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DVB-T2 기반의 UHDTV 방송을 위한 초고차 성상 변조방식의 비트 인터리버 설계
강인웅(In-Woong Kang),김영민(Youngmin Kim),서재현(Jae Hyun Seo),김흥묵(Heung Mook Kim),김형남(Hyoung-Nam Kim) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.4(통신이론)
UHDTV(ultra-high definition television)가 초고해상도 방송 서비스를 지향하는 차세대 방송 서비스로 논의되고 있다. 그러나 상용 방송 시스템으로 UHDTV의 요구 전송량을 온전히 충족시킬 수 없으므로, 초 고차 성상을 이용한 전송량 증대관련 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 시스템 중에서 UHDTV 전송에 가장 적합한 DVB-T2(Digital video broadcasting-2nd generation terrestrial) 시스템에 초 고차 변조를 적용할 경우 오류 정정부호의 부호어와 성상의 Unequal error protection을 적절히 이어주는 비트 매퍼가 필요하다. DVB-T2 시스템의 비트 매퍼는 비트 인터리버와 비트-셀 역다중화기로 나누어져 있으며, 두 가지 블록에 대한 많은 연구가 진행되었다. 그러나 비트 인터리버 설계와 관련된 연구가 부족하여 UHDTV 시스템에 적용될 초 고차 성상의 비트 인터리버 설계 방법론에 대한 정립이 필요하다. 이에 따라 본 논문은 DVB-T2의 비트 인터리버의 설계 방법을 제안하고, 1024-QAM과 4096-QAM의 비트 인터리버를 제안된 설계 방법을 통하여 설계하였다. The ultra-high definition television (UHDTV) has been considered as a next generation broadcsating service. However the conventional digital terrestrial transmission system cannot afford the required transmission data rate of UHDTV, and thus adopting ultra-high order constellation, such as 4096-QAM, into the conventional DTT systems has been studied. In particular, when the ultra-high order constellation is adopted into the digital video broadcasting-2nd generation terrestrial (DVB-T2) unequal-error protection (UEP) properties of a codeword of an error correction coding and ultra-high order constellations should be properly matched by bit mapper in order to enhance the decoding performance. Because long codeword results in a heavy computational complexity to design the bit mapper, the DVB-T2 divided it into cascaded blocks, the bit interleaver and the bit-to-cell DEMUX, and there have been many researches related to each block. However, there are few published study related to design methodology of bit interleaver. In this respect, this paper proposes a design methodology of the bit interleaver and presents bit interleavers of 1024-QAM and 4096-QAM according to the proposed design algorithm. The newly designed interleavers improved the decoding performance of the error correction coding by maximally 0.6 dB SNR over both of AWGN and random fading channel.
이중 편파 MIMO를 쓰는 DVB-T2 시스템의 비트 매퍼 성능 분석
강인웅(In-woong Kang),김영민(Youngmin Kim),서재현(Jae Hyun Seo),김흥묵(Heung Mook Kim),김형남(Hyoung-Nam Kim) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.9(통신이론)
초고해상도의 비디오와 다채널 오디오를 통한 극사실적인 방송 서비스를 지향하는 UHDTV (Ultra-High Definition TeleVision)가 차세대 방송 표준으로 논의되고 있으나 기존의 지상파 방송 시스템의 데이터 전송률이 UHDTV 방송 서비스의 요구 전송률에 크게 미치지 못하기 때문에 새로운 지상파 방송 시스템의 개발 또는 현재 시스템의 전송률 증가에 대한 연구가 필요한 상황이다. 이를 위해 기존의 DVB-T2 (Digital Video Broadcasting-2nd generation Terrestrial) 시스템에 고차 성상 변조 및 이중 편파 안테나를 이용한 다중 입출력 시스템을 적용하여 데이터 전송량을 증가시키는 연구가 진행되고 있다. 비정규 LDPC (Low-Density Parity Check) 부호를 사용하는 DVB-T2에 기반한 다중 입출력 시스템의 성능을 최적화하기 위해, 다중 입출력 시스템을 위한 최적의 비트 매퍼 설계에 대한 연구가 필요하다. 그러나 현재까지 진행되어 온 비트 매퍼 설계는 단일 입출력 시스템에 대해 국한되어 있다. 따라서 본 논문에서는 다중 입출력 시스템의 위한 최적의 비트 매퍼를 설계하기 위한 사전 연구로, 이중 편파 다중 입출력 시스템의 VND (Variable Node Degree) 분포를 나타내는 파라미터를 새롭게 정의하고 정의된 파라미터에 따른 시스템의 수신 성능을 분석하였다. The UHDTV system, which provides realistic service with ultra-high definite video and multi-channel audio, has been studied as a next generation broadcasting service. Since the conventional digital terrestrial transmission system is not capable to cover the increased transmission data rate of the UHDTV service, there are great necessity of researches about increase of data rate. Accordingly, the researches has been studied to increase the transmission data rate of the DVB-T2 system using dual-polarized MIMO technique and high order modulation. In order to optimize the MIMO DVB-T2 system where irregular LDPC codes are used, it is necessary to study the design of the bit mapper that matches the LDPC code and QAM symbols in MIMO channel. However, the research related to the design of the bit mapper has been limited to the SISO system. Therefore, this paper defines a new parameter that indicates the VND distribution of MIMO DVB-T2 system and performs the performance analysis according to the parameter which will be helpful for designing a MIMO bit mapper.
UHDTV 시스템을 위한 다중 반송파와 단일 반송파 기반 전송 방식의 수신 성능 비교
이유리(Yu-Ri Lee),강인웅(In-Woong Kang),김형남(Hyoung-Nam Kim) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.7(통신이론)
세계 여러 나라들은 향상된 방송 서비스를 제공하기 위해서 지상파 UHDTV (Ultra High Definition Television) 전송방식에 관한 연구를 진행하고 있으며, 대부분이 다중경로에 강건한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 다중 반송파 전송방식을 고려하고 있다. 일부 국가에서는 이를 기반으로 하는 DVB-T2 (Digital Video Broadcasting 2nd generation Terrestrial) 표준에 향상된 대용량 데이터 압축기술을 더해 UHDTV 실험 방송을 진행 중이다. 그러나 다중경로에 취약하다고 알려진 단일 반송파 전송방식에서도 수신기에서 주파수 영역에서 채널 등화를 수행하는 SC-FDE (Single Carrier-Frequency Domain Equalizer)를 사용하면 이러한 단점을 보완할 수 있기 때문에, 두 방식 간의 성능 차이가 미미하게 나타난다. 이를 고려해 본 논문에서는 UHDTV 방송을 위해서 고차 신호 성상을 전송하는데 다중 반송파와 단일 반송파 중 어느 방식이 적합한지에 대한 판단 근거를 제공하고자 두 방식의 수신 성능을 비교한다. Transmission methods for terrestrial UHDTV broadcasting have been actively studied in order to provide enhanced broadcasting service in many countries. Most of the countries are considering multi-carrier transmission methods based on OFDM and some of them have performed UHDTV experimental broadcasting by using the DVB-T2 standard with the adoption of an improved data compression technique. However, since single carrier transmission methods, which are known to be susceptible to multi-path fading, could remedy this defect by using the SC-FDE method where a frequency domain equalizer is utilized in the receiver, they may achieve a similar transmission performance with multi-carrier transmission methods. In consideration of these circumstances, we compare the transmission performances of two-type methods to provide a decision criterion on a suitable transmission method for UHDTV broadcasting.