초 고화질 텔레비전 방송을 위한 차세대 오픈 케이블 방식에 대한 연구

Abstract

본 논문에서는 최근 많은 관심을 받고 있는 초 고화질 방송(Ultra-High Definition TV: UD-TV) 에 대하여 간략히 알아보고, 무선 채널에 비해 잡음의 영향이 적은 케이블 채널에서의 전송 가능성과 효율적인 전송방식에 대하여 살펴 보고자 한다. 국내 및 북미에서 디지털 케이블 방송의 전송 표준으로 채택하고 있는 오픈 케이블(OpenCable, J.83 Annex B) 시스템을 근간으로 하여, 기존의 256QAM에서 1024QAM으로 단순 확장된 시스템의 TOV(Threshold of Visibility) 증가를 살펴 보고, 이를 개선하기 위한 오류 정정 부호기의 부호율 변화 및 터보 부호의 적용을 통해 수정 확장된 시스템의 성능을 분석함으로써 수정 확장된 1024QAM 오픈 케이블 시스템의 최대 성능 한계를 알아본다. 그 결과 기존 오류 정정 부호기의 구조를 갖는 오픈 케이블 시스템은 31.5dB 이하의 신호 대 잡음비에서는 오류 없는 수신이 불가능하며, 그보다 낮은 TOV를 얻기 위해서는 기존 오류 정정 부호기의 수정이 불가피함을 확인했다. 또한 UD-TV의 전송 가능성을 기존 6MHz채널 대역폭 내에서의 섀논 한계(Shannon Capacity) 및 차세대 동영상 압축 기술과의 관계를 통해 고찰해 보고, 2개 이상의 채널을 결합하여 UD-TV를 전송하는 여러 가지 시나리오를 제시한다. This paper examines the potential of Ultra-High Definition TV (UD-TV) broadcasting transmission systems beyond HD-TV over cable channel. Firstly, we analyze the trend of TOV(Threshold of Visibility) by extending the OpenCable (J.83 Annex B) system 256QAM which is the standard of Korean and American cable television transmission to 1024QAM, and realize that the OpenCable 1024QAM has nearly 30% higher data rate than 256QAM at the expense of impractically higher TOV (Threshold of Visibility). To achieve practical TOV, we control code rates of inner convolutional coder and replace turbo coder in forward error correction (FEC) part, thereby analyzing the best performance of the OpenCable systems having conventional FEC. In that result, it is necessary to modify conventional FEC of the OpenCable system to achieve under 31.5dB TOV. Moreover we study the potential of UD-TV transmission via two or more TV channels, so called channel bonding, through the Shannon capacity in 6MHz channel and the relationship with next generation A/V codec technologies.