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변형된 힐버트 변환을 이용한 디지털 TV 방송 채널 및 데이터 분석 시스템

Channel and Data Analysis System for Digital TV Broadcasting Using Modified Hilbert Transform

방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, v.14 no.4, 2009년, pp.438 - 449  

서영우 (한국방송공사 방송기술연구소, 연세대학교) ,  이재권 (한국방송공사 방송기술연구소) ,  목하균 (한국방송공사 방송기술연구소) ,  최진용 (연세대학교) ,  서종수 (연세대학교)

초록
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ATSC 방식의 디지털 TV 방송의 수신환경을 분석하기 위해 다양한 채널 환경 분석 시스템이 사용되고 있다. 그러나 기존 장비들은 상용 수신기보다 성능이 떨어져 다중 경로 간섭에 의한 수신기의 수신 불량 현상을 측정하고 분석하기에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 상용 DTV 수신 칩세트를 채널 환경 분석 시스템에 직접 이용하는 것을 고려할 수 있다. 일반적으로 상용 DTV 칩세트들은 심볼 주파수로 샘플링된 기저대역의 I (In-phase) 채널 데이터 및 동기 신호들을 제공하므로 측정된 I 채널 데이터를 이용하여 좀 더 정확한 신호 품질 및 채널 신호의 분석을 위해서는 효과적인 Q (Quadrature) 채널 데이터의 추출이 필요하다. 본 논문에서는 DTV 방송 수신환경을 보다 정확하고 효율적으로 분석하기 위하여 DTV 수신 신호 및 채널 분석시스템의 기술적인 요구 사항을 제시하고, 이러한 요구 사항을 만족하게하고 좀 더 정확한 채널환경 분석을 위해 측정된 기저대역의 I 채널 데이터로부터 힐버트(Hilbert) 변환과정을 개선한 Q 채널 데이터 추출 방법을 제안한다. 제안된 데이터 및 채널 분석 시스템은 컴퓨터 모의실험과 실험실 테스트 결과를 통해서 성능을 입증하였으며, 방송신호 측정차량에 장착하여 DTV 동일채널중계기(DOCR) 필드테스트에서 다중경로간섭 신호의 분석에 적용하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To analyze reception environments of ATSC Digital TV, CIR (Channel Impulse Response) analysis systems are widely applied. The receiving performances of conventional CIR analysis systems are not as good as those of commercial state-of-the-art receivers. There are difficulties in measuring and analyzi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 ATSC DTV 방송수신환경을 분석하기 위한 DTV 방송 채널분석 시스템의 기술적 요구 사항을 제시하고 상용 DTV 수신 칩세트 솔루션을 이용하여 효율적으 로 이를 구현하는 방법을 제시하였다. 상용 DTV 수신 칩에서 얻을 수 있는 기저대역의 I 채널 데이터로부터 제안된 선형 및 RC 힐버트 변환 방법을 통해서 Q 채널 데이터를 획득하여 VSB 수신신호의 위상정보를 보다 정확하게 추출해 낼 수 있다.
  • 본 논문에서는 상용 DTV 수신 칩세트가 출력하는 정보를 최대한 활용하여 DTV 신호 데이터 및 채널 정보를 효율적으로 분석하는 방법을 제안한다. 이를 위해 기저대역의 I 채널 데이터 신호로부터 위상 정보를 추출하기 위하여 Q 채널 데이터를 복원하는 방법으로 변형된 힐버트(Hilbert) 변환 기법을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
EFA와 같은 전용 계측기는 어떤 단점이 있나? 기존 측정시스템의 채널 분석 장비로는 R&S사의 EFA가 대표적이며 현재 방송사 및 국책연구기관 등의 측정차량에서 활용되고 있다[10]. 그러나 EFA와 같은 전용 계측기의 경우, 필요한 데이터의 복조를 위한 수신 동기 성능이 최신 사양의 상용 DTV 수신기보다 미흡하여, DTV 수신이 불량한 곳에서는 채널 환경 측정이 어려운 단점이 있다.
ATSC DTV는 실내수신 환경에서 무엇에 의해 수신 성능이 저하되기도 하나? ATSC DTV는 단일 반송파 전송방식의 특성상 다중경로 간섭 수신 환경에서 수신 동기를 획득하고 정확한 비디오 신호를 출력하기 쉽지 않으며 수신기마다 수신 성능에서 편차가 있다. 특히, 실내수신 환경에서는 벽면 및 사람에 의해 반사되는 고스트에 의해 수신 성능이 저하되기도 한다[3][4].
ATSC DTV에 적용 가능한 VSB 변조 방법은 무엇이 있나? 38 MHz 대역폭의 정보를 6MHz 채널에서 송출할 수 있다. ATSC DTV에 적용 가능한 VSB 변조 방법은 Weaver 방식, Norgaard 방식, 힐버트 변환방식[12] 등이 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. “ATSC Digital Television Standard, Rev. E with Amendments No.1 and 2", ATSC Standard A/53E, Dec. 2005 

  2. "Guide to the use of the ATSC Digital Television Standard, Rev. A", ATSC Recommended Practice A/54, Dec. 2003 

  3. 서영우, 유호진, 박민호, 박준성, 김규영, 서종수, “디지털 TV 실내수신 환경 분석”, 방송공학회 논문지, 제13권 제5호, Oct. 2008 

  4. "Receiver Performance Guidelines", ATSC Recommended Practice A/74, June 2004. 

  5. ATSC, "Recommended Practice A/111: Design of Synchronized Multiple Transmitter Networks," Sep. 2004 

  6. K. Salehian, Y. Wu, and B. Caron, "Design Procedures and Field Test Results of a Distributed-Translator Network, and a Case Study for an Application of Distributed-Transmission," IEEE Trans. Broadcasting, vol. 52, no. 3, pp. 281-289, Sep. 2006 

  7. 왕수현, 서영우, 목하균, 이재영, 이용훈, 김흥묵, "DTV 분산중계망 필드테스트 결과," 방송공학회 논문지, Vol. 13, No. 4, pp. 463-478, Sep. 2008 

  8. Y.W. Suh, et al, "Field Test Results of Digital On-Channel Repeaters in the DTV Transmission Network in Korea", 56th IEEE Broadcast Symposium, Oct. 2006. 

  9. Y.W. Suh, et al, "Comparison of Distributed Translators", 57th IEEE Broadcast Symposium 2007, Oct. 2007 

  10. http://www2.rohde-schwarz.com/product/EFA50/53.html 

  11. S.I. Park, J. Lee, H. M. Kim, W. Oh, "Transmitter Identification Signal Analyzer for Single Frequency Network", IEEE Transactions on Broadcasting, pp. 383-393, Vol. 54, Issue 3, Part 1, Sep. 2008 

  12. S.C. Yim, C.C. Su, M.T. Shiue, L.Y. Huang, C.K. Wang, S.J. Jou, W.I. Way, "A New VSB Modulation Technique and Shaping Filter Design", IEEE International Symposium on Circuit and Systems, pp. 312-315, Vol. 4, May 1996 

  13. http://www.wikipedia.org, "Hilbert Transform", 2009 

  14. H.N. Kim, Y.T. Lee, S.W. Kim, "Mathematical Modeling of VSB-Based Digital Television Systems", ETRI Journal, Vol. 25, Num. 1, Feb. 2003 

  15. L. Gumm, "Signal to Noise Relationships In 8-VSB", http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/Technical_Briefs/25W_13224_0.pdf 

  16. 김영민, 서영우, 목하균, 권태훈, 이상길, "DTV 필드테스트를 위한 통합 측정 및 분석 시스템 개발", 방송공학회 논문지, 제10권 제4호, pp.599-609, Dec. 2005 

  17. Y.W. Suh and S.H. Kim, et al., "A Novel Integrated Measurement System for Digital Broadcasting," Proceeding of IEEE ICCE 2009, Jan. 2009 

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