최근 방송산업은 지상파 TV 스펙트럼의 재분배 시기와 맞물려, 무선통신서비스의 급격한 수요 증가로 인해 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 상황에서, 북미 방송표준인 ATSC에서는 보다 효율적인 스펙트럼 사용과 보다 강인한 수신성능 제공을 주된 목표로 표준화를 진행하여, 2016년 9월 물리계층 표준(A/322)에 대한 표준화를 완료하였다.
ATSC 3.0 물리계층 표준은 기존의 ATSC 1.0 규격 대비 30% 이상 향상된 전송률을 제공할 수 있으며, 4K UHD와 이동 HD 서비스를 동시에 지원할 수 있는 전송 다중화 기술을 도입하였다. 또한, DVB-T2 대비 다양한 전송모드와 스펙트럼 효율 향상으로 UHD 방송, 이동 HD 방송, 방통융합서비스, 개인맞춤형 서비스 및 긴급경보방송, 실감오디오 등 차별화된 성능 및 서비스 개선이 기대된다. 이에, 한국에서도 지상파 초고화질(UHD) 방송을 위해 ATSC 3.0을 표준 규격으로 채택하여, 2017년 2월부터 이를 활용한 지상파 UHD 방송을 시작하고 있다.
ATSC 3.0 물리계층 표준은 UHD TV 서비스를 전송하기 위해 향상된 시스템 전송용량을 제공하고, 강인한 실내수신을 제공하기 위한 기술들을 포함하고 있다. 또한, 급격히 증가하고 있는 무선통신서비스의 수요증가로 인해 충분한 방송주파수 대역확보가 어려운 상황에서, 효율적인 스펙트럼사용을 비롯하여 수신강인성 및 유연한 서비스 제공에 초점을 맞추어 설계되었다. ATSC 3.0 물리계층 표준은 보다 향상된 성능과 유연한 서비스를 위하여, 많은 최신의 기술들을 포함하고 있으며 넓은 동작 SNR 영역을 제공하는 장점을 가지고 있다. 방송사들은 넓은 동작 SNR 영역 중 필요한 SNR 영역에서 작동하는 mode를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 각 방송사들이 선택하여 사용하는 mode는 각 방송사들이 서비스를 하고자 하는 대상에 따라 달라질 수 있다.
본 기술이전에서는 A/321 및 A/322 표준을 만족하는 modulator, demodulator, 각종 계측장비 제작을 위한 ATSC 3.0 물리계층 송수신 시뮬레이터를 제공한다. 뿐만 아니라, 본 기술이전에서 제공되는 시뮬레이터를 통해 방송 커버리지 예측 및 최대 전송률을 추정할 수 있다.
ATSC 3.0 물리계층 송수신 시뮬레이터는 송신 신호의 Bootstrap, Preamble, Subframe 및 Subframe 내 PLP의 구조를 정의하기 위해 필요한 파라미터를 입력 받아, random하게 생성된 input 정보에 대한 ATSC 3.0 물리 계층 신호를 생성, 전송하고 해당 신호에 대한 수신 및 복호를 수행한다. 사용자는 시뮬레이터의 출력을 통해, 설정 파라미터로 결정된 신호 구조가 특정 채널 환경 및 수신 SNR에서 어느 정도의 오류율을 보이는지 확인할 수 있다. 이를 바탕으로 방송사에서는 방송 커버리지 예측 및 최대 전송률을 추정할 수 있고, 장비 제조사에서는 modulator, demodulator, 그리고 각종 계측 장비 제작에 활용할 수 있다.
북미의 차세대 디지털 방송 표준인 ATSC 3.0 방송시스템의 물리계층 관련 표준 A/322, A/321을 준수하는 ATSC 3.0 물리계층 송수신 시뮬레이터
- ATSC3.0 물리계층 PLP configuration 구성부 (소스코드)
- ATSC3.0 물리계층 PLP configuration에 따른 OFDM 신호 생성부 (소스코드)
· Framing 블록
· BICM Encoder 블록
· Time/Frequency Interleaver 블록
· LDM 부호 블록
· Signaling Protection 부호 블록
- On-the-air 전송 채널 생성부 (소스코드)
· AWGN 채널
· RC20 채널
· RL20 채널
· TU-6 채널
- ATSC3.0 물리계층 신호 수신부 (소스코드)
· 채널 추정 블록
· Time/Frequency De-interleaver 블록
· De-framing 블록
· BICM Decoder 블록
· Core Layer Signal Cancelation 블록
북미의 차세대 디지털 방송 표준인 ATSC 3.0 시스템의 송수신 modulator/demodulator 및 계측 장비 제작, Coverage 예측 소프트웨어 및 Broadcast Gateway 등에 적용 가능하다.