KR100755836B1 - 디지털 방송 수신기의 ｔｓ 패킷 버퍼링 장치 및 방법 - Google Patents

디지털 방송 수신기의 ｔｓ 패킷 버퍼링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 방송 수신기의 버퍼링 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 채널 복호기(Decoder)에서 출력되는 TS(Transport Stream) 패킷(Packet)을 입력받은 후, 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기(Demux)로 출력하는 선입선출부(First-In and First-out)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 채널 송신기 및 채널 수신기에서 발생하는 PCR 지터를 최소화할 수 있다.
PCR, FIFO, ATSC VSB, MPEG-2

Description

디지털 방송 수신기의 ＴＳ 패킷 버퍼링 장치 및 방법{An apparatus for buffering transport stream packet in digital broadcasting receiver and a method thereof}
도 1a은 디지털 방송 송신 시스템을 개략적으로 나타낸 구성블럭도.
도 1b는 디지털 방송 수신 시스템을 개략적으로 나타낸 구성블럭도.
도 2는 ATSC(Advanced Television System Committee) VSB(Vestigial Side Band) 전송 방식의 데이터 프레임 구조를 나타낸 도면.
도 3은 TS 스트림 버퍼링의 역할을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 트랜스포트 스트림 패킷의 버퍼링 장치의 일실시예를 나타낸 구성블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 데이터 부호기 110 : MPEG 비디오 부호기
120 : MPEG 오디오 부호기 130 : 트랜스포트 멀티플렉서
131,132,133 : 패킷타이저 137 : 다중화기
139 : 트랜스포트 부호기 140 : 채널 송신기
150 : 채널 수신기 160 : 트랜스포트 디멀티플렉서
163 : 트랜스포트 부호기 166 : 역다중화기
170 : 데이타 복호기 180 : MPEG 복호기
190 : MPEG 복호기 200 : 선입선출부
210 : 게이티드 블럭 발생기 220 : 프리-런닝 오실레이터
230 : 리드 인에이블 발생기
본 발명은 디지털 방송 수신기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랜스포트 역다중화기(Transport Demux)로 출력하는 트랜스포트 스트림(Transport Stream) 패킷(Packet)을 버퍼링(buffering)하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
지상파, 케이블 또는 위성을 이용한 디지털 방송 시스템에서는 공통적으로 영상 및 음향 신호를 압축하는 방식으로 MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 규격을 사용한다. 상기 MPEG-2의 규격 번호는 ISO/IEC 13818이고, 상기 규격은 여러 개의 부분으로 나뉘어져 있는데 핵심이 되는 부분은 시스템(System) 부분 (ISO/IEC 13818-1), 비디오(Video) 부분 (ISO/IEC 13818-2) 및 오디오(Audio) 부분 (ISO/IEC 13818-3)이다. 디지털 방송 규격에 따라서는 오디오는 MPEG-2를 따르지 않고 Dolby 사에서 개발한 AC-3 방식을 사용하기도 한다.
상기 MPEG-2 시스템 규격은 여러 신호원(Stream)을 한 개의 트랜스포트 또는 프로그램(Program) 스트림으로 다중화하는 것이 주요 목표이다. 방송용 신호는 주로 TS로 다중화되고, 저장 및 네트워크(network)를 통해 전달되는 신호는 프로그램 스트림으로 다중화된다. 또한, 상기 MPEG-2 시스템 규격은 다중화/역다중화에 필요한 정보나 헤더(Header)를 추가하는 것에 대한 규정을 두고 있으며, MPEG 부호기(encoder)와 복호기(decoder) 사이의 시스템 클럭(clock) 동기(synchronization)를 위해서 타임 스탬프(time stamp)와 같은 정보도 관리한다.
트랜스포트 스트림의 데이타 레이트(date rate)는 PCR(Program Clock Reference)의 값과 위치에 의해서 결정된다. MPEG 복호기에서는 상기 PCR을 사용하여 MPEG 부호기에서 사용하는 시스템 클럭과 동기를 맞출 수 있다.
MPEG-2 시스템 규격에서는 PCR 토러렌스(tolerence)를 규정하고 있다. PCR 토러렌스는 수신된 PCR 값의 허용 가능한 최대 오차(inaccuracy)로 정의되고 있으며, 상기 오차 값은 ±500 ns(nano second)로 규정되어 있다. 그러나, 상기 값에는 채널을 통한 전송 과정에서 발생하는 네트워크 지터(jitter)를 포함하고 있지 않으며, MPEG 부호화 과정에서 발생하는 PCR 값의 허용 가능한 최대 오차와 네트워크 지터를 포함하여 PCR 전체(overall) 지터라 칭한다.
도 1a과 도1b는 각각 디지털 방송 송신 시스템과 수신 시스템을 개략적으로 나타낸 구성블럭도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 디지털 방송 송신 시스템에서는 데이터, 비디오 및 오디오 신호가 각각 부호화되어 패킷타이저(packetizer)에서 일정한 길이를 갖는 패킷(Packet) 형태로 변환된 후 다중화기(mux)에서 시분할 다중화되며, 상기 다중화된 패킷이 TS 부호화기에서 부호화되어 TS 패킷으로 출력된다. 상기 TS 패킷은 채널 송신기에서 채널 부호화(오류정정 부호화) 및 변조되어 RF(Radio Frequency) 신호로 채널을 통하여 전송된다.
도 1b에 도시된 디지털 방송 수신 시스템은 상술한 송신 시스템의 역과정이다. 채널 수신기에서 수신된 RF 신호를 기저대역(baseband) 신호로 복조하고, 채널 복조를 거쳐 TS 패킷을 복원하여 트랜스포트 역다중화기로 출력한다. 상기 트랜스포트 역다중화기에서는 입력받은 TS 패킷을 복호화하고 역다중화하여, 각각 비디오 스트림과 오디오 스트림 및 데이터 스트림을 출력하는데, 각각의 스트림들은 해당 복호화기에서 복호화과정을 거친다.
디지털 방송 시스템의 채널 송신기에서는 채널에서 발생하는 오류를 정정하기 위하여 채널 부호화를 수행하는데, 채널 복호와 신호 수신의 용이성을 위하여 각각 고유한 데이터 프레임 구조를 가진다.
도 2는 ATSC(Advanced Television System Committee) VSB(Vestigial Side Band) 전송 방식의 데이터 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 ATSC VSB 전송 시스템의 채널 전송 과정에서 네트워크 지터가 발생하는 원인을 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 한 개의 VSB 데이터 프레임(frame)은 두 개의 데이터 필드(field)로 구성되고, 한 개의 데이터 필드는 한 개의 데이터 필드 동기 세그먼트(segment)와 312개의 데이터 세그먼트로 이루어지며, 한 개의 데이터 세그먼트는 4 개의 세그먼트 동기 심벌(symbol)과 828 개의 데이터 심벌로 이루어진다.
한편, 한 개의 TS 패킷은 188바이트로 이루어지는데, 상기 TS 패킷 중에서 MPEG 동기 바이트를 제외한 나머지 187개의 바이트는 채널 부호화(channel coding) 의 과정을 거친다. 상기 채널 부호화 과정으로는 데이터 랜더마이져, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 부호기, 바이트 인터리버 및 TCM 부호기가 있다. 상술한 187개의 바이트로 이루어진 한 개의 TS 패킷은 리드-솔로몬 부호기에서 20 바이트의 패리티(parity)가 더해져서 207 바이트가 되고, TCM 부호화 과정에서 한 바이트가 4 심벌로 변환되어 최종적으로 828개의 심벌로 출력된다. 상기 828개의 심벌마다 4개의 세그먼트 동기 심벌이 더해져서 한 개의 데이터 세그먼트를 이룬다. 즉, 한 개의 TS 패킷은 한 개의 데이터 세그먼트로 전송된다.
TS의 데이터 레이트(data rate)는 PCR의 값과 위치에 의해서 결정되는데, 통상적으로 100 ms(mili second) 주기로 TS 패킷에 삽입되어 전송된다. 트랜스포트 역다중화기에서는 채널 수신기에서 입력받은 패킷으로부터 PCR 값을 추출하여 상기 PCR 값과 도착 시간(arrival time)을 사용하여 MPEG 복호기(decoder)의 시스템 클럭을 MPEG 부호기(encoder)의 시스템 클럭과 동기시킨다.
그러나, 상술한 종래의 디지털 방송 수신기는 다음과 같은 문제점이 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 VSB 전송 시스템에서는 312개의 데이터 세그먼트마다 1개의 필드 동기 세그먼트가 삽입되므로, 트랜스포트 역다중화기에서 채널 수신기로부터 TS 패킷을 입력받을 때 그 안에 포함된 PCR의 도착시간이 필드 동기 세그먼트에 의하여 당겨지거나 지연될 수 있다. 즉, 채널 전송 과정에서 삽입되는 필드 동기 세그먼트로 인해서 실제 PCR이 도착하는 시점에 커다란 지터를 야기시키는데, 구체적으로 VSB 전송 시스템의 경우 필드 동기 세그먼트의 시간이 77.3 ㎲(micro second)이므로, 약 ±38.65 ㎲ 정도의 네트워크 지터가 발생하는데, 이것은 MPEG-2 시스템 규격에서 규정하는 PCR 토러렌스(tolerance)에 비하면 매우 커다란 지터이다.
즉, MPEG 디코더의 시스템 클럭 복원부가 상술한 네트워크 지터를 수용할 수 있도록 설계되어지는 것이 바람직하지만, 네크워크 지터의 크기에 대한 규정이 없기 때문에 상술한 바와 같이 ±500 ns 정도의 PCR 정확도(accuracy)를 PCR 전체 지터로 간주하고 설계된다.
따라서, 채널 수신부에서 트랜스포트 역다중화기로 TS 패킷을 출력할 때, 버퍼링을 통하여 채널 송신 및 수신 과정에서 발생하는 네트워크 지터를 최소화할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 채널 송신기 및 채널 수신기에서 발생하는 PCR 지터를 최소화하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 트랜스포트 역다중화기로 전달되는 패킷 주기의 지터를 최소화하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 버퍼링을 통하여 채널 전송부에서 부가되는 각종 프레임 동기 구간 및 채널 부호화에 따른 잉여(redundancy) 구간 없이 TS 패킷을 균일하게 출력하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 채널 복호기(Decoder)에서 출력되는 TS(Transport Stream) 패킷(Packet)을 입력받은 후, 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기(Demux)로 출력하는 선입선출부(First-In and First-out)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치를 제공한다.
상기 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치는, 프리-런닝 오실레이터(Free-running Oscillator)로부터 고정된 주파수의 클럭을 입력받아서 게이티드 클럭을 발생하여, 상기 선입선출부로 출력하는 게이티드 클럭 발생기(Gated clock Generator)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치는, 리드 인에이블 신호를 발생시키는 리드 인에이블 발생기(Read Enable Generator)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 채널 복호기에서 출력되는 TS 패킷을 입력받아 선입선출부에서 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법을 제공한다.
본 발명은 선입선출부에서, 채널 복호기로부터 출력되는 TS 패킷을 입력받은 후 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기로 출력하는 단계; 및 게이티드 클럭 발생기에서, 프리-런닝 오실레이터(Free-running Oscillator)로부터 고정된 주파수의 클럭을 입력받아서 게이티드 클럭을 발생하여 상기 선입선출부로 출력하는 단계를 포 함하여 이루어지는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법을 제공한다.
상기 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법은, 리드 인에이블 발생기에서 리드 인에이블 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 선입선출부는, 입력 클럭과 출력 클럭을 별개로 사용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 TS 패킷은, 채널 복호기의 출력 데이터 바이트인 DATA_in[7:0]과, 패킷의 시작 위치(MPEG 동기 바이트의 위치)를 알려주는 신호인 SOP_in과, 채널 복호기의 출력 데이터가 유효한 데이터인지 여부를 판단하는 VALID_in과, 현재의 TS 패킷에 오류가 있는지 알려주는 신호인 ERROR_in 및 상기 신호들을 위한 클럭인 CLK_in을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 게이티드 클럭의 주파수는, 상기 선입선출부에 입력되는 유효한 TS 데이터의 전송률과 일치하는 것이 바람직하다.
상기 게이티드 클럭 발생기는, 유즈드 워드(used word)를 입력받아서 게이티드 클럭의 주파수를 조정하여, 실제 데이터율과 상기 게이티드 클럭의 주파수의 차이를 보상해주는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 유즈드 워드는, 상기 선입선출부에 남아 있는 데이터의 수인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
디지털 방송 시스템에서 트랜스포트 스트림 패킷을 채널로 전송하기 위한 전송 규격은 사용하는 채널 매체마다, 그리고 국가마다 상이하다.
한국, 미국, 캐나다, 멕시코, 아르헨티나에서는 지상파 디지털 방송 전송 규격으로 ATSC VSB 방식을 사용하고 있고, 유럽의 경우 지상파는 DVB-T(digital Video Broadcasting-Terrestrial), 케이블은 DVB-C 그리고 위성은 DVB-S 규격을 사용하고 있으며, 한국과 미국에서는 케이블 전송 방식으로 ITU-T 의 J.83 Annex B 규격을 사용하고 있다.
본 발명은 채널을 통한 전송 과정에서 발생하는 PCR 네트워크 지터를 최소화할 있도록 채널 수신기의 TS 패킷을 버퍼링하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 디지털 방송 수신 시스템의 트랜스포트 역다중화기에서 입력받는 TS 패킷의 PCR 전체 지터를 최소화할 수 있는 버퍼링 장치 및 방법을 제공한다.
도 3은 TS 스트림 버퍼링의 역할을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하여 VSB 전송 시스템에서 발생하는 지터를 설명하면 다음과 같다.
VSB 전송 시스템의 경우, 필드 동기 신호가 312개의 패킷마다 삽입됨으로써 버퍼링 장치의 입력(채널 복호기의 출력)에서 PCR의 도착 시간에 커다란 지터가 발생한다. 버퍼링을 수행하는 목적은 이러한 필드 동기 신호 구간이 없이 312개이 패킷들이 한 데이터 필드 시간 동안 최대한 균일하게 분포하도록 수행하기 위함이다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 입력 데이터 필드가 버퍼링 자치에서 출력되기까지 일정한 시간 지연이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 TS 패킷의 버퍼링 장치의 일실시예를 나타낸 구성블 럭도이다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 TS 패킷의 버퍼링 장치의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치는 선입선출부(200), 게이티드 클럭 발생기(210), 프리-런닝 오실레이터(220) 및 리드 인에이블 발생기(230)을 포함하여 이루어진다.
상기 선입선출부(200)는 채널 복호기에서 출력되는 TS 패킷을 입력받은 후 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기로 출력하고, 상기 게이티드 클럭 발생기(210)는 프리-런닝 오실레이터(220)로부터 고정된 주파수의 클럭을 입력받아서 게이티드 클럭을 발생하여 상기 선입선출부(200)로 출력하며, 상기 리드 인에이블 발생기(230)는 리드 인에이블 신호를 발생시킨다.
도 4에서 상기 선입선출부(200)의 입력은 채널 수신기의 채널 복호기에서 출력되는 TS 패킷이며, 상기 선입선출부(200)의 출력은 트랜스포트 역다중화기로 제공된다.
도 4에서 DATA_in[7:0]은 채널 복호기의 출력 데이터 바이트이고, SOP_in은 패킷의 시작 위치(MPEG 동기 바이트의 위치)를 알려주는 신호이며, VALID_in은 채널 복호기의 출력 데이터가 유효한 데이터인지 아닌지를 알려주는 신호이며, ERROR_in은 현재의 TS 패킷에 오류가 있는지를 알려주는 신호이며, CLK_in은 상기의 신호들을 위한 클럭이다.
상기 VALID_in 신호는 상기 선입선출부(200)의 라이트 인에이블(Write Enable) 신호로 사용되는데, 상기 라이트 인에이블 신호는 필드 동기 구간 및 RS 패리티 바이트 구간에서 선입선출부(200)의 입력 데이터가 유효하지 않음을 알여주며, 이 경우 상기 선입선출부(200)에서는 데이터를 저장하지 않는다.
상기 SOP_in과 ERROR_in 은 DATA_in[7:0]과 함께 상기 선입선출부(200)에 저장된다.
도 4에서 게이트 클럭 발생기(210)는 프리-런닝 오실레이터(220)에서 고정된 주파수의 클럭을 입력받아 게이티드(gated) 클럭을 발생시킨다. 상기 게이티드 클럭의 주파수는 상기 선입선출부(200)에 입력되는 유효한 TS 데이터의 전송율과 일치하도록 생성되며, 실제 데이터율과 클럭의 주파수 차이를 보상해주기 위해서 상기 선입선출부(200)에 남아 있는 데이터의 수인 유즈드 워드(used word)를 입력 받아서 상기 게이티드 클럭의 주파수를 조정한다.
또한, 도 4의 레드 인에이블 발생기(230)에서는 리드 인에이블 신호를 발생하고, 상기 선입선출부(200)에 데이터를 쓰기 시작하여 상기 선입선출부(200)에 저장된 데이터의 수가 일정 임계치에 도달하기 전까지는 상기 선입선출부(200)의 읽기를 불가능하게 하고, 상기 일정 임계치를 넘어서면 상기 선입선출부(200)의 읽기가 가능해진다. 그리고, 상기 선입선출부(200)의 읽기가 시작되면 버퍼링 장치가 리셋(reset)되기 전까지는 계속 그 상태를 유지하며, 상기 리드 인에이블 신호는 동시에 VALID_out으로 출력된다. 상기 선입선출부에서 출력되는 TS 패킷은 유효한 188개의 바이트로만 구성되며, 한 패킷동안 계속 유효한 상태를 나타낸다. 즉, VALID_out 신호는 상기 선입선출부(200)에서 읽기를 시작한 이후로 계속 유효한 상태를 나타내는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이 버퍼링하기 위해서는 상기 선입선출부의 입력과 출력을 별개로 사용해야 한다. VSB 시스템의 경우 상기 선입선출부의 입력 클럭의 주파수(f_in)와 출력 클럭의 주파수(F_out)의 관계는 이하의 식과 같다.
f_out=(312/313)×(188/208)×f_in
상술한 수학식 1 에서 알 수 있듯이 f_out과 f_in은 간단한 정수비의 관계가 아니므로, f_in에서 f_out을 만드는 것이 용이하지 않다. 본 발명에서는 상기 선입선 z의 입력 클럭으로부터 출력 클럭을 만드는 것이 아니라, 프리-런닝 오실레이터에서 발생된 고정된 주파수의 클럭을 사용하여 상기 선입선출부의 출력클럭을 만드는 방법을 고안한다. 이 때, 상기 선입선출부의 출력단에서는 PCR 지터를 최소화하기 위해서 패킷 주기의 지터를 최소화해야 한다. 상기 PCR 값은 트랜스포트 스트림의 패킷의 정해진 위치에 삽입되기 때문에, 상기 PCR 도착 시간의 지터를 최소화하는 것은 패킷 주기의 지터를 최소화하는 것과 동일한 문제이다.
이하에서 상술한 본 발명에 따른 TS 패킷의 버퍼링 장치의 일실시예의 작용을, VSB 전송 시스템의 경우에 50 Mhz 의 고정 주파수를 갖는 프리-런닝 오셀레이터를 사용하여 게이티드 클럭을 발생하는 것을 예를 들어 설명하겠다.
상기 VSB 시스템의 트랜스포트 스트림 데이터율(rate)은 19.392658 Mbit/sec 이다. 따라서 상기 선입선출부의 출력 클럭의 주파수는 2.424082(=19.392658/8)Mhz가 된다. 따라서, 상기 게이티드 클럭 발생기에서는 50 Mhz 주파수의 클럭을 게이팅(gating)하여 2.424082 Mhz의 주파수를 갖는 상기 선입선출부의 출력 클럭을 만 들어야 한다. 평균적으로 20.626363(=50/2.424082)개의 50 Mhz 클럭을 사용하여 한 개의 상기 선입선출부의 출력 클럭을 만들어야 하므로, 20개 또는 21개의 50Mhz 클럭을 사용하거나 게이팅하여 한 개의 선입선출부의 클럭을 발생시킨다.
상기 게이티드 클럭의 발생을 패킷 주기 단위로 제어한다면, 패킷 주기를 보다 균일하게 유지하여 패킷 주기의 지터를 최소하할 수 있을 것이다. 188개의 바이트가 한 개의 트랜스포트 스트림 패킷을 구성하므로 한 패킷의 주기는 77.555132(=188/2.424082) ㎛가 된다. 50Mhz 클럭의 주기는 20ns 이므로 한 패킷은 평균적으로 3877.76 개의 50 Mhz 클럭이 된다. 따라서 3877 또는 3878 개의 50 Mhz 클럭을 사용하여 188개의 선입선출부의 출력을 발생시키면 된다. 이 때, 트랜스포트 스트림의 데이터율과 상기 선입선출부의 출력 주파수의 오차는 선입선출부의 유즈드 워드(used word)를 입력받아 보정할 수 있다. 즉, 유즈드 워드를 게이티드 클럭 발생기에서 입력받아서 188개의 선입선출부의 출력 클럭을 만드는데 필요한 50 Mhz의 클럭의 수(Number of Free-running Oscillator Clocks, 이하 NFOC)를 제어한다.
상기 선입선출부의 출력 주파수가 실제 데이터율보다 작을 경우에는 유즈드 워드가 증가하므로 NFOC를 감소시켜 상기 선입선출부의 출력 주파수를 증가시킨다. 반대로, 상기 선입선출부의 출력 주파수가 실제 데이터율보다 클 경우에는 유즈드 워드가 감소할 것이므로 NFOC를 증가시켜서 상기 선입선출부의 출력주파수를 감소시킨다. 즉, 상기 게이티드 클럭 발생기에서는 내부에 유즈드 워드를 입력으로 받는 스테이트 머신(state machine)를 구현하여 NFOC를 제어할 수 있다.
상술한 버퍼링 방법은 VSB 전송 시스템뿐만 아니라 다른 전송 시스템에서도 적용할 수 있을 것이다. 표 1은 각 디지털 방송 전송 방식에 따른 트랜스포트 스트림 패킷의 유효 데이터 율(TS packet payload rate)과 평균 패킷 주기(average packet period) 그리고 188개의 상기 선입선출부의 출력 클럭을 만드는데 사용되는 고정 주파수 오실레이터 클럭의 수인 NFOC를 나타낸다.
트랜스미션 모드 (Transmission Mode) TS Packet Payload Rate Average Packet Period NFOC
8 VSB 19.392658 Mbps 3877.76 clocks (50 Mhz) 3877 or 3878 clocks
64 QAM 26.97035 Mbps 2788.25 clocks 2788 or 2789 clocks
256 QAM 38.81070 Mbps 1937.61 clocks 1937 or 1938 clocks
표 1에서는 50 Mhz의 고정 주파수를 가지는 오실레이터를 사용함을 가정하고, 평균 패킷 주기의 단위는 50 Mhz 클럭의 개수로 표기한 것이다. 실제로 사용되는 고정 주파수 오실레이터의 주파수는 어느 정도의 오차를 가지고 있으며, 표 1에서 상기 선입선출부의 클럭의 주파스를 제어하는데 사용되는 NFOC의 범위를 넓힐수록 고정 주파수 오실레이터의 주파수 오차를 보상할 수 있는 범위가 커진다.
표 1에서 VSB 방식은 한국,미국,캐나다,멕시코,아르헨티나엣 채택한 지상파 디지털 방송의 전송 규격이고, 64 및 256 QAM 방식 또한 북미 및 한국에서 채택된 케이블 디지털 방송의 전송 규격이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치 및 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 채널 송신기 및 채널 수신기에서 발생하는 PCR 지터를 최소화할 수 있다.
둘째, 트랜스포트 역다중화기로 전달되는 패킷 주기의 지터를 최소화할 수 있다.
셋째, 버퍼링을 통하여 채널 전송부에서 부가되는 각종 프레임 동기 구간 및 채널 부호화에 따른 잉여(redundancy) 구간 없이 TS 패킷을 균일하게 출력할 수 있다.

Claims (16)

  1. 채널 복호기(Decoder)에서 출력되는 TS(Transport Stream) 패킷(Packet)을 입력받은 후, 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기(Demux)로 출력하는 선입선출부(First-In and First-out)와;
    상기 선입선출부에 입력되는 유효한 TS 데이터의 전송율과 일치하도록 생성된 게이티드 클럭의 주파수를 이용하여 게이티드 클럭을 발생한 후, 이를 상기 선입선출부로 출력하는 게이트 클럭 발생기(Gated clock Generator); 및
    상기 선입선출부의 데이터 수가 일정 임계치에 도달하기까지 읽기를 불가능하게 하고, 상기 선입선출부의 읽기가 가능해지면 계속 유효한 상태를 유지하도록 리드 인에이블 신호를 출력하는 리디 인에이블 발생기(Read Enable Generator)를 포함하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 TS 패킷은,
    채널 복호기의 출력 데이터 바이트인 DATA_in[7:0]과,
    패킷의 시작 위치(MPEG 동기 바이트의 위치)를 알려주는 신호인 SOP_in과,
    채널 복호기의 출력 데이터가 유효한 데이터인지 여부를 판단하는 VALID_in과,
    현재의 TS 패킷에 오류가 있는지 알려주는 신호인 ERROR_in 및
    상기 SOP_in, VALID_in, ERROR_in 중 적어도 어느 하나의 신호를 위한 클럭인 CLK_in을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 게이티드 클럭 발생기는,
    유즈드 워드(used word)를 입력받아서 게이티드 클럭의 주파수를 조정하여, 실제 데이터율과 상기 게이티드 클럭의 주파수의 차이를 보상해주는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 유즈드 워드는,
    상기 선입선출부에 남아 있는 데이터의 수인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 장치.
  9. 삭제
  10. 선입선출부가 채널 복호기로부터 출력되는 TS 패킷을 입력받은 후, 버퍼링하여 트랜스포트 역다중화기로 출력하는 단계와;
    상기 선입선출부에 입력된 유효한 TS 데이터의 전송율과 일치하도록 생성된 게이티드 클럭의 주파수를 이용하여 게이티드 클럭을 발생한 후, 이를 상기 선입선출부로 출력하는 단계; 및
    상기 선입선출부의 데이터 수가 일정 임계치에 도달하기까지 읽기를 불가능하게 하고, 상기 선입선출부의 읽기가 가능해지면 계속 유효한 상태를 유지하도록 리드 인에이블 신호를 출력하는 단계를 포함하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 TS 패킷은,
    채널 복호기의 출력 데이터 바이트인 DATA_in[7:0]과,
    패킷의 시작 위치(MPEG 동기 바이트의 위치)를 알려주는 신호인 SOP_in과,
    채널 복호기의 출력 데이터가 유효한 데이터인지 여부를 판단하는 VALID_in과,
    현재의 TS 패킷에 오류가 있는지 알려주는 신호인 ERROR_in 및
    상기 SOP_in, VALID_in, ERROR_in 중 적어도 어느 하나의 신호를 위한 클럭인 CLK_in을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법.
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 게이티드 클럭을 상기 선입선출부로 출력하는 단계는,
    유즈드 워드(used word)를 입력받아서 게이티드 클럭의 주파수를 조정하여, 실제 데이터율과 상기 게이티드 클럭의 주파수의 차이를 보상해주는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 유즈드 워드는,
    상기 선입선출부에 남아 있는 데이터의 수인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 TS 패킷 버퍼링 방법.
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