KR100943927B1 - 비디오 정보를 나타내는 디지털 비트 스트림을 수신하는 시스템 내에서 상기 디지털 비트 스트림을 디코딩하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

수신기 시스템(12)은 전송되는 채널의 수, 신호 코딩 형태 및 변조 포맷에서 가변적인 방송 신호에 자동적이며 적응적으로 동조된다(20). 시스템은 다수의 다른 포맷 중 하나로 엔코드되고 다수의 전송 채널중 하나로 전송되는 비디오 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 수신한다. 상기 시스템은 다수의 채널맵(map)을 포함하는 프로그램 가이드 정보를 확인하고 포착하기 위한 처리기(17,55,20,25,30,50)를 포함한다. 채널 맵은 전송 채널을 비디오 채널 출력과 결합시키고 상기 채널 맵은 또한 엔코딩 포맷과 결합된다. 상기 시스템은 또한 프로그램 가이드 정보에 응답하여 비디오 채널 출력을 제공하는 비트 스트림을 디코딩하기 위하여 적응 디코더(35, 40,45)를 포함한다.

Description

비디오 정보를 나타내는 디지털 비트 스트림을 수신하는 시스템 내에서 상기 디지털 비트 스트림을 디코딩하기 위한 장치{APPARATUS FOR DECODING THE DIGITAL BITSTREAM IN A SYSTEM FOR RECEVING A DIGITAL BITSTREAM REPRESENTING VIDEO INFORMATION}
본 발명은 디지털 신호 처리에 관한 것으로, 특히 가변 방송 엔코딩 포맷으로 엔코드된 입력 데이터로부터 유도된 비디오 데이터 및 프로그램 가이드 정보의 포착 및 처리에 관한 것이다.
비디오 처리 및 이의 저장 응용에 있어서, 디지털 비디오 데이터는 전형적으로 공지된 표준의 기준을 따르도록 엔코딩된다. 넓게 채택된 이와 같은 표준의 하나는, 이후로 MPEG 표준으로 언급되는, MPEG2(동화상 전문가 그룹) 영상 엔코딩 표준이다. MPEG 표준은 시스템 엔코딩부(ISO/IEC 13818-1, 1994.6.10)와 비디오 엔코딩부(ISO/IEC 13818-2, 1995.1.20)로 구성되고, 이들은 이후로 MPEG 시스템 표준 및 MPEG 비디오 표준으로 각각 언급된다. MPEG 표준으로 엔코드된 비디오 데이터는 전형적으로 많은 프로그램 채널의 데이터 내용(예컨대, 케이블 텔레비전 채널(1-125)에 대응하는)을 포함하는 패킷화된 데이터 스트림의 형태이다. 패킷화된 데이 터 스트림을 디코드하고 표시를 위해 선택된 프로그램 채널의 비디오 데이터 내용을 회복하는 디코더를 위하여, 선택된 프로그램 채널을 포함하는 개별 패킷은 확인되고 조합되어져야만 한다.
선택된 프로그램 채널의 내용을 회복하기 위하여, 프로그램 가이드 내의 정보는 선택된 프로그램을 구성하는 개별 데이터 패킷을 확인하고 조합하는데 사용된다. 이러한 목적을 위하여, 프로그램 가이드 데이터는, 비디오 디코더로 입력되는 프로그램 데이터 스트림으로부터 획득된다. 프로그램 가이드 데이터는 선택된 프로그램을 디코드하기에 충분한 마스터 프로그램 가이드(MPG)로 구성된다. 일단 형성이 되면, MPG는 선택된 프로그램을 디코드하기 위하여 사용될 수 있거나, 또는 선택된 프로그램의 데이터 내용과 함께 다른 응용 장치에 전송된다. 그러나, 일부 비디오 전송 시스템에 있어서, 가변 방송 엔코딩 포맷으로 엔코드된 프로그램 가이드 데이터로부터 MPG를 획득하고 구성할 필요가 있다.
가변 방송 엔코딩 포맷은 잡음에 강한 방송 신호의 증대된 레벨을 선택적으로 제공하는 무선 지상 비디오 방송 시스템에서 사용된다. 그러나, 증대된 잡음 면역성을 제공하는 방송 엔코딩 포맷은 또한 증가된 전송 대역폭을 필요로 한다. 가변 방송 엔코딩 포맷을 사용하는 시스템의 예는 가시선(line-of-sight) 전송 시스템을 사용하는 독점적인 복수 점 초단파 분배 시스템(MMDS: Multipoint Microwave Distribution System)이다. 이와 같은 시스템에 있어서, 잡음에 대한 높은 정도의 면역성 방송 신호를 제공하는 엔코딩 포맷은 높은 에러 정정 코딩 비용에 직면하고, 결과적으로 큰 전송 대역폭을 필요로 한다. 마찬가지로, 고정된 전송 대역폭에 대해, 높은 정도의 잡음 면역성을 갖는 방송 신호를 제공하는 것은 얻어질 수 있는 정보 처리량을 감소시킨다. 더욱이, 사용된 엔코딩 포맷은, 대기의 또는 전망 특성과 관련된 수신 조건에서의 변동을 수용하기 위하여, 임시적인 또는 지형학적인 기초에 따라 변화할 수 있다.
방송 변조 및 에러 정정 코딩 포맷에서의 변동과 관련된 희망 전송 대역폭은 가변 엔코딩 포맷을 디코딩 및 호환 MPG를 획득하는데 있어서 비디오 수신기에 문제를 야기한다. 이들 문제는 본 발명에 따른 시스템에 의해 해결된다.
가변 방송 엔코딩 포맷의 사용은, 프로그램 데이터 내용을 위하여 유용한 전송 대역에서의 변동을 야기한다. 본 발명자는 가변 방송 엔코딩 포맷을 사용하여 전송되는 프로그램 채널의 수는 엔코딩 포맷과 관련하여 변화될 수 있음을 인식하 였다. 더욱이, 다수의 프로그램 채널은 시간에 대하여 또한 지형학적인 방송 영역에 대해 변화할 수 있다.
본 발명자는 또한 수신기 시스템이 가변 방송 엔코딩 포맷과 가변 프로그램 채널 수를 적응적으로 수신할 수 있는 것이 바람직하다는 것을 인식하였다. 이것은 방송 시스템의 신호 잡음 면역이 특정 방송 영역의 요구에 맞추어질 수 있게 한다. 예컨대 산악 지형으로 인해 수신 조건이 손상받는 특정 방송 영역에 있어서 높은 방송 신호 면역을 제공하도록, 이 수신기는 구성될 수 있다.
공지된 수신기 시스템은, a) 전송되는 채널의 수 및 주파수 할당, b) 예컨대 격자 또는 비격자 코드화의 신호 코딩 식 및 c) 64 또는 256 심벌 배열을 사용하는 포맷의 변조 포맷에서 가변적인 방송 신호에 자동적으로 또한 적응적으로 동조를 맞춘다.
본 발명의 원리에 따라서, 시스템은 다수의 다른 포맷 중 하나로 엔코드된 비디오 정보를 나타내고 다수의 전송 채널 중 하나로 전송되는 디지털 비트 스트림을 수신한다. 상기 시스템은 다수의 채널 맵을 포함하는 프로그램 가이드 정보를 확인하고 포착하기 위한 처리기를 포함한다. 채널 맵은 전송 채널을 비디오 채널 출력과 결합시키고, 상기 채널 맵은 또한 엔코딩 포맷과 결합된다. 상기 시스템은 또한 프로그램 가이드 정보에 응답하여 비디오 채널 출력을 제공하는 비트 스트림을 디코딩하기 위하여 적응 디코더를 포함한다.
본 발명의 특징에 있어서, 상기 처리기는 프로그램 가이드 정보로부터의 원 하는 비디오 채널 출력과 관련된 전송 채널 및 방송 엔코딩 포맷을 결정하고 상기 적응 디코더는 결정된 포맷에 응답하여 원하는 비디오 채널을 제공한다.
상술된 바와 같이, 본 발명은, 방송 변조 및 에러 정정 코딩 포맷에서의 변동과 관련된 희망 전송 대역폭이 가변 엔코딩 포맷을 디코딩 및 호환 MPG를 획득하는데 있어서 비디오 수신기에 문제를 야기하는 것을 해결할 수 있다.
도 1은 표시를 위한 가변 방송 엔코딩 포맷의 신호를 복조하고 디코딩하기 위한 본 발명의 원리에 따른 수신기 시스템의 블록도이다. 수신기 시스템은, a) 전송되는 채널의 수 및 주파수 할당, b) 예컨대 격자 또는 비격자 코드화의 신호 코딩 형태 및 c) 64 또는 256 심벌 배열을 사용하는 포맷의 변조 포맷에서 가변적인 방송 신호에 자동적으로 또한 적응적으로 동조를 맞춘다. 코딩 형태와 변조 포맷을 나타내는 파라메터는, 가변 방송 엔코딩 포맷의 수신 및 디코딩을 용이하게 하기 위하여, 전송된 신호 내의 프로그램 가이드 정보에 유리하게 결합된다.
가변 방송 엔코딩 포맷을 적응적으로 수신하는 도 1의 수신기 시스템의 능력은 방송 시스템의 신호 잡음 면역을 특정 방송 영역의 요구에 맞춰지도록 한다. 수신기는 예컨대, 수신 조건이 산악 지형으로 인해 손상받는 특정 방송 영역에서 높은 방송 신호 잡음 면역을 제공하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 모드에 있어서, 수신기는 예컨대 64 개의 소자(양호하게는 256 소자)와 격자 코드화 데이터를 사용하여 잡음에 덜 민감한 변조 포맷으로 구성될 수 있다. 그러나, 증대된 잡음 면역 엔코딩은, 프로그램 데이터 내용에 대해 보다 좁은 대역폭이 유효하고 따라서 보다 적은 프로그램 채널이 전송될 수 있는, 보다 큰 신호 대역폭을 요구한다. 결과적으로, 도 1의 수신기는 전송되는 채널의 수 및 주파수 할당에서의 변화에 적응된다.
공지된 시스템이 MPEG 호환인 가변 방송 엔코딩 포맷을 수신하기 위한 시스템의 개념으로 설명되었지만, 이것은 예를 들기 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 원리는 전송 채널의 수 및 주파수 할당에서 변화할 수 있는 시스템 또는 코딩 형태 또는 변조 포맷이 변화할 수 있는 시스템에 적용될 수 있다. 이와 같은 시스템은, 예컨대 다른 형태의 엔코드된 데이터 스트림을 포함하고 프로그램 가이드 정보를 수행하는 다른 방법을 포함하는 비MPEG 호환 시스템을 포함할 수 있다. 더욱이, 개시된 시스템이 방송 프로그램을 처리하는 것으로 설명되었지만, 이것은 예를 들기 위한 것일 뿐이다. '프로그램'이란 용어는, 전화 메시지, 컴퓨터프로그램, 인터넷 데이터 또는 다른 통신 정보와 같은 임의의 형태의 패킷화된 데이터를 나타내기 위하여 사용된다.
개략적으로, 도 1의 비디오 수신 시스템(12)에 있어서, 비디오 데이터로 변조된 캐리어는 안테나(15)에 의해 수신되고 유니트(20)에 의해 처리된다. 결과의 디지털 출력 신호는 복조기(25)에 의해 복조된다. 디코더(30)에 의해 선택적으로 디코드되는 유니트(25)로부터의 복조된 출력은 격자 디코더(40)에 의한 선택격자 디코딩에 뒤이어 멀티플렉서(MUX)(35, 45)를 통해 유니트(50)에 공급된다. MUX(45)로부터 선택적으로 격자 디코드된 출력은 유니트(50)에 의해 바이트 길이의 데이터 세그먼트로 맵핑되고(mapped), 디인터리브(deinterleave) 및 리드-솔로몬(Reed- Solomon) 에러정정된다. 유니트(50)로부터 정정된 출력 데이터는 MPEG 호환 운송 처리기(55)에 의해 처리되고, 이 운송 처리기는 헤더 정보의 분석에 기초한 형태에 따라 데이터를 분리하고, 후속하는 비디오 데이터 압축해제에 사용되는 동기화 및 에러 표시 정보를 제공한다. 처리기(55)로부터의 압축된 비디오 및 오디오 출력 데이터는, 오디오 및 비디오 출력 데이터를 오디오 처리기(70) 및 비디오 처리기(65)에 제공하기 위하여, MPEG 디코더(60)에 의해 압축해제된다. 처리기(65, 70)는 유니트(75)에 의한 재생에 적합하도록 오디오 및 비디오 신호의 포맷을 지정한다.
비디오 수신기 사용자는 원격 제어 유니트(간략히 하기 위해 도시 안함)를 사용하여 비디오 채널 또는 온-스크린 메뉴를 보기 위하여 프로그램 가이드 등을 선택한다. 시스템 제어기(17)는, 차동 및 비차동 코드, 격자 및 비격자 코드, 및 64 또는 256 요소 심벌의 배열을 포함하는 입력 신호 변조 포맷을 포함하는 입력 신호 코딩 형태를 수신, 복조 및 디코드하는 도 1의 구성 요소를 적절하게 구성하기 위하여, 원격 제어 유니트로부터 제공된 선택 정보를 사용한다. 도 1의 구성 요소(20, 25, 30, 40, 50 및 55)는, 이들 구성 요소 내의 제어 레지스터값을 설정하고 양방향의 데이터 및 제어 신호 버스(C)를 사용하여 MUX(35, 45)를 통해 신호 경로를 선택함으로써, 입력 신호 형태를 위하여 개별적으로 구성된다. 유니트(20, 25, 30, 40 및 50)에 의해 실현되는 복조 및 디코더 기능은 개별적으로 공지된 것이고, 예컨대 Lee 및 Messerschmidt에 의한 참조 문헌 디지털 통신(1988, 미국 매사추세츠주, 보스턴, Kluwer Academic 출판사)에 일반적으로 설명되어 있음을 주목해야 한다.
도 1을 상세하게 고려하면, 안테나(15)에 의해 수신된 비디오 데이터로 변조된 캐리어는 디지털 형태로 변환되고, 입력 처리기(20)에 의해 처리된다. 처리기(20)는 무선 주파수(RF) 튜너와 중간 주파수(IF) 믹서 및 입력 비디오 신호를 다른 처리를 위해 적합한 낮은 주파수 대역으로 다운 변환을 위한 증폭 단계를 포함한다. 이 시스템의 예에 있어서, 안테나에 의해 수신된 입력 신호는 33 개의 물리적인 전송 채널(PTCs 0-32)을 포함한다. 각 물리적인 전송 채널(PTC)은 6 MHz의 대역폭을 할당받고, 예컨대 케이블 TV 채널(2-7)에 대응하는 6개까지의 비디오 채널을 포함한다.
전형적인 목적을 위하여 비디오 수신기 사용자는 시청하기 위한 비디오 채널(SC)을 원격 제어 유니트(도면의 간략화를 위해 도시 안함)를 사용하여 선택하는 것으로 간주한다. 시스템 제어기(17)는, 선택된 비디오 채널(SC)에 대응하는 PTC를 수신하는 시스템(12)의 구성 요소를 적절하게 구성하도록 제어 유니트로부터 제공된 선택 정보를 사용한다. 다운 변환에 뒤이어, 선택된 PTC를 위한 유니트(20)로부터의 출력 신호는 6 MHz의 대역폭과 119 내지 405 MHz 범위 내의 중심 주파수를 갖는다.
제어기(17)는, 무선 주파수(RF) 튜너와 중간 주파수(IF) 믹서로 구성되고, 선택된 PTC를 수신하기 위한 유니트(20)의 증폭 단계를 구성한다. 선택된 PTC를 위한 다운-변환된 주파수 출력은 유니트(25)에 의해 복조된다. 복조기(25)의 기본 기능은 캐리어 주파수의 회복 및 추적, 전송된 데이터 클록 주파수의 회복 및 비디오 데이터 자체의 회복이다.
유니트(25) 내의 캐리어 회복 루프는 기본 대역의 비디오 정보를 회복하기 위하여 유니트(20)로부터의 출력을 처리한다. 유니트(20)로부터의 데이터는 각 심벌이 할당된 디지털값으로 표시되는 심벌 시퀀스를 나타내는 2진 데이터 스트림이다. 심벌 세트는 공지된 바와 같이 심벌 배열로 불리는 점들의 한 세트로서 복소수 평면 내에서 표시될 수 있다. 시스템(12)에 입력되는 가변 방송 신호 포맷은 64 또는 256 점의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulated: QAM)된 심벌 배열을 사용한다. 유니트(25) 내의 캐리어회복 루프 기능은, 공지된 바와 같이 전송 채널에 의해 야기되는 캐리어 주파수 내의 위상 및 주파수 지터(jitter)에 의한 심벌 점의 옵셋과 심벌 점의 회전을 보상하고, 저 잡음 블록(LNB) 다운 변환기 내의 발진기의 불안정을 보상한다.
캐리어 회복 루프인 유니트(25)는, 선택된 PTC의 전송된 캐리어 주파수와 유도된 캐리어 주파수 사이의 주파수 에러에 의해 야기된 심벌 점의 회전을 나타내는 캐리어 옵셋값을 유도한다. 유도된 캐리어 옵셋값은, 이 주파수 에러에 의해 유도된 심벌 회전을 보상하기 위하여, 캐리어 회복 루프인 유니트(25)에 의해 사용된다. 예증적인 실시예에서 캐리어 옵셋값은 다른 PTC 사이에서 크게 변화시키지는 않는다. 결과적으로, 캐리어 옵셋값이 한 PTC에 대해 한번 유도되면, 제어기(17)에 의해 저장되고, 다른 PTC에 시스템(12)을 다시 동조시키기 위하여 캐리어 회복 루프인 유니트(25)에 인가된다. 시스템(12)을 다른 PTC에 다시 동조시키기 위해 요구되는 시간은, 옵셋값이 회복 루프의 집중을 가속시키기 때문에, 저장된 캐리어 옵셋값을 캐리어 회복 루프인 유니트(25)에 인가함으로써 감소된다. 주파수 변동과, 캐리어 옵셋 루프에 영향을 미치는 다른 변동을 보상하기 위하여, 제어기(17)는 캐리어 옵셋값이 주기적으로 유도되고 갱신되도록 한다. 시스템(12)은, 캐리어 회복 루프 보상에 사용하기 위한 각 PTC에 특정 캐리어 옵셋값을 유도하기 위하여, 선택적으로 구성될 수 있다.
복조기 유니트(25)는, 공지된 바와 같이, 전송 채널 동요를 보상하기 위한 목적을 위한, 또한 중간-심벌의 간섭을 줄이기 위한 캐리어 회복 루프와 관련하여 사용되는 이퀄라이저 기능을 구체화한다. 덧붙여, 유니트(25) 내의 슬라이서(Slicer)는, 복조기(25)로 입력되는 데이터의 심벌 시퀀스를 회복하기 위하여, 캐리어 회복 루프로부터 정정된 출력에 일련의 결정 임계값을 제공한다. 이 슬라이서는 구성 제어 신호(C)에 따라 64점 또는 256점 QAM 심벌 배열을 위하여 제어기(17)에 의해 구성된다. 유니트(25)로부터의 출력되는 회복된 비디오 데이터는 차동 디코더(30)에 공급된다.
유니트(25)는 또한, 전송기 클록에 대응하고, 처리기(20), 복조기(25) 및 차동 디코더(30)의 동작 타이밍을 위하여 사용되는, 샘플링 및 동기화 클록을 회복한다. 이 클록은, 슬라이서 입력 및 출력 데이터의 비교에 기초하여 위상 및 타이밍 에러를 분할하는 공지된 방법에 따라, 유니트(25) 내에서 유도된다. 유도된 에러 신호는 필터링되고 클록을 생성하기 위하여 전압 제어 수정 발진기의 제어 입력에 인가된다. 선택적으로 심벌 속도의 두 배 이상인 주파수의 클록이 샘플링 클록으로 사용될 수 있다.
복조기(25)의 출력은 선택적으로 유니트(30)에 의해 차동적으로 디코드되고, 멀티플렉서(35)에 전달된다. 차동 엔코딩/디코딩은 유도된 캐리어 및 회복된 심벌 배열 내의 잠재적인 위상의 모호성과 관련된 문제를 극복하기 위하여 사용되는 공지된 기술이다.
제어기(17)는, 입력 데이터 내의 파라메터로부터 입력 데이터가 격자 디코드될 것인 지 또는 반복적인 초기화 처리의 부분으로서 격자 디코딩을 임의로 선택할 것인 지를 결정한다. 이 초기화 처리는, 이후에 도 2를 참조하여 설명되는 바와 같이, 수신된 입력 데이터를 획득하고 이를 디코드하도록 시스템(12)을 적절하게 구성하기 위하여 사용된다. 제어기(17)가 격자 디코딩 모드를 선택한다면, 디코더(30)로부터의 차동적으로 디코드된 데이터 또는 유니트(25)로부터 복조된 데이터는 MUX(35)를 통해 격자 디코더(40)로 전달된다. 디코더(40)는, MUX(35)로부터의 격자 디코드된 데이터 내의 코드 시퀀스를 검출하기 위하여, 공지된 격자 디코딩 원리를 적용한다. 디코더(40)는 MUX(35)로부터 수신된 데이터 심벌로부터 엔코더에 의해 격자 엔코드된 비트의 가장 유사한 대응 비트 시퀀스를 결정하여 대응하는 전송된 데이터 심벌을 확인한다. 최종 회복된 원래의 데이터는 MUX(45)를 통해 유니트(50)에 제공된다. 그러나, 제어기(17)가 비격자 디코딩 모드를 선택한다면, 디코더(30)로부터의 차동 디코드된 데이터 또는 유니트(25)로부터의 복조된 데이터는, 격자 디코더(40)를 우회하여 MUX(35, 45)를 통해 유니트(50)에 제공된다.
MUX(45)로부터의 출력은 바이트 길이의 데이터 세그먼트로 맵핑되고, 유니트(50)에 의한 공지된 원리에 따라 디인터리브 및 리드-솔로몬 에러 정정된다. 덧붙여, 유니트(50)는 제어기(17)에 순방향 에러 정정(FEC) 타당성 또는 로크 표시를 제공한다. 리드-솔로몬 에러 정정은 순방향 에러 정정의 공지된 형식이다. FEC 로크 표시는, 리드-솔로몬 에러 정정이 정정될 데이터에 대한 동기가 맞춰지고, 유효한 출력을 제공함을 나타낸다.
유니트(50)로부터 정정된 출력 데이터는 MPEG 호환 운송 처리기(55)에 의해 처리된다. 특정 프로그램 채널 내용 또는 프로그램 가이드 정보를 포함하는 개별 패킷은 이들의 패킷 확인자(PID)에 의해 확인된다. 처리기(55)는 헤더 정보 내에 포함된 패킷 확인자(PID)의 분석에 기초한 형태에 따라 데이터를 분리하고, 후속하는 비디오 데이터 압축해제에 사용되는 동기화 및 에러 표시 정보를 제공한다.
선택된 프로그램 채널을 포함하는 개별 패킷은 마스터 프로그램 가이드(MPG)에 포함된 PID를 사용하여 확인되고 모아져 정리된다. 그러나, MPG 패킷을 확인하는 PID는 미리 결정되고 제어기(17)의 내부 메모리에 저장된다. 그러므로, 제어기(17)가 유니트(50)에 의해 제공된 FEC 로크 표시로부터 시스템(12)이 운송 처리기(55)에 유효한 데이터를 생산한다고 결정한 후, 모든 PTC에 존재하는 MPG는 부가적인 PID 정보 없이 획득될 수 있다. 제어 신호(C)를 사용하여, 제어기(17)는 MPG를 포함하는 데이터 패킷을 선택하는 운송처리기(55)를 구성한다. 처리기(55)는 MUX(45)에 의해 제공된 인입 패킷의 PID를 제어기(17)에 의해 유니트(55) 내의 제어 레지스터 내에 미리 로드된 PID값과 부합시킨다. 제어기(17)는 처리기(55)에 의해 확인되고 포착된 MPG 패킷을 억세스하고 모아 정리함으로써 완전한 MPG를 획득한다.
처리기(55)와 관련하여 제어기(17)가 개별 프로그램을 포함하는 데이터 패킷 을 확인할 수 있도록 하는 MPG 내의 정보는 채널 맵(channel map)으로 불린다. 더욱이 MPG는 유리하게 채널 맵 정보를 포함하고, 이 채널 맵 정보는 모든 PTC와 다른 방송 엔코딩 포맷을 위한 개별 프로그램을 포함하는 패킷의 확인을 가능토록 한다. 다른 채널 맵핑은 다른 방송 엔코딩 포맷과 관련된다, 그 이유는 유용한 물리적인 전송 채널 (PTC)의 최대 숫자는 특정 엔코딩 포맷을 위한 유용한 전송 대역폭에 의해 결정되기 때문이다. 이전에 설명한 바와 같이, 보다 큰 신호 잡음 면역성을 제공하는 엔코딩 포맷의 사용은, 프로그램 내용 전송을 위해 이용할 수 있는 보다 좁은 대역폭을 초래한다. 채널 맵핑은, 다른 방송 영역 내의 전송 프로그램 내용내의 변동을 허용하거나, 또는 정상 방송 동작 내에서 서비스의 변화 즉, 부가 또는 삭제를 허용하기 위하여, 변동될 수 있다.
제어기(17)는, 사용자가 시청을 위해 선택한 비디오 채널(SC)을 포함하는 패킷을 확인하기 위하여, 획득된 MPG 내의 채널 맵 정보를 사용한다. 처리기(55)는 MUX(45)에 의해 제공된 인입 패킷의 PID를 제어기(17)에 의해 유니트(55) 내의 제어 레지스터 안에 미리 로드된 비디오 채널(SC)의 PID값과 부합시킨다. 이 방법에 있어서, 처리기(55)는 비디오 채널(SC) 패킷을 획득하고, 선택된 비디오 채널(SC)프로그램 내용을 나타내는 압축된 비디오 및 오디오 데이터를 함유하는 MPEG 호환 데이터 스트림으로 이들을 구성한다.
처리기(55)로부터의 압축된 비디오 및 오디오 출력 데이터는, 오디오 및 비디오 출력 데이터를 오디오 처리기(70)와 비디오 처리기(65)에 제공하기 위하여, MPEG 디코더(60)에 의해 압축해제된다. 처리기(65,70)는 유니트(75)에 의한 재생에 적합하도록 오디오 및 비디오 신호의 포맷을 지정한다. 처리기(55)에 의해 출력되는 MPG를 포함하는 MPEG 호환 데이터 스트림은 저장을 위하여 저장 장치(도면을 간략히 하기 위해 도시 안됨)에 선택적으로 제공될 수 있다.
제어기(17)는, 처리기(20), 복조기(25), 차동 디코더(30) 및 격자 디코더(40)의 동조를 맞추고, 도 1과 관련하여 이전에 설명한 바와 같이, 가변 방송 엔코딩 포맷의 신호를 수신하도록 이들을 구성하기 위하여, 도 2의 처리를 채용한다. 도 2의 처리는 시스템(12)을 자동적으로 또한 적응적으로 동조를 맞춰, a) 전송되는 채널의 수 및 주파수 할당, b) 예컨대 격자 또는 비격자 코드화의 신호 코딩 형태 및 c) 64 또는 256 요소의 심벌 배열을 사용하는 변조 포맷인 변조 포맷에서 가변적인 신호를 수신하도록 한다. 유니트(50)(도 1)에 의해 제공된 FEC 로크 표시가 로크가 아직 이루어지지 않았음을 나타낼 때, 도 2의 처리가 사용된다. 이와 같은 조건은 예컨대, 전원이 인가되는 최초의 시간 또는 엔코더에 있어서 뒤따르는 방송 엔코딩 포맷 변화 시에 발생할 수 있다. 도 2의 처리예에 있어서, 시스템(12)에 대한 입력 데이터는 차동 코드 및 격자 코드화되거나, 또는 차동 코드화도 안되며, 격자 코드화도 되지 않는다.
도 2의 단계(100)의 시작에 뒤이어, 캐리어 옵셋값이 도 1과 관련하여 이전에 설명한 방법으로 단계(105)에서 유도된다. 캐리어 옵셋값은 초기 PTC 즉 PTC=0에 대해 유도되고, 단계(105)에서 제어기(17)에 의해 캐리어 회복 루프인 유니트(25)에 인가된다. 단계(110)에서 제어기(17)는, 제 1의 PTC(PTC=0)에 대해 시작하여 PTC 중의 하나에 대한 FEC 로크가 이루어질 때까지, 각 PTC에 대해 도 2의 처 리 단계(115 내지 150)를 반복적으로 실행하도록 프로그램된다.
단계(115)에 있어서, 제어기(17)는 64 QAM 변조 포맷의 심벌 배열을 위하여 복조기(25)를 구성하고, 복조기(25)로부터의 출력을 디코더(30)와 격자 디코더(40)를 우회하여 유니트(50)에 제공하기 위하여 MUX(35 및 45)를 구성한다. 제어기(17)가 단계(17)에서 FEC 로크가 유니트(50)에 의해 획득되었다고 결정하면, 제어기(17)는 64 QAM 변조 포맷을 위한 복조기(25)를 구성하기 위하여 단계(125)를 수행한다. 덧붙여, 단계(125)에서 제어기(17)는, 차동적으로 디코드되고 격자 디코드된 데이터를 MUX(35, 45)를 통해 유니트(50)에 제공하도록, 복조기(25)로부터의 출력 데이터를 차동적으로 디코드하고 격자 디코드하는 디코더(30, 40)를 구성한다.
제어기(17)가 단계(130)에서 FEC 로크가 유니트(50)에 의해 획득되어졌다고 결정하면, 제어기(17)는 256 QAM 변조 포맷 심벌 배열을 위한 복조기(25)를 구성하기 위해 단계(135)를 수행한다. 또한, 제어기(17)는 단계(135)에서 복조기(25)로부터의 출력 데이터를 디코더(30)와 격자 디코더(40)를 우회하여 유니트(50)에 제공하기 위하여 MUX(35, 45)를 구성한다. 제어기(17)가 단계(140)에서 FEC 로크가 유니트(50)에 의해 획득되어졌다고 결정하면, 제어기(17)는 256 QAM 변조 포맷을 위한 복조기(25)를 구성하기 위해 단계(145)를 수행한다. 또한, 단계(145)에서 제어기(17)는, 차동적으로 디코드되고 격자 디코드된 데이터를 MUX(35, 45)를 통해 유니트(50)에 제공하도록, 복조기(25)로부터의 출력 데이터를 차동적으로 디코드하고 격자 디코드하는 디코더(30, 40)를 구성한다.
단계(150)에서 제어기(17)가, 각 PTC(PTC(0 내지 32))에 대해 단계(115 내지 150)를 반복한 후, 유니트(50)가 FEC 로크를 아직 획득하지 않았다고 결정하면, 제어기(17)는 단계(155)에서 시스템 에러의 표시를 사용자에게 제공한다. 이것은 패널의 광 표시, 또는 재생 장치(75) 상의 디폴트 화상 표시, 또는 전화선에 의해 운반되는 에러 메시지의 형태 또는 결함 표시의 다른 형태를 취할 수 있다. 그러나, 유니트(50)가 단계(120, 130, 140 또는 150)에서 임의의 PTC에 대해 FEC 로크를 획득한다면, 제어기(17)는 단계(160)를 수행한다. 제어기(17)는 단계(160)에서 제어기(17)는 그 내부 메모리에 PTC를 위한 캐리어 옵셋 값, 변조 포맷(64 또는 256 QAM) 및 코딩 형태(격자 또는 비격자 코드화된)를 저장하고, FEC 로크는 이 PTC를 위하여 획득되어졌다. 단계(155 또는 160)의 종료에 뒤이어, 도 2의 처리는 단계(165)에서 종료된다.
제어기(17)는 복수의 물리적인 전송 채널(PTC)을 포함하는 입력 신호로부터 마스터 프로그램 가이드(MPG)를 획득하기 위하여 도 3의 처리를 채용한다. 도 3의 처리는 시스템(12)을 특정 PTC에 동조를 맞추기 위한 도 2의 처리에 뒤이어 사용된다. 그러나, 도 3의 처리는, 엔코더에서의 방송 엔코딩 포맷 변화를 뒤따르는 것과 같은 새로운 MPG의 획득이 요구될 때마다, 채용될 수 있다.
도 3의 단계(200)에서의 시작에 뒤이어, 제어기(17)는 MUX(45)(도 1)로부터 출력되는 데이터를 MPG 데이터 패킷에 대해 검색한다. 도 1과 관련하여 이전에 설명된 바와 같이, 제어기(17)는 단계(205)에서 처리기(55) 내의 내부 레지스터를 MPG PID값으로 사전에 로드시킨다. 처리기(55)는 MPG PID값을 MUX(45)로부터 데이터 패킷 입력의 PID값에 대항시키고, 확인된 MPG 데이터 패킷을 포착한다. 단 계(210)에서의 MPG 데이터 패킷의 검출에 뒤이어, 제어기(17)는 단계(240)에서 처리기(55)에 의해 포착된 MPG 패킷을 내부 메모리로 전달한다. 제어기(17)는, 완전하고, 유효하며 에러로부터 자유로운 MPG가 내부 메모리에 획득되고, 디코드되고 또한 모아질 때까지, 단계(240)를 지속한다. 제어기(17)가 단계(245)에서 완전하고, 유효하며 에러로부터 자유로운 MPG가 획득되었다고 결정하면, 도 3의 처리의 실행은 완성되고 단계(260)에서 종료된다.
제어기(17)가 단계(245)에서 완전하고 유효하며 에러로부터 자유로운 MPG가 획득되지 않았다고 결정하면, 제어기(17)는 단계(215)에서 다음의 PTC 즉, 현재의 PTC가 0이라면 PTC 번호는 1을 수신하기 위하여 시스템(12)을 구성한다. 또한, MPG 데이터 패킷이 단계(210)에서 처리기(55)에 의해 검출되지 않는다면, 제어기(17)는 유사하게 단계(215)에서 다음의 PTC를 수신하도록 시스템(12)을 구성한다. 그러나 제어기(17)가 단계(220)에서 모든 유효한 PTC가 성공 없이 검색되었다고 결정하면, 제어기(17)는 단계(230)에서 사용자에게 시스템 에러를 표시한다. 이것은 패널의 광 표시, 또는 재생 장치(75) 상의 디폴트 화상 표시, 또는 전화선에 의해 운반되는 에러 메시지의 형태 또는 결함 표시의 다른 형태를 취할 수 있다.
제어기(17)가 단계(220)에서 모든 유효 PTC가 검색되지 않았다고 결정하면, 제어기(17)는 단계(225)에서 단계(215)(도 3)에서 선택된 PTC를 위하여 단계(115)(도 2)로부터 이전에 설명한 도 2의 동조 처리를 수행한다. 도 2의 처리중 이 부분은 시스템(12)을 단계(215)(도 3)에서 선택된 PTC에 동조를 맞추기 위해 사용된다. 단계(225)의 새로운 PTC에 시스템(12)의 동조를 맞춘 후, 제어기(17)는 단 계(205)로 시작하는 MPG를 획득하기 위한 도 3의 처리를 반복한다. 도 3의 처리의 실행은, 단계(230)에서 에러 표시의 생성 이후, 및 단계(245)와 성공적인 MPG의 포착 이후, 단계(260)에서 완성되고 종료된다.
제어기(17)는 복수의 물리적인 전송 채널(PTC)과 가변 변조 및 코딩 포맷을 포함하는 입력 신호로부터 표시를 위해 선택된 비디오 채널 또는 프로그램 가이드 정보를 제공하기 위하여 도 4의 처리를 채용한다. 도 4의 처리는, 예컨대 도 3의 처리에 의한 MPG의 포착에 뒤이어, 사용된다.
도 4의 단계(300)의 시작에 뒤이어, 단계(305)에서 제어기(17)는 원격 제어 유니트로부터 제공된 선택 정보로부터 사용자가 시청을 위한 비디오 채널 또는 프로그램 가이드를 요구하였는 지의 여부를 결정한다.
비디오 채널(SC)이 선택되었다면, 단계(310)에서 제어기(17)는 어느 PTC 상에서 이전에 저장된 MPG 정보를 사용하여 선택된 채널(SC)이 전송되는 지를 결정한다. 단계(315)에 있어서, 제어기(17)는 선택된 채널의 PTC가 시스템(12)이 현재 동조된 PTC와 다른 지의 여부를 결정한다. 선택된 채널의 PTC가 현재의 PTC로부터 다르다면, 단계(320)에서 제어기(17)는 요구되는 PTC의 캐리어 옵셋값, 변조 포맷(64 또는 256 QAM) 및 코딩 형태(격자 또는 비격자 코딩)에 대해 시스템(12)을 구성한다. 요구되는 PTC의 변조 포맷 및 코딩 형태는 저장된 MPG 데이터 내의 파라메터로부터 제어기(17)에 의해 결정된다. 요구되는 PTC에 대한 캐리어 옵셋값은 도 2의 포착 처리에서 이전에 결정되고 저장된 옵셋 데이터로부터 제어기(17)에 의해 얻어진다.
단계(325)에서 제어기(17)는 단계(115)(도 2)의 이전에 설명된 동조 처리를 수행한다. 도 2의 이 부분의 처리는, 단계(310)(도 3)에서 결정되고, 선택된 비디오 채널(SC)이 전송되는 PTC에 시스템(12)의 동조를 맞추기 위하여, 사용된다. 그러나, 단계(315)에서 선택된 비디오 채널(SC)의 PTC가 현재 시스템(12)이 동조가 맞춰진 PTC와 동일하다면, 제어기(17)는 단계(320 내지 325)를 우회하여 단계(330)에서 처리를 지속한다.
단계(330)에서 제어기(17)는 사용자가 시정을 위해 선택한 비디오 채널(SC)을 포함하는 패킷을 확인하기 위하여 MPG 데이터를 사용한다. 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 처리기(55)는 MUX(45)에 의해 제공된 인입 패킷의 PID를, 제어기(17)에 의해 유니트(55) 내의 제어 레지스터에 사전에 로드된 비디오 채널(SC)의 PID값과 부합시킨다. 이 방법에 있어서, 단계(335)에서 제어기(17)에 의해 관리되는 처리기(55)는 비디오 채널(SC) 패킷을 포착하고, 이들을 선택된 비디오 채널(SC) 프로그램 내용을 나타내는 압축된 비디오 및 오디오 데이터를 포함하는 MPEG 호환 데이터 스트림으로 형성한다.
단계(365)에서, 처리기(55)로부터 압축된 비디오 및 오디오 출력 데이터는, 제어기(17)에 의해 지시되는 바와 같이, 오디오 및 비디오 데이터를 오디오 처리기(70) 및 비디오 처리기(65)에 제공하기 위하여, MPEG 디코더(60)에 의해 압축해제된다. 또한, 단계(365)에서 처리기(65 및 70)는 유니트(75)에 의한 재생에 적합하도록 오디오 및 비디오 신호의 포맷을 지정한다. 도 4의 처리는 단계(370)에서 종료된다.
그러나, 단계(305)에서 비디오 수신기 사용자에 의한 시청을 위해 프로그램 가이드가 요구된다면, 단계(350)에서 제어기(17)는 특정 프로그램 가이드(SPG) 또는 MPG가 요구되었는 지의 여부를 결정한다. MPG는 매 PTC 마다 전송되고, 선택된 비디오 채널 프로그램 또는 SPG를 포함하는 패킷을 확인하고 모아 정리하기 위해 필요한 모든 정보를 포함한다. 대조적으로, SPG는 선택적인 가이드이고 PTC의 제한된 번호 즉 PTC=0에서만 전송될 수 있다. 더욱이, 몇 가지 다른 SPG가 있을 수 있고, 개별 SPG는 오직 선택된 비디오 채널에서만 정보를 포함할 수 있다.
도 4의 처리예에 있어서, SPG는 PTC 0에서 전송된다. 그러므로, 단계(350)에서 SPG는 시청을 위해 요구되고, 제어기(17)는 단계(360)에서 요구되는 PTC를 0으로 설정하고, 이전에 설명한 방법으로 단계(315)로부터 도 4의 처리의 실행을 지속한다. 그러나, 단계(350)에서 MPG가 시청을 위해 요구된다면, 단계(355)에서 제어기(17)는 이전에 내부 메모리에 저장된 MPG 데이터를 검색하고, 처리기(55)에 관련하여 MPG를 나타내는 데이터 스트림을 구성한다. 처리기(55)에 의해 제공된, 최종의 MPG를 나타내는 데이터 스트림은, 압축된 비디오 및 오디오 데이터를 포함하는 MPEG 호환 데이터 스트림이다. 단계(365)에서 처리기(55)로부터의 압축된 비디오 및 오디오 출력 데이터는 오디오 및 비디오 출력 데이터를 오디오 처리기(70) 및 비디오 처리기(65)에 제공하기 위하여, MPEG 디코더(60)에 의해 압축해제된다. 또한, 단계(365)에서 처리기(65, 70)는 유니트(75)에 의한 재생에 적합하도록 오디오 및 비디오 신호의 포맷을 지정한다. 도 4의 처리는 단계(370)에서 종료된다.
본 발명의 원리는 여기에서 설명한 바와 같은 MPG를 수용하는 데이터 스트림 의 구성, 엔코딩 및 전송에도 적용할 수 있다. 본 발명의 원리는, 모든 PTC와 다른 방송 엔코딩 포맷을 위한 개별 프로그램을 포함하는 패킷의 확인을 허용하는 MPG를 포함하는 채널 맵의 구성에 적용된다. 본 발명의 원리는 유사하게 변조 포맷과 코딩 형태를 나타내는 MPG를 포함하는 파라메터의 구성에 적용된다.
본 발명의 원리에 따라 구성된 데이터 스트림은 예컨대 비디오 서버 또는 전화선을 통한 PC 형태의 통신을 포함하는 다양한 응용에서의 통신을 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 원리에 따른 MPG를 수용하기 위해 형성된 비디오 프로그램의 데이터 스트림은 저장 매체에 기록될 수 있고, 다른 서버, PC 또는 수신기에 전송되거나 재방송될 수 있다. 더욱이, 비디오 프로그램은 예컨대 격자 코드화되거나 비격자 코드화된 형태로 저장될 수 있다.
프로그램이 격자 코드화된 형태로 저장된다면, 변조 및 코딩 형태 데이터를 포함하는 저장된 프로그램 가이드 정보는 프로그램의 재생 및 재방송 시에 후속하는 수신기에 의한 프로그램의 복조 및 디코딩을 손쉽게 한다. 프로그램이 비격자 코드화된 형태로 저장된다면, 저장된 매체로부터 프로그램을 검색할 때, 서버는 프로그램 가이드 내에 운반된 변조 및 코딩 형태의 데이터에 따라 프로그램을 변조 및 격자 코드화할 수 있다. 그후, 프로그램은 다른 수신기에 재전송될 수 있고, 프로그램의 변조와 디코딩을 손쉽게 하기 위하여, 다른 수신기는 프로그램 가이드 정보 내의 변조 및 코딩 형태 데이터를 사용할 수 있다. 마찬가지로, 프로그램의 재방송을 포함하는 이와 같은 비디오 서버 형태의 응용에 있어서, 서버는 프로그램 가이드 정보에 따른 전송을 위하여 프로그램 데이터를 재변조시킬 수 있다.
도 5는, 프로그램 가이드 정보를 형성하고, 이를 가변 방송 엔코딩 포맷으로 전송을 위해 비디오 프로그램 데이터 스트림에 결합하는 처리의 흐름도를 도시한다. 도 5의 단계(400)의 시작에 뒤이어, 각 PTS의 전송을 위해 사용될 변조 포맷과 코딩 형태를 나타내는 파라메터가 단계(405)에서 생성된다. 단계(410)에서, 각 PTC 상에 전송될 개별 비디오 프로그램과 이들이 수반하는 오디오 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 확인하는 채널 맵이 생성된다. 단계(405)에서 생성된 변조 포맷과 코딩 형태 표시 파라메터는 단계(415)에서 채널 맵 내에 결합되어, 하나의 PTC를 특정 방송 엔코딩 포맷과 특정 비디오 프로그램에 연관시킨다. 프로그램 가이드 포맷은 다양한 형태가 될 수 있다. 예컨대 이것은 MPEG 시스템 표준의 2.4.4절에 지정된 프로그램 상세 정보(PSI) 기준에 따를 수 있거나, 또는 1995년 4월 12일에 미국 진보 텔레비전 시스템 위원회(ATSC)에 의해 준비된 고품위 텔레비전(HDTV) 신호 표준인, HDTV 전송을 위한 디지털 텔레비전 표준에 따를 수 있다. 선택적으로, 이것은 특정 시스템의 독점적인 요구사항에 따라 구성될 수도 있다.
단계(420)에서 프로그램 가이드 정보는 채널 맵과 변조 포맷 및 코딩 형태 파라메터를 결합시키면서 구성된다. 프로그램 가이드 정보는, 비디오 출력 프로그램을 구성하도록, 단계(425)에서 선택된 비디오 프로그램 데이터 스트림내에 결합된다. 예컨대, 수신기, 비디오 서버 또는 저장 매체 상에 기록을 위한 저장 장치와 같은 다른 장치로의 전송에 적합하도록, 비디오 출력 프로그램 데이터는 단계(430)에서 추가로 처리된다. 단계(430)에서 수행되는 처리는, 데이터 압축 리드-솔로몬 엔코딩, 인터리빙, 스크램블링(scrambling), 선택적인 격자 엔코딩, 차동 엔코딩 및 변조와 같은 공지된 엔코딩 기능을 포함한다. 상기 처리는 단계(435)에서 완성되고 종료된다.
도 1의 구조는 배타적이지 않다. 본 발명의 원리에 따라 동일한 목적을 달성하기 위한 다른 구조가 나올 수도 있다. 더욱이, 도 1의 시스템(12)의 요소의 기능과 도 2 내지 도 5의 처리 단계는 전체적으로 또는 부분적으로 마이크로프로세서의 프로그램된 지령 내에서 실현될 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 원리는 MPEG 또는 비MPEG 호환 전자 프로그램 가이드의 임의의 형태에 적용된다. 더욱이, 개시된 시스템이 가변 방송 QAM 변조 포맷과 격자 및 비격자 코드화된 데이터를 수신하지만, 이는 예를 들기 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 원리는 선택적인 격자 코딩이 아닌 다른 형태의 신호 코딩과 펄스 진폭 변조(PAM) 형태를 포함하는 QAM이 아닌 다른 변조 포맷을 수신하는 시스템에도 적용될 수 있다.
본 발명은 디지털 신호 처리에 관한 것으로, 특히 가변 방송 엔코딩 포맷으로 엔코드된 입력 데이터로부터 유도된 비디오 데이터 및 프로그램 가이드 정보의 포착 및 처리에 이용가능하다.
도 1은 표시를 위한 가변 방송 엔코딩 포맷의 신호를 복조하고 디코딩하기 위한 본 발명의 원리에 따른 장치의 블록도.
도 2는 순방향 에러 정정 디코더 시스템을 가변 방송 엔코딩 포맷의 신호에 동조를 맞추기 위한 처리의 흐름도.
도 3은 복수의 물리적인 전송 채널(PTCs)을 포함하는 입력 신호로부터 마스터 프로그램 가이드(MPG)를 획득하기 위한 처리의 흐름도.
도 4는 복수의 물리적인 전송 채널(PTCs)을 포함하는 입력 신호로부터 표시를 위해 선택된 비디오 채널 또는 프로그램 가이드 정보를 제공하는 처리의 흐름도.
도 5는 프로그램 가이드 정보를 구성하고, 가변 방송 엔코딩 포맷으로 전송을 위한 비디오 프로그램 데이터 스트림에 상기 프로그램 가이드 정보를 결합하는 처리의 흐름도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 비디오 수신 시스템 17 : 제어기
15 : 안테나 20 : 입력 처리기
25 : 복조기 30 : 차동 디코더
35, 45 : 멀티플렉서(MUX) 40 : 격자 디코더

Claims (1)

  1. 다수의 다른 포맷 중 하나로 엔코딩되고 다수의 전송 채널중 하나로 전송되는 비디오 정보를 나타내는 디지털 비트 스트림을 수신하는 시스템 내의 장치에 있어서,
    전송 채널과 비디오 채널 출력을 결합시키고 엔코딩 포맷에 결합되는 다수의 채널 맵을 포함하는 프로그램 가이드 정보를 포착하기 위하여 상기 비트 스트림에 응답하는 처리기(17,20,25,30,50,55); 및
    상기 프로그램 가이드 정보에 응답하여 상기 비디오 채널 출력을 제공하는 상기 비트 스트림을 디코딩하기 위한 적응 디코더 (35,40,45)를 포함하며;
    상기 비트 스트림은 물리적인 전송 채널을 포함하고 상기 적응 디코더는 물리적인 전송 채널을 검사해서 상기 비트 스트림을 적응적으로 디코딩하는 것을 특징으로 하는, 디지털 비트 스트림을 수신하는 시스템 내의 장치.
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