2020년 브라질은 국가 지상파방송 표준의 신규 제정을 위한 Call for Proposal (CfP)를 공개했으며, ETRI는 북미지상파방송표준위원회 ATSC와 협력하여 ATSC 3.0 표준을 공동제안하였다. 브라질의 신규 표준 제정 프로젝트는 TV 3.0이라 명명되었으며, 기존 지상파 디지털방송 기술들에서 사용되지 않던 MIMO (다중안테나 송수신) 전송 기술을 필수 요구사항으로 제시하는 동시에 LDM (계층분할다중화)과의 결합전송 또한 필수 요구기술로 제시했다. TV 3.0 물리계층 표준 선정 과정은 Phase 1 (문서 평가), Phase 2 (실험실 실험 평가)와 Phase 3 (실환경 실험 및 최종 평가)를 거쳤으며, 최종 후보 ATSC 3.0과 ISDB-T 중 ETRI/ATSC의 제출안인 ATSC 3.0이 브라질 국가표준제안 안으로 최종 선정되었다.
이 과정에서 ETRI는 2024년, ATSC 3.0 표준 기반의 MIMO 확장 기술을 신규 설계, 개발하여 ATSC 3.0 표준 (물리계층 표준, A/322)에 반영하였다. ETRI는 LDM과 MIMO의 결합 시스템 등을 신규 개발하여 ATSC 3.0 표준에 기고, 채택케 하였으며, 관련 송수신기 제품을 개발하여 대응함으로써 브라질 TV 3.0 표준에 (ETRI 기술로 개정된) ATSC 3.0이 최종 채택되게 하였다.
브라질은 신규 TV 3.0 MIMO 방송망을 구축해야 하나 망 설계에 필요한 커버리지 예측 기술이 부재한 상황이다. 또한, 브라질로 말미암아 그 외 국가들로의 MIMO 방송 확산이 촉발된 바, MIMO 방송망의 설계 기술이 요구되고 있다.
브라질은 새로 도입하는 TV 3.0 MIMO를 신속히 서비스할 준비를 하고 있다. 브라질 방송사는 방송망을 신규 설치해야 하는 상황이나, 망 설계에 필수적인 MIMO 전송망 커버리지 예측 기술이 부재하여 이를 필요로 하고 있는 상황이다. ATSC 3.0 MIMO는 직교편파다중화를 바탕으로 전송용량을 배가하는 기술이며, 채널부호화와 성상변조 등의 전반 신호변조는 기존 SISO (단일안테나 송수신) 방식의 ATSC 3.0 전송시스템과 동일한 방식을 적용한다. 그러나, 편파신호 간 상호 영향이 수신 성능에 크게 영향을 주기 때문에 SISO의 커버리지 예측 방법을 동일하게 적용할 수 없다. 더불어, ATSC 3.0 SISO 전송의 경우 전송모드 전반에 대한 송수신 성능 측정치 (모드 별 요구 수신신호강도)가 장기간 획득되고 검증, 공개된 바 있으나, MIMO에 대해서는 그러한 데이터가 전무할뿐더러 획득 또한 더욱 어렵다는 문제가 있다.
본 기술이전에서는 기존 ATSC 3.0 SISO 시스템에서 획득한 송수신 성능 측정치를 활용하여 ATSC 3.0 MIMO 송수신 성능을 추정하는 시스템을 제공한다. 이는 A/321 및 A/322 표준을 만족하는 다양한 전송 mode에 대한 채널 모델별 성능 시뮬레이션을 포함하며, MIMO 방송망과 전송서비스 파라미터 설계 시뮬레이터의 중심기술로서 기능한다.
ATSC 3.0 MIMO 커버리지 연산 시스템은 송신 신호의 ModCod가 SISO 전송 때에 보이는 요구 CNR 값을 주요 파라미터로 입력받아, 이를 채널 XPD 파라미터 설정 및 기타 전송 파라미터 정보 등 함께 입력되는 파라미터와 조합하여 ATSC 3.0 MIMO 전송 시 요구되는 CNR 추정치를 도출한다. 사용자는 시뮬레이터의 출력을 통해, 설정 파라미터로 결정된 신호 구조가 송신될 시 설정 채널 조건 및 XPD 환경에서 어느 정도의 수신 CNR이 획득되어야 복호가능한지를 확인할 수 있다. 이를 바탕으로 방송사에서는 방송 커버리지 예측 및 최대 전송률을 추정할 수 있다.
또한, ATSC 3.0 MIMO 커버리지 연산 시스템은 송수신 안테나의 소자 성능치인 안테나 XPD와, 전파 채널 중의 반사에서 일어나는 편파 변동의 통계적 비율 설정치를 입력받아 채널 XPD를 출력한다. 이를 통해 방송사는 설치한 안테나 구성 및 기대 서비스 영역의 환경을 바탕으로, 커버리지 연산에 연관된 채널 XPD를 추정할 수 있다.
북미 디지털 방송표준 ATSC 3.0의 개정규격인 ATSC 3.0 MIMO 방송시스템의 물리계층 관련 표준 A/322, A/321을 준수하는 ATSC 3.0 물리계층 송수신 성능 시뮬레이터
- 특허: 다중안테나를 이용한 방송시스템의 성능을 추정하는 방법 및 장치 등 국내특허 3건
- 프로그램: 에이티에스씨 삼점영 다중편파전송 요구 에스엔알 추정치 연산 시스템 등 프로그램 2건 ? 소스코드 제공
- 기술문서: TDP 2건
북미 디지털 방송표준의 차세대 확장표준이자 브라질 차세대 국가방송표준으로 선정된 ATSC 3.0 MIMO 망의 커버리지 예측 및 망 설계 소프트웨어, 송수신 장비 검증 및 Broadcast Gateway 등에 적용가능하다.