KR101711937B1 - 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이 전송 패킷을 지원하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이 전송 패킷을 지원하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이 전송 패킷을 지원하기 위한 것으로, 송신단의 동작은, 하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하는 과정과, 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 과정과, 결정된 데이터량이 기준 크기를 초과하는 경우, 미리 정의된 간격에 따라 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입하는 과정과, 상기 전송 패킷을 송신하는 과정을 포함한다.

Description

비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이 전송 패킷을 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING VARIABLE LENGTH OF TRANSPORT PACKET IN VIDEO AND AUDIO COMMNICATION SYSTEM}
본 발명은 비디오 및 오디오 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이 전송 패킷을 지원하기 위한 것이다.
현재, 오디오 및 비디오 방송 데이터 전송을 위해 정의된 MPEG2-TS(Moving Picture Experts Group 2-Transport Stream) 패킷(Packet)은 4 바이트의 헤더(Header)와 184 바이트의 어뎁테이션 필드/페이로드(Adaptation field/Payload)를 포함하는 188 바이트의 고정된 길이를 가진다. 하지만, 3D(3 Dimensions), UD(Ultra definition) 급 컨텐츠(Contents)와 같이 고밀도 컨텐츠들의 등장으로 인해, 오디오 및 방송 통신에서도 고속의 데이터 전송을 필요로 하게 되었다.
고속의 데이터 전송이 필요하게 됨에 따라, 184 바이트의 페이로드 마다 4 바이트의 헤더 정보를 필요로 하는 현재의 MPEG2-TS 패킷은 비효율적이라는 문제점이 제기된다. 특히, 184 바이트보다 작은 데이터 전송이 필요한 경우, 데이터 전송 효율은 더 감소한다. 따라서, 고정된 패킷 크기로 인하여 발생하는 문제점을 해결하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이의 패킷을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이의 패킷의 동기 획득을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 가변 길이의 패킷에 동기 신호를 삽입하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법은, 하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하는 과정과, 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 과정과, 결정된 데이터량이 기준 크기를 초과하는 경우, 미리 정의된 간격에 따라 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입하는 과정과, 상기 전송 패킷을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법은, 하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하는 과정과, 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 과정과, 상기 전송 패킷을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 헤더에 포함된 시작 동기 신호 및 미리 정의된 간격에 따라 배치된 적어도 하나의 중간 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하는 과정과, 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 과정과, 상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 헤더에 포함된 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하는 과정과, 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 과정과, 상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5견지에 따르면, 통신 시스템에서 송신단 장치는, 하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하고, 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하고, 결정된 데이터량이 기준 크기를 초과하는 경우 미리 정의된 간격에 따라 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입하는 MUX와, 상기 전송 패킷을 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제6견지에 따르면, 통신 시스템에서 송신단 장치는, 하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하고, 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 MUX와, 상기 전송 패킷을 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제7견지에 따르면, 통신 시스템에서 수신단 장치는, 헤더에 포함된 시작 동기 신호 및 미리 정의된 간격에 따라 배치된 적어도 하나의 중간 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하고, 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 DEMUX와, 상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제8견지에 따르면, 통신 시스템에서 수신단 장치는, 헤더에 포함된 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하고, 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 DEMUX와, 상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 길이에 따라 중간 동기 신호를 부여함으로써 가변 길이를 가지는 전송 패킷의 동기를 효과적으로 제공하고, 동기 신호로 인한 오버헤드를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 MPEG2-TS 규격에 따른 전송 패킷의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 생성 과정을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 송신단의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 보다 효율적인 데이터 전송을 위해 고정된 길이의 전송 패킷이 아닌 가변 길이의 전송 패킷을 지원하기 위한 기술에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 비디오/오디오/데이터 스트림이 전송되는 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 전송 패킷을 통해 송신되는 데이터는 비디오 스트림, 오디오 스트림, IP(Internet Protocol) 스트림(stream) 데이터이다. 상기 비디오 스트림은 압축되고, 비디오 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷으로 변환된 후, 상기 전송 패킷의 페이로드(payload)에 포함된다. 또한, 상기 오디오 스트림은 압축되고, 오디오 PES 패킷으로 변환된 후, 상기 전송 패킷의 페이로드에 포함된다. 상기 데이터 스트림은 MPE(Multi Protocol Encapsulation) 스트림 패킷으로 변환된 후, 상기 전송 패킷의 페이로드에 포함된다. 여기서, 상기 데이터 스트림은 IP(Internet Protocol) 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 가변 길이의 전송 패킷을 채용한다. 가변 길이 전송 패킷의 구조를 설명하기에 앞서, 종래 고정 길이의 전송 패킷 구조를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래 MPEG2-TS 규격에 따른 전송 패킷의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 1을 참고하면, TS 패킷은 총 188 바이트의 크기를 가지며, 동기(Sync) 신호(110), 헤더(120), 어뎁테이션 필드/페이로드(130)를 포함한다. 상기 도 1에서, 상기 동기(Sync) 신호(110) 및 상기 헤더(120)가 분리되어 도시되었으나, 상기 동기 신호(110)를 상기 헤더(120)의 일부로 정의할 수 있다. 상기 TS 패킷의 첫 번째 바이트는 동기 신호(110)로서, 0x47 값을 가진다. 상기 동기 신호(110)를 이용하여, 수신단은 입력 스트림(stream)으로부터 188 바이트 주기의 0x47 값을 반복적으로 검출함으로써 각 TS 패킷의 동기를 획득할 수 있다. 즉, 상기 수신단은 188 바이트 주기로 0x47 값들이 반복 검출되는지를 확인함으로써 각 TS 패킷의 동기를 획득할 수 있다. 비록 상기 동기 신호(110)가 1 바이트 크기로서 동기 검출의 신뢰성을 완벽히 보장할 수 있는 길이의 패턴(pattern)을 제공하지 못하나, 전송 패킷의 고정 길이 특성으로 인해 주기성이 더해짐으로써 동기의 신뢰성을 보완할 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따라, 가변 길이의 전송 패킷이 사용되는 경우, 동기 패턴의 주기성이 깨어진다. 또한, 전송 패킷 길이가 길어지는 경우, 기존 TS 패킷의 동기 패턴인 0x47은 페이로드에서 평균 1/2^8(=1/256)의 확률로 나타날 수 있다. 이 경우, 동기 신호가 아닌 위치가 동기 신호로서 인식될 수 있다. 나아가, 다음 전송 패킷의 시작 위치를 알 수 있는 정보가 없기 때문에, 수신단은 인접 전송 패킷의 동기 신호를 참조할 수도 없다. 따라서, 가변 길이의 전송 패킷을 채용하기 위해, 새로운 동기 신호 부여/검출 방법이 요구된다.
본 발명은 다음과 같은 동기 신호 구조를 제안한다.
데이터 전송 패킷의 수신에 있어서, 송신된 데이터 전송 패킷의 동기를 찾는 것이 선행되어야 한다. 이를 위해서, 동기 신호의 신뢰성이 확보될 수 있는 방안으로 데이터 전송 패킷이 구성되어야 한다.
본 발명의 제1실시 예에 따라, 전송 패킷은 적어도 하나의 동기 신호를 포함한다. 전송 패킷의 길이가 N 비트 이하인 경우, 시작 동기 신호 하나만이 포함되고, 전송 패킷의 길이가 N 비트를 초과하는 경우, 2개 이상의 동기 신호들이 포함된다. 이때, 동기 신호들 간 간격은 미리 정의된 값에 따른다. 따라서, 수신단은 별도의 정보가 없더라도 상기 동기 신호들 간 간격을 알 수 있다. 다수의 동기 신호들이 포함되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따라, 송신단은 전송 패킷의 시작 동기 신호 및 나머지 동기 신호를 구분할 수 있는 정보를 제공한다. 예를 들어, 송신단은 시작 동기 신호의 패턴 및 나머지 동기 신호의 패턴을 상이하게 설정할 수 있다. 다른 예로, 송신단은 각 동기 신호의 전단 또는 후단에 플래그(flag)를 부착하고, 시작 동기 신호의 플래그 및 나머지 동기 신호의 플래그를 상이하게 설정할 수 있다. 상술한 두 가지 예들은 선택적으로 또는 함께 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2의 (a)는 다수의 동기 신호들을 포함하는 전송 패킷에서 플래그를 이용하여 첫 번째 동기 신호(=시작 동기 신호)를 구분하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (a)를 참고하면, 동기 신호들 간 간격은 N 비트, M 비트, K 비트로서, 첫 번째 동기 신호(211)의 시작 지점으로부터 N 비트 이후에 두 번째 동기 신호(212)가, 상기 두 번째 동기 신호(212)의 시작 지점으로부터 M 비트 이후에 세 번째 동기 신호(213)가 위치한다. 여기서, 상기 N, M, K의 값은 미리 정의되는 것으로, 모두 같거나 서로 다를 수 있다. 또한, 각 동기 신호의 후단에 플래그가 위치하며, 첫 번째 동기 신호(211)의 플래그는 '0'으로, 나머지 동기 신호들(212, 213)의 플래그는 '1'로 설정됨으로써, 상기 첫 번째 동기 신호(211)가 식별된다. 상기 도 2의 (a)에서, 동기 패턴은 0x47로 도시되어 있으나, 상기 동기 패턴은 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 도 2의 (b)는 다수의 동기 신호들을 포함하는 전송 패킷에서 플래그를 이용하여 마지막 동기 신호를 구분하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (b)를 참고하면, 동기 신호들 간 간격은 N 비트, M 비트, K 비트로서, 첫 번째 동기 신호(221)의 시작 지점으로부터 N 비트 이후에 두 번째 동기 신호(222)가, 상기 두 번째 동기 신호(222)의 시작 지점으로부터 M 비트 이후에 세 번째 동기 신호(223)가 위치한다. 여기서, 상기 N, M, K의 값은 미리 정의되는 것으로, 모두 같거나 서로 다를 수 있다. 또한, 각 동기 신호의 후단에 플래그가 위치하며, 마지막 동기 신호(=세 번째 동기 신호)(223)의 플래그는 '0'으로, 나머지 동기 신호들(221, 222)의 플래그는 '1'로 설정됨으로써, 상기 세 번째 동기 신호(223)가 식별된다. 상기 도 2의 (b)에서, 동기 패턴은 0x47로 도시되어 있으나, 상기 동기 패턴은 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 도 2의 (c)는 다수의 동기 신호들을 포함하는 전송 패킷에서 플래그를 이용하여 마지막 동기 신호를 구분하고, 동기 패턴을 이용하여 각 동기 신호를 구분하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (c)를 참고하면, 동기 신호들 간 간격은 N 비트, M 비트, K 비트로서, 첫 번째 동기 신호(231)의 시작 지점으로부터 N 비트 이후에 두 번째 동기 신호(232)가, 상기 두 번째 동기 신호(232)의 시작 지점으로부터 M 비트 이후에 세 번째 동기 신호(233)가 위치한다. 여기서, 상기 N, M, K의 값은 미리 정의되는 것으로, 모두 같거나 서로 다를 수 있다. 또한, 각 동기 신호의 후단에 플래그가 위치하며, 마지막 동기 신호(=세 번째 동기 신호)(233)의 플래그는 '0'으로, 나머지 동기 신호들(231, 232)의 플래그는 '1'로 설정됨으로써, 상기 세 번째 동기 신호(233)가 식별된다. 또한, 상기 첫 번째 동기 신호(231)의 동기 패턴은 '0x47', 상기 두 번째 동기 신호(232)의 동기 패턴은 '0x48', 상기 세 번째 동기 신호(233)의 동기 패턴은 '0x49'로서, 동기 신호의 위치에 따라 동기 패턴의 값이 상이하다. 따라서, 동기 패턴의 값을 통해 상기 동기 신호들(231 내지 233)이 식별된다. 상기 도 2의 (c)에서, 동기 패턴은 0x47부터 시작되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 동기 패턴은 다른 값으로 시작될 수 있다. 또한, 상기 도 2의 (c)에서, 상기 동기 패턴들은 1단위로 점차 증가하는 것으로 도시되어 있으나, 증가 단위는 달라질 수 있고, 동기 패턴들은 점차 감소하는 방식으로 변경되거나 또는 미리 정의된 무작위 패턴으로 변경될 수 있다.
상기 도 2의 (d)는 다수의 동기 신호들을 포함하는 전송 패킷에서 플래그를 이용하여 마지막 동기 신호를 구분하고, 동기 패턴을 이용하여 시작 동기 신호를 구분하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (d)를 참고하면, 동기 신호들 간 간격은 N 비트, M 비트, K 비트로서, 첫 번째 동기 신호(241)의 시작 지점으로부터 N 비트 이후에 두 번째 동기 신호(242)가, 상기 두 번째 동기 신호(242)의 시작 지점으로부터 M 비트 이후에 세 번째 동기 신호(243)가 위치한다. 여기서, 상기 N, M, K의 값은 미리 정의되는 것으로, 모두 같거나 서로 다를 수 있다. 또한, 각 동기 신호의 후단에 플래그가 위치하며, 마지막 동기 신호(=세 번째 동기 신호)(243)의 플래그는 '0'으로, 나머지 동기 신호들(241, 242)의 플래그는 '1'로 설정됨으로써, 상기 세 번째 동기 신호(243)가 식별된다. 또한, 상기 첫 번째 동기 신호(241)의 동기 패턴은 '0x47', 나머지 동기 신호들(242, 243)의 동기 패턴은 '0xB8'로서, 시작 동기 신호(241)가 동기 패턴을 통해 식별된다. 상기 도 2의 (d)에서, 동기 패턴은 0x47 또는 0xB8로 도시되어 있으나, 상기 동기 패턴은 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 도 2의 (e)는 하나의 동기 신호를 포함하는 전송 패킷에서 플래그를 이용하여 첫 번째 동기 신호(=시작 동기 신호)를 나타내는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (e)를 참고하면, 전송 패킷 길이가 N 비트 이하로서 '0x47'의 동기 패턴을 가지는 1개의 동기 신호(251)만을 포함하며, 상기 동기 신호(251)의 후단에 플래그가 위치하며, 상기 플래그는 '0'으로 설정된다. 이로 인해, 상기 도 2의 (a)와 같은 실시 예와 함께 적용되는 경우, 수신단은 상기 동기 신호(251)가 첫 번째임을 인식할 수 있다. 또는, 상기 도 2의 (b)와 같은 실시 예와 함께 적용되는 경우, 수신단은 상기 동기 신호(251)가 마지막임을 인식할 수 있다. 또는, 상기 도 2의 (c) 또는 (d)와 같은 실시 예와 함께 적용되는 경우, 수신단은 상기 동기 신호(251)가 첫 번째임과 동시에 마지막임을 인식할 수 있다.
상기 도 2의 (f)는 다수의 동기 신호들을 포함하는 전송 패킷에서 동기 패턴을 이용하여 각 동기 신호를 구분하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 2의 (f)를 참고하면, 동기 신호들 간 간격은 N 비트, M 비트, K 비트로서, 첫 번째 동기 신호(261)의 시작 지점으로부터 N 비트 이후에 두 번째 동기 신호(262)가, 상기 두 번째 동기 신호(262)의 시작 지점으로부터 M 비트 이후에 세 번째 동기 신호(263)가 위치한다. 여기서, 상기 N, M, K의 값은 미리 정의되는 것으로, 모두 같거나 서로 다를 수 있다. 상기 첫 번째 동기 신호(261)의 동기 패턴은 '0x47', 상기 두 번째 동기 신호(262)의 동기 패턴은 '0x48', 상기 세 번째 동기 신호(263)의 동기 패턴은 '0x49'로서, 동기 신호의 위치에 따라 동기 패턴의 값이 상이하다. 따라서, 동기 패턴의 값을 통해 상기 동기 신호들(261 내지 263)이 식별된다. 상기 도 2의 (f)에서, 동기 패턴은 0x47부터 시작되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 동기 패턴은 다른 값으로 시작될 수 있다. 또한, 상기 도 2의 (f)에서, 상기 동기 패턴들은 1단위로 점차 증가하는 것으로 도시되어 있으나, 증가 단위는 달라질 수 있고, 동기 패턴들은 점차 감소하는 방식으로 변경되거나 또는 미리 정의된 무직위 패턴으로 변경될 수 있다.
본 발명의 제2실시 예에 따라, 전송 패킷은 시작 동기 신호로서 1 바이트보다 긴 길이의 동기 패턴을 포함한다. 예를 들어, 상기 동기 패턴은 2 내지 4 바이트일 수 있다. 즉, 동기 패턴의 확률적 발생 빈도를 낮추어 동기 신호 자체의 검출 신뢰성을 확보하기 위해, 전송 패킷의 최대 허용 길이에 따라 M 비트 길이의 동기 패턴이 사용될 수 있다. 각 전송 패킷 길이에 대하여 동기 패턴 길이별 발생 확률은 하기 <표 1>과 같다. 확률이 클수록 페이로드 상에서 동기 패턴과 동일한 값의 비트열이 발생할 가능성이 높다.
최대 패킷 길이
(비트)		 8비트 동기 패턴 12비트 동기 패턴 24비트 동기 패턴 32비트 동기 패턴
2048 0.999669752 0.030766997 0.000122063 4.76837E-07
4096 0.999999891 0.060587385 0.000244111 9.53674E-07
8192 1 0.117503939 0.000488162 1.90735E-06
16384 1 0.221200702 0.000976086 3.81469E-06
32768 1 0.393471654 0.001951219 7.62937E-06
65536 1 0.632123366 0.003898631 1.52587E-05
131072 1 0.864666782 0.007782062 3.05171E-05
262144 1 0.98168492 0.015503563 6.10333E-05
524288 1 0.999664558 0.030766766 0.000122063
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이, 동기 패턴의 길이가 길수록 동기 패턴과 동일한 값의 비트열이 발생할 가능성이 낮아지므로, 동기 패턴의 길이가 길수록 동기 신호의 신뢰성이 높다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하고 있다. 상기 도 3의 (a) 및 (b)는 4 바이트 길이의 동기 패턴이 사용된 경우, 도 3의 (c) 및 (d)는 2 바이트 길이의 동기 패턴이 사용된 경우를 도시한다. 상기 도 3에 도시된 길이 외에, 3 바이트 길이의 동기 패턴이 사용될 수 있다. 상기 도 3에서, 동기 패턴들은 '0x47474747', '0x4748494A', '0x4747', '0x4748'으로서, 동일한 바이트 값의 반복 방식 또는 증가 방식으로 도시되었다. 하지만, 상기 도 3에 도시된 방식 외에, 감소 방식, 인버팅(Inverting) 방식(예 : 0x47B847B8) 등 다른 방식에 기초한 동기 패턴이 사용될 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따라, 송신단은 다음 전송 패킷의 시작 위치를 알리는 정보를 포함시킨다. 예를 들어, 송신단은 전송 패킷의 헤더 내에 전송 패킷 길이를 나타내는 패킷 길이 필드를 추가할 수 있다. 상기 패킷 길이 필드는 상기 필드 이후부터 전송 패킷 끝 지점까지의 크기를 m 비트 단위로 표현할 수 있다. 이 경우, 상기 패킷 길이 필드가 k로 설정되어 있으면, 수신단은 k×m 비트 이후 다음 전송 패킷이 시작함을 판단할 수 있다. 다음 전송 패킷의 시작 위치를 알리는 다른 예로서, 송신단은 미리 정의된 간격으로 배치된 동기 신호들의 개수를 나타내는 동기 개수 필드를 추가할 수 있다. 이 경우, 수신단은 상기 동기 개수 필드의 값 및 미리 정의된 동기 신호 간 간격을 이용하여 전송 패킷 길이를 계산할 수 있고, 이에 따라, 다음 전송 패킷의 시작 위치를 알 수 있다.
상기 전송 패킷 길이를 나타내는 정보가 포함되더라도, 상기 전송 패킷이 채널을 통과 후 FEC(Forward Error Correction)을 통한 에러 정정 실패할 경우 헤더에 포함된 동기 신호 및 전송 패킷 길이 정보에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 송신단은 전송 패킷의 시작 동기 신호를 포함하는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 추가할 수 있다. 즉, 상기 송신단은 시작 동기 신호를 포함하는 헤더에 CRC 코드를 부가한다. 동기 신호를 포함하는 헤더에 CRC 코드를 부가함으로써, 동기 신호 자체의 신뢰성뿐만 아니라 전송 패킷 길이를 나타내는 정보의 신뢰성도 향상된다.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 구조를 도시하고 있다.
상기 도 4의 (a)는 패킷 길이 필드를 포함하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 4의 (a)를 참고하면, 헤더는 동기 신호(411), 동기 신호를 제외한 나머지 헤더 정보(412), 패킷 길이(413), CRC(414)를 포함한다. 예를 들어, 상기 패킷 길이(413) 필드에 16 비트가 할당될 수 있다. 이 경우, 상기 패킷 길이(413)가 바이트 단위로 표현되면, 상기 패킷 길이(413)는 상기 패킷 길이(413) 필드 이후의 전송 패킷 길이를 최대 65535 바이트까지 표현할 수 있다. 또한, 전체 헤더에 대한 CRC 코드가 추가됨으로써, 상기 동기 신호(411) 및 상기 패킷 길이(413)를 포함하는 헤더 전체의 신뢰성이 향상된다.
상기 도 4의 (b)는 동기 개수 필드를 포함하는 경우를 도시하고 있다. 상기 도 4의 (b)를 참고하면, 헤더는 동기 신호(421), 동기 신호를 제외한 나머지 헤더 정보(422), 동기 개수(423), CRC(424)를 포함한다. 상기 동기 개수(423) 필드는 미리 정의된 동기 신호들의 간격 정보로부터 간접적으로 해당 전송 패킷의 길이를 알게 한다. 예를 들어, 동기 신호들 간의 간격을 256 바이트로 정의한 경우, 상기 동기 개수(423)의 값이 n이면, 해당 전송 패킷의 시작 지점으로부터 n×256+k 바이트 이후 지점 및 (n+1)×256 바이트 이후 지점 사이에서 다음 전송 패킷이 시작됨을 의미한다. 여기서, 상기 k는 상기 동기 신호(421) 및 상기 CRC(424)를 포함하는 헤더의 바이트 수+1 이다. 또한, 전체 헤더에 대한 CRC 코드가 추가됨으로써, 상기 동기 신호(421) 및 상기 동기 개수(423)를 포함하는 헤더 전체의 신뢰성이 향상된다.
상술한 본 발명의 실시 예들은 상호 배타적으로 실시되어야 하는 것은 아니며, 일부만 선택적으로 또는 모두 함께 병행하여 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 전송 패킷 생성 과정을 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 비디오 스트림은 비디오 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷의 형태로, 오디오 스트림은 오디오 PES 패킷의 형태로 가공된다. 상기 PES 패킷은 저장 또는 전송을 위해 일정 단위로 패킷화된 오디오 스트림 또는 비디오 스트림을 의미한다.
채널을 통한 전송을 위해, 상기 비디오 PES 패킷들 및 상기 오디오 PES 패킷들은 멀티플렉싱(multiplexing)을 통해 전송 패킷들로 변환된다. 이때, 상기 전송 패킷들의 크기는 상기 비디오 PES 패킷들 및 상기 오디오 PES 패킷들 각각의 크기에 따라 결정된다. 즉, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 전송 패킷 #0의 길이는 비디오 PES 패킷 #0을 포함하도록 결정되고, 전송 패킷 #1의 길이는 오디오 PES 패킷 #0을 포함하도록 결정되고, 전송 패킷 #2의 길이는 비디오 PES 패킷 #1을 포함하도록 결정되고, 전송 패킷 #3의 길이는 오디오 PES 패킷 #1을 포함하도록 결정된다. 이에 따라, 전송 패킷들의 길이가 가변한다.
상기 전송 패킷들을 생성함에 있어서, 기준 길이(=N 비트)를 초과하는 길이의 전송 패킷은 헤더에 포함된 시작 동기 신호는 물론 적어도 하나의 중간 동기(intermediate sync) 신호를 포함한다. 상기 도 5의 경우, 모든 전송 패킷들이 기준 길이를 초과하는 길이를 가진다. 포함되는 중간 동기 신호의 개수는 전송 패킷의 길이에 따라 결정된다.
각 전송 패킷의 헤더는 상술한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 따라 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 헤더는 2 바이트의 패킷 길이 필드 및 1 바이트의 CRC 코드를 포함하고, 전체 7 바이트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 헤더에 포함되는 시작 동기 신호의 패턴은 '0x47'로, 중간 동기 신호의 패턴은 상기 시작 동기 신호와 구분되도록 증가되는 방식으로 설정될 수 있다. 즉, 첫 번째 중간 동기 신호는 '0x48', 두 번째 중간 동기 신호는 '0x49'이 될 수 있다. 또한, 각 동기 신호들 간 간격은 256 바이트가 될 수 있다. 이 경우, 상기 전송 패킷 #0은 비디오 PES 패킷 #0을 제1부분(시작부터 249 바이트 크기), 제2부분(제1부분 이후부터 255바이트 크기), 제3부분(제2부분 이후)로 분할하고, 헤더-제1부분-중간동기1-제2부분-중간동기2-제3부분 순으로 결합함으로써 구성된다.
하기 <표 2>는 본 발명의 실시 예에 따른 전송 패킷 및 종래의 MPEG2-TS 패킷의 부가 정보량에 대한 비교 결과를 나타낸다.
PES 크기 MPEG2-TS 본 발명-경우A (188) 본 발명-경우B (256)
N < 182 188-N 6 6
182 6 6 6
184 4 7 6
182×2 12 7 7
184×2 8 7 7
64×1024 1580 356 263
상기 <표 2>에서, 본 발명-경우A는 188 바이트 마다 1 바이트 크기의 동기 신호가 부가되는 경우이고, 본 발명-경우B는 256 바이트 마다 1 바이트 크기의 동기 신호가 부가되는 경우이다. 시작 동기 신호를 헤더는 MPEG2-TS 헤더에 2바이트 크기의 패킷 길이 필드를 추가한 6 바이트로 계산되었다. 상기 <표 2>에 나타난 바와 같이, 64K 바이트의 PES 데이터를 전송하기 위해, 본 발명은 MPEG2-TS 대비 1K 바이트 이상의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 전송 패킷을 구성 및 해석하는 송신단 및 수신단의 구성 및 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 송신단은 비디오인코더(video encoder)(610-1), 오디오인코더(audio encoder)(610-2), 비디오패킷화부(video packetizer)(620-1), 오디오패킷화부(audio packetizer)(620-2), 데이터패킷화부(620-3), 전송스트림MUX(transport stream Mutiplexer)(630), 채널부호화부(channel encoder)(640), 송신부(650)를 포함하여 구성된다.
상기 비디오인코더(610-1)는 비디오 스트림을 해당 비디오 코덱에 따라 압축한다. 상기 오디오인코더(610-2)는 오디오 스트림을 해당 오디오 코덱 따라 압축한다. 상기 비디오패킷화부(620-1)는 압축된 비디오 스트림을 일정 단위로 분할함으로써 비디오 PES 패킷들을 생성한다. 상기 오디오패킷화부(620-2)는 압축된 오디오 스트림을 일정 단위로 분할함으로써 오디오 PES 패킷들을 생성한다. 상기 PES 패킷들 각각은 PES 헤더를 포함하며, 상기 PES 헤더는 타임 스탬프(time stamp) 정보 등 오디오 스트림 및 비디오 스트림을 재생하기 위해 필요한 정보를 포함한다. 상기 데이터패킷화부(420-3)는 데이터 스트림을 일정 단위로 분할하고 헤더를 삽입함으로써 MPE 스트림 패킷들을 생성한다.
상기 전송스트림MUX(630)는 상기 비디오 PES 패킷들, 상기 오디오 PES 패킷들, 상기 MPE 스트림 패킷들의 비트열을 페이로드로서 선택하고, 전송 패킷 헤더를 삽입함으로써 전송 패킷들을 생성한다. 이때, 상기 전송스트림MUX(630)는 상술한 실시 예들에 따라 전송 패킷들을 생성한다. 구체적으로 설명하면, 상기 전송스트림MUX(630)는 오디오 PES 패킷들 및 비디오 PES 패킷들의 데이터 중 하나의 전송 패킷에 포함될 범위를 결정한다. 예를 들어, 상기 전송스트림MUX(630)는 오디오 PES 패킷 및 비디오 PES 패킷 중 어느 것을 송신할지 판단한 후, 선택된 하나의 오디오/비디오 PES 패킷을 하나의 전송 패킷으로서 송신할 것을 결정할 수 있다. 이후, 상기 전송스트림MUX(630)는 시작 동기 신호를 포함하는 전송 패킷의 헤더를 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송 패킷의 길이가 기준 크기(=N 비트)를 초과하면, 상기 전송스트림MUX(630)는 미리 정의된 동기 신호들 간 간격에 따라 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 중간 동기 신호의 패턴은 상기 시작 동기 신호와 동일할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 중간 동기 신호의 패턴은 상기 시작 동기 신호와 상이할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 시작 동기 신호 및 상기 중간 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림MUX(630)는 각 동기 신호의 전단 또는 후단에 적어도 하나의 동기 신호 플래그를 삽입할 수 있다. 여기서, 상기 동기 신호 플래그는 시작 동기 신호를 식별하기 위해 사용되거나, 또는, 마지막 동기 신호를 식별하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림MUX(630)는 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 삽입한다. 여기서, 상기 패킷 길이는 CRC 코드 및 중간 동기 신호를 포함하는 실제 패킷 길이를 의미한다. 예를 들어, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는 전송 패킷 길이를 명시적으로 나타내는 패킷 길이 필드이거나, 또는, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드일 수 있다. 상기 패킷 길이 필드가 삽입되는 경우, 상기 패킷 길이 필드는 상기 패킷 길이 필드 이후로부터 상기 전송 패킷의 끝 지점까지의 크기를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림MUX(630)는 헤더에 대한 CRC 코드를 생성하고, 상기 CRC 코드를 삽입한다. 예를 들어, 상기 CRC 코드는 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보의 후단에 삽입될 수 있다.
상기 채널부호화부(640)는 전송 패킷들에 대하여 채널 인코딩(channel encoding)을 수행한다. 상기 송신부(650)는 채널 인코딩된 전송 패킷들을 채널을 통해 송신한다. 여기서, 상기 채널은 유선 채널 또는 무선 채널일 수 있다. 무선 채널의 경우, 상기 송신부(650)는 상기 전송 패킷들의 비트열을 복조(modulation)함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 통신 시스템의 규격에 따라 물리계층 처리하고, RF(Radio Frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 수신부(710), 채널복호화부(channel decoder)(720), 전송스트림DEMUX(Transport Stream De-multiplexer)(730), 비디오디코더(740-1), 오디오디코더(740-2), 데이터처리부(740-3)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(710)는 채널을 통해 수신되는 신호로부터 채널 부호화된 전송 패킷들을 복원한다. 여기서, 상기 채널은 유선 채널 또는 무선 채널일 수 있다. 무선 채널의 경우, 상기 수신부(710)는 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 통신 시스템의 규격에 따라 물리계층 처리하고, 복조(demodulation)을 통해 비트열을 복원한다. 상기 채널복호화부(720)는 상기 채널 부호화된 전송 패킷들에 대하여 채널 디코딩을 수행하고, 전송 패킷들의 비트열을 상기 전송스트림DEMUX(730)로 제공한다.
상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 전송 패킷들에서 동기 신호를 이용하여 패킷 동기를 획득하고, 전송 패킷으로부터 비디오 스트림 및 오디오 스트림을 추출한다. 이때, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상술한 실시 예들에 따라 전송 패킷들 각각의 동기 신호를 검출한다. 구체적으로 설명하면, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 적어도 하나의 동기 신호를 검출한다. 상기 적어도 하나의 동기 신호는 헤더에 포함된 시작 동기 신호를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 전송 패킷의 길이가 기준 크기보다 큰 경우, 상기 적어도 하나의 동기 신호는 페이로드 중간에 포함되는 적어도 하나의 중간 동기 신호를 포함할 수 있다. 상기 시작 동기 신호 및 상기 중간 동기 신호는 미리 정의된 패턴을 가지며, 동기 신호들 간 간격은 미리 정의된 바에 따른다. 따라서, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 미리 정의된 간격마다 상기 미리 정의된 패턴을 검색함으로써 상기 적어도 하나의 동기 신호를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 시작 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기일 수 있다. 상기 시작 동기 신호가 2 바이트 이상인 경우, 상기 시작 동기 신호의 패턴은 1 바이트 패턴의 반복, 증가, 감소 또는 인버팅 방식에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 헤더 정보를 획득하기 위해, 동기 신호 플래그 및 동기 신호 패턴 중 적어도 하나를 이용하여 시작 동기 신호를 식별할 수 있다. 상기 전송 패킷은 시작 동기 신호 또는 마지막 동기 신호를 식별하기 위한 동기 신호 플래그를 포함할 수 있다. 상기 동기 신호 플래그가 상기 시작 동기 신호를 식별하도록 설정된 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 동기 신호 플래그를 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다. 또는, 시작 동기 신호의 패턴 및 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴이 상이하게 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 동기 신호의 패턴을 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다. 만일, 이전 전송 패킷에 포함된 정보로부터 현재 전송 패킷의 시작 지점 위치를 판단한 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 전송 패킷의 시작 지점 위치를 참고하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 CRC 코드를 이용하여 헤더의 오류 여부를 검사한다. 예를 들어, 상기 CRC 코드는 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보의 후단에 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 시작 동기 신호로부터 일정 간격 이격된 상기 CRC 코드를 추출하고, 상기 CRC 코드를 이용하여 오류 여부를 판단한다. 만일, 상기 오류가 발생하였으면, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 시작 동기 신호 및 상기 헤더의 정보를 신뢰할 수 없다고 판단하고, 상기 전송 패킷을 폐기한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 전송 패킷 길이를 나타내는 정보를 이용하여 다음 전송 패킷의 시작 지점을 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는 전송 패킷 길이를 명시적으로 나타내는 패킷 길이 필드이거나, 또는, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드일 수 있다. 상기 패킷 길이 필드가 사용되는 경우, 상기 패킷 길이 필드는 상기 패킷 길이 필드 이후로부터 상기 전송 패킷의 끝 지점까지의 크기를 나타내는 값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 패킷 길이 필드의 값에 따라 상기 전송 패킷의 길이를 결정할 수 있다. 상기 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드가 사용되는 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 미리 정의된 동기 신호들 간 간격을 이용하여 상기 전송 패킷의 길이를 예측한다. 이 경우, 상기 전송스트림DEMUX(730)는 상기 전송 패킷의 길이에 대한 일정 범위를 결정할 수 있다.
상기 비디오디코더(740-1)는 송신단에서 사용된 비디오 압축 코덱에 따라 압축된 비디오 스트림을 신장(decompression)함으로써 비디오 스트림을 복원한다. 상기 오디오디코더(740-2)는 송신단에서 사용된 오디오 압축 코덱에 따라 압축된 오디오 스트림을 신장함으로써 오디오 스트림을 복원한다. 상기 데이터처리부(540-3)는 데이터 스트림을 해석하고, 해석된 정보에 대응되는 처리를 수행한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 송신단의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 8은 PES 패킷이 생성된 이후 하나의 전송 패킷을 생성 및 송신하는 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 송신단은 801단계에서 오디오 PES 패킷들 또는 비디오 PES 패킷들의 데이터 중 하나의 전송 패킷에 포함될 범위를 결정한다. 즉, 상기 송신단은 가변 길이의 전송 패킷을 송신하므로, 상기 전송 패킷에 포함될 데이터량을 결정한다. 예를 들어, 상기 송신단은 오디오 PES 패킷 및 비디오 PES 패킷 중 어느 것을 송신할지 판단한 후, 선택된 하나의 오디오/비디오 PES 패킷을 하나의 전송 패킷으로서 송신할 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 오디오 PES 패킷 및 상기 비디오 PES 패킷은 상기 도 5에 도시된 바와 같이 번갈아가며 송신될 수 있다.
상기 하나의 전송 패킷에 포함될 데이터를 결정한 후, 상기 송신단은 803단계로 진행하여 시작 동기 신호를 포함하는 전송 패킷의 헤더를 생성한다. 다시 말해, 상기 송신단은 시작 동기 신호, 패킷 ID(Identifier), 페이로드가 PES 패킷의 시작 부분부터 포함하는지 여부를 나타내는 정보 등을 포함하는 헤더를 생성한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 시작 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기일 수 있다. 상기 시작 동기 신호가 2 바이트 이상인 경우, 상기 시작 동기 신호의 패턴은 1 바이트 패턴의 반복, 증가, 감소 또는 인버팅 방식에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 시작 동기 신호의 크기를 k 비트라고 할 때, 2^k는 최대 전송 패킷 크기보다 큰 것이 바람직하다.
이어, 상기 송신단은 805단계로 진행하여 전송 패킷의 길이가 기준 크기(=N 비트)를 초과하는지 판단한다. 여기서, 상기 기준 크기와 비교되는 전송 패킷의 길이는 이하 추가될 수 있는 전송 패킷 길이를 나타내는 정보, CRC 코드 등을 모두 고려한 길이이다. 또한, 상기 기준 크기는 페이로드의 크기에 따른 동기 신호의 패턴과 동일한 값의 비트열이 발생할 확률을 고려하여 결정됨이 바람직하다. 만일, 상기 전송 패킷의 길이가 상기 기준 크기보다 작거나 같으면, 상기 송신단은 중간 동기 신호를 추가할 필요가 없다고 판단하고, 809단계로 진행한다.
반면, 상기 전송 패킷의 길이가 상기 기준 크기보다 크면, 상기 송신단은 중간 동기 신호를 추가할 필요가 있다고 판단하고, 807단계로 진행하여 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입한다. 이때, 상기 중간 동기 신호와 상기 시작 동기 신호의 간격은 미리 정의된 바에 따른다. 또한, 2개 이상의 중간 동기 신호들이 삽입되는 경우, 상기 중간 동기 신호들 간 간격도 미리 정의된 바에 따른다. 따라서, 수신단은 별도의 정보 전달 없이도 시작 동기 신호의 위치로부터 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 중간 동기 신호의 패턴은 상기 시작 동기 신호와 동일할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 중간 동기 신호의 패턴은 상기 시작 동기 신호와 상이할 수 있다. 이때, 다수의 중간 동기 신호들의 패턴들은 모두 동일하거나, 삽입되는 순서에 따라 변경되는 값들을 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 중간 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기일 수 있다. 상기 중간 동기 신호가 2 바이트 이상인 경우, 상기 중간 동기 신호의 패턴은 1 바이트 패턴의 반복, 증가, 감소 또는 인버팅 방식에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 중간 동기 신호의 크기를 k 비트라고 할 때, 2^k는 최대 전송 패킷 크기보다 큰 것이 바람직하다.
이어, 상기 송신단은 809단계로 진행하여 적어도 하나의 동기 신호 플래그를 삽입한다. 상기 동기 신호 플래그는 각 동기 신호의 전단 또는 후단에 삽입된다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 동기 신호 플래그는 시작 동기 신호를 식별하기 위해 사용되거나, 또는, 마지막 동기 신호를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 식별시키고자 하는 동기 신호의 플래그는 나머지 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정된다.
이어, 상기 송신단은 811단계로 진행하여 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 삽입한다. 여기서, 상기 패킷 길이는 CRC 코드 및 중간 동기 신호를 포함하는 실제 패킷 길이를 의미한다. 예를 들어, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는 전송 패킷 길이를 명시적으로 나타내는 패킷 길이 필드이거나, 또는, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드일 수 있다. 상기 패킷 길이 필드가 삽입되는 경우, 상기 패킷 길이 필드는 상기 패킷 길이 필드 이후로부터 상기 전송 패킷의 끝 지점까지의 크기를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
이어, 상기 송신단은 813단계로 진행하여 헤더에 대한 CRC 코드를 생성하고, 상기 CRC 코드를 삽입한다. 예를 들어, 상기 CRC 코드는 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보의 후단에 삽입될 수 있다.
이후, 상기 송신단은 815단계로 진행하여 상기 전송 패킷을 채널 인코딩한 후, 채널 인코딩된 전송 패킷을 채널을 통해 송신한다. 여기서, 상기 채널은 유선 채널 또는 무선 채널일 수 있다. 무선 채널의 경우, 상기 송신단은 상기 전송 패킷들의 비트열을 복조(modulation)함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 통신 시스템의 규격에 따라 물리계층 처리하고, RF(Radio Frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.
상기 도 8은 상기 도 2 내지 상기 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예들을 모두 적용한 경우의 동작 절차를 도시하고 있다. 하지만, 상기 송신단은 본 발명의 실시 예들을 중 일부만을 선택적으로 적용하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 동기 신호 플래그가 사용되지 아니하는 경우, 상기 809단계는 생략될 수 있다. 또한, 상기 패킷 길이를 나타내는 정보가 사용되지 아니하는 경우, 상기 811단계는 생략될 수 있다. 또한, 상기 CRC 코드가 사용되지 아니하는 경우, 상기 813단계는 생략될 수 있다. 또는, 중간 동기 신호가 사용되지 아니하는 경우, 상기 805단계, 상기 807단계, 상기 809단계는 생략되고, 상기 시작 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기를 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 및 오디오 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 9는 데이터를 수신하고 채널 디코딩을 수행한 이후 하나의 전송 패킷을 해석하는 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참고하면, 상기 수신단은 901단계에서 적어도 하나의 동기 신호를 검출한다. 즉, 상기 수신단은 상기 적어도 하나의 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득한다. 상기 적어도 하나의 동기 신호는 헤더에 포함된 시작 동기 신호를 포함한다. 또한, 전송 패킷의 길이가 기준 크기보다 큰 경우, 상기 적어도 하나의 동기 신호는 페이로드 중간에 포함되는 적어도 하나의 중간 동기 신호를 포함한다. 상기 시작 동기 신호 및 상기 중간 동기 신호는 미리 정의된 패턴을 가지며, 동기 신호들 간 간격은 미리 정의된 바에 따른다. 따라서, 상기 수신단은 상기 미리 정의된 간격마다 상기 미리 정의된 패턴을 검색함으로써 상기 적어도 하나의 동기 신호를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 시작 동기 신호는 2 바이트 이상의 크기일 수 있다. 상기 시작 동기 신호가 2 바이트 이상인 경우, 상기 시작 동기 신호의 패턴은 1 바이트 패턴의 반복, 증가, 감소 또는 인버팅 방식에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 시작 동기 신호의 크기를 k 비트라고 할 때, 2^k는 최대 전송 패킷 크기보다 큰 것이 바람직하다.
이어, 상기 수신단은 903단계로 진행하여 동기 신호 플래그 및 동기 신호 패턴 중 적어도 하나를 이용하여 시작 동기 신호를 식별한다. 이에 따라, 상기 수신단은 헤더 정보를 획득할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 전송 패킷은 시작 동기 신호 또는 마지막 동기 신호를 식별하기 위한 동기 신호 플래그를 포함할 수 있다. 상기 동기 신호 플래그가 상기 시작 동기 신호를 식별하도록 설정된 경우, 상기 수신단은 상기 동기 신호 플래그를 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 시작 동기 신호의 패턴 및 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴이 상이하게 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 수신단은 동기 신호의 패턴을 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다. 만일, 이전 전송 패킷에 포함된 정보로부터 현재 전송 패킷의 시작 지점 위치를 판단한 경우, 상기 수신단은 상기 전송 패킷의 시작 지점 위치를 참고하여 상기 시작 동기 신호를 검출할 수 있다.
상기 시작 동기 신호를 검출한 후, 상기 수신단은 905단계로 진행하여 CRC 코드를 이용하여 헤더의 오류 여부를 검사한다. 예를 들어, 상기 CRC 코드는 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보의 후단에 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 수신단은 상기 시작 동기 신호로부터 일정 간격 이격된 상기 CRC 코드를 추출하고, 상기 CRC 코드를 이용하여 오류 여부를 판단한다.
이어, 상기 수신단은 907단계로 진행하여 상기 헤더에 오류가 발생하였는지 판단한다. 만일, 상기 오류가 발생하였으면, 상기 수신단은 909단계로 진행하여 상기 시작 동기 신호 및 상기 헤더의 정보를 신뢰할 수 없다고 판단하고, 상기 전송 패킷을 폐기한다.
반면, 상기 오류가 발생하지 아니하였으면, 상기 수신단은 911단계로 진행하여 전송 패킷 길이를 나타내는 정보를 이용하여 다음 전송 패킷의 시작 지점을 판단한다. 예를 들어, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는 전송 패킷 길이를 명시적으로 나타내는 패킷 길이 필드이거나, 또는, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드일 수 있다. 상기 패킷 길이 필드가 사용되는 경우, 상기 패킷 길이 필드는 상기 패킷 길이 필드 이후로부터 상기 전송 패킷의 끝 지점까지의 크기를 나타내는 값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 수신단은 상기 패킷 길이 필드의 값에 따라 상기 전송 패킷의 길이를 결정할 수 있다. 상기 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드가 사용되는 경우, 상기 수신단은 미리 정의된 동기 신호들 간 간격을 이용하여 상기 전송 패킷의 길이를 예측한다. 이 경우, 상기 수신단은 상기 전송 패킷의 길이에 대한 일정 범위를 결정할 수 있다.
이후, 상기 수신단은 913단계로 진행하여 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오.데이터 스트림을 추출하고, 추출된 스트림을 처리한다. 상기 전송 패킷에서 추출된 데이터는 오디오/비디오 PES 패킷 또는 MPE 스트림 패킷이므로, 상기 수신단은 상기 오디오/비디오 PES 패킷 또는 MPE 스트림 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하고, 송신단에서 사용된 압축 코덱에 따라 상기 오디오/비디오 스트림을 신장한 후, 재생하거나, 데이터 스트림을 해석하여 확인되는 정보에 따른 처리를 수행한다.
상기 도 9는 상기 도 2 내지 상기 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예들을 모두 적용한 경우의 동작 절차를 도시하고 있다. 하지만, 상기 수신단은 본 발명의 실시 예들을 중 일부만을 선택적으로 적용한 실시 예에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 동기 신호 플래그가 사용되지 아니하는 경우, 상기 903단계에서 상기 수신단은 동기 신호 패턴만을 이용한다. 또는, 상기 시작 동기 신호의 패턴이 중간 동기 신호와 동일한 경우, 상기 903단계에서 상기 수신단은 동기 신호 플래그만을 이용한다. 나아가, 상기 동기 신호 플래그가 사용되지 아니하고, 상기 시작 동기 신호의 패턴이 중간 동기 신호와 동일한 경우, 상기 903단계는 생략될 수 있다. 또한, 상기 패킷 길이를 나타내는 정보가 사용되지 아니하는 경우, 상기 911단계는 생략될 수 있다. 또한, 상기 CRC 코드가 사용되지 아니하는 경우, 상기 905단계 내지 상기 909단계는 생략될 수 있다. 또는, 중간 동기 신호가 사용되지 아니하는 경우, 상기 901단계에서 상기 수신단은 2 바이트 이상의 크기를 가지는 시작 동기 신호만을 검출한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (54)

  1. 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법에 있어서,
    가변 길이의 전송 패킷을 생성하는 과정과,
    시작 동기 신호를 포함하는 상기 전송 패킷의 헤더를 생성하는 과정과,
    상기 전송 패킷의 길이에 따라 동기 신호간 간격이 미리 설정된 간격이 되도록 상기 전송 패킷에 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입하는 과정과,
    상기 시작 동기 신호 및 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 플래그를 삽입하는 과정과,
    상기 전송 패킷을 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 플래그는, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 중 마지막 동기 신호의 플래그는, 상기 시작 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시작 동기 신호의 패턴은, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴과 상이하게 설정되는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중간 동기 신호가 다수인 경우, 다수의 중간 동기 신호들 각각의 패턴들은, 미리 정의된 방식에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서로 다른 값은, 상기 미리 정의된 방식에 따라, 순차적 증가, 순차적 감소, 및, 미리 정의된 무작위 패턴 중 하나로 결정되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 상기 전송 패킷에 삽입하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는, 전송 패킷 길이를 나타내는 패킷 길이 필드, 및, 상기 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드 중 하나인 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 헤더에 대한 CRC(cyclic redundancy check) 코드를 삽입하는 과정을 더 포함하는 방법.
  11. 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법에 있어서,
    하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하는 과정과,
    2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 과정과,
    상기 전송 패킷을 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 크기는,
    '2^k > L'의 관계를 만족하는 방법.
    여기서, 상기 k는 상기 시작 동기 신호의 비트수, 상기 L은 최대 전송 패킷 크기의 비트 수를 의미함.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이는 기준 크기를 초과하는 방법.
  13. 삭제
  14. 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법에 있어서,
    가변 길이의 전송 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 전송 패킷의 헤더에 포함된 시작 동기 신호 및 상기 전송 패킷에 포함된 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 플래그를 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출하는 과정을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호는, 상기 전송 패킷의 길이에 따라 동기 신호간 간격이 미리 설정된 간격이 되도록 상기 전송 패킷에 삽입되고,
    상기 시작 동기 신호의 플래그는, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 중 마지막 동기 신호의 플래그는, 상기 시작 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 시작 동기 신호 및 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 패턴을 이용하여 상기 시작 동기 신호를 식별하는 과정을 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 시작 동기 신호의 패턴은, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴과 상이하게 설정되는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 중간 동기 신호가 다수인 경우, 다수의 중간 동기 신호들 각각의 패턴들은, 서로 다른 값으로 설정되는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 서로 다른 값은 미리 정의된 방식에 따라, 순차적 증가, 순차적 감소, 및, 미리 정의된 무작위 패턴 중 하나로 결정되는 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 통해 다음 전송 패킷의 시작 지점을 판단하는 과정을 더 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는, 전송 패킷 길이를 나타내는 패킷 길이 필드, 및, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드 중 하나인 방법.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 헤더에 대한 CRC(cyclic redundancy check) 코드를 이용하여 상기 헤더의 오류 발생 여부를 판단하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법에 있어서,
    헤더에 포함된 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하는 과정과,
    상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 과정과,
    상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 과정을 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 크기는,
    '2^k > L'의 관계를 만족하는 방법.
    여기서, 상기 k는 상기 시작 동기 신호의 비트수, 상기 L은 최대 전송 패킷 크기의 비트 수를 의미함.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이는 기준 크기를 초과하는 방법.
  27. 삭제
  28. 통신 시스템에서 송신단 장치에 있어서,
    가변 길이의 전송 패킷을 생성하고, 시작 동기 신호를 포함하는 상기 전송 패킷의 헤더를 생성하고, 상기 전송 패킷의 길이에 따라 동기 신호간 간격이 미리 설정된 간격이 되도록 상기 전송 패킷에 적어도 하나의 중간 동기 신호를 삽입하고, 상기 시작 동기 신호 및 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 플래그를 삽입하는 MUX(multiplexer)와,
    상기 전송 패킷을 송신하는 송신부를 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 플래그는, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 장치.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 중 마지막 동기 신호의 플래그는, 상기 시작 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 시작 동기 신호의 패턴은, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴과 상이하게 설정되는 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 중간 동기 신호가 다수인 경우, 다수의 중간 동기 신호들 각각의 패턴들은, 미리 정의된 방식에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 서로 다른 값은, 상기 미리 정의된 방식에 따라, 순차적 증가, 순차적 감소, 및, 미리 정의된 무작위 패턴 중 하나로 결정되는 장치.
  35. 제28항에 있어서,
    상기 MUX는, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 상기 전송 패킷에 삽입하는 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는, 전송 패킷 길이를 나타내는 패킷 길이 필드, 및, 상기 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드 중 하나인 장치.
  37. 제28항에 있어서,
    상기 MUX는, 상기 헤더에 대한 CRC(cyclic redundancy check) 코드를 삽입하는 장치.
  38. 통신 시스템에서 송신단 장치에 있어서,
    하나의 전송 패킷을 통해 송신할 데이터를 결정하고, 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 포함하는 헤더를 생성하는 MUX와,
    상기 전송 패킷을 송신하는 송신부를 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 크기는,
    '2^k > L'의 관계를 만족하는 장치.
    여기서, 상기 k는 상기 시작 동기 신호의 비트수, 상기 L은 최대 전송 패킷 크기의 비트 수를 의미함.
  39. 제28항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이는 기준 크기를 초과하는 장치.
  40. 삭제
  41. 통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,
    가변 길이의 전송 패킷을 수신하는 수신부와,
    상기 전송 패킷의 헤더에 포함된 시작 동기 신호 및 상기 전송 패킷에 포함된 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 플래그를 이용하여 상기 시작 동기 신호를 검출하는 DEMUX(de-multiplexer)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호는, 상기 전송 패킷의 길이에 따라 동기 신호간 간격이 미리 설정된 간격이 되도록 상기 전송 패킷에 삽입되고,
    상기 시작 동기 신호의 플래그는, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 장치.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 제41항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 중 마지막 동기 신호의 플래그는, 상기 시작 동기 신호의 플래그와 다른 값으로 설정되는 장치.
  45. 제41항에 있어서,
    상기 DEMUX는, 상기 시작 동기 신호 및 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호 각각의 패턴을 이용하여 상기 시작 동기 신호를 식별하는 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 시작 동기 신호의 패턴은, 상기 적어도 하나의 중간 동기 신호의 패턴과 상이하게 설정되는 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 중간 동기 신호가 다수인 경우, 다수의 중간 동기 신호들 각각의 패턴들은, 미리 정의된 방식에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 장치.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 서로 다른 값은 미리 정의된 방식에 따라, 순차적 증가, 순차적 감소, 및, 미리 정의된 무작위 패턴 중 하나로 결정되는 장치.
  49. 제41항에 있어서,
    상기 DEMUX는, 상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보를 통해 다음 전송 패킷의 시작 지점을 판단하는 장치.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이를 나타내는 정보는, 전송 패킷 길이를 나타내는 패킷 길이 필드, 및, 전송 패킷에 포함된 동기 신호의 개수를 나타내는 동기 개수 필드 중 하나인 장치.
  51. 제41항에 있어서,
    상기 DEMUX는, 상기 헤더에 대한 CRC(cyclic redundancy check) 코드를 이용하여 상기 헤더의 오류 발생 여부를 판단하는 장치.
  52. 통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,
    헤더에 포함된 2 바이트 이상의 크기를 갖는 시작 동기 신호를 검출함으로써 전송 패킷의 동기를 획득하고, 상기 전송 패킷에서 오디오/비디오/데이터 스트림을 추출하는 DEMUX와,
    상기 오디오/비디오/데이터 스트림을 처리하는 디코더를 포함하고,
    상기 시작 동기 신호의 크기는,
    '2^k > L'의 관계를 만족하는 장치.
    여기서, 상기 k는 상기 시작 동기 신호의 비트수, 상기 L은 최대 전송 패킷 크기의 비트 수를 의미함.
  53. 제41항에 있어서,
    상기 전송 패킷의 길이는 기준 크기를 초과하는 장치.
  54. 삭제
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