Transcription

1 지상파 UHD 방송서비스를위한 기술기준연구

2

3 제출문 본보고서를 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 과제의 최종보고서로제출합니다 연구책임자 : 박형욱 ( 기술기준과방송기술담당 ) 연구원 : 허영태 ( 기술기준과방송기술담당 ) 김강현 ( 기술기준과방송기술담당 )

4

5 요약문 본보고서는 2017년 2월지상파 UHD 본방송을대비하여지상파 UHD 방송표준방식, 무선설비기술기준, 방송구역전계강도기준, 지상파 UHD 시청을위한공시청설비등의기술기준 ( 안 ) 마련및방송주파수간섭분석, 방송주파수국제등록등에대한연구내용을포함하고있다. 기술기준 ( 안 ) 검증을위한현장실험을통해신뢰성을확보하도록하였다. 주요내용은다음과같다. 지상파 UHD 방송표준방식기술기준 ( 안 ) 은전파법제 37조에따라방송사업용주파수의효율적이용과이용자의편의를위하여방송표준방식을규정하고자용어정의, 음성압축, 영상압축및다중화등 UHD 방송표준방식을마련하여고시에반영하였다 ( 무선설비규칙 ( 미래창조과학부령제78호, 개정 ), 방송표준방식 및방송업무용무선설비의기술기준 ( 미래창조과학부고시제 호, 일부개정 )). 지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 은전파법제 45조에따라주파수허용편차와안테나공급전력등무선설비기술기준을규정하고자주파수허용편차, 안테나공급전력허용편차, 불요발사등 UHD 무선설비기술기준을마련하여규칙에 반영하였다 ( 무선설비규칙 ( 미래창조과학부령제78호, 개정 ), 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 ( 미래창조과학부고시제 호, 일부개정 ), 무선국및전파응용설비의검사업무처리기준 ( 중앙전파관리소고시제2016-5호, , 일부개정 )). 지상파 UHD 방송구역전계강도기준 ( 안 ) 은전파법시행령제 2조에따라방송을양호하게수신할수있는방송구역을규정하고자수신안테나높이및전계강도기준을마련하여고시에반영하였다 ( 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법 ( 미래창조과학부고시제 호, , 일부개정 )). 지상파 UHD 시청을위한공시청설비기술기준 ( 안 ) 은건축법시행령제 87 조에 따라건축물에설치하는방송공동수신설비의설치기준을정하고자아파트 i

6 내에설치하는지상파 UHD 재중계장비 ( 신호처리기 ) 에대한기술기준및 UHD 수신품질기준을마련하여고시에반영하였다 ( 방송공동수신설비의설치기준에관한 고시 ( 미래창조과학부고시행정예고 (10.14.~12.15)). 지상파 UHD 무선설비현장실험은제안된 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 이 UHD 방송국허가ㆍ검사시확인할수있는지여부를확인하여기술기준및검사고시의참고자료로활용하였다. 지상파 UHD 혼신보호비현장실험은 UHD 방송주파수배치를위해요구되는혼신보호비 ( 안 ) 를마련하기위해예비실험을실시하였고향후다수의상용수신기를통해현장실험이요구된다. 지상파 UHD 시청을위한공시청설비현장실험은제안된기술기준 ( 안 ) 이건축물사용전검사시확인할수있는지여부를확인하여기술기준개정자료로활용하였다. 방송주파수간섭분석은방송국허가를위해 UHD 5국, DTV 20국, FM 45국, T-DMB 10국, AM 4국등총 83국의주파수에대해간섭분석을실시하였으며방송주파수국제등록은일본, 중국등인접국가로부터우리나라주파수를보호하기위해 FM 23국, DTV 18국, DMB 6국등총 47국의주파수에대해국제등록을추진하였다. ii

7 목 차 제 1 장서론 1 제2장지상파 UHD 기술기준연구 3 제1절개요 3 제2절지상파 UHD 방송표준방식기술기준 ( 안 ) 마련 5 제3절지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 마련 18 제4절지상파 UHD 방송구역전계강도기술기준 ( 안 ) 마련 39 제5절지상파 UHD 관련공시청설비기술기준 ( 안 ) 마련 46 제3장지상파 UHD 관련현장실험 52 제1절지상파 UHD 무선설비현장실험 52 제2절지상파 UHD 혼신보호비현장실험 71 제3절지상파 UHD 관련공시청설비현장실험 81 제 4 장방송주파수간섭분석및국제등록 89 제 1 절방송주파수간섭분석 89 제 2 절방송주파수국제등록 93 제 5 장결론 99 [ 참고문헌 ] 99 iii

8 표목차 [ 표 1] 지상파 UHD 방송관련기술기준 4 [ 표 2] 지상파 UHD 방송표준방식연구항목 10 [ 표 3] 지상파 UHD 무선설비기술기준연구항목 19 [ 표 4] 지상파UHD 방송구역전계강도기준산정을위한파라미터 40 [ 표 5] 지상파 UHD 방송구역전계강도기준산정과정 41 [ 표 6] 지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 초안 ) 52 [ 표 7] 지상파 UHD 송신기측정결과 ( 요약 ) 70 [ 표 8] UHD 혼신보호비실험조건 71 [ 표 9] ATSC3.0 설정파라미터 (BW = 6MHz) 73 [ 표 10] DTV 및 UHD 수신기 73 [ 표 11] DTV 및 UHD 송신기 RF mask 기준 ( 안 ) 74 [ 표 12] ATSC 1.0 수신기의한계레벨 75 [ 표 13] ATSC 3.0 수신기의한계레벨 75 [ 표 14] ATSC1.0 ATSC3.0 혼신보호비 76 [ 표 15] ATSC3.0 ATSC1.0 혼신보호비 77 [ 표 16] ATSC3.0 ATSC3.0 혼신보호비 78 [ 표 17] ATSC1.0 ATSC3.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 79 [ 표 18] ATSC3.0 ATSC1.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 79 [ 표 19] ATSC3.0 ATSC3.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 80 [ 표 20] 인출구에서 MATV CATV 방송신호의출력레벨계산 83 [ 표 21] 구내전송선로설비의질적수준측정결과 87 [ 표 22] 최근 5년간방송매체별주파수간섭분석실적 92 [ 표 23] 방송주파수국제등록규정 93 [ 표 24] 통고양식에포함되는송신기제원 94 [ 표 25] 최근 5년간방송주파수국제등록실적 95 [ 표 26] 최근 5년간인접국중파방송주파수국제등록에따른간섭분석실적 96 iv

9 그림목차 [ 그림 1] 지상파 UHD 방송시청모델 ( 고정수신 ) 39 [ 그림 2] 공동주택의방송수신시스템개요도 46 [ 그림 3] UHD 송신기대역외발사강도실측결과 ( 채널필터사용안함 ) 49 [ 그림 4] 대역외발사강도기준 ( 안 ) 53 [ 그림 5] 스퓨리어스기준 ( 안 ) 53 [ 그림 6] 주파수허용편차 54 [ 그림 7] 주파수대폭 55 [ 그림 8] 일반적대역외발사강도측정방법구성도 55 [ 그림 9] RF 채널신호측정결과 56 [ 그림 10] 채널필터계산방법 57 [ 그림 11] UHD 채널신호측정결과 57 [ 그림 12] 채널필터를사용한대역외발사강도측정방법 59 [ 그림 13] 스퓨리어스측정방법 62 [ 그림 14] 스퓨리어스측정결과예시 63 [ 그림 15] 대역필터를이용한스퓨리어스측정방법 64 [ 그림 16] 대역필터를이용한스퓨리어스측정결과예시 65 [ 그림 17] 전력허용편차 66 [ 그림 18] 첨두전력대평균전력 (PAPR) 66 [ 그림 19] MER( 변조오류율 ) 67 [ 그림 20] 측정결과 -92dB / 1.000kHz ( 기준만족 ) 68 [ 그림 21] 측정결과 -66dB / 1.22kHz ( 참고사항 ) 68 [ 그림 22] 주파수응답 (±1 db 이내 ) 69 [ 그림 23] UHD 혼신보호비실험구성도 (1) 72 [ 그림 24] UHD 혼신보호비실험구성도 (2) 72 [ 그림 25] DTV 및 UHD 송신기 RF mask 기준 ( 안 ) 74 [ 그림 26] ATSC 1.0( 좌 )/ATSC 3.0( 우 ) 수신기한계레벨 (Receiver Sensitivity) 75 [ 그림 27] ATSC 1.0 ATSC 3.0 동일 / 인접채널혼신보호비 ( 좌 : AWGN, 우 : Ricean) 76 [ 그림 28] ATSC 3.0(Wanted) ATSC 1.0(Interference) 동일채널혼신보호비 77 [ 그림 29] ATSC 3.0(Wanted) ATSC 3.0(Interference) 동일채널혼신보호비 78 [ 그림 30] 아파트등공동주택에서지상파UHD 방송신호의전달흐름도 81 [ 그림 31] MATV 전송품질 ( 단위 : dbμ/m) 84 v

10 [ 그림 32] CATV 전송품질 ( 단위 : dbμ/m) 84 [ 그림 33] MATV 신호의주파수스펙트럼 85 [ 그림 34] ATV 신호의주파수스펙트럼 85 [ 그림 35] DTV 및 ATV 신호의주파수스펙트럼 86 [ 그림 36] 위성방송신호의주파수스펙트럼 (1) 86 [ 그림 37] 위성방송신호의주파수스펙트럼 (2) 86 [ 그림 38] 방송 ( 보조 ) 국허가업무처리절차 90 [ 그림 39] 2016년방송주파수간섭분석실적 90 [ 그림 40] 최근 5년간방송주파수간섭분석실적 91 vi

11 제 1 장 _ 서론 제 1 장서론 본연구는 2017년 2월지상파 UHD 본방송을대비하여지상파 UHD 방송표준방식, 무선설비기술기준, 방송구역전계강도기준, 지상파 UHD 시청을위한공시청설비등의기술기준 ( 안 ) 을마련하고방송주파수간섭분석, 방송주파수국제등록등에대한연구가필요하다. 특히제안된기술기준 ( 안 ) 검증을위한현장실험을수행하여신뢰성확보가필요하다. 분야별필요성은다음과같다. 지상파 UHD 방송표준방식기술기준 ( 안 ) 마련연구는법령에의거하여방송사업용주파수의효율적이용과이용자의편의를위하여방송표준방식을규정하고자용어정의, 음성압축, 영상압축및다중화등 UHD 방송표준방식기술기준마련이필요하다. 지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 마련연구는법령에의거하여주파수허용편차와안테나공급전력등무선설비기술기준을규정하고자주파수허용편차, 안테나공급전력허용편차, 불요발사등 UHD 무선설비기술기준마련이필요하다. 또한제안된 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 이 UHD 방송국허가ㆍ검사시확인할수있는지여부를확인하여기술기준및검사고시의참고자료로활용하는것이필요하다. 지상파 UHD 방송구역전계강도기준 ( 안 ) 마련연구는방송을양호하게수신할수있는구역규정을위한수신안테나높이및전계강도기준마련이필요하다. 지상파 UHD 시청을위한공시청설비기술기준 ( 안 ) 마련연구는법령에의거하여건축물에설치하는방송공동수신설비의설치기준을정하고자아파트내에설치하는지상파 UHD 재중계장비 ( 신호처리기 ) 에대한기술기준및 UHD 수신품질기준마련이필요하다. 또한제안된기술기준 ( 안 ) 이건축물사용전검사시확인할수있는지여부를확인하여기술기준개정의참고자료로활용하는것이필요하다. 1

12 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 방송주파수간섭분석은방송국허가를위해 UHD 5국, DTV 20국, FM 45국, T-DMB 10국, AM 4국등총 83국의주파수에대해간섭분석을실시하였으며방송주파수국제등록은일본, 중국등인접국가로부터우리나라주파수를보호하기위해 FM 23국, DTV 18국, DMB 6국등총 47국의주파수에대해국제등록을추진하였다. 방송주파수간섭분석은방송국허가를위해 DTV, FM, T-DMB 등의주파수간섭분석이필요하고방송주파수국제등록은일본, 중국등인접국가로부터우리나라주파수보호하기위해 DTV, FM, T-DMB 등의주파수에대해국제등록이필요하다. 2

13 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 제 2 장지상파 UHD 기술기준연구 제 1 절개요 지상파 UHD 관련기술기준연구는 16.1월부터 5월까지산 학 연 방송사등으로구성된 지상파UHD 방송기술규정연구반 ( 반장국립전파연구원허영태 ) 을통해지상파UHD 방송관련기술규정선행연구를실시하여무선설비, 방송표준방식및전계강도기준등기술기준초안을마련하였다. 지상파 UHD 기술기준 ( 안 ) 작성방향은무선설비규칙등기존지상파 DTV 기술기준프레임을준용하였으며세부내용은 ATSC3.0 표준방식을적용 하였다. 기술기준검토대상은다음의무선설비규칙등 4 개규정을검토하였다. 첫쩨, 무선설비규칙은전파법제37조및동법제45조에따라법률에서위임한사항을미래부령으로정하고있다. 전파법제45조는방송표준방식을정하도록규정하고있고동법제37조는기술기준을정하도록규정하고있다. 무선설비규칙은세부기술기준내용을방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준으로위임하고있다. 따라서실제적인지상파UHD 방송표준방식및무선설비에대한세부기술기준은방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준에서정하고있다. 방송표준방식의경우 TTA의지상파 UHD 방송송수신정합표준등을참조하여기존 DTV 기술규정항목및 ATSC3.0 에특화된고유항목 (SFN 등 ) 을검토하고논의하였다. 둘째, 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법은전파법시행령제2조 ( 정의 ) 에서법에서위임한사항을규정하고있다. 따라서지상파UHD 방송의방송구역전계강도기준은방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법에서기준값을정하고있다. 참고로방송구역이란방송을양호하게수신할수있는구역으로서전계강도가미래부장관이정하여고시하는기준 3

14 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 이상인구역을말한다. 지상파 DTV 의경우지상 9m 높이에서측정하여 41 dbμv /m 이상을규정하고있다. 셋째, 무선국및전파응용설비의검사업무처리기준은전파법시행령제42조등에서위임한사항을중관소고시로정하고있다. 지상파UHD방송의검사방법 절차및기준은무선설비규칙에서정한기술기준을확인하기위한검사방법및절차등의기준을포함하고있다. 따라서본보고서에는무선설비규칙에서정한내용과동일하므로동고시개정 ( 안 ) 관련내용을생략하였다. 다만지상파 UHD 기술기준 ( 안 ) 만족여부를확인하기위해실시하였던현장실험결과를포함하였다. 넷째, 지상파방송허가를위한기술심사처리지침은 DTV, FM 등방송국허가를위한기술심사내용을정하고있다. 주요검토내용은지상파UHD 방송주파수지정시기존 DTV와 UHDTV 채널간의방송주파수간섭분석을위한동일채널또는및인접채널간의혼신보호비기준을검토하고논의하였다. [ 표 1] 지상파 UHD 방송관련기술기준 구분고시 부령명칭주요규정내용관련법령 1 무선설비규칙 2 3 (1-1) 무선설비규칙 (1-2) 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법 무선국및전파응용설비의검사업무처리기준 무선설비및방송표준방식 무선설비및방송표준방식 방송구역전계강도 무선국검사기준 미래부령 ( 전파법제 37 조및제 45 조 ) 미래부고시 ( 무선설비규칙 ) 미래부고시 ( 시행령제 2 조 ) 중관소고시 ( 시행령제 42 조등 ) 4 지상파방송허가를위한기술심사처리지침혼신보호비미래부지침 4

15 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 제 2 절지상파 UHD 방송표준방식기술기준 ( 안 ) 마련 1. 배경및필요성 방송표준방식은음성신호및영상신호압축방식, 다중화방식등기술내용을말하며방송국송신기와수신기간의호환성등을고려하여부령으로기술내용을정하도록하고있다. 방송표준방식은주파수허용편차, 주파수대역폭등의전파품질을규정하는무설설비기술기준과는성격을달리하고있다. 무선설비규칙에서포괄적인기준값을규정하고있고세부기술기준은하위고시인방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준에서정하는것이필요하다. 방송표준방식의근거법령은전파법제37조에서지상파UHD방송에관한방송표준방식 ( 법제37 조 ) 을정하도록규정하고있다. 법에서 1 미래창조과학부장관은방송사업용주파수의효율적이용과이용자의편의를위하여방송표준방식을미래창조과학부령으로정한다. 2 미래창조과학부장관은제1항에따른방송표준방식을정하거나변경하는경우에는미리이해관계자의의견을들어야한다. 를규정하고있다. 2. 검토내용 UHD 방송표준방식은기존 DTV 프레임및 ATSC3.0 기반의규정항목을중심 으로검토및논의하였으며검토내용은다음과같다. UHD 용어정의관련 UHDTV 방송은기존의 HDTV 방송으로부터높은해상도, 높은프레임율, 높은다이내믹레인지등의비디오가주요특징인방송이고지상파 UHDTV 방송은 4K UHD 서비스를목표로하고있다. 따라서 4K 해상도를대표적으로나타내고있으므로프레임율과다이내믹레인지등을제외한해상도를용어정의포함을검토하였다. 방송신호의구성은지상파초고화질텔레비전방송을위한기본적인구성요소이며 UHD 서비스관점에서비디오, 오디오, 데이터서비스를위한신호로구성하여 UHD 비디오 5

16 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 및오디오방송신호외에향후새로운서비스에대해서는데이터신호로 포함을검토하였다. 비디오신호표현형식은비디오신호의표현형식에서오디오신호를포함한방송신호의범위로확대적용하고방송신호의표현형식은지상파 UHDTV 방송송수신정합표준에서규정하는것을검토하였다. 휘도및색차신호의표본당비트수는비디오신호중밝기정보를나타내는휘도신호와색상정보를나타내는색차신호의표본당비트수를송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 비디오신호의형식은휘도신호블록 4개와색차신호블록각한개씩으로구성된 4:2:0 형식으로송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 비디오신호의주사방식은비디오신호의주사방식에서기존 DTV는비월주사및순차주사방식을포함하고있으나 UHD에서는순차주사방식만사용한다. 순차주사방식으로정하며송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 비디오신호의색영역은비디오신호의색영역을 ITU-R 권고 BT.709 또는 ITU-R 권고 BT.2020으로규정하고비디오신호의 RGB색의표현범위를송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 오디오신호대역은오디오신호의대역을 20 Hz ~ 20,000 Hz 범위로한정하고오디오신호의경우가청주파수대를사용하므로별도의범위가요구되지않는것으로검토되었다. 오디오의서비스유형은오디오신호의서비스유형을나타내는형식으로송수신정합규격에적합하여야하는것으로검토하였다. 오디오신호의표본화주파수는기존 DTV와동일한 48,000 Hz이고오디오신호의표본화주파수를송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 오디오채널수는 5.1 채널, 10.2 채널, 채널로송수신정합규격내의범위로규정하고기존 DTV의경우 5.1 채널이며, 한채널이상선택하여구성할것으로규정하는것을검토하였다. 오디오신호의표본당비트수는오디오신호의표본당비트수는 16, 20 또는 24 비트로송수신정합규격내의범위로규정하고기존 DTV 의경우 16 이상, 24 이하로규정하는것을검토하였다. 오디오신호구성은채널오디오신호, 객체오디오신호, HOA 오디오신호또는메타데이터로구성되어있으며송수신정합규격내의범위로규정하는것을검토하였다. 폐쇄자막데이터비트율은기존 DTV에서데이터비트율을 9600 bps 이하로 6

17 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 규정하고있고지상파 UHDTV 방송과관련성이없는것으로검토되었다. 폐쇄자막데이터구성 ( 내용 ) 은폐쇄자막데이터의구성은송수신정합규격내의범위로규정하고있고, 본규정은데이터방송관련선택사항으로 UHD 송수신에문제없는것으로검토하였다. 폐쇄자막데이터형식은기존 DTV에서데이터형식을 CEA-708-D 규격을따를것으로규정되어있고지상파 UHDTV 방송과관련성이없는것으로검토하였다. 한글자막및한글코드는기존 DTV에서한글자막은완성형한글코드또는유니코드를사용할것으로규정되어있고, 지상파 UHDTV 방송과관련성이없는것으로검토하였다. 해상도는기존 DTV에서폐쇄자막의화면비에따라가로및세로해상도를규정하고있고지상파 UHDTV 방송과관련성이없는것으로검토되었다. 비디오부호화최대비트율은프로그램채널당비디오부호화유효비트율을 54 Mbps 이하로규정하고있고, 기존 DTV에서최대 19.4 Mbps로규정한것은 6 MHz의데이터전송률에따른것이며, UHD 송수신정합에서는다양한전송률을지원하므로별도의규정이필요없으며본규정은비디오부호화의최대비트율의이론적한계치이므로 UHD 송수신에문제없을것으로검토하였다. 비디오부호화기본알고리즘은방송표준방식에서 HEVC 및 SHVC 표준을포함하고있으며, 국제표준으로규정하고있으며본규정을준수하지않을시수신기에서비디오재생이불가한것으로검토되었다. 오디오부호화최대비트율은프로그램채널당오디오부호화유효비트율을 1.2 Mbps 이하로규정하고있으며기존 DTV에서최대 512 kbps로규정한것은 AC-3 ( 돌비디지털 ) 방식을따른것이며, UHD 송수신정합에서는 MPEG-H 오디오표준을지원하므로별도의규정이필요없다. 본규정은오디오부호화의최대비트율의이론적한계치이므로 UHD 송수신에문제없을것으로검토하였다. 오디오부호화기본알고리즘은방송표준방식에서 MPEG-H 디오표준이므로, 구체적인국제표준으로규정하고있다. 본규정을준수하지않을시수신기에서오디오출력이불가함을검토하였다. 데이터방송의표현은방송신호를구성하고있는데이터서비스신호로서구현가능하고 UHD 송수신정합규격에따라적용가능하므로, 별도의규정은요구되지않는것으로검토되었다. 따라서본규정은데이터방송의선택사항으로 UHD 송수신에문제 7

18 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 없을것으로검토하였다. 데이터방송의전송은방송신호를구성하고있는데이터서비스신호에포함됨으로별도의전송방식이필요없으며 UHD 송수신정합규격에따라적용가능하므로, 별도의규정은필요없다. 본규정은데이터방송의선택사항으로 UHD 송수신에문제없을것으로검토하였다. 하나의프로그램으로다중화는방송콘텐츠를구성하는비디오, 오디오, 데이터신호등의컴포넌트들은하나의프로그램채널로다중화해야한다. 본규정을준수하지않을시수신기에서비디오재생또는오디오출력이불가한것으로검토되었다. 단일전송채널로다중화및전송채널구성방법은전송채널내에두개이상의프로그램채널을전송할때에도단일전송채널 (6 MHz) 로다중화해야한다. 지상파초고화질텔레비전방송의정의에따라하나의 4K UHDTV 프로그램채널또는 HDTV 프로그램채널을포함해야한다. 본규정을준수하지않을시 ( 단일전송채널이내 ) UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. 다중화기술적조건은지상파 UHD 방송표준방식에서는 IP 기반의다중화방법을적용한다. 본규정을준수하지않을시수신기에서비디오재생또는오디오출력이불가한것으로검토되었다. 전송채널구성방법은 UHD 송수신정합규격에따라전송채널구성방법을적용하는것을검토하였다. 링크계층프로토콜은기존 DTV에서 MPEG-2 TS를적용함으로써, 별도의링크계층프로토콜은필요없다. UHD 송수신정합규격에는 IP 기반의전송을사용함으로써링크계층프로토콜인 ALP 방식을따르고있고 UHD 송수신정합규격에따라적용가능하므로, 별도의규정은요구되지않는것으로검토되었다. 본규정을준수하지않을시수신기에서비디오재생또는오디오출력이불가한것으로검토되었다. 재난방송서비스의시그널링은 UHD 송수신정합규격에있는부트스트랩을적용하여가능하고 UHD 송수신정합규격에따라적용가능하므로, 별도의규정은필요없다. 본규정은재난방송서비스의선택사항으로 UHD 송수신에문제없는것으로검토되었다. 전송속도는기존 DTV에서 8-VSB 방식을적용함으로써단일전송모드만지원하여전송속도 M symbol/sec로규정하고지상파 UHD 방송표준방식과관련성이없는것으로검토되었다. 펄스정현필터는기존 DTV에서 8-VSB 방식을적용함으로써변조를위한디지털필터의형태를규정하고지상파 UHD 방송표준방식과관련성이없는것으로검토되었다. 파일럿신호부가는기존 DTV에서직류레벨의파일럿 8

19 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 신호를부가함으로써적용범위를규정하고지상파 UHD 방송표준방식과관련성이없는것으로검토되었다. 오류정정방식은기존 DTV에서 RS와 TCM 부호를적용하고지상파 UHD 방송표준방식에서는 LDPC, BCH, CRC32 부호를조합하여적용한다. 본규정을준수하지않을시 UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. 비트인터리빙사용조건은오류정정이후에비트단위의인터리빙을사용하며, 송수신정합규격내의범위로규정한다. 본규정을준수하지않을시 UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. 변조방식은기존 DTV에서 8-VSB 변조방식을적용한다. 지상파 UHD 방송표준방식에서는 QAM 방식을적용하고본규정을준수하지않을시 UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. 오류분산방법은지상파무선채널의오류를분산시키기위한인터리빙방법을규정한것으로, 송수신정합규격내의범위로규정함을검토하였다. 시간인터리빙사용조건은시간인터리빙의사용조건을규정한것으로, 송수신정합규격내의범위로규정함을검토하였다. 프레이밍조건은 OFDM 전송데이터프레임의조건을규정한것으로, 송수신정합규격내의범위로규정함을검토하였다. 프레임구조는프레임및부프레임길이등을규정한것으로, 송수신정합규격내의범위로규정한다. 전송방식관련지상파 UHD 방송표준방식에서는 OFDM 전송방식을적용한다. 본규정을준수하지않을시 UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. PLP의전송개수는물리계층의가상의전송로개수를말하며, 최대개수를규정함을검토하였다. 보호구간은 OFDM 전송방식에서다양한보호구간의길이를제공하고있으며, 송수신정합규격내의범위로규정하며본규정을준수하지않을시 UHD 송수신이불가한것으로검토되었다. 지상파 UHD 방송표준방식규정항목은 DTV 기술기준규정항목을참고하되 DTV 규정보다규제사항을완화하는것으로논의되었다. 지상파 UHD 방송에관한방송표준방식 ( 안 ) 은 16 년상반기지상파 UHD 기술 규정연구반에서기술기준초안으로검토했던전체 43 개중 12 개항목을 선정하여기술기준항목을대폭간소화하였다. 9

20 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 번 호 연구항목 DTV 프레임 관련근거 ATSC3.0 기타 UHD( 안 ) 1 방송신호구성 2 비디오신호표현형식 3 휘도및색차신호의표본당비트수 4 비디오신호부호화 비디오신호의형식 5 비디오신호의주사방식 6 비디오신호의색영역 7 오디오신호대역 8 오디오의서비스유형 오디오신호의표본화 9 오디오신호주파수 10 부호화오디오채널수 11 [ 표 2] 지상파 UHD 방송표준방식연구항목 오디오신호의표본당비트수 12 오디오신호구성 13 폐쇄자막데이터비트율 14 폐쇄자막 폐쇄자막데이터구성 ( 내용 ) 15 데이터조건 폐쇄자막데이터형식 16 한글자막및한글코드 17 해상도 18 비디오신호 비디오부호화최대비트율 19 압축조건 부호화기본알고리즘 20 오디오신호 오디오부호화최대비트율 21 압축조건 부호화기본알고리즘 22 데이터방송 데이터방송의표현 23 신호조건 전송방식 다중화조건 하나의프로그램으로다중화 단일전송채널로다중화및전송채널구성방법 10

21 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 번 DTV 관련근거연구항목호프레임 ATSC3.0 기타 UHD( 안 ) 26 다중화기술적조건 27 전송채널구성방법 28 링크계층프로토콜 29 재난방송서비스의시그널링 30 전송속도 31 변조조건 펄스정현필터 32 파일럿신호부가 33 오류정정방식 34 비트인터리빙부호변조 (BICM) 조건 비트인터리빙사용조건 35 변조방식 36 오류분산방법 37 ( 시간 ) 인터리빙및 시간인터리빙사용조건 38 프레이밍조건 프레이밍조건 39 프레임구조 40 전송방식 41 파형및송신조건 PLP의전송갯수 42 보호구간 43 콘텐츠보호 합계

22 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 3. 기술기준개정 ( 안 ) 가. 기술기준개정이유및주요내용 본고시의개정이유는방송기술발전에따라지상파디지털텔레비전방송보다화질이개선된지상파초고화질텔레비전 (UHDTV) 방송도입이가능하도록하기위해 UHDTV 방송에대한방송표준방식의세부사항을관련고시에반영하려는것이다. 즉 UHDTV 방송에대한방송표준방식세부사항의세부기술조건을신설한다. 주요기술기준개정 ( 안 ) 내용은다음과같다. o UHDTV 방송관련용어정의신설 ( 안제 3 조제 1 항제 47~51 호 ) o 방송주파수의효율적이용과이용자편의등을위한 UHDTV 방송표준방식에대한세부사항신설 ( 안제13조제1항 ) 1) 방송신호의구성및표현형식 2) 압축및다중화조건, 오류정정및변조조건, 전송방식및송신규격 o 기타특성에대한 ITU 조건적용및 UHDTV 방송용채널에관한사항신설 ( 안제 13 조제 3~4 항 ) 12

23 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 나. 기술기준개정 ( 안 ) 미래창조과학부고시제 호 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 일부개정령안 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 일부를다음과같이개정 한다. 제3조제1항제47호 ~ 제51호를다음과같이신설한다. 47. 지상파초고화질텔레비전 (UHDTV, Ultra High Definition TV) 방송 이란공중이직접수신할수있도록할목적으로 4K(3840x2160) 해상도를포함하는디지털비디오, 실감형오디오및데이터를지상의송신설비를이용하여방송하는것을말한다. 48. 지상파초고화질텔레비전비디오서비스 란지상파초고화질텔레비전방송에서기본적으로제공하는비디오와비디오에따른오디오또는그보조데이터로구성되는서비스를말한다. 49. 지상파초고화질텔레비전오디오서비스 란지상파초고화질텔레비전방송에서오디오를제공하는서비스를말하며, 오디오신호외에보조영상신호, 보조데이터신호또는이들의조합으로구성할수있다. 50. 지상파초고화질텔레비전데이터서비스 란지상파초고화질텔레비전방송의비디오서비스및오디오서비스와는독립적인정보로구성되는모든서비스를말한다. 51. 부트스트랩 (Bootstrap) 은각전송프레임의시작위치를검출하기위해전송프레임의가장앞부분에삽입되는신호를의미한다. 제 13 조를다음과같이신설한다. 제 13 조 ( 지상파초고화질텔레비전방송 ) 1 지상파초고화질텔레비전방송에 관한방송표준방식은다음각호와같다. 13

24 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 1. 방송신호는비디오서비스신호, 오디오서비스신호또는데이터서비스신호로구성될것 2. 방송신호의표현형식은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정하는내용을따를것 3. 비디오신호의압축조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한 ISO/IEC 의 Main 10 Profile 또는 Scalable Main 10 Profile, Main tier, Level 5.2의내용을따를것 4. 오디오신호의압축조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한 ISO/IEC 의 LC(low complexity) Profile, Level 1, 2 또는 3의내용을따를것 5. 다중화는다음조건에만족할것가. 비디오, 오디오, 데이터신호등의컴포넌트들을하나의프로그램채널로다중화할것나. 전송채널 (6MHz폭 ) 에하나또는그이상의프로그램채널을전송할경우적어도하나의 4K UHDTV 프로그램채널을포함하여야하며단일전송채널로다중화할것다. 다중화의기술적조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 규격에서규정한 IP(Internet Protocol) 기반다중화방법을따를것 6. 오류정정및변조는다음조건에만족할것가. 오류정정방식은 LDPC 부호와 BCH 부호, LDPC 부호와 CRC32 부호, LDPC 부호중한가지방식을사용할것나. 변조방식은 QAM(QPSK 포함 ) 방식으로하며, 변조규격은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한방식으로할것 7. 전송방식은 OFDM 방식으로하며, 전송프레임, 전송다중화방식, 부트스트랩등의송신규격은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한방식으로할것 부 칙 14

25 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 이고시는고시한날부터시행한다. 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 신ㆍ구조문대비표 현행개정안제3조 ( 정의 ) 1 이제3조 ( 정의 ) 1 이고시에서사용하는용어의정의는고시에서사용하는다음과같다. 용어의정의는다음 1.~46. ( 현행과같음 ) 과같다. 47. 지상파초고화질텔레비전 (UHDTV, Ultra Hig 1. ~ 46. ( 생략 ) h Definition TV) 방송 이란공중이직접수신할수 < 신설 > 있도록할목적으로 4K(3840x2160) 해상도를포함하는디지털비디오, 실감형오디오및데이터를지상의송신설비를이용하여방송하는것을말한다. 48. 지상파초고화질텔레비전비디오서비스 란지상파초고화질텔레비전방송에서기본적으로제공하는비디오와비디오에따른오디오또는그보조데이터로구성되는서비스를말한다. 49. 지상파초고화질텔레비전오디오서비스 란지상파초고화질텔레비전방송에서오디오를제공하는서비스를말하며, 오디오신호외에보조영상신호, 보조데이터신호또는이들의조합으로구성할수있다. 50. 지상파초고화질텔레비전데이터서비스 란지상파초고화질텔레비전방송의비디오서비스및오디오서비스와는독립적인정보로구성되는모든서비스를말한다. 51. 부트스트랩 (Bootstrap) 은각전송프레임의시작위치를검출하기위해전송프레임의가장앞부분에삽입되는신호를의미한다. < 신설 > 제13조 ( 지상파초고화질텔레비전방송 ) 1 지상파초고화질텔레비전방송에관한방송표준방식은 15

26 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 현행개정안다음각호와같다. 1. 방송신호는비디오서비스신호, 오디오서비스신호또는데이터서비스신호로구성될것 2. 방송신호의표현형식은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV방송송수신정합표준 에서규정하는내용을따를것 3. 비디오신호의압축조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV방송송수신정합표준 에서규정한 ISO/IEC 의 Main 10 Profile 또는 Scalable Main 10 Profile, Main tier, Level 5.2의내용을따를것 4. 오디오신호의압축조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV방송송수신정합표준 에서규정한 ISO/IEC 의 LC(low complexity) Profile, Level 1, 2 또는 3의내용을따를것 5. 다중화는다음조건에만족할것가. 비디오, 오디오, 데이터신호등의컴포넌트들을하나의프로그램채널로다중화할것나. 전송채널 (6MHz폭 ) 에하나또는그이상의프로그램채널을전송할경우적어도하나의 4K UHDTV 프로그램채널을포함하여야하며단일전송채널로다중화할것다. 다중화의기술적조건은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 규격에서규정한 IP(Internet Protocol) 기반다중화방법을따를것 6. 오류정정및변조는다음조건에만족할것가. 오류정정방식은 LDPC 부호와 BCH 부호, 16

27 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안 LDPC 부호와 CRC32 부호, LDPC 부호중한가지방식을사용할것나. 변조방식은 QAM(QPSK 포함 ) 방식으로하며, 변조규격은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한방식으로할것 7. 전송방식은 OFDM 방식으로하며, 전송프레임, 전송다중화방식, 부트스트랩등의송신규격은한국정보통신기술협회가정한 지상파 UHDTV 방송송수신정합표준 에서규정한방식으로할것 17

28 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 제 3 절지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 안 ) 마련 1. 배경및필요성 무선설비기술기준은주파수허용편차, 주파수대역폭등전파품질을규정하는기준값이며무선설비규칙에서포괄적인기준값을규정하고있고세부기술기준은하위고시인방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준에서정하는것이필요하다. 무선설비기술기준근거법령은전파법제45조에서지상파UHD 무선설비에관한기술기준을정하도록규정하고있다. 전파법제45조 ( 기술기준 ) 는 무선설비 ( 방송수신만을목적으로하는것은제외 ) 는주파수허용편차와안테나공급전력등미래창조과학부령으로정하는기술기준에적합하여야한다. 라고규정하고있다. 2. 검토내용 지상파UHD 방송국의전파품질특성은주파수허용편차, 주파수대푝등 9개를검토하였다. 주파수허용편차는중심주파수가허용할수있는주파수범위를말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 주파수대폭은하나의채널이가질수있는최대주파수대역폭을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 대역외발사강도는불필요한인접채널 (1개) 의신호세기를제한하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 스퓨리어스는불필요한인접채널 (2개이상) 의신호세기를제한하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 전력허용편차는송신기가허용할수있는출력범위를말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 첨두전력대평균전력은순간적발생하는신호의전력을제한하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 변조오류율 (MER) 은신호대비잡음신호의세기를억제하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우동일채널에 18

29 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 전파간섭이우려된다. 위상잡음은변조시위상에러를억제하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우방송구역변동등이우려된다. 주파수응답은변조시진폭에러를억제하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우방송구역변동등이우려된다. 지상파 UHD 방송국의안테나전파발사특성은안테나편파면, 실효복사전력등 3개를검토하였다. 안테나편파면은전파전달방향에대한송신안테나전자파의방향을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우기존DTV 수신안테나로시청하기어렵다. 실효복사전력또는전계강도는발사된전파를통해실효복사전력 (ERP) 을산정하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 안테나지향특성은발사된전파를통해송신안테나복사패턴을산정하는것을말하고, 본기술항목을규정하지않을경우인접채널에전파간섭이우려된다. 지상파 UHD 무선설비규정항목은 DTV 기술기준규정항목을준용하는것으로 논의되었다. 지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 초안 ) 은 16 년상반기지상파 UHD 기술규정 연구반에서기술기준초안으로검토했던전체 12 개중 10 개항목을선정하였고 기존지상파 DTV 에비해기술기준을간소화하였다. [ 표 3] 지상파 UHD 무선설비기술기준연구항목 번 호 연구항목 DTV 프레임 관련근거 DTV 기타 UHD( 안 ) < 전파품질조건 : 9 개 > 1 주파수허용편차 (ATSC3.0) 2 주파수대폭 3 대역외발사강도 4 스퓨리어스 (ITU-R) (ITU-R) 5 전력허용편차 19

30 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 번 DTV 연구항목호프레임 6 첨두전력대평균전력 관련근거 DTV 기타 (DVB-T2) UHD( 안 ) 7 변조오류율 (MER) 8 위상잡음 (DVB-T2) 9 주파수응답 < 공중선및전파방사조건 : 3개 > 10 공중선편파면 11 실효복사전력또는전계강도 12 공중선지향특성 합계 기술기준개정 ( 안 ) 가. 기술기준개정이유및주요내용 본고시의개정이유는방송기술발전에따라지상파디지털텔레비전방송보다화질이개선된지상파초고화질텔레비전 (UHDTV) 방송도입이가능하도록하기위해, UHDTV 방송에대한무선설비기술기준의세부사항을관련고시에반영하려는것이다. 즉 UHDTV 방송용무선설비등의세부기술조건을신설한다. 주요기술기준개정 ( 안 ) 내용은다음과같다. o 전파혼신방지및이용자보호등을위한 UHDTV 방송용무선설비등의세부기술조건신설 ( 안제13조제2항 ) 1) 주파수허용편차, 점유주파수대폭허용치, 안테나공급전력허용편차, 대역외발사강도조건, 불요발사범위, 첨두전력대평균전력비, 변조오류율 2) 편파면, 실효복사전력, 안테나의지향특성, 콘텐츠보호 20

31 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 나. 기술기준개정 ( 안 ) 미래창조과학부고시제 호 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 일부개정령안 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 일부를다음과같이개정 한다. 2 지상파초고화질텔레비전방송용무선설비등의기술적조건은다음각호와같다. 1. 주파수허용편차는 470MHz미만주파수대에서백만분의 1 이내이고 470MHz이상주파수대에서백만분의 0.3 이내일것. 다만단일주파수망 (SFN) 으로구성하는경우이규정값에불구하고 ±2.1Hz 이내로할것 2. 전파의형식은 D7W를사용하고점유주파수대폭의허용치는 6MHz이내일것 3. 안테나공급전력허용편차는 ±5퍼센트이내일것 4. 대역외발사강도는다음조건을만족할것가. 안테나공급전력이 25 W를초과하는경우 (1) 채널번호가 51번이하인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, ±4.5 MHz이상 ±9 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±9 MHz이상 ±15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -120 db이하일것 (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번및 56번인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 21

32 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, ±4.5 MHz이상 ±10.08 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±10.08 MHz이상 ±15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하일것 (3) 채널번호가 54번인경우에채널중심주파수로부터 -15 MHz초과 -8 MHz이하주파수에대해기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하이고, -8 MHz초과 4.5 MHz이하주파수에대해기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, 4.5 MHz이상 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, MHz이상 15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하일것 (4) (1) 부터 (3) 까지대역외발사강도의허용범위는별표 20와같으며, 이경우 4 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정하고 f는채널중심으로부터주파수차 ( MHz ) 를말한다. 나. 안테나공급전력이 25 W 이하인경우 (1) 채널번호가 51번이하인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하이고, ±4.5 MHz이상 ±9 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±9 MHz이상 ±15 MHz미만주파수의평균전력은 -76 dbm 이하일것 (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번및 56번인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하이고, ±4.5 MHz이상 ±10.08 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±10.08 MHz이상 ±15 MHz미만주파수의평균전력은 22

33 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 -82 dbm 이하일것 (3) 채널번호가 54번인경우에채널중심주파수로부터 -15 MHz초과 -8 MHz이하주파수의평균전력은 -82 dbm 이하이고, -8 MHz초과 4.5 MHz이하주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하이고, 4.5 MHz이상 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, MHz이상 15 MHz미만주파수의평균전력은 -82 dbm 이하일것 (4) (1) 부터 (3) 까지대역외발사강도의허용범위는별표 21과같으며, 이경우 4 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정하고 f는채널중심으로부터주파수차 ( MHz ) 를말한다. 5. 스퓨리어스영역에서불요발사는별표 22과같이다음조건을만족할것가. 9 khz이상 174 MHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것나. 174 MHz이상 400 MHz미만주파수에서다음조건을만족할것 (1) 안테나공급전력이 25 W 미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 82 dbm 이하일것 (2) 안테나공급전력이 25 W 이상 1 kw미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이기본주파수의전체평균전력보다 126 db이하일것 (3) 안테나공급전력이 1 kw이상인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 66 dbm 이하일것다. 400 MHz이상 718 MHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것라. 718 MHz이상 960 MHz미만주파수에서다음조건을만족할것 (1) 안테나공급전력이 25 W 미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 76 dbm 이하일것 (2) 안테나공급전력이 25 W 이상 1 kw미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이기본주파수의전체평균전력보다 120 db이하일것 23

34 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 (3) 안테나공급전력이 1 kw이상인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 60 dbm 이하일것마. 960 MHz이상 1 GHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것바. 1 GHz이상 4.5 GHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 30 dbm 이하일것 6. 첨두전력대평균전력비는송신기의첨두전력억압을실행하지않은상태에서시간율 99.9% 로 13 db를초과하지않을것 7. 변조오류율 (MER) 은 27 db이상일것 8. ( 편파면 ) 송신안테나는그발사전파의편파면이수평일것. 다만, 미래창조과학부장관이특히필요하다고인정하는경우에는그러하지아니한다. 9. ( 실효복사전력또는전계강도 ) 송신안테나로부터 100 m 이상떨어진전방에장애물이없는공간의지점에서무지향성안테나의경우 45 도마다 8지점, 지향성안테나의경우 30 도마다 12지점에서전계강도를측정하여산출한실효복사전력이허용치이내일것 10. ( 안테나의지향특성 ) 송신안테나로부터 100 m 이상떨어진전방에장애물이없는공간의지점에서무지향성안테나의경우 30 도마다 12지점, 지향성안테나의경우 15 도마다 24지점에서전계강도를측정한후허가받은지향특성일것 11. 지상파방송사업자가콘텐츠보호기술을도입하고자하는경우에는, 시청자의방송시청이제약이없도록수상기제조사와협의를거쳐지상파 UHDTV 방송을시청할수있는조치가수반된경우에한할것 3 이기준에규정되지않은지상파초고화질텔레비전방송업무에대한기술적특성은국제전기통신연합에서정한조건에따를것 4 지상파초고화질텔레비전방송용채널은제9조제3항에따른다. 별표 20~ 별표 22를신설한다. 부 칙 이고시는고시한날부터시행한다. 24

35 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 [ 별표 20] 대역외발사강도의허용범위 ( 제 13 조제 2 항 4 호가목 (4) 관련 ) 1. 채널번호가 51 번이하인경우 2. 채널번호가 52 번, 53 번, 55 번및 56 번인경우 25

36 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 3. 채널번호가 54 번인경우 [ 별표 21] 대역외발사강도의허용범위 ( 제 13 조제 2 항 4 호나목 (4) 관련 ) 1. 채널번호가 51 번이하인경우 26

37 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 2. 채널번호가 52 번, 53 번, 55 번및 56 번인경우 3. 채널번호가 54 번인경우 27

38 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 [ 별표 22] 스퓨리어스영역불요발사의허용범위 ( 제 13 조제 2 항제 5 호관련 ) 주파수 기준값 분해 대역폭 비고 9 khz이상 174 MHz미만 -36 db m 100 khz ( 그림 1) 174 MHz이상 400 MHz미만 -82 db m, P < 25 W 인경우 -126 db, 25 W P < 1,000 W 인경우 -66 db m, 1,000 W P 인경우 4 khz ( 그림 2) 400 MHz이상 718 MHz미만 -36 db m 100 khz ( 그림 1) 718 MHz이상 960 MHz미만 -76 db m, P < 25 W 인경우 -120 db, 25 W P < 1,000 W 인경우 -60 db m, 1,000 W P 인경우 4 khz ( 그림 2) 960 MHz이상 1,000 MHz미만 -36 db m 100 khz ( 그림 1) 1,000 MHz이상 4.5 GHz미만 -30 db m 100 khz ( 그림 1) 비고 : 표중 P 는송신기의안테나공급전력을말한다. ( 그림 1) 스퓨리어스영역불요발사의허용범위 ( 분해대역폭 100 khz ) 28

39 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 ( 그림 2) 스퓨리어스영역불요발사의허용범위 ( 분해대역폭 4 khz ) 29

40 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 방송표준방식및방송업무용무선설비의기술기준 신ㆍ구조문대비표 현행개정안 < 신설 > 제13조 ( 지상파초고화질텔레비전방송 ) 2 지상파초고화질텔레비전방송용무선설비등의기술적조건은다음각호와같다. 1. 주파수허용편차는 470MHz미만주파수대에서백만분의 1 이내이고 470MHz이상주파수대에서백만분의 0.3 이내일것. 다만단일주파수망 (SFN) 으로구성하는경우이규정값에불구하고 ±2.1Hz 이내로할것 2. 전파의형식은 D7W를사용하고점유주파수대폭의허용치는 6MHz이내일것 3. 안테나공급전력허용편차는 ±5퍼센트이내일것 4. 대역외발사강도는다음조건을만족할것가. 안테나공급전력이 25 W를초과하는경우 (1) 채널번호가 51번이하인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, ±4.5 MHz이상 ±9 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±9 MHz이상 ±15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -120 db이하일것 (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번및 56번인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 30

41 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, ±4.5 MHz이상 ±10.08 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±10.08 MHz이상 ±15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하일것 (3) 채널번호가 54번인경우에채널중심주파수로부터 -15 MHz초과 -8 MHz이하주파수에대해기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하이고, -8 MHz초과 4.5 MHz이하주파수에대해기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-2.93}] db이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-3.2}] db이하이고, 4.5 MHz이상 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 [ { 절대값 ( f)-4.5}] db이하이고, MHz이상 15 MHz미만주파수는기본주파수의전체평균전력보다 -126 db이하일것 (4) (1) 부터 (3) 까지대역외발사강도의허용범위는별표 20와같으며, 이경우 4 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정하고 f는채널중심으로부터주파수차 ( MHz ) 를말한다. 31

42 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 현행개정안나. 안테나공급전력이 25 W 이하인경우 (1) 채널번호가 51번이하인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하이고, ±4.5 MHz이상 ±9 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±9 MHz이상 ±15 MHz미만주파수의평균전력은 -76 dbm 이하일것 (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번및 56번인경우에채널중심주파수로부터 ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하이고, ±4.5 MHz이상 ±10.08 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±10.08 MHz이상 ±15 MHz미만주파수의평균전력은 -82 dbm 이하일것 (3) 채널번호가 54번인경우에채널중심주파수로부터 -15 MHz초과 -8 MHz이하주파수의평균전력은 -82 dbm 이하이고, -8 MHz초과 4.5 MHz이하주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, ±2.93 MHz이상 ±3.2 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-2.93}] dbm 이하이고, ±3.2 MHz이상 ±4.5 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-3.2}] dbm 이하 32

43 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안이고, 4.5 MHz이상 MHz미만주파수의평균전력은 [ { 절대값 ( f)-4.5}] dbm 이하이고, MHz이상 15 MHz미만주파수의평균전력은 -82 dbm 이하일것 (4) (1) 부터 (3) 까지대역외발사강도의허용범위는별표 21과같으며, 이경우 4 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정하고 f는채널중심으로부터주파수차 ( MHz ) 를말한다. 5. 스퓨리어스영역에서불요발사는별표 22과같이다음조건을만족할것가. 9 khz이상 174 MHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭 (RBW) 으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것나. 174 MHz이상 400 MHz미만주파수에서다음조건을만족할것 (1) 안테나공급전력이 25 W 미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 82 dbm 이하일것 (2) 안테나공급전력이 25 W 이상 1 kw미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이기본주파수의전체평균전력보다 126 db이하일것 (3) 안테나공급전력이 1 kw이상인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 66 dbm 이하일것다. 400 MHz이상 718 MHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것라. 718 MHz이상 960 MHz미만주파수에서다음조건을만족할것 33

44 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 현행개정안 (1) 안테나공급전력이 25 W 미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 76 dbm 이하일것 (2) 안테나공급전력이 25 W 이상 1 kw미만인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이기본주파수의전체평균전력보다 120 db이하일것 (3) 안테나공급전력이 1 kw이상인경우 4 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 60 dbm 이하일것마. 960 MHz이상 1 GHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 36 dbm 이하일것바. 1 GHz이상 4.5 GHz미만주파수에서 100 khz분해대역폭으로측정한평균전력이 30 dbm 이하일것 6. 첨두전력대평균전력비는송신기의첨두전력억압을실행하지않은상태에서시간율 99.9% 로 13 db를초과하지않을것 7. 변조오류율 (MER) 은 27 db이상일것 8. ( 편파면 ) 송신안테나는그발사전파의편파면이수평일것. 다만, 미래창조과학부장관이특히필요하다고인정하는경우에는그러하지아니한다. 9. ( 실효복사전력또는전계강도 ) 송신안테나로부터 100 m 이상떨어진전방에장애물이없는공간의지점에서무지향성안테나의경우 45 도마다 8지점, 지향성안테나의경우 30 도마다 12 지점에서전계강도를측정하여산출한실효복사전력이허용치이내일것 34

45 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안 10. ( 안테나의지향특성 ) 송신안테나로부터 100 m 이상떨어진전방에장애물이없는공간의지점에서무지향성안테나의경우 30 도마다 12지점, 지향성안테나의경우 15 도마다 24지점에서전계강도를측정한후허가받은지향특성일것 11. 지상파방송사업자가콘텐츠보호기술을도입하고자하는경우에는, 시청자의방송시청이제약이없도록수상기제조사와협의를거쳐지상파 UHDTV 방송을시청할수있는조치가수반된경우에한할것 3 이기준에규정되지않은지상파초고화질텔레비전방송업무에대한기술적특성은국제전기통신연합에서정한조건에따를것 4 지상파초고화질텔레비전방송용채널은제9조제3항에따른다. 35

46 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 < 신설 > 현행개정안 36

47 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안 37

48 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 현행개정안 38

49 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 제 4 절지상파 UHD 방송구역전계강도기술기준 ( 안 ) 마련 1. 배경및필요성 지상파UHD 방송구역전계강도근거법령은전파법시행령제2조에서방송구역기준을정하도록규정하고있다. 전파법시행령제2조 ( 정의 ) 에서 13. 방송구역이란방송을양호하게수신할수있는구역으로서전계강도 ( 電界强度 ) 가미래창조과학부장관이정하여고시하는기준이상인구역을말한다. 라고규정하고있어하위고시인방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법에서지상파 UHD 전계강도기준을정하는것이필요하다. 2. 검토내용 지상파UHD 방송구역전계강도는채널대역폭, 최소 C/N 등주요파라미터를사용하여전계강도기준을도출한다. 주요파라미터는 ITU-R 권고 BT.2033, ITU-R 보고서 BS.1203, 유럽 DTV협정인 RRC-06 등국제표준을참고하여우리나라주파수환경에적합한기준값을도출하였다. 다음그림은지상파 UHD 수신모델을간략화하였다. [ 그림 1] 지상파 UHD 방송시청모델 ( 고정수신 ) 39

50 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 채널대역폭은유럽지역에서 8MHz또는 7MHz를사용하고있지만 3현재지상파 DTV를고려하여채널당주파수대역폭 6MHz을적용한다. 최소 C/N는수신기가화면을보여줄수있는최소한의신호대잡음비를나타내며, Gaussian channel, Ricean channel, Rayleigh channel 등전파전달경로에따라 C/N가달라지고채널당저속데이터전송율및고속데이터전송율에따라 C/N가변화한다. 따라서그간의실험방송을통해방송사가고려하였던지상파UHD 파라미터조건을토대로매우많은파라미터를단순화하는것이필요하다. 즉지상파UHD 방송서비스가가능하도록방송구역전계강도의기준송신조건은변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간보호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소신호대잡음비 20dB ( 라이시안채널 ), 유효데이터전송률 27Mbps 등표준방식을설정한다. 수신기잡음지수는 VHF 대역에서 6dB, UHF 대역에서 7dB를적용한다. 안테나이득은야기안테나등고정수신안테나를고려하여 VHF 대역에서 3~5dB, UHF 대역에서 11dB를적용한다. 케이블손실은동축케이블 10m을고려하였으며 VHF 대역에서 2~3dB, UHF 대역에서 4dB를적용한다. 인공잡음은 Low-VHF 대역에서 7dB, High-VHF 대역에서 1dB, UHF 대역에서고려하지않는다. 수신안테나높이는지상파DTV 와동일한지상 9m를적용하였고이경우고정수신을가정하였다. [ 표 4] 지상파UHD 방송구역전계강도기준산정을위한파라미터 주파수대역 주요파라미터 L-VHF H-VHF UHF 69MHz 200MHz 600MHz 채널대역폭 Freq MHz 최소 C/N C/N db 수신기잡음지수 F db 안테나이득 Gd db 케이블손실 Lf db 인공잡음 Pmmn db 방송구역전계강도의기준 Emin dbµv/m 참조 : ITU-R Rec. BT.2033, ITU-R Rep. BS.1203, RRC

51 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 본연구를통해제안된지상파 UHD 방송구역전계강도의기준 ( 안 ) 은다음과 같다. [ 표 5] 지상파 UHD 방송구역전계강도기준산정과정 단위 고정수신 중심주파수 Freq MHz 최소 C/N C/N db 시스템변수 256 QAM FEC 10/ QAM FEC 10/ QAM FEC 10/15 비트율 Mbit/s 수신기잡음지수 F db 등가잡음대역폭 B MHz 수신기잡음전력 Pn dbw 수신기최소신호 Psmin dbw 수신기최소등가전압 (75 Ω) Umin dbµv 케이블손실 Lf db 안테나이득 Gd db 안테나등가개구율 Aa dbm 수신지역에서최소전력밀도 수신지역에서최소전계강도 Fmin db(w)/m Emin dbµv/m 인공잡음 Pmmn db 투과손실 ( 빌딩또는차량 ) Lb,Lh db 표준편차 db 다이버시티이득 Div db 장소율 % 분산팩터 표준편차 장소보정계수 Cl db 최소표준전력밀도 ( 장소율 50%) 최소표준전계강도 ( 장소율 50%) Fmed dbm/m Emed dbµv/m

52 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 3. 기술기준개정 ( 안 ) 가. 기술기준개정이유및주요내용 지상파UHD 전계강도고시의개정이유는지상파초고화질텔레비전 (UHDTV) 방송을위한방송구역의전계강도기준을정하기위해방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법을마련하고자하였다. 기술기준의주요개정내용은지상파초고화질텔레비전 (UHDTV) 방송서비스제공을위한주파수대역별방송구역전계강도기준을신설하였다. 이에따른안테나높이를규정하였고전계강도기준산정에따른근거기준을주석으로처리하였다. 나. 기술기준개정 ( 안 ) 미래창조과학부고시제 호 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법 일부개정령안 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법 일부를다음과같이개정한다. 제1호를다음과같이한다. 1. 방송구역전계강도의기준가. 잡음등급별방송구역전계강도의기준 방송국 방송구역전계강도 ( dbμv /m) 고잡음지역중잡음지역저잡음지역 표준방송을하는방송국 초단파방송을하는방송국 지상파디지털텔레비전방송을하는방송국 < 신설 > 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국 지상파이동멀티미디어방송을하는방송국 LOW VHF 28 HIGH VHF 36 UHF 41 LOW VHF 38 HIGH VHF 40 UHF 비고 초단파방송을하는방송국의전계강도측정은지상 4m 높이를기준으로한다. 안테나높이는지상 9m 높이를기준으로한다. 안테나높이는지상 2m 높이를기준으로한다. 42

53 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 < 신설 > 1. 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국의방송구역전계강도기준송신조건은변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간보호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소신호대잡음비 20dB ( 라이시안채널 ), 유효데이터전송률 27 Mbps 등표준방식에따른다. 2. 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국의방송구역전계강도기준은 6 MHz주파수대역폭에서유효데이터전송률 27 Mbps 이하인경우에적용한다. 3. 다만, 위의경우에서유효데이터전송률이 27 Mbps를초과할경우에는위표의전계강도에제1호의기준송신조건중최소신호대잡음비 20 db ( 라이시안채널 ) 와의차이만큼증가한기준값을방송구역전계강도로적용한다. 부 칙 이고시는고시한날부터시행한다. 43

54 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 방송구역전계강도의기준 작성요령및표시방법 신ㆍ구조문대비표 현행개정안 1. 방송구역전계강도의기준 가. 잡음등급별방송구역전계강도의기 준 1. 방송구역전계강도의기준 가. 잡음등급별방송구역전계강도의기 준 방송구역전계강도 ( dbμv /m) 방송구역전계강도 ( dbμv /m) 방송국 고잡음지역 중잡음지역 저잡음지역 비고 방송국 고잡음지역 중잡음지역 저잡음지역 비고 표준방송을하는방송 초단파방송을하는방송국국의전계강도측정은지상 초단파방송을하는방송국 m 높이를기준으로한다. 표준방송을하는방송 초단파방송을하는방송국국의전계강도측정은지상 초단파방송을하는방송국 m 높이를기준으로한다. 지상파디지털 텔레비전방송을 하는방송국 LOW VHF HIGH VHF 안테나높이는지상 9m 높이 를기준으로한다. 지상파디지털 텔레비전방송을 하는방송국 LOW VHF HIGH VHF UHF 41 지상파이동멀티미디어 45 방송을하는방송국 안테나높이는지상 2m 높이 를기준으로한다. < 신설 > 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국 UHF 41 LOW 38 VHF HIGH 40 VHF UHF 45 안테나높이는지상 9m 높이 를기준으로한다. 지상파이동멀티미디어 방송을하는방송국 45 안테나높이는지상 2m 높이 를기준으로한다. < 신설 > 1. 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국의방송구역전계강도기준송신조건은변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간보호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소신호대잡음비 20dB ( 라이시안채널 ), 유효데이터전송률 27 Mbps 등표준방식에따른다. 2. 지상파초고화질텔레비전방송을하는방송국의방송구역전계강도기준은 6 MHz주파수대역폭에서유효데이터전 44

55 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정안송률 27 Mbps 이하인경우에적용한다. 3. 다만, 위의경우에서유효데이터전송률이 27 Mbps를초과할경우에는위표의전계강도에제1호의기준송신조건중최소신호대잡음비 20 db ( 라이시안채널 ) 와의차이만큼증가한기준값을방송구역전계강도로적용한다. 나. ( 생략 ) 2. ~ 3. ( 생략 ) 나. ( 현행과같음 ) 2. ~ 3. ( 현행과같음 ) 45

56 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 제 5 절지상파 UHD 관련공시청설비기술기준 ( 안 ) 마련 1. 배경및필요성 월지상파 UHD 본방송대비아파트등공동주택에서 UHD 시청이가능하도록공시청설비기술기준개정이필요하다. 공시청설비기술기준 ( 안 ) 은 방송공동수신설비의설치기준에관한고시 ( 미래부고시 ) 를말하며건축법령에따라 UHD 신호처리기, UHD 채널번호및 UHD 신호품질등의설치기준을포함할수있다. 다음그림은공동주택의방송수신개요도를표시하였다. 특히신호처리기는아파트등공동주택의관리사무소에설치하여수신된신호를증폭하고신호품질을보완하여가입자에게재송출하는장비이며신호처리기종류는 FM, DTV 등방송매체별로규정하고있고 DTV 신호처리기의경우아파트당 KBS, MBC 등 5대의신호처리기가필요하다. [ 그림 2] 공동주택의방송수신시스템개요도 46

57 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 2. 검토내용 공시청시설기술기준검토내용은 UHD 신호처리기성능기준마련, 700MHz 대역관련지상파 UHD 채널번호적용, UHD 수신품질기준신설등 3 개기술 기준분야로구분된다. 첫째, UHD 신호처리기성능기준마련관련기술기준은주파수대역, 입력레벨, 출력레벨등현행지상파DTV 신호처리기규정항목에맞추어기준값을검토하였다. 스펙트럼마스크는입출력채널가변고려, 인접채널간의신호간섭을최소화하되과도한규격이되지않도록기준값을검토하였다. 둘째, UHD 수신품질기준신설등관련기술기준은댁내인출구에서 DTV 등방송신호품질확보를위한방송공동수신안테나시설의질적수준을규정 하였다. 3. 기술기준개정 ( 안 ) 가. UHD 신호처리기성능기준 ( 안 ) UHD 신호처리기성능기준 ( 안 ) 은주파수대역, 입력레벨, 출력레벨등현행지상파DTV 신호처리기규정항목에맞추어기준값을마련하였다. 특히스펙트럼마스크는입출력채널가변형을고려하였고인접채널간의신호간섭을최소화하되과도한규격이되지않도록기준값을검토하고자하였다. 방송공동수신설비의설치기준에관한고시 신ㆍ구조문대비표 DTV 신호처리기 UHD 신호처리기 ( 안 ) [ 별표 2] 사용설비의성능기준 ( 제11조제3항관련 ) 9. 신호처리기 가. 디지털지상파텔레비전방송신호처리기 9. 신호처리기 나. 지상파초고화질텔레비전방송신호처리기 47

58 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 DTV 신호처리기 UHD 신호처리기 ( 안 ) 구분단위기준값비고 주파수대역MHz 54~806 입력레벨dBμV 35~85 출력레벨dBμV 110±5 인접채널감쇄특성 ( 대역외 ) 스퓨리어스dB이하 -60 주파수편차 ppm 이내 ±5 ATSC 8-VSB 변조방식 기준 db이하그림참조경계선이내 구분단위기준값비고 주파수대역MHz 54~771 입력레벨dBμV 37~87 출력레벨dBμV 112±5 인접채널감쇄특성 ( 대역외 ) ATSC 3.0 전송방식 기준 db이하그림참조경계선이내 스퓨리어스dB이하 -60 주파수편차 ppm 이내 ±5 반사손실dB이상 10 임피던스 75Ω 기준 반사손실dB이상 10 임피던스 75Ω 기준 위상잡음 db c/ Hz이하 -98 동기 (pilot) 주파수로부터 20 khz이격지점에서 위상잡음 db c/ Hz이하 -98 LO 주파수로부터 20kHz 이격지점기준. 측정이어려운경우부품사양으로대체 주파수응답dB이내 ±0.5 그룹지연응답ns이내 ±50 신호대잡음비dB이상 MHz대역 내에서 5.38MHz대역 내에서연속으로인접한 17dB이상의입력신호에서수신등화를행하지아니한경우 주파수응답dB이내 ±1 첨두전력대평균 전력비 (PAPR) 신호대잡음비dB이상 MHz대역 내에서 db이하 13 시간율 99.9% 기준 연속으로인접한 18 db이상의입력신호에서수신등화를행하지아니한경우 비고 : 입력채널과출력채널은지상파텔레비 전방송기준으로채널 2 번부터 69 번 까지변환할수있어야한다. ( 비고 ) 1. 입력채널과출력채널은지상파초고화질텔레비전방송기준으로채널 2번부터 56 번까지변환할수있어야한다. 2. 채널의시험조건은변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간보호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소신호대잡음비 17.1dB ( 가우시안채널 ), 유효데이터전송률 27 Mbps 등표준방식을적용한다. 48

59 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 DTV 신호처리기 UHD 신호처리기 ( 안 ) 다음그림은채널필터를사용하지않는지상파 UHD 송신기출력의특성을보여주고있고이를비교검토하여대역외발사강도기준값 ( 안 ) 로제안하였다. 채널경계영역의감쇠특성이 DTV와동일한 33dB 및 42dB를규정하여과도한규제가되지않도록노력하였다. [ 그림 3] UHD 송신기대역외발사강도실측결과 ( 채널필터사용안함 ) 49

60 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 나. UHD 수신품질기준신설 ( 안 ) 수신품질기준은댁내인출구에서 DTV, FM 등방송신호품질확보를위한방송공동수신안테나시설의질적수준을규정하고있다. 동기술기준은정보통신공사사용전검사에서기준값으로활용하고있어중요한의미를가진다. 지상파UHD 수신품질기준은 DTV, DMB 등방송신호를고려하여 UHD 출력레벨및신호대잡음비등의기준값을신설하는것이필요하고현행 DMB 기준값은방송국에적용하는엄격한무선설비규칙을적용하고있어완화된 DMB 신호대잡음비기준값을적용하였다. 현행방송공동수신안테나시설의질적수준은 DTV, DMB 등방송신호품질을확보하기위해방송신호의출력레벨, 레벨차및신호대잡음비등기준값을규정하고있다. 방송공동수신설비의설치기준에관한고시 신ㆍ구조문대비표 현행개정 ( 초안 ) [ 별표 3] 방송공동수신안테나시설의질적수준 ( 제 22 조관련 ) [ 별표 3] 방송공동수신안테나시설의질적수준 ( 제 22 조관련 ) Ω Ω 50

61 제 2 장 _ 지상파 UHD 기술기준연구 현행개정 ( 초안 ) 비고가. 기준값은댁내직렬단자에서의질적수준 ( 단, 안테나최초입력신호의 C/N 비가미달할경우정상품질의신호원인가시기준 ) 이며, 이동멀티미디어방송기준값은지하층의층단자함에서의질적수준을말한다. 나. 이동멀티미디어방송의영상반송파대잡음비는무선설비규칙 [ 별표28] 을준용한다. 비고가 S/N 비 말하고. 측정항목중출력레벨은채널전력을말한다. 나. < 삭제 > [ 별표 6] 종합유선방송구내전송선로설비의질적수준 ( 제30조관련 ) [ 별표 6] 종합유선방송구내전송선로설비의질적수준 ( 제30조관련 ) Ω Ω 비고 : 기준값은댁내직렬단자에서의질적수준 비고 : 기준값은댁내직렬단자에서의질적수준이고측정 항목중출력레벨은채널전력을말한다. 51

62 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 제 3 장지상파 UHD 관련현장실험 제 1 절지상파 UHD 무선설비현장실험 1. 측정개요 지상파 UHD 무선설비현장실험은주파수허용편차, 주파수대폭, 대역외발사강도등무선설비기술기준 ( 초안 ) 만족여부를확인하기위해실험하였다. 방송국허가시규정항목및기준값이현실적으로측정가능한지여부를함께검토하였다. UHD 송신기는초기단계의상용제품에대해실험을실시하였다. 5월말국립전파연구원이주축이되어지역전파관리소, 제조사등의관련기관이지상파 UHD 송신기기술기준 ( 초안 ) 의규정항목및기준값만족여부를실험하였다. 지상파UHD 송신기는채널번호 52번에서 1kW급대출력을송출하여 RF 신호품질을현장조사를실시하였다. 다음표는지상파UHD 송신기기술기준 ( 초안 ) 을도표화하였다. [ 표 6] 지상파 UHD 무선설비기술기준 ( 초안 ) 순번항목 DTV UHD( 초안 ) 1 주파수허용편차 O 2.1Hz(SFN) 0.3ppm(MFN) 측정가능여부및장비 (16.5 월기준 ) 스펙트럼분석기 (CW 송출시측정가능 ) 2 주파수대폭 O 6 MHz 이하스펙트럼분석기 3 대역외발사강도 O 세부기준안참조 4 스퓨리어스 O 세부기준안참조 5 전력허용편차 O ± 5 % 이내 스펙트럼분석기및네크워크분석기 스펙트럼분석기및네크워크분석기 스펙트럼분석기또는파워미터 6 첨두전력대평균전력 O 13 db 이하스펙트럼분석기 7 변조오류율 (MER) O 27 db 이상어려움 8 위상잡음 O khz 이하 스펙트럼분석기 (LO 송출시측정가능 ) 9 주파수응답 O ± 1 db 이내스펙트럼분석기 52

63 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 대역외발사강도기준 ( 초안 ) 은다음과같다. [ 그림 4] 대역외발사강도기준 ( 안 ) 스퓨리어스기준 ( 초안 ) 은다음과같다. [ 그림 5] 스퓨리어스기준 ( 안 ) 2. 측정내용 1 주파수허용편차 계측장비는스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 주파수허용편차는 0.79 Hz로측정되어기술기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 측정신호는 CW( 연속 ) 신호를송출한후주파수허용편차를측정하고계측기의기본주파수는외장형 GPS 주파수신호를사용하는것이필요하다. 53

64 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는 검사기준검토사항 주파수허용편차 2.1Hz(SFN) 0.3ppm(MFN) 0.79Hz 만족 ( 검사기준 ) 기본주파수는 외장형 GPS 신호를사용 다음그림은주파수허용편차측정예시를보여준다. [ 그림 6] 주파수허용편차 시사점은계측기에입력되는기본주파수 10MHz 가어떤기준신호를사용 하느냐에따라측정결과를달리하므로향후검사기준에서 외장형 GPS 수신기 를 도입하여적용이필요하다. 2 주파수대폭 계측장비는스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 주파수대폭은 5.778MH 로 측정되어기술기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 주파수대폭 6 MHz 이하 5.778MHz 만족특이사항없음 54

65 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 다음그림은주파수대폭측정예시를보여준다. [ 그림 7] 주파수대폭 3 대역외발사강도 3-1 일반적대역외발사강도측정방법 일반적대역외발사강도측정방법은채널경계영역에대한기술기준만족여부 확인용으로사용하고있다. 측정방법이간단하여현장에서주포사용하고 있다. [ 그림 8] 일반적대역외발사강도측정방법구성도 계측장비는스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 대역외발상도는그림과 같이측정되어기술기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 본측정방법은대역외발사강도중 채널경계영역의기준만족여부를확인하는것이가능하나계측기잡음레벨 55

66 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 이하의낮은레벨은기술기준만족여부를확인하기어렵다. 이경우계측기 입력레벨이 30dBm(1w) 로증가할경우측정이가능하나계측기입력한계레벨을 초과하여측정이어렵다. 항목 UHD( 초안 ) 대역외발사강도 세부기준안참조 측정결과측정값결과 - 만족 기술기준또는검사기준검토사항 대역외발사강도중채널경계영역확인이가능한방법 다음그림은대역외발사강도중채널경계영역측정예시보여준다. [ 그림 9] RF 채널신호측정결과 다음그림은대역외발사강도중채널경계영역을확대한예시를보여준다. 56

67 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 3-2 대역외발사강도채널필터계산방법 대역외발사강도채널필터계산방법은 UHD 대역외발사강도를위한기본적인 측정방법으로제안하고자한다. 본채널필터계산방법은채널경계영역뿐만 아니라인접채널감쇄특성을확인할수있다. [ 그림 10] 채널필터계산방법 계측장비는스펙트럼분석기및네트워크분석기를이용하여측정하였다. 대역외발상도는그림과같이측정되어기술기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 항목 UHD( 초안 ) 대역외발사강도 세부기준안참조 측정결과 기술기준또는 측정값 결과 검사기준검토사항 - 만족 기본적인측정방법 다음그림은희망채널을중심으로상하인접 (±2 개 ) 채널의대역외발사강도 측정예시를보여준다. [ 그림 11] UHD 채널신호측정결과 57

68 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음그림은대역외발사강도중채널경계영역을확대한예시를보여준다. 3-3 대역외발사강도실제신호측정방법 대역외발사강도실제신호측정방법은계산방법을수행하지않고직접측정 방법을제안하다. 다음과같이일반적인대역외발사강도측정방법의문제점은 계측기성능한계로계측잡음이하인신호레벨을측정할수없다. 일반적인대역외발사강도측정방법의문제점해결방안은계측기에입력되는 신호는희망신호를제거한후계측기의 reference 기능재설정을통해계측기 한계레벨을확대하는측정방법을제안한다. 58

69 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 다음그림은대역외발사강도중한계레벨을확보하기위한측정예시를보여 준다. 주요절차는희망신호를제거한후계측기의 reference 기능재설정을 통해계측기한계레벨을약 16dB(-82dBm -98dBm) 를확보하였다. 측정방법은계측기앞단에인접채널필터를사용하여계측기에과부하를 일으킬수있는희망신호를제거한후계측기의 reference 조정을통해계측기 잡음레벨을낮출수있은측정방법을사용하였다. [ 그림 12] 채널필터를사용한대역외발사강도측정방법 계측장비는스펙트럼분석기및채널필터를이용하여측정하였다. 대역외 발사강도는계측기한계레벨을확대할경우기술기준만족여부를확인할 수있음을확인하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는 검사기준검토사항 대역외발사강도 세부기준안참조 - 만족특이사항없음 59

70 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음은희망채널을중심으로상하인접 (±2 개 ) 채널의대역외발사강도측정 예시를보여준다. 다음그림은계측기앞단에상위채널필터를삽입할경우 상위채널의대역외발사강도측정예시를보여준다. 다음그림은계측기앞단에하위채널필터를삽입할경우하위채널의대역외 발사강도측정예시를보여준다. 60

71 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 - 다음그림은계측기앞단에상위채널필터를사용할경우계측기한계 레벨이확대됨을그림으로볼수있다. 따라서본측정방법은다양한대역외발사강도측정방법중하나의측정방법 으로제시될수있을것으포판단된다. 61

72 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 4 스퓨리어스 4-1 일반적인스퓨리어스측정방법 일반적인스퓨리어스측정방법은현장에서주로사용하는측정방법이며 간이하게측정할수있는장점이있다. [ 그림 13] 스퓨리어스측정방법 계측장비는스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 스퓨리어스는다음과 같이측정되어기술기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 스퓨리어스는상대레벨 95dB 까지기술기준만족여부를확인하는것이가능함을알수있었다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 스퓨리어스 세부기준안참조 - 만족계측기의최대입력을고려 다음그림은스퓨리어스측정예시를보여준다. 계측기입력레벨은채널전력 10dBm 인가한상태에서실험하였으며, 14dB 증가한 24dBm를인가할경우최소기준인 112dB를만족할것으로예상되었다. 실험에서는계측기최대입력레벨을고려하여더이상증가하지않았다. 일반적으로계측기최대입력레벨은 30dBm 까지가능하나 PAPR( 첨두전력대평균전력비 ) 약13dB를고려하면약17dBm 까지입력레벨허용이가능하다. 62

73 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 [ 그림 14] 스퓨리어스측정결과예시 따라서계측기의적정입력전력은기술기준만족여부를확인하기위해스펙트럼분석기는최대 1w(30dBm) 를입력할수있으나계측기보호를위해계측기에입력되는적정한입력전력을고려해야한다. 계측기의적정수신전력은최대입력전력 30dBm이나 PAPR( 첨두전력대평균전력비 ) 13dB를고려하면 17dBm 이며이때마진 7dB를고려하여 10dBm@ 채널전력을제안하고자한다. 계측기의요구입력전력은기술기준한계레벨확인을위해계측기에입력되어야할이론적인최소신호레벨을다음과같이산정할수있다. 1 6MHz 채널대역폭에대한신호전력측정, 2 100kHz 분해대역폭에대한계측기잡음전력측정, 3 계측잡음과신호전력의상대전력비계산, 4 기준 ( 안 ) 을확인하기위해계측기의최소입력전력산정등의계측기의요구입력전력을계산한다. 63

74 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 구분항목단위 200MHz 대역 기준 ( 안 ) 700MHz 대역 기준 ( 안 ) 신호 수신전력 1 신호전력, P dbm or dbc 0 dbc@6mhz 0 dbc@6mhz 10 dbm@6mhz 2 잡음전력, N dbm or dbc -112 dbc@100khz -106 dbc@100khz -90 dbm@100khz 3 상대전력비, N/P db -112 db -106 db -100 db 4 계측기의요구입력전력, P 요구 dbm 24 dbm@6mhz (14dB 추가 =-100-(-112) 18 dbm@6mhz (8dB 추가 =-100-(-106)) 4-2 대역필터를이용한스퓨리어스측정방법 대역필터를이용한스퓨리어스측정방법은계측기에입력되는신호를입력되기전에대역필터를사용하여희망신호를 20dB 이상감쇠시키고이후에계측기의 reference를조정하여계측기한계레벨을확보하거나송신기모니터링의출력전력을증가시키는방법을말한다. [ 그림 15] 대역필터를이용한스퓨리어스측정방법 계측장비는스펙트럼분석기및네트워크분석기를이용하여측정하였다. 고역통과필터를사용하여기술기준안을확인할수있음을조사하였다. 항목 UHD( 초안 ) 스퓨리어스 세부기준안참조 측정결과 기술기준또는 측정값 결과 검사기준검토사항 - - 측정가능확인 64

75 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 다음그림은스퓨리어스측정예시를보여준다. 이경우계측기의 reference 를 조정하여계측기의한계레벨을추가적으로확보할수있었다. [ 그림 16] 대역필터를이용한스퓨리어스측정결과예시 5 전력허용편차 전력허용편차는송신기의자체파워메터를이용하여측정하였다. 전력허용 편차 3.9%(-39w) 로측정되었으며기준 ( 초안 ) 을만족하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는 검사기준검토사항 전력허용편차 ± 5 % 이내 3.9 % 이내 (961W@1kW) 만족 특이사항없음 65

76 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음그림은전력허용편차측정예시를보여준다. [ 그림 17] 전력허용편차 6 첨두전력대평균전력 (PAPR) 첨두전력대평균전력은스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 첨두전력대 평균전력은 99.9% 에서 7.7 db 로측정되었으며기준을만족하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 첨두전력대평균전력 13 db 7.7 만족 특이사항없음 다음그림은첨두전력대평균전력측정예시를보여준다. 기준 ( 초안 ) 13dB 보다 상당히낮은 7.6dB 로측정되었고, 측정조건 0.1% 를 0.001% 으로변경하는방안 검토가필요하다. [ 그림 18] 첨두전력대평균전력 (PAPR) 66

77 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 7 MER( 변조오류율 ) MER( 변조오류율 ) 은아직전용계측기가없어송신기의자체적으로제공하는 기능을이용하여측정하였다. MER 은 31.5dB 로측정되었으며기준을만족하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 변조오류율 (MER) 27 db 이상 31.5 db (TX 자체계산 ) 만족 현재전문계측기없음 다음그림은 MER 측정예시를보여준다. [ 그림 19] MER( 변조오류율 ) 8 위상잡음 위상잡음은스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 위상잡음은 다만 LO( 주파수진동 ) 소자는회로기판내에위치하고있고외부로신호선을노출하지않아실험에서는 CW 신호를송출한후위상잡음을측정하였다. 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 위상잡음 -90 dbc 이하 1 khz -92 db (LO 주파수측정이어려워 CW 주파수를측정 ) 검토 ( 검사기준 ) LO 주파수는현장측정이어려우므로기술기준에는포함하되검사기준에서제외검토 67

78 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 - 다음그림은위상잡음을측정한예시를보여준다. [ 그림 20] 측정결과 -92dB / 1.000kHz ( 기준만족 ) [ 그림 21] 측정결과 -66dB / 1.22kHz ( 참고사항 ) 현실적으로측정할수있는 LO 신호라인을확보하기어려워예외규정을 적용하거나 CW 신호로대체하여측정하는것이검토필요하다. 9 주파수응답 주파수응답은스펙트럼분석기를이용하여측정하였다. 주파수응답은 ±1 db 이내로측정되었으며기준을만족하였다. 계측기기능설정은지상파 DMB 와 동일하게파라미터 ( 예 RBW 30kHz, 충분한 sweep time 등 ) 검토가필요하다. 68

79 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 항목 UHD( 초안 ) 주파수응답 ± 1 db 이내 측정결과 측정값 결과 ± 1 db 이내 검토 기술기준또는검사기준검토사항 ( 기술기준 ) ± 1 db 또는 2 dbp-p 기술기준변경필요 ( 검사기준 ) 100 W 초과하는경우에한하여기술기준적용검토 - 다음그림은주파수응답특성을측정한예시를보여준다. [ 그림 22] 주파수응답 (±1 db 이내 ) 측정결과, 기술기준에서현장측정용이성및기술기준완화를위해 2 db p-p 이하일것을검토하거나 100w 이하송신기는검사기준에서제외하는것을 검토가필요하다. 3. 측정결과및결과분석 지상파 UHD 무선설비현장실험은주파수허용편차, 주파수대폭, 대역외발사강도등 9개무선설비기술기준 ( 초안 ) 만족여부를확인하였다. 위상잡음및주파수응답특성등 2개기술기준 ( 초안 ) 은현장실험결과를반영하여제외하기로하였고최조기술기준 ( 안 ) 에는주파수허용편차, 주파수대폭, 대역외발사강도등 7개무선설비기술기준 ( 초안 ) 을반영하였다. 69

80 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 [ 표 7] 지상파 UHD 송신기측정결과 ( 요약 ) 순 번 항목 UHD( 초안 ) 측정결과 측정값 결과 기술기준또는검사기준검토사항 1 주파수허용편차 2.1Hz(SFN) 0.3ppm(MFN) 0.79Hz 만족 ( 검사기준 ) 기본주파수는외장형 GPS 신호를사용 2 주파수대폭 6 MHz 이하 5.778MHz 만족특이사항없음 3 대역외발사강도 4 스퓨리어스 세부기준안참조 세부기준안참조 5 전력허용편차 ± 5 % 이내 - 만족특이사항없음 - 만족 3.9 % 이내 (961W@1kW) 만족 ( 검사기준 ) 허가주파수의체배주파수에대하여기술기준만족여부확인검토필요다만, 다른통신과혼신이우려될경우세부기술기준만족여부를확인 특이사항없음 6 첨두전력대평균전력 13 db 7.7 만족 특이사항없음 7 변조오류율 (MER) 27 db 이상 31.5 db (TX 자체계산 ) 만족 현재전문계측기부재 8 위상잡음 -90 dbc 이하 1 khz -92 db (LO 주파수측정이어려워 CW 주파수를측정 ) 검토 ( 검사기준 ) LO 주파수는현장측정이어려우므로기술기준에는포함하되검사기준에서제외검토 9 주파수응답 ± 1 db 이내 ± 1 db 이내검토 ( 기술기준 ) ± 1 db 또는 2 db P-P 기술기준변경필요 ( 검사기준 ) 100 W 초과하는경우에한하여기술기준적용검토 70

81 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 제 2 절지상파 UHD 혼신보호비현장실험 1. 배경및필요성 혼신보호비는동일또는인접채널간의전파간섭이없도록최소한의전력레벨차를말한다. 특히 DTV 대역내 UHD 방송채널을배치하기위해 UHD 혼신보호비를필요로한다. 우리나라지상파UHD 방송표준방식은 16년 7월 ATSC3.0 도입으로 ATSC3.0 ATSC3.0, ATSC1.0 ATSC3.0 간의혼신보호비가요구되어실험필요성이제기되었다. 2. 측정개요 지상파 UHD 혼신보호비실험은 12 월초국립전파연구원 ( 반장 ) 이주축이되어 지역전파관리소, KBS 등관련기관이참여하여 UHD 신호의동일및인접채널 혼신보호비, 수신한계레벨등수신파라미터를실험하였다. 다음표는지상파 UHD 혼신보호비실험조건을표시하였다. 구분 [ 표 8] UHD 혼신보호비실험조건 ATSC 1.0 ( 지상파 DTV, 고정수신 ) ATSC 3.0 ( 지상파 UHD, 고정수신 ) 변조방식 8-VSB 256QAM 실험채널 CH51 CH51 송신기능설정 8-VSB ( 전송률 19.39Mbps) 256QAM, 10/15 (64K LDPC), 32K, 1/16(GI7_2048), SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 20 db ( 라이시안채널 ), 27 Mbps RF mask DTV RF mask UHD RF mask 수신전계 수신기 강전계 ( 약 -28 db m) 중전계 ( 약 -53 db m) 약전계 ( 약 -68 db m) 1 대 ( 상용제품 ) 강전계 ( 약 -28 db m) 중전계 ( 약 -53 db m) 약전계 ( 약 -68 db m) 1 대 ( 개발중 ) 71

82 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음그림은지상파 UHD 혼신보호비실험구성도를표시하였다. [ 그림 23] UHD 혼신보호비실험구성도 (1) 다음그림은현장실험에사용된 UHD 송신기및송신기, 계측장비등지상파 UHD 혼신보호비를위한측정장비구성도를보여준다. [ 그림 24] UHD 혼신보호비실험구성도 (2) 72

83 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 다음표는채널번호, FFT 크기등 UHD 송신기파라미터를보여준다. [ 표 9] ATSC3.0 설정파라미터 (BW = 6MHz) RF 일반사항 RF 일반 PLP 파라미터 구분 ATSC3.0 채널번호 51 중심주파수 (MHz) 695 대역폭 (MHz) 6 Total Bitrate(Mbps) Useful Bitrate(Mbps) 27Mbps PLP ID FFT Size 32k Guard Interval 1/16(GI7_2048) Output Mode SISO Pilot Pattern SP12_2(Dx, Dy = 12, 2) PLP Id PLP type LDPC Size 64K Code Rate 5/6 Constellation 256QAM Rotated Constellation FEC Blocks Number Reserved 1 UHD 수신기즉 ATSC 3.0 수신기는현재까지아직상용제품이없어계측용 수신기를활용하고 8-VSB 수신기는상용화된 DTV 수신기를사용하였다. [ 표 10] DTV 및 UHD 수신기 De-modulation Type 비고 8-VSB ATSC3.0 Television set 계측용수신기 월제조 ( 모델명 LG42LD420) 클레버로직 ( 튜너 )+ 카미디어디코더 (HEVC 복조기 )+ 모니터 RF mask 기술기준 (8-VSB, ATSC3.0) 은 DTV(8-VSB) 및 UHD(ATSC3.0) 등 방송방식에따라기준을정하고있고이를준용하였다. 73

84 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 [ 그림 25] DTV 및 UHD 송신기 RF mask 기준 ( 안 ) [ 표 11] DTV 및 UHD 송신기 RF mask 기준 ( 안 ) 대역폭 6MHz 상대레벨 (db) 상대주파수 (MHz) 국내 DTV 주1) 국내 UHD 주2) ± ± ± ±3~ ± ± ± 비고 측정대역폭 : 4kHz 주 1) 국내 DTV(ATSC1.0 기반, 8-VSB) 의측정대역폭은 500kHz 로규정하고있어 UHD 와 동일하게 4kHz 변환 주 2) 국내 UHD 은 ATSC3.0 기반의방식을말함 74

85 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 3. 측정내용 가. 수신기한계레벨 수신기한계레벨실험결과, ATSC 1.0 수신기는 85dBm(ricean channel) 이고, ATSC 3.0 수신기는 82dBm(ricean channel) 으로측정되었다. 분석결과 ATSC 3.0이 ATSC 1.0 보다 3dB 높음을알수있었다. 다음표는 ATSC 1.0 및 ATSC 3.0(UHD) 수신기의한계레벨을보여준다. Modulation [ 표 12] ATSC 1.0 수신기의한계레벨 Gaussian channel ( 백색잡음 ) ATSC 1.0 의수신한계레벨 (dbm) Ricean channel ( 고정수신 ) 8-VSB [ 표 13] ATSC 3.0 수신기의한계레벨 Modulation Data rate (Mbps) Gaussian channel ( 백색잡음 ) ATSC 3.0 수신기의한계레벨 (dbm) Ricean channel ( 고정수신 ) Rayleigh channel ( 실내수신 ) UHD 다음그림은 ATSC 1.0 및 ATSC 3.0(UHD) 수신기의한계레벨을보여준다. [ 그림 26] ATSC 1.0( 좌 )/ATSC 3.0( 우 ) 수신기한계레벨 (Receiver Sensitivity) 75

86 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 나. ATSC 1.0( ATSC 3.0) 혼신보호비 ATSC 1.0( ATSC 3.0) 혼신보호비환경설정은 51번채널에서중전계 (-53dBm) 신호를기준으로 Gaussian channel, Ricean channel 등 2가지채널잡음을고려하였다. ATSC 1.0( ATSC 3.0) 혼신보호비실험결과, 동일채널 16dB(Ricean channel) 이고상ㆍ하위채널 42dBㆍ-40dB로측정되었다. 다음표는측정결과를도표로보여준다. 간섭채널수신전계 Modulation N ( 동일채널 ) N-1 ( 하위채널 ) N+1 ( 상위채널 ) [ 표 14] ATSC1.0 ATSC3.0 혼신보호비 Gaussian channel ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (db) Ricean channel ( 고정수신 ) 중전계 (-53 db m) 8-VSB 중전계 (-53 db m) 8-VSB 중전계 (-53 db m) 8-VSB 다음그림은혼신보호비측정결과를보여준다. [ 그림 27] ATSC 1.0 ATSC 3.0 동일 / 인접채널혼신보호비 ( 좌 :AWGN, 우 :Ricean) 76

87 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 다. ATSC 3.0( ATSC 1.0) 혼신보호비 ATSC 3.0( ATSC 1.0) 혼신보호비환경설정은 51번채널에서중전계 (-53dBm) 신호를기준으로 Gaussian, Ricean, Rayleigh channel 등 3가지채널잡음을고려하였다. 혼신보호비실험결과, 동일채널 20dB (Ricean channel) 이고인접채널은수신기수신불가로측정하지못하였다. 간섭채널수신전계 Modulation N N-1 N+1 중전계 (-53dBm) 중전계 (-53dBm) 중전계 (-53dBm) [ 표 15] ATSC3.0 ATSC1.0 혼신보호비 Data rate (Mbps) Gaussian channel ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (db) Ricean channel ( 고정수신 ) Rayleigh channel ( 실내수신 ) 256QAM QAM 27 측정불가측정불가측정불가 256QAM 27 측정불가측정불가측정불가 다음그림은혼신보호비측정결과를보여준다. [ 그림 28] ATSC 3.0(Wanted) ATSC 1.0(Interference) 동일채널혼신보호비 77

88 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 라. ATSC3.0( ATSC3.0) 혼신보호비 ATSC3.0( ATSC3.0) 혼신보호비환경설정은 51번채널에서중전계 (-53dBm) 신호를기준으로 Gaussian, Ricean, Rayleigh channel 등 3가지채널잡음을고려하였다. 혼신보호비실험결과, 동일채널 19dB (Ricean channel) 이고인접채널은수신기수신불가로측정하지못하였다. 채널수신전계 Modulation N N-1 N+1 중전계 (-53dBm) 중전계 (-53dBm) 중전계 (-53dBm) [ 표 16] ATSC3.0 ATSC3.0 혼신보호비 Data rate (Mbps) Gaussian channel ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (db) Ricean channel ( 고정수신 ) Rayleigh channel ( 실내수신 ) 256QAM QAM 27 측정불가측정불가측정불가 256QAM 27 측정불가측정불가측정불가 다음그림은혼신보호비측정결과를보여준다. [ 그림 29] ATSC 3.0(Wanted) ATSC 3.0(Interference) 동일채널혼신보호비 78

89 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 4. 측정결과및시사점 가. 측정결과 ( 요약 ) 실험결과를요약하면, 지상파 UHD에의한 8-VSB 방송신호의동일채널혼신보호비는채널잡음에따라 15dB 또는 16dB를보였고, 인접채널은약 -40dB 이하를보였다. 본실험은중간전계강도에대한결과이며강한전계강도에서실험할경우차이가발생할수있을것으로예상된다. [ 표 17] ATSC1.0 ATSC3.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 구분 N ( 동일채널 ) N-1 ( 하위인접채널 ) N+1 ( 상위인접채널 ) Gaussian ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (*) Ricean ( 고정수신 ) * UHD RF Mask 보정및강전계 (-28dBm) 실험반영필요 8-VSB에의한 UHD 방송신호의동일채널혼신보호비는채널잡음에따라 19dB, 20dB, 23dB를보였고, 인접채널은수신기오류로측정하지못하였다. 본실험도중간전계강도에대한결과이며강한전계강도에서실험할경우차이가발생할수있을것으로예상된다. [ 표 18] ATSC3.0 ATSC1.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 구분 N ( 동일채널 ) N-1 ( 하위인접채널 ) N+1 ( 상위인접채널 ) Gaussian ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (db) Ricean ( 고정수신 ) Rayleigh ( 실내수신 ) 측정불가측정불가측정불가 측정불가측정불가측정불가 UHD 에의한 UHD 방송신호의동일혼신보호비는채널잡음에따라 18dB, 19dB, 23dB 를보였고, 인접채널은수신기오류로측정하지못하였다. 본실험도 79

90 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 중간전계강도에대한결과이며강한전계강도에서실험할경우차이가발생할 수있을것으로예상된다. [ 표 19] ATSC3.0 ATSC3.0 혼신보호비 ( 중전계 ) 구분 N ( 동일채널 ) N-1 ( 하위인접채널 ) N+1 ( 상위인접채널 ) Gaussian ( 백색잡음 ) 혼신보호비 (db) Ricean ( 고정수신 ) Rayleigh ( 실내수신 ) 측정불가측정불가측정불가 측정불가측정불가측정불가 나. 시사점 본실험에서도출된 UHD 방송신호의수신한계레벨및동일채널간의혼신보호비는계측용수신기에대한성능을표시하였으므로향후상용 UHD 수신기를이용한시험추진이필요하다. 또한 UHD 수신기는제조사별수신기성능을달리하므로다양한상용수신기를확보 ( LG, 삼성전자등상용수신기 10대확보 ) 한이후에혼신보호비에대한실험필요검토가필요하다. 80

91 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 제 3 절지상파 UHD 관련공시청설비현장실험 1. UHD 신호품질등구내전송선로설비의질적수준 가. 구내전송선로설비의질적수준에대한이론적계산 구내전송선로설비는아파트동공동주택에서지상파방송 (MATV) 또는케이블방송 (CATV) 을시청하기위해설치하는수신시설말한다. 건축물허가시설치해야하는의무설비에해당되며허가기준을구내전송선로설비의질적수준이라한다. 구내전송선로설비의질적수준은 TV, FM, 위성방송의수신품질기준을말하고 월 UHD 본방송에따라 UHD 수신품질기준이추가를필요하다. 다음그림은 UHD 신호를위한구내전송선로설비의질적수준개념도을표시하였으며아파트등공동주택에서지상파UHD 방송신호가전달되는흐름도를표시하고있다. 주요내용은출력마진 30dB, 매체별신호대잡음비 20dB 등 UHD 기준값을적용하였다. [ 그림 30] 아파트등공동주택에서지상파 UHD 방송신호의전달흐름도 81

92 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음식은인출구에서방송신호의출력레벨계산과정을보여주고있다. 식에서신호대잡음비, 채널대역폭, 채널전력등파라미터를고려하여인출구 MATV CATV 방송신호에대한적정출력레벨을유도하는과장을보여주고있다. P n = NF + 10 log (k T 0 B) ( 식 1) P smin = P n + S/N ( 식 2) R min = P smin + L f + M S/N ( 식 3) R max = R min + M rx ( 식 4) 여기에서 P n : 수신기잡음전력, receiver noise input power (dbw) NF : 수신기잡음지수, receiver noise figure (db) k : 볼쯔만상수, Boltzmann s constant (k = (J/K)) T 0 : 절대온도, absolute temperature (T 0 = 290 (K)) B : 수신기잡음대역폭, receiver noise bandwidth (B = (Hz)) P smin : 최소입력전력, minimum receiver input power (dbw) S/N : 신호대잡음비, RF S/N at the receiver input required by the system (db) L f : 동축케이블및접속손실 (db) M S/N : S/N 마진 (db) M rx : 인출구의출력레벨마진 (db) R min : 인출구의최소출력레벨 (dbw) R max : 인출구의최대출력레벨 (dbw) 다음표는인출구에서지상파 UHD, DTV 등방송신호의출력레벨을산정하기 위해순차적인계산과정을표시하였다. 여기에서인출구는아파트댁내에서 DTV 등방송수신을시청하기위한커넥터를말한다. 82

93 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 [ 표 20] 인출구에서 MATV CATV 방송신호의출력레벨계산 수신기파라미터 MATV CATV ATV DTV UHD DMB 위성 ATV DTV D-CATV D-CATV D-CATV 1 주파수 MHz 변조방식 NTSC 8VSB 256QAM DQPSK QPSK NTSC 8VSB QPSK 64QAM 256QAM 3 최소 S/N db 마진 요구 S/N db 잡음지수 db 대역폭 MHz 수신잡음전력 (KTB NF) 최소입력전력 (KTB NF S/N) dbw dbm 최소입력전압 dbµv 케이블손실등 db 출력레벨의 허용범위 db 최소출력레벨 dbµv 최대출력레벨 dbµv

94 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음그림은인출구및수신기등구간별 MATV 방송신호의출력레벨을 그래프로표시하였다. [ 그림 31] MATV 전송품질 ( 단위 : dbμ/m) 다음그림은인출구및수신기등구간별 CATV 방송신호의출력레벨을 그래프로표시하였다. [ 그림 32] CATV 전송품질 ( 단위 : dbμ/m) 84

95 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 나. 구내전송선로설비의질적수준에대한현장조사 MATV 및 CATV 등의구내전송선로설비의질적수준측정은출력레벨, 채널간의레벨차등측정항목의기술기준 ( 안 ) 을확인하기위해실험하였다. 측정은 4월국립전파연구원 ( 기술기준과 ) 사무실의 MATV 인출구에서 1m 동축케이블로연장한후스펙트럼분석기로측정하였다. 다음은 ATV, DTV 및위성방송등 MATV 전체방송채널스펙트럼을표시 하였다. [ 그림 33] MATV 신호의주파수스펙트럼 다음그림은 ATV 방송의신호대잡음비, 채널간레벨차, 출력레벨등을보여 주고있다. [ 그림 34] ATV 신호의주파수스펙트럼 85

96 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 다음그림은 DTV 방송의신호대잡음비, 채널간레벨차, 출력레벨등을보여 주고있다. [ 그림 35] DTV 및 ATV 신호의주파수스펙트럼 다음그림은위성방송의신호대잡음비, 채널간레벨차, 출력레벨등을보여 주고있다. [ 그림 36] 위성방송신호의주파수스펙트럼 (1) [ 그림 37] 위성방송신호의주파수스펙트럼 (2) 86

97 제 3 장 _ 지상파 UHD 관련현장실험 앞의그림에서출력레벨은채널전력말한다. 간이한채널전력측정방법을제안하면 RBW 100kHz 측정한후 DTV인경우 17dB를추가한다. DMB인경우 12dB를추가, 24dB를추가하면채널전력에근접한출력레벨이된다. 신호대잡음비는 RF 전송단에서 RF신호대 RF잡음비를말하고, 채널간레벨차 : 동일변조방식을갖는채널간의레벨차이를말한다. 다. 측정결과요약및시사점 다음표는지상파방송의구내전송선로설비의질적수준측정결과를요약하였다. 측정한출력레벨및신호대잡음비는대부분기술기준 ( 안 ) 을만족하였다. 다만채널간의레벨차는완화된 CATV 기준값을제안하였고위성방송의경우잡음레벨신호가제안값보다높은것으로측정되었다. Ω [ 표 21] 구내전송선로설비의질적수준측정결과 87

98 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 본실험을통한시사점은여기에서측정한측정방법 ( 안 ) 을현장적용여부필요성을검토하고제안한기준값중디지털위성방송의출력레벨은현행을유지하고기타의기준값은제안된기준값적용검토가필요하다. 위성대역이약 10dB 잡음레벨증가를보였으며이를보정하기위해디지털위성방송신호출력레벨이높이는것이필요한것인지과도한것인지에대한검토가필요하다. 88

99 제 4 장 _ 방송주파수간섭분석및국제등록 제 장방송주파수간섭분석및국제등록 제 1 절방송주파수간섭분석 1. 개요 국립전파연구원은전파법제 조및동법시행령제 조 권한의위임 위탁 에따라방송사의방송 보조 국개설허가및변경허가신청에대한 효율적인기술심사를위해미래창조과학부로부터주파수간섭분석업무를위임받아수행하고있다 이에따라연구원에서는 등에대한효율적이고정확한간섭분석을위하여주파수자원간섭 시스템 을자체개발하여 간섭분석업무를시행하고있으며 항상국민들이불편함이없이양질의방송을시청 청취 할수있도록최선을다하고있다 방송국주파수지정은방송통신위원회가방송사로부터허가신청을받아 미래창조과학부에기술심사를의뢰하면미래창조과학부는국립전파연구원에 해당방송국에대한주파수간섭분석 방송구역산정적정성 타방송국과의 간섭여부등을분석 을의뢰한다 국립전파연구원이간섭분석결과를미래 창조과학부로제출하면미래창조과학부는지역전파관리소의검토결과및 국립전파연구원의주파수간섭분석결과등을종합적으로검토하여기술 심사결과를방송통신위원회에통보한다 방송통신위원회는기술심사결과를반영하여최종허가여부를판단한다 방송보조국주파수지정은지역전파관리소가방송사로부터허가신청을 받아자체타당성검토후미래창조과학부에기술심사 국립전파연구원에 주파수간섭분석을동시에의뢰한다 국립전파연구원이간섭분석결과를 미래창조과학부로제출하면미래창조과학부는주파수간섭분석결과등을 종합적으로고려하여기술심사결과를지역전파관리소에통보하고 지역전파관리소는기술심사결과를반영하여최종허가여부를판단한다 89

100 지상파 UHD 방송서비스를위한기술기준연구 등방송 보조 국의개설및변경허가절차는아래와같이진행된다 [ 그림 38] 방송 ( 보조 ) 국허가업무처리절차 2. 방송주파수간섭분석 년방송주파수간섭분석은전체 국으로매체별로는 국 국 국 국 국이며 이중 방송주파수 간섭분석실적이전체의약 를차지하였다 그리고 년 월부터 방송서비스가수도권부터시작됨에따라 에대한간섭분석을신규로실시하였다 [ 그림 39] 2016 년방송주파수간섭분석실적 90

101 제 4 장 _ 방송주파수간섭분석및국제등록 다음그림은최근 년간방송주파수간섭분석실적을표시하였다 년 월아날로그 방송이종료됨에따라방송사에서디저털 송신소구축을 위해 방송주파수간섭분석요청이증가하여 년도의간섭분석건수가 가장많았다 이후 방송난시청지역해소및방송서비스지역확대를 위해지속적인간섭분석수요가있어 년 국 년 국을간섭분석을하였고 방송에대한간섭분석요청이감소하면서 년 국 올해에는 국의방송주파수를분석하였다 ( 단위 : 국 ) [ 그림 40] 최근 5 년간방송주파수간섭분석실적 다음표는방송매체별주파수간섭분석실적을표시하였다 방송주파수의 경우할당된주파수대역내에서신규지정가능한주파수가한정되어신규개설허가를위한방송주파수간섭분석건수가매년감소하는추세이다 등의간섭분석실적도마찬가지로전년도와비슷하거나약간감소 하였고 신규개설허가신청보다는주로허가된방송 보조 국의제원등을변경 하기위한간섭분석이절반이상이었다 의경우에는인접국중파방송주파수 국과간섭분석을하였고 년부터 방송이시작됨에따라 건의 주파수간섭분석신규로실시하였다 91