KR20080081439A - 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치 - Google Patents

방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치에 관한 것이다. 본 발명은 모바일 데이터가 다중화된 방송 신호에서 프로그램 테이블 정보로부터 버스트 구간에 대한 식별 정보를 얻어, 사용자가 원하는 방송 프로그램이 전송되는 버스트 구간만을 수신할 수 있다. 따라서, 방송 신호를 수신할 경우 원하는 버스트 구간만을 수신하여 방송 신호 수신 장치의 전력 소모를 줄일 수 있다.
전력, 파워, 온, 오프, 버스트, 시간 간격, VCT

Description

방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치{method for transmitting/receiving a broadcast signal and apparatus for receiving a broadcast signal}
도 1은 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법의 일 실시예를 나타낸 도면
도 2는 ATSC(Advanced Television System Committee)에 따른 방송 송신 시스템을 개략적으로 도시한 도면
도 3은 도 2에서 개시한 서비스 다중화기의 실시예를 나타낸 도면
도 4는 도 3에서 개시한 서비스 다중화기 중 모바일 서비스 다중화기의 실시예를 나타낸 도면
도 5는 도 2에서 개시한 송신기(transmitter)의 실시예를 나타낸 도면
도 6은 도 5에서 개시한 전처리부의 실시예를 나타낸 도면
도 7은 도 2 내지 도 6의 실시예에 따라 전송되는 신호 프레임의 개략적인 예를 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법에 의해 송수신되는 프로그램 테이블 정보를 예시한 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 가상 채널 정보에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 디스크립터의 예를 나타낸 도면
도 10은 방송 신호에 포함된 가상 채널에 대한 버스트 구간 식별 정보를 예시한 도면
도 11은 방송 신호 수신 장치의 수신부가 온/오프 동작하는 예시한 도면
도 12는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도
도 13은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 일 실시예를 도시한 도면
도 14는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치 중 복조부의 일 실시예를 나타낸 도면
도 15는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면
도 16은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면
본 발명은 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 방송 수신에 필요한 전력을 줄일 수 있는 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치에 관한 것이다.
방송 신호를 이동하면서 수신할 경우, 방송 신호 수신 장치는 소형화되어야 사용자가 편리하게 사용할 수 있다. 따라서, 방송 신호 수신 장치가 소형화되기 위해서는 그 방송 신호 수신 장치에 전력을 공급하는 전력 공급부도 부피를 줄여야 유리하다. 그러나, 방송 수신 환경은 이동 수신에 따라 변화하므로, 이에 대처하고 자 방송 신호를 계속해서 수신할 경우 전력 공급이 증가하고, 전력 공급부의 부피도 커져야 하는 문제점이 있다. 예를 들어 고정 수신을 위한 메인 서비스 데이터와 이동 수신을 위한 모바일 서비스 데이터가 다중화될 경우 이동 수신을 위한 방송 신호 수신 장치가 다중화된 모든 방송 신호를 수신하면 전력 소모가 증가하므로 문제가 될 수 있다. 또한, 전력 소모를 위해 방송 신호의 일부 구간만을 수신하면 원하는 방송 프로그램이 수신되는 구간을 수신할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 전력 소모를 줄일 수 있는 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방송 신호의 일부 구간만을 수신하여도 원하는 방송 프로그램을 수신하여 표출하도록 할 수 있는 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 수신 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 방송 신호의 버스트 구간에 대한 식별 정보가 설정된 프로그램 테이블 정보를 생성하는 단계, 상기 버스트 구간에 대한 식별 정보가 설정된 프로그램 테이블 정보와 방송 데이터를 다중화하여 변조하는 단계 및 상기 변조한 방송 신호를 송신하는 단계를 포함하는 방송 신호 송신 방법을 제공한다.
다른 관점에서 본 발명은 수신한 방송 신호에 포함된 프로그램 테이블 정보 를 파싱하여 채널 정보 및 상기 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 저장하는 단계, 사용자로부터 특정 채널의 선택 명령을 수신하는 단계 및 상기 선택 명령에 따른 채널을 통해 전송되는 방송 데이터가 포함된 버스트 구간의 식별정보를 상기 저장한 식별 정보로부터 획득하고, 상기 획득한 버스트 구간에서만 방송 신호를 수신하는 단계를 포함하는 방송 신호 수신 방법을 제공한다.
또 다른 관점에서 본 발명은 채널 정보 및 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 방송 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신부가 출력한 프로그램 테이블 정보로부터 상기 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 파싱하는 프로그램테이블정보복호부, 상기 프로그램테이블정보복호부가 복호한 상기 식별 정보를 저장하는 저장부, 사용자로부터 채널 선택 명령을 수신하는 인터페이스부 및 상기 인터페이스부로부터 수신한 채널 선택 명령에 따른 채널의 프로그램이 포함된 버스트 구간을 상기 저장부에 저장된 식별 정보로부터 획득하고, 상기 획득한 식별 정보에 따른 버스트 구간이 수신되는 구간 동안 상기 방송 신호를 수신하도록 수신부의 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 방송 신호 수신 장치를 제공한다.
상기 프로그램 테이블 정보는 가상 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 버스트 구간은 적어도 하나의 가상 채널에 따른 방송 데이터를 포함할 수 있다.
상기 수신부는 방송 채널을 선택하여 출력하는 튜너, 상기 튜너가 선택한 방송을 복조하는 복조부 및 상기 복조부가 방송 신호를 역다중화하는 역다중화부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 복조부로부터 상기 버스트 구간의 시간 간격 정보가 포함된 시그널링 정보를 수신하고, 상기 버스트 구간의 시간 간격 정보를 이용하여 상기 수신부가 상기 선택 명령에 따른 버스트 구간에서만 신호를 수신하도록 제어할 수 있다.
이하 본 발명을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 방송 신호의 버스트 구간에 대한 식별 정보를, 프로그램 테이블 정보에 설정한다(S110). 프로그램 테이블 정보는 도 8에서, 버스트 구간에 대한 식별 정보는 도 5 및 도 6에서 각각 상세히 예시한다.
그리고, 버스트 구간에 대한 식별 정보가 설정된 프로그램 테이블 정보와 방송 신호를 다중화하여 변조한다(S120). 프로그램 테이블 정보를 설정하는 예는 도 4에서, 다중화와 변조과정의 예는 도 2 내지 도 6에서 상세히 개시한다.
그리고, 변조한 방송 신호를 송신한다(S130).
따라서, 본 실시예에 의하면 버스트 구간에 대한 식별 정보를 송신할 수 있다. 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예는 수신한 방송 신호 중 프로그램 테이블 정보로부터 채널 정보 및 상기 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 수신하여 저장한다(S150). 채널 정보와 식별 정보를 저장하는 예는 도 6에서 상세히 개시한다.
그리고, 사용자로부터 특정 채널의 선택 명령을 수신한다(S160).
그 수신 명령에 따른 채널을 통해 전송되는 프로그램이 포함된 버스트 구간을 위에서 저장한 채널 정보 및 저장한 식별 정보로부터 획득하고, 획득한 버스트 구간에서만 방송 신호를 수신한다(S170). 따라서, 본 실시예에 의하면 버스트 구간에 대한 식별 정보를 수신하여 그 버스트 식별 정보에 따라 원하는 버스트만 수신할 수 있다. 획득한 버스트 구간에서만 방송 신호를 수신하는 예는 도 11에서 상세히 개시한다. 또한, 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 다른 일 실시예는 도 12에서 상세히 개시된다.
이하에서는 본 발명을 용이하게 이해하기 위해 고정 수신을 위한 메인 서비스 데이터(main service data)와 이동 수신을 위한 모바일 서비스 데이터(mobile service data)가 다중화된 방송 시스템을 예시하여 설명하지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저 도 2는 본 발명을 용이하게 설명하기 위해 ATSC(Advanced Television System Committee)에 따른 방송 송신 시스템을 개략적으로 예시한 도면이다. 도 2를 참조하여 ATSC(Advanced Television System Committee)에 따른 방송 송신 시스템을 설명하면 다음과 같다.
ATSC에 따른 방송 시스템에서 방송 신호 송신 장치는 서비스 다중화기(Service Multiplexer)와 송신기(Transmitter)를 포함한다. 여기서 서비스 다중화기는 각 방송국의 스튜디오에 위치할 수 있으며, 송신기는 설정된 하나 이상의 특정 지역(site)에 위치할 수 있다. 그리고 복수 개의 송신기는 동일한 주파수를 공유할 수 있으며, 이 경우 복수 개의 송신기는 모두 동일한 신호를 송신한다. 서비스 다중화기는 고정 수신을 위한 방송 데이터(main service data)와 이동 수신을 위한 방송 데이터(mobile service data)를 다중화한다. 그리고, 송신기는 다중화된 방송 데이터를 변조하여 전송한다. 이하에서는 용어의 지칭을 용이하게 하기 위해 고정 수신을 위한 방송 데이터(main service data)와 이동 수신을 위한 방송 데이터(mobile service data)를 변조하는 기법을 모바일 VSB(MVSB)라고 호칭한다. 송신기는 이동 수신을 위한 방송 데이터를 송신할 경우 전송 채널에서 발생할 수 있는 각종 왜곡과 노이즈에도 데이터를 안정적으로 수신할 수 있도록 변조한다.
방송 신호 수신 장치는 신호 왜곡을 보상하여 송신된 방송 신호를 복원할 수 있다. 서비스 다중화기와 원격지에 위치한 송신기 사이의 데이터 통신은 여러 가지 방법이 이용될 수 있으며, 일 실시예로 SMPTE-310M(Synchronous Serial Interface for transport of MPEG-2 data)과 같은 규격이 사용될 수도 있다.
도 3은 방송 신호 송신 장치의 일 실시예로서, 도 2에서 개시한 서비스 다중화기의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 3의 실시예는 메인 A/V(audio/video) 시스템(210), 메인 보조 데이터 시스템(220), 모바일 A/V 시스템(240), 모바일 보조 데이터 시스템(250), 메인 서비스 다중화기(230), 모바일 서비스 다중화기(260), 송신 서비스 다중화기(270)를 포함한다.
메인 서비스 데이터는 메인 A/V 시스템(210)에서 부호화되고 압축되어 메인 서비스 다중화기(230)로 출력된다. 여기서 메인 서비스 데이터의 종류가 복수 개이 면 메인 A/V 시스템도 복수 개가 구비될 수 있다. 메인 서비스 다중화기(230)는 메인 A/V 시스템(210)의 출력과 메인 서비스의 각종 부가 데이터(220)를 다중화하여 송신 서비스 다중화기(270)로 출력한다.
마찬가지로 모바일 서비스 데이터는 모바일 A/V 시스템(240)에서 부호화되고 압축되어 모바일 서비스 다중화기(260)로 출력된다. 여기서 모바일 서비스 데이터의 종류가 복수 개이면 모바일 A/V 시스템도 복수 개가 구비될 수 있다. 모바일 서비스 다중화기(260)는 모바일 A/V 시스템(260)의 출력과 모바일 서비스의 각종 부가 데이터를 다중화하여 송신 서비스 다중화기(270)로 출력한다. 송신 서비스 다중화기(270)는 메인 서비스 다중화기(230)의 출력과 모바일 서비스 다중화기(260)의 출력을 다중화하여 송신기(transmitter)로 출력한다. 송신 서비스 다중화기(270)의 출력 데이터는 MPEG-2 트랜스포트 스트림(Transport Stream ; TS) 패킷의 형태를 띨 수 있다. 송신 서비스 다중화기(270)는 일정한 데이터 율로 서비스 데이터를 송신기로 전송할 수 있다. 송신 서비스 다중화기(270)가 송신기로 전송하는 서비스 데이터가 메인 서비스 데이터만을 포함한 경우이거나, 메인 서비스 데이터와 모바일 서비스 데이터만을 포함한 경우에도 일정한 데이터 율로 송신기에 전송할 수 있다. 예를 들어, 송신 서비스 다중화기(270)가 19.39 Mbps로 송신기에 데이터를 송신한다면 19.39 Mbps이내에서 모바일 서비스 데이터는 메인 서비스 데이터와 다중화되어 송신된다. 모바일 서비스 데이터는 송신기에서 추가의 에러 정정 부호화가 수행될 수 있는데, 모바일 서비스 데이터 전송율은 이를 고려하여 데이터 율이 작아질 수 있다. 만약 상기 서비스 다중화기의 출력을 일정한 데이터 율 예를 들어, 19.39 Mbps로 유지할 필요가 있는 경우에는 상기 메인 서비스 다중화기, 모바일 서비스 다중화기, 송신 데이터 다중화기 중 적어도 하나는 다중화되는 데이터에 널 데이터(null data or null packet)를 삽입함으로써 최종 출력의 데이터 율을 일정한 데이터 율로 맞출 수 있다. 여기서 널 데이터는 다중화기에서 발생될 수도 있고, 외부에서 입력받을 수도 있다.
도 4는 도 3에서 개시한 서비스 다중화기 중 모바일 서비스 다중화기의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 4의 모바일 서비스 다중화기의 실시예는 제 1 다중화기(311), 프로그램 테이블 정보 발생부(312), 제 2 다중화기(313) 및 패킷 컨버전 버퍼(314)를 포함한다.
제 1 다중화기(311)는 MPEG-2 TS(transport stream) 형태의 모바일 데이터와 프로그램 테이블 정보 발생부(312)에서 발생된 PMT(Program Map Table) 등의 프로그램 테이블 정보를 다중화하여 제2 다중화기(313)로 출력한다. 프로그램 테이블 정보 발생부(312)는 PSI(Program Specific Information) 또는 PSIP(Program and System Information Protocol)에 따른 정보를 발생하는데, PSI는 PMT(program map table), PAT(Program Association Table) 등의 정보를, PSIP은 STT(System Time Table), RRT(Rating Region Table), MGT(Master Guide Table), VCT(Virtual Channel Table), EIT(Event Information Table) 및 ETT(Extended Text Table)를 포함한다. 이하에서는 PSI/PSIP 등과 같이 하나 이상의 섹션 형태로 전송되어 방송 신호에 대한 정보를 담은 정보를 프로그램 테이블 정보라고 호칭한다. 또한 프로그 램 테이블 정보 발생부(312)는 각 셀에 방송되는 가상 채널 정보와 그 채널 정보에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 전달하는 프로그램 테이블 정보를 발생시킬 수 있는데, 이 테이블 정보는 VCT(Virtual Channel Table)가 될 수 있다.
제 2 다중화기(313)는 제 1 다중화기(311)의 출력과 프로그램 테이블 정보 발생부(312)의 출력을 다중화하여 패킷 컨버전 버퍼(314)로 출력한다. 제 1 다중화기(311)는 다수의 모바일 서비스 데이터를 그 데이터에 대한 PMT와 다중화하는 다수개의 다중화기를 포함된다. 여기서 하나의 모바일 서비스 데이터는 단일 프로그램이 될 수도 있다. 실시간 방송에 대한 물리적 계층(physical layer)에 관련한 정보 즉, 타임 슬라이싱(time slicing) 여부, 버스트(burst) 구간의 길이, 버스트 구간 시간 간격 등의 정보도 프로그램 테이블 정보에 포함될 수 있다. 패킷 컨버전 버퍼(314)는 제 2 다중화기(313)에서 출력되는 188 바이트 단위의 트랜스포트 스트림을 이후에서 개시하는 전처리부에서 요구하는 블록 길이로 조절한다.
도 5는 도 2에서 개시한 송신기(transmitter)의 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 송신기(transmitter)의 실시예는 역다중화기(DEMUX)(331), 패킷 지터 경감기(332), M-VSB 전처리부(333), 제 1 송신 데이터 다중화기(334), 데이터 랜더마이저(335), RS 부호기/비체계적 RS 부호기(RS encoder/Non-systematic RS Encoder)(336), 데이터 인터리버(337), 패리티 치환기(338), 비체계적 RS 부호기(339), 트렐리스 부호화부(340), 제 2 송신 데이터 다중화기(341), 파일롯 삽입기(342), VSB 변조기(343), 및 RF 업 컨버터(344)를 포함한다.
송신기의 역다중화기(331)는 송신 서비스 다중화기(270)에서 전송된 데이터로부터 역다중화를 통해 메인 서비스 데이터와 모바일 서비스 데이터로 분리한 후, 분리된 메인 서비스 데이터는 패킷 지터 경감기(332)로 출력하고, 모바일 서비스 데이터는 M-VSB 전처리부(333)로 각각 출력한다.
송신 서비스 다중화기(270)가 데이터 율을 맞추기 위해 널 데이터를 삽입하여 전송한 경우, 역다중화기(331)는 전송된 식별 정보를 참조하여 널 데이터를 버리고, 나머지 데이터만을 처리한 후 해당 블록으로 출력할 수 있다. 또는 역다중화기(331)는 널 데이터에 전송에 필요한 제어 정보 등 다른 정보를 설정하여 송신할 수도 있다.
M-VSB 전처리부(333)는 노이즈 및 채널 변화에 빠르고 강력하게 대응하도록 하기 위해 모바일 서비스 데이터에 대해 추가의 에러 정정 부호화를 수행한다. 역다중화기(331)에서 분리된 모바일 서비스 데이터는 M-VSB 전처리부(333)로 출력된다. M-VSB 전처리부(333)의 실시예는 모바일 서비스 데이터에 랜더마이징시키고, 에러 정정 부호화를 수행할 수 있다. 만약 M-VSB 전처리부(333)가 랜더마이징(randomizing)을 수행한다면, 후단의 데이터 랜더마이저(335)는 모바일 서비스 데이터에 대한 랜더마이징 과정을 생략할 수 있다. 모바일 서비스 데이터에 대한 랜더마이저는 ATSC가 규정하는 랜더마이저와 동일할 수도 있고 아닐 수도 있다.
M-VSB 전처리부(333)가 출력하는 일정 형식의 데이터 중 188 바이트 단위의 모바일 서비스 데이터 패킷과 메인 서비스 데이터 패킷을 기 정의된 다중화 방법에 따라 다중화하여 데이터 랜더마이저(335)에 출력한다. 다중화 방법은 시스템 설계 의 여러 변수들에 의해서 조정이 가능하다.
제 1 송신 데이터 다중화기(334)가 데이터를 다중화하는 방법 중 하나로서, 시간축 상으로 버스트(burst) 구간을 두고, 버스트 구간에서는 다수개의 데이터 그룹을 전송하고 버스트가 아닌 구간에서는 메인 서비스 데이터만을 전송하도록 할 수 있다. 또는 반대로 버스트 구간에서 메인 서비스 데이터를 전송할 수도 있다. 즉, 다수개의 연속적인 모바일 서비스 패킷이 모여서 하나의 데이터 그룹을 형성하고 다수개의 데이터 그룹이 메인 서비스 데이터 패킷들과 섞여서 하나의 버스트를 형성한다. 하나의 버스트 구간 내에서는 모바일 서비스 데이터나 메인 서비스 데이터가 전송될 수 있다.
메인 서비스 데이터는 버스트 구간이나 버스트가 아닌 구간에 존재할 수 있다. 또한 버스트 구간 내 메인 서비스 데이터 구간과 버스트가 아닌 구간의 메인 서비스 데이터 구간에 포함되는 메인 데이터 패킷 수는 서로 다를 수도 있고, 같을 수도 있다.
이와 같이 모바일 서비스 데이터를 버스트 구조로 전송하면 모바일 서비스 데이터만을 수신하는 방송 신호 수신 장치는 버스트 구간에서만 전원을 온(on)시켜 데이터를 수신하고 그 외 메인 서비스 데이터만 전송되는 구간에서는 전원을 오프시켜 수신 장치의 소모 전력을 줄일 수 있다.
패킷 지터 경감기(332)는 방송 신호 수신 장치 내의 디코더의 버퍼에서 오버플로우 또는 언더플로우가 발생하지 않도록 메인 서비스 데이터 패킷의 상대적인 위치를 재조정한다. 패킷 다중화 과정에서 메인 서비스 데이터 사이사이에 모바일 서비스 데이터 그룹이 다중화되기 때문에 메인 서비스 패킷의 시간적인 위치는 상대적으로 이동한다. 그리고 방송 신호 수신 장치의 메인 서비스 데이터 처리를 위한 장치의 디코더(예를 들면, MPEG 디코더)는 메인 서비스 데이터만을 수신하여 복호하고 모바일 서비스 데이터 패킷은 널 패킷으로 인식하여 버릴 수 있다. 따라서, 방송 신호 수신 장치의 디코더가 모바일 서비스 데이터 그룹과 다중화된 메인 서비스 데이터 패킷을 수신할 경우 패킷 지터가 발생할 수 있다.
수신 장치의 디코더는 비디오 데이터를 위한 여러 단계의 버퍼가 존재하고 그 크기가 상당히 크기 때문에 상기 제 1 송신 데이터 다중화기(334)가 패킷 지터를 발생시킬 수 있다. 패킷 지터로 인해 방송 신호 수신 장치의 메인 서비스 데이터를 위한 버퍼, 예를 들면 오디오 데이터를 위한 버퍼에서 오버플로우(overflow)나 언더플로우(underflow)가 발생할 수 있다.
패킷 지터 경감기(332)는 후단의 제 1 송신 데이터 다중화기(334)가 다중화 하는 정보를 알고 있다. 만약 오디오 데이터 패킷을 정상적으로 처리하도록 한다고 가정하면 패킷 경감기(332)는 메인 서비스의 오디오 데이터 패킷을 다음과 같이 재배치할 수 있다. .
첫 번째, 버스트 구간 내 메인 서비스 데이터 구간, 예를 들어 두개의 모바일 서비스 데이터 그룹 사이에 위치하는 메인 서비스 데이터 구간에서 오디오 데이터 패킷이 한 개 존재하는 경우에는 오디오 데이터 패킷을 메인 서비스 데이터 구간의 제일 앞에 배치하고, 2개 존재하는 경우에는 제일 앞과 제일 뒤에 배치하며, 3개 이상 존재하는 경우에는 제일 앞과 제일 뒤에 배치하고 나머지를 그 사이에 균 등한 간격으로 배치한다. 두 번째, 버스트 구간 시작 전의 메인 서비스 데이터 구간에서는 제일 마지막 위치에 오디오 데이터 패킷을 배치한다. 세 번째, 버스트 구간이 끝난 후 메인 서비스 데이터 구간에서는 제일 앞에 오디오 데이터 패킷을 배치한다. 그리고 오디오 데이터가 아닌 패킷들은 입력되는 순서대로 오디오 데이터 패킷의 위치를 제외한 공간에 배치한다.
한편 메인 서비스 데이터 패킷의 위치를 상대적으로 재조정하게 되면 그에 따른 PCR(Program Clock Reference) 값이 수정된다. PCR 값은 MPEG 디코더의 시간을 맞주기 위한 시간 기준값으로 TS 패킷의 특정 영역에 삽입되어 전송된다. 패킷 지터 경감기(332)는 PCR 값 수정할 수도 있다.
패킷 지터 경감기(332)의 출력은 제 1 송신 데이터 다중화기(334)로 입력된다. 제 1 다중화기(334)는 전술한 바와 같이 패킷 지터 경감기(332)에서 출력되는 메인 서비스 데이터와 M-VSB 전처리부(333)에서 출력되는 모바일 서비스 데이터를 기 설정된 다중화 규칙에 따라 버스트 구조로 다중화하여 데이터 랜더마이저(335)로 출력한다.
데이터 랜더마이저(335)는 입력된 데이터가 메인 서비스 데이터 패킷이면 기존의 랜더마이저와 동일하게 랜더마이징을 수행한다. 즉, 메인 서비스 데이터 패킷 내 동기 바이트를 버리고 나머지 187 바이트를 내부에서 발생시킨 의사랜덤(pseudo random) 바이트를 사용하여 랜덤하게 만든 후 RS 부호기/비체계적 RS 부호기(336)로 출력한다.
그러나 입력된 데이터가 모바일 서비스 데이터 패킷이면, 데이터 랜더마이 저(335)는 모바일 서비스 데이터 패킷에 포함된 4바이트의 MPEG 헤더 중 동기 바이트를 버리고 나머지 3바이트에 대해서만 랜더마이징을 수행할 수 있다. 그리고, MPEG 헤더를 제외한 나머지 모바일 서비스 데이터에 대해서는 랜더마이징을 수행하지 않고 RS 부호기/비체계적 RS 부호기(336)로 출력한다. 이 경우는 M-VSB 전처리부(333)에서 미리 랜더마이징이 수행된다. 또한, 모바일 서비스 데이터 패킷에 포함된 기지 데이터(unknown data) (또는 기지 데이터 위치 홀더)와 초기화 데이터 위치 홀더에 대해서는 랜더마이징을 수행할 수도 있고 수행하지 않을 수도 있다.
RS 부호기/비체계적 RS 부호기(336)는 데이터 랜더마이저(335)에서 랜더마이징되는 데이터 또는 바이패스되는 데이터에 대해 RS 부호화를 수행하여 20바이트의 RS 패리티를 부가한 후 데이터 인터리버(337)로 출력한다. 이때 RS 부호기/비체계적 RS 부호기(336)는 입력된 데이터가 메인 서비스 데이터 패킷인 경우 ATSC VSB 시스템과 동일하게 체계적 RS 부호화를 수행하여 20바이트의 RS 패리티를 187바이트의 데이터 뒤에 부가한다. 만약 모바일 서비스 데이터 패킷이면 패킷 내에 정해진 패리티 바이트 위치에는 비체계적 RS 부호화를 수행하여 얻은 20바이트의 RS 패리티를 삽입한다.
데이터 인터리버(337)는 바이트 단위의 길쌈(convolutional) 인터리빙을 수행한다. 데이터 인터리버(337)의 출력은 패리티 치환기(338)와 비체계적 RS 부호기(339)로 입력된다. 패리티 치환기(338)의 후단에 위치한 트렐리스 부호화부(340)의 출력 데이터를 송/수신측에서 약속에 의해 정의한 기지 데이터로 하기 위해 먼저 트렐리스 부호화부(340) 내의 메모리가 초기화될 수 있다. 입력되는 기지 데이 터 열이 트렐리스 부호화되기 전에 먼저 트렐리스 부호화부(340)의 메모리를 초기화시킨다.
입력되는 기지 데이터 열의 시작 부분이 MVSB 전처리부(333)에서 삽입된 초기화 데이터 위치 홀더일 경우, 입력되는 기지 데이터 열이 트렐리스 부호화되기 직전에 초기화 데이터를 생성하여 해당 트렐리스 메모리 초기화 데이터 위치 홀더와 치환한다.
그리고 트렐리스 메모리 초기화 데이터는 트렐리스 부호화부(340)의 메모리 상태에 따라 그 값이 결정되어 생성된다. 또한 치환된 초기화 데이터에 의한 영향으로 RS 패리티를 다시 계산하여 데이터 인터리버(337)에서 출력되는 RS 패리티와 치환할 수 있다.
비체계적 RS 부호기(339)에서는 데이터 인터리버(337)로부터 초기화 데이터로 치환될 초기화 데이터 위치 홀더가 포함된 모바일 서비스 데이터 패킷을 입력받고, 트렐리스 부호화부(340)로부터 초기화 데이터를 입력받는다. 그리고 입력된 모바일 서비스 데이터 패킷 중 초기화 데이터 위치 홀더를 초기화 데이터로 치환하고 상기 모바일 서비스 데이터 패킷에 부가된 RS 패리티 데이터를 제거한 후 새로운 비체계적인 RS 패리티를 계산하여 상기 패리티 치환기(338)로 출력한다. 그러면 패리티 치환기(338)는 모바일 서비스 데이터 패킷 내 데이터는 상기 데이터 인터리버(337)의 출력을 선택하고, RS 패리티는 비체계적 RS 부호기(339)의 출력을 선택하여 트렐리스 부호화부(340)로 출력한다.
한편 패리티 치환기(338)는 메인 서비스 데이터 패킷이 입력되거나 또는 치 환될 초기화 데이터 위치 홀더가 포함되지 않은 모바일 서비스 데이터 패킷이 입력되면 상기 데이터 인터리버(337)에서 출력되는 데이터와 RS 패리티를 선택하여 그대로 트렐리스 부호화부(340)로 출력한다. 트렐리스 부호화부(340)는 바이트 단위의 데이터를 심볼 단위로 바꾸고 12-way 인터리빙하여 트렐리스 부호화한 후 제 2 송신 데이터 다중화기(341)로 출력한다.
제 2 송신 데이터 다중화기(341)는 트렐리스 부호화부(340)의 출력에 필드 동기와 세그먼트 동기를 삽입하여 파일롯 삽입기(342)로 출력한다. 파일롯 삽입기(342)에서 파일롯이 삽입된 데이터는 VSB 변조기(343)에서 VSB 변조된 후 RF 업 컨버터(343)를 통해 방송 신호 수신 장치로 전송된다.
송신기는 메인 서비스 데이터나 모바일 서비스 데이터 등의 전송 신호에 대한 여러 가지 전송 파라미터들을 전송하고, 방송 신호 수신 장치는 전송된 신호를 올바르게 수신하기 위해서는 전송된 신호의 전송 파라미터들을 수신할 필요가 있다. 예를 들면, 모바일 서비스 데이터를 전송하기 위해서 심볼 영역의 신호들이 어떤 방법으로 부호화되었는지에 대한 정보가 필요하고, 메인 서비스 데이터와 모바일 서비스 데이터 등이 어떻게 다중화되어 있는지에 대한 정보 등이 필요하다. 또한, 다중 주파수 네트워크 환경에서 셀에 대한 식별자 정보도 필요할 수 있는데, 여기서는 이러한 전송 파라미터에 대한 정보를 시그널링(signalling) 정보라고 호칭한다. 도 5의 실시예에서 이러한 시그널링 정보는 전처리부(333)이나 제 2 송신 데이터 다중화기(341)에서 삽입되어 전송될 수 있다. 제 2 송신 데이터 다중화기(341)가 시그널링 정보를 삽입할 경우 필드 동기 세그먼트 영역에 삽입할 수 있 다.
도 6은 도 5에서 개시한 전처리부의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 전처리부의 실시예는 M-VSB 데이터 랜더마이저(401), RS 프레임 부호기(402), M-VSB 블록 처리부(403), 그룹 포맷터(404), 데이터 디인터리버(405), 패킷 포맷터(406)를 포함할 수 있다.
M-VSB 랜더마이저(401)는 입력되는 모바일 서비스 데이터를 랜더마이징(randomizing)시키고, 에러 정정 부호화를 위해 RS 프레임 부호기(402)로 출력한다. M-VSB 랜더마이저(401)가 모바일 서비스 데이터에 대해 랜더마이징을 수행할 경우 이후의 데이터 랜더마이저(335)는 모바일 서비스 데이터에 대한 랜더마이징 과정을 생략할 수도 있다.
RS 프레임 부호기(402)는 랜더화된 모바일 서비스 데이터에 대해 에러 정정 부호화(encoding) 과정을 수행한다. RS 프레임 부호기(402)가 에러 정정 부호화하면 모바일 서비스 데이터에 강건성을 부여하면서 전파 환경 변화에 의해서 발생할 수 있는 군집 에러를 흐트려 열악하고 빠르게 변화하는 전파 환경에도 대응할 수 있도록 한다. RS 프레임 부호기(402)는 일정 크기의 모바일 서비스 데이터들을 데이터의 로우(row) 단위로 섞는 과정을 포함할 수도 있다.
이하에서 에러 정정 부호화는 RS 부호화로 수행할 수도 있고, CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호화라 수용할 수도 적용하는 것을 일 실시예로 한다. RS 부호화를 수행하면 에러 정정을 위해 사용될 패리티 데이터(parity data)가 생성되 고, CRC 부호화를 수행하면 에러 검출을 위해 사용될 CRC 데이터가 생성된다.
RS 부호화는 FEC(Forward Error Correction) 구조를 사용할 수 있다. CRC 부호화에 의해 생성된 CRC 데이터는 모바일 서비스 데이터가 채널을 통해 전송되면서 에러에 의해서 손상되었는지 여부를 알려줄 수 있다. 에러 정정 부호화는 CRC 부호화 이외에 다른 에러 검출 부호화 방법들을 사용할 수도 있고, 또는 에러 정정 부호화 방법을 사용하여 수신측에서의 전체적인 에러 정정 능력을 높일 수 있다. RS 프레임 부호기(402)에서 부호화된 모바일 서비스 데이터는 M-VSB 블록 처리부(403)로 입력된다.
M-VSB 블록 처리부(403)는 입력되는 모바일 서비스 데이터를 다시 G/H 부호율로 부호화하여 그룹 포맷터(404)로 출력한다. M-VSB 블록 처리부(403)는 바이트 단위로 입력되는 모바일 서비스 데이터를 비트로 구분하고, 구분된 G 비트를 H 비트로 부호화한 후 바이트 단위로 변환하여 출력한다. 일 예로 입력 데이터 1비트를 2비트로 부호화하여 출력한다면 G=1, H=2가 되고, 입력 데이터 1비트를 4비트로 부호화하여 출력한다면 G=1, H=4가 된다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 전자를 1/2 부호율의 부호화(또는 1/2 부호화라 하기도 함)라 하고, 후자를 1/4 부호율의 부호화(또는 1/4 부호화라 하기도 함)라 한다. 1/4 부호화는 1/2 부호화에 비해서 높은 부호율로서, 높은 에러 정정 능력을 가질 수가 있다. 따라서, 그룹 포맷터(404)는 1/4 부호율로 부호화된 데이터를 수신 성능이 떨어질 수 있는 영역에 할당을 하고, 1/2 부호율로 부호화된 데이터를 더 우수한 수신 성능을 가질 수 있는 영역에 할당을 하여 수신 성능의 차이를 줄일 수도 있다.
M-VSB 블록 처리부(403)는 전송 매개 변수 정보 등을 담고 있는 시그널링(signaling) 정보들도 입력받을 수 있는데, 이 시그널링(signaling) 정보룰 담은 데이터들도 1/2 부호화 또는 1/4 부호화를 수행할 수 있다. 시그널링 정보는 방송 신호 수신 장치에서 데이터 그룹에 포함되는 데이터를 수신하여 처리하는데 필요한 정보들로서, 셀의 식별자 정보, 데이터 그룹 정보, 다중화 정보, 버스트에 대한 정보, 버스트의 시간 간격(time difference) 정보 등을 포함할 수 있다.
그룹 포맷터(404)는 M-VSB 블록 처리부(403)에서 출력되는 모바일 서비스 데이터를 미리 정의된 규칙에 따라 형성되는 데이터 그룹 내 해당 영역에 삽입한다. 또한 데이터 디인터리빙과 관련하여 각종 위치 홀더(holder)나 기지 데이터(known data)도 데이터 그룹 내 해당 영역에 삽입할 수 있다. 데이터 그룹은 적어도 하나 이상의 계층화된 영역으로 구분할 수 있고, 계층화된 각 영역의 특성에 따라 각 영역에 삽입되는 모바일 서비스 데이터 종류가 달라질 수도 있다. 예를 들어 계층화된 각 영역은 데이터 그룹 내에서 수신 성능을 기준에 따라 분류될 수 있다.
그룹 포맷터(404)는 모바일 서비스 데이터와는 별도로 전송 매개 변수 정보등의 시그널링(signalling) 정보도 데이터 그룹 내에 삽입할 수 있다. 그룹 포맷터(404)는 발생된 기지 데이터를 모바일 서비스 데이터 그룹 내 해당 영역에 삽입할 경우, 기지 데이터를 삽입할 수 있는 영역의 적어도 일부에 기지 데이터 대신 시그널링 정보를 삽입할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 서비스 데이터 그룹 내 바디 영역의 시작 부분에 긴 기지 데이터 열을 삽입하는 경우, 이 중 일부에는 기지 데이터 대신 시그널링 정보를 삽입힌다. 이 경우 시그널링 정보가 삽입되는 영역을 제외한 나머지 영역에 삽입되는 기지 데이터 열 중 일부는 수신 시스템에서 모바일 서비스 데이터 그룹의 시작점을 포착하는데 사용할 수 있고, 다른 일부는 수신 시스템에서 채널 등화를 위해 사용할 수 있다.
그리고 그룹 포맷터(404)는 M-VSB 블록 처리부(403)에서 출력된 부호화된 모바일 서비스 데이터들 외에도 후단의 데이터 디인터리빙(de-interleaving)과 관련하여 MPEG 헤더 위치 홀더, 비체계적 RS 패리티 위치 홀더, 메인 서비스 데이터 위치 홀더를 삽입할 수 있다.
여기서 메인 서비스 데이터 위치 홀더를 삽입하는 이유는 데이터 인터리빙 후의 데이터를 기준으로 모바일 서비스 데이터와 메인 서비스 데이터가 사이사이에 섞이는 영역이 존재하기 때문이다. 일 예로 상기 MPEG 헤더를 위한 위치 홀더는 상기 데이터 디인터리빙 후의 출력 데이터를 기준으로 볼 때, 각 패킷의 제일 앞에 할당된다.
또한 그룹 포맷터(404)는 정해진 방법에 의해서 발생된 기지 데이터를 삽입하거나 기지 데이터를 추후에 삽입하기 위한 기지 데이터 위치 홀더를 삽입할 수 있다. 그리고 트렐리스 부호화부(Trellis Encoding Module)의 초기화를 위한 위치 홀더를 기지 데이터 열의 이전 영역에 삽입할 수 있다. 하나의 데이터 그룹에 삽입 가능한 모바일 서비스 데이터 크기는 해당 데이터 그룹에 삽입되는 트렐리스 초기화나 기지 데이터, MPEG 헤더, RS 패리티 등의 크기에 의해 달라질 수 있다.
데이터 디인터리버(405)는 그룹 포맷터(404)에서 출력되는 데이터 그룹 내 데이터 및 위치 홀더를 데이터 인터리빙의 역과정으로 디인터리빙하여 패킷 포맷 터(406)로 출력한다.
패킷 포맷터(406)는 디인터리빙을 위해 할당되었던 메인 서비스 데이터 위치 홀더와 RS 패리티 위치 홀더를 제거하고, 나머지 데이터 부분들에 대해 3 바이트의 MPEG 헤더 위치 홀더에 1 바이트의 MPEG 동기 바이트를 부가하여, 4바이트의 MPEG 헤더를 삽입할 수 있다.
또한 패킷 포맷터(406)는 그룹 포맷터(404)에서 기지 데이터 위치 홀더를 삽입한 경우 그 기지 데이터 위치 홀더에 실제 기지 데이터를 삽입할 수도 있고, 기지 데이터 위치 홀더를 조정없이 그대로 출력할 수도 있다. 그리고 나서 패킷 포맷터(406)는 상기와 같이 패킷 포맷팅된 데이터 그룹 내 데이터들을 188바이트 단위의 모바일 서비스 데이터 패킷(즉, MPEG TS 패킷)으로 구분하여 다중화기로 출력한다. 패킷 포맷터(406)는 기지 데이터 영역의 적어도 일부에 기지 데이터 대신 시그널링 정보를 삽입하여 출력할 수 있다. 모바일 서비스 데이터 그룹 내 바디 영역의 시작 부분에 기지 데이터 위치 홀더를 삽입한 경우, 그 기지 데이터 위치 홀더 중 일부에 기지 데이터 대신 시그널링 정보를 삽입할 수 있다.
시그널링 정보를 삽입하는 경우, 삽입된 시그널링 정보는 짧은 주기로 블록 부호화하여 삽입할 수도 있고, 시그널링 정보에 따라 기 정의된 패턴을 삽입할 수도 있다. 모바일 서비스 데이터 그룹 내 바디 영역은 각기 다른 기지 데이터 패턴을 가질 수 있다. 따라서 수신 시스템에서는 기지 데이터열 중에서 약속된 구간의 심볼만을 분리하여 시그널링 정보로 인식할 수 있다.
도 7은 도 2 내지 도 6의 실시예에 따라 전송되는 신호 프레임의 개략적인 예를 나타낸 도면이다. 도 7에서 모바일 서비스 데이터(E1, E2, E3...)는 이동 수신을 위한 데이터이고, 메인 서비스 데이터(M)는 고정 수신을 위한 데이터를 나타낸다. 도 7에 예시한 바와 같이 MVSB 전송 신호는 메인 서비스 데이터(M)와 모바일 서비스 데이터(E)가 다중화된다. 이동 수신할 수 있는 방송 신호 수신 장치는 모바일 서비스 데이터만을 수신하여 원하는 방송 서비스를 얻을 수 있다. 즉, 모바일 서비스 데이터는 버스트 신호 형태로 수신될 수 있어서 버스트 구간의 신호만을 수신하면 모바일 서비스 데이터를 얻을 수 있다. 이동 수신할 수 있는 방송 신호 수신 장치는 모바일 서비스 데이터에 대한 버스트 구간에서만 온(on)하여 신호를 수신하고, 메인 서비스 데이터 구간에서는 오프하여 신호를 수신하지 않는다. 즉, 버스트 구간 형태로 수신되는 방송 신호에서 버스트 구간에서만 신호를 수신하면 전력 소모를 줄일 수 있다. 방송 신호 수신 장치는 버스트 구간 사이의 시간 간격 정보(time difference) 정보인 오프셋(offset) 간격에 따라 버스트 구간의 포함된 방송 신호를 얻을 수 있다. 버스트 구간에는 적어도 하나 이상의 가상 채널로 전송되는 비디오, 오디오 및 데이터 방송 신호가 다중화될 수 있다.
도 7과 같은 방송 신호에서 프로그램 테이블 정보는 메인 서비스를 위한 것과 모바일 서비스를 위한 것이 각각 존재할 수 있다. 예를 들어 메인 서비스 데이터에 다중화된 프로그램 테이블 정보는 메인 서비스에 대한 방송 신호의 구성 정보이고, 모바일 서비스 데이터에 다중화된 프로그램 테이블 정보는 모바일 서비스에 대한 방송 신호의 구성 정보일 수 있다. 또는 메인 서비스와 모바일 서비스에 대한 방송 신호의 구성 정보가 하나의 프로그램 테이블 정보로 있을 수도 있다. 한편, 제 1 모바일 서비스 데이터 구간에는 제 1 채널 정보에 대한 모바일 서비스의 프로그램 테이블 정보만 구비될 수도 있고, 제 1 채널 정보에 대한 모바일 서비스의 프로그램 테이블 정보와 제 2 채널 정보에 대한 모바일 서비스 프로그램 테이블 정보가 함께 구비될 수도 있다. 가상 채널에 대한 정보는 TVCT(terrestrial virtual channel table)에 포함될 수 있다. 그리고, 방송 신호 수신 장치는 도 7과 같은 신호에 포함된 프로그램 테이블 정보 중 TVCT를 수신하여 원하는 채널 정보에 대한 채널 맵(channel map) 정보를 형성할 수 있다. 방송 신호 수신 장치가 파워 온(power on)되었을 경우 방송 신호 중 프로그램 테이블 정보의 위치에 따라 TVCT를 얻을 수 있을 때까지 계속하여 도 7과 같이 다중화된 신호를 수신할 수 있다. 또는 모바일 서비스 데이터를 위한 TVCT가 별도로 존재할 경우, 방송 신호 수신 장치는 도 7 중 버스트 구간만을 온(on) 동작을 통해 수신하여 모바일 서비스 데이터에 대한 TVCT를 얻을 수도 있다. 따라서, TVCT등의 채널 정보가 포함된 테이블 정보와 버스트 구간 사이의 시간 간격 정보(time difference) 정보를 이용하면 원하는 방송 신호가 포함된 구간만을 수신할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법에 의해 송수신되는 프로그램 테이블 정보를 예시한다. 도 8에 의한 프로그램 테이블 정보에 의해 각 버스트 구간에 포함된 채널 정보를 전달할 수 있다. 도 8의예는 각 가상 채널에 따른 프로그램이 어떤 버스트 구간에 전송되는지 알 수 있도록 TVCT에 버스트 구간의 식별 정 보를 포함한 예를 나타낸다. TVCT는 테이블 식별자(table_id), 섹션 신택스 지시자(section_syntax_indicator), 섹션 길이(section_length), 트랜스포트 스트림 식별자(transport_stream_id)를 전달한다. 그리고, TVCT가 전송되는 물리 채널에 포함된 가상 채널의 수(num_channels_in section)만큼 가상 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다(for loop). 그리고, 각각의 가상 채널 정보에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 전달할 수 있는 디스크립터(descriptor)를 포함할 수 있다. 가상 채널 정보에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 디스크립터는 도 9에서 개시한다.
도 9는 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법에 의해 송수신되는 방송 신호에 각 가상 채널 정보에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 디스크립터를 나타낸 예이다. 도 9에서 편의상 상기에서 설명한 디스크립터를 time_slice-_informaiton_descriptor라고 호칭한다. time_slice_informaiton_descriptor는 디스크립터 태그, 디스크립터 길이, 버스트 구간의 식별 정보인 Burst_TS_id, 및 버스트 구간 사이인 오프셋 정보를 포함한다. 방송 신호 상 각각의 버스트 구간은 그 버스트 구간에 포함된 방송에 따른 식별 정보를 포함할 수 있다. 오프셋 정보는 연속하는 버스트 구간 사이의 오프셋 정보일 수도 있고, 동일한 채널의 방송이 전송되는 버스트 구간 사이의 오프셋 정보일 수도 있다. 도 9에 따르면 방송 신호 중 방송 신호가 포함된 버스트 구간을 식별 정보를 전달할 수 있고, 이를 수신하여 그 정보에 따라 방송 신호를 수신할 수 있다.
도 10은 방송 신호에 포함된 가상 채널에 대한 버스트 구간 식별 정보를 예시한 도면이다. 예를 들어 물리 채널 번호 14에는 4개의 가상 채널이 포함될 수 있다. 도 10에서는 4개의 가상 채널을 각각 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5로 구분한다. 각각의 가상 채널은 메인 서비스 데이터나 모바일 서비스 데이터로 전송될 수 있는데, 도 10의 예는 11-1은 메인 서비스 데이터를 전송하는 채널, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5는 모바일 서비스 데이터를 전송하는 채널임을 나타낸다. 모바일 서비스 데이터는 수신 신호 중 버스트 식별 정보로 구별될 수 있는 특정 버스트 구간에 전송될 수 있다. 도 10의 예는 11-2 채널은 버스트 구간의 식별 정보가 6, 11-3 채널은 버스트 구간의 식별 정보가 8, 11-4 채널은 버스트 구간의 식별 정보가 10이 할당된 경우를 보인다. 11-1은 메인 서비스 데이터를 전송하는 가상 채널로 버스트 구간의 식별 정보가 존재하지 않을 수 있다. 도 10의 예에서 11-1 채널에는 비디오, 오디오, 데이터 방송 서비스가 다중화된 방송 데이터가, 11-2 채널에는 비디오, 오디오 방송 서비스가 다중화된 방송 데이터가 전송된다. 11-4, 11-5 채널에는 각각 오디오 방송 서비스만 전송된다.
도 11은 도 10의 예와 같이 전송되는 방송 신호를 수신하기 위해 방송 신호 수신 장치의 수신부가 온/오프 동작하는 예를 개시한다. 도 11은 시간 간격(time difference)인 오프셋 정보가 연속하는 버스트 구간 사이일 경우를 예시한다. 만약 사용자가 11-2에 해당하는 모바일 서비스 데이터를 수신한 경우, 방송 신호 수신 장치는 도 8 및 도 9와 같은 프로그램 테이블 정보를 이용해 11-2 채널에 따른 방 송 신호가 전송되는 버스트 구간을 산출할 수 있다. 그리고, 산출한 버스트 구간의 식별 정보와 각각의 버스트 구간의 시간 간격(time difference) 정보를 이용해 수신하고자 하는 방송 데이터가 포함된 버스트 구간에서만 수신 신호를 온/오프 동작할 수 있다. 예를 들어 11-2가 버스트 식별 정보 6을 통해 전송될 경우, 그 구간에서만 수신 신호를 수신하고, 나머지 신호 구간에서는 수신부에 전력 공급을 차단하여 신호를 수신하지 않는다. 프로그램 테이블 정보부터 3 종류의 버스트 구간(6번, 8번, 10번)이 전송된다는 것을 판단한 경우, 6번 버스트 구간의 신호를 수신한 후, 2번의 버스트(8번과 10번) 수신 시간 및 3번의 시간 간격(time difference)이 지난 후에 다시 수신부에 전력을 공급하여 6번 버스트 구간의 신호를 수신한다. 즉, 11-2에 해당하는 버스트 구간 식별 정보가 6이었으므로 방송 신호 수신 장치의 수신부는 버스트 구간의 식별 정보가 6인 수신 신호 구간만 파워 온(power on)하여 원하는 방송 신호만 수신할 수 있다. 한편, 수신부가 신호 수신을 준비하기 위해 2번의 버스트(8번과 10번) 수신 시간 및 3번의 시간 간격(time difference)이 모두 경과하기 이전에 수신부에 전력을 공급하는 것이 좋다. 따라서, 위와 같은 온/오프 알고리즘에 따르면 수신부의 전력 소모를 줄일 수 있고, 원하는 방송 신호만 얻을 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다. 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
초기 방송 신호 수신 장치가 파워 온(on)된다(S310). 물리 채널이 선택되거나 변경된다(S320). 그러면, 방송 신호 수신 장치가 물리 채널로 주파수를 튜닝한다(S330). 선택한 물리 채널로부터 가상 채널 정보 및 그 채널 정보에 따른 버스트 구간의 식별 정보가 포함된 프로그램 테이블 정보를 수신하여 파싱한다(S340). 가상 채널 정보와 그에 다른 버스트 구간의 식별 정보가 포함된 프로그램 테이블 정보는 VCT일 수 있다. 방송 신호 수신 장치는 수신하는 프로그램 테이블 정보로부터 가상 채널 정보와 그에 따른 버스트 구간에 식별 정보를 채널 맵 형태로 저장할 수 있다(S350). 사용자가 선택한 채널이 유효 채널인지 판단하고(S360), 유효 채널이 아닐 경우(S360의 No)에는 신호 없음 등의 정보를 표출하고(S365), 유효 채널인 경우 S 350에서 저장한 채널 정보로부터 원하는 방송 신호가 포함된 PID를 필터링하여 원하는 방송 데이터를 찾는다(S370). 방송 신호 중 방송 데이터를 찾을 경우 원하는 방송 신호가 포함된 버스트 구간의 식별 정보로부터 사용자가 선택한 채널로 전송되는 방송 데이터 구간만을 수신하여 참조한다. PID를 이용해 방송 데이터가 선택되어 복호되면 방송을 시청할 수 있다(S380).
도 13은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 13에 예시한 방송 신호 수신 장치의 일 실시예는 튜너(510), 복조부(520), 역다중화부(530), 복호부(540), 표출부(550), 제어부(560), 메모리부(570), 및 프로그램 테이블 정보 복호부(580)를 포함한다. 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
튜너(510)는 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 방송 신호를 수신하고, 수신한 방송 신호 중 제어부(560)가 출력하는 제어신호에 따른 채널의 방송 신호를 출력한다.
복조부(520)는 수신한 신호를 복조하여 출력할 수 있고, 버스트 구간에 대한 정보나 버스트 구간의 시간 간격 정보 등의 전송 매개 변수가 포함된 시그널링 정보를 출력하여 제어부(560)로 송신할 수 있다. 복조부(520)에 대한 상세한 설명은 도 14에서 예시한다.
역다중화부(530)는 수신 신호 중 프로그램 테이블 정보(PSI/PSIP)에 대한 정보와 오디오/비디오 정보를 역다중화할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 튜너(510) 이외에 복조부(520) 및 역다중화부(530) 중 적어도 하나는 수신부에 포함될 수 있다.
방송 신호 수신 장치가 초기에 파워 온 되었을 경우 수신부는 제어부(560)의 제어 신호에 따라 방송 신호를 연속하여 수신하지만, 제어부(560)가 방송 신호 중 버스트 구간의 식별 정보를 얻을 경우, 수신부는 원하는 방송 신호 구간만을 수신하여 선택하여 출력할 수 있다. 그리고, 나머지 방송 신호 구간에서 수신부는 파워 오프(power off)될 수 있다.
복호부(540)는 역다중화부(530)가 역다중한 오디오/비디오 방송 신호를 각각 복호할 수 있다. 복호부(540)는 오디오/비디오 엘리먼터리 스트림 패킷(elementary stream packet)을 복호하여 표출부(550)로 출력한다.
표출부(550)는 복호부(540)가 복호한 오디오/비디오 신호를 수신하여 표출한 다. 표출부(550)는 디스플레이 화면상에 표출되는 그래픽 신호를 표출하는 OSD(on screen display)부를 포함한다.
프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 역다중화부(530)가 역다중화한 프로그램 테이블 정보를 복호하고, 복호한 테이블 정보를 임시 저장할 수 있다. 프로그램 테이블 정보 복호부는 버스트 구간의 식별 정보가 포함된 테이블 정보, 상기한 예에 따르면 VCT를 파싱하여 버스트 구간의 식별 정보를 추출하고, 그 식별 정보를 제어부(560)로 출력할 수 있다.
제어부(560)는 사용자로부터 제어 신호를 수신하는 인터페이스부를 포함한다. 제어부(560)는 프로그램 테이블 정보 복호부(580)가 파싱한 채널 정보를 채널 맵 저장부에 저장할 수 있다. 도 13에서 채널 맵 저장부는 제어부(560)에 포함되는 것으로 도시되지만, 제어부와 별도로 분리되어 위치할 수도 있다. 제어부(560)는 튜너(510)는 수신 신호 중의 채널을 선택할 수 있도록 물리 채널과 가상 채널이 매핑된 채널 맵 정보를 참조하여 튜너(510)를 제어한다. 따라서, 제어부(560)는 사용자의 채널 요구에 따라 방송이 표출되도록 할 수 있다. 제어부(560)는 프로그램 테이블 정보 복호부(580)가 가상 채널에 대한 버스트 구간의 식별 정보를 파싱하면, 이를 이용하여 사용자가 원하는 방송 데이터가 포함된 버스트 구간만을 처리하도록 수신부에 전력을 공급하게 할 수 있다. 제어부(560)는 어플리케이션(applcaition)에 대한 정보, 사용자가 요구 정보 등의 기타 제어 정보를 메모리부(570)에 저장할 수 있다. 그리고, 제어부(560)는 사용자가 원하는 채널의 방송이 표출되도록 튜너(510), 복조부(520), 역다중화부(530) 및 복호부(540) 등의 동작을 제어할 수 있 다.
도 14는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치 중 복조부의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 14는 도 5 내지 도 6과 같이 방송 신호가 송신될 경우 이를 복조하는 구성요소를 나타낸다. 도 14를 참조하여 복조부의 상세한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
방송 신호 수신 장치는 전송 시스템에서 모바일 서비스 데이터 구간에 삽입한 기지 데이터 정보를 이용하여 반송파 동기 복원, 프레임 동기 복원 및 채널 등화 등을 수행함으로써, 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
방송 신호 수신 장치는 VSB복조부(702), 등화기(703), 기지 데이터 검출부(704), M-VSB 블록 복호기(705), M-VSB 데이터 디포맷터(706), RS 프레임 복호기(707), M-VSB 디랜더마이저(708), 데이터 디인터리버(709), RS 복호기(710), 데이터 디랜더마이저(711) 및 시그널링 정보 복호부(712)를 포함한다. 도 14에서 설명의 편의를 위해 M-VSB 데이터 디포맷터(706), RS 프레임 복호기(707), 및 M-VSB 디랜더마이저(708)를 모바일 서비스 데이터 처리부라 하고, 데이터 디인터리버(709), RS 복호기(710) 및 데이터 디랜더마이저(711) 를 메인 서비스 데이터 처리부라 하기로 한다.
VSB복조부(702)와 기지 데이터 검출부(704)는 각각 튜너에서 주파수를 튜닝하여 중간 주파수(IF) 신호로 다운 컨버전한 신호를 수신한다.
VSB복조부(702)는 입력되는 IF 신호에 대해 자동 이득 제어, 반송파 복구 및 타이밍 복구 등을 VSB 방식을 고려하여 기저대역 신호로 만든 후 등화기(703)와 기지 데이터 검출부(704)로 출력한다.
등화기(703)는 복조된 신호에 포함된 채널 상의 왜곡을 보상한 후 M-VSB 블록 복호기(705)로 출력한다.
이때 기지 데이터 검출부(704)는 VSB복조부(702)의 입/출력 데이터 즉, VSB 복조가 이루어지기 전의 데이터 또는 복조가 이루어진 후의 데이터로부터 송신측에서 삽입한 기지 데이터 위치를 검출한다. 그리고 기지 데이터 검출부(704)는 위치 정보와 함께 그 위치에서 발생시킨 기지 데이터의 심볼 열(sequence)을 VSB복조부(702)와 등화기(703)로 출력한다. 또한 기지 데이터 검출부(704)는 송신측에서 추가적인 에러 정정 부호화를 거친 모바일 서비스 데이터와 추가적인 에러 정정 부호화를 거치지 않은 메인 서비스 데이터를 M-VSB 블록 복호기(705)가 구분할 수 있도록 하기 위한 정보를 M-VSB 블록 복호기(705)로 출력한다. 그리고, 도 14의 도면에서 연결 상태를 도시하지는 않았지만 기지 데이터 검출부(704)에서 검출된 정보는 수신 장치에 전반적으로 사용이 가능하며, M-VSB 데이터 디포맷터(706)와 RS 프레임 복호기(707) 등에서 사용할 수도 있다.
VSB복조부(702)는 타이밍 복원이나 반송파 복구시에 기지 데이터 심볼열을 이용함으로써, 복조 성능을 향상시킬 수 있고, 등화기(703)에서도 마찬가지로 상기 기지 데이터를 사용하여 등화 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 M-VSB 블록 복호기(705)의 복호 결과를 등화기(703)로 피드백하여 등화 성능을 향상시킬 수도 있다.
M-VSB 블록 복호기(705)는 등화기(703)로부터 수신한 데이터가 송신측에서 추가적인 에러 정정 부호화와 트렐리스 부호화가 모두 수행된 모바일 서비스 데이터이면 송신측의 역으로 트렐리스 복호화 및 추가적 에러 정정 복호화가 수행한다. 그리고, 송신측에서 추가적인 부호화는 수행되지 않고 트렐리스 부호화만 수행된 메인 서비스 데이터이면 트렐리스 복호화만 수행한다.
M-VSB 블록 복호기(705)에서 복호화된 데이터 그룹은 M-VSB 데이터 디포맷터(706)로 입력되고, 메인 서비스 데이터 패킷은 데이터 디인터리버(709)로 입력된다.
M-VSB 블록 복호기(705)는 입력된 데이터가 메인 서비스 데이터이면 입력 데이터에 대해 비터비(viterbi) 복호를 수행하여 하드 판정(hard decision)값을 출력하거나 또는 소프트 판정(soft decision)값을 하드 판정한 결과를 출력할 수도 있다.
한편 입력된 데이터가 모바일 서비스 데이터이면 M-VSB 블록 복호기(705)는 입력된 모바일 서비스 데이터에 대하여 하드 판정값 또는 소프트 판정값을 출력한다. M-VSB 블록 복호기(705)는 입력된 데이터가 모바일 서비스 데이터이면 전송 시스템의 M-VSB 블록 처리부와 트렐리스 부호화부에서 부호화된 데이터에 대해서 복호를 수행한다. 이 때 송신측의 M-VSB 전처리부의 RS 프레임 부호기는 외부 부호(outer code)가 되고, M-VSB 블록 처리부와 트렐리스 부호기는 하나의 내부 부호(inner code)로 될 수 있다. 이러한 연접 부호의 복호시에 외부 부호의 성능을 최대한 발휘하도록 내부 부호의 복호기는 소프트 판정값을 출력해 줄 수 있다.
따라서 M-VSB 블록 복호기(705)는 모바일 서비스 데이터에 대해 하드 판정(hard decision) 값을 출력할 수도 있으나, 필요한 경우 소프트 판정값을 출력하는 것이 더 좋을 수 있다.
한편 데이터 디인터리버(709), RS 복호기(710), 및 디랜더마이저(711)는 메인 서비스 데이터를 수신하여 처리한다. 데이터 디인터리버(709)는 송신측의 데이터 인터리버의 역과정으로 상기 M-VSB 블록 복호기(705)에서 출력되는 메인 서비스 데이터를 디인터리빙하여 RS 복호기(710)로 출력한다.
RS 복호기(710)는 디인터리빙된 데이터에 대해 체계적 RS 복호를 수행하여 디랜더마이저(711)로 출력한다. 디랜더마이저(711)는 RS 복호기(710)의 출력을 입력받아서 송신기의 랜더마이저와 동일한 의사 랜덤(pseudo random) 바이트를 발생시켜 이를 bitwise XOR(exclusive OR 연산)한 후 MPEG 동기 바이트를 매 패킷의 앞에 삽입하여 188 바이트 메인 서비스 데이터 패킷 단위로 출력한다.
한편 M-VSB 블록 복호기(705)에서 M-VSB 데이터 디포맷터(706)로 출력되는 데이터의 형태는 그룹 형태의 데이터이다. 이때 M-VSB 데이터 디포맷터(706)에서는 입력 데이터 그룹의 구성을 이미 알고 있기 때문에 데이터 그룹 내에서 시스템 정보를 갖는 시그널링 정보와 모바일 서비스 데이터를 구분할 수 있다. 시그널링 정보는 시스템 정보를 전달하는 정보로서, 송신기의 방송 전파 영역인 셀의 식별자 정보를 포함하는 전송 매개 변수에 대한 정보를 전달할 수 있다.
모바일 서비스 데이터는 RS 프레임 복호기(707)로 출력되는데, M-VSB 데이터 디포맷터(706)는 메인 서비스 데이터 및 데이터 그룹에 삽입되었던 기지 데이터, 트렐리스 초기화 데이터, MPEG 헤더 그리고 전송 시스템의 RS 부호기/비체계적 RS 부호기 또는 비체계적 RS 부호기에서 부가된 RS 패리티를 제거하여 RS 프레임 복호기(707)로 출력한다. RS 프레임 복호기(707)는 M-VSB 데이터 디포맷터(706)로부터 RS 부호화 및/또는 CRC 부호화된 모바일 서비스 데이터만을 입력받는다.
RS 프레임 복호기(707)에서는 전송 시스템의 RS 프레임 부호기에서의 역과정을 수행하여 RS 프레임 내 에러들을 정정한 후, 에러 정정된 모바일 서비스 데이터 패킷에 RS 프레임 부호화 과정에서 제거되었던 1 바이트의 MPEG 동기 바이트를 부가하여 M-VSB 디랜더마이저(708)로 출력한다.
M-VSB 디랜더마이저(708)는 입력받은 모바일 서비스 데이터에 대해서 전송 시스템의 M-VSB 랜더마이저의 역과정에 해당하는 디랜더마이징을 수행하여 출력함으로써, 전송 시스템에서 송신한 모바일 서비스 데이터를 얻을 수 있다.
시그널링 정보 복호부(712)는 수신 신호에 포함된 시그널링 정보를 복호할 수 있다. 도 14의 예는 시그널링 정보가 실린 신호 상의 위치에 따라 등화기(703) 또는 M-VSB 데이터 디포맷터(706)로부터 시그널링 정보를 복호하는 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 다른 실시예는 도 13에서 개시한 방송 신호 수신 장치의 실시예의 메모리부(570) 이외에 방송 프로그램을 저장할 수 있는 제 2 메모리부(620) 및 제 2 메모리부를 제어하는 메모리 컨트롤러(610)를 더 포함한다.
역다중화부(530)이 역다중화한 방송 서비스 데이터는 복호부(540)로 복호되어 출력될 수도 있고, 제 2 메모리부(620)를 제어하는 메모리 컨트롤러(610)에 의해 제 2 메모리부(620)로 입력되거나 독출될 수 있다. 역다중화부(530)는 복조부(520)가 복조한 메인 서비스 데이터나 모바일 서비스 데이터를 각각 제 2 메모리부(620)에 저장할 수 있다.
제어부(560)는 메모리 컨트롤러(610)를 통해 역다중화(530)가 역다중화한 방송 서비스 데이터를 즉시 녹화, 예약 녹화, 타임 시프트(time shtft)되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(560)는 메모리 컨트롤러(610)와 역다중화부(540)를 통해 제 2 메모리부(620)에 이미 저장된 방송 서비스 데이터를 재생할 수 있다.
제 2 메모리부(620)는 타임 시프트에 따라 데이터를 저장하기 위한 임시 저장 영역 및/또는 사용자 선택에 따라 데이터를 영구 저장하는 영구 저장 영역으로 구분될 수 있다.
메모리 컨트롤러(610)는 제 2 메모리부(620)에 저장된 데이터의 재생(play), 빨리 감기(fast forward), 되감기(rewind), 슬로우 모션(slow motion), 인스턴트 리플레이(instant replay) 등을 제어부(560)의 제어 신호에 따라 제어할 수 있다. 여기서 인스턴트 리플레이는 다시 보고 싶은 장면을 반복해서 시청 가능한 기능이며, 저장되어 있는 데이터뿐만 아니라 현재 리얼타임으로 수신되는 데이터도 타임 시프트(time shift) 기능과 연계하여 인스턴트 리플레이할 수 있다.
메모리 컨트롤러(610)는 제 2 메모리부(620)로 입력되어 저장되는 데이터가 불법 복사되는 것을 방지하기 위해 입력되는 데이터를 스크램블(scramble)하여 저장할 수 있다. 또한 역으로 메모리 컨트롤러(610)는 제 2 메모리부(620)에 스크램블되어 저장된 데이터를 독출하여 디스크램블(descramble)하여 저장할 수 있다.
프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 메인 서비스 데이터나 모바일 서비스 데이터에 데이터 방송을 위한 방송 데이터가 포함된 경우 그 방송 데이터를 복호할 수 있다. 즉, 프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 데이터 복호부로 호칭할 수 있다. 데이터 방송을 위한 데이터는 프로그램 테이블 정보 복호부(580)로부터 복호되어 데이터 저장부(630)에 저장될 수 있다. 제어부(560)가 사용자의 요청에 따라 데이터 방송 어플리케이션(data broadcasting application)을 구동할 경우, 프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 데이터 방송을 위한 방송 데이터를 복호하여 출력한다. 그리고, 제어부(560)가 구동하는 어플리케이션은 프로그램 테이블 정보 복호부(580)가 출력하는 데이터 방송을 구현하고, 이를 표출부(550)로 출력할 수 있다.
프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 일 예로 PSI나 PSIP에 따른 방송 데이터나, DVB-SI와 같은 서비스 정보(service information)를 복호할 수 있다. 데이터 방송을 위한 방송 데이터는 PES (Packetized Elementary Stream) 타입일 수도 있고, 섹션 타입일 수도 있다. 즉, 데이터 방송을 위한 데이터는 PES 타입의 데이터나, 섹션 타입의 데이터를 포함한다.
예를 들어 데이터 방송을 위한 데이터는 DSM-CC(Digital Storage Media-Command and Control) 섹션에 포함되고, DSM-CC 섹션은 다시 188바이트 단위의 TS 패킷으로 구성될 수 있다. 그리고 DSM-CC 섹션에 포함되는 TS 패킷의 식별자는 DST(Data Service Table)인 프로그램 테이블 정보에 포함된다. 만일 DST를 전송하는 경우 PMT 또는 VCT의 service location descriptor 내 stream_type 필드 값으로 0x95를 할당한다. 방송 신호 수신 장치는 PMT나 VCT의 stream_type 필드 값이 0x95이면 데이터 방송을 위한 데이터가 수신되는 것을 판단한다. 데이터 방송을 위한 데이터는 데이터 캐로젤(data carousel) 방식으로 전송될 수 있다.
데이터 방송을 위한 데이터를 처리하기 위해 역다중화기(530)는 프로그램 테이블 정보 복호부(580)의 제어에 따라 섹션 필터링을 수행하여 중복되는 섹션은 버리고, 중복되지 않은 섹션은 프로그램 테이블 정보 복호부(580)로 출력할 수 있다.프로그램 테이블 정보 복호부(580)는 VCT의 PID에 따라 데이터 방송이 방송 신호에 데이터 방송을 위한 데이터가 수신되는지 알 수 있다. VCT의 PID는 MGT에 설정되거나 고정된 값을 가질 수 있다.
역다중화부(530)는 섹션 필터링을 통해 AIT(Application Information Table)만을 프로그램 테이블 정보 복호부(580)으로 출력할 수 있다. AIT는 데이터 서비스를 위해 방송 신호 수신 장치에서 구동되는 어플리케이션에 대한 정보를 포함한다.
AIT는 어플리케이션에 대한 정보, 예컨대 어플리케이션의 이름(name), 어플리케이션의 버전, 어플리케이션의 우선 순위, 어플리케이션의 ID, 어플리케이션의 상태(auto-start, 유저에 의한 조작가능, kill 등), 어플리케이션의 타입(Java 또 는 HTML), 어플리케이션의 클래스(class)들과 데이터 파일을 포함하는 스트림의 위치, 어플리케이션의 베이스 디렉토리(base directory), 어플리케이션의 아이콘의 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 정보를 이용하여 어플리케이션이 구동에 필요한 정보를 데이터 저장부(630)에 저장할 수 있다.
제어부(560)가 구동하는 어플리케이션은 방송 데이터와 함께 수신되어 갱신될 수도 있다. 제어부(560)가 어플리케이션을 구동하기 위해 실행하는 데이터 방송 어플리케이션 매니저는 어플리케이션 프로그램을 실행시키기 위한 플랫폼을 구비할 수 있다. 플랫폼은 일 예로, 자바(Java) 프로그램을 실행시키기 위한 자바 버츄얼 머신(Java Virtual Machine)이 될 수 있다.
데이터 방송 서비스가 교통 정보 서비스라고 가정하면, 방송 신호 수신 장치는 전자지도 혹은 GPS(global positioning system)가 장착되지 않더라도 문자, 음성, 그래픽, 정지영상, 동영상 중 적어도 하나를 통해 사용자들에게 제공할 수 있다. 만약, 방송 신호 수신 장치가 GPS 모듈을 포함할 경우, GPS 모듈이 위성으로부터 수신한 현재 위치 정보(경도, 위도, 고도)를 추출한 후 데이터 방송 어플리케이션을 구현할 수 있다. 방송 신호 수신 장치의 데이터 저장부(630)는 각 링크 및 노드에 대한 정보를 포함하는 전자 지도와 다양한 그래픽 정보를 저장할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면 이다. 도 16을 참조하여 본 발명에 따른 방송 신호 수신 장치의 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 16의 실시예는 스크램블된 방송 신호를 처리할 수 있다.
도 16에 개시한 실시예는 도 15의 실시예에 제 1 디스크램부(640), 제 2 디스크램부(650) 및 인증부(660)를 더 포함할 수 있다. 또는 도 16의 실시예는 제 1 디스크램블러(640)와 제 2 디스크램블러(650)는 어느 하나만 구비할 수도 있다. 제 1 디스크램블러(640)는 역다중화기(530)로부터 역다중화된 신호를 수신하여 디스크램블한다. 이때, 제 1 디스크램블러(640)는 인증부(660)으로부터 인증 결과 내지 디스크램블에 필요한 데이터를 수신하여 디스크램블에 이용할 수 있다. 복호부(540)는 제 1 디스크램블러(640)에서 디스크램블된 신호를 수신하여 복호하여 출력한다. 도 16의 실시예가 제 1 디스크램블러(640)를 구비하지 않은 경우 복호부(540)가 출력한 신호는 제 2 디스크램블러(650)에서 디스크램블할 수 있다.
방송 신호 송신 장치는 전송되는 메인 서비스 데이터 또는 모바일 서비스 데이터에 대한 불법 복사나 불법 시청을 방지하기 위한 서비스, 또는 유료 방송 서비스를 제공하기 위해 방송 콘텐츠(contents)를 스크램블링하여 송출할 수 있다.
방송 신호 수신 장치는 스크램블된 방송 콘텐츠를 디스크램블하여 방송 콘텐츠를 표출하는데, 디스크램블 이전에 인증 수단에 의한 인증 절차를 거칠 수 있다. 도 16의 예는 제 1 디스크램부(640), 제 2 디스크램부(650), 및 인증부(660)는 슬롯이나, 메모리 스틱 형태로 방송 신호 수신 장치에 착탈될 수도 있다.
튜너(510)와 복조부(520)를 통해 스크램블된 방송 콘텐츠가 수신되면, 제어부(560)는 수신한 방송 콘텐츠가 스크램블되었는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 수신한 방송 콘텐츠가 스크램블되었으면, 인증부(660)는 인증 수단을 동작시킨다.
인증부(660)는 방송 신호 수신 장치가 수신한 유료 방송 콘텐츠를 수신할 수 있는 자격이 있는 정당한 호스트(방송 신호 수신 장치)인지 판단하기 위해 인증 절차를 수행한다. 다양한 인증 절차가 수행될 수 있다. 일 예로, 인증부(660)은 수신하는 방송 콘텐츠 내 IP(internet protocol) 데이터그램의 IP 어드레스와, 해당 방송 신호 수신 장치의 고유한 주소를 비교하는 방식으로 인증을 수행할 수 있다. 방송 신호 수신 장치의 고유한 주소는 MAC(media access control) 어드레스일 수 있다. 인증부(660)은 디캡슐화된 IP 데이터그램에서 IP 어드레스를 추출하여 해당 어드레스와 매핑되는 수신 징치에 대한 정보를 얻는다. 인증부(660)는 IP 어드레스와 수신 장치의 정보를 매핑할 수 있는 정보(예를 들면, 테이블 형식)를 미리 구비하고, 이를 비교하여 동일한지 여부를 판단할 수 있다.
다른 인증 실시예로, 송수신측에서 미리 표준화된 식별 정보를 정의하고 유료 방송 서비스를 신청한 수신 장치의 식별 정보를 송신측에서 전송하고 수신 장치에서는 자신의 식별 번호와 동일성 판단을 거쳐 인증 절차를 수행할 수 있다. 송신측은 유료 방송 서비스를 신청한 수신 장치의 고유의 식별 정보를 데이터베이스를 생성하여 저장하고, 방송 콘텐츠를 스크램블하는 경우에 EMM(Entitlement Management Message)에 식별 정보를 포함하여 전송한다. 그 방송 콘텐츠가 스크램블될 경우, 스크램블에 적용된 CAS(Conditional Access System) 정보, 모드 정보, 메시지 위치 정보와 같은 메시지(예를 들면, ECM, EMM)가 해당 데이터 헤더나 다른 패킷을 통해 전송될 수 있다.
ECM(Entitlement Control Message)은 스크램블에 사용된 제어 단어(CW)를 포함할 수 있다. 이때 제어 단어는 인증키로 암호화되어 있을 수 있다. EMM은 해당 데이터의 인증키와 자격 정보를 포함할 수 있다. 인증키는 수신자 고유의 분배키로 암호화되어 있을 수 있다. 방송 데이터가 제어 워드(CW)를 이용하여 스크램블되어 있고, 인증을 위한 정보와 디스크램블을 위한 정보가 송신측에서 전송된다면 송신측에서는 CW를 인증키로 암호화한 후 자격 제어 메시지(ECM)에 포함하여 전송할 수 있다.
또한 송신측에서는 CW를 암호화하는데 사용된 인증키와 방송 신호 수신 장치의 수신 자격(예, 수신 자격이 있는 방송 신호 수신 장치의 표준화된 시리얼 번호)을 자격 관리 메시지(EMM)에 포함하여 전송한다. 따라서, 방송 신호 수신 장치의 인증부(660)는 그 장치의 고유의 식별 정보를 추출하고, 수신하는 방송 서비스의 EMM에 포함된 식별 정보를 추출하여 두 식별 정보의 동일성 여부를 판단하여 인증 절차를 수행한다. 인증부(660)의 수행 결과 두 정보가 동일하면, 방송 신호 수신 장치는 수신 자격이 있는 정당한 방송 신호 수신 장치로 판단할 수 있다.
또 다른 인증 실시예로는, 방송 신호 수신 장치는 착탈 가능한 외부 모듈에 인증 수단(3008)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 방송 신호 수신 장치와 외부 모듈은 공통 인터페이스(common interface; CI)를 통해 인터페이싱한다. 외부 모듈은 공통 인터페이스를 통해 수신 장치로부터 스크램블된 데이터를 수신하여 디스크램블을 수행할 수도 있으며, 디스크램블에 필요한 정보만을 그 수신 장치로 전송할 수도 있다. 또한, 공통 인터페이스는 물리적 계층과 하나 이상의 프로토콜 계층으로 구성하며, 프로토콜 계층은 추후 확장성을 고려하여 각각 독립된 기능을 제공하는 1개 이상의 계층을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 외부 모듈은 스크램블에 사용된 키 정보와 인증 정보들을 저장하고 있으면서 디스크램블 기능은 없는 메모리 또는 카드이거나 디스크램블 기능을 포함한 카드일 수 있다. 즉, 모듈은 하드웨어, 미들웨어 또는 소프트웨어 형태로 디스크램블 기능을 포함할 수 있다.
이때 수신 장치와 외부 모듈은 송신측에서 제공하는 유료 방송 서비스를 사용자에게 제공하기 위해 각각 인증을 받아야 한다. 따라서, 송신측은 인증을 받은 수신 장치와 모듈 페어에만 유료 방송 서비스를 제공할 수도 있다.
이와 함께 수신 장치와 외부 모듈은 공통 인터페이스를 통해 서로 상호 인증할 수 있다. 외부 모듈은 공통 인터페이스를 통해 수신 장치의 제어부(560)와 통신하여 수신 장치를 인증할 수 있다. 방송 신호 수신 장치는 공통 인터페이스를 통해서 모듈을 인증할 수 있다. 그리고 모듈은 상호 인증 과정에서 방송 신호 수신 장치의 고유 ID와 자신의 고유 ID를 추출하여 송신측으로 전송할 수 있으며, 송신측은 상기 값을 이용하여 서비스 시작 여부 및 과금 정보로 사용할 수 있다. 제어부(560)는 필요한 경우 과금 정보를 통신 모듈(670)을 통해 원격지의 송신측으로 전송할 수 있다.
인증부(660)는 그 수신 장치 및/또는 외부 모듈을 인증하고, 인증 과정이 완료되 성공하면 수신 장치의 유료 방송 서비스를 수신할 수 있는 자격이 있는 정당한 수신 장치로 인정한다. 또한, 인증부(660)는 방송 콘텐츠를 제공하는 송신측이 아닌 수신 장치의 사용자가 가입한 이동통신사로부터 인증 관련 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 인증 관련 데이터는 방송 콘텐츠를 제공하는 송신측에서 스크램블하여 이동통신사를 거쳐 전송하거나 이동통신사에서 스크램블하여 전송할 수 있다.
인증부(660)의 인증 절차가 성공적으로 완료되면, 수신 장치는 스크램블되어 수신된 방송 콘텐츠를 디스크램블할 수 있다. 디스크램블은 디스크램블러(640, 650)에서 수행되며, 디스크램블러(640, 650)는 수신 장치의 내부 또는 외부 모듈에 구비될 수 있다. 또한, 방송 신호 수신 장치는 공통 인터페이스를 구비하고 디스크램블러(640, 650)를 포함한 외부 모듈과 통신하여 수신 신호를 디스크램블할 수 있다.
만일 디스크램블러(640, 650)가 수신 장치 내부에 구비되었다면, 송신측(서비스 사업자와 방송국 중 적어도 하나를 포함)에서 동일한 스크램블 방법으로 데이터를 스크램블하여 전송할 수 있다. 한편, 디스크램블러(640, 650)가 외부 모듈에 포함되었다면, 송신측마다 서로 다른 스크램블 방법으로 데이터를 스크램블하여 전송할 수 있다.
제어부(560)는 디스크램블러(640, 650)와 일정한 인터페이스 형식으로 통신할 수 있다. 수신 장치와 외부 모듈간의 공통 인터페이스 프로토콜은 상호간 정상적인 통신을 유지하기 위해, 상대방의 상태를 주기적으로 검사하는 기능을 포함한다. 수신 장치와 모듈은 이러한 기능을 사용하여 상대방의 상태를 관리하고 만약 어느 하나가 오동작을 하면 이를 사용자나 송신측에 리포트(report)하고 복구(recovery)를 시도하는 기능을 포함한다.
또 다른 인증의 실시예로는, 하드웨어에 종속하지 않고 소프트웨어적으로 인증 절차를 수행할 수 있다.
즉, 방송 신호 수신 장치는 CAS 소프트웨어를 다운로드 등을 통해 미리 소프트웨어를 저장한 메모리 카드가 삽입되면, 그 메모리 카드로부터 CAS 소프트웨어를 수신하여 로딩하고 인증 절차를 수행한다. 메모리 카드로부터 읽어 온 CAS 소프트웨어는 방송 신호 수신 장치 내 메모리부(570,620)에 저장하고, 미들웨어 상에서 하나의 애플리케이션 형태로 구동하는 것을 일 실시예로 한다. 미들웨어는 자바(JAVA) 미들웨어를 일 예로 하여 설명한다.
이를 위해 방송 신호 수신 장치은 메모리 카드와 접속하기 위해 공통 인터페이스를 구비할 수 있으며, 제 1 메모리부(570)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 플래시 메모리(또는 플래시 롬이라고도 함)일 수 있다. 메모리카드는 주로 플래시 메모리 또는 소형 하드 디스크를 사용한다. 메모리카드는 저장되는 CAS 소프트웨어의 내용, 인증, 스크램블, 과금 방식 등에 따라 적어도 하나 이상의 방송 신호 수신 장치에서 사용할 수 있다. 그러나 CAS 소프트웨어는 적어도 인증에 필요한 정보와 디스크램블에 필요한 정보를 포함한다.
따라서, 인증부(660)는 송신측과 방송 신호 수신 장치, 또는 방송 신호 수신 장치과 메모리 카드사이의 인증 절차를 수행한다. 메모리 카드는 수신 자격이 있는 것으로 인증 가능한 정상 방송 신호 수신 장치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방송 신호 수신 장치에 대한 정보는 해당 방송 신호 수신 장치에 대해 표준화된 시리얼 번호와 같은 고유 정보를 포함한다. 따라서, 인증부(660)는 메모리카드에 포함된 표준화된 시리얼 번호와 같은 고유 정보와 해당 방송 신호 수신 장치의 고유 정보를 비교하여 메모리카드와 방송 신호 수신 장치간에 인증을 수행할 수 있다.
CAS 소프트웨어는 자바 미들웨어 기반에서 동작하면 방송 신호 수신 장치와 메모리카드 간에 인증을 수행한다. 예를 들어, CAS 소프트웨어에 포함된 방송 신호 수신 장치의 고유 번호와 상기 방송 신호 수신 장치의 제어부(560)를 통해 읽어 온 방송 신호 수신 장치의 고유 번호가 동일한지를 확인한다. 그리고, 그 결과 동일하면 메모리카드는 방송 신호 수신 장치에서 사용 가능한 정상적인 메모리카드로 확인된다. 이때, CAS 소프트웨어는 방송 신호 수신 장치의 출하시에 메모리부(570, 620)에 내장될 수도 있다. 또는 송신측이나 모듈 내지 메모리카드로부터 메모리부(570, 620)에 저장될 수 있다. 디스크램블 기능은 데이터 방송 어플리케이션에 의해 하나의 어플리케이션 형태로 동작할 수 있다.
CAS 소프트웨어는 역다중화기(530)에서 출력하는 EMM/ECM 패킷을 파싱하여 해당 수신 장치가 수신 자격이 있는지를 확인하여 디스크램블에 필요한 정보(즉, CW)를 구하여 디스크램블러(640, 650)에 제공할 수 있다. 자바 미들웨어 기반에서 동작하는 CAS 소프트웨어는 방송 신호 수신 장치로부터 그 방송 신호 수신 장치의 고유 번호를 읽고, 상기 EMM으로 전송된 방송 신호 수신 장치의 고유 번호를 비교 하여 현 방송 신호 수신 장치의 수신 자격을 확인한다.
그리고 방송 신호 수신 장치의 수신 자격이 확인되면 ECM으로 전송된 해당 방송 서비스 정보와 해당 방송 서비스의 수신 자격을 이용하여 상기 방송 신호 수신 장치가 그 방송 서비스를 수신할 수 있는 자격이 있는지를 확인한다. 방송 서비스를 수신할 수 있는 자격이 확인되면 EMM으로 전송된 인증키를 이용하여 ECM으로 전송되는 암호화된 CW를 해독한 후 디스크램블러(640, 650)로 출력한다. 디스크램블러(640, 650)는 상기 CW를 이용하여 방송 서비스를 디스크램블한다.
한편 메모리카드에 저장되는 CAS 소프트웨어는 방송국에서 제공하려는 유료 서비스에 따라 확장 가능하다. 또한 CAS 소프트웨어는 인증 및 디스크램블에 관련된 정보뿐만 아니라 다른 부가 정보도 포함할 수 있다. 그리고 방송 신호 수신 장치은 송신측으로부터 CAS 소프트웨어를 다운로드받아 메모리카드에 저장된 CAS 소프트웨어를 업그레이드할 수도 있다.
디스크램블러(640, 650)는 하드웨어나 소프트웨어 형태로 모듈에 포함될 수도 있으며, 이 경우 스크램블되어 수신되는 데이터는 그 모듈에서 디스크램블된 후 복호가 이루어질 수 있다.
또한 스크램블되어 수신되는 데이터를 제 2 메모리부(620)에 저장하는 경우, 스크램블된 데이터를 디스크램블하여 저장할 수도 있고, 스크램블된 데이터를 그대로 저장한 후 재생시에 디스크램블할 수도 있다. 그리고 메모리 컨트롤러(610)에 스크램블/디스크램블 알고리즘이 구비되어 있는 경우, 메모리 컨트롤러(610)는 스 크램블되어 수신되는 데이터를 다시 한 번 스크램블하여 제 2 메모리부(620)에 저장할 수도 있다.
또 다른 실시예로는, 디스크램블링된(수신 제한된) 방송 콘텐츠는 방송망을 통해 송신하고, 상기 수신 제한을 풀기 위한 인증, 디스크램블 관련 정보 등은 통신 모듈(670)을 통해 송수신하여 방송 신호 수신 장치에서 양방향 통신이 가능하도록 할 수 있다.
방송 신호 수신 장치은 원격지에 위치한 송신측과 송수신을 원하는 방송 데이터와 그 방송 데이터를 전송하는 방송 신호 수신 장치를 송신측에서 인식할 수 있도록 해당 방송 신호 수신 장치의 시리얼 번호나 MAC 어드레스와 같은 고유 정보(ID)를 송신측 내 통신 모듈(670)로 전달하거나 송신측 내 통신 모듈(670)로부터 제공받는다.
방송 신호 수신 장치 내 통신 모듈(670)은 양방향 통신 기능을 지원하지 않는 방송 신호 수신 장치에서 송신측 내 통신 모듈(670)과 양방향 통신을 수행하기 위해 필요한 프로토콜을 지원할 수 있다. 그리고 방송 신호 수신 장치은 전송하고자 하는 데이터와 고유 정보(ID)를 포함한 TLV(Tag-Length-Value) 코딩 방법을 사용하여 PDU(Protocol Data Unit)를 구성한다. 태그 필드는 해당 PDU의 인덱싱, 길이 필드는 Value 필드의 길이, Value 필드는 전송할 실제 데이터와 방송 신호 수신 장치 고유 번호(ID)를 포함한다.
만약 방송 신호 수신 장치가 자바 플랫폼(Java Platform)을 장착하고 송신측의 자바 애플리케이션(Java Application)을 네트워크를 통해서 방송 신호 수신 장 치로 다운로드한 뒤에 동작시키는 플랫폼을 구성할 수 있다. 이 경우, 송신측에서 임의로 정의한 태그 필드를 포함하는 PDU를 방송 신호 수신 장치 내 저장 매체 등에서 다운로드한 뒤 통신 모듈(670)로 전송하는 구조도 가능하다.
이때, 방송 신호 수신 장치는 무선 데이터 네트워크를 통해 송수신함에 있어서, 공통 인터페이스를 구비하여 CDMA, GSM 등의 이동 통신 기지국을 통해 접속이 가능한 WAP, CDMA 1x EV-DO, 액세스 포인트를 통해 접속 가능한 무선 LAN, 휴대 인터넷, 와이브로, 와이맥스 등을 구비할 수 있다.
동일한 기술분야의 당업자가 본 특허명세서로부터 본 발명을 변경하거나 변형하는 것은 용이한 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예가 상기 명확하게 기재되었더라도, 그것을 여러 가지로 변경하는 것은 본 발명의 사상과 관점으로부터 이탈하는 것이 아니며 본 발명의 사상과 관점 내에 있다고 해야 할 것이다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 송수신 장치의 효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명에 따른 방송 신호 송수신 방법 및 방송 신호 송수신 장치에 따르면 전력 소모를 줄일 수 있고, 방송 신호의 일부 구간만을 수신하여도 원하는 방송 프로그램을 수신하여 표출할 수 있다.

Claims (14)

  1. 방송 신호의 버스트 구간에 대한 식별 정보가 설정된 프로그램 테이블 정보를 생성하는 단계;
    상기 버스트 구간에 대한 식별 정보가 설정된 프로그램 테이블 정보와 방송 데이터를 다중화하여 변조하는 단계; 및
    상기 변조한 방송 신호를 송신하는 단계를 포함하는 방송 신호 송신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로그램 테이블 정보는 VCT(virtual channel table)인 방송 신호 송신 방법.
  3. 수신한 방송 신호에 포함된 프로그램 테이블 정보를 파싱하여 채널 정보 및 상기 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 저장하는 단계;
    사용자로부터 특정 채널의 선택 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 선택 명령에 따른 채널을 통해 전송되는 방송 데이터가 포함된 버스트 구간의 식별정보를 상기 저장한 식별 정보로부터 획득하고, 상기 획득한 버스트 구간에서만 방송 신호를 수신하는 단계를 포함하는 방송 신호 수신 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프로그램 테이블 정보는 가상 채널에 대한 정보를 포함하는 방송 신호 수신 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는 가상 채널 정보에 대한 상기 버스트 구간의 식별 정보를 채널 맵(channel map)으로 저장하는 방송 신호 수신 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 버스트 구간은 적어도 하나의 가상 채널에 따른 방송 데이터를 포함하는 방송 신호 수신 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 수신한 방송 신호는 모바일 서비스 데이터와 메인 서비스 데이터가 다중화된 방송 신호 수신 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 획득한 버스트 구간에서만 방송 신호를 수신하는 단계는, 상기 버스트 구간의 식별 정보 및 상기 방송 신호의 시그널링 정보로부터 얻은 상기 버스트 구간의 시간 간격 정보를 이용하여 상기 선택 명령에 따른 버스트 구간에서만 신호를 수신하는 방송 신호 수신 방법.
  9. 채널 정보 및 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 포함하는 방송 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신부가 출력한 프로그램 테이블 정보로부터 상기 방송 신호의 버스트 구간의 식별 정보를 파싱하는 프로그램테이블정보복호부;
    상기 프로그램테이블정보복호부가 복호한 상기 식별 정보를 저장하는 저장부;
    사용자로부터 채널 선택 명령을 수신하는 인터페이스부; 및
    상기 인터페이스부로부터 수신한 채널 선택 명령에 따른 채널의 프로그램이 포함된 버스트 구간을 상기 저장부에 저장된 식별 정보로부터 획득하고, 상기 획득한 식별 정보에 따른 버스트 구간이 수신되는 구간 동안 상기 방송 신호를 수신하도록 수신부의 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 방송 신호 수신 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 프로그램 테이블 정보는 가상 채널에 대한 정보를 포함하는 방송 신호 수신 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 수신부는 방송 채널을 선택하여 출력하는 튜너;
    상기 튜너가 선택한 방송을 복조하는 복조부; 및
    상기 복조부가 방송 신호를 역다중화하는 역다중화부를 포함하는 방송 신호 수신 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복조부로부터 상기 버스트 구간의 시간 간격 정보가 포함된 시그널링 정보를 수신하고, 상기 버스트 구간의 시간 간격 정보를 이용하여 상기 수신부가 상기 선택 명령에 따른 버스트 구간에서만 신호를 수신하도록 제어하는 방송 신호 수신 장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 방송 신호 수신 장치는 각 가상 채널 정보와 각 가상 채널 정보에 대한 버스트 구간 식별 정보를 저장하는 채널 맵 저장부를 포함하는 방송 신호 수신 장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 버스트 구간은 적어도 하나의 가상 채널에 따른 방송 데이터를 포함하는 방송 신호 수신 장치.
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