DTV CATV DAB FM DAB VA 8 VSB
디지털방송 방식별 주요 규격 구분 지상파 DTV 위성 CATV DAB (FM) DAB (위성 방식명칭 압축규격(V/A) 전송규격 (변조방식) 기타 8 VSB 19. 36 Mbps 미국 ATSC 유럽 DVB-T MPEG-2/MPEG-2 BC COFDM QPSK, 16/64 QAM 3. 74~23. 75 Mbps 일본 ISDB-T MPEG-2/MPEG-2 AAC BST-OFDM/ QPSK, 16/64 QAM 3. 65~23. 23 Mbps 중국 DMB-T/H 미국 DSS MPEG-2/MPEG-1레이어 1, 2 QPSK 고정, 20 유럽 DVB-S MPEG-2/MPEG-1레이어 1, 2 QPSK 규정 없음 일본 ISDB-S MPEG-2/MPEG-2 AAC BPSK/ TC 8 PSK 고정, 42 미국 Open Cable 16 VSB/ 64/256 QAM 64 QAM 27 Mbps 256 QAM 39 Mbps 유럽 DVB-C MPEG-2/MPEG-2 AAC 64 QAM 일본 ISDB-S MPEG-2/MPEG-2 AAC 64 QAM 미국 IBOC PAC OFDM 144~160 Kbps 유럽 Eureka -147 MPEG-2/ MPEG-2 BC OFDM 0. 8~1. 7 Mbps 일본 ISDB-TSB MPEG-2/ BST-OFDM 0. 28~1, 787 Kbps 미국 System B PAC QPSK 16~320 Kbps/채널 유럽 System A MPEG-2 레이어 2 COFDM 16~38 Kbps/채널 일본 System E MPEG-2 AAC CDM(QPSK) 16~320 Kbps/채널 MPEG-2/AC-3
Data frame 1 frame = 2 fields 1 field = 313 data segments 1 D. S = Seg. Sync. + 187 Byte payload + 20 Byte parity 1 packet = 188 Byte 1 Symbol = 2 bits * (3/2 trellis coding) 187 B 20 B The exact symbol rate is given by (1) Sr (MHz) = 4. 5/286 x 684 = 10. 76. . . MHz The frequency of a Data Segment is given by (2) fseg= Sr / 832 = 12. 94. . . K Data Segments/s. The Data Frame rate is given by (3) fframe = fseg/626 = 20. 66. . . frames/s. Pure payload rate is (4) 10. 76 x 2 x 188/207 x 312/313 = 19. 39. . . Mbps 5 • Data Frame
Reed Solomon encoder RS Encoder: RS(187, 207) t = 10. l 20 Byte의 RS Parity 인 Redundant 신호를 추가로 보냄. l 20개의 방정식 ---> 20개 (위치 10개, 신호값 10개)의 unknown이 있어도 식을 풀수 있음 n Reed-Solomon (207, 187) t=10 parity generator polynomial. 7
E-VSB 송신기 구조 Optional Extra Data Field Sync Trelis Encoder MUX Pilot insertion Pre-equalizer filter VSB Modulator RF UPConverter Segment Sync Field Sync Normal data Robust Mode MUX (PACKET) Robust pre processor Data Randomizer Reed. Solomon Encoder Data interleaver Robust processor Robust RS Reencoder
표준형 8 -VSB와 E-VSB의 세그먼트 구조 Standard ATSC data segment pair 3 Byte Header 188 Byte Data Field 20 Byte RS Parity Payload= 368 Byte Enhanced data segment pair Containing additional error correction 3 Byte Header 188 Byte Data Field 72 Byte Data Field 20 Byte RS Parity Payload= 164 Byte
ATSC-M/H 서비스 사례 19. 4 Mbps(HDTV/SDTV) 4. 4 Mbps 15 Mbps(HDTV/SDTV) MPEG-2 압축사용 (HDTV ~ SDTV)다양한 해상도/프레임률 19 Mbps이하 MPH Service example 1. 1 H. 264 압축사용 QVGA(320*240)30프레임 500~600 Kbps 500 kbps Simulcast 500 kbps New service Mobile reception Of Main Service Local news Sports Traffic etc 100 kbps data
서비스 데이터 할당을 통한 MMS서비스 NUL EPG 19. 39 Mbps SD+Audio+Data CH 17~18 Mbps HD+DATA 13. 5~16 Mbps 1 HD+DATA
8 VSB constellation with SNR = 20. 9 d. B
Signal / noise & EVM 13
Digital TV 방식 비교 북 미(한국) 구 분 유 럽 1 seg Spectrum 형상 6 MHz Bandwidth Single Carrier 변조 방식 압축 방식 특징 16 QAM, 64 QAM, 8 VSB 영상 : 음성 : MPEG-2 AC-3 - 비교적 저가의 수신기 - 중계기 설치 용이 Freq. 7, 8 MHz Bandwidth Multi Carrier OFDM Freq. DQPSK, 등에서 선택 6 MHz Bandwidth Freq. Multi Carrier OFDM 13 Segments(432 k. HZ x 13) = 6 MHz DQPSK, 16 QAM, 64 QAM 등에서 선택 Segment 단위로 방식 변경가능 MPEG-2 - 반사파 및 Multi Path에 강하다 - SFN(Single Frequency Network) 이 가능 14
5. 1채널 오디오 운용 모드 C L R L C R SW S Mono Stereo S Dolby surround LS RS 5. 1 CH
8 VSB 데이터 세그먼트 + 7 + 5 + 3 + 1 1 3 5 7 DATA SEGMENT SYNC DATA + FEC DATA SEGMENT SYNC LEVELS BEFORE PILOT INSERTION 4 Symbols 1 Byte 828 Symbols = 187 Data Bytes + 20 Parity (R-S) Bytes 832 Symbols = 188 byte MPEG data packet + 20 Parity bytes 4 Symbols 1 Byte
PSI : 채널 선국에 관한 가장 기본적인 정보 • Program Association Table (PAT) –PID = 0, must be present in every transport stream • Program Map Table (PMT) –PID values assigned by transmission system (DVB, ATSC, etc. ) • Conditional Access Table (CAT) –PID = 1 (EMM = entitlement management message) • Network Information Table (NIT) –PID values assigned by transmission system –DVB considers this part of System Information (SI) • Null Packets –PID = 8191 (1 FFFhex)
PSIP : Program and System Information Protocol • 프로그램 가이드 • 채널 선택과 검색 • 채널 Identity - Chnnel number, Channel name, Transport Stream, Carrier Friquency • 프로그램 등급정보(V-Chip) • Conditional Access • ….
PSIP Table • STT: System Time Table - 현재시간, EPG에서 사용하는 시간기준 • RRT: Rating Region Table - 등급분류 기준, Event의 등급을 아는데 사용 • MGT: Madter Guide Table - STT를 제외한 다른 테이블 정보(Version number, table size, PID) • VCT: Virtual Channel Table - 가상채널에 관한 정보(ch number, name, service type, etc, )전달 - Analor 채널이나 다른 TS에 있는 채널정보까지도 전달할 수 있다. • EIT: Event Information Table - 3시간 동안의 Event에 대한 정보(제목, 시작시간, Event길이, ect)전달 - 12시간 (EIT 4개)에서 16일(EIT 128개)까지 서비스 가능
PSIP in Ttansmission 6 MHz RF Channel Single Program Encoder Video Subsystem Video Source Coding and Compression (MPEG-2) Transport Multiplex Audio Subsystem Audio (3~18 Mb/s) Audio Source Coding and Compression (Dolby AC 3) MP Transport Multiplex 부가 데이터 PMT PAT: Program association table PMT: Program Map Table PSI: Program Specific Information SP: Single Program MP: Multi Program DTV Transmitter SP Tranport Stream PSI and PSIP Generator SP Tranport Stream PAT PSIP MP Tranport Stream (19. 4 Mb/s) Channel Corder & Modurator
8 VSB 송신기 구조 Data Randomizer Reed-Solomon Encoder Trellis Encoder Mux Segment SYNC 19. 39 Mb/s Pilot Insertion Data Interleaver Field SYNC VSB Modulator RF Up-Converter P. A Measurement/ Correction Processor
MMS서비스 구성도 HD Program Format Converter HD Encoder DTV TX SD Encoder SD Program Re multiplexer Audio Encoder Audio Program DTV&STB HD SD Audio SDDS Server Psip&acap Data Brocasting Server Data Up. UP date DATE TV Update
디지털방송 방식별 주요 규격 구분 지상파 DTV 위성 CATV DAB (FM) DAB (위성 방식명칭 압축규격(V/A) 전송규격 (변조방식) 기타 8 VSB 19. 36 Mbps 미국 ATSC 유럽 DVB-T MPEG-2/MPEG-2 BC COFDM QPSK, 16/64 QAM 3. 74~23. 75 Mbps 일본 ISDB-T MPEG-2/MPEG-2 AAC BST-OFDM/ QPSK, 16/64 QAM 3. 65~23. 23 Mbps 중국 DMB-T/H 미국 DSS MPEG-2/MPEG-1레이어 1, 2 QPSK 고정, 20 유럽 DVB-S MPEG-2/MPEG-1레이어 1, 2 QPSK 규정 없음 일본 ISDB-S MPEG-2/MPEG-2 AAC BPSK/ TC 8 PSK 고정, 42 미국 Open Cable 16 VSB/ 64/256 QAM 64 QAM 27 Mbps 256 QAM 39 Mbps 유럽 DVB-C MPEG-2/MPEG-2 AAC 64 QAM 일본 ISDB-S MPEG-2/MPEG-2 AAC 64 QAM 미국 IBOC PAC OFDM 144~160 Kbps 유럽 Eureka -147 MPEG-2/ MPEG-2 BC OFDM 0. 8~1. 7 Mbps 일본 ISDB-TSB MPEG-2/ BST-OFDM 0. 28~1, 787 Kbps 미국 System B PAC QPSK 16~320 Kbps/채널 유럽 System A MPEG-2 레이어 2 COFDM 16~38 Kbps/채널 일본 System E MPEG-2 AAC CDM(QPSK) 16~320 Kbps/채널 MPEG-2/AC-3
8 VSB Data Frame 4 828 Symbols Field Sync #1 313 Segments Data + FEC Segment Sync 313 Segments 24. 2 ms Field Sync #2 Data + FEC 1 Segment =77. 3 us 24. 2 ms
지상파DTV서비스 채널 변경 방안 ice HD rv e S SD Service HD On Air (CH 3 -1 HD) Audio Service data Service S/W Do wn loa d. S erv ice UP DATE
ATSC 항목 ATSC-M/H 비교 ATSC-M/H 지원해상도 HD, SD CIF, VGA 비디오압축 MPEG-2 H. 264/AVC 오디오압축 DOLBY AC-3 HE-AAC/V 2 Transport MPEG-2 TS IP/UDP(IP Datagram) 전송방식 8 -VSB 오류정정부호 RS-Trellis RS+PCCC/SCCC Turbo code 이동수신 최대 120 km/h 지원 미지원
ATSC-M/H Block Diagrm Video Subsystem Video Source Coding and Compression (MPEG-2) Service Multiplex (MPEG-2) Audio Subsystem RF Transmitter System Transport (ATSC) Channel Coding Audio Source Coding and Compression (Dolby AC 3) 부가 데이터 M/H Framing 제어용 신호 ATSC Legancy system Video Subsystem Video Source Coding and Compression RTP Audio Service Multiplex Audio Subsystem And Audio Source Coding and Compression IP Encapsulation 부가 데이터 제어용 신호 M/H Structure Data ATSC Mobile/Handheld System TCP/IP IP Transport Modulation
ATSC M/H
ATSC M/H System Description �� The ATSC M/H service shares the same RF channel as the standard ATSC DTV broadcast service �� The ATSC DTV data and M/H data are timedivision multiplexed (TDM) together to share the Same RF channel, and that is why it’s called In-Band system. �� The standard ATSC 8 -VSB transmission system provides up to 19. 4 Mbps of data throughput in a 6 MHz channel
ATSC M/H In-Band System �� Mark is going to provide the status of this system at the next presentation. �� The M/H (Mobile and Handheld) in-band system has been recently adopted as an ATSC Candidate standard �� It’s intended to provide mobile, pedestrian and handheld broadcasting services using a portion of the 19. 4 Mbps ATSC 8 -VSB payload. �� The M/H system is a dual stream system: �� ATSC DTV service multiplex �� M/H service multiplex to mobile, pedestrian & handheld
ATSC-M/H
ATSC-M/H 서비스 사례 19. 4 Mbps(HDTV/SDTV) 4. 4 Mbps 15 Mbps(HDTV/SDTV) MPEG-2 압축사용 (HDTV ~ SDTV)다양한 해상도/프레임률 19 Mbps이하 MPH Service example 1. 1 H. 264 압축사용 QVGA(320*240)30프레임 500~600 Kbps 500 kbps Simulcast 500 kbps New service Mobile reception Of Main Service Local news Sports Traffic etc 100 kbps data
VSB channel occupancy • VSB Channel Occupancy – Square root raised cosine filter – Roll-off-factor = 0. 115 n Nyquist Criterion l l {Square root raised cosine filter (TX)} x {Square root raised cosine filter (RX)} = Raised cosine filter (Nyquist Filter) RX filter = matched filter
ATSC TRANSPORT STREAM
디지털방송시스템 ① 1 frame = 2 fields ② 1 field = 313 data segments(DS) ③ 1 DS = Segment Sync(4 bytes) + 187 Bytespayload + 20 Bytes parity = 208 bytes ④ 1 packet = 188 Bytes ⑤ 1 Symbol = 2 bits x (3/2 trellis coding) = 3 bits ⑥Symbol rate(MHz) = 4. 5/286 x 684 = 10. 76… MHz ⑦cf. NTSC Horizontal Frequency = 4. 5 MHz/286 = 15. 734…KHz ⑧Transport Stream(TS)rate = 10. 76… x 2 x 188/208 x 312/313 ≒ 19. 39. . . Mbps
SFN F 1 F 2 MFN (Multiple Frequency Network) : F 1 ‡ F 2 SFN (Single Frequency Network) : F 1 = F 2
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