KR101372402B1 - 디지털 방송 송/수신 장치 및 방법 - Google Patents

디지털 방송 송/수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 방송 송/수신 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치는, 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하고, 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성하는 패리티 생성부, 생성된 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가하는 패리티 부가부, 및 패리티가 부가된 데이터를 송신하는 송신부를 포함한다. 이에 의해, 수신 성능을 향상할 수 있다.
DTV, 강인 코딩, 채널 특성, 부가 패리티

Description

디지털 방송 송/수신 장치 및 방법{Digital broadcasting transmission/receiption apparatus and method}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 일 예를나타낸 블럭도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시한 디지털 방송 송신 장치에 의해 생성되는 패킷 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 다른 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도, 그리고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 디지털 방송 송신 장치 110 : 인코딩부
120 : 패리티 생성부 130 : 패리티 부가부
140 : FEC 코딩부 150 : 변조부
160 : 송신부
본 발명은 디지털 방송 송/수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 채널 특성에 강인한 데이터를 송신하여 수신측에서의 수신이 용이하도록 하는 디지털 방송 송/수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 방송 규격으로는 미국향인 ATSC(Advanced Television System Committee)방식과 유럽향인 DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld) 방식이 있다.
일반적으로, 디지털 방송 규격으로는 미국향인 ATSC(Advanced Television System Committee)방식과 유럽향인 DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld) 방식이 있다.
이 중, 미국향 전송 방식은 NTSC 주파수 대역을 기본으로 하며, 송수신기 구현의 용이성 및 경제성 측면에서 장점을 갖는다. 이러한 미국향 전송 방식은 단일 반송파 진폭변조 잔류측파대 방식(VSB : Vestigial Side Band)으로, 단일 6MHz 대역폭으로 고품질의 비디오, 오디오, 및 보조 데이터를 전송할 수 있다.
통상, 미국향 전송 방식에서 영상신호는 MPEG-2(Moving Picture Experts Group-2)로 압축되고, 음향 및 음성신호는 AC-3(Digital Audio Compression)로 압축되며, 이러한 신호를 실어보내는 전송 기술로 VSB(Vestigial Side Band)기술을 사용한다.
미국향 전송 방식의 송신기의 동작을 간략히 살펴보면, 소스 인코더에서 데이터를 압축하고, FEC(Forward Error Correction) 코딩부에서 압축된 데이터를 랜덤화(Randomizing), RS 코딩, 인터리빙, TCM(Time Compression Multiplexing), 및 인코딩과 같은 과정을 거쳐 채널 상황에 강인한 데이터로 변경한 후 수신기로 송신한다.
이때, 송신기에서 송신하고자 하는 데이터는 한가지 방식으로만 채널 코딩되어 송신된다. 이에 따라, 채널 환경이 열악할 경우 수신기에서 정확한 데이터를 수신하지 못하는 경우가 발생한다. 수신기에서 정확한 데이터를 수신하지 못할 경우, 시청자는 방송을 시청하기 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 데이터에 부가적인 코딩을 하여, ATSC와의 호환을 유지하면서 수신 성능을 향상시킬 수 있는 디지털 방송 송/수신 장치 및 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치는, 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하고, 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성하는 패리티 생성부, 생성된 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가하는 패리티 부가부, 및 패리티가 부가된 데이터를 송신하는 송신부를 포함한다.
바람직하게, 패리티 부가부는 복수의 데이터가 실린 각각의 패킷의 적응 필 드(Adaptation Field)에 제1 패리티를 부가할 수 있다.
또한 바람직하게, 패리티 생성부는 복수의 데이터를 4개씩 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성할 수 있다.
또한 바람직하게, 패리티 부가부는 각 그룹 내의 최초 패킷의 페이로드 영역에 제2 패리티를 부가할 수 있다.
또한 바람직하게, 데이터에 대한 FEC 코딩을 수행하는 FEC 코딩부, 및 FEC 코딩된 데이터를 변조하는 변조부를 더 포함할 수 있다. 이때, 패리티 생성부는, FEC 코딩부로부터 코딩 정보를 입력받아, 입력된 코딩 정보를 이용하여 제2 패리티를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법은, 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하는 단계, 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성하는 단계, 생성된 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가하는 단계, 및 패리티가 부가된 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가하는 단계에서, 제1 패리티는 복수의 데이터가 실린 각각의 패킷의 적응 필드(Adaptation Field)에 부가할 수 있다.
또한 바람직하게, 제2 패리티를 생성하는 단계는, 복수의 데이터를 4개씩 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성할 수 있다.
또한 바람직하게, 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가하는 단계에서, 제2 패 리티는 각 그룹별로 최초 패킷의 페이로드 영역에 부가할 수 있다.
또한 바람직하게, 데이터에 대한 FEC 코딩을 수행하는 단계, 및 FEC 코딩된 데이터를 변조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, FEC 코딩 수행 후 코딩 정보를 입력받는 단계를 더 포함하며, 제2 패리티를 생성하는 단계는, 입력된 코딩 정보를 이용하여 제2 패리티를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치는, 복수의 데이터별로 각각 생성된 제1 패리티 및 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 생성된 제2 패리티를 포함하는 전송 스트림을 수신하는 수신부, 수신된 전송 스트림을 복조하는 복조부, 및 복조된 전송 스트림에 부가되어 있는 제1 패리티를 이용하여 복수의 데이터별로 에러를 정정하고, 전송 스트림에 부가되어 있는 제2 패리티를 이용하여 각 그룹별 데이터의 에러를 정정하는 디코딩부를 포함한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 방법은, 복수의 데이터별로 각각 생성된 제1 패리티 및 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 생성된 제2 패리티를 포함하는 전송 스트림을 수신하는 단계,수신된 전송 스트림을 복조하는 단계, 복조된 전송 스트림에 부가되어 있는 제1 패리티를 이용하여 복수의 데이터별로 에러를 정정하는 단계, 및 전송 스트림에 부가되어 있는 제2 패리티를 이용하여 각 그룹별 데이터의 에러를 정정하는 단계를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 일 예를나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)는 인코딩부(110), 패리티 생성부(120), 패리티 부가부(130), FEC 코딩부(140), 변조부(150), 및 송신부(160)를 포함한다.
인코딩부(110)는 데이터를 인코딩한다. 여기서, 데이터는 수신기 측으로 송신하고자 하는 영상, 음성, 및 IT 데이터를 포함할 수 있으며, 통상 소스(source)라고 한다.
패리티 생성부(120)는 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하고, 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성한다.
패리티 생성부(120)는 복수의 데이터를 4개씩 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성할 수 있다. 즉, 제1 패리티는 복수의 데이터에 대하여 각각 생성되는 패리티이고, 제2 패리티는 4개의 데이터당 하나씩 생성되는 패리티이다.
패리티 부가부(130)는 패리티 생성부(120)에 의해 생성된 제1 및 제2 패리티를 데이터에 부가한다. 바람직하게, 패리티 부가부(130)는 복수의 데이터가 실린 각각의 패킷의 적응 필드(Adaptation Field)에 제1 패리티를 부가할 수 있으며, 4개의 데이터 중 최초 패킷의 페이로드(Payload) 영역에 제2 패리티를 부가할 수 있다.
FEC 코딩부(140)는 패리티 부가부(130)로부터 출력되는 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터에 대하여 FEC(Forward Error Correction : 순방향 오류 정정) 코딩을 수행한다.
변조부(150)는 FEC 코딩부(140)로부터 출력되는 FEC 코딩된 데이터의 VSB 변조(Modulation)를 수행한다. 변조부(150)는 16 QAM, 및 64 QAM과 같은 변조기법에 의해 전송 스트림을 변조하여 출력한다.
송신부(160)는 변조부(150)에 의해 변조된 데이터를 송신한다. 보다 구체적으로, 송신부(160)는 송신할 주파수 대역으로 데이터를 올리는 역할을 수행하는 것으로, 통상의 RF 업-컨버터(Up-converter)이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시한 디지털 방송 송신 장치에 의해 생성되는 패킷 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 일반적인 형태의 패킷 구조를 예시한 것이다. 일반적으로, 패킷(200)은 총 182 바이트이며, 1 바이트의 동기신호(SYNC)(210), 3 바이트의 헤더(220), T 바이트의 적응 필드(230), 및 182-T 바이트의 페이로드(Payload) 영역(240)으로 이루어진다.
패리티 부가부(130)는 패리티 생성부(120)에 의해 생성된 제1 패리티는 패킷(200)의 적응 필드(230)에 부가하고, 제2 패리티는 4 패킷마다 최초 패킷(200)의 페이로드 영역(240)에 부가한다. 패리티 부가부(130)에 의해 제1 및 제2 패리티가 부가된 패킷(200)의 구조를 도 2b에 예시하였다.
도 2b를 참조하면, 적응 필드(230)에 제1 패리티가 부가되고, 4 패킷당 최초 패킷(200)의 페이로드 영역(240)에 제2 패리티가 부가된 상태를 확인할 수 있다. 다만, 도 2b에서는 동기신호(210)의 도시를 생략한 것일 뿐, 그 구조는 도 2a와 동일하다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)는 인코딩부(110), 패리티 생성부(120), 패리티 부가부(130), FEC 코딩부(140), 변조부(150), 및 송신부(160)를 포함한다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에서의 디지털 방송 송신 장치(100)는 도 1에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)와 동일한 구성을 갖는다. 그러므로, 도 1과 동일한 부호를 표기하였으며, 중복되는 구성에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.
패리티 생성부(120)는 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하여 패리티 부가부(130)로 제공한다. 이후, 패리티 생성부(120)는 FEC 코딩부(140)로부터 코딩 정보를 입력받으며, 입력받은 코딩 정보를 이용하여 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성하여 패리티 부가부(130)로 제공한다.
패리티 부가부(130)는 패리티 생성부(120)로부터 제1 패리티가 입력되면, 복수의 데이터의 패킷(200)의 적응 필드(230)에 제1 패리티를 부가한 후, FEC 코딩부(140)로 제공한다.
또한, 패리티 부가부(130)는 패리티 생성부(120)로부터 제2 패리티가 입력되면, 패킷(200)의 적응 필드(230)에 제1 패리티가 기부가된 데이터의 페이로드 영 역(240)에 제2 패리티를 부가한 후, FEC 코딩부(140)로 제공한다.
FEC 코딩부(140)는 패리티 부가부(130)로부터 제1 패리티가 부가된 데이터를 입력받아, FEC 코딩을 수행한다. 이후, FEC 코딩부(140)는 코딩 정보를 패리티 생성부(120)로 제공한다.
인코딩부(110), 변조부(150), 및 송신부(160)는 도 1에 도시한 제1 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)와 그 기능이 동일하므로,구체적인 설명은 생략한다.
도 1 혹은 도 3에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)는 패리티 생성부(120)에서 제1 패리티를 생성하여 패리티 부가부(130)에서 패킷(200)의 적응 필드(230)에 부가함으로써, 수신기측의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 수신 가능한 전계 강도(Threshold of Visibility : TOV) 즉, 화면상에 보이는 한계 특성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치의 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 수신 장치(300)는 수신부(310), 복조부(320), 및 디코딩부(330)를 포함한다.
수신부(310)는 도 1 혹은 도 3에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)로부터 송신되는 전송 스트림을 수신한다. 보다 구체적으로, 수신부(310)는 RF 업-컨버팅된 신호를 다운-컨버팅(Down-converting)하여 기저 대역(Base band) 신호로 변환하는 통상의 다운-컨버터(Down-converter)이다.
복조부(320)는 수신부(310)를 통해 수신된 전송 스트림을 복조한다. 여기서, 복조부(320)의 복조 과정은 도 1 혹은 도 3에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)의 변조부(150)의 변조 과정에 대한 역과정이다.
디코딩부(330)는 복조부(320)에 의해 복조된 전송 스트림의 디코딩을 수행한다. 또한, 디코딩부(330)는 패리티 생성부(120)에 의해 생성되고 패리티 부가부(130)에 의해 데이터에 부가된 제1 및 제2 패리티를 이용하여 데이터의 에러를 정정하는 기능을 포함한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 디코딩부(330)는 복조된 전송 스트림에 부가되어 있는 제1 패리티를 이용하여 복수의 데이터별로 에러를 정정하고, 전송 스트림에 부가되어 있는 제2 패리티를 이용하여 각 그룹별 데이터의 에러를 정정한다.
도 4에 도시한 디지털 방송 수신 장치(300)는 도 1 혹은 도 3에 도시한 디지털 방송 송신 장치(100)에서 부가적은 코딩이 수행된 전송 스트림을 수신함으로써, 채널 특성에 보다 강인한 전송 스트림을 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는 도 1 내지 도 2b 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 방송 송신 장치(100)에서의 송신 방법을 설명한다.
인코딩부(110)로부터 데이터가 입력되면, 패리티 생성부(120)는 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하고(S400), 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성한다(S410).
패리티 부가부(130)는 인코딩부(110)로부터 데이터를 입력받으며, 패리티 생성부(120)로부터 제1 및 제2 패리티를 입력받는다. 이후, 패리티 부가부(130)는 인코딩부(110)로부터 입력받은 데이터에 패리티 생성부(120)로부터 입력받은 제1 및 제2 패리티를 부가한다(S420). 패리티 부가부(130)에서 제1 및 제2 패리티를 부가하는 방법은 도 2b에 도시한 바와 같다.
FEC 코딩부(140)는 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터에 대한 FEC 코딩을 수행하고(S430), 변조부(150)는 FEC 코딩된 데이터에 대한 변조를 수행하며(S440), 송신부(160)는 최종적으로 데이터를 업-컨버팅하여 도 3에 도시한 바와 같은 디지털 방송 수신 장치(300)로 송신한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 방송 송/수신 장치 및 방법은 패킷의 적응 필드를 이용하여 데이터에 부가적인 코딩을 더 수행함으로써, ATSC와의 호환을 유지하는 상태에서 수신기측에서의 수신 성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (14)

  1. 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하고, 상기 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성하는 패리티 생성부;
    상기 생성된 제1 및 제2 패리티를 상기 데이터에 부가하는 패리티 부가부; 및
    상기 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터를 송신하는 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패리티 부가부는, 상기 복수의 데이터가 실린 각각의 패킷의 적응 필드(Adaptation Field)에 상기 제1 패리티를 부가하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패리티 생성부는, 상기 복수의 데이터를 4개씩 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 패리티 부가부는, 각 그룹 내의 최초 패킷의 페이로드 영역에 상기 제2 패리티를 부가하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터에 대한 FEC 코딩을 수행하는 FEC 코딩부; 및
    상기 FEC 코딩된 데이터를 변조하는 변조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 패리티는 상기 FEC 코딩부로부터 입력받은 코딩 정보에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 장치.
  7. 복수의 데이터에 대한 각각의 제1 패리티를 생성하는 단계;
    상기 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 제2 패리티를 생성하는 단계;
    상기 생성된 제1 및 제2 패리티를 상기 데이터에 부가하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 패리티를 상기 데이터에 부가하는 단계에서, 상기 제1 패리티는 상기 복수의 데이터가 실린 각각의 패킷의 적응 필드(Adaptation Field)에 부가하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 패리티를 생성하는 단계는, 상기 복수의 데이터를 4개씩 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 4개의 데이터에 대한 제2 패리티를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 패리티를 상기 데이터에 부가하는 단계에서, 상기 제2 패리티는 상기 각 그룹별로 최초 패킷의 페이로드 영역에 부가하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 패리티가 부가된 데이터에 대한 FEC 코딩을 수행하는 단계; 및
    상기 FEC 코딩된 데이터를 변조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 FEC 코딩 수행 후 코딩 정보를 입력받는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제2 패리티는 상기 입력받은 코딩 정보에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 송신 방법.
  13. 복수의 데이터별로 각각 생성된 제1 패리티 및 상기 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 생성된 제2 패리티를 포함하는 전송 스트림을 수신하는 수신부;
    상기 수신된 전송 스트림을 복조하는 복조부; 및
    상기 복조된 전송 스트림에 부가되어 있는 상기 제1 패리티를 이용하여 상기 복수의 데이터별로 에러를 정정하고, 상기 전송 스트림에 부가되어 있는 상기 제2 패리티를 이용하여 상기 각 그룹별 데이터의 에러를 정정하는 디코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 장치.
  14. 복수의 데이터별로 각각 생성된 제1 패리티 및 상기 복수의 데이터를 기설정된 개수의 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 생성된 제2 패리티를 포함하는 전송 스트림을 수신하는 단계;
    상기 수신된 전송 스트림을 복조하는 단계;
    상기 복조된 전송 스트림에 부가되어 있는 상기 제1 패리티를 이용하여 상기 복수의 데이터별로 에러를 정정하는 단계; 및
    상기 전송 스트림에 부가되어 있는 상기 제2 패리티를 이용하여 상기 각 그룹별 데이터의 에러를 정정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 방법.
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