KR20070119913A - Digital broadcasting system and processing method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 적응 필드가 포함되지 않는 트랜스포트 스트림 패킷의 구조를 보인 도면FIG. 1A illustrates a structure of a transport stream packet without an adaptation field
도 1b는 적응 필드가 포함되는 트랜스포트 스트림 패킷의 구조를 보인 도면FIG. 1B illustrates a structure of a transport stream packet including an adaptation field
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포트 스트림 패킷의 구조를 보인 도면1c illustrates a structure of a transport stream packet according to an embodiment of the present invention
도 1d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스포트 스트림 패킷의 구조를 보인 도면1D illustrates a structure of a transport stream packet according to another embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 방송 송신 시스템의 일 실시예를 보인 구성 블록도2 is a block diagram showing an embodiment of a digital broadcast transmission system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 적응 필드가 포함되는 트랜스포트 스트림 패킷 내에 비체계적 RS 패리티가 삽입된 예를 보인 도면3 illustrates an example in which unstructured RS parity is inserted into a transport stream packet including an adaptation field according to the present invention.
도 4a, 도 4b는 본 발명에 따른 인핸스드 데이터 패킷에 비체계적 RS 부호화가 적용된 경우의 인터리버 전,후의 데이터 구조의 일 실시예를 보인 도면4A and 4B illustrate an embodiment of a data structure before and after an interleaver when unsystematic RS coding is applied to an enhanced data packet according to the present invention.
도 5a, 도 5b는 본 발명에 따른 인핸스드 데이터 패킷에 체계적 RS 부호화가 적용된 경우의 인터리버 전,후의 데이터 구조의 일 실시예를 보인 도면5A and 5B illustrate an embodiment of a data structure before and after an interleaver when systematic RS coding is applied to an enhanced data packet according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 시스템의 일 실시예를 보인 구성 블록도6 is a block diagram showing an embodiment of a digital broadcast receiving system according to the present invention;
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
111 : E-VSB 전처리부 112 : 패킷 생성부111: E-VSB preprocessor 112: packet generation unit
113 : 데이터 랜더마이저 120 : E-VSB 후처리부 113: data randomizer 120: E-VSB post-processing unit
121 : RS 패리티 위치 홀더 삽입기121: RS Parity Position Holder Inserter
122 : 데이터 인터리버 123 : E-VSB 블록 처리부122: data interleaver 123: E-VSB block processing unit
124 : 데이터 디인터리버 125 : RS 패리티 위치 홀더 제거기124: data deinterleaver 125: RS parity position holder remover
131,134 : RS 부호기 132 : 데이터 인터리버131,134: RS encoder 132: data interleaver
133 : 패리티 치환기 135 : 트렐리스 부호화부133: parity substituent 135: trellis encoder
136 : 프레임 다중화기 140 : 송신부136: frame multiplexer 140: transmitter
본 발명은 디지털 방송 시스템에 관한 것으로, 특히 디지털 방송을 송신하고 수신하기 위한 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to digital broadcasting systems, and more particularly, to a method for transmitting and receiving digital broadcasting.
디지털 방송 중 북미 및 국내에서 디지털 방송 표준으로 채택된 8T-VSB(Vestigial Sideband) 전송 방식은 MPEG 영상/음향 데이터의 전송을 위해 개발된 시스템이다. 그러나 요즈음 디지털 신호처리 기술이 급속도로 발전하고, 인터넷이 널리 사용됨에 따라서 디지털 가전과 컴퓨터 및 인터넷 등이 하나의 큰 틀에 통 합되어 가는 추세이다. 따라서 사용자의 다양한 요구를 충족시키기 위해서는 디지털 방송 채널을 통하여 영상/음향 데이터에 더하여 각종 부가 데이터를 전송할 수 있는 시스템의 개발이 필요하다. The 8T-VSB (Vestigial Sideband) transmission system, which is adopted as a digital broadcasting standard in North America and Korea, is a system developed for transmission of MPEG video / audio data. However, with the rapid development of digital signal processing technology and the widespread use of the Internet, digital home appliances, computers, and the Internet are being integrated into one big framework. Therefore, in order to meet various needs of users, it is necessary to develop a system capable of transmitting various additional data in addition to video / audio data through a digital broadcasting channel.
부가 데이터 방송의 일부 이용자는 간단한 형태의 실내 안테나가 부착된 PC 카드 혹은 포터블 기기를 이용하여 부가데이터방송을 사용할 것으로 예측되는데, 실내에서는 벽에 의한 차단과 근접 이동체의 영향으로 신호 세기가 크게 감소하고 반사파로 인한 고스트와 잡음의 영향으로 방송 수신 성능이 떨어지는 경우가 발생할 수 있다. 그런데 일반적인 영상/음향데이터와는 달리 부가 데이터 전송의 경우에는 보다 낮은 오류율을 가져야 한다. 영상/음향 데이터의 경우에는 사람의 눈과 귀가 감지하지 못하는 정도의 오류는 문제가 되지 않는 반면에, 부가데이터(예: 프로그램 실행 파일, 주식 정보 등)의 경우에는 한 비트의 오류가 발생해도 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 채널에서 발생하는 고스트와 잡음에 더 강한 시스템의 개발이 필요하다. Some users of supplementary data broadcasting are expected to use supplementary data broadcasting by using PC card or portable device equipped with simple indoor antenna. Due to the effects of ghosts and noise caused by reflected waves, broadcast reception performance may deteriorate. However, unlike general video / audio data, the additional data transmission should have a lower error rate. In the case of video / audio data, errors that the human eye and ears cannot detect are not a problem, while in the case of additional data (eg program executables, stock information, etc.), a bit error may cause serious problems. It can cause problems. therefore There is a need to develop a system that is more resistant to ghosting and noise in the channel.
부가 데이터의 전송은 통상 MPEG 영상/음향과 동일한 채널을 통해 시분할 방식으로 이루어 질 것이다. 그런데 디지털 방송이 시작된 이후로 시장에는 이미 MPEG 영상/음향만 수신하는 ATSC VSB 디지털 방송 수신기가 널리 보급되어 있는 상황이다. 따라서 MPEG 영상/음향과 동일한 채널로 전송되는 부가 데이터가 기존에 시장에 보급된 기존 ATSC VSB 전용 수신기에 아무런 영향을 주지 않아야 한다. 이와 같은 상황을 ATSC VSB 호환으로 정의하며, 부가데이터 방송 시스템은 ATSC VSB 시스템과 호환 가능한 시스템이어야 할 것이다. 상기 부가 데이터를 인핸스드 데이 터 또는 E-VSB 데이터라 하기도 한다. The transmission of additional data will usually be done in a time division manner over the same channel as the MPEG video / sound. Since the beginning of digital broadcasting, however, ATSC VSB digital broadcasting receivers that receive only MPEG video / audio have been widely used in the market. Therefore, additional data transmitted on the same channel as MPEG video / audio should not affect the existing ATSC VSB-only receivers that have been used in the market. Such a situation is defined as ATSC VSB compatible, and the additional data broadcasting system should be compatible with the ATSC VSB system. The additional data may also be referred to as enhanced data or E-VSB data.
또한 열악한 채널환경에서는 기존의 ATSC VSB 수신 시스템의 수신성능이 떨어질 수 있다. 특히 휴대용 및 이동수신기의 경우에는 채널 변화 및 노이즈에 대한 강건성이 더욱 요구된다. In addition, in a poor channel environment, the reception performance of the conventional ATSC VSB receiving system may be degraded. Especially in the case of portable and mobile receivers, robustness against channel changes and noise is required.
따라서 본 발명의 목적은 부가 데이터 전송에 적합하고 노이즈에 강한 새로운 디지털 방송 시스템 및 처리 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a new digital broadcasting system and processing method suitable for additional data transmission and resistant to noise.
본 발명의 다른 목적은 기존 수신기와 호환 가능하도록 부가 데이터를 전송하는 디지털 방송 시스템 및 처리 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a digital broadcasting system and processing method for transmitting additional data to be compatible with an existing receiver.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 송신 방법은, In order to achieve the above object, the transmission method according to the present invention,
(a) 정보를 갖고 있는 인핸스드 데이터를 입력받아 적어도 제1 에러 정정 부호화, 인터리빙, 바이트 확장을 수행하는 단계;(a) receiving enhanced data having information and performing at least first error correction encoding, interleaving, and byte expansion;
(b) 상기 (a) 단계에서 출력되는 인핸스드 데이터를 제1,제2 데이터 영역 중 적어도 하나를 포함하는 트랜스포트 스트림 패킷 내 제1 데이터 영역에 삽입하여 인핸스드 데이터 패킷을 생성하는 단계; 및 (b) generating an enhanced data packet by inserting the enhanced data output in step (a) into a first data area in a transport stream packet including at least one of the first and second data areas; And
(c) 상기 인핸스드 데이터 패킷 내 인핸스드 데이터에 대해 적어도 N/M(여기서 N,M은 자연수이며, N<M임) 부호율의 부호화, 제2 에러 정정 부호화, 트렐리스 부호화를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.(c) performing encoding of at least N / M (where N and M are natural numbers and N <M) code rate, second error correction encoding, and trellis encoding on the enhanced data in the enhanced data packet. Characterized in that comprises a step.
상기 인핸스드 데이터 패킷 내 제1 데이터 영역은 제1 데이터 영역의 길이 정보와 인핸스드 데이터를 포함하며, 제2 데이터 영역의 크기는 제1 데이터 영역의 크기에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.The first data area in the enhanced data packet includes length information and enhanced data of the first data area, and the size of the second data area varies according to the size of the first data area.
상기 (b) 단계는 상기 제2 데이터 영역에 메인 데이터를 삽입하는 단계를 더 포함하며, 상기 (c) 단계는 상기 메인 데이터에 대해서는 N/M 부호율의 부호화를 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.The step (b) further includes inserting main data into the second data area, and step (c) does not perform encoding of N / M code rate on the main data.
상기 (b) 단계는 상기 제1 데이터 영역에 기 정의된 패턴을 갖는 기지 데이터를 삽입하는 단계를 더 포함하며, 상기 (c) 단계는 상기 기지 데이터에 대해서는 N/M 부호율의 부호화를 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.Step (b) further includes inserting known data having a predetermined pattern in the first data area, and step (c) does not perform N / M code rate encoding on the known data. It is characterized by not.
상기 (b) 단계는 상기 제1 데이터 영역에 상기 (c) 단계의 트렐리스 부호화시 메모리 초기화를 위한 초기화 데이터 위치 홀더를 삽입하는 단계를 더 포함하며, 상기 (c) 단계는 상기 초기화 데이터 위치 홀더에 대해서는 N/M 부호율의 부호화를 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.The step (b) further includes inserting an initialization data position holder for memory initialization during the trellis encoding of the step (c) in the first data area, and the step (c) includes the initialization data position. It is characterized in that the holder is not encoded with the N / M code rate.
본 발명에 따른 송신 시스템은, 정보를 갖고 있는 인핸스드 데이터를 입력받아 적어도 제1 에러 정정 부호화, 인터리빙, 바이트 확장을 수행하는 E-VSB 전처리부; 상기 E-VSB 전처리부에서 출력되는 인핸스드 데이터에 헤더를 삽입하고, 상기 헤더가 포함되는 트랜스포트 스트림 패킷 내 제1,제2 데이터 영역 중 제1 데이터 영역에 상기 인핸스드 데이터를 삽입하여 인핸스드 데이터 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및 상기 패킷 생성부에서 출력되는 인핸스드 데이터 패킷 내 인핸스드 데이터에 대해 적어도 N/M(여기서 N,M은 자연수이며, N<M임) 부호율의 부호화, 제2 에러 정정 부호화, 트렐리스 부호화를 수행하는 부호화부를 구성되는 것을 특징으 로 한다.According to the present invention, there is provided a transmission system comprising: an E-VSB preprocessor configured to receive enhanced data having information and perform at least first error correction encoding, interleaving, and byte expansion; The header is inserted into the enhanced data output from the E-VSB preprocessor and the enhanced data is inserted into the first data area of the first and second data areas in the transport stream packet including the header. A packet generator for generating a data packet; And encoding at least N / M (where N and M are natural numbers and N <M) code rate, second error correction encoding, and trellis for the enhanced data in the enhanced data packet output from the packet generator. Characterized in that the encoder is configured to perform the encoding.
본 발명에 따른 수신 방법은, 수신되어 복조 및 등화된 데이터 패킷이 인핸스드 데이터 패킷이면 상기 인핸스드 데이터 패킷 내 제1 데이터 영역에 삽입된 인핸스드 데이터에 대해 적어도 트렐리스 복호화, 제1 에러 정정 복호화, N/M(여기서 N,M은 자연수이며, N<M임) 부호율의 복호화를 수행하는 단계; 및 상기 단계에서 복호화되어 출력되는 인핸스드 데이터에 대해서 적어도 디인터리빙, 제2 에러 정정 복호화를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, if the received, demodulated, and equalized data packet is an enhanced data packet, at least trellis decoding and first error correction are performed on the enhanced data inserted into the first data region in the enhanced data packet. Performing decoding, decoding of N / M (where N and M are natural numbers and N < M) code rate; And performing at least deinterleaving and second error correction decoding on the enhanced data decoded and output in the above step.
본 발명에 따른 수신 방법은, 상기 인핸스드 데이터 패킷 내 제1 데이터 영역에 삽입된 기지 데이터를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The receiving method according to the present invention may further include detecting known data inserted into a first data area in the enhanced data packet.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described. At this time, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, by which the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation is not limited.
그리고 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 됨을 밝혀두 고자 한다. In addition, the terminology used in the present invention is a general term that is currently widely used as much as possible, but in certain cases, the term is arbitrarily selected by the applicant. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the present invention, It is to be understood that the present invention should be understood as the meaning of the term rather than the name.
본 발명에서 인핸스드 데이터는 프로그램 실행 파일, 주식 정보 등과 같이 정보를 갖는 데이터일 수도 있고, 영상/음향 데이터일 수도 있다. 그리고 기지(Known) 데이터는 송/수신측의 약속에 의해 미리 알고 있는 데이터이다. 또한 메인 데이터는 기존의 수신기에서 수신할 수 있는 데이터로서, 영상/음향 데이터를 포함한다. In the present invention, the enhanced data may be data having information such as a program execution file, stock information, or the like, or may be video / audio data. Known data is data known in advance by an appointment of the transmitting / receiving side. In addition, the main data is data that can be received by the existing receiver, and includes video and sound data.
본 발명은 방송 수신기의 수신 성능을 향상시키면서 기존 VSB 수신기와 호환성을 유지하도록 인핸스드 데이터나 기지 데이터를 전송하는데 있다. The present invention is to transmit enhanced data or known data to improve the reception performance of a broadcast receiver while maintaining compatibility with existing VSB receivers.
통상 트랜스포트 스트림(Transport Stream ; TS) 패킷은 188바이트의 고정된 길이를 갖으며, 크게 헤더(header)와 페이로드(payload)로 구성된다. In general, a transport stream (TS) packet has a fixed length of 188 bytes, and is largely composed of a header and a payload.
이때 상기 TS 패킷에 적응 필드(Adaptation Field)가 포함되었는지 유무에 따라 상기 페이로드는 0~184 바이트의 가변적인 길이를 갖는다. In this case, the payload has a variable length of 0 to 184 bytes depending on whether an adaptation field is included in the TS packet.
만일 적응 필드가 포함되지 않았다면 상기 TS 패킷의 페이로드는 184바이트로 고정된다. If no adaptation field is included, the payload of the TS packet is fixed to 184 bytes.
도 1a는 적응 필드가 포함되지 않은 TS 패킷의 구조를 보인 것으로서, 4바이트의 MPEG 헤더와 184 바이트의 페이로드로 구성된다. 1A shows a structure of a TS packet without an adaptation field, and is composed of a 4-byte MPEG header and a 184-byte payload.
상기 4바이트의 MPEG 헤더 중 1 바이트는 동기 바이트로서, MPEG-2의 경우 0x47(=0100 0111) 값이 할당된다. One byte of the 4-byte MPEG header is a sync byte, and a value of 0x47 (= 0100 0111) is assigned to MPEG-2.
상기 MPEG 헤더 중 나머지 3바이트는 1 비트의 transport error indicator 필드, 1비트의 payload unit start indicator 필드, 1비트의 transport priority 필드, 13비트의 PID 필드, 2비트의 transport scrambling control 필드, 2비트의 adaptation field control 필드, 4비트의 continuity counter 필드를 포함하여 구성된다. The remaining 3 bytes of the MPEG header are 1 bit transport error indicator field, 1 bit payload unit start indicator field, 1 bit transport priority field, 13 bit PID field, 2 bit transport scrambling control field, 2 bit adaptation. It consists of a field control field and a 4-bit continuity counter field.
여기서 상기 TS 패킷에 적응 필드가 포함되었는지 유무는 상기 adaptation field control 필드를 통해 알 수 있다.Here, whether the adaptation field is included in the TS packet can be known through the adaptation field control field.
즉, 도 1a에서, 상기 transport error indicator 필드는 트랜스포트 레이어 부분에 문제가 발생하였을 때 예를 들어, 중간에 패킷을 잃어버렸을 때 '1'의 값이 표시된다.That is, in FIG. 1A, when a problem occurs in the transport layer part, for example, a value of '1' is displayed when a packet is lost in the middle.
상기 payload unit start indicator 필드는 하나의 패킷의 시작을 알려주는 필드로서, 이 필드 값이 1인 경우인 패킷에 TS unit header가 존재하며 이를 통하여 페이로드 크기를 얻어 패킷을 조합할 수 있다. The payload unit start indicator field indicates a start of one packet. The payload unit start indicator field has a TS unit header in the packet when the field value is 1, and the payload size can be obtained to combine the packets.
즉 상기 payload unit start indicator 필드 값이 '1'이면 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷의 첫 번째 부분임을 나타낸다. 여러 개의 TS가 모여서 하나의 PES를 구성할 때, 상기 payload unit start indicator 필드 값이 '1'인 것을 찾은 후 continuity counter 필드 값의 연속성을 이용하여 다음 TS를 찾아내어 합치면 하나의 PES 패킷을 구성할 수 있게 된다. 만일 상기 payload unit start indicator 필드 값이 '0'이라면 PES 패킷의 시작 부분이 아니라 중간 또는 마지막 부분임을 의미한다. That is, when the payload unit start indicator field value is '1', this indicates that the payload unit start indicator field is the first part of a packetized elementary stream (PES) packet. When multiple TSs form one PES, the payload unit start indicator field value is '1', and the next TS is found and combined using the continuity counter field value to form one PES packet. It becomes possible. If the payload unit start indicator field value is '0', this means that the payload unit start indicator field is at the middle or the last part of the PES packet.
상기 transport priority 필드는 같은 TS 전송경로에 같은 PID를 갖는 전송매체가 있을 경우 그 우선 순위를 결정하는 것으로서 이 값이 1로 셋팅된 TS의 우 선 순위가 높다.The transport priority field is used to determine the priority of a transmission medium having the same PID in the same TS transmission path. The priority of a TS having this value set to 1 is high.
상기 PID 필드는 해당 패킷을 구분할 수 있는 식별자로서, 예를 들어 PID 값이 0이면 그 패킷은 PAT로 인식한다.The PID field is an identifier for identifying a corresponding packet. For example, if the PID value is 0, the packet is recognized as a PAT.
상기 Transport scrambling control 필드는 해당 TS가 스크램블링(Scrambling) 되었는지 여부를 나타낸다. The Transport scrambling control field indicates whether the corresponding TS is scrambling.
상기 Adaptation field control 필드는 적응 필드(Adaptation Field)의 포함 여부를 표시한다. 예를 들어, 상기 Adaptation field control 필드 값이 10이거나 11이면 해당 TS 패킷에 적응 필드가 포함되어 있음을 나타낸다. 이때 상기 10이면 해당 TS 패킷에 페이로드 영역이 존재하지 않음을 나타내고, 11이면 적응 필드의 길이에 따라 페이로드 영역의 길이가 달라짐을 나타낸다. 상기 Adaptation field control 필드 값이 01이면 해당 TS 패킷에 적응 필드가 포함되지 않음을 나타내고, 00은 사용되지 않는 값이다. The Adaptation field control field indicates whether an adaptation field is included. For example, if the Adaptation field control field value is 10 or 11, this indicates that an adaptation field is included in the corresponding TS packet. In this case, 10 indicates that the payload region does not exist in the corresponding TS packet, and 11 indicates that the length of the payload region varies according to the length of the adaptation field. A value of the Adaptation field control field of 01 indicates that an adaptation field is not included in a corresponding TS packet, and 00 is a value not used.
상기 Continuity counter 필드는 같은 PID를 갖는 TS 패킷에 사용되며, 각 패킷마다 1씩 증가한다. 그런데 Adaptation field control 필드 값이 '00'이거나 '10'일 경우에는 이 값이 증가해서는 안 된다.The continuity counter field is used for TS packets having the same PID and increases by 1 for each packet. However, if the value of the Adaptation field control field is '00' or '10', this value should not be increased.
도 1b는 적응 필드가 포함되는 TS 패킷의 구조를 보인 것으로서, 도 1a의 TS 패킷에 적응 필드가 더 포함된 구조이다. FIG. 1B illustrates a structure of a TS packet including an adaptation field, and further includes an adaptation field in the TS packet of FIG. 1A.
상기 적응 필드는 다시 2바이트의 AF 헤더와 N바이트의 스터프(Stuff) 바이트로 구성된다. 상기 AF 헤더는 8비트의 AF length 필드와 8비트의 indicator flag 필드로 구성되어 적응 필드의 길이를 표시한다. The adaptation field is further composed of an AF header of 2 bytes and a Stuff byte of N bytes. The AF header consists of an 8-bit AF length field and an 8-bit indicator flag field to indicate the length of the adaptation field.
즉, TS 패킷에 적응 필드가 포함된다면, 그 TS 패킷 내 페이로드 길이는 182-N(N은 스터프 바이트 길이)이 된다. 예를 들어, 해당 TS 패킷에서 스터프 바이트 길이가 182 바이트라면 페이로드 영역은 없으며, 20바이트라면 페이로드 영역의 길이는 162 바이트가 된다. That is, if an adaptation field is included in a TS packet, the payload length in the TS packet is 182-N (N is stuff byte length). For example, if the stuff byte length is 182 bytes in the TS packet, there is no payload area. If the byte length is 20 bytes, the payload area is 162 bytes.
본 발명은 TS 패킷 내 적응 필드의 스터프 바이트 영역에 인핸스드 데이터를 삽입하여 전송하는데 있다.The present invention inserts and transmits enhanced data in the stuff byte area of an adaptation field in a TS packet.
도 1c는 본 발명에 따른 TS 패킷 구조의 일 실시예를 보인 것으로서, 182 바이트의 스터프 바이트 영역에 인핸스드 데이터를 삽입한 예를 보이고 있다. FIG. 1C illustrates an embodiment of a TS packet structure according to the present invention, and illustrates an example of inserting enhanced data into a stuff byte area of 182 bytes.
도 1d는 본 발명에 따른 TS 패킷 구조의 다른 실시예를 보인 것으로서, N 바이트의 스터프 바이트 영역에 인핸스드 데이터를 삽입하고, 나머지 (182-N) 바이트의 페이로드 영역에 메인 데이터를 삽입한 예를 보이고 있다. 1D illustrates another embodiment of a TS packet structure according to the present invention, in which enhanced data is inserted into an N byte stuff byte area and main data is inserted into a payload area of remaining (182-N) bytes. Is showing.
또한 본 발명은 기지 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지 데이터도 스터프 바이트 영역에 삽입하여 전송한다. In the present invention, when the known data is transmitted, the known data is also inserted into the stuff byte area and transmitted.
도 2는 본 발명에 따른 인핸스드 데이터와 기지 데이터를 전송하기 위한 디지털 방송 송신 시스템의 일 실시예를 보인 것이다. 2 illustrates an embodiment of a digital broadcast transmission system for transmitting enhanced data and known data according to the present invention.
도 2의 디지털 방송 송신 시스템은 E-VSB 전처리부(111), 패킷 생성부(112), 데이터 랜더마이저(113), E-VSB 후처리부(120), RS 부호기(131), 데이터 인터리버(132), 패리티 치환기(133), RS 부호기(134), 트렐리스 부호화부(135), 프레임 다중화기(136), 및 송신부(140)를 포함하여 구성된다.The digital broadcast transmission system of FIG. 2 includes an
이와 같이 구성된 본 발명에서 E-VSB 전처리부(111)는 입력되는 인핸스드 데 이터에 대해 추가의 에러 정정 부호화, 인터리빙, 바이트 확장을 위한 널 데이터 삽입 등을 수행한다. In the present invention configured as described above, the
또한 상기 E-VSB 전처리부(111)에서는 기 정해진 패턴을 갖는 기지 데이터(또는 기지 데이터 위치 홀더)를 삽입할 수도 있다. 이때 트렐리스 부호화부(135)의 초기화를 위한 초기화 데이터 위치 홀더를 삽입할 수도 있다. In addition, the
상기 E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터는 패킷 생성부(112)로 입력된다. 상기 E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터는 전처리된 인핸스드 데이터, 기지 데이터 위치 홀더(또는 기지 데이터), 초기화 데이터 위치 홀더 중 적어도 하나를 포함한다.The data output from the
상기 패킷 생성부(112)는 메인 데이터와 E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터에 4바이트의 MPEG 헤더 바이트와, 필요한 경우 2바이트의 적응 필드(Adaptation Field) 헤더를 삽입하여 188 바이트 단위의 TS 패킷 형태로 구성한다. The
설명의 편의를 위해 상기 패킷 생성부(112)에서 TS 패킷을 구성할 때, E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터가 포함되는 TS 패킷을 인핸스드 데이터 패킷이라 하고, 메인 데이터만으로 구성된 TS 패킷을 메인 데이터 패킷이라 하기로 한다. 이때 상기 인핸스드 데이터 패킷과 메인 데이터 패킷은 기 정의된 다중화 규칙에 따라 패킷 단위로 다중화되어 출력된다. For convenience of description, when configuring the TS packet in the
이때 상기 188 바이트 단위의 인핸스드 데이터 패킷은 4바이트의 MPEG 헤더, 2+N(N은 스터프 바이트 크기) 바이트의 적응 필드, 그리고 182-N 바이트의 페이로 드로 구성된다. In this case, the 188-byte enhanced data packet consists of a 4-byte MPEG header, an adaptation field of 2 + N (N is stuff byte size) bytes, and a payload of 182-N bytes.
본 발명은 상기 적응 필드 내 스터프 바이트 영역에 인핸스드 데이터와 기지 데이터 위치 홀더(또는 기지 데이터)를 삽입한다. 만일 E-VSB 전처리부(111)에서 초기화 데이터 위치 홀더가 삽입되었다면 상기 초기화 데이터 위치 홀더도 상기 스터프 바이트 영역에 삽입한다.The present invention inserts enhanced data and known data position holders (or known data) into the stuff byte area in the adaptation field. If the initialization data position holder is inserted in the
이때 상기 스터프 바이트 영역에 삽입되는 데이터의 크기에 따라 해당 인핸스드 데이터 패킷에서 페이로드 영역은 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 스터프 바이트 영역에 삽입되는 데이터 크기가 도 1c와 같이 182 바이트라면 해당 인핸스드 데이터 패킷에서 페이로드 영역은 존재하지 않으며, 20 바이트라면 페이로드 영역은 162 바이트가 존재한다. In this case, the payload region may or may not exist in the enhanced data packet according to the size of data inserted into the stuff byte region. For example, if the data size inserted into the stuff byte area is 182 bytes, as shown in FIG. 1C, the payload area does not exist in the enhanced data packet. If 20 bytes, the payload area has 162 bytes.
본 발명은 인핸스드 데이터 패킷 내에 페이로드 영역이 존재할 경우 도 1d와 같이 상기 페이로드 영역에는 메인 데이터를 삽입하는 것을 일 실시예로 한다. According to an embodiment of the present invention, when a payload region exists in an enhanced data packet, main data is inserted into the payload region as shown in FIG. 1D.
상기 스터프 바이트 영역에 삽입되는 데이터는 인핸스드 데이터로만 구성될 수도 있고, 기지 데이터 위치 홀더(또는 기지 데이터)로만 구성될 수도 있으며, 두 데이터가 다중화되어 구성되어 있을 수도 있다. 또한 후술한 트렐리스 메모리에 대한 초기화 데이터 위치 홀더도 상기 스터프 바이트 영역에 포함된다.The data inserted into the stuff byte area may consist only of enhanced data, only known data position holders (or known data), or two data may be multiplexed. The initialization data position holder for the trellis memory described later is also included in the stuff byte area.
이와 같이 상기 E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터를 적응 필드 내 스터프 바이트 영역에 삽입하는 경우, 상기 적응 필드 내 AF 헤더는 해당 스터프 바이트 영역에 삽입하는 데이터의 길이를 표시한다. 또한 MPEG 헤더 내 Adaptation field control 필드는 페이로드 영역의 존재 유무에 따라 '10' 또는 '11'의 값이 표시된다. As such, when the data output from the
이때, 상기 E-VSB 전처리부(111)에서 출력되는 데이터를 TS 패킷 내 적응 필드에 삽입하여 전송하는 이유는 기존의 VSB 수신기와 호환성을 유지하기 위해서이다. 다시 말해, 기존의 VSB 수신기에서 인핸스드 데이터 패킷을 버릴 수 있도록 하기 위해 적응 필드를 사용한다. In this case, the reason why the data output from the
본 발명은 설계 방식에 따라 상기 E-VSB 전처리부(111)에서 인핸스드 데이터에 기지 데이터 위치 홀더(또는 기지 데이터), 초기화 데이터 위치 홀더를 삽입하는 과정을 생략하고, 이 과정을 상기 패킷 생성부(112)에서 수행하게 할 수도 있다. The present invention omits the process of inserting a known data position holder (or known data) and an initialization data position holder in the enhanced data in the
상기 패킷 생성부(112)에서 생성된 인핸스드 데이터 패킷과 메인 데이터 패킷은 패킷 단위로 다중화되어 데이터 랜더마이저(113)로 입력된다. 상기 랜더마이저(113)는 입력되는 데이터 패킷에서 MPEG 동기 바이트를 버리고 나머지 187 바이트를 내부에서 발생시킨 의사랜덤(pseudo random) 바이트를 사용하여 랜덤하게 만든 후 E-VSB 후처리부(120)로 출력한다.The enhanced data packet and the main data packet generated by the
상기 E-VSB 후처리부(120)는 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121), 데이터 인터리버(122), E-VSB 블록 처리부(123), 데이터 디인터리버(124), 및 RS 패리티 위치 홀더 제거기(125)를 포함하여 구성된다. The
상기 E-VSB 후처리부(120)의 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)는 데이터 랜더마이저(113)에서 출력되는 187 바이트 단위의 데이터 패킷이 메인 데이터 패킷이면 체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입(systematic RS parity Holder insertion)을 수행한다. 즉, 187 바이트의 메인 데이터 패킷 뒤에 20 바이트의 RS 패리티 위치 홀더를 삽입하여 207 바이트 단위의 메인 데이터 패킷을 데이터 인터리버(122)로 출력한다. The RS parity
한편 상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)는 데이터 랜더마이저(113)에서 출력되는 187 바이트 단위의 데이터 패킷이 인핸스드 데이터 패킷이면 체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입(systematic RS parity holder insertion)을 수행하거나, 비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입(Non-systematic RS parity holder insertion)을 수행한다. On the other hand, the RS parity
이때 상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)에서 인핸스드 데이터 패킷에 대해 체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입이 수행되면 187 바이트의 인핸스드 데이터 패킷 뒤에 20 바이트의 RS 패리티 위치 홀더가 삽입되어 출력된다. 이러한 경우, 기존의 VSB 수신기에서는 RS 복호 후 인핸스드 데이터 패킷의 가장 뒤에 위치한 20 바이트의 RS 패리티를 제거하고 적응 필드 정보에 따라 적응 필드 구간 내의 스터프 바이트 영역에 포함된 데이터 바이트를 버리게 된다. At this time, when systematic RS parity position holder insertion is performed on the enhanced data packet in the RS parity
한편 상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)에서 상기 인핸스드 데이터 패킷에 대해 비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입이 수행되면, 뒤에서 수행할 비체계적인 RS 부호화를 위해서 패킷 내의 기 정의된 위치에 20바이트의 RS 패리티 위치 홀더가 삽입되고 나머지 187개의 바이트 위치에는 상기 인핸스드 데이터 패킷 내 바이트들이 차례대로 삽입되어 출력된다.On the other hand, if an unstructured RS parity position holder insertion is performed on the enhanced data packet in the RS parity
이때 상기 기 정의된 RS 패리티 위치 홀더의 위치는 데이터 인터리버(122 또 는 132)로 입력되는 한 데이터 패킷 내 207 바이트 중에서 초기화 데이터 위치 홀더보다 늦게 출력되는 임의의 위치로 결정되는 것이 바람직하다. In this case, the predefined position of the RS parity position holder is preferably determined as an arbitrary position which is output later than the initialization data position holder among 207 bytes in the data packet as long as it is input to the data interleaver 122 or 132.
그리고 메인 데이터가 전혀 포함되어 있지 않은 인핸스드 데이터 패킷에 대해서는 비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입을 수행하는 것이 더 바람직하다. It is more preferable to perform unstructured RS parity position holder insertion on an enhanced data packet that does not contain main data at all.
상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)는 체계적 또는 비체계적 RS 패리티 위치 홀더 삽입 대신 체계적 또는 비체계적 RS 부호화를 수행하여 체계적 RS 패리티 또는 비체계적 RS 패리티를 삽입하여도 무방하다. The RS parity
도 3은 상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)에서 187바이트 단위의 인핸스드 데이터 패킷에 대해 비체계적 RS 부호화를 수행한 예를 보인 것이다. 3 illustrates an example in which the RS parity
도 3은 인핸스드 데이터 패킷에 메인 데이터가 전혀 다중화되지 않는 경우로서, 비체계적 RS 부호화에 의해 기 정의된 위치에 RS 패리티가 삽입되어 207 바이트로 구성된 인핸스드 데이터 패킷의 구성을 보이고 있다. 3 illustrates a configuration of an enhanced data packet composed of 207 bytes in which RS parity is inserted into a predefined position by unstructured RS encoding when main data is not multiplexed in an enhanced data packet.
상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)에서 출력되는 207 바이트의 단위의 인핸스드 데이터 패킷 또는 메인 데이터 패킷은 데이터 인터리버(122)에서 인터리빙되어 E-VSB 블록 처리부(123)로 입력된다. The enhanced data packet or main data packet of 207 bytes output from the RS parity
상기 E-VSB 블록 처리부(123)는 상기 데이터 인터리버(122)에서 출력되는 인핸스드 데이터에 대해서만 추가의 부호화를 수행한다. 일 예로, 상기 E-VSB 전처리부(111)에서 인핸스드 데이터에 대해 1바이트를 2바이트로 확장하였다면 상기 E-VSB 블록 처리부(123)는 인핸스드 데이터에 대해 1/2 부호율로 부호화를 수행하고, 1바이트를 4바이트로 확장하였다면 1/4 부호율로 부호화를 수행한다. 그리고 메인 데이터나 RS 패리티 위치 홀더(또는 RS 패리티)는 추가의 부호화를 수행하지 않고 그대로 바이패스한다. 즉, 데이터 변경없이 그대로 출력한다. 또한 3바이트의 MPEG 헤더와 2바이트의 적응 필드 헤더에 대해서도 데이터 변경없이 그대로 출력한다. 그리고 기지 데이터 위치 홀더(또는 기지 데이터)와 초기화 데이터 위치 홀더에 대해서도 데이터 변경없이 그대로 출력한다. 이때 상기 기지 데이터 위치 홀더의 경우에는 상기 E-VSB 블록 처리부(123)에서 생성한 기지 데이터로 치환되어 출력될 수도 있다. The
상기 E-VSB 블록 처리부(123)에서 부호화, 치환, 바이패스되는 데이터는 데이터 디인터리버(124)로 입력되고, 상기 데이터 디인터리버(124)는 상기 데이터 인터리버(122)의 역과정으로 입력 데이터에 대해 데이터 디인터리빙을 수행한 후 RS 패리티 위치 홀더 제거기(125)로 출력한다.The data encoded, replaced, and bypassed by the
상기 RS 패리티 위치 홀더 제거기(125)는 데이터 인터리버(122)와 데이터 디인터리버(124)의 동작을 위해서 상기 RS 패리티 위치 홀더 삽입기(121)에서 부가된 20바이트의 RS 패리티 위치 홀더(또는 RS 패리티)를 제거한다. 이때 입력된 데이터에 체계적 RS 패리티 위치 홀더가 삽입된 경우라면 207 바이트 중 마지막 20바이트의 RS 패리티 위치 홀더들을 제거하고, 비체계적 RS 패리티 위치 홀더가 삽입된 경우라면 207 바이트 중 비체계적인 RS 부호화를 수행하기 위해 삽입된 20바이트의 RS 패리티 위치 홀더들을 제거한다. The RS parity
상기 RS 패리티 위치 홀더 제거기(125)에서 RS 패리티 위치 홀더(또는 RS 패리티)가 제거된 데이터 패킷은 RS 부호기(131)로 입력된다. 상기 RS 부호기(131)는 입력된 데이터 패킷에 대해 체계적 RS 부호화 또는 비체계적 RS 부호화를 수행하여 20 바이트의 RS 패리티를 부가한 후 데이터 인터리버(132)로 출력한다. The data packet from which the RS parity position holder (or RS parity) has been removed from the RS parity
즉, 상기 RS 부호기(131)는 입력 데이터가 메인 데이터 패킷이면 체계적 RS 부호화를 수행하고, 인핸스드 데이터 패킷이면 체계적 RS 부호화 또는 비체계적 RS 부호화를 수행하여 데이터 인터리버(132)로 출력한다.That is, the
상기 데이터 인터리버(132)는 체계적 RS 부호화 또는 비체계적 RS 부호화에 의해 RS 패리티가 부가된 데이터 패킷을 패리티 치환기(133)와 RS 부호기(134)로 출력한다. The data interleaver 132 outputs the data packet to which the RS parity is added by the systematic RS encoding or the unstructured RS encoding to the parity substituter 133 and the
한편 상기 패리티 치환기(133)의 후단에 위치한 트렐리스 부호화부(135)의 출력 데이터를 송/수신측에서 상호 약속에 의해 정의한 기지 데이터로 하기 위해 먼저 트렐리스 부호화부(135) 내의 메모리의 초기화가 필요하다. 즉 입력되는 기지 데이터 열이 트렐리스 부호화되기 전에 먼저 트렐리스 부호화부(135) 내 메모리를 초기화시켜야 한다. On the other hand, in order to make the output data of the
이때 입력되는 기지 데이터 열의 시작 부분은 실제 기지 데이터가 아니라 초기화 데이터 위치 홀더이다. 따라서 입력되는 기지 데이터 열이 트렐리스 부호화되기 직전에 트렐리스 부호화부(135)의 입력을 과거 메모리의 상태에 맞춰 초기화시키는 트렐리스 메모리 초기화 데이터를 생성하여 해당 초기화 데이터 위치 홀더와 치환하는 과정이 필요하다. 이는 기존 VSB 수신기와의 역방향 호환성을 지키기 위해서이다. At this time, the start of the known data string input is the initialization data position holder, not the actual known data. Accordingly, before the input known data string is trellis encoded, trellis memory initialization data for initializing the input of the
이때 상기 트렐리스 메모리 초기화 데이터는 상기 트렐리스 부호화부(135)의 메모리 상태에 따라 그 값이 결정되어 생성된다. 또한 치환된 트렐리스 메모리 초기화 데이터에 의한 영향으로 RS 패리티를 다시 계산하여 상기 데이터 인터리버(132)에서 출력되는 RS 패리티와 치환하는 과정이 필요하다.In this case, the trellis memory initialization data is generated by determining a value thereof according to the memory state of the
따라서 상기 RS 부호기(134)에서는 상기 데이터 인터리버(132)로부터 초기화 데이터로 치환될 초기화 데이터 위치 홀더가 포함된 인핸스드 데이터 패킷을 입력받고, 트렐리스 부호화부(135)로부터 트렐리스 메모리 초기화 데이터를 입력받는다. 그리고 입력된 인핸스드 데이터 패킷 중 초기화 데이터 위치 홀더를 초기화 데이터로 치환한다. 이어 초기화 데이터로 치환된 인핸스드 데이터 패킷에 부가된 RS 패리티를 제거한 후 RS 부호화를 수행하여 RS 패리티를 계산하고, 계산된 RS 패리티를 상기 패리티 치환기(133)로 출력한다. 그러면 상기 패리티 치환기(133)는 인핸스드 데이터 패킷 내 데이터는 상기 데이터 인터리버(132)의 출력을 선택하고, RS 패리티는 상기 RS 부호기(134)의 출력을 선택하여 트렐리스 부호화부(135)로 출력한다. Accordingly, the
이때 상기 RS 부호기(131)에서 인핸스드 데이터 패킷에 대해 비체계적 RS 부호화를 수행하였다면, 상기 RS 부호기(134)에서도 비체계적 RS 부호화를 수행한다. 반대로 상기 RS 부호기(131)에서 인핸스드 데이터 패킷에 대해 체계적 RS 부호화를 수행하였다면 상기 RS 부호기(134)에서도 체계적 RS 부호화를 수행한다.If the
한편 상기 패리티 치환기(133)는 메인 데이터 패킷이 입력되거나 또는 치환될 초기화 데이터 위치 홀더가 포함되지 않은 인핸스드 데이터 패킷이 입력되면 상기 데이터 인터리버(132)에서 출력되는 데이터와 RS 패리티를 선택하여 그대로 트 렐리스 부호화부(135)로 출력한다. Meanwhile, when the main data packet is input or an enhanced data packet including an initialization data position holder to be replaced is input, the parity substituent 133 selects data and RS parity output from the data interleaver 132 and transmits the same. Output to release
상기 트렐리스 부호화부(135)는 바이트 단위의 데이터를 심볼 단위로 바꾸고 12-way 인터리빙하여 트렐리스 부호화한 후 프레임 다중화기(136)로 출력한다. The
상기 프레임 다중화기(136)는 트렐리스 부호화부(135)의 출력에 필드 동기와 세그먼트 동기를 삽입하여 송신부(140)로 출력한다. The
상기 송신부(140)는 파일롯 삽입기(141), VSB 변조기(142), 및 RF 업 컨버터(143)를 포함하여 구성되며, 기존의 VSB 송신기에서의 역할과 동일하므로 상세 설명을 생략한다. The
한편 상기 패킷 생성부(112)에서 인핸스드 데이터 패킷과 메인 데이터 패킷을 다중화하여 출력할 때, 다수개의 연속하는 인핸스드 데이터 패킷들이 포함되는 데이터 그룹과 메인 데이터 패킷을 다중화하여 출력할 수도 있다.Meanwhile, when the
본 발명에서 데이터 그룹은 세 부분으로 계층화되는데, 이를 헤드(Head), 바디(Body), 테일(Tail) 영역이라 명명한다. 즉 데이터 인터리빙 후를 기준으로 볼 때, 인핸스드 데이터 그룹에서 먼저 출력되는 부분을 헤드, 중간에 출력되는 부분을 바디, 마지막에 출력되는 부분을 테일이라 한다. 여기서 상기 바디 부분은 데이터 인터리빙 후를 기준으로 볼 때, 데이터 그룹 내 인핸스드 데이터가 연속적으로 계속 출력되는 영역의 적어도 일부가 포함되거나 또는 전체가 포함되도록 할당된다. 이때 상기 바디 부분에는 인핸스드 데이터가 비연속적으로 출력되는 영역이 포함될 수도 있다. In the present invention, the data group is layered into three parts, which is called a head, a body, and a tail area. That is, after the data interleaving, the first portion of the enhanced data group is called a head, the middle portion is a body, and the last portion is a tail. In this case, the body part is allocated to include at least a part or all of an area in which enhanced data in the data group is continuously output based on after data interleaving. In this case, the body portion may include an area in which enhanced data is discontinuously output.
이때 상기 데이터 그룹에 포함되는 인핸스드 데이터 패킷은 전술한 바와 같 이 비체계적 RS 부호화를 수행할 수도 있고, 체계적 RS 부호화를 수행할 수도 있다. In this case, as described above, the enhanced data packet included in the data group may perform unsystematic RS coding or systematic RS coding.
도 4는 인핸스드 데이터 패킷에 대해 비체계적인 RS 부호화가 적용된 인터리빙 전,후의 데이터 구조를 보인 것으로서, 도 4a는 데이터 인터리빙 전의 데이터 구성을 보이고, 도 4b는 데이터 인터리빙 후의 데이터 구성을 보이고 있다. 4 illustrates a data structure before and after interleaving to which an unstructured RS encoding is applied to an enhanced data packet. FIG. 4A illustrates a data structure before data interleaving, and FIG. 4B shows a data structure after data interleaving.
즉, 도 4는 데이터 인터리버가 52 패킷 단위로 주기적으로 동작하므로 52의 5배수 개의 인핸스드 데이터 패킷이 데이터 그룹을 구성하고, 데이터 그룹 내 각 인핸스드 데이터 패킷에 대해 비체계적 RS 부호화를 적용한 경우를 예로 보인 것이다.That is, since the data interleaver operates periodically in units of 52 packets, FIG. 4 illustrates a case where 52 times five enhanced data packets of 52 form a data group and non-systematic RS encoding is applied to each enhanced data packet in the data group. It is an example.
이 경우 각 인핸스드 데이터 패킷(또는 세그먼트)을 기준으로 할 때, 3 바이트의 MPEG 헤더와 2 바이트의 적응 필드 헤더 뒤에 인핸스드 데이터와 RS 패리티들이 위치한다. In this case, based on each enhanced data packet (or segment), enhanced data and RS parities are located after a 3-byte MPEG header and a 2-byte adaptation field header.
도 4b는 도 4a를 데이터 인터리빙 했을 때의 데이터 구성으로서, 데이터 그룹을 세 부분으로 나누는 데 있어서, 결과적으로 데이터 인터리버 후단에서 먼저 출력되는 부분을 헤드, 중간에 출력되는 부분을 바디, 마지막에 출력되는 부분을 테일이라 명명한 것이다. FIG. 4B is a data configuration when data interleaving FIG. 4A. In FIG. 4B, the data group is divided into three parts. As a result, the head is first outputted from the rear end of the data interleaver and the body is outputted last. The part is named tail.
이때 상기 데이터 그룹을 계층화하여 다수개의 영역 예를 들어, 헤드, 바디, 테일 영역으로 나눈 것은 각기 용도를 달리 하기 위함이다. 즉, 도 4b에서 바디에 해당하는 영역은 중간에 메인 데이터의 간섭없이 인핸스드 데이터들로만 구성되므로 보다 강인한 수신 성능을 보일 수 있는 영역이고, 헤드와 테일 영역의 인핸스드 데이터는 메인 데이터와 인터리버 출력 순서 상 사이사이에 섞이게 되므로 바디 영역에 비해 수신 성능이 낮아질 수 있는 영역이기 때문이다. At this time, the data group is hierarchized and divided into a plurality of regions, for example, a head, a body, and a tail region, for different purposes. That is, in FIG. 4B, the area corresponding to the body is an area that can show more robust reception performance because it is composed of enhanced data without interference of main data in the middle, and the enhanced data of the head and tail areas is the main data and the interleaver output order. This is because the reception performance is lower than that of the body area because it is mixed between phases.
또한 기지 데이터를 인핸스드 데이터에 삽입하여 전송할 수 있는 시스템에서 인핸스드 데이터에 연속적으로 긴 기지 데이터 열을 주기적으로 삽입하고자 할 때, 데이터 인터리버 출력단의 순서를 기준으로 인핸스드 데이터가 메인 데이터와 섞이지 않은 영역에 넣는 것이 가능하다. 즉, 바디 영역에는 도 4b와 같이 일정 길이의 기지 데이터를 주기적으로 삽입하는 것이 가능하다. 그러나 헤드/테일 영역에는 기지 데이터를 주기적으로 삽입하는 것이 곤란하고 연속적으로 긴 기지 데이터를 삽입하는 것도 곤란하다. 이때 상기 기지 데이터 열의 시작 부분에서는 트렐리스 부호화부 내 메모리를 초기화하기 위한 초기화 데이터 위치 홀더를 할당한다. In addition, when a system that can insert and transmit known data into the enhanced data and periodically inserts a long known data string continuously into the enhanced data, the enhanced data is not mixed with the main data based on the order of the data interleaver output stage. It is possible to put in the area. That is, as shown in FIG. 4B, it is possible to periodically insert known data of a predetermined length into the body region. However, it is difficult to periodically insert known data into the head / tail area and also to insert long known data continuously. At this time, at the beginning of the known data sequence, an initialization data position holder for initializing the memory in the trellis encoder is allocated.
도 5는 인핸스드 데이터 패킷에 대해 체계적인 RS 부호화가 적용된 인터리빙 전,후의 데이터 구조를 보인 것으로서, 도 5a는 데이터 인터리빙 전의 데이터 구성을 보이고, 도 5b는 데이터 인터리빙 후의 데이터 구성을 보이고 있다. FIG. 5 illustrates a data structure before and after interleaving to which an enhanced data packet is applied by systematic RS encoding. FIG. 5A shows a data structure before data interleaving, and FIG. 5B shows a data structure after data interleaving.
즉, 도 5는 데이터 인터리버가 52 패킷 단위로 주기적으로 동작하므로 52의 5배수 개의 인핸스드 데이터 패킷이 데이터 그룹을 구성하고, 데이터 그룹 내 각 인핸스드 데이터 패킷에 대해 체계적 RS 부호화를 적용한 경우를 예로 보인 것이다.That is, in FIG. 5, since the data interleaver operates periodically in units of 52 packets, 5 times multiple enhanced data packets of 52 form a data group, and systematic RS encoding is applied to each enhanced data packet in the data group. It is seen.
도 5b는 도 5a를 데이터 인터리빙 했을 때의 데이터 구성이며, 도 4b와 유사하게 바디 영역에 일정 길이의 기지 데이터가 삽입되었다. 이 경우에는 데이터 인터리버에서 RS 패리티보다 초기화 데이터 위치 홀더가 먼저 출력되어야 하고, RS 패리티의 위치가 고정되어 있으므로 기지 데이터가 삽입될 수 있는 위치가 제한될 수 있다.FIG. 5B is a data structure when data interleaving FIG. 5A. Similarly to FIG. 4B, known data having a predetermined length is inserted into the body region. In this case, the initialization data position holder must be output before the RS parity in the data interleaver, and the position where the known data can be inserted can be limited because the position of the RS parity is fixed.
도 6은 전술한 바와 같이 디지털 방송 송신 시스템에서 전송되는 데이터를 수신하여 복조 및 등화하여 원래 데이터로 복원하는 디지털 방송 수신 시스템의 일 실시예를 보인 구성 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating an embodiment of a digital broadcast reception system for receiving, demodulating, and equalizing data transmitted from a digital broadcast transmission system and restoring original data.
도 6의 디지털 방송 수신 시스템은 튜너(601), 복조부(602), 등화기(603), 기지 데이터 검출부(604), E-VSB 블록 복호기(605), 데이터 디인터리버(606), RS 복호기(607), 데이터 디랜더마이저(608), E-VSB 데이터 디포맷터(609), 및 E-VSB 데이터 처리부(610)를 포함하여 구성된다.The digital broadcast reception system of FIG. 6 includes a
즉, 상기 튜너(601)는 특정 채널의 주파수를 튜닝하여 중간 주파수(IF) 신호로 다운 컨버전한 후 복조부(602)와 기지 데이터 검출부(604)로 출력한다.That is, the
상기 복조부(602)는 입력되는 IF 신호에 대해 자동 이득 제어, 반송파 복구 및 타이밍 복구 등을 수행하여 기저대역 신호로 만든 후 등화기(603)와 기지 데이터 검출부(604)로 출력한다. The
상기 등화기(603)는 상기 복조된 신호에 포함된 채널 상의 왜곡을 보상한 후 E-VSB 블록 복호기(605)로 출력한다. The
이때 상기 기지 데이터 검출부(604)는 상기 복조부(602)의 입/출력 데이터 즉, 복조가 이루어지기 전의 데이터 또는 복조가 이루어진 후의 데이터로부터 송신측에서 삽입한 기지 데이터 위치를 검출하고 위치 정보와 함께 그 위치에서 발생시킨 기지 데이터 열을 복조부(602), 등화기(603), 및 E-VSB 블록 복호기(605)로 출 력한다. 또한 상기 기지 데이터 검출부(604)는 송신측에서 추가적인 부호화를 거친 인핸스드 데이터와 추가적인 부호화를 거치지 않은 메인 데이터를 수신측의 E-VSB 블록 복호기(605)에 의해서 구분할 수 있도록 하기 위한 목적과 더불어서 인핸스드 부호기의 블록의 시작점을 알기 위한 정보를 상기 E-VSB 블록 복호기(605)로 출력한다.At this time, the known
상기 복조부(602)는 타이밍 복원이나 반송파 복구시에 상기 기지 데이터를 이용함으로써, 복조 성능을 향상시킬 수 있고, 등화기(603)에서도 마찬가지로 상기 기지 데이터를 사용하여 등화 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 E-VSB 블록 복호기(605)의 복호 결과를 상기 등화기(603)로 피드백하여 등화 성능을 향상시킬 수도 있다. The
한편 상기 등화기(603)에서 E-VSB 블록 복호기(605)로 입력되는 데이터가 송신측에서 추가적인 부호화와 트렐리스 부호화가 모두 수행된 인핸스드 데이터이면 상기 E-VSB 블록 복호기(605)는 송신측의 역으로 트렐리스 복호화 및 추가적 복호화를 수행하고, 추가적인 부호화는 수행되지 않고 트렐리스 부호화만 수행된 메인 데이터이면 트렐리스 복호화만 수행한다.On the other hand, if the data input from the
즉, 상기 E-VSB 블록 복호기(605)는 입력된 데이터가 메인 데이터이면 입력 데이터에 대해 비터비 복호를 수행하여 하드 판정값을 출력하거나 또는 소프트 판정값을 하드 판정하고 그 결과를 출력할 수도 있다. That is, if the input data is main data, the
그리고 상기 E-VSB 블록 복호기(605)는 입력된 데이터가 인핸스드 데이터이면 송신 시스템의 E-VSB 블록 처리부와 트렐리스 부호화부에서 부호화된 데이터에 대해서 복호를 수행하여 하드 판정값 또는 소프트 판정값을 출력한다. If the input data is enhanced data, the
도 1에 도시된 디지털 방송 송신 시스템에서는 인핸스드 데이터에 대하여 다수의 에러 정정 부호가 사용되는 연접 부호화를 수행한다. 이때 E-VSB 전처리부(111) 내 부호기(도시되지 않음)는 외부 부호가 되고, E-VSB 블록 처리부(123)와 트렐리스 부호화부(135)는 하나의 내부 부호로 볼 수 있다.In the digital broadcast transmission system shown in FIG. 1, concatenated encoding using a plurality of error correction codes is performed on enhanced data. In this case, an encoder (not shown) in the
이러한 연접 부호의 복호시에 외부 부호의 성능을 최대한 발휘하기 위해서는 내부 부호의 복호기에서 소프트 판정값을 출력해 주어야 한다. In order to maximize the performance of the outer code at the time of decoding the concatenated code, the soft decision value should be output from the decoder of the inner code.
따라서 상기 E-VSB 블록 복호기(605)는 인핸스드 데이터에 대해 하드 판정(hard decision) 값을 출력할 수도 있으며, 필요한 경우 소프트 판정값을 출력하는 것이 바람직하다. Therefore, the
즉, 상기 E-VSB 블록 복호기(605)는 인핸스드 데이터에 대해서는 전체적인 시스템의 설계나 조건에 따라서 소프트 판정값과 하드 판정값 중 하나를 출력하고, 메인 데이터에 대해서는 하드 판정값을 출력한다. That is, the
상기 E-VSB 블록 복호기(605)의 출력은 데이터 디인터리버(606)로 입력된다. 상기 데이터 디인터리버(606)는 송신측의 데이터 인터리버의 역과정을 수행하여 RS 복호기(607)로 출력한다. 상기 RS 복호기(607)에서는 입력받은 패킷이 메인 데이터 패킷인 경우에는 체계적인 RS 복호를 수행하고, 인핸스드 데이터 패킷인 경우에는 체계적 RS 복호화 또는 비체계적 RS 복호화를 수행한다. 즉, 송신 시스템에서 인핸스드 데이터 패킷에 대해 체계적인 RS 부호화를 수행하여 전송하였다면 체계적인 RS 복호화를 수행하고, 비체계적인 RS 부호화를 수행하여 전송하였다면 비체계적 RS 복호화를 수행한다. The output of the
상기 RS 복호기(607)에서 RS 복호화가 수행된 후 RS 패리티 바이트가 제거된 데이터 패킷은 데이터 디랜더마이저(608)로 입력된다. After RS decoding is performed in the
상기 데이터 디랜더마이저(608)는 송신 시스템의 랜더마이저와 동일한 의사 랜덤(pseudo random) 바이트를 발생시키고, 이를 상기 RS 복호기(607)에서 출력되는 데이터 패킷과 bitwise XOR(exclusive OR)한 후 MPEG 동기 바이트를 매 패킷의 앞에 삽입하여 188 바이트 패킷 단위로 출력한다. The data de-randomizer 608 generates the same pseudo random bytes as the renderer of the transmission system, performs bitwise XOR (exclusive OR) with the data packet output from the
상기 데이터 디랜더마이저(608)의 출력은 메인 MPEG 디코더(도시되지 않음)로 입력됨과 동시에 E-VSB 데이터 디포맷터(609)로 입력된다. 상기 메인 MPEG 디코더는 메인 MPEG에 해당하는 패킷에 대해서만 디코딩을 수행한다. 이는 인핸스드 데이터 패킷이 기존 VSB 수신기에서 사용하지 않는 PID 또는, 널 PID 또는 예약된 PID를 가지기 때문에 메인 MPEG 디코더에서 디코딩에 사용되지 않고 무시되기 때문이다. The output of the data derandomizer 608 is input to the main MPEG decoder (not shown) and to the
그런데 상기 인핸스드 데이터의 소프트 판정값은 의사 랜덤 비트와 XOR 하기에 곤란하다. 따라서 메인 MPEG 디코더로 출력할 데이터에 대해서는 상기 설명한 바와 같이 소프트 판정값의 부호에 따라서 이를 하드 판정한 후 의사 랜덤 비트와 XOR하여 출력한다. 즉, 소프트 판정값의 부호가 양수이면 1로, 음수이면 0으로 결정하고, 이 결정값을 의사 랜덤 비트와 XOR한다.However, the soft decision value of the enhanced data is difficult to XOR with a pseudo random bit. Therefore, data to be output to the main MPEG decoder is hard-determined according to the sign of the soft decision value as described above, and then output by XORing the pseudo random bit. That is, if the sign of the soft decision value is positive, it is determined as 1, and if it is negative, it is determined as 0, and this decision value is XORed with the pseudo random bit.
그리고 상기 E-VSB 데이터 처리부(610)에서는 전술한 바와 같이 에러 정정 부호의 복호시에 성능을 높이기 위해서 소프트 판정이 필요하므로, 상기 데이터 디 랜더마이저(608)는 인핸스드 데이터에 대해 별도의 출력을 만들어서 E-VSB 데이터 디포맷터(609)로 출력한다. 일 실시예로, 상기 데이터 디랜더마이저(608)는 인핸스드 데이터 비트의 소프트 판정값에 대하여 XOR할 의사 랜덤 비트가 1인 경우에는 상기 소프트 판정값의 부호를 반대로 하여 출력하고, 0인 경우에는 그대로 출력한다. As described above, the
상기 설명에서 의사 랜덤 비트가 1인 경우 소프트 판정값의 부호를 바꾸는 이유는, 송신 시스템의 랜더마이저에서 입력 데이터 비트에 XOR되는 의사 랜덤 비트가 1 인 경우에 출력 데이터 비트가 반대가 되기 때문이다. 즉, 0 XOR 1 = 1 and 1 XOR 1 = 0 이기 때문이다. The reason for changing the sign of the soft decision value when the pseudo random bit is 1 in the above explanation is that the output data bit is reversed when the pseudo random bit XORed to the input data bit in the randomizer of the transmission system is 1. That is, 0
다시 말해서, 데이터 디랜더마이저(608)에서 발생시킨 의사 랜덤 비트가 1 인 경우에는 인핸스드 데이터 비트의 하드 판정값을 XOR 할 경우 그 값이 반대가 되므로, 소프트 판정값을 출력할 때는 그 소프트 판정값의 부호를 반대로 하여 출력하는 것이다.In other words, when the pseudo random bit generated by the data derandomizer 608 is 1, when the XOR of the hard decision value of the enhanced data bit is reversed, the soft decision value is output when the soft decision value is output. The sign of the value is reversed.
상기 E-VSB 데이터 디포맷터(609)는 입력 데이터가 메인 데이터 패킷이면 E-VSB 데이터 처리부(610)로 출력하지 않는다. 그리고 입력 데이터가 인핸스드 데이터 패킷이면 인핸스드 데이터 패킷에 포함된 MPEG 헤더 바이트, 기지 데이터, 적응 필드 헤더, 메인 데이터 등을 제거한 후 E-VSB 데이터 처리부(610)로 출력한다. The
상기 E-VSB 데이터 처리부(610)는 입력된 데이터로부터 송신측의 E-VSB 전처리부(111)의 역과정에 따라 바이트 확장 과정에서 삽입된 널 데이터들을 제거하고, 디인터리빙, 에러 정정 복호화 과정을 각각 거쳐 출력한다. The
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art as can be seen from the appended claims, and such modifications are within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템 및 처리 방법에 의하면, 인핸스드 데이터는 추가의 부호화 과정을 거치며, 이러한 인핸스드 데이터, 기지 데이터와 같은 부가 데이터는 트랜스포트 스트림 패킷 내 적응 필드에 포함하여 전송함으로써, 채널을 통하여 부가 데이터를 송신할 때 오류에 강하고 또한 기존의 VSB 수신기와도 호환성이 가능한 이점이 있다. 더불어 기존의 VSB 시스템보다 고스트와 잡음이 심한 채널에서도 부가 데이터를 오류없이 수신할 수 있는 이점이 있다. According to the digital broadcasting system and the processing method according to the present invention as described above, the enhanced data is subjected to an additional encoding process, and such additional data such as the enhanced data and known data are included in the adaptation field in the transport stream packet. In this case, transmission of additional data through a channel is advantageous in that it is resistant to errors and compatible with existing VSB receivers. In addition, there is an advantage that the additional data can be received without error even in a ghost and noisy channel than the conventional VSB system.
특히 본 발명은 채널 변화가 심하고 노이즈에 대한 강건성이 요구되는 휴대용 및 이동 수신기에 적용하면 더욱 효과적이다. In particular, the present invention is more effective when applied to portable and mobile receivers in which channel variation is severe and robustness to noise is required.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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