디지털 라디오는 세계적인 디지털화에 따라 아날로그 AM/FM을 대체하는 차세대 라디오 기술이다. 그러나 단일 표준을 제공하는 아날로그 AM/FM 서비스와는 달리 디지털 라디오 서비스는 국가와 대륙에 따라 상이한 기술표준 방식을 채택하거나 하나에 국가에서도 주파수에 따라 다른 표준을 채택하고 있어 서로 호환이 불가능하여 호환성 문제가 야기되고 있다. 전세계적으로 디지털라디오는 DAB/DAB+, DRM30/DRM+, HDRadio 방식이 있다. 본 논문에서는 하나의 단일 플랫폼으로 이러한 복수 디지털 라디오 기술 표준을 지원하는 FPGA기반 전세계 디지털 라디오 수신 베이스벤트 프로세서의 설계와 구현방안을 제시한다.
ETSI(European Telecommunication Standards Institute), TC(Technical Committee), RRS(Reconfigurable Radio Systems)에서는 소프트웨어 모뎀 기반 멀티모드 단말기의 연구 및 표준을 개발하고 있다. 소프트웨어 모뎀 기반 멀티모드 단말기는 SDR(Software Defined Radio) 기술을 바탕으로 단말기 플랫폼에 독립적인 라디오 어플리케이션을 운용함으로써, 하나의 단말기에서 동시에 다양한 이동통신 표준을 이용할 수 있는 차세대 단말기이다. 본 논문에서는 TC RRS에서 정의한 라디오 어플리케이션 사이에서의 리소스 공유 방법과 라디오 어플리케이션의 배포 형태에 따른 멀티모드 단말기의 분류에 대해 소개한다. 또한, 여러 개의 라디오 어플리케이션을 동시에 운영할 수 있는 멀티모드 단말기의 아키텍처와 인터페이스에 대해 소개한다.
최초의 방송미디어로 오랜 시간 큰 인기를 누렸던 라디오는 현재 위기를 맞이하고 있다. 라디오는 여전히 장비 구매 및 수신 비용 측면에서 저렴하며, 가장 소형화할 수 있는 기기이기에 휴대하기 가장 좋고 비상 시 정보원으로서 활약하고 있지만 다양한 경쟁 미디어의 범람 속에서 위기를 맞이하게 된 것이다. 라디오는 2000년 이후 지속적으로 이용률이 떨어지고 있으며 디지털화도 아직 완벽히 이루지 못한 채 표류 중이다. 그러나 라디오는 그 특성 및 가치가 생존 및 발전을 보장하고 있다. 소리만을 매개로 한다는 점은 라디오의 한계이지만 라디오만의 고유한 가치이기도 하다. 다양한 경쟁 매체의 범람 속에서 라디오는 그 가치로 인해 살아남으며, 또 상당한 가능성을 가지고 있다는 점은 영국의 경우를 통해 볼 수 있다. 영국은 1990년대보다 2000 년대에 더 높은 라디오 청취율을 이끌어 냈다. 이에 본고는 일상성, 정보성, 개인성, 참여성, 모험성, 대체미디어, 전문성, 음악미디어의 특성을 갖는 라디오와 인터넷의 특성을 비교해보고, 교통수단 이용 시 차량용 기기를 이용한 지상파 안테나 직접 수신 방법이 가장 높은 비율을 차지하는 라디오의 청취 방법에 대하여 연구하며, 라디오 청취율 증가에 대한 이해를 통하여 라디오의 미래를 특히 스마트폰과 인터넷을 기반으로 한 스마트 세대의 특성과 대비하여 고찰해보고자 하였다. 그 결과 스마트 세대들은 파편적인 정보 속에서 자신들의 선택에 의해서만 취득할 수 있었던 오락과 유희가 변화를 꾀하고 있는 것으로 판단되며, 라디오는 '선별된 정보' 및 '신뢰성'이라는 장점을 통해 미래에도 영향력을 지닌 미디어가 될 수 있을 것이라 예상된다. 그러나 이러한 가능성을 염두에 둘 때 라디오는 결국 디지털화와 동시에 방송 콘텐츠의 전문성과 신뢰성을 더욱 키워야 할 필요가 있을 것이며, 그 초점은 다양한 경험과 문화적 체험에 맞추는 것이 라디오만의 경쟁력을 갖춘 것이라 할 수 있을 것이다.
Software Defined Radio(SDR) 기술은 첨단 디지털 신호처리 기술과 고성능 디지털 신호처리 소자를 기반으로 하드웨어 수정 없이 모듈화된 소프트웨어 변경만으로 단일의 송수신 시스템을 통해 다수의 무선 통신 규격을 통합·수용하기 위한 무선 접속기반 기술이다. 여러 규격의 이종 복합 네트워크 환경하에서 구성될 IMT-2000 이후의 4세대 이동 통신 시스템은 다양한 형태의 서비스, 응용 및 컨텐츠를 적절한 무선 접속 방식을 통해 제공하고 네트워크들 간의 유연한 인터페이스를 보장하기 위해 재구성 가능한 SDR 개념 기반의 통신 플랫폼이 요구된다. 본 논문에서는 4세대 이동 통신 시스템의 근간이 될 SDR의 핵심 기술 및 주요 적용 가능 기술에 대하여 논한다.
FTN(Faster-than-Nyquist) 전송기술은 1975년 최초 제안된[1] 이래 한 세대가 지난 최근에야 재조명되기 시작했다. 구현복잡도가 높다는 단점에도 불구하고 FTN 기술이 주목을 받고 있는 것은 그만큼 주파수 자원의 부족 문제가 심각해졌음을 의미한다. 특히, 최근 논의되고 있는 지상파 UHD(Ultra High Definition)TV 방송과 디지털라디오 방송 등 차세대 방송으로의 진화를 위한 주파수 추가 확보의 어려움을 해소하기 위한 전송효율 고도화 기술의 중요성이 어느 때보다 높아지고 있다. 본고에서는 방송 전송 시스템 분야에서 FTN 기술의 연구개발 및 표준화 동향을 소개하고, 차세대 방송 시스템에 적용하기 위한 추가적인 기술개발과 경쟁력 확보가 필요한 분야에 대해 살펴봄으로써 차세대 방송 표준이 나아갈 방향을 예측하는 데 참고가 될 정보를 제공하고자 한다.
DAB(Digital Audio Broadcasting)는 기존 아날로 그 방식 AM과 FM 라디오 방송의 한계와 문제점을 극복하고 CD 수준 음질의 오디오를 포함한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 차세대 라디오 방송이다. DAB는 전송 주파수 대역에 따라 기존의 FM/AM 대역과 다른 새로운 대역을 사용하는 Out-of-Band 방식과 기존의 FM/AM 대역을 사용하는 In-Band 방식으로 분류할 수 있다. Out-of-Band 방식으로는 유럽의 Eureka-147과 일본의 협대역 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) 방식이 있으며, In-Band 방식은 미국의 USADR(USA Digital Radio)사와 LDR(Lucent Digital Radio)사가 개발하고 있는 IBOC(In-Band On Channel) 방식과 국내 한국전자통신연구원(ETRI)에서 개발 중인 IBAC(In-Band Adjacent Channel) 방식이 있다. 본 고에서는 DAB의 전송 주파수 대역에 따른 방식별 특성을 고찰하고 유럽, 일본, 미국과 국내에서 상용화 서비스 또는 개발되고 있는 DAB 시스템의 기술동향을 분석 한다.
본 논문에서는 디지털 라디오 표준인 DRM(Digital Radio Mondiale) 및 DRM+(Digital Radio Mondiale Plus) 시스템을 이더넷모드에서 분석할 수 있는 다중화분산접속(MDI, Multiplex Distribution Interface) 분석기를 설계한다. 제안하는 MDI 분석기는 메모리 공유 기술을 가진 공통 블록 모듈을 사용하여 MDI 패킷들의 부하를 감소시키며, 차세대 디지털 라디오 방송시스템을 위해 수신된 MDI 패킷을 통해 IP(Internet Protocol)와 DRM/DRM+ 시스템의 FAC(Fast Access Channel)/SDC(Service Description Channel) 구성정보를 확인할 수 있다.
DAB는 CD 수준의 음질, 다양한 데이터서비스, 이동 중에도 우수한 수신 품질을 제공할 차세대 라디오 방송이다. 이전에 듣는 라디오에서 벗어나 보는 라디오로서 고품질 음악 방송서비스를 제공하면서 아울러 교통정보, 뉴스 등에 관한 문자, 그래픽 등의 멀티미디어 정보 제공이 가능하다. 본 논문에서는 ITS 서비스용 Eureka-147 및 ETSI 300 401 규격을 따르는 DAB 튜너를 설계하고 제작한다. 기존에 만들어진 DAB 수신기와 달리 RF튜너만을 하나의 소형 모듈로 개발하여 범용성을 갖도록 하여 다양한 기존 제품에 응용이 될 수 있도록 한다. 튜너의 전체 성능은 RF 및 VCO의 위상 잡음 성능에 의해 크게 좌우되며 LNA, 이미지 제거 필터와 채널 선택 필터는 수신기 수신 감도에 큰 영향을 준다. 제작된 튜너는 9dB의 반사손실, 6dB의 잡음지수(Band III, L-band) 및 -97dBm의 수신 감도를 보이고, 이는 DAB 시스템의 기술 사양을 모두 만족한다.
멀티미디어 서비스를 제공하는 미래의 이동통신 시스템에서는 데이터의 신뢰성 있는 전송을 위해 물리 계층에서 제공하는 프레임 에러율을 감소시켜야한다. 이를 위해 라디오링크프로토콜(RLP : radio link protocol) 계층에서는 ARQ(automatic repeat request)기법을 사용한다. 본 논문에서는 멀티미디어 서비스를 제공하는 차세대 이동통신 시스템에 적용될수 있는 새로운 SR(Selective repeat) ARQ 기법을 제안하고 그 성능을 분석한다. 제안하는 SR 기법은 재전송이 반복될수록 NAK(negative acknowledge)수와 재전송 프레임수를 지수적으로 (exponentially)증가시킴으로써 프레임손실확률을 감소시킨다. 또한 제안한 SR 기법의 성능을 기존의 전형적인 SR 기법 및 IS-707의 SR 기법과 비교하였다. 비교결과, 제안한 SR 기법은 프레임 손실 확률과 프레임 전송지연 측면에서 다른 두 비교대상 Sr 기법들에 비해 더 나은 성능을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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