KBS 방송기술연구소 서영우 차장
그동안 지상파방송의 숙원이었던 안테나를 통한 지상파 디지털 TV 수신에 박차를 가할 수 있을 전망이다. 그 이유는 지난해 KBS에서 개발한 DTV ICS DOCR 때문이다. ICS DOCR은 복합적인 디지털 필터 기술을 적용하여 심각한 간섭신호가 유입되더라도 ATSC 신호의 복조가 가능하도록한 기술로서 ATSC DTV방식용으로는 세계 최초로 개발되었다.
지난해 DTV ICS DOCR 개발의 성과를 인정받아 전파방송신기술상에서 방송통신위원장상을 수상한 KBS 서영우 차장을 만나 DTV ICS DOCR에 대해 들어봤다.
DTV ICS DOCR이 구체적으로 어떠한 기술인가
DOCR(Digital On Channel Repeater)은 디지털 동일채널중계기를 의미한다. 동일채널중계기는 주송신기의 전파를 수신하여 주파수를 변환하지 않고 재전송하는 기술이다. 2000년대 초반에는 수신된 신호를 단순히 필터링 해서 증폭해 보내는 아날로그 방식이 일반적이었으나 디지털 신호처리 기술의 발전에 따라 수신신호를 복조한 후 재 변조하는 디지털 방식이 개발되었다. 이번에 개발된 DTV DOCR은 ICS(Interference Cancellation System) 기술이라고 하는 간섭신호제거 기술까지 구현된 것이다.
DTV ICS DOCR이 방송기술에서 갖는 의미와 향후 기대효과
ICS DOCR의 보급을 통해 한국 지상파 방송사의 숙원사업인 “안테나를 통한 무료 지상파 디지털 TV 수신" 사업이 힘을 받을 수 있을 것으로 보인다. 자연지형 또는 인공구조물에 의한 난시청 지역 발생 시 개발된 DOCR을 설치함으로써 보다 적극적으로 난시청을 해소 하고 수신환경을 개선할 수 있다. 또한 미국에서 시도 되고 있는 DTV 이동방송(ATSC-M/H)의 경우 끊김 없는 서비스의 제공을 위해 DOCR이 더욱 더 중요한 역할을 할 수 있다. 따라서, 개발된 장비의 해외 수출에 대한 기대도 매우 밝다.
DVB-T 혹은 DMB 등에서 OFDM Guard-Band효과에 의한 SFN(Single Frequency Network)망 구성을 DOCR로도 가능한가
ATSC에서도 DOCR 만으로 SFN구성은 쉽지 않다. DOCR은 여러 가지 제약조건에 의해 출력을 높이기가 힘들기 때문이다. DOCR은 기존 송신서비스의 서비스 구역을 보완하는 역할을 한다. 만약 여러 대의 동일 주파수 송신기로 서비스 영역을 확장하는 개념이라면 ATSC에도 분산송신기술(DTxT)이 있다. 이와 같이 별도의 규격이 있는 이유는 ATSC 전송방식 일반표준에는 SFN을 위한 주파수, 데이터, 송출 시점 정합에 대한 규격이 없기 때문이다. 따라서, 분산송신기술을 적용하기 위해서는 기존 연구소 및 송신소 장비의 변경이 필요하다. 어쨌든, 현재로 보면 ATSC도 SFN을 위한 규격적인 준비는 되어있다고 볼 수 있다. 다만, ATSC 수신기가 긴 시차를 갖는 다중경로 간섭에 아직 취약하므로 실제로 어느 정도의 커버리지를 갖는 SFN이 가능할지는 좀 더 검증이 필요하다.
ATSC방식의 DOCR중계기와 분산중계기에 대해 약간의 혼란이 있는데, 분산 중계기와는 어떤 차이가 있는가
DOCR은 주송신기의 서비스 구역상에 발생하는 음영지역을 동일한 주파수로 보완하는 기술이다. 즉, 새로운 주파수를 받을 필요가 없으며 음영지역의 형태를 고려한 안테나 패턴과 송신출력의 조정만이 필요할 뿐이다. 필요하다면 건물 위에 이동통신 중계기와 같이 설치하는 것도 가능하다. 이에 반해 분산중계기는 동일한 주송신기 신호를 수신하는 중계기끼리 동일한 주파수로 묶는 것이다. 즉, 중계기들이 분산중계를 위한 주파수를 신규로 받고 동일 주파수의 띠를 형성하게 된다고 볼 수 있다. 분산중계기는 송수신 주파수가 다르기 때문에 간섭신호가 발생하지 않는다. 따라서, 송출 출력이 DOCR에 비해 자유롭다. 다만, 신규 주파수가 필요하다는 점 이외에, 2대 이상의 중계기가 같은 주파수로 송출하므로 중계기간의 간격에 따라 수신기가 처리 불가능한 긴 시차를 갖는 다중경로 간섭이 발생할 수 있으므로 적절한 간격 및 출력의 망설계가 필수다.
DOCR중계기 설치지형에 따라 제약이 따른다고 하는데 지형과 성능에 대해 설명을 부탁한다.
일반적으로 DOCR은 가급적 간섭신호가 많이 발생하지 않도록 설치하는 것이 좋다. 그리고 ATSC방식의 DTV DOCR의 경우는 특히 중계신호의 지연시간이 길어지지 않도록 설치하는 것이 좋다. 이는 ATSC 수신기의 다중경로간섭 처리 능력이 짧은 지연시간에서는 우수하나 상대적으로 긴 지연시간에 대해서는 급격하게 열화되기 때문이다.
DOCR 중계신호의 지연시간을 짧게 하려면 가급적 주송신소 방향의 반대방향을 서비스 하는 것이 좋다.
