UHF-Band TV Transmitter for TV White Space Video Streaming Applications

Hyunchol Shin,Hyukjun Oh 한국전자파학회JEES 2019 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.19 No.4

This paper presents a television (TV) transmitter for wireless video streaming applications in TV white space band. The TV transmitter is composed of a digital TV (DTV) signal generator and a UHF-band RF transmitter. Compared to a conventional high-IF heterodyne structure, the RF transmitter employs a zero-IF quadrature direct up-conversion architecture to minimize hardware overhead and complexity. The RF transmitter features I/Q mismatch compensation circuitry using 12-bit digital-to-analog converters to significantly improve LO and image suppressions. The DTV signal generator produces an 8-vestigial sideband (VSB) modulated digital baseband signal fully compliant with the Advanced Television System Committee (ATSC) DTV signal specifications. By employing the proposed TV transmitter and a commercial TV receiver, over-the-air, real-time, high-definition video streaming has been successfully demonstrated across all UHF-band TV channels between 14 and 69. This work shows that a portable hand-held TV transmitter can be a useful TVband device for wireless video streaming application in TV white space.

TV 유휴 대역을 활용한 유망 비즈니스 모델의 평가 및 활성화 정책 연구

김태한(Taehan Kim),송희석(Hee Seok Song) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.8

유한한 전파자원을 효과적으로 활용하기 위해서는 전파자원을 활용한 유망 비즈니스 모델을 발굴, 평가하고, 이에 기반하여 구체적인 기술 개발 계획과 산업 활성화 정책을 수립하는 것이 필요하다. 본 연구는 미래 전파 활용 유망 분야를 탐색하여 성공 가능성이 높은 유망 비즈니스 모델을 설계하고, 제시된 비즈니스 모델의 사업화 타당성을 평가하며, 비즈니스 모델의 활성화를 위한 정책을 논의하는 것을 목표로 한다. 지역 또는 시간적으로 사용되지 않는 TV 채널인 TV 유휴 대역을 대상으로 분석하였으며, 이는 최근 지상파 TV 방송의 디지털 전환에 따라 핵심적인 전파자원으로 부각되고 있다. 연구 결과, 방송형과 통신형을 비롯한 네 가지 비즈니스 모델이 도출되었으며, 각 비즈니스 모델을 고객 가치, 이익 공식, 핵심 자원, 핵심 프로세스 등 4가지 관점에서 고찰하고, 기술성, 사업성, 수용성 측면에서 사업화 타당성을 평가하였다. 또한, TV 유휴 대역을 활용한 비즈니스 모델의 활성화를 위한 정부 및 사회 구성원의 과세를 논의하였다. To fully utilize scarce spectrum resource, it"s necessary to develop and evaluate promising business models prior to making technology R&D plan and industrial promotion policy. The purpose of this paper is to design potential business models, evaluate the propriety of commercializing the models, and discuss promotion policies after exploring promising sectors consuming spectrum resources. The research is based on TV white space, which is vacant TV channels in region or time domain and considered as core spectrum resource along with digital terrestrial television switchover. As the result, four kinds of business models were derived, including broadcasting and telecommunication types. Each model was discussed from four standpoints: customer value proposition, profit formula, key resources, and key processes, and the propriety for commercialization was evaluated by three dimensions: technological evaluations, business-oriented evaluations, and user-oriented evaluations. The promotion policies of government and market participants for the activation of TV White space-based business models were discussed as well.

TV방송대역에서 CR(Cognitive Radio) 공유정책 연구

강성철 한국정보통신설비학회 2010 한국정보통신설비학회 학술대회 Vol.2010 No.1

TV 유휴대역의 효율적인 사용을 위한 DTV 중계기와 소출력 기기 사이의 간섭 분석

김윤현,이경선,양재수,김진영 통신위성ㆍ우주산업연구회 2012 한국위성정보통신학회논문지 Vol.7 No.3

2012년 12월 31일 아날로그 TV 신호가 전면적으로 디지털 TV로 전환되면서, TV 유휴대역의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 다양한 소출력 기기의 TV 유휴대역 사용이 예상되며, 따라서 TV 유휴대역을 사용하는 소출력 기기와 DTV 중계기 간의 간섭 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 DTV 시스템과 소출력 기기 간의 간섭영향에 관해 분석하였다. 두 시스템이 정상적으로 동작 하기 위한 최소 이격 거리를 측정하도록 하며 간섭 분석 방법은 최소 결합 손실 방법을 이용하였다. 실험에서 피 간섭원은 DTV 시스템이고 간섭원은 소출력 기기들로 설정하여 실험 및 분석하였다.

Super Wi-Fi 환경에서 서비스 연속성을 위한 끊김없는 채널이동 방안 연구

김명유(Myeongyu Kim),전유찬(Youchan Jeon),박상원(Sangwon Park),박진우(Jinwoo Park) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.11B

Super Wi-Fi는 TV white space 대역을 이용하여 Wi-Fi 네트워크를 구성하는 무선 인터넷 서비스 기술이다. 하지만, TV white space 대역 이용자는 기존 ISM 대역에서와 달리 incumbent user가 활성화될 때마다 Super Wi-Fi로 사용 중인 채널을 양보해야 하므로 Wi-Fi 서비스의 연속성을 보장하기 어렵다. 본 논문에서는 Super Wi-Fi 서비스 영역에서 AP (access point)가 운용채널을 비워 주어야 할 때 다른 이용 가능한 TV 채널을 AP의 운용채널로 선택하고 이 결과를 MS (mobile station)에게 제공함으로써 Wi-Fi의 서비스의 연속성이 보장될 수 있는 방법을 제시하였다. 즉, AP의 운용채널에 incumbent user가 나타나면 즉시 운용채널을 비우지 않고 incumbent user에 간섭을 주지 않는 subcarrier들의 그룹인 active subchannel을 이용하여 MS에게 AP 자신이 운용할 다른 채널의 정보를 제공한다. 이 채널정보를 공유한 MS는 AP의 운용할 다른 채널로 빠른 채널 핸드오버를 할 수 있으므로 Super Wi-Fi 서비스 연속성 보장성능이 향상될 수 있다. 제시한 채널 핸드오버 방법을 기존 Wi-Fi 방법과 비교하여 핸드오버 지연시간이 개선됨을 확인하였다. Super Wi-Fi is a newly emerging wireless Internet technology, which constitutes Wi-Fi networks using TV white space. A key technical challenge in the Super Wi-Fi applications is how to provide a seamless Internet service even when a Super WiFi user should give up the channel in use to the active incumbent user which is activated in the same service area, preventing from the service continuity in Super Wi-Fi. In this paper, we propose a channel handover method to support service continuity of Super Wi-Fi, in which an AP selects a new operational channel and provides the channel information for MSs. Therefore, the AP and the MSs can carry out seamless handover for Super Wi-Fi service. A performance evaluation shows that the proposed scheme is superior to the conventional Wi-Fi in channel mobility delay.

Spectrum Sharing Method for Cognitive Radio in TV White Spaces: Enhancing Spectrum Sensing and Geolocation Database

( Walid A. Hassan ),( Han Shin Jo ),( Maziar Nekovee ),( Chee Yen Leow ),( Tharek Abd Rahman ) 한국인터넷정보학회 2012 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.6 No.8

This paper proposes a system called Wireless Link based on Global Communication Channel (WLGCC) to enhance the spectrum sharing between digital broadcasting (DB) services and the cognitive radio (CR) system in the licensed band of 470-790 MHz. The WLGCC aims to enhance the spectrum sensing and geolocation database (GLD) spectrum sharing methods in the CR system. Spectrum sensing can be enhanced by receiving the status of the used frequencies from the WLGCC, thereby eliminating the need for a low detection threshold (i.e., avoiding the hidden node problem). In addition, the GLD can be enhanced by providing a reliable communication link between the database and the CR device in the form of an unused TV white space that is reserved as the proposed Global Communication Channel (GCC). This paper analyzes the coexistence of the new WLGCC system and the DB service in terms of avoiding additional interference. Specifically, we mathematically determine the WLGCC parameters, such as the in-band and out-of-band power levels, and operation coverage, and verify them using Monte Carlo simulation. The results show that WLGCC does not degrade the existing DB service and reliably transmits information of the vacant (or used) frequency bands to the CR.

주파수공유(Spectrum Sharing) 정책동향과 법제화를 위한 시론적 고찰

양환정(Yang, Hwan-Jung) 서울대학교 공익산업법센터 2014 경제규제와 법 Vol.7 No.2

주파수공유란 서로 용도가 다른 복수의 무선국이 동일한 주파수 대역을 지역, 시간 등을 달리해서 사용할 수 있는 이용권한을 부여하는 것을 말한다. 미국은 TV방송대역을 공유하려는 무선국이 데이터베이스에 접속하여 시간적 지역적으로 가능한 채널을 배정받아 사용할 수 있도록 한 제도를 마련하여 시행하고 있다. 3.5GHz대역을 기존 사용자? 우선 공유이용자 ? 일반 공유이용자로 우선 순위를 부여하여 공유하는 제도도 추가적으로 마련하여 입법예고를 하였다. EU는 불특정 다수 이용자가 기존 사용자의 주파수사용으로부터 보호받을 수 없는 ‘집단 공유이용’과 기존 사용자와 계약을 통해 일정수준의 품질수준을 보장하는 ‘공유허가제’를 마련하였다. 미국과 EU 등에서 논의되는 주파수 공유를 국내에 도입하려면 주파수대역에 지배력이 있는 자가 제3자에게 공유를 허용할 수 있도록 권한을 부여하는 제도와 행정청이 직접 공유주파수 이용자에게 공유를 허용하는 제도를 각기 마련하여 달리 적용하는 것이 현행 전파법 규정체계와 부합한다. 국가가 보유하고 있는 주파수가 가장 많기 때문에 주파수공유를 활성화하려면 국가기관 등이 공유허용에 따른 대가를 사용할 수 있도록 하여 유인을 제공할 필요가 있다. Spectrum sharing can significantly increases the efficiency of spectrum by making use of spectrum that is not being used in a particular area, at a particular point in time. Federal Communications Commission has allowed the shared use of TV White Space on the condition that existing broadcasting services are not affected. White space devices (WSD) must meet the protection criteria, and have geo-location capability and provide location information to the national database which will return a list of channels that the WSDs may operate. FCC also proposed to make use of the 3.5GHz band open for wireless broadband use. The proposal includes three tiers of use: incumbent users, priority access licensees, and general authorized access users. In EU, the European Union Radio Spectrum Planning Group (RSPG) has recommended Collective Use Spectrum (CUS) and Licensed Spectrum Access (LSA) for spectrum sharing. CUS allows an undetermined number of independent users to access spectrum by general authorization without a guarantee of QoS. LSA is an individual licensed regime in which incumbent users and additional users may share the spectrum according to the sharing rules which allowing all the licensees to provide a certain level of QoS. Two new licensing scheme are required for the legislation in Korea to introduce spectrum sharing in the spectrum bands with incumbent users. Where incumbent users have ability to manage the spectrum, the regulator can grant ‘A type’ licenses to the incumbent users allowing them to share their spectrum with new users. Incumbent users by auction do not need get the ‘A type’ licenses. All the sharing rules should meet the sharing criteria set by the regulator and need approval of the regulator. Where there is no incumbent users with ability to manage the spectrum bands, there is no need for the ‘A type’ licenses. All the new users need ‘B type’ licenses from the regulator to access the shared spectrum bands. Incentives should be given to the government agencies since they occupy lots of spectrum bands to be shared. They should be able to spend with discretion what they earn by the spectrum sharing.

470‐MHz–698‐MHz IEEE 802.15.4m Compliant RF CMOS Transceiver

서영호,이승식,김창완 한국전자통신연구원 2018 ETRI Journal Vol.40 No.2

This paper proposes an IEEE 802.15.4m compliant TV white‐space orthogonal frequency‐division multiplexing (TVWS)‐(OFDM) radio frequency (RF) transceiver that can be adopted in advanced metering infrastructures, universal remote controllers, smart factories, consumer electronics, and other areas. The proposed TVWS‐OFDM RF transceiver consists of a receiver, a transmitter, a 25% duty‐cycle local oscillator generator, and a delta‐sigma fractional‐N phase‐locked loop. In the TV band from 470 MHz to 698 MHz, the highly linear RF transmitter protects the occupied TV signals, and the high‐Q filtering RF receiver is tolerable to in‐band interferers as strong as −20 dBm at a 3‐MHz offset. The proposed TVWS‐OFDM RF transceiver is fabricated using a 0.13‐μm CMOS process, and consumes 47 mA in the Tx mode and 35 mA in the Rx mode. The fabricated chip shows a Tx average power of 0 dBm with an error‐vector‐magnitude of < 3%, and a sensitivity level of −103 dBm with a packet‐error‐rate of < 3%. Using the implemented TVWS‐OFDM modules, a public demonstration of electricity metering was successfully carried out.

TV White Space에서 채널 본딩된 다양한 CR 시스템의 효율적인 검출 알고리즘

임선민(Sun-min Lim),정회윤(Hoi-yoon Jung),정병장(Byung-Jang Jeong) 한국통신학회 2011 韓國通信學會論文誌 Vol.36 No.5

TV대역에서 IEEE 802.11과 Extended Hata 채널모델을 이용한 인접채널간 시스템 공존을 위한 성능 분석

조주필,이일규 한국인터넷방송통신학회 2012 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.12 No.3

본 논문에서는 인접채널에서 다른 통신 시스템이 공존할 수 있는 방안으로 요구되는 간섭확률을 만족하는 간섭원의 최대허용 송신출력레벨을 분석하였다. 이기종 시스템에서 간섭 송신기의 다양한 밀도와 전송출력에 따른 성능 결과를 분석하였다. 두 시스템간의 간섭밀도와 허용 최대 송신출력의 관계를 분석하기 위해 간섭 송신기에 WiBro, 피간섭원 수신기에 WLAN, 채널환경으로 Extended Hata과 IEEE 802.11 모델을 각각 이용하였다. 분석된 상호 공존 결과는 향후 동일 주파수 환경에서 다양한 통신 프로토콜을 이용하는 무선기기에 대한 상호 공존 조건을 마련하는 기술개발에 활용할 수 있을 것이다. In this paper, we analyze the maximum allowable transmitting output level of transmitter, which meets the required interference probability, in order to get the method that different communication systems can be existed and used simultaneously in adjacent channels. We analyze the performance result according to various density of interfering transmitter and transmitter output in hetero systems. In order to get the relationship with between density of interfering transmitter and transmitter output, we consider WiBro as an interfering transmitter, WLAN as a victim receiver and Extended Hata and IEEE 802.11 model as a channel environment respectively. Analyzed coexistence results may be widely applied into the technique developed to get the coexisting condition for wireless devices using many communication protocols in same frequency.