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181019 지상파 UHD 본방송 표준 기반 ATSC 3.0 UHD 모바일방송 서비스 @ 한국과학기술회관 대회의실

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2018년 추계방송과미디어 기술 워크숍
2018. 10. 19(금) 14:00~14:40

Published in: Technology
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181019 지상파 UHD 본방송 표준 기반 ATSC 3.0 UHD 모바일방송 서비스 @ 한국과학기술회관 대회의실

  1. 1. KoreanBroadcastingSystem| TechnicalResearchInstitute 지상파UHD 본방송 표준 기반 ATSC 3.0 UHD모바일 방송 서비스 2018. 10. 19(금) 14:00~14:40 KBS미래기술연구소 전성호 2018 한국방송미디어공학회, 추계 방송과 미디어 기술 워크숍 @ 한국과학기술회관 대회의실
  2. 2. 2015.12.29. 미래부/방통위 “지상파 UHD 방송 도입을 위한 정책방안”
  3. 3. 차세대 UHD 방송 서비스 2ND Screen  Multi view  Target AD  상품 정보 Mobile Broadcast  실시간 방송  모바일 TIVIVA  재난 경보 알람  라디오 UHDTV (RF + IP)  UHDTV 직접수신  Tiviva(UHD 홈포털)  A-ESG  이벤트 실시간 방송 [출처] 방송협회 모바일방송특위 KBS/MBC/SBS, 지상파 모바일 HD 방송 추진 계획, 2017.09.21.
  4. 4. 2015.12.29. 미래부/방통위 “지상파 UHD 방송 도입을 위한 정책방안”
  5. 5. 2018년 10월 19일 현재, 지상파UHD를 즐길 수 있는 방법 ATSC 3.0 내장 ATSC 3.0 외장 지향성 안테나 무지향성 안테나 (방법 2) 휴대단말 수신기(현재는 USB 동글 형태) 이동 UHD-Mobile 시청 가능 (방법 1) UHDTV 수신기 고정 4K-UHD 시청 가능 T-DMB 내장
  6. 6. 평창 강릉 강릉 및 평창올림픽지역 수신환경 개선을 위한 송신기 운용 괘방산 5kW 대관령중계소 900W
  7. 7. 강릉올림픽파크 강릉 선수촌 강릉 미디어촌 2018 평창 동계 올림픽 기간, UHD-Mobile 체험버스 운영 Bad Reception (a) 체험버스 경로 (b) 체험버스 외관Good Reception
  8. 8. (a) UHD모바일 체험버스 시작 기념식 (c) 미국 방송사 WRAL에서 한국의 UHD모바일 사례를 뉴스 리포트로 냄. (b) UHD모바일 체험버스 내부 (d) UHD모바일 체험버스 내부 단말기 모습 HD-DMB와의 화질 비교도 동시에 실시
  9. 9. UHDTV ATSC3.0 송신기 HEVC 비디오 인코더 ATSC3.0 송신기 IP 다중화기 콘텐츠보호 부호화기 HEVC 비디오 인코더 GPSPTP • PTP = Precision Time Protocol • GPS = Global Positioning System PTP4K-UHD 콘텐츠서버 1.3 ~ 52.2 Mbps IP 광케이블 전용망 마이크로웨이브 자영망 시그널링 서버 2K-HD 콘텐츠서버 PTP 콘텐츠보호 부호화기 단일주파수방송망 차량 또는 스마트단말 실내직접수신 7-1 7-2 ATSC 3.0 지상파UHD 모바일방송 특징 (1)  7-1 UHD 채널과 7–2 UHD모바일 채널이 전송 다중화 (Physical Layer Multiplexing) 되어 온에어 중  7-1 채널과 7-2 채널은 영상 품질만 다른 동일 콘텐츠 재난재해 경보서버 ATSC3.0 브로드캐스트 게이트웨이 하나의 송신기로 고정수신과 이동수신을 동시에 서비스 가능
  10. 10. 2018년 10월 현재, 우리나라에서 지상파UHD 채널은 아래 조건을 만족시켜야 함. 과학기술정보통신부(전파방송관리과) 2017.08.24. 방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준 제3조(정의) ① 이 고시에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. 47. "지상파 초고화질 텔레비전(UHDTV, Ultra High Definition TV) 방송"이란 공중이 직접 수신할 수 있도록 할 목적으로 4K(3840x2160) 해상도를 포함하는 디지털 비디오, 실감형 오디오 및 데이터를 지상의 송신설비를 이용하여 방송하는 것을 말한다. 기술적으로 제13조(지상파 초고화질 텔레비전방송) ① 지상파 초고화질 텔레비전방송에 관한 방송표준방식은 다음 각 호와 같다. 5. 다중화는 다음 조건에 만족할 것 가. 비디오, 오디오, 데이터 신호 등의 컴포넌트들을 하나의 프로그램 채널로 다중화 할 것 나. 전송채널(6㎒ 폭)에 하나 또는 그 이상의 프로그램 채널을 전송할 경우 적어도 하나의 4K UHDTV 프로그램 채널을 포함하여야 하며 단일 전송채널로 다중화 할 것 다. 다중화의 기술적 조건은 한국정보통신기술협회가 정한 "지상파 UHDTV 방송 송수신 정합 표준" 규격에서 규정한 IP(Internet Protocol) 기반 다중화 방법을 따를 것 사회의 대부분의 사람들
  11. 11. Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . 기술기준을 만족하면서, 고정수신과 이동수신을 동시방송할 수 있는 ATSC 3.0 표준 기반 지상파UHD 전송 프레임 구조 [출처] A/322: (Doc. S32-230r55) ATSC Proposed Standard: Physical Layer Protocol Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Framing & Interleaving OverTheAir(OTA)Interface Waveform Generation Input Formatting Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. .. PLP#0 UHD 1채널 PLP #0 (방법 1) 2-Subframe 구조 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. .. Single Frame PLP#0 Single Frame PLP#1 UHD-Mobile 1채널 UHD 1채널 8K 32K (방법 2) Single-PLP 구조 • PLP = Physical Layer Pipe • LDM = Layer Division Multiplexing • SHVC = Scalable HEVC PLP #0 Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Input Formatting Framing & Interleaving Input Formatting LDMCombining Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Waveform Generation OverTheAir(OTA)Interface PLP #1 PLP #0 (방법 3) LDM(+SHVC) 구조 PLP#1 PLP#0 Single FrameSingle Frame 8K 16K PLP #1 Injection Level
  12. 12. [참고] (방법 3) LDM+SHVC 개념도 *출처: Yiyan Wu, “Status and Timeline for ATSC 3.0,” ATSC3.0 (LDM) 기술 국제 워크샵, 제주테크노파크, 2016년 8월. SHVC 인코더 LDM 다중화
  13. 13. ATSC 1.0 19.39Mbps 15.55dB @ ToV PLP0/Subframe0 PLP1/Subframe1 UHDTV 2.4Mbps 17.0Mbps High Quality UHD-MOBILE 양시청 구간 UHD 양시청 구간 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . 16QAM 7/15 16,200 LDPC PLP#0 256QAM 9/15 64,800 LDPC PLP#1 Robust Reception 5.51dB @ ToV ATSC 3.0 고정수신은 DTV와, ATSC 3.0 이동수신은 T-DMB와 동등 또는 더 나은 수신 성능을 확보 T-DMB 1.536Mbps 14.9dB 6.4dB [출처] A/327: (Doc. S32-396r18) Guidelines for the Physical Layer Protocol
  14. 14. ATSC 3.0 지상파UHD 모바일방송 특징 (2) UHD 송신소를 확장할수록, 고정수신과 이동수신 커버리지가 동시에 확보됨 3단계 확장 / 2020~2021 ATSC 1.0 DTV Switch-Off 중계소 구축 지속 서비스 커버리지 95% 수준 달성 2018 20202019 2021 20272024 700MHz 주파수대역 470–698MHz DTV 주파수대역 단, KBS1, MBC, 지역민방 해당 KBS2, EBS는 전국 단일 주파수 방송망 KBS2, EBS KBS1, MBC, 지역민방 DTV 중계소 주파수 재배치 전국망 서비스 확장을 위한 시/군지역 주파수 할당 완료
  15. 15. 15 1. DTV와 DMB 송신 시설은 각각 별도의 투자가 필요 고정수신과 이동수신 서비스 커버리지 편차 발생 DTV/DMB 기간국 6 DTV 간이국 13 DTV/DMB 간이국 9 북감악 남산 계양산 관악산 광교 용문산 파평 하점 인천 송학 만월 광명 안산 운중 성남 송정 용인 이동 안성 화도 동두천 포천 가능 천보산 소흘 진접 불광 장위 백련 ATSC 3.0 지상파UHD 모바일방송 특징 (2) ATSC 1.0 T-DMB 2. DTV와 DMB 송신 시설에 비해, 기간국은 2배(최대 5kW) 중계소는 10배(최대 900W) 높은 송신전력 확보 가능 3. DTV와 DMB 수신 성능 보다 낮은 Fading Margin(dB) 요구 ToV C/N(dB) 기준 T-DMB = 6.4dB @ AWGN 11.3dB @ Rayleigh UHD모바일 = 5.51dB @ AWGN 7.58dB @ Rayleigh 4dB 차이 2dB 차이 KBS기준
  16. 16. FM/DMB 주파수 대역(VHF) DTV/UHDTV 주파수 대역(UHF) KBS1 52 EBS KBS2 5MHz 698 704 710 718 728 753 759 765 771773 783 803 [MHz] 806 PS (Public Safety) -LTE PS (Public Safety) -LTE Guard band Guardband Guardband Guardband Mobile Broadband Uplink ↑ Mobile Broadband Downlink ↓ 748 2MHz 3MHz8MHz CH51 ATSC DTV CH50 ATSC DTV UHD 신호에 비해, 주파수 대역이 낮고, FM과 DMB는 서로 인접해 있음. FM 88 108 DMB CH7 ~ 13 174 216 UHDTV(UHF) ATSC 3.0 CH52 ~ 56 698 771470 소방 TRS 440 경찰 TRS 800~900 FM/DMB 신호에 비해, 주파수 대역이 높고, FM과 DMB와는 600MHz 가량 떨어져 있음. DTV(UHF) ATSC 1.0 CH14~51 (참고) 2018년 10월 현재, VHF/UHF 주파수 대역 내 방송서비스 VHF 대역이 UHF 대역보다 유리한 점 회절 특성이 좋아 지형지물 차폐 감쇄가 적음 동일한 속도로 이동할 때도 도플러 효과가 작음 경로 감쇄율이 낮아 동일한 출력으로 넓은 커버리지 확보 가능 VHF 대역이 UHF 대역보다 유리한 점 파장이 짧아 안테나 크기를 소형화 하는 데 유리 Man-Made Noise 영향을 작게 받음 𝑓𝐷,max = 𝑣 𝑐 𝑓𝑜 𝐿antenna= 𝝀 4 Band IIIBand II Band IV/V [MHz]
  17. 17. (참고) HD-DMB 본방송 수신 성능 / 실험실테스트 결과 17 R&S SFU 기준신호발생기 (AWGN 기능 포함) R&S ETL 기준성능계측기 직결 HD-DMB 서비스 개시에 따라, 기존 3-A(1/2)에서 3-B(2/3)로 Convolutional Code 율이 변경 PER = 0% 인 지점에서, Required C/N = 8.0 dB MER = 5.0 dB 2018.07.10.
  18. 18. (방법1)과 (방법2)에 대한 전송파라미터와 제주 필드테스트 결과 항목 (방법 1) 2-Subframe 구조 (방법 2) Single PLP 구조 UHD고정 UHD모바일 1안 2안 3안 제어 정보 FFT Size 8K 8K Preamble Pilot 4_1 4_1 L1-Basec/Detail FEC Mode 1 Mode 1 UHD 모바일 FFT 32K 8K 8K Guard Interval GI6_1536 GI6_1536 GI6_1536 Pilot Pattern 16_2 4_2 4_2 Pilot Boost 0 1 1 Modulation 256-QAM 16-QAM 64-QAM Code rate 9/15 7/15 6/15 7/15 8/15 FEC Type BCH + 64K-LDPC BCH + 16K-LDPC BCH + 64K-LDPC Time Interleaving CTI CTI CTI CTI Depth 512 1024 1024 전송용량[Mbps] 17.0 2.4 9.575 11.589 12.790 ToV SNR[dB]@Rayleigh 18.23 7.58 9.72 11.10 12.75 필드테스트 Level[dBm]@ESR5 × (이동측정불가) -84 -82 -80 -78 → dBμV/m 환산 @ CH52(701MHz) - 48 50 52 54 필드테스트 MER[dB]@ESR5 × (이동측정불가) 9.0 14 15 16
  19. 19. IP-MUX ATSC 3.0 지상파 UHD 주조종실 @ 제주테크노파크 디지털융합센터 ATSC 3.0 Broadcast Gateway 제주테크노파크 디지털융합센터 실험국 400W급 ATSC 3.0 Transmitter [ETRI 송출 시스템] [ETRI 송신 시스템 #2] 4K-UHD Content 2K-HD Content 9-1 9-2 KT 전용망 IP 光전용회선 제주벤처마루 실험국 400W급 ATSC 3.0 Transmitter [ETRI 송신 시스템 #1] UHF CH50 (689MHz) UHF CH50 (689MHz) 실험국 간격 = 6.5km ATSC 3.0 제주테크노파크 SFN 구성도
  20. 20. 단위 : dBm DTV 중계기 제주국제공항 수신 신호 세기 분포
  21. 21. 측정일자 : 7월 2일~4일 / 3일간 소요시간 : 1바퀴 도는 데 4시간 가량 제주국제공항 DTV 중계기 제주테크노파크 실험국 400W 송신기 제주벤처마루 실험국 400W 송신기 제주도 필드테스트 경로 최대한 다양한 경로를 구석구석 돌아다니면서, 다양한 수신 환경에서 측정값을 수집할수록 보다 정확한 성능 기준값 도출 가능
  22. 22. 제주테크노파크 실험국 제원 Latitude: 33°27′3.37″(N) Longitude: 126°34′18.96″(E) Above sea level : 357m Building height : 16m Antenna height : 5m  제주첨단단지 내, KAKAO스페이스닷원 길 건너 맞은편  송신주파수 = UHF CH50 (중심주파수 = 689MHz)  송신출력(송신 안테나 이득) = 400W (10dBi, 2:2:2:2) 송신안테나
  23. 23. 23 제주테크노파크 실험국 (3층) (좌) 기계실에는 ATSC 3.0은 물론, ATSC 1.0, T-DMB, DVB-T2 등 다양한 지상파 방송표준 송신장비가 구비되어 있음. 또한 (우) 송신 신호를 직접 수신하여 모니터링 할 수 있고, 실측 데이터를 정밀 분석할 수 있는 회의실이 마련되어 있음. 송신신호 온에어 직접수신실측 데이터 정밀분석화면 ATSC 3.0 Broadcast Gateway
  24. 24. 송신시스템 구성도 (1/2) MMT/ROUTE IP-MUX STLTP Monitor Spectrum Analyzer 900W ATSC 3.0 Transmitter
  25. 25. 실내 직접수신 안테나 송신시스템 구성도 (2/2) (우) 상용 ATSC3.0 UHDTV 온에어 직접수신 영상 확인 (좌) ATSC 3.0 STLTP 신호 생성과 송신기 제어를 위한 Broadcast Gateway 화면 Single-PLP 구성 화면 예
  26. 26. 제주벤처마루 실험국 제원  제주시청 앞,  송신주파수 = UHF CH50 (중심주파수 = 689MHz)  송신출력(송신 안테나 이득) = 400W (5dBi, 1:1:1:1) 송신안테나 Latitude 33°30′06″(N) Longitude 126°31′45″(E) Above sea level 65m Building height 10 층 (approx. 25~30m) Antenna height 5m
  27. 27. 제주벤처마루 실험국 제원 Latitude: 33°27′3.37″(N) Longitude: 126°34′18.96″(E) Above sea level : 357m Building height : 16m Antenna height : 5m  제주시청 앞,  송신주파수 = UHF CH50 (중심주파수 = 689MHz)  송신출력(송신 안테나 이득) = 400W (5dBi) 제주벤처마루 4층 기계실 제주테크노파크 설치 송신기와 동일 송신기 제어 컴퓨터 KT전용회선 광케이블모뎀
  28. 28. 이동수신을 위한 측정차량 구성 (우) 측정차 내부 모습. ATSC 3.0 고성능 수신기와 이를 제어하는 IMAS로 실시간 계측 데이터 수집 (좌) 측정차 외부 모습. 주로 무지향 옴니 안테나로 측정. 마스트 접었을 때는 지상에서 3m에 위치, 필요시 9m 마스트 올려서 고정 측정 실시. 지향성 Yagi 안테나 무지향성 Omni 안테나고감도 GPS안테나
  29. 29. [1] 수신레벨(dBm) 분포 각 측정 회차별 ‘수신레벨’과 ‘측정속도’ 거의 동일함. 필드테스트 측정 구간 특징 전송프로파일 = (평균레벨[dBm], 표준편차) K1 = (-68.69, 11.87), F1 = (-68.88, 13.01) F2 = (-69.47, 12.62), F3 = (-68.68, 12.52)
  30. 30. 각 측정 회차별 ‘수신레벨’과 ‘측정속도’ 거의 동일함. [2] 측정속도(km/h) 분포 필드테스트 측정 구간 특징 전송프로파일 = (측정속도[km/h], 표준편차) K1 = (41.52, 18.39), F1 = (38.38, 18.16) F2 = (42.85, 19.91), F3 = (39.94, 17.48)
  31. 31.  2.5Mbps 모바일에 최적화된 채널과 비교해서, 수신레벨 기준으로 각각 2~6dB 가량의 성능 열화 양시청 방송구역 성능평가 기준 Level [dBm] – FER [%] ESR = Erroneous Seconds Ratio ESR5 = 5% ESR, which corresponds to 1 sec with errors over a 20 sec observation period Level@ESR5 Level@ESR5 -84 -82 -80 -78
  32. 32. 양시청 방송구역 성능평가 기준 MER [dB] – FER [%] ESR = Erroneous Seconds Ratio ESR5 = 5% ESR, which corresponds to 1 sec with errors over a 20 sec observation period MER@ESR5 MER@ESR5 DMB AWGN  2.5Mbps 모바일에 최적화된 채널과 비교해서, 수신레벨 기준으로 각각 5~7dB 가량의 성능 열화 9 -----→ 12 14 15 16 단, 4-QAM과 16-QAM 사이에 3dB 가량의 MER Offset 존재
  33. 33. [F1] 64-QAM 6/15 [F3] 64-QAM 8/15[F2] 64-QAM 7/15 PLP0 FER 기준 - 녹색 : 수신양호 - 검정 : 수신불량 측정 경로 지점에서의 양시청 유무 [K1] 16-QAM 7/15
  34. 34. 2018.09.10(월) ~ 12(수) 3일간 서울/수도권 UHD모바일방송 필드테스트 MBC 측정차 ETRI 측정차 KBS 측정차 SBS 측정차 7-2채널 우상단 “UHD모바일채널 실험방송 실시 중” 표시
  35. 35. (방법1)과 (방법2)에 대한 전송파라미터와 서울/수도권 필드테스트 결과 온에어 채널 KBS1(52) KBS2(56) MBC(55) SBS(53) 방법 2 (9-1 ETRI) 1 (7-2 KBS) 1 (11-2 MBC) 1 (6-2 SBS) 제어 정보 FFT Size 8K 8K 8K 8K Preamble Pilot 4_1 4_1 4_1 4_1 L1-Basec/Detail FEC Mode 1/1 Mode 1/1 Mode 1/1 Mode 1/1 UHD 모바일 FFT 8K 8K 8K 8K Guard Interval GI6_1536 GI6_1536 GI6_1536 GI6_1536 Pilot Pattern 4_2 4_2 4_2 4_2 Pilot Boost 1 1 1 1 Modulation 64-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM Code rate 7/15 7/15 8/15 7/15 FEC Type BCH + 64K-LDPC BCH + 16K-LDPC BCH + 16K-LDPC BCH + 16K-LDPC Time Interleaving CTI CTI CTI CTI CTI Depth 1024 1024 1024 1024 전송용량[Mbps] 11.589 2.43 2.55 2.33 ToV SNR[dB]@Rayleigh 11.10 7.21 8.63 7.21 필드테스트 MER[dB]@ESR5 14 9 9 9
  36. 36. 측정일자 : 9월 10일~12일 / 3일간 서울/수도권 필드테스트 경로 최대한 다양한 경로를 구석구석 돌아다니면서, 다양한 수신 환경에서 측정값을 수집할수록 보다 정확한 성능 기준값 도출 가능 남산 5kW 관악산 5kW 광교산 2kW 서울 시내 KBS 기준 서울~안성
  37. 37.  각 측정차량별 ‘측정속도’ 거의 동일함. 필드테스트 측정 구간 속도 분포 전송프로파일 = (측정속도[km/h], 표준편차) K1 = (24.99, 16.03), K2 = (24.81, 17.16) M = (26.55, 15.59), S = (27.33, 18.40) DMB = (23.53, 18.68) km/h 전송프로파일 = (측정속도[km/h], 표준편차) K1 = (32.86, 25.71), K2 = (31.67, 24.37) M = (33.91, 25.70), S = (33.43, 26.07) DMB = (31.67, 24.37) 서울 시내 서울~안성
  38. 38. 양시청 방송구역 성능평가 기준 MER [dB] – FER [%] ESR = Erroneous Seconds Ratio ESR5 = 5% ESR, which corresponds to 1 sec with errors over a 20 sec observation period MER@ESR5  서울 시내 구간은 DMB와 UHD모바일 모두 전계강도 충분하여, (방법 1) 2-Subframe 구조와 (방법 2) Single-PLP 구조 모두 전반적으로 양시청 확보 서울 시내 FER/BER 구분 파랑 : 수신양호 빨강 : 수신불량 서울 시내에서는 난시청 구간이 손에 꼽을 정도로 작음
  39. 39. 양시청 방송구역 성능평가 기준 MER [dB] – FER [%] 9 1410.5 MER@ESR5 서울~안성  서울~안성 구간에서 측정한 결과는 제주필드테스트와 동일함. = 두 필드테스트가 유효함을 교차 검증  수도권 필드테스트를 통해서 HD-DMB 기준값이 10.5dB임을 처음으로 확인하였고, UHD모바일 비교해 1.5dB 가량 수신 성능이 나쁘다는 점을 확인함. MER@ESR5
  40. 40. 측정 경로 지점에서의 양시청 유무 서울~안성 KBS1 KBS2 HD-DMB SBS Single-PLP 2-Subframe 2-Subframe  DMB의 경우, 수도권 15개 송중계소에도 불구하고, 난시청지역이 Single-PLP보다 많이 관찰됨. 특히, 수도권 오산시 이남 지역에서는 난시청이 두드러짐.  (방법 1) 2-Subframe 구조의 UHD모바일 채널은 경기 남부(송탄IC~안성)를 제외하면, 현재의 송신설비(남산, 관악, 광교)로도 수도권 대부분의 지역에서 양시청이 확보됨. 추후 ATSC 3.0 중계소가 확충될 경우, DMB 보다 양시청 측면에서 유리할 것으로 판단됨.  동일한 2-Subframe 구조를 사용하더라도 KBS2가 SBS보다 더 넓은 양시청 구역 확보 KBS2 채널이 SBS 채널보다 60MHz 정도 높음에도 양시청 구역이 넓은 것은, 전국 SFN 영향으로 추정됨. 즉, 대전권 계룡산 송신소 신호가 관악산/광교산 신호와 중첩됨으로써 SFN 이득을 얻은 것으로 추정됨. FER/BER 구분 파랑 : 수신양호 빨강 : 수신불량 송신시설은 HD-DMB가 더 많음에도, 수신 성능은 UHD 단독 전송이 더 우수
  41. 41. 실내 고정 수신성능 측정 2018.09.17.~19. 3일간 측정모드 측정장소 임계수신레벨 (A) 이론값 (B) 차이 (A-B) 16-QAM R=7/15 7-2 (2-Subframe) ToV C/N = 8.6 dB @ AWGN 1 (1층) -93 -93.6 0.6 2 (1층) -92.54 1.06 3 (8층) -93.36 -1.76 4 (10층) -93.6 0 5 (1층) -93.66 -0.06 6 (14층) -91.8 1.8 64-QAM R=7/15 9-1 (Single-PLP) ToV C/N = 11.8 dB @ AWGN 1 -90 -90.4 0.4 2 -91.06 -0.66 3 -91.06 -0.66 4 -90.5 -0.1 5 -90.75 -0.35 6 -91.18 -0.78 256-QAM R=9/15 7-1 (2-Subframe) ToV C/N = 18.6 dB 1 -84.2 -83.5 -0.7 2 -82.93 0.57 3 -83.52 -0.02 4 -82.4 1.1  이론값(B) = -106.2dBm + 이론적 ToV C/N[dB] + 수신기 Noise Figure . -106.2dBm은 6MHz 대역폭에 대한 상온에서의 열잡음 (Thermal Noise) . 이론적 ToV C/N(dB) 값은 A/327 : Annex B, ATSC 3.0 Receiver C/N Model 참고 . 수신기 Noise Figure는 4dB로 가정하여 적용  실내 양시청 방송구역을 예상함에 있어서, 이론값과 실측값 간에 평균적으로는 ±0.5dB 수준에서 값이 일치하고, 최대 2.0dB 가량의 수신마진을 고려하면 적정한 예측이 가능할 것으로 판단됨. 다만, 측정장소 절대적인 개수가 작고, 수신 상황도 서울 시내에 국한되기 때문에 이번 측정결과만을 가지고 결론을 도출하기에는 어려움이 커, 추가측정이 필수적 평균 오차 0.37 평균 오차 -0.35 평균 오차 0.53  실내 수신 상황에서의 임계수신레벨의 경우, 표준에서 이론적으로 제시하고 있는 AWGN 채널 ToV C/N 특성에 의해 수신 성능이 결정되는 것으로 확인됨. 즉, 실내는 대개 LoS가 확보되지 않고, Multipath 특성에 따른 Fading Margin 확보보다는 Noise가 수신 성능에 미치는 영향이 더 큰 것으로 파악됨. [결론1] 실내 양시청을 위해서는, 절대적인 수신레벨 확보가 필수 [결론2] 방송망 커버리지 확보 관점에서 UHD 단독전송(Single-PLP)의 경우, UHD(2-Subframe) 대비 7dB 가량의 수신 성능 개선됨. UHD모바일(2-Subframe)과 비교해도 3dB 가량 차이 밖에 없음.
  42. 42. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (1) SFN 권역 내 UHD모바일 채널 자동 전환 42 (방법 1) 고정수신용 UHD 신호 이동수신용 HD 신호 실내 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . 7-2 PLP#0 7-1 PLP#1
  43. 43. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (2) SFN 권역 이동시 채널 자동 전환 43 서울 대전 대구 부산 (방법 1) & (방법 2) 지상파UHD 방송권역 KBS1FM 방송권역 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 서울에서 부산까지 경부고속도로를 타고 내려간다고 했을 때, KBS1FM은 6번 가량, UHD모바일은 7번 가량 주파수를 바꿔야만 끊김없는 시청이 가능함. KBS1, MBC, 지역민방 (KBS2, EBS는 해당없음)
  44. 44. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (3) 완전 음영 지역에서 LTE/WIFI 자동 전환 44 (방법 1) & (방법 2) 지상파 직접수신 ATSC 3.0 수신기 LTE 통신망 지상파 수신영상 LTE 수신영상 지상파 수신영상 음영지역 끊김 (터널/지하) ATSC3.0 방송망7-1 UHDTV LTE 이동통신망 LTE 수신영상 끊김없는 시청 가능
  45. 45. 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 (1) 700MHz 대역형 공시청 신호처리기 개발 및 보급 강릉선수촌 신호처리기 설치 각 세대별 벽면 안테나 단자 Headend System for MATV
  46. 46. 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 (2) 지하철 역사 / 객차 선로 구간 테스트 UHD antenna FM/DMB antenna RFDivider RF Combiner FM Repeater DMB Repeater UHD Repeater RF Combiner 누설동축(LCX)케이블 선로구간 승강장구간 FM/DMB 안테나
  47. 47. [참고] 여의나루역 실험 모습 남산송신소 (5 kW) FM 재방송용 수신안테나 경찰 TRS
  48. 48. 48 ATSC 3.0 UHD모바일 수신 확인 (a) 지하철 승강장 (b) 객차 내부 ATSC 3.0 모바일 수신기 [참고] 지하철 역사 및 객차 내 직접수신 테스트 ATSC 3.0 모바일 수신기 T-DMB 수신기
  49. 49. 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 (3) 지하 민방위/재난재해 대피시설 내 재방송 설비 UHD antenna 75ΩRFCable 목동 한국방송회관 지하주차장
  50. 50. 결론 ● 2017년 5월, 서울/수도권 지상파UHD 본방송 이래로 지속적으로 UHD모바일 서비스 정착을 위한 기술적인 노력을 이어가고 있음. ● 제주테스트베드를 활용한 기술 검증에서부터 수도권 실험국 운용을 통한 타당성 확인 등을 꾸준히 진행하고 있으며, 2018년도 큰 행사 때마다 수도권 시연을 통해서 일반 시청자들께서도 UHD모바일 서비스를 체험할 수 있는 기회를 마련함. ● 보다 나은 UHD모바일 서비스를 시청자들께 제공하기 위해서, 자동 채널 전환(Service Following) 같이 “끊김없는 시청”에 필수적인 기술을 개발함은 물론, 연차별 송신망 확충을 통해서 “빈틈없는” 양시청 방송구역을 지속적으로 확장할 계획임. 본 자료 작성에는 ETRI, 제주테크노파크를 비롯하여 KBS, MBC, SBS의 많은 실무자 분들께서 도움을 주셨습니다. 진심으로 감사 말씀 올립니다.

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