디지털 통신기술의 발전으로 아날로그 미디어들이 디지털로 전환되고 있다. 국내 라디오 방송은 아직 아날로그 방식을 통해 서비스되고 있고 디지털라디오를 위한 연구가 진행 중이다. 아날로그 방식의 주파수 효율이 저하되는 등의 기술적인 한계 때문에 외국에서는 이미 라디오의 디지털 전환이 보편적으로 이루어져 있다. DAB는 디지털 라디오 방식중 하나로써, 기존 AM/FM 대역을 사용하지 않고, T-DMB 대역을 이용한다. 따라서 기존 라디오 방송에 간섭없이 동시 방송을 할 수 있다는 장점이 있다. 반면에 이미 사용중인 T-DMB 방송에 간섭을 주지 않고 채널을 배치해야 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 T-DMB 대역에서 디지털 라디오를 위한 효율적인 DAB 채널배치 방안을 제안한다. 기존 T-DMB 방송에 간섭을 주지 않고 DAB 방송채널을 배치하였고, 모의실험을 통해 간섭영향을 도출하여 제안된 방안을 검증하였다.
본 논문은 가정용 T-DMB 수신기와 갭 필러를 이용한 실질적인 이용자 환경에서의 실험을 통해 VHF 대역의 주파수 특성을 파악하고, 디지털라디오 및 UHDTV 방송을 위한 VHF대역의 효율적인 활용 방안을 제안한다. 먼저 디지털라디오에 적합한 주파수 대역을 찾기 위해 승용차에 탑재된 DMB/FM CAR Radio를 이용하여 DAB의 특성을 가지고 있는 T-DMB의 가시청 지역 내에서 이동수신 중 끊김 현상 빈도수를 조사하였다. 그리고 UHDTV방송에 적합한 SFN전송망 구성 방법을 찾기 위해 UHDTV방송과 동일한 OFDM 변조를 사용하고 있는 T-DMB의 가정용 갭 필러를 이용하여 동일채널 전파의 피드백 현상을 실험해 보았다. 이와 같은 실험을 통해 VHF 대역에서 디지털라디오에 적합한 주파수 대역 선정과 UHDTV의 효율적인 SFN망 구성을 위한 VHF대역의 활용 방안을 제안한다.
본 논문에서는 지상망 디지털 오디오방송(DAB) 시스템의 출현 배경과 미국 내에서 DAB 시스템의 개발과 성능시험 평가를 위한 NAB, NRSC, EIA, FCC, NASA, Lewis 연구소, 카나다 CRC의 활동상을 소개한다. 구체적으로는 미국에서 개발 중에 있는 USA Digital Radio사, Amati Communications사와 Kintel Technologies사의 FM In-Band On-Channel(IBOC)방식, AT&T사의 FM In-Band Adjacent-Channel(IBAC)방식과 USA Digital Radio사의 AM IBOC 방식의 원리와 특성, 핵심기술, 개발현황, 성능시험 결과와 각 방식의 장단점을 비교 분석하며 또한 미국의 In-Band 방식과 유럽의 Eureka 147 New-Band 방식을 비교 분석한다.
본 논문은 IBAC(FM In Band Adjacent Channel) 방식의 디지털 오디오 방송(DAB; Digital Audio Broadcasting) 시스템 구현을 기술한 것이다. 구현한DAB 시스템은 현재 방송중인 FM방송의 인접 대역을 사용하기 위한 것으로, DAB 방송을 위해 주파수대역을 추가로 할당할 필요가 없으므로 주파수대역의 효율을 높일 수 있고 가용주파수 대역이 부족한 지역의 주파수할당에 대한 문제점을 해결할 수 있다.
이 논문에서는 국내 라디오 이용 현황을 영국, 미국 등 국외 비교하였다. 비교 결과 영국, 미국의 라디오 이용률이 모두 90% 전후로 높게 나타났으나, 국내는 21.7%로 매우 낮은 것이 확인되었다. 또한 영국, 미국은 라디오 방송이 재난 시 재난경보 메시지를 전달하기 위한 중요 매체로 인식되어 있으나, 국내는 재난상황에서 라디오 방송의 중요성이 0.7%로 평가되어 그 중요성이 간과되고 있음을 확인하였다. 그리고 국내 라디오 방송 이용률을 올리기 위한 방안들로 '라디오 수신율 제고 등 서비스 품질 개선', '재난경보 매체로서의 라디오 방송의 중요성 인식 개선', '디지털 라디오 도입' 및 'FM 라디오 데이터 방송 도입' 등이 제시되었다.
근래 우리생활 깊숙이 자리잡은 유비쿼터스 개념은 과거 산업혁명 당시와 마찬가지로 사람들로 하여금 새로운 수요와 라이프스타일의 변화를 견인하고 있다. 특히, 교통부문은 '이동'이라는 특수한 여건 때문에 더욱 이러한 트랜드에 민감해지기 쉬운 경향이 있다. 이를 가장 잘 반영하는 것이 콘텐츠 시장이라 할 수 있는데, 최근 민간에서는 변화된 수요에 대응하기 위해서 맞춤형 개인교통정보의 개념을 발 빠르게 도입하고 있다. 하지만, 공공에서는 어떠한가? 불특정다수에게의 운전 중에 기본레벨의 교통정보제공이라는 목적을 가지고 도입된 ITS 1세대 산물인 VMS의 경우, 이러한 변화 속에서 능동적으로 변화하지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 불특정다수에게 '평등한 정보제공'이라는 '공공의 역할' 속에서, 고급화되고, 점점 개인단말기기를 선호하는 수요에 대응하기 위한 고도화된 VMS시스템(가칭 FM-VMS)에 대하여 기술하고자 한다. 본 논문에서 소개하는 FM-VMS는 차량 안에 장착된 라디오를 정보제공기기로 사용하여 운전자는 누구든지 음성과 문자를 받을 수 있는 장치이다. 핵심기술은 기존의 FM-DARC와 RDS와는 다른 방송중인 FM 주파수에 직접 디지털 신호를 삽입하는 Water Making기술로 이는 현재 방송 및 보안으로 활용되고 있다. Water Making 기술로 구현된 FM-VMS 시스템에 대한 Test를 통한 검지율은 Test용으로 사용한 VMS 주변 200m안에서 음성과 문자 모두 90% 이상의 검지율을 보였다. FM 주파수를 이용하여 공공(Public)이 구축한 VMS정보를 상대적 교통약자(교통정보의 취약계층)에게 실시간으로 음성으로 지역 교통정보를 제공하고 나아가 자동차 제조사와 연계하여 FM 주파수만으로 라디오 액정을 통하여 VMS 문자정보까지 받아 볼 수 있다면, ITS의 혁신뿐만 아니라, 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 전기를 마련할 수 있을 것이다.
현재 국내 라디오 방송은 디지털 방식이 아닌 아날로그 방식을 통해 서비스 되고 있다. 아날로그 방식은 디지털 방식에 비해 주파수 효율이 저하되는 등의 기술적인 한계를 가지고 있다. 디지털 라디오 방식중 하나인 HD Radio는 기존의 아날로그 스펙트럼 양 옆에 디지털 데이터가 실리는 방식으로 기존 아날로그 주파수의 재배치 없이 디지털 신호를 전송할 수 있다는 장점이 있다. 만약 아날로그와 디지털 신호가 동시에 존재하기 때문에 서로간에 간섭이 발생하면 원활한 수신이 불가능하므로 HD Radio와 기존FM방송 간의 간섭을 정확히 분석해야한다. 본 논문에서는 강릉 지역 괘방산 송신소를 기준으로 하고 전국의 103.5MHz 및 +-400kHz 이내의 주파수를 사용하는 기지국을 간섭국으로 지정하여 HD Radio 채널 배치 구조를 분석하였다. 본 논문을 통해 독자는 디지털 라디오 시스템의 주파수 간섭에 대한 참신한 정보를 얻을 수 있으리라 본다.
아나로그 무선통신계와 디지털 무선통신계가 각기 동일 무선주파수대의 인접 주파수를 사용함에 의한 통신방식간 간섭이 존재하는 경우에 이들 두 무선통신계가 공존하기 위한 최적조건을 구할 것을 목적으로 하여 디지탈계의 대표적 방식인 위상변조(PSK) 무선신호가 아나로그계의 대표적 방식인 주파수변조(FM)무선신호에 미치는 통신방식간 간접(동일 채널 간섭 및 인접 채널 간섭)의 영향을 해석했다. 해석방법으로는 가우스성 잡음과 간섭신호에 의해 검파기의 출력단에 나타나는 출력기서대역 간접잡음(output baseband interference noise)의 근사식을 유도하여 FM신호의 최고 채널(top channel)에서의 신호 대 간접잡음 전력비(SNR:Signal-to Noise Ratio)의 수치계싼을 행했다. 얻어진 결과는 반송파 대 간접파 전력비(CIR:Carrier-to-Interferer Ratio). 반송파 대 잡음전력비(CNR:Carrier-to-Noise Ratio)및 정규화 반송파 주파수차(normalized carrier frequency separation)의 함수로서 그래프로 나타냈고 각각에 대한 검토를 행했다. 본 연구의 결과로부터 디지탈 PSK채널에 의한 통신 방식간 간섭을 받는 아나로그 FM채널에 대한 최적 또는 적당한 운용조건(주파수 간격, 대역폭, 전력 등)의 예측이 가능하다.
유럽형 라디오 메세지 시스템(ERMES :European Radio MEssage System)은 페이징 시스템으로 주파수범위는 169.4125MHz$\~$169.8125MHz이고 채널당 25KHz 간격 주파수로 할당된 16개의 채널로 구성되어 있으며,4-PAM/FM 변조방식을 사용하고 있는 디지탈 정보 통신의 새로운 형태이다. 본 논문에서는 ETSI(European Telecommunication Standards Institute)의 규격에 의거하여 이중에러까지 정정할 수 있는 에러정정 회로를 갖춘 ERMES 수신 시스템을 설계하였다. 설계한 ERMES 수신 시스템의 오차 성능을 평가하여 4-PAM/FM 방식으로 변조하는 다중 신호에 대한 성능을 분석하였다. 그런데 RF 채널상에서 여러개의 라디오 수신기를 동시에 동작시킴으로써 신호 성분들 사이의 진폭 불균형이 시스템 성능을 떨어뜨릴 수 있으므로 시스템 전개를 위한 최적의 파라미터를 결정하였다. 그리고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 송신된 데이타의 복원과정과 전송로상에서 발생할 수 있는 에러가 2비트까지 정정됨을 확인하였다.
본 논문에서는 유럽의 디지털 라디오 방송 규격인 DAB+(Digital Audio Broadcasting Plus)와 DRM+(Digital Radio Mondiale Plus) 시스템을 수신하기 위한 소프트웨어 기반의 수신 시스템의 설계 및 구현에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 아날로그 FM 수신기를 대체할 수 있도록 소프트웨어 기반의 디지털 라디오 수신 시스템을 구현하였으며, 각 시스템의 USB 수신기로부터 방송을 입력받아 메모리 공유기법을 통해 일괄 수신 처리함으로써 시스템의 부하를 감소시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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