Journal of Broadcast Engineering (방송공학회논문지)

The Korean Institute of Broadcast and Media Engineers (한국방송∙미디어공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on Delivery Integration of UHD, Mobile HD, Digital Radio based on ATSC 3.0

ATSC 3.0 기반 UHD, 이동HD, 디지털라디오 통합전송 연구

  • Received : 2019.04.19
  • Accepted : 2019.06.12
  • Published : 2019.07.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, the technology verification of next generation broadcasting technology and service suitable for domestic broadcasting environment was carried out to build and activate domestic terrestrial UHD broadcasting. ATSC 3.0-based mobile HD broadcasting is currently conducting experiments with various parameters from broadcasting companies, research institutes and others. However, experiments on integrated transmissions, including audio services, have not been carried out. Through this experiment, we first performed the theory and experiment on the maximum number of ATSC 3.0 based UHD broadcasting service, maximum service number of HD broadcasting considering mobility, and maximum service number of audio broadcasting within one channel (6MHz). Second, parameters for integrated transmission of each service (UHD broadcasting, mobile HD and audio broadcasting) in one channel were derived. Finally, we studied technical possibilities through field tests that we receive while moving directly in the field.

본 논문에서는 국내 방송환경에 적합한 차세대 방송기술 및 서비스의 기술적 검증을 통해 지상파 UHD 방송의 정착 및 활성화 등을 추진하고자 ATSC 3.0 기반 서비스에 대한 기술적 검증을 실시하였다. ATSC 3.0 기반 이동HD 방송은 방송사, 연구기관 등에서 다양한 파라미터로 실험을 추진 중에 있으나, 오디오 서비스에 대한 실험은 추진되지 않았다. 본 실험을 통해 한 채널(6MHz) 내에서 ATSC 3.0 기반 UHD 방송의 최대 서비스 개수, 이동성을 고려한 HD 방송의 최대 서비스 개수, 오디오 방송의 최대 서비스 개수 등에 대한 이론 및 실험을 진행하였고, 각 서비스(UHD방송, HD방송, 오디오방송)를 한 채널 내에서 통합으로 전송하기 위한 파라미터를 도출하고, 이를 직접 필드에서 이동하면서 수신해보는 필드테스트를 통해 기술적 가능성을 수행하였다.

Keywords

BSGHC3_2019_v24n4_643_f0001.png 이미지

그림 1. ATSC 3.0 기반 통합전송 실험을 위한 시스템 구성도 Fig. 1. System block diagram for aggregated transmission experiment based on ATSC 3.0

BSGHC3_2019_v24n4_643_f0002.png 이미지

그림 2. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 최소 할당율과 프레임 구조도 Fig. 2. Minimum allocation rate and frame structure for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_f0003.png 이미지

그림 3. 실내수신 실험 결과 Fig. 3. Experiment result from indoor receiver

BSGHC3_2019_v24n4_643_f0004.png 이미지

그림 4. 이동수신 시 수신레벨, 반송파대 잡음비, MER 측정 결과 Fig. 4. Receive level, CNR, MER measurement results from mobile receiver

BSGHC3_2019_v24n4_643_f0006.png 이미지

그림 5. PLP별 FEC 측정 결과 Fig. 5. Measurement results for FEC error rate by each PLP

표 1. 송신소 제원 Table 1. Transmitting station specification

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0001.png 이미지

표 2. 필드테스트 프로파일 Table 2. Field test profile

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0002.png 이미지

표 3. 고정 UHD와 고정 HD 서비스 사양 비교 Table 3. Comparison between Fixed UHD and fixed HD service specification

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0003.png 이미지

표 4. 이동HD와 HD-DMB 서비스 사양 비교 Table 4. Comparison between Mobile HD and HD-DMB service specification

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0004.png 이미지

표 5. 라디오와 T-DMB 오디오 서비스 사양 비교 Table 5. Comparison between radio and T-DMB audio service specification

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0005.png 이미지

표 6. FM과 DMB의 수신 성능과 전송률 Table 6. Reception performance and transmission rate of FM and DMB

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0006.png 이미지

표 7. 지상파 UHD 전송파라미터 조합 Table 7. Terrestrial UHD transmission parameter combination

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0007.png 이미지

표 8. 이론 분석을 위한 파라미터별 기본 가정 Table 8. Basic assumption of each parameter for theory analysis

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0008.png 이미지

표 10. ToV CNR(dB) Table 10. ToV CNR(dB)

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0009.png 이미지

표 11. 6MHz 전체 전송률(Mbps) Table 11. Total transmission rate in 6MHz

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0010.png 이미지

표 12. 최대 서비스 개수 Table 12. Maximum number of service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0011.png 이미지

표 9. ATSC 3.0 오디오 단독서비스 전송파라미터 구성을 위한 조건 Table 9. Condition for transmission parameter organization of ATSC 3.0 audio single service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0012.png 이미지

표 13. ATSC 3.0 이동HD 단독서비스 전송파라미터 구성을 위한 조건 Table 13. Condition for transmission parameter organization of ATSC 3.0 mobile HD single service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0013.png 이미지

표 14. ToV CNR(dB) Table 14. ToV CNR(dB)

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0014.png 이미지

표 15. 6MHz 전체 전송률(Mbps) Table 15. Total transmission rate in 6MHz

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0015.png 이미지

표 16. 최대 서비스 개수 Table 16. Maximum number of service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0016.png 이미지

표 17. ATSC 3.0 고정UHD 단독서비스 전송파라미터 구성을 위한 조건 Table 17. Condition for transmission parameter organization of ATSC 3.0 fixed UHD single service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0017.png 이미지

표 18. ToV CNR(dB) Table 18. ToV CNR(dB)

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0018.png 이미지

표 19. 6MHz 전체 전송률(Mbps) Table 19. Total transmission rate in 6MHz

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0019.png 이미지

표 20. 최대 서비스 개수 Table 20. Maximum number of service

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0020.png 이미지

표 21. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 UHD 서비스의 최소 할당율 Table 21. Minimum allocation rate of UHD service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0021.png 이미지

표 22. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 이동HD 서비스의 최소 할당율 Table 22. Minimum allocation rate of mobile HD service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0022.png 이미지

표 23. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 오디오서비스의 최소 할당율 Table 23. Minimum allocation rate of audio service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0023.png 이미지

표 24. ATSC 3.0 통합전송을 위한 서비스별 조합 Table 24. Combinations of each service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0024.png 이미지

표 25. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 UHD 서비스의 MODCOD 조합 Table 25. MODCOD Combinations of UHD service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0025.png 이미지

표 26. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 이동HD 서비스의 MODCOD 조합 Table 26. MODCOD Combinations of mobile HD service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0026.png 이미지

표 27. ATSC 3.0 혼합전송을 위한 오디오 서비스의 MODCOD 조합 Table 27. MODCOD Combinations of audio service for ATSC 3.0 mixed transmission

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0027.png 이미지

표 28. 측정 결과 Table 28. Measurement results

BSGHC3_2019_v24n4_643_t0028.png 이미지

References

  1. J. H. Seo, B. H. Lee, H. M. Kim, Y. S. Kim, “Trial Service Status for Terrestrial UHD Mobile Broadcasting,” Korea Society Broadcast Engineers Magazine, Vol. 23, No. 2, pp. 43-57, 2018.
  2. ATSC, http://www.atsc.org (accessed Feb. 21, 2019).
  3. TTA Standard, Transmitter/Receiver Interface for Terrestrial UHDTV Broadcasting, TTAK.KO-07.0127/R1, 2016.
  4. ATSC Standard, Physical Layer Protocol, ATSC (Advanced Television Systems Committee) Std. A/322, Feb. 2017.
  5. TTA Standard, Transmitter/Receiver Interface for Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, TTAK.KO-07.0024/R2, 2009.
  6. TTA Standard, Transmitter/Receiver Interface of High Quality Video for Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, TTAK.KO-07.0126/R1, 2016.
  7. S. H. Kwon, S. I. Park, J. Y. Lee, B. M. Lim, H. M. Kim, “Physical Layer Standard Technology for ATSC 3.0 Standards,” Korea Society Broadcast Engineers Magazine, Vol. 20, No. 4, pp. 17-27, 2015.
  8. J. H. Seo, S. H. Kwon, H. M. Kim, Y. S. Kim, "Implementation of Mobile HD Broadcasting Receiver for ATSC 3.0 Systems," Proc. 2018 Winter Conference, Korea Institute of Communication Sciences, pp.1416-1417, Jan., 2018.
  9. Y. S. Kim, J. H. Seo, B. H. Lee, H. M. Kim, "Implementation of UHD Broadcasting Receiver Based on ATSC 3.0 Standards," Journal of Broadcast Engineering, Vol.23, No.6, 2018.