본 논문에서는, 스케일러블 비디오 압축 기술을 이용한 Ka대역 HD 위성방송 시스템을 소개하고자 한다. 이미 알려진 바와 같이, Ka대역은 강우감쇠에 취약한 특성으로 인해 HD 위성방송 서비스를 제공함에 있어서 일정 수준 이상의 가용도가 보장되기 어렵다. 그러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로서, 본 논문에서는 H.264 SVC 비디오 기술을 기반으로 한 계층형 방송 시스템의 개념과 그에 따른 몇 가지 형태의 시스템 시나리오를 제시하고, 각각에 대한 비교 분석을 통해 최적의 모델을 제시하고자 한다. 각 시나리오에는 DVB-S, DVB-S2 전송 규격이 포함되며, 변조 방식으로는 QPSK와 8PSK등이 고려되었다. 모든 경우에 대하여, 2 계층 공간 스케일러블 비디오 압축 방식이 적용되었다.
세계주파수분배 지역1과 지역3에서 주파수대역 21.4-22.0 GHz가 방송위성서비스로 사용되고 있다. 이 주파수대역의 사용은 WRC-03의 결의 525의 규정에 따른 것으로 이 주파수대역에 대한 방송위성서비스 시스템은 광대역 무선주파수신호를 전송한다. 전세계적으로 이 주파수대역을 사용하고자 하는 위성발사계획이 증가하고 있는 추세이다. 이 주파수대역은 강우감쇠가 매우 심한 대역으로 Ku대역에 비하여 상당히 큰 송신전력이 요구된다. 이 주파수대역에서 방송서비스가 운용되기 위하여, 이에 적합한 공유기준이 요구된다. 본 논문은 국제전기통신연합의 권고를 토대로 위성지구국과 지상무선국 신호간의 공유기준에 대하여 분석하였다.
FTTH 인프라 구축이 활성화됨에 따라 광섬유의 대역폭을 효과적으로 이용하기 위한 기술들이 활발히 연구되고 있다. 특히, 방송통신 융합 서비스에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되면서 하나의 광섬유를 통해 다수의 방송 서비스를 수용할 수 있는 광 비디오 네트워크 단말장치(VONU: Video Optical Network Unit)의 연구가 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 비디오 광 송신장치에서 전광 변환된 디지털 및 아날로그 CATV(Community Antenna TeleVision) 방송 신호와 위성 안테나를 통해 수신되어 전광 변환된 위성방송 신호가 하나의 FITH 광 선로를 통해 전송되고 이를 광전 변환하여 출력하는 VONU를 개발한다. 본 연구에서 개발하는 VONU는 데이터통신 채널을 이용한 IPTV 방송과 함께 CATV, 위성방송 등 모든 방송 콘텐츠를 하나의 광섬유 코어를 통해 전송할 수 있기 때문에 경제적인 방송통신 융합 서비스의 구현이 가능해 진다. 그러나, 서비스 별로 별도의 광수신기를 사용할 경우와는 달리 서비스간 간섭, 신호 왜곡, 잡음비 증가 등에 따른 방송 품질 저하 등의 병존성 문제가 발생하기 때문에 이에 대한 문제를 해결하기 위한 기술들이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서 제시하는 VONU는 이에 대한 해결방안을 제안한다.
우리나라는 그동안 국가주도의 위성개발사업을 통해 다수의 위성을 개발하였으며, 현재 다양한 센서의 지구관측위성, 과학기술위성, 통신위성 등을 운영하고 있다. 위성은 많은 분야에서 활용될 수 있으며 대표적인 활용분야는 위성정보, 위성항법, 위성통신방송, 우주태양양광발전시스템 등이 있다. 우리나라가 다양한 위성을 보유한 현 상황에서 이제는 위성활용에 역량을 더 집중해야한다. 본 논문에서는 위성정보, 위성항법, 위성통신방송, 우주태양양광발전시스템에 대하여 기술발전 현황을 살펴보고 미래 전망을 분석하였다.
이 연구는 최근 들어 방송기술의 발달로 위성방송, 인터넷방송과 같이 전국성을 띠는 방송미디어가 속속 등장하면서 논란이 제기된 방송 권역 문제를 다루고 있다. 방송 권역의 문제는 위성방송 문제로 불거졌지만, 이 문제는 한국의 방송 철학과 이념에 대한 근본적인 문제를 제기하고 있다. 즉 방송 권역 문제는 새로운 미디어의 육성을 지향할 것인가? 커뮤니케이션 기술이 발달하더라도 지역문화, 지역언론의 역할을 중시해야 할 것인가? 등의 다양한 방송 이념과 관련 있기 때문이다. 이 연구에서는 방송 권역에 대한 기존의 논의를 평가한 뒤 방송 권역의 쟁점으로 방송 권역외 재송신, 위성방송 사업자의 지상파방송 재전송, 방송 권역의 광역화 등을 다루고 있다. 이 연구에서는 방송 권역의 목적이 기술적인 의미보다는 지역방송의 보호를 위해 유지되고 있으나, 방송 기술의 발전과 새로운 미디어의 등장으로 그 의미마저 상실되고 있음을 논의하고 있다. 따라서 방송 권역 개편을 통해 지역방송의 경쟁력을 강회하고 방송 권역과 관련된 방송사업자들의 문제를 풀어야 한다고 주장한다. 즉 디지털 멀티미디어 시대에 '방송 권역'의 의미를 재검토해야 한다고 주장하고 있다.
최근 위성통신방송 시장의 요구에 따라 위성 시스템 비용 절감에 적합한 비용 대비 효율성이 매우 높은 flexibile 위성 탑재체에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이에 본고에서는 차기 flexible 위성통신 방송 탑재체의 주요 핵심 기술인 재구성 빔 안테나용 flexible 안테나 및 빔 형성 모듈 기술, 유연한 주파수 스펙트럼 제공용 가변 국부 발진기 및 가변 필터 기술에 대해 살펴보기로 한다.
이 연구는 DVB-S2 전송시스템을 Ku/Ka대역 위성방송서비스에 적용하는 방안을 제안하였다. 이를 위하여 DVB-S2 전송시스템의 수신성능을 변조방식 및 LDPC 부호 율에 따라 S/W 모의실험을 통하여 분석하였으며, 우리나라가 속한 K지역에서 시간 율에 따른 강우감쇠 정도를 Ku 및 Ka대역에서 분석하였다. 수신성능 분석결과와 시간 율에 따른 강우감쇠 정도를 이용하여, Ku 및 Ka대역에서 특정 시간 율을 만족하는 위성방송서비스를 제공하기 위한 DVB-S2 전송시스템의 변조방식 및 LDPC 부호 율을 제안하였다.
본 연구에서는 위성통신을 이용한 방송 및 멀티미디어 서비스의 확대를 앞두고 20[GHz] 이상의 높은 주파수 대역의 강우에 의한 전파 손실 예측 모델을 제안하고 강우량에 따른 감쇠 정도를 기존의 모델과 비교 분석하였다. 특히 위성 방송대역으로 이용될 Ka 대역에서 강우 감쇠에 의한 전파 손실을 제시하고 Ka 대역 위성통신 링크 설계를 위한 기본 자료를 제공하고 강우 감쇠 극복 대책을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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