6MHz 대역폭에서 지상파 4K급 UHDTV 전송 시스템 제안
A Proposal of the 4K UHDTV Terrestrial Transmission System within 6MHz Bandwidth
- 주제(키워드) UHDTV , ToV MER , DVB-T2 , HEVC
- 발행기관 서강대학교 정보통신대학원
- 지도교수 최명환
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신대학원 정보통신
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049505
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
Due to the successful transition to terrestrial digital HDTV (High Definition Television) based on ATSC (Advanced Television Systems Committee) in South Korea, UHDTV (Ultra High Definition Television) systems have attracted a great deal of attention as a next generation terrestrial broadcast service. Although parameter values for UHDTV systems are already defined in the ITU-R BT.2020 document, video codecs for compression and RF (Radio Frequency) transmission system have not been specified yet. In particular, the requirements for delivering 4K-UHDTV services which have a resolution of 3840 × 2160 pixels using terrestrial broadcast systems have not been investigated. In this thesis, it is first confirmed from experiments that 30～35Mbps bit rates are required to provide the actual 4K-UHDTV emotion in a 84-inch display when the HEVC (High Efficiency Video Coding) codec is used. In order to obtain these bit rates, the physical layer parameter set based on the DVB-T2 standard is defined, which is applied to the trial broadcast station in the Kwan-Ak mountain, South Korea. Consequently, it is verified from on-air field measurement campaigns that supporting 4K-UHDTV services can be possible within a 6MHz bandwidth. By using the physical layer parameter set defined in this thesis, it is shown that ToV MER (Threshold of Visibility Modulation Error Ratio) is required to approximately 19.1dB under AWGN (Additive White Gaussian Noise) channels, and 25.0dB under a Rician fading channels. To the best of my knowledge, it is the first report on an ToV MER values from an objective field measurement. These ToV MER values firstly revealed in this thesis will be widely used when we set guidelines for transmission power at the station, predict the available service coverage, and make a plan for deploying the broadcast networks. Also, the measured ToV MER value can be considered a reference factor when the novel terrestrial transmit and receive systems for 4K-UHDTV services are standardized, which is a main contribution of this thesis.
more초록/요약
ATSC 기반 국내 지상파 HDTV 방송 디지털 전환이 성공적으로 완료됨에 따라, 차세대 방송시스템로써 UHDTV 방송에 대한 관심과 논의가 확산되고 있다. UHDTV 신호 규격은 ITU-R BT.2020 표준 문서에 정의되어 있으나, 송수신 시스템과 압축 코딩 방식의 표준은 아직 구체화되지 않았다. 특히, 4K-UHDTV 방송을 지상파 방송망으로 전송하기 위한 전송 요구사항과 목표치는 아직 알려진 바 없다. 본 논문에서는 우선 HEVC 압축 코덱을 사용할 경우, 84인치 디스플레이에 4K-UHDTV 느낌을 살리기 위해서는 30∼35Mbps 정도의 비트율이 필요함을 실험적으로 확인하였다. 그리고, 이를 달성할 수 있는 DVB-T2 전송 시스템의 파라미터셋을 정의하였고, KBS관악산UHDTV실험국에 적용하였다. 결과적으로, 실제 On-Air 테스트를 통해서 지상파 6MHz 대역폭에서 4K-UHDTV 방송 서비스 가능함을 확인하였다. 본 논문에서 정의된 전송 파라미터셋을 기준으로, 실험실 AWGN 환경에의 ToV MER (Threshold of Visibility Modulation Error Ratio) 값은 약 19.1dB이며, On-Air Rician Fading 환경에서 ToV MER 값은 약 25dB 정도임을 실측을 통해 확인하였다. 본 연구에서 처음 밝혀낸 4K-UHDTV 방송 시스템 ToV MER 값은, 향후 송신기의 출력 기준과 수신가능 권역을 예측하는 중요한 자료이며, 방송망 계획 수립에 유용하게 활용될 것이다. 또한, 향후 새로운 지상파 송수신 시스템 개발 연구에 중요한 기준점이 된다는 점에서 큰 의의가 있다.
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