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ATSC 3.0 TxID 성능분석 시뮬레이터

키워드

기술개요

최근 방송산업은 지상파 TV 스펙트럼의 재분배 시기와 맞물려, 무선통신서비스의 급격한 수요 증가로 인해 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 상황에서, 북미 방송표준인 ATSC에서는 보다 효율적인 스펙트럼 사용과 보다 강인한 수신성능 제공을 주된 목표로 표준화를 진행하여, 2016년 9월 물리계층 표준(A/322)에 대한 표준화를 완료하였다.
ATSC 3.0 물리계층 표준은 기존의 ATSC 1.0 규격 대비 30% 이상 향상된 전송률을 제공할 수 있으며, 4K UHD와 이동 HD 서비스를 동시에 지원할 수 있는 전송 다중화 기술을 도입하였다. 또한, DVB-T2 대비 다양한 전송모드와 스펙트럼 효율 향상으로 UHD 방송, 이동 HD 방송, 방통융합서비스, 개인맞춤형 서비스 및 긴급경보방송, 실감오디오 등 차별화된 성능 및 서비스 개선이 기대된다. 이에, 한국에서도 지상파 초고화질(UHD) 방송을 위해 ATSC 3.0을 표준 규격으로 채택하여, 2017년 2월부터 이를 활용한 지상파 UHD 방송을 시작하고 있다.

기술이전 목적 및 필요성

ATSC 3.0 물리계층 표준은 UHD TV 서비스를 전송하기 위해 향상된 시스템 전송용량을 제공하고, 강인한 실내수신을 제공하기 위한 기술들을 포함하고 있다. 또한, 급격히 증가하고 있는 무선통신서비스의 수요증가로 인해 충분한 방송주파수 대역확보가 어려운 상황에서, 효율적인 스펙트럼사용을 비롯하여 수신강인성 및 유연한 서비스 제공에 초점을 맞추어 설계되었다. ATSC 3.0 물리계층 표준은 보다 향상된 성능과 유연한 서비스를 위하여, 많은 최신의 기술들을 포함하고 있으며 넓은 동작 SNR 영역을 제공하는 장점을 가지고 있다. 방송사들은 넓은 동작 SNR 영역 중 필요한 SNR 영역에서 작동하는 mode를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
한편, ATSC 3.0 A/322 표준에서는 단일주파수망에서 각 송신기별 방송신호를 구별할 수 있도록 TxID (Transmitter Identification) 신호를 삽입하여 전송하는 기능을 선택기술로 제공하고 있다. TxID 송수신 기술은 Watermark 기반의 기술로, 일반 TV와 같은 상용 수신기로는 그 존재유무를 알 수 없으나 TxID 검출기와 같은 전용수신기로는 TxID 신호의 검출이 가능하게끔 해준다. 이러한, TxID 신호의 검출을 통해 각 송신기별 방송신호 상태 점검 기능을 제공하며, 해당 기술은 단일주파수망을 활용하여 방송망을 구축하는 방송사가 방송망 구축 및 관리를 하는데 필수적인 기술이다.

기술의 특징 및 장점

ATSC 3.0 TxID 송수신 시뮬레이터는 ATSC 3.0 A/322 표준문서에서 정의하고 있는 TxID 송신기술을 준수하는 송신신호를 생성한다. 이때, TxID 송신신호는 preamble의 FFT size, guard interval, pilot pattern의 조합에 따라서 다르게 생성된다. ATSC 3.0 A/322 표준문서에서는 TxID 신호를 생성하여 송신하는 절차에 대해서만 정의하고 있는데, 본 기술이전에서는 TxID 신호를 효과적으로 검출할 수 있는 검출기술을 포함한다. 해당 TxID 검출기술을 적용한 TxID 검출기에서는 기존 TxID 검출기 대비 약 15dB 낮은 TxID 삽입레벨에서도 검출이 가능하도록 해주며, 이를 활용하여 우수한 성능의 TxID 검출기 장비 제작에 활용할 수 있다.

기술의 성숙도

단계 : 4

활용방안 및 기대성과

북미의 차세대 디지털 방송 표준인 ATSC 3.0 시스템의 방송신호 계측장비 제작 등에 적용 가능하다.

기술이전 내용 및 범위

북미의 차세대 디지털 방송 표준인 ATSC 3.0 물리계층 관련 표준인 A/322의 TxID 신호 생성 및 송신절차를 준수하고, 효과적인 TxID 검출 알고리즘을 제공하는 ATSC 3.0 TxID 성능분석 시뮬레이터
- ATSC 3.0 TxID를 포함하는 송신신호 생성부 (소스코드)‘
· ATSC 3.0 TxID 신호 생성 블록
· ATSC 3.0 Preamble 신호 생성 블록
· ATSC 3.0 TxID 신호 결합 블록
- On-the-air 전송 채널 생성부 (소스코드)
· AWGN 채널
· RC20 채널
· RL20 채널
· TU-6 채널
- ATSC 3.0 TxID 신호 검출부 (소스코드)
· 채널 추정 블록
· Preamble 신호 Cancelation 블록
· TxID 신호 검출 블록