[논문]LDM/TDM 기반 고정/이동 수신을 지원하는 ATSC 3.0 다채널 방송 서비스

서재현; 권선형; 김흥묵; 김용석

[국내논문] LDM/TDM 기반 고정/이동 수신을 지원하는 ATSC 3.0 다채널 방송 서비스
ATSC 3.0 Multi-channel Broadcasting Service based on LDM/TDM supporting Fixed/Mobile Reception 원문보기

서재현 (한국전자통신연구원) , 권선형 (한국전자통신연구원) , 김흥묵 (한국전자통신연구원) , 김용석 (디지털스트림테크놀로지)

본 논문에서는 국내 지상파 UHD 본방송을 위해 채택한 차세대 방송 규격인 ATSC 3.0 시스템의 전송 다중화 기술을 기반으로 다채널 방송 제공을 위한 서비스 기술에 대해 살펴본다. 기존의 지상파 DTV 방송은 고정 HDTV 방송 서비스에 최적화된 시스템으로 다양한 방송 서비스에 한계를 가지고 있는데 반해 ATSC 3.0 시스템에서는 다양한 방송 서비스를 위한 전송 다중화 기술들을 포함하고 있다. 특히, 하나의 RF 채널 내에서 고정 방송과 이동 방송을 동시에 제공 가능한 시간분할다중화 및 계층분할다중화 기술을 가지고 있으며, 이러한 기술을 적용하여 다채널 방송 서비스의 모델을 제시하고 미래의 지상파 방송 서비스 발전 전망에 대해 알아본다.

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문제 정의

0 표준에서 채택한 시간분할다중화 및 계층분할다중화 기술을 기반으로 UHD, HD 등의 다채널서비스 모델을 제시하고, 고정 및 이동 수신에 대한 서비스 형태를 분석한다. 마지막으로 향후 이러한 기술을 바탕으로 미래의 지상파 방송 서비스에 대해 예측해 본다.
본 논문에서는 ATSC 3.0 시스템의 전송 다중화 방식인 LDM 및 TDM 기술을 활용하여 고정 및 이동수신을 동시에 지원 가능한 지상파 다채널 서비스에 대해 살펴보았다. 고정수신을 위한 4K UHD 및 이동수신을 위한 HD 서비스를 하나의 RF 채널로 동시에 제공이 가능하므로 한정된 주파수 자원의 효율성을 높일 수 있다.
본 논문에서는 ATSC 3.0 표준에서 채택한 시간분할다중화 및 계층분할다중화 기술을 기반으로 UHD, HD 등의 다채널서비스 모델을 제시하고, 고정 및 이동 수신에 대한 서비스 형태를 분석한다. 마지막으로 향후 이러한 기술을 바탕으로 미래의 지상파 방송 서비스에 대해 예측해 본다.

제안 방법

0 시스템의 버전, 재난 정보 등을 포함한 부트스트랩(Bootstrap)이 나오고, 전송 프레임의 다양한 시그널링 정보를 포함한 프리앰블(Preamble)이 그 뒤에 위치한다. 그리고, 방송 프로그램이 포함되는 부프레임(Subframe)을 시간 자원의 분할을 적용해 8 개의 PLP(Physical Layer Pipe)로 나누어 전송한다. 이때, 각 PLP 는 서로 다른 변조차수 및 부호율의 적용이 가능하여 PLP 별로 수신 요구 CNR(Carrier to Noise Ratio)을 다양하게 제공할 수 있다.
0 시스템 대비30% 이상 향상된 전송률을 제공한다. 또한 4K UHD 와 이동 HD 서비스를 동시에 제공할 수 있는 전송 다중화 기술을 도입하였다. 기존의 ATSC 1.
0 전송 프레임 구성 예를 보여준다. 방송 프로그램이 포함되는 부프레임을 서로 다른 전력을 가지는 핵심계층(CL, Core Layer)과 향상계층(EL, Enhanced Layer)으로 분할하고, 각 계층은 2 개의 PLP 로 시간 분할하여 총 4 개의 PLP 로 나누어 전송한다. 그림 1 과 같이 각각의 PLP 는 서로 다른 변조차수 및 부호율 적용이 가능하여 다양한 방송 서비스를 제공할 수 있다.

이론/모형

세계 최초로 지상파 UHD 방송 서비스가 수도권 지역에서 시작하여 단계적으로 전국으로 확대될 예정이다. 이를 위해 국내에서는 차세대 디지털 방송표준으로 북미의 ATSC(Advanced Television System Committee) 3.0 시스템을 채택하였다[1]. ATSC 3.

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