[논문]차세대 지상파 DTV 전송기술

김성훈; 최진수; 홍진우

차세대 지상파 DTV 전송기술
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김성훈 (한국전자통신연구원) , 최진수 (한국전자통신연구원) , 홍진우 (한국전자통신연구원)

In this paper, we describe a 1/4 rate robust modulation algorithm for Enhanced-xVSB system which is fully backward compatible with ATSC 8-VSB standard. Laboratory test results of proposed Enhanced-xVSB 1/4 rate mode is shown a significantly improved reception performance under multipath as well as AWGN channel. We suggest an Enhanced-xVSB terrestrial broadcasting system for in-band Pedestrian/Portable TV broadcasting service.

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문제 정의

본 논문에서는 ATSC E-VSB에 비해 수신성능을 비약적으로 발전시킨 Enhanced-xVSB시스템을 제안한다. 현재 표준화 ATSC M/H방식의 표준제안안의 robust stream 모드는 모두 8-level symbol mapping을 사용하고 있다.
그러나 새로이 채택한 E-VSB방식 역시 보행/이동수신 환경에서 만족할 만한 성능개선 효과를 보지 못한 실험결과가 도출되어 2006년말부터 현재까지 ATSC 산하 TSG-S4에서는 기존의 ATSC E-VSB 보다 보행/이동수신 성능향상이 비약적 향상을 목적으로 ATSC M/H 전송 표준화를 진행 중에 있다. 본 논문에서는 현재의 ATSC E-VSB 방식에 비해 dynamic ghost 환경에서 획기적인 성능개선이 가능한 Enhanced-xVSB 시스템을 제안하며, 1/4 rate 모드의 수신성능에 대한 laboratory test 결과를 기술한다[1].

대상 데이터

테스트베드 구성은 크게 송신부, 채널부과 수신부로 구분되며, 송신부는 enhanced 스트림 생성부, E-xVSB 변조기, 채널부는 AWGN 잡음 생성기, fading 시뮬레이터로 구성되어 있고, 수신부는 RF tuner, E-xVSB 복조기, MPEG-2 역다중화기/복호화기, 디스플레이 장치로 구성되어 있다. 그림 1은 Enhanced-xVSB의 성능평가용 테스트베드를 보여준다.

성능/효과

본 논문에서 제안한 Enhanced-xVSB 시스템은 4-level symbol mapping 기법을 이용하고, 특히 1/4 rate 모드에서는 16 state TCM enhanced coding 기법이 더해져 fading 환경과 같은 열악한 수신환경에서도 TV신호의 수신률을 비약적 향상시켰다[2].
은 AWGN 환경에서 Enhanced-xVSB 시스템과 ATSC E-VSB성능을 비교한 실험결과이다. 표 1의 결과에서 보인바와 같이 본 논문에서 제안한 시스템이 ATSC E-VSB방식에 비해 1/4 rate 모드, AWGN 환경에서 약 4.3 dB 수신성능이 우수한 것을 알 수 있다. 표 2는 Modified Brazil D 채널에서의 수신성능 비교이며, Modified Brazil D 채널과 같은 열악한 fading 환경에서는 9.
3 dB 수신성능이 우수한 것을 알 수 있다. 표 2는 Modified Brazil D 채널에서의 수신성능 비교이며, Modified Brazil D 채널과 같은 열악한 fading 환경에서는 9.7dB 차이가 발생하여, AWGN에 비해 많은 성능개선이 이루어 졌음을 알 수 있다. 이는 robust 모드에서 4-level symbol mapping을 사용하는 Enhanced-xVSB 시스템이, 8-level mapping을 사용하는 ATSC E-VSB에 비해 fading 환경에서 채널등화 이득을 더 확보하기 때문이다.

후속연구

따라서 추가적인 훈련열 삽입이 필수적인 사항이며, 경우에 따라 훈련열 삽입이 robust stream의 순수 데이터 전송량에 많은 낭비를 초래하기도 한다. 따라서 본 논문에서는 4-level VSB symbol mapping 형태를 제안하며, 이는 타방식 대비 채널등화 이득을 상대적으로 높이는 효과를 기대 할 수 있으므로, 상대적으로 훈련열 삽입양을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

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