KR20070109760A - 비압축 ａⅴ 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

비압축 ａⅴ 데이터 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터의 중요도에 따른 전송 패킷 구성 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법은, 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받는 단계; 상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리하는 단계; 상기 분리된 화소 비트를 상기 비트 레벨 별로 모아서 다중화하는 단계; 및 상기 다중화된 화소 비트를 전송하는 단계로 이루어집니다.
밀리미터 웨이브, 전송 데이터 유닛, 비트 레벨, 중요도, 오류 정정, 부호화율

Description

비압축 ＡⅤ 데이터 송수신 방법 및 장치{Method and apparatus for transmitting/receiving uncompressed audio/video data}
도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면.
도 2는 하나의 화소 성분을 복수의 비트 레벨로 표시한 도면.
도 3은 IEEE 802.11a 규격의 PPDU의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 송신기의 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 분리된 부화소의 비트를 조합하는 순서를 보여주는 도면.
도 6a 및 6b는 스캐닝된 비트들을 다중화하여 TDU를 생성하는 과정을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 패킷의 구조를 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 패킷의 구조를 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 수신기의 구성을 도시하는 블록도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법을 도시하는 흐름도.
(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)
100 : 무선 송신기 110 : 저장부
120 : 비트 분리부 130 : TDU 생성부
140 : 부호화부 150 : 헤더 부가부
160 : 전송부 200 : 무선 수신기
210 : 수신부 220 : TDU 파서
240 : 역다중화부 250: 비트 조합부
260 : 재생부
본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터의 중요도에 따른 전송 패킷 구성 방법 및 장치에 관한 것이다.
네트워크가 무선화 되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송법에 대한 연구가 요구되고 있다. 더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스 간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지는 추세에 있다.
현재 IEEE 802.15.3c의 한 태스크 그룹(task group)에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 표준을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 표준은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.
도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면이다. IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다. 또한, 공기 중 감쇠율(attenuation ratio)이 매우 높기 때문에 기기간에 간섭을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.
특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 AV 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 AV 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하 는 방식으로 손실 압축된다. 반면에, 비압축 AV 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함한다.
따라서, 압축 AV 데이터에 포함되는 비트들은 중요도에 대한 우열이 없지만, 비압축 AV 데이터에 포함되는 비트들은 우열이 존재한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 8비트 영상의 경우 하나의 화소 성분은 8개의 비트로 표현되는데, 이 중에서 가장 높은 차수를 표현하는 비트(최상위 레벨의 비트)가 가장 중요한 비트(Most Significant Bit; MSB)이고, 가장 낮은 차수를 표현하는 비트(최하위 레벨의 비트)가 가장 덜 중요한 비트(Least Significant Bit; LSB)이다. 즉, 8비트로 구성된 1바이트 데이터 중 각각의 비트는 영상 신호나 음성신호를 복원하는데 차지하는 중요도가 서로 다르다. 전송 중 중요도가 높은 비트에서 에러가 발생한다면 그렇지 않은 비트에서 에러가 발생 했을 때 보다 쉽게 오류발생이 감지될 수 있다. 따라서 중요도가 높은 비트 데이터들은, 중요도가 낮은 비트 데이터들에 비하여, 무선 전송시 오류가 발생하지 않도록 보호해야 할 필요가 크다. 그러나, IEEE 802.11 계열의 종래 전송방식과 같이 전송될 모든 비트에 대하여 동일한 부호화율(code rate)을 사용하거나, 동일한 오류 정정 방식을 사용하고 있다.
도 3은 IEEE 802.11a 규격의 물리층 전송 프레임(PHY Protocol Data Unit; PPDU)의 구조를 나타낸 도면이다. PPDU(30)는 프리앰블(preamble)과, 시그널 필드, 및 데이터 필드로 구성된다. 상기 프리앰블은 PHY 계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호로서, 복수개의 짧은 훈련신호(training signal)와 긴 훈련신호로 이루어져 있다. 시그널 필드(signal field)는 전송률을 나타내는 RATE 필드, PPDU(PHY Protocol Data Unit)의 길이를 나타내는 LENGTH 필드 등을 포함한다. 통상 시그널 필드는 하나의 심볼(symbol)에 의하여 부호화된다. 데이터 필드는 PSDU, 테일 비트 및 패드 비트로 이루어져 있는데, 실제 전송하고자 하는 데이터는 PSDU 부분에 포함된다.
PSDU에 기록되는 데이터는 컨볼루션 인코더(convolutional encoder)로 부호화된 코드들로 이루어져 있는데, 이러한 데이터는 중요도 면에서 차이가 없으며, 동일한 오류정정 부호화를 통하여 부호화 되기 때문에 데이터의 각 부분은 동일한 에러 정정 능력을 갖는다. 또한 수신 측에서 오류를 발견하고 송신 측에 재전송을 요청할 때(ACK 등을 통하여), 해당되는 데이터 전체를 모두 재전송한다.
이와 같은 종래의 방법은 일반적인 데이터 전송시에는 효과적이라고 할 수 있다. 하지만, 전송하고자 하는 데이터의 중요도가 차이가 난다면, 더 중요한 비트에 대해서는 보다 더 우수한 오류정정 부호화를 수행하여 오류 발생가능성을 줄여야 할 것이다.
오류발생을 억제하기 위해서 송신측에서는 오류 정정 부호화 단계를 수행한다. 이렇게 오류정정 부호화된 데이터는 전송 중 오류가 발생하더라고 정정 가능한 일정범위 내의 오류에 대해서는 복원이 가능하다. 이러한 오류정정 부호화 기법은 다양하게 존재하며 각 오류정정 부호화 알고리즘에 따라서 다른 오류정정 능력을 갖고 있으며, 같은 오류정정 부호화 알고리즘이라고 할지라도 어떤 부호화율을 사용하느냐에 따라서 다른 성능을 나타낸다.
일반적으로 부호화율이 높을수록 데이터 전송 효율은 높아지지만 오류정정 능력은 낮아지는 경향이 있으며, 부호화율이 낮아질수록 데이터 전송 효율은 낮아지지만 오류정정 능력은 높아지는 경향이 있다. 따라서 오류정정 능력 향상만을 위해서 무작정 부호화율을 낮추게 되면 그만큼 전송효율이 낮아지게 된다.
비압축 AV 데이터 전송시 상대적으로 중요도가 높은 비트 데이터에 대해서는 더 낮은 부호화율을 이용하여 오류 정정 능력을 향상시키는 동시에 상대적으로 중요도가 낮은 비트 데이터에 대해서는 더 높은 부호화율을 이용하여 전송율을 높인다면, 인간에 의하여 감지되는 오류발생 정도를 낮출 수 있을 것이다.
수신된 데이터에 오류정정 알고리즘을 통해서 오류복원을 하였더라도 오류가 완전히 제거되지 않은 경우 송신측으로 재전송을 요청하는 방법이 있다. 이 경우 같은 데이터를 다시 전송해야 하기 때문에 결과적으로 전체 데이터 전송율을 떨어뜨리는 문제가 있다. 만약 전체 데이터가 아니라 상대적으로 인간의 인식에 높은 영향을 미치는 데이터만을 재전송하는 방식으로 비디오/오디오 신호를 전송한다면, 불필요한 네트워크 트래픽을 감소시킬 수 있다.
이러한 점들을 고려하여, 비압축 AV 데이터를 구성하는 비트의 중요도에 따른 가변적인 처리를 가능하게 하는 데이터 패킷의 구조를 고안할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비압축 AV 데이터에 있어서 데이터의 중요도에 따라 구성된 데이터 패킷의 구조를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 비압축 AV 데이터의 전송에 있어서 보다 효율적인 오류 정정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법은, 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받는 단계; 상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리하는 단계; 상기 분리된 화소 비트를 상기 비트 레벨 별로 모아서 다중화하는 단계; 및 상기 다중화된 화소 비트를 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법은, 무압축 AV 데이터를 담은 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 무선 신호로부터, 복수의 비트 레벨 별로 구성된 비트들을 복원하는 단계; 및 상기 비트들을 동일 대상에 관한 값으로 조합(assemble)하는 단계를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치는, 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받아, 상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리하는 비트 분리부; 상기 분리된 화소 비트를 상기 비트 레벨 별로 모아서 다중화하는 다중화부; 및 상기 다중화된 화소 비트를 전송하는 전송부를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치는, 무압축 AV 데이터를 담은 무선 신호를 수신하고, 상기 수신된 무선 신호로부터, 복 수의 비트 레벨 별로 구성된 비트들을 복원하는 수신부; 및 상기 비트들을 동일 대상에 관한 값으로 조합(assemble)하는 비트 조합부를 포함한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 송신기(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 무선 송신기(100)는 저장부(110), 비트 분리부(120), 전송 데이터 유닛 생성부(130), 부호화부(140), 헤더 부가부(150), 및 전송부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
저장부(110)는 비압축 AV 데이터를 저장한다. 상기 AV 데이터가 비디오 데이터인 경우 각 화소에 대한 부화소 값이 저장된다. 상기 부화소 값은 사용되는 색공간(예: RGB 색공간, YCbCr 색공간 등)에 따라서 다양한 값으로 저장될 수 있다, 다만, 본 발명에서 각 화소는 RGB 색공간에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue) 세 개의 부화소로 이루어지는 것을 예로 들어서 설명한다. 물론, 비디오 데이터가 그레이 영상인 경우에는 부화소 성분은 하나만 존재하므로 하나의 부화소가 그대로 화소를 이룰 수 있으며, 2개 또는 4개의 부화소 성분이 하나의 화소를 이룰 수도 있음은 물론이다.
비트분리부(120)는 저장부(110)에서 제공된 부화소 값(이진값)을 높은 차수의 비트부터 낮은 차수의 비트까지 분리한다. 예를 들어, 8비트 비디오의 경우, 차수가 27 에서 20까지 존재하므로 총 8개의 비트로 분리된다. 도 4에서, m은 화소의 비트수를 나타내고, Bitm-1은 m-1 차수의 비트를 나타낸다. 이와 같은, 비트 분리 과정은 각각의 부화소에 대하여 독립적으로 수행된다.
상기 분리된 비트를 중요도 별로 분류하기 위하여, 다중화부(125)는 상기 분리된 비트를 비트 레벨(비트가 위치하는 차수) 별로 모아서 다중화(multiplexing)한다. 그러면, 전송 데이터 유닛 생성부(이하 TDU 생성부라고 함)(130)은 다중화된 비트들로부터 계층적 구조를 갖는 전송 데이터 유닛(transmission data unit; TDU)을 생성한다.
도 5는 분리된 부화소의 비트를 다중화하는 순서를 보여주는 도면이다. 도 5에서, T0 내지 T7은 각각 화소의 순서를 나타낸다. 즉, T0부터 시작하여 좌측 방향으로 순차적으로 스캐닝된다.
이를 위하여 입력되는 부화소 값(이진값)들은 데이터는 소정의 버퍼에 순차적으로 저장된다. 저장시에는 데이터가 입력되는 순서로 순차적으로 메모리에 기록되며, 스캐닝시 읽어 들일 때에는 데이터 주소 발생기(미도시됨)에서 제공하는 주소 순서에 따라서 원하는 비트를 읽어 들일 수 있다.
이러한 스캐닝 과정은 최상위 레벨의 비트로부터 최하위 레벨의 비트까지 순차적으로 이루어진다. 다만, 이러한 스캐닝 과정에 있어서 하나의 화소는 R, G, B 세 개의 성분으로 이루어지므로, R 성분의 최상위 레벨의 비트의 스캐닝(①) 후에는 G 성분의 최상위 레벨의 비트 스캐닝(②) 및 B 성분의 최상위 레벨의 비트 스캐닝(③)이 이루어진다. 그 다음, 다시 R 성분의 다음 상위 비트(Bit6)에 관한 스캐닝이 이루어진다(④). 그 다음부터도 마찬가지 방식으로 B 성분의 최하위 레벨의 비트에 대하여 스캐닝이 완료될 때까지 반복된다.
이와 같이 한가지 부화소 성분의 모든 비트에 대하여 스캐닝을 완료한 후에 다음 부화소 성분을 스캐닝하지 않고, 각 차수의 비트(각 레벨의 비트)를 부화소에 대하여 교대로 스캐닝하는 것은 수신기 측에서 발생될 수 있는 재생 지연을 줄이기 위해서이다. 이상에서는, 부화소들에 대한 스캐닝 순서가 R, G, B 순인 것을 예로 하였지만, 이는 당업자의 선택에 따라서 얼마든지 달라질 수 있다.
도 6은 도 5와 같은 스캐닝을 통하여 다중화된 비트들 및 TDU를 보여주는 도면이다.
다중화된 비트스트림(60)은 전체적으로 최상위 레벨의 비트로부터 최하위 레벨의 비트 순으로 배열되어 있으며, 동일한 차수의 비트들(동일한 레벨의 비트들)은 R, G, B 성분 별로 교대로 배치되어 있다. 그런데, 반드시 하나의 레벨에 속하는 비트들이 바로 TDU가 되는 것은 아니다. TDU는 변조 방식 결정, 오류 정정 방식 결정, 재전송 등에 있어서의 처리 단위로서, 도 6과 같이 8비트 영상으로 8개의 레 벨이 존재한다고 하더라도, TDU는 그 이하의 개수(8개, 4개, 2개 등)로 존재할 수 있다. 즉, TDU의 크기가 k 레벨이면 TDU의 개수(도 4의 n)는 m/k가 되는 것이다(m은 레벨의 수).
도 6a는 TDU의 크기가 2인 경우를 예로 든 것으로, TDU1은 우선 순위가 가장 높은 데이터 유닛으로서 최상위 레벨의 비트(Bit7)와 그 다음 레벨의 비트(Bit6)로 이루어지고, TDU4는 우선 순위가 가장 낮은 데이터 유닛으로서 최하위 레벨의 비트(Bit0)와, 그 위의 레벨의 비트(Bit1)로 이루어진다.
각각의 TDU에는 비트 데이터 이외에도, 추가적으로 테일 비트 및 패드 비트가 더 부가될 수도 있다. 테일 비트는 컨볼루션 부호화기를 초기 상태로 만들어주는데 사용되며, 패드 비트는 데이터 비트가 심볼의 부호화된 비트의 정수배가 되도록 하기 위하여 추가되는 더미(dummy) 비트이다.
한편, TDU의 크기는 1일 수도 있는데, 그 경우에는 도 6b와 같이 각 비트 레벨이 하나의 TDU에 대응된다. 이와 같이, 하나의 TDU가 포함하는 비트 레벨의 수는, 무선 송신기(100)의 사용자가 의도하는 목적에 따라서 달라질 수 있다. 부호화율의 설정이나 재전송 방식의 설정이 TDU 별로 다르게 이루어질 수 있으므로, TDU의 수가 많을 수록(TDU에 포함된 비트 레벨의 수가 적을수록) 상기 설정이 보다 세밀하게 이루어질 수 있는 장점이 있다. 반면에, 무선 송신기(100)에서 수행되는 데이터 처리 과정에서의 복잡성을 줄이기 위해서는 상기 TDU의 수를 줄이는 것이 바람직하다.
TDU 생성부(130)에서 생성된 각각의 TDU들은 부호화부(140)에 제공된다. 부호화부(140)는 각각의 TDU에 대한 부호화율(code rate)를 결정하고 상기 결정된 부호화율로 해당 TDU에 대한 오류 정정 부호화를 수행한다. 상기 부호화율은 오류 정정 부호화에서 원래 데이터와 부호화된 데이터의 비율을 나타낸다. 오류 정정 부호화에는 크게 블록 부호화, 컨볼루션 부호화 등이 있는데 블록 부호화(예: 리드-솔로몬 부호화)는 데이터를 일정 블록 단위로 부호화와 복호화를 수행하는 것이며, 컨볼루션 부호화는 일정 길이의 메모리를 이용해 이전 데이터와 현재 데이터를 비교해 부호화를 수행하는 기술이다.
오류 정정 부호화는 일반적으로 입력되는 k 비트에 대하여, m 비트의 부호어(codeword)로 변환하는 과정으로 이루어진다. 이 때 부호화율은 "k/m" 으로 표시된다. 부호화율이 낮아질수록 입력 비트에 비하여 큰 비트의 부호어로 부호화되기 때문에 오류 정정의 확률이 보다 커지게 되는 것이다.
따라서, 부호화부(140)는 부호화율을 결정함에 있어, 우선 순위가 높은 TDU에 보다 낮은 부호화율이 부여되도록 결정한다. 예를 들어, TDU 생성부(130)로부터 제공되는 TDU의 개수가 2인 경우(n=2)에는, 우선 순위가 높은 TDU에 4/7을 부여하고 우선 순위가 낮은 TDU에 4/5를 부여할 수 있다. 일반적으로, 전방향 오류 정정(forward error correction; FEC) 기법은 일정 이상의 오류가 발생하면 오류 정정이 이루어질 수 없다. 그런데, 낮은 부호화율이 적용되어 전송되는 TDU는 동일한 비율의 에러가 발생한 경우라도 부호화율이 낮기 때문에 오류 정정이 이루어질 수 있는 가능성이 높게 된다. 즉, 높은 우선 순위의 TDU를 보다 안정적으로 전송할 수 있는 효과가 발생하는 것이다.
헤더 부가부(150)는 도 7과 같이, 부호화부(140)에 의하여 오류 정정 부호화된 복수의 TDU들(74, 75, 76)로 이루어지는 페이로드에 MAC 헤더(73), PHY 헤더(72) 및 프리앰블(preamble)(71)을 부가한다. 프리앰블(71)은 PHY 계층(물리 계층; physical layer)의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호로서, 복수개의 짧은 훈련신호(training signal)와 긴 훈련신호로 이루어져 있다. 일반적으로, 상기 짧은 훈련신호는 신호 검파, AGC(Auto Gain Control), 미세 시간 동기 및 정수배 주파수 오차 추정 등에 사용되며, 상기 긴 훈련신호는 채널 추정과 소수배 주파수 오차 추정 등에 사용된다. PHY 헤더(72)는 도 3과 마찬가지로, RATE 필드, LENGTH 필드 등을 포함할 수 있지만, TDU 별로 전송률이 다를 수 있기 때문에 RATE 필드에는 복수의 TDU에 대한 전송률이 기록될 수도 있으며 보다 간편한 방법으로 복수개의 TDU에 대한 전송률을 정의하고 있는 사전 정의된 테이블의 인덱스 값을 가질 수도 있다. 일반적으로, MAC 헤더(73) 미디어 접근 제어를 위하여 사용되며, 송신기 및 수신기의 MAC 주소, ACK 정책(ACK policy), 프래그먼트 정보 등이 기록된다.
전송부(160)는 상기 결정된 부호화율로 부호화된 데이터, 즉 도 7과 같은 전송 패킷(70)을 부호화하여 전송한다. 구체적인 변조 방식으로는 QPSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 등이 있으며, 하나의 변조 방식에 대하여도 TDU 별로 각각 다른 부호화율이 적용되어 있을 수도 있다. 구체적으로, 전송부(160)는 스크램블링(scrambling), 채널 코딩(channel coding) 등의 디지털 신호 처리 과정을 수행한 후, 변조, 파일럿 신호부가, 보호구간 등 기타 신호 부가, 아날로그/디지털 신호 변환, 증폭 등의 동작을 통해 안테나를 통하여 무선 신호를 전송한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 패킷(80)의 구조를 도시한 블록도이다. 도 5 및 도 6에서는, 동일한 레벨의 비트들은(전송 패킷에 수용 가능한 범위 내에서) 하나로 묶여져서 하나의 TDU에 포함되는 것을 예로 들었다. 그런데, 동일한 레벨의 모든 비트들을 하나로 묶는 경우에는 수신 측에서의 다소간의 지연이 발생할 수 있다. 이를 고려하여, 동일한 레벨의 비트를 소정의 단위(예: 8개)로 묶는 방법도 생각할 수 있다. 이 경우에는, 상기 소정의 단위로, R 성분의 최상위 레벨의 비트부터 B 성분의 최하위 레벨의 비트까지 스캐닝을 한 후에, 다시 상기 소정의 단위 다음의 화소(소정의 단위가 8인 경우는 T8)에 대하여 R 성분의 최상위 레벨부터 반복하여 스캐닝을 하게 된다.
따라서, 도 6에서와 같은 동일 레벨의 비트 집합도 반복하여 이어지게 된다. 예를 들어, Bit0 이후에 다시 Bit7이 이어진다. 이에 따라, 도 8에서 도시하는 바와 같이, TDU들도 전송 패킷(80) 내에서 배열 단위 별로 반복 배치되게 된다.
도 8의 전송 패킷(80)에서도, 동일한 군에 속하는 TDU 들(동일한 첨자로 표시된 TDU들)에는 동일한 부호화율이 부여되며, 전송부(160)는 부여된 부호화율에 근거하여, 상기 전송 패킷(80)을 가변 부호화율로 전송한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 수신기(200)의 구성을 도시하는 블록도이다. 무선 수신기(200)는 수신부(210), 복호화부(215), 파서(220), 헤더 판독부(230), 역다중화부(240), 비트 조합부(250) 및 저장부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신부(210)는 수신된 무선 신호를 복조하여 전송 패킷을 복원한다. 이 때 수신부(210)는 전송부(160)에서 사용한 변조 방식과 대응되는 복조 방식을 사용한다.
복호화부(215)는 상기 복원된 패킷에 포함된 오류 정정 부호화된 TDU를 각각에 부여된 부호화율에 근거하여 오류 정정 복호화한다. 상기 부호화율은 무선 송신기(100)와 무선 수신기(200) 간에 미리 약속되어 있을 수도 있지만, 상기 전송 패킷의 PHY 헤더의 일부 필드에 기록되어 무선 수신기(200)로 전달될 수도 있다. 예를 들어, 도 7과 같은 전송 패킷을 담은 무선 신호를 수신한다고 할 때, 오류 정정 부호화된 TDU1, TDU2, TDUn는 각각 서로 다른 부호화율에 따라 복호화될 수 있다.
TDU 파서(TDU parser; 220)는 상기 오류 정정 복호화된 전송 패킷의 페이로드를 판독하여 각각의 TDU를 분리하여 역 다중화부(240)에 제공한다.
역다중화부(240)는 제공된 TDU를 각각 역다중화하여 복수 레벨의 비트들로 분리한다. 상기 비트들은 최상위 레벨의 비트들(Bitm-1)로부터 최하위 레벨의 비트들(Bit0)까지 순차적으로 분리된다. 비디오 데이터의 화소가 복수의 부화소 성분으로 이루어지는 경우, 상기 분리된 비트들도 각 부화소 성분별로 존재할 수 있다.
비트 조합부(bit assembler; 250)는 상기 분리된 복수 레벨(최상위 레벨부터 최하위 레벨까지)의 비트들을 조합하여 각각의 부화소 성분을 복원한다. 이러한 복원 과정은 도 6과 같은 TDU들로부터 도 5와 같은 각각의 부화소 성분을 만들어내는 과정으로서, 도 5에서 사용된 스캐닝 순서가 이용된다. 비트 조합부(250)에 의하여 복원된 각각의 부화소 성분(예: R, G, B 성분)은 재생부(260)로 제공된다.
재생부(260)는 각각의 부화소 성분, 즉 화소 데이터를 임시 버퍼에 모아서 하나의 비디오 프레임이 완성되면, 상기 비디오 프레임을 재생 동기 신호에 맞추어 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등의 디스플레이 장치(미도시)에 표시한다.
이상에서는 AV 데이터의 예로서 무압축 비디오 데이터를 들었으나, wave 파일 등 무압축 오디오 데이터도 이와 마찬가지 방법을 적용할 수 있음은 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
지금까지 도 4 및 도 9의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
먼저, 비트 분리부(120)는 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받아, 상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리한다(S1). 상기 중요도는 상기 비트들이 위치하는 차수에 따라 결정될 수 있다.
다중화부(125)는 상기 분리된 화소 비트를 상기 비트 레벨 별로 모아서 다중화한다(S2). 이 때, 다중화부(125)는 상대적으로 높은 비트 레벨이, 상대적으로 낮은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 할 수도 있고, 상대적으로 낮은 비트 레벨이 상대적으로 높은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 할 수도 있다.
TDU 생성부(130)는 상기 다중화된 화소 비트를 복수의 전송 데이터 유닛으로 분류한다(S3). 이 때, TDU 생성부(130)는 분류된 전송 데이터 유닛에 테일 비트 및 패드 비트를 부가할 수도 있다.
부호화부(140)는 상기 분류된 전송 데이터 유닛 별로 부호화율을 결정하고(S4), 결정된 부호화율에 따라서 오류 정정 부호화를 수행한다(S5). 이 때, 부호화부(140)는 상기 분류된 전송 데이터 유닛 중 상대적으로 높은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제1 전송 데이터 유닛에, 상대적으로 낮은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제2 전송 데이터 유닛보다 낮거나 같은 부호화율을 부여한다.
그러면, 전송부(160)는 상기 오류 정정 부호화된 전송 데이터 유닛을 무선 신호의 형태로 전송한다(S6). 상기 AV 데이터는 비디오 데이터이며, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값으로 볼 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
수신부(210)는 무압축 AV 데이터를 담은 무선 신호를 수신하여 전송 패킷을 복원한다(S7). 이 때, 수신부(210)는 상기 비트 레벨의 중요도에 따라 부여된 부호화율을 판독한다. 상기 부호화율은 상기 무선 신호의 PHY 헤더에 포함되어 있을 수 있다. 그러면, 복호화부(215)는 상기 전송 패킷에 포함된 오류 정정 부호화된 전송 데이터 유닛들을 각각에 부여된 부호화율(상기 판독된 부호화율)에 따라 오류 정정 복호화한다(S8).
역다중화부(240)는 상기 오류 정정 복호화된 전송 데이터 유닛에 포함된 비트들을 역다중화하여, 해당 비트 레벨에서의 각각의 비트들을 출력한다(S9). 그러면, 비트 조합부(250)는 상기 출력된 비트들을 동일 대상에 관한 값으로 조합(assemble)한다(S10). 상기 AV 데이터가 비디오 데이터인 경우, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값이며, 상기 동일 대상은 동일한 화소를 의미한다.
마지막으로, 재생부(260)는 상기 부화소 성분을 버퍼에 모아서 하나의 비디오 프레임이 완성되면, 상기 비디오 프레임을 재생 동기 신호에 맞추어 디스플레이한다(S11).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
본 발명에 따르면, 비압축 AV 데이터의 전송시 데이터의 중요도에 따라서 전송 방식을 다르게 할 수 있고, 수신 측의 오류 발생시 보다 효율적으로 오류 정정을 수행할 수 있다.

Claims (31)

  1. 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받는 단계;
    상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리하는 단계;
    상기 분리된 비트들을 상기 비트 레벨 별로 다중화하는 단계; 및
    상기 다중화된 비트를 전송하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는
    상기 다중화된 화소 비트를 복수의 전송 데이터 유닛으로 분류하는 단계;
    상기 분류된 전송 데이터 유닛 별로 부호화율을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 부호화율에 따라 해당 전송 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부호화율을 결정하는 단계는
    상기 분류된 전송 데이터 유닛 중 상대적으로 높은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제1 전송 데이터 유닛에, 상대적으로 낮은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제2 전송 데이터 유닛보다 낮거나 같은 부호화율을 부여하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다중화하는 단계는
    상대적으로 높은 비트 레벨이, 상대적으로 낮은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 다중화하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다중화하는 단계는
    상기 입력된 비트들이 복수의 부화소 중 일 성분을 나타내는 경우에는, 상기 입력된 비트들은 동일 비트 레벨 내에서 상기 부화소 별로 나뉘어 배치되도록 다중화하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다중화하는 단계는
    상대적으로 낮은 비트 레벨이, 상대적으로 높은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 다중화하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 AV 데이터는 비디오 데이터이며, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값인, 무압축 AV 데이터를 전송하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중요도는 상기 비트들이 위치하는 차수에 따라 결정되는, 무압축 AV 데 이터를 전송하는 방법.
  9. 무압축 AV 데이터를 포함하는 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 무선 신호로부터, 복수의 비트 레벨 별로 구성된 비트들을 복원하는 단계; 및
    상기 비트들을 동일 대상에 관한 값으로 조합하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수신하는 단계는
    상기 비트 레벨의 중요도에 따라 부여된 부호화율을 판독하는 단계; 및
    상기 무선 신호를 상기 부호화율을 기준으로 오류 정정 복호화하는 단계를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  11. 제11항에 있어서, 상기 부호화율은
    상기 무선 신호의 PHY 헤더에 포함되는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 비트 레벨 중 상대적으로 높은 비트 레벨에 속하는 비트들이 상기 AV 데이터의 앞쪽에 위치하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 비트 레벨 중 상대적으로 낮은 비트 레벨에 속하는 비트들이 상기 AV 데이터의 앞쪽에 위치하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 AV 데이터는 비디오 데이터이며, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값인, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 동일 대상은 동일한 화소를 나타내는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 방법.
  16. 무압축 AV 데이터를 구성하는 비트들을 입력 받아, 상기 입력된 비트들을 중요도에 따라 복수의 비트 레벨로 분리하는 비트 분리부;
    상기 분리된 비트를 상기 비트 레벨 별로 다중화하는 다중화부; 및
    상기 다중화된 비트를 전송하는 전송부를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다중화된 화소 비트를 복수의 전송 데이터 유닛으로 분류하는 TDU 생성부를 더 포함하고;
    상기 전송부는
    상기 분류된 전송 데이터 유닛 별로 부호화율을 결정하고, 상기 결정된 부호화율에 따라 해당 전송 데이터 유닛을 전송하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전송부는
    상기 분류된 전송 데이터 유닛 중 상대적으로 높은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제1 전송 데이터 유닛에, 상대적으로 낮은 비트 레벨의 비트를 포함하는 제2 전송 데이터 유닛보다 낮거나 같은 부호화율을 부여하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 다중화부는
    상대적으로 높은 비트 레벨이, 상대적으로 낮은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 다중화하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 다중화부는
    상대적으로 낮은 비트 레벨이, 상대적으로 높은 비트 레벨에 비하여 앞쪽에 위치하도록 다중화하는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 AV 데이터는 비디오 데이터이며, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값인, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 중요도는 상기 비트들이 위치하는 차수에 따라 결정되는, 무압축 AV 데이터를 전송하는 장치.
  23. 무압축 AV 데이터를 담은 무선 신호를 수신하고, 상기 수신된 무선 신호로부터, 복수의 비트 레벨 별로 구성된 비트들을 복원하는 수신부; 및
    상기 비트들을 동일 대상에 관한 값으로 조합하는 비트 조합부를 포함하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 수신부는
    상기 비트 레벨의 중요도에 따라 부여된 부호화율을 판독하고, 상기 무선 신호를 상기 부호화율을 기준으로 오류정정 부호화하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 부호화율은
    상기 무선 신호의 PHY 헤더에 포함되는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 비트 레벨 중 상대적으로 높은 비트 레벨에 속하는 비트들이 상기 AV 데이터의 앞쪽에 위치하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 비트 레벨 중 상대적으로 낮은 비트 레벨에 속하는 비트들이 상기 AV 데이터의 앞쪽에 위치하는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  28. 제23항에 있어서, 상기 AV 데이터는 비디오 데이터이며, 상기 AV 데이터를 구성하는 비트들은 상기 비디오 데이터를 구성하는 화소에 포함되는 부화소를 표현한 값인, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  29. 제23항에 있어서, 상기 동일 대상은 동일한 화소를 나타내는, 무압축 AV 데이터를 수신하는 장치.
  30. 무압축 AV 데이터를 전송하기 위한 전송 패킷 구조에 있어서,
    상기 무압축 AV 데이터에 관한 부가 정보가 기록되는 헤더 영역; 및
    상기 무압축 AV 데이터의 비트들이 그 중요도에 근거하여 분리되는 적어도 하나 이상의 비트 레벨로 이루어지는 복수의 전송 데이터 유닛 영역;
    을 포함하는 전송 패킷 구조.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 전송 데이터 유닛 별로 서로 다른 부호화율이 적용되는 전송 패킷 구조.
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