된다. 그것은 201개의 탭들, 3.24㎒의 차단 주파수 Fc 및 알파 = 10을 갖는 카이저-베셀 창(Kaiser-Bessel window)을 갖는다. 통상의 기술자는 추가 필터링은 신호에서 심볼간 간섭(ISI) 및 표 3에 또한 나타낸, 변조 에러율(MER)에 대한 페널티를 도입시킨다는 것을 알 것이다.
한 실시예에서, 캐리어들의 수의 감소, 및 처리량의 대응하는 감소를 필터의 ISI 및 MER 페널티와 적절히 균형을 유지함으로써, 최적의 해결책이 달성될 수 있고, 이것은 높은 비트율 및 성능을 위한 FCC 마스크 및 방송사의 요구들을 만족시킨다.
또한, 통상의 기술자는 상이한 모드들이 상이한 레벨들의 감소에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 하위 FFT 모드들에는 12% 감소가 주어질 수 있는 반면, 상위 FFT 모드들에는 9% 감소가 주어질 수 있다. 또한, 캐리어들의 감소는 스펙트럼의 양측에서 비대칭일 수 있고, 스펙트럼의 한 측에만 있을 수 있고, 새로운 시스템이 적용되는 스펙트럼의 모든 채널에 영향을 줄 필요가 없을 수 있다. 예를 들어, 신호가 본 원리들에 따르고, 그것의 하위의 인접 채널은 ATSC이고, 상위의 인접 채널은 본 원리들에 또한 따르는 채널에서, 캐리어들의 감소는 스펙트럼의 하위 측에만 적용될 수 있다. 캐리어들의 감소는 중심 주파수를 상위의 인접 채널로 시프트시키기 위해 채널에 적용된 중심 주파수가 시프트된 스펙트럼의 양측에 등가적으로 적용될 수 있으므로, 채널의 하위의 인접한 측의 요건을 더욱 쉽게 만족시키고 그 반대도 가능하다.
Figure 112016025756624-pct00003
도 9는 본 원리들에 따른 신호를 송신하는 방법의 플로우차트(900)를 도시한다. 초기에, 소스(111 또는 200)로부터 시그널링 및 비시그널링 데이터를 포함하는, 데이터가 제공된다(910). 시그널링 데이터는 표 1의 예에서와 같이, 정상, 적어도 하나의 감소된 또는 적어도 하나의 확장된 모드에 따라 설정된(920) 대역폭 파라미터를 포함한다. 데이터는 소스 인코더(112) 및/또는 채널 인코더(115)에 따라 인코드될 수 있다(930). 데이터는 다음에 대역폭 파라미터의 설정에 따라 다중 변조 심볼들 내의 다중 캐리어들에 할당된다(940). 마지막으로, 변조된 신호가 송신된다(950). 감소된 대역폭 모드는 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성될 수 있다. 또한, 감소된 대역폭 모드는 변조된 신호의 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있다. 이것은 스펙트럼의 한 측만이 인접 채널 간섭 문제를 나타낼 때 바람직할 것이다. 그렇지 않으면 감소된 대역폭 모드는 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 고르지 않게 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성될 수 있다. 이것은 2개의 인접 채널들이 뚜렷한 간섭 문제들을 나타내는 경우에 바람직할 것이다.
도 10은 본 원리들에 따른 신호를 수신하는 방법의 플로우차트(1000)를 도시한다. 신호가 수신되고, 시그널링 파라미터들을 복구하기 위해 초기에 복조된다(1010). 시그널링 파라미터들 및 비시그널링 데이터는 채널 인코드되거나 되지 않을 수 있고, 이 경우에 그들은 시그널링 및 비시그널링 데이터를 복구하기 위해 먼저 채널 디코드된다(1020). 시그널링 파라미터들이 복구되고 식별되면(1030), 그들은 파라미터들의 값들에 따라 그들의 기능성들을 특정하게 셋업하기 위해 다양한 블록들에 공급된다. 특히, 복구될 시그널링 파라미터들 중 하나는 송신기 측에서 셋업된 대역폭 모드에 따라 추가 심볼들의 복조에 영향을 줄 대역폭 파라미터이다. 비시그널링 데이터는 소스 디코드(또는 압축해제)될 수 있고(1040) 마지막으로 오디오/비디오 디스플레이 디바이스에 보내질 수 있다(1050).
상기에 비추어서, 전술한 내용은 본 원리들을 예시하는 것에 불과하고, 그러므로 본 기술의 통상의 기술자들은 여기에 명시적으로 설명되지 않았지만, 본 원리들을 실시하고 그것의 취지 및 범위 내에 드는 수많은 대체 구성들을 고안해 낼 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 별도의 기능적 요소들의 맥락에서 예시되지만, 송신기 및/또는 수신기의 다양한 기능적 요소들은 하나 이상의 집적 회로(IC들) 내에 실시될 수 있다. 유사하게, 별도의 요소들로 도시하지만, 요소들 중 일부 또는 모두는 저장된 프로그램 제어 프로세서, 예를 들어, 단계들 중 하나 이상에 대응하는 관련된 소프트웨어를 실행하는, 예를 들어, 디지털 신호 프로세서로 구현될 수 있다. 또한, 본 원리들은 OFDM 이외의 다른 멀티 캐리어 변조 시스템들, 예를 들어, 이산 멀티 톤(DMT) 및 8-VSB 이외의 다른 유형의 단일 캐리어 또는 멀티 캐리어 기존의 또는 레거시 시스템, 예를 들어, 단일 캐리어 QAM 변조에 적용할 수 있다. 더구나, 본 원리들은 다른 유형의 통신 시스템들, 예를 들어, 무선 피델리티(와이파이), 셀룰러, 케이블, 위성 등에 적용가능하다. 사실상, 본 발명의 개념은 또한 고정 또는 이동 수신기들에 적용가능하다. 그러므로 예시적 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있고 본 원리들의 취지 및 범위에 벗어나지 않고서 다른 구성들이 고안될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (38)

  1. 멀티 캐리어 변조된 신호(multi-carrier modulated signal)를 송신하기 위한 장치로서,
    데이터를 제공하는 소스(111, 200) - 상기 데이터는 대역폭 파라미터를 포함하고, 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함함 -; 및
    상기 대역폭 파라미터에 따라 상기 데이터를 물리 채널 상의 복수의 캐리어에 할당함으로써 상기 데이터를 변조하여 상기 변조된 신호를 생성하는 멀티 캐리어 변조기(114) - 각각의 대역폭 모드는 하나의 물리 채널 내의 캐리어들의 수를 결정함 -
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드 및 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 멀티 캐리어 변조된 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용되는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멀티 캐리어 변조기 전에 상기 데이터를 적어도 채널 인코딩하기 위한 채널 인코더(113)를 더 포함하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성되는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성되는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성되는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크(spectral mask)를 만족시키는 변조된 신호를 운반하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC이고, 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM인 장치.
  9. 멀티 캐리어 변조된 신호를 수신하기 위한 장치로서,
    상기 변조된 신호를 복조하여 복조된 데이터 심볼들을 얻는 멀티 캐리어 복조기(124, 310) - 상기 신호는 복수의 시그널링 데이터 및 그 이외 시그널링 데이터 변조된 심볼들(a plurality of signaling data and other than signaling data modulated symbols)을 포함하고, 상기 변조된 심볼들은 물리 채널 상의 복수의 캐리어를 포함하고, 상기 그 이외 시그널링 데이터 심볼을 복조하는 것은 대역폭 파라미터에 따라 수행됨 -; 및
    복조된 시그널링 데이터 심볼들로부터 시그널링 데이터를 검출하고 상기 대역폭 파라미터를 복구하는 시그널링 데이터 검출기(322) - 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함하고, 각각의 대역폭 모드는 하나의 물리 채널 내의 캐리어들의 수를 결정함 -
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드 및 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 멀티 캐리어 변조된 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용되는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 멀티 캐리어 복조기 후에 상기 복조된 데이터 심볼들을 적어도 채널 디코딩하기 위한 채널 디코더(123, 320)를 더 포함하는 장치.
  12. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성되고, 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시하는 장치.
  13. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성되고, 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시하는 장치.
  14. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성되고, 상기 복조기는 제거된 캐리어들을 무시하는 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC이고, 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM인 장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 복조기는, 상기 대역폭 파라미터를 포함하지 않는 상기 시그널링 데이터 심볼들을, 상기 복구된 대역폭 파라미터에 따라 복조하는 장치.
  18. 멀티 캐리어 변조된 신호를 송신하기 위한 방법으로서,
    데이터를 제공하는 단계(910) - 상기 데이터는 대역폭 파라미터를 포함하고, 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함함 -; 및
    상기 대역폭 파라미터에 따라 상기 데이터를 물리 채널 상의 복수의 캐리어에 할당함으로써 상기 데이터를 멀티 캐리어 변조하여 상기 변조된 신호를 생성하는 단계(940) - 각각의 대역폭 모드는 하나의 물리 채널 내의 캐리어들의 수를 결정함 -
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드 및 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 멀티 캐리어 변조된 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용되는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 멀티 캐리어 변조 전에 상기 데이터를 채널 인코딩하는 단계(930)를 더 포함하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성되는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성되는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성되는 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC이고, 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM인 방법.
  26. 멀티 캐리어 변조된 신호를 수신하기 위한 방법으로서,
    상기 변조된 신호를 멀티 캐리어 복조하여 복조된 데이터 심볼들을 얻는 단계(1010) - 상기 신호는 복수의 시그널링 데이터 및 그 이외 시그널링 데이터 변조된 심볼들을 포함하고, 상기 변조된 심볼들은 물리 채널 상의 복수의 캐리어를 포함하고, 상기 그 이외 시그널링 데이터 심볼을 복조하는 것은 대역폭 파라미터에 따라 수행됨 -; 및
    복조된 시그널링 데이터 심볼들로부터 시그널링 데이터를 검출하고 상기 대역폭 파라미터를 복구하는 단계(1030) - 상기 대역폭 파라미터는 정상 대역폭 모드, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드 및 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드를 포함하고, 각각의 대역폭 모드는 하나의 물리 채널 내의 캐리어들의 수를 결정함 -
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드 및 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드보다 작은 수의 캐리어들을 갖고,
    상기 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 멀티 캐리어 변조된 신호를 운반하는 상기 물리 채널로의 적어도 하나의 인접 채널에 대한 인접 채널 간섭을 감소시키기 위해 사용되는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 확장된 대역폭 모드는 상기 정상 대역폭 모드보다 큰 수의 캐리어들을 갖는 방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 멀티 캐리어 복조 후에 상기 복조된 데이터 심볼들을 채널 디코딩하는 단계(1020)를 더 포함하는 방법.
  29. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르게 제거함으로써 생성되고, 상기 멀티 캐리어 복조는 제거된 캐리어들을 무시하는 방법.
  30. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 하나의 에지에서만 정상 대역폭 캐리어들을 제거함으로써 생성되고, 상기 멀티 캐리어 복조는 제거된 캐리어들을 무시하는 방법.
  31. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 감소된 대역폭 모드는 상기 변조된 신호의 스펙트럼의 양 에지에서 정상 대역폭 캐리어들을 고르지 않게 제거함으로써 생성되고, 상기 멀티 캐리어 복조는 제거된 캐리어들을 무시하는 방법.
  32. 제26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 채널은 레거시 통신 시스템을 위한 스펙트럼 마스크를 만족시키는 변조된 신호를 운반하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 레거시 통신 시스템은 ATSC이고, 상기 멀티 캐리어 변조는 OFDM인 방법.
  34. 제26항에 있어서, 상기 대역폭 파라미터를 포함하지 않는 상기 시그널링 데이터 심볼들은 상기 복구된 대역폭 파라미터에 따라 복조되는 방법.
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