KR20140090288A - 케이블 방송망을 통한 uhd급 지상파 방송 재전송 장치 - Google Patents

케이블 방송망을 통한 uhd급 지상파 방송 재전송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저사양 UHD 영상에 해당되는 지상파 본 방송 데이터를 시청자의 선택에 따라 고사양 UHD 영상으로 변환하여 케이블 방송망을 통해 재전송할 수 있는 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치에 관한 것으로, 케이블 방송망을 통한 지상파 본 방송 데이터를 제공하는 지상파 본 방송 데이터 제공부; 추가 데이터를 제공하는 추가 데이터 제공부; 지상파 본 방송 데이터 및 상기 추가 데이터를 함께 전송하는 전송부; 지상파 본 방송 데이터를 선택하거나, 상기 추가 데이터를 선택하거나, 상기 지상파 본 방송 데이터와 함께 상기 추가 데이터를 선택할 수 있도록 하는 선택부;를 포함하되, 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 고사양 UHD급 영상이거나, 상기 지상파 본 방송 데이터와 조합하여 상기 고사양 UHD급 영상을 생성할 수 있는 추가 비트수 또는 초당 프레임 수인 것을 특징으로 한다.

Description

케이블 방송망을 통한 UHD급 지상파 방송 재전송 장치 {RE-TRANSPORTING APPARATUS FOR UHD MULTIMEDIA BROADCASTING SERVICE OVER CABLE NETWORK}
본 발명은 케이블 방송망을 통해 UHD급 지상파 본 방송을 재전송하는 지상파 방송 재전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
케이블 방송망과 같은 유료방송 서비스망은 지상파에서 전송한 콘텐츠를 시청자들에게 그대로 전송하는 재전송 서비스를 제공한다. 기존에 제공되는 방송서비스들은 DTV, HDTV 등과 같이 방송을 위한 물리적 대역인 6MHz에 MPEG-2, AVC 등과 같은 다양한 인코딩 방식을 사용하여 전송함에 어려움이 없었다.
그러나 새롭게 등장하고 있는 UHDTV와 같은 대용량 방송 서비스의 경우에는 기존의 MPEG-2, AVC 방식으로는 하나의 채널에 전송할 수 없을 정도로 데이터용량이 많다. 따라서 현재의 지상파 전송 환경에서는 새로운 방식의 HEVC라는 압축기술을 사용하더라도 4:2:0 포맷, 8비트 색차 심도, 초당 30P와 같은 최저사양의 4K UHDTV 전송을 지원할 수 밖에 없는 것이 현실이다.
반면 케이블 방송망의 경우에는 지상파 등 다른 방송매체와는 달리 전송방식의 차이로 보다 나은 사양의 콘텐츠를 서비스할 수 있음에도 불구하고 지상파 재전송으로 인해서 화질의 사양이 떨어지는 콘텐츠를 전송할 수 밖에 없다.
따라서 기존의 지상파 재전송과 별도로 4:2:2 포맷, 10비트 색차 심도, 초당 60P와 같은 보다 양질의 4K UHDTV 전송 서비스를 제공할 수 있도록 케이블 방송망을 위한 적응형 재전송 방식이 필요하다.
대한민국특허공개공보 특2001-0069139 (2001년07월23일 공개)
본 발명은 저사양 UHD급 영상의 지상파 본 방송 데이터를 케이블 방송망을 통해 시청자에게 제공하되, 시청자의 선택에 따라 지상파 본 방송 데이터인 저사양 UHD급 영상의 화질을 개선하여 고사양 UHD급 영상으로 제공할 수 있는 UHD급 지상파 방송 재전송 장치에 관한 것이다.
상기한 문제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치는 지상파 본 방송 데이터를 제공하는 지상파 본 방송 데이터 제공부; 추가 데이터를 제공하는 추가 데이터 제공부; 상기 지상파 본 방송 데이터 및 상기 추가 데이터를 함께 전송하는 전송부를 포함한다.
또한, 지상파 본 방송 데이터를 선택하거나, 상기 추가 데이터를 선택하거나, 상기 지상파 본 방송 데이터와 함께 상기 추가 데이터를 선택할 수 있도록 하는 선택부를 더 포함할 수 있다.
또한, 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 고사양 UHD급 영상일 수 있다.
또한, 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 상기 지상파 본 방송 데이터와 조합하여 상기 고사양 UHD급 영상을 생성할 수 있는 추가 비트수 또는 초당 프레임 수일 수 있다.
상기한 문제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법은 지상파 본 방송 데이터 및 추가 데이터를 제공하는 단계, 상기 지상파 본 방송 데이터와 상기 추가 데이터를 전송하는 단계, 상기 지상파 본 방송 데이터 혹은 상기 지상파 본 방송 데이터와 상기 추가 데이터를 선택하는 단계를 포함한다.
또한, 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 지상파 본 방송 데이터인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상과 조합되어 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 생성이 가능하도록 하는 추가적인 비트, 심도, 프레임 수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 상기 본 방송 데이터에 해당되는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 내용을 모두 포함하되, 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상일 수 있다.
본 발명의 케이블 방송망을 통한 UHD급 지상파 방송 재전송 장치에 의하면, UHD급 지상파 본 방송 데이터와 함께 지상파 전송망의 대역 제한으로 전송되지 못한 추가 데이터를 케이블 방송망을 통해 전송함으로써, 종래의 지상파 UHD급 지상파 본 방송보다 높은 사양의 지상파 본방송을 재전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치의 개념도
도 2는 본 발명의 저사양 UHD 영상의 지상파 본 방송 데이터와 추가 데이터를 나타내는 개념도
도 3은 본 발명의 저사양 UHD 영상의 지상파 본 방송 데이터와 추가 데이터를 나타내는 개념도
도 4는 발명의 일 실시예에 의한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법의 블록도
도 5는 발명의 다른 실시예에 의한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법의 블록도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있거나 "접속되어" 있다고 서술되어 있는 경우, 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나, 접속되어 있을 수 있으나, 또 다른 구성요소가 중간에 존재할 수도 있다. 또한, 본 발명에서 특정 구성 요소를 "포함"한다고 서술되어 있는 경우, 해당 구성 요소 이외의 구성 요소를 배제하는 것이 아니라, 추가적인 구성 요소가 본 발명의 실시예 또는 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
"제 1", "제 2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 즉, 상기 용어 들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 따라서, 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 마찬가지로 제 2 구성요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성 요소는 서로 다른 특징적인 기능을 수행하는 것을 나타내기 위해 독립적으로 도시될 뿐, 각 구성 요소가 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 없음을 의미하는 것은 아니다. 즉, 각 구성 요소는 설명의 편의상 구분된 것으로, 복수의 구성 요소가 합쳐져 하나의 구성 요소로 동작하거나, 하나의 구성 요소가 복수의 구성 요소로 나뉘어져 동작할 수 있고, 이는 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위로 포함된다.
또한, 일부 구성 요소는 본 발명의 본질적인 기능을 수행하는 필수 구성 요소가 아닌 성능의 향상을 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 선택적 구성 요소를 제외하고 필수 구성 요소만을 포함한 구조로도 구현될 수 있으며, 필수 구성 요소만을 포함한 구조 역시 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하에서는 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 디지털방송이 케이블 방송망을 통해 재전송되는 방송장치 및 방법을 기술한다.
도 1는 제안된 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 디지털방송이 케이블 방송망을 통해 재전송되는 방송장치의 일 실시예이다.
UHD급 대용량 콘텐츠를 지상파 방송으로 제공하는 경우, 지상파 방송망의 대역제한으로 인하여 낮은 사양인 4K UHDTV로 전송되게 된다. 본 발명의 일 실시예는 지상파 방송망의 대역 제한으로 인해 낮은 사양으로 전송되는 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송을 단순히 케이블 방송망으로 재전송하는 것이 아니라, 지상파 방송망에서 대역제한으로 전송하지 못하는 잉여 데이터를 추가하여 재전송한다. 그에 따라, 지상파 방송망에 비해서 상대적으로 대역제한이 적은 케이블 방송망을 통해 지상파 본 방송보다 화질이 개선된 영상으로 재전송할 수 있도록 함으로써 시청자에게 프리미엄급의 방송서비스를 제공받을 수 있도록 한다.
동일한 화면해상도를 가지는 4K UHDTV의 경우에도 명암신호와 색차신호를 4:2:2로 샘플링할 것인지 아니면 4:2:0로 샘플링할 것인지 여부, 각각의 화소의 기본색 정보를 8비트 단위로 표시할 것인지 아니면 10비트로 표시할 것인지 여부, 그리고 초당 프레임 수를 프로그레시브 방식의 30프레임으로 할 것인지, 아니면 60프레임으로 할 것인지 여부 등에 따라서 화질은 매우 다양하게 제공이 될 수 있다.
기존 지상파 방송망에서 기존의 3840 x 2160, 4:2:0, 8비트, 30P로 전송하는 경우에는 HD의 4배정도인 3Gbps의 데이터량이 필요하지만, 3840 x 2160, 4:2:2, 10비트, 60P로 전송하는 경우에는 HD의 14배 정도인 10Gbps의 데이터량이 필요하다. 따라서 압축률이 매우 높은 압축방식을 사용하더라도 지상파의 제한적인 대역환경에서는 전송할 수 있는 데이터량이 제한이 될 수 밖에 없다. 하지만 케이블 방송망에서는 동일한 4K UHDTV를 동일한 방식의 압축 알고리즘을 사용하더라도 추가적인 데이터를 전송할 수 있는 방송서비스 환경이 제공됨으로써 시청자들에게 케이블 방송망을 통해서 양질의 콘텐츠를 효율적으로 재전송하기 위해서는 기존의 단순 재전송 방식이 아닌 하이브리드 방식의 케이블 방송망을 통하여 재전송함으로써 시청자들이 서비스를 적응적으로 선택할 수 있도록 할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110, 120)를 제공하는 지상파 본 방송 데이터 제공부(100), 추가 데이터(210, 220)를 제공하는 추가 데이터 제공부(200)와 상기 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110, 120) 및 추가 데이터(210, 220)를 함께 전송하는 전송부(300)를 포함한다.
바람직하게는 시청자가 지상파 본 방송이 UHD(Ultra High Definition)급임을 인식하여, UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110, 120)만을 선택하거나, 상기 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110, 120)와 함께 추가 데이터(210, 220)를 선택할 수 있도록 하는 선택부(400)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 추가 데이터(210)는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110) 이외의 추가적인 비트 심도, 프레임 수 중 적어도 하나를 포함한다, 추가 데이터(210)는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110)와 조합되어 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 영상의 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상으로 재현할 수 있도록 한다.
이 경우, 전송부(300)에서는 지상파 본 방송 데이터(110)에 해당되는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상과 추가적인 비트, 심도, 프레임수 등을 포함하는 추가 데이터(210)를 상이한 방식으로 압축하여 전송할 수 있다. 시청자가 지상파 본 방송이 UHD(Ultra High Definition)급 영상에 해당됨을 인식하는 경우, 선택부(400)를 통해 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110)만을 선택하거나, UHD(Ultra High Definition)급 지상파 본 방송 데이터(110)와 함께 추가 데이터(210)를 선택하여 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상을 시청할 수 있다. 여기서, 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상은 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 본 방송 지상파 데이터의 내용을 모두 포함하면서도, 상기 저사양 UHD급 본 방송 지상파 데이터보다 화질이 개선된 것이다.
예컨대, 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상은 화면 해상도를 3840 x 2160로 하고, 명암신호 및 색차신호가 4:2:0, 색차 심도 (화소의 기본색 정보)를 8비트로 하고, 초당 프레임 수를 프로그레시브 방식의, 30P 방식의 데이터라면, 고사양 UHD급 영상은 화면 해상도는 동일하게 3840 x 2160로 하되, 명암신호 및 색차신호를 4:2:2로 증가시키고, 색차 심도 (화소의 기본색 정보)를 10 비트로 증가시키고 초당 프레임 수를 60으로 증가시키도록 하는 추가 정보를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 지상파 본 방송 데이터(120)는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터(220)는 고사양 UHD급 영상일 수 있다. 이 경우, 전송부에서는, 지상파 본 방송 데이터(120)에 해당되는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상과 추가 데이터(220)에 해당되는 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상을 동일한 인코딩 방식으로 압축하여 전송할 수 있다. 따라서, 이 경우, 화질의 개선을 위하여 시청자가 적응적으로 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상을 선택할 수 있다. 예컨대, 지상파 본 방송 데이터는 화면 해상도를 3840 x 2160, 명암신호 및 색차신호를 4:2:0, 색차 심도 (화소의 기본색 정보)를 8비트로, 초당 프레임 수를 30P 방식으로 전송하고, 추가 데이터(220)로 화면 해상도를 3840 x 2160, 명암신호 및 색차신호를 4:2:2, 색차 심도 (화소의 기본색 정보)를 10비트로, 초당 프레임 수를 60P로 증가시키거나, 화면 해상도를 3840 x 2160로, 명암신호 및 색차신호를 4:2:0로, 색차 심도 (화소의 기본색 정보)를 8비트로, 초당 프레임수를 30P로 증가시키는 방식의 차영상 데이터를 전송함으로써, 기존의 지상파 방송망의 대역제한으로 인해 3840 x 2160, 4:2:0, 8비트, 30P 방식의 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상 서비스를 제공받았던 시청자들로 추가 데이터(220)를 선택하여 수신하게 함으로써, 본 방송인 지상파 방송보다 향상된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송을 재전송받을 수 있도록 한다.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치는 동일한 압축방법을 사용하면서도 최대 10배정도 차이가 날 수 있는 UHDTV와 같은 대용량 방송서비스를 제공함에 있어서 기존의 케이블 방송사업자들의 단순 재전송으로 인한 서비스 제공이 아니라 시청자들이 케이블 방송 사업자들에게 프리미엄 서비스 제공을 요청하고 추가적인 데이터를 수신하여 케이블 방송사업자를 통한 양질의 대용량 방송서비스 재전송 서비스를 제공받을 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법에 관한 것이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법은 지상파 본 방송 데이터(110) 및 추가 데이터(210)를 제공하는 단계(S110), 상기 지상파 본 방송 데이터(110)와 상기 추가 데이터(210)를 전송하는 단계(S120), 상기 지상파 본 방송 데이터(110) 혹은 상기 지상파 본 방송 데이터(110)와 상기 추가 데이터(210)를 선택하는 단계(S130)를 포함한다.
이때, 지상파 본 방송 데이터(110)는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터(210)는 지상파 본 방송 데이터인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상과 조합되어 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 생성이 가능하도록 하는 추가적인 비트, 심도, 프레임 수 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상은 지상파 본 방송인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 내용을 모두 포함하되, 화질이 개선된 것이다.
지상파 본 방송 데이터(110)와 추가 데이터(210)를 전송하는 단계(S120)에서, 지상파 본 방송 데이터(110)와 추가 데이터(210)는 상이한 압축방식에 의해 인코딩되어 전송될 수 있다. 또한, 상기 지상파 본 방송 데이터(110)와 추가 데이터(210)는 케이블 전송망을 통해 함께 전송된다.
상기 지상파 본 방송 데이터(110)와 상기 지상파 본 방송 데이터(110) 및 상기 추가 데이터를 선택하는 단계(S130)에서, 시청자가 지상파 본 방송 데이터(110)만 선택한 경우에는 케이블 방송망을 통해 지상파 본 방송 데이터(110)인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상만이 제공된다. 또한, 시청자가 지상파 본 방송 데이터(110)와 함께 추가 데이터를 선택하는 경우, 지상파 본 방송 데이터(110)인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상과 함께 추가 데이터를 조합하여, 지상파 본 방송 데이터(110)인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 내용을 모두 포함하되, 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법에 관한 것이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법은 지상파 본 방송 데이터(120) 및 추가 데이터(220)를 제공하는 단계(S210), 상기 지상파 본 방송 데이터(120)와 상기 추가 데이터(220)를 전송하는 단계(S220), 상기 지상파 본 방송 데이터(120) 혹은 상기 추가 데이터(220)를 선택하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.
이때, 지상파 본 방송 데이터(110)는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터(220)는 상기 본 방송 데이터에 해당되는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 내용을 모두 포함하되, 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이다.
지상파 본 방송 데이터(120)와 추가 데이터(220)를 전송하는 단계(S220)에서, 지상파 본 방송 데이터(120)와 추가 데이터(220)는 동일한 압축방식에 의해 인코딩되어 전송될 수 있다. 또한, 상기 지상파 본 방송 데이터(120)와 추가 데이터(220)는 케이블 전송망을 통해 함께 전송된다.
상기 지상파 본 방송 데이터(120)와 상기 추가 데이터(220)를 선택하는 단계에서, 시청자가 지상파 본 방송 데이터만 선택한 경우에는 케이블 방송망을 통해 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상만이 제공되며, 시청자가 추가 데이터(220)를 선택하는 경우에는 지상파 본 방송인 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상의 내용을 모두 포함하되, 화질이 개선된 고사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이 제공될 수 있다.
앞서 본 발명의 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치의 기술적 내용들이 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 방법에 그대로 적용될 수 있다. 따라서 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
100: 지상파 본 방송 데이터 제공부
200: 추가 데이터 제공부
300: 전송부
400: 선택부
110: 지상파 본 방송 데이터
120: 지상파 본 방송 데이터
210: 추가 데이터
220: 추가 데이터

Claims (1)

  1. 지상파 본 방송 데이터를 제공하는 지상파 본 방송 데이터 제공부;
    추가 데이터를 제공하는 추가 데이터 제공부;
    상기 지상파 본 방송 데이터 및 상기 추가 데이터를 함께 전송하는 전송부;
    지상파 본 방송 데이터를 선택하거나, 상기 추가 데이터를 선택하거나, 상기 지상파 본 방송 데이터와 함께 상기 추가 데이터를 선택할 수 있도록 하는 선택부를 포함하되,
    상기 지상파 본 방송 데이터는 저사양 UHD(Ultra High Definition)급 영상이며, 상기 추가 데이터는 고사양 UHD급 영상이거나, 상기 지상파 본 방송 데이터와 조합하여 상기 고사양 UHD급 영상을 생성할 수 있는 추가 비트수 또는 초당 프레임 수인 것을 특징으로 하는 케이블 방송망을 통한 UHD(Ultra High Definition)급 지상파 방송 재전송 장치.
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KR20200095092A (ko) * 2019-01-31 2020-08-10 한국전자통신연구원 방송 신호 수신 및 재송신 장치 및 방법

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