본 논문에서는 지상파 디지털 방송시스템의 단일 주파수망 (SFN; Single Frequency Network) 구성을 위해 DTV (Digital Television)의 TxID (Transmitter Identification)용 저간섭 ZCD (Zero Correlation Duration) 확산코드를 제시하였다. ZCD 확산 코드는 코드발생기의 구현이 용이함과 동시에 ZCD 특성을 가짐으로 인해서, TxID에서 발생되는 인접코드 간섭 (ICI; Inter Code Interference) 및 다중경로 간섭 (MPI; Multi-Path Interference) 문제를 확산코딩기법을 이용하여 근원적으로 해결해주는 역할을 하고 있으며, 주기를 가변적으로 조절할 수 있어 TxID를 위한 워터마킹 (Watermarking)시에 발생하는 Truncated error 를 제거할 수 있다. 본 논문에서는 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 잡음 및 ICI, MPI와 같은 다양한 간섭환경을 모의실험에 반영하여 도출된 DER (Detection Error Rate) 특성을 분석함으로써, TxID용 저간섭 ZCD 확산코드의 유용성을 입증하였다.
본 논문에서는 지상파 디지털 방송시스템의 단일 주파수망 (SFN; Single Frequency Network) 구성을 위해 DTV (Digital Television)의 TxID (Transmitter Identification)용 저간섭 ZCD (Zero Correlation Duration) 확산코드를 제시하였다. ZCD 확산 코드는 코드발생기의 구현이 용이함과 동시에 ZCD 특성을 가짐으로 인해서, TxID에서 발생되는 인접코드 간섭 (ICI; Inter Code Interference) 및 다중경로 간섭 (MPI; Multi-Path Interference) 문제를 확산코딩기법을 이용하여 근원적으로 해결해주는 역할을 하고 있으며, 주기를 가변적으로 조절할 수 있어 TxID를 위한 워터마킹 (Watermarking)시에 발생하는 Truncated error 를 제거할 수 있다. 본 논문에서는 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 잡음 및 ICI, MPI와 같은 다양한 간섭환경을 모의실험에 반영하여 도출된 DER (Detection Error Rate) 특성을 분석함으로써, TxID용 저간섭 ZCD 확산코드의 유용성을 입증하였다.
In this paper, we proposed a TxID(Transmitter Identification) system using ZCD (Zero Correlation Duration) code as interference-cancelled spread codes for single frequency network of ATSC terrestrial DTV broadcasting. ZCD codes are simply implemented and have ZCD characteristics. Then, Proposal syst...
In this paper, we proposed a TxID(Transmitter Identification) system using ZCD (Zero Correlation Duration) code as interference-cancelled spread codes for single frequency network of ATSC terrestrial DTV broadcasting. ZCD codes are simply implemented and have ZCD characteristics. Then, Proposal system can fundamentally solve interference problems caused by ICI(Inter Code Interference) and MPI(Multi-Path Interference) which happens in TxID system using spread coding method. Also, those can cancel truncated error which happens at watermarking for TxID since those can remove its period. In this paper, we identified the availability of TxID system applying interference-cancelled ZCD codes by analyzing DER (Detection Error Rate) which is simulated in various interference environments such as AWGN, ICI, and MPI.
In this paper, we proposed a TxID(Transmitter Identification) system using ZCD (Zero Correlation Duration) code as interference-cancelled spread codes for single frequency network of ATSC terrestrial DTV broadcasting. ZCD codes are simply implemented and have ZCD characteristics. Then, Proposal system can fundamentally solve interference problems caused by ICI(Inter Code Interference) and MPI(Multi-Path Interference) which happens in TxID system using spread coding method. Also, those can cancel truncated error which happens at watermarking for TxID since those can remove its period. In this paper, we identified the availability of TxID system applying interference-cancelled ZCD codes by analyzing DER (Detection Error Rate) which is simulated in various interference environments such as AWGN, ICI, and MPI.
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문제 정의
앞에서도 언급하였듯이 기존의 DTV TxID의 워터마킹용 PN코드로 제시된 Kasami 확산코드는 직교하는 한 점 이외의 구간에서는 상호 상관 값이 존재하고 DTV data 신호에 삽입되는 과정에서 Truncated error를 발생하기 때문에, ICI 및 MPI환경에서 직교성의 붕괴가 심하게 일어난다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 하나의 대안으로 일정시간 구간 안에서 연속적으로 ZCD 특성을 갖는 확산코드인 DTV TxID용 Ternary ZCD 확산코드를 제안하였으며, AWGN 및 ICI, MPI와 같은 다양한 간섭환경을 모의실험을 행하고 도출된 결과를 분석함으로써 제안한 확산코드의 간섭 완화 능력을 입증하고 그 유용성을 확인하였다.
특히 DTV 전송 데이터에 끝부분이 절단된 (Truncated) 상태의 확산코드를 적용하는 기존의 제안방 법으로서는 코드간 칩 동기가 조금이라도 어긋난 환경(예를 들면 셀내 역 방향 링크와 같은 다중억세스 환경이나 셀내 멀티패스 환경과 같은 지연파 성분이 존재하는 실제적인 무선채널 환경)에서는 직교특성의 붕괴가 심하여 시스템상에서 심각한 BER (Bit Error Rate)성능의 열화가 야기된다고 판단된다. 따라서 이러한 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 일정 시간 구간 동안 ZCD 상관 특성을 가지면서 Truncated error도 존재하지 않는 TxID 용 저간섭 Ternary ZCD (Zero Code Correlation) 확산 코드를 새롭게 제시하고, 제안 코드의 유용성을 확인하고자 한다.
본 논문에서는 Kasami 확산코드를 이용한 기존의 워터마킹 TxID기법과 확산코드들 간의 직교특성이 우수한 코드인 Ternary ZCD 확산코드의 특성 및 생성법에 관하여 알아보았다. 앞에서도 언급하였듯이 기존의 DTV TxID의 워터마킹용 PN코드로 제시된 Kasami 확산코드는 직교하는 한 점 이외의 구간에서는 상호 상관 값이 존재하고 DTV data 신호에 삽입되는 과정에서 Truncated error를 발생하기 때문에, ICI 및 MPI환경에서 직교성의 붕괴가 심하게 일어난다.
본 절에서는 DTV TxID를 위한 DTV Field 규격에 적합한 Ternary ZCD 확산코드의 생성법을 소개한다.
본 절에서는 앞절에서 설정한 모의실험 환경을 반영했을 때의 DER 결과의 분석을 통해 제안한 Ternary ZCD 확산코드 기반의 DTV TxID 기법에 대한 유용성을 입증하고자 한다.
본 절에서는 제안한 Ternary ZCD 확산코드 기반의 DTV TxID의 유용성을 증명하기 위하여 여러 가지 간섭을 고려한 모의실험 환경을 제시하였다. 그림 2는 Tx 1번~3번의 셀반경 내에 수신기가 존재할 경우의 DER (Detection Error Rate)을 판단하기 위해 구성한 것이다.
제안 방법
본모의실험을 위하여 40km의 셀 반경을 갖는 Tx 3개와 ICI를 고려하여 12km의 셀반경을 갖는 3개의 OCR, MPI 를 발생시키는 3개의 Reflector를 고려하여 그림2와 같은 Small cell system을 구성해 보았다. 이와 같은 환경에서 수신기는 자신이 속한 Cell 및 인접 Cell 내에 있는 전송기 및 OCR로 인하여 ICI의 영향을 받는다.
본 논문의 순서는 다음과 같이 구성하였다. 우선, 1절의 서론에 이어 2절에서는 본 연구에 적용할 Truncation er- ror가 극소화된 워터마킹용 저간섭 확산코드인 ZCD 확산코드의 특성 및 생성법에 관해서 살펴본다. 이어서 3절에서는 DTV TxID를 위한 시스템 모델링을 한 후 4절에서는 Ternary ZCD 코드 기반의 TxID 성능 분석을 위한 모의실험 환경을 설정한다.
성능/효과
이러한 ZCD특성은 특히 직 교코드 시스템의 상향링크 (Up-link)에서 다중사용자간섭 (MAI; Multi Access Interference) 이 없는 준동기구간을 확 립하게 해준다는 사실이 몇몇 논문[6]-[8]에서 밝혀져 있다. 그러므로 본 논문에서는 TxID시스템을 위해서 ZCD특성을 갖는 새로운 확산코드를 제시하고자 하는데, 이 경우에 ZCD라는 일정시간 구간동안에서는 연속적으로 확산신호 간의 직교성이 유지되므로, 단일주파수내의 DTV시스템의 문제점인 신호 간 간섭이나 지연파 성분 등의 문제를 근원 적으로 해결해줄 수 있다는 큰 이점을 갖는다.
69x10-3로서 10-3에도 이르지 못하고 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이 경우 제안한 확산코드가 기존의 Truncated Kasami 확산코드보다 130배 더 좋은 성능을 가짐을 알 수 있다.
이는 ICI의 영향이 심한 곳에서 Truncated Kasami 확산코드를 사용할 경우는 TxID에 대한 DER 성능에 큰 한계성이 있음을 명확히 보여주는 결과이다. 이러한 다양한 성능 분석 결과를 통해서 본 논문에서 제안한 저간섭 Ternary ZCD 확산코드 기반의 TxID 기법이 Truncated Kasami 확산코드 기반의 TxID 기법에 비해 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.
한편, 본 논문에서 제시한 TxID시스템은 구간(ZCD)” 특성이 유지됨으로써, 식(6)에서 기술된 상관관계의 수식 안에서 TxID용 코드 상호간에 상호상관 특성이 영(0)이 되어 ICI와 MAI의 영향을 받지 않는다는 특성을 가진다. 즉, ICI 및 MPI가 ZCD 구간 내에 존재하는 경우, 본 논문에서 제시한 Ternary ZCD 확산코드 기반의 DTV TxID 기법은 다양한 간섭 신호의 영향을 확산코딩의 직교특성만으로 완벽하게 제거할 수 있다는 특징을 갖게 된다.
참고문헌 (14)
박성익, 이용태, 김흥묵, 음호민, 서재현, 김승원, '지상파 방송의 단일 주파수 방송망 구성을 위한 기술', 전자통신동향분석 제19권 제4호, Aug. 2004
Advanced Television Systems Committee, 'Working Draft Recommended Practice: Design Of Multiple Transmitter Networks', Doc. 3S9-222r10_clean, May 2004
X. Wang, Y. Wu, B. Caron, 'Transmitter identification using embedded pseudo random sequences', IEEE Transaction on broadcasting, Vol. 50, No. 3, pp. 244-252, Sept. 2004
T. Kasami, 'Combinatorial Mathematics and Its Applications', chapter on Weight distribution of Bose-Chaudhuri-Hocquenghem codes. Chapel Hill, NC: Univ. of North Carolina Press, 1969
P. Fan and M. Darnell, 'Sequence Design for Communications Applications', Research Studies Press LTD, England, 1996
J.S. Cha, S. Kameda, K. Takahashi, M. Yokoyama, N. Suehiro, K. Masu and K. Tsubouchi, 'Proposal and Implementation of Approximately Synchronized CDMA System Using Novel Biphase Sequences', Proc. ITC-CSCC '99 , Sado Island, Japan, Vol. 1, pp. 56-59, May 1999
J.S. Cha, S. Kameda, M. Yokoyama, H. Nakase, K. Masu and K. Tsubouchi, 'New binary sequences with zero-correlation duration for approximately synchronized CDMA', IEE Electronics Letters, Vol. 36, No. 11, pp. 991-993, May 2000
P.Z. Fan, N. Suehiro, N. Kuroyanagi and X.M. Deng, 'Class of binary sequences with zero correlation zone', IEE Electronics Letters, Vol. 35, No. 10, pp. 777-779, May 1999
J.S. Cha and K. Tsubouchi, 'New ternary spreading codes with zero-correlation duration for approximately synchronized CDMA', Proc. IEEE ISIE 2001, Vol. 1, pp. 312-317, Jun. 2001
J.S. Cha, 'Class of ternary spreading sequences with zero correlation duration', IEE Electronics Letters, Vol. 37, No. 10, pp. 636-637, May 2001
J.S. Cha, S.I. Song, S.Y. Lee, M.G. Kyeong and K. Tsubouchi, 'A class of zero-padded spreading sequences for MAI cancellation in DS-CDMA systems', Proc. IEEE VTC 2001, Vol. 4, pp. 2379-2383, Oct. 2001
J.S. Cha, S.Y. Choi, J.W. Seo, S.Y. Lee and M.C. Shin, 'Novel Ternary ZCD Codes With Enhanced ZCD Property and Power-efficient MF mplementation', Proc. IEEE ISCE 2002, Vol. 1, pp. F117-122, 2002
D.V. Sarwate and M.B. Pursley, 'Cross Correlation Properties of Pseudorandom and Related sequences', Proc. IEEE, Vol. 68, No. 5, pp. 593-619, May 1980
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