KR20150058982A - 방송 송신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

방송 송신 장치는 하나의 방송 컨텐츠를 음성신호와 영상신호로 분리하고, 음성신호와 상기 영상신호를 각각 부호화하여 음성 비트열과 영상 비트열을 생성하며, 영상 비트열과 음성 비트열을 다중화한 후에 심볼로 변조하는데, 부호화된 음성 비트열을 심볼의 일부 비트에 할당하고 부호화된 영상 비트열을 심볼의 나머지 비트에 할당한다.

Description

방송 송신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING BROADCASTING}
본 발명은 방송 송신 장치 및 방법에 관한 것으로, 사용자의 시청 환경을 고려한 방송 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 방송 및 멀티캐스팅 서비스는 고정 수신뿐만 아니라 이동 TV 서비스와 같이 이동 기기에 멀티미디어 애플리케이션을 전달하는 형태로 대중화되고 있다.
그러나 현재 제공되는 방송 서비스는 수신신호의 세기가 약한 경우 영상 및 음성신호를 제대로 수신하지 못해 방송 서비스 자체가 수신되지 못하는 단점이 있다.
따라서 수신신호의 세기가 약한 경우에도 사용자가 방송 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하려는 과제는 사용자의 시청 환경을 고려하여 방송 서비스를 제공하는 방송 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 방송 송신 장치의 방송 송신 방법이 제공된다. 방송 송신 방법은 하나의 방송 컨텐츠를 음성신호와 영상신호로 분리하는 단계, 상기 음성신호와 상기 영상신호를 각각 부호화하여 음성 비트열과 영상 비트열을 생성하는 단계, 상기 영상 비트열과 상기 음성 비트열을 다중화하는 단계, 그리고 상기 다중화된 비트열을 심볼로 변조하는 단계를 포함하며, 상기 심볼의 일부 비트는 상기 음성 비트열을 포함하고, 상기 심볼의 나머지 비트는 상기 영상 비트열을 포함한다.
상기 일부 비트는 최상위 비트 및 상기 최상위 비트에 연속된 하나 이상의 비트를 포함할 수 있다.
상기 심볼의 특성에 따라서 상기 심볼 내 각 비트에 할당되는 신호가 결정될 수 있다.
상기 특성은 에러발생확률을 포함할 수 있다.
상기 부호화하는 단계는 상기 음성 비트열을 상기 영상 비트열보나 낮은 부호율로 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 방송 송신 장치가 제공된다. 방송 송신 장치는 분리부, 음성 부호화기, 영상 부호화기, 다중화기, 그리고 변조부를 포함한다. 상기 분리부는 하나의 방송 컨텐츠를 음성신호와 영상신호로 분리한다. 상기 음성 부호화기는 상기 음성신호를 부호화하여 음성 비트열을 생성한다. 상기 영상 부호화기는 상기 영상신호를 부호화하여 영상 비트열을 생성한다. 상기 다중화기는 상기 음성 신호 비트열과 상기 영상 신호 비트열을 다중화한다. 그리고 상기 변조부는 상기 다중화된 비트열을 심볼로 변조한다. 상기 변조부는 상기 부호화된 음성 비트열을 상기 심볼의 일부 비트에 할당하고 상기 부호화된 영상 비트열을 상기 심볼의 나머지 비트에 할당한다.
상기 일부 비트는 최상위 비트를 포함하고, 상기 나머지 비트는 최하위 비트를 포함할 수 있다.
상기 일부 비트는 상기 나머지 비트보다 에러발생확률이 낮은 비트일 수 있다.
상기 음성 부호화기는 상기 영상 부호화기보다 낮은 부호화율로 상기 음성신호를 부호화할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 방송 시청 중 수신신호의 세기가 약해져서 정상적인 방송 시청이 어려운 경우에도 에러발생확률이 낮은 음성신호에 대해서는 정상적으로 수신 가능함으로써 연속적으로 방송 수신이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 심볼을 구성하는 비트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변조부의 심볼별 비트할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 수신 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방송 수신 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참고하면, 방송 송신 장치(100)는 분리부(110), 영상 부호화기(120), 음성 부호화기(130), 다중화기(140) 및 변조부(150)를 포함한다.
도 2를 보면, 분리부(110)는 서비스하고자 하는 방송 컨텐츠를 영상 신호와비트음성 신호로 분리한다(S210). 분리된 영상 및 음성 신호는 각각 영상 부호화기(120) 및 음성 부호화기(130)로 입력된다.
영상 부호화기(120)는 영상 신호를 부호화하여 영상 비트열을 생성하고, 음성 부호화기(130)는 음성 신호를 부호화하여 음성 비트열을 생성한다(S220). 이때 영상 부호화기(120) 및 음성 부호화기(130)는 영상 신호와 음성 신호에 대하여 동일한 부호화 모드로 부호화할 수 있다. 또한 음성 부호화기(130)는 영상 부호화기(120)보다 낮은 차수의 부호화기일 수 있다. 즉, 음성 부호화기(130)는 영상 부호화기(120)보다 낮은 부호율로 음성신호를 부호화할 수 있다.
다중화기(140)는 부호화된 영상 비트열과 부호화된 음성 비트열을 다중화하여 하나의 전송 스트림을 생성한다(S230).
변조부(150)는 전송 스트림을 설정된 변조 방식을 이용하여 심볼로 변조한다. 이때 변조부(150)는 부호화된 영상 비트열과 부호화된 음성 비트열을 심볼 내 비트에 할당하는데, 부호화된 음성신호를 한 심볼 내 에러발생확률이 낮은 비트에 할당하고, 부호화된 영상신호를 한 심볼 내 나머지 비트 즉, 에러발생확률이 높은 비트에 할당한다(S240). 예를 들면, 변조 방식이 64 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우, 한 심볼은 6비트로 구성된다. 이때 에러발생확률이 낮은 최상위 2비트에는 부호화된 음성신호가 할당되고, 에러발생확률이 높은 최하위 4비트에는 부호화된 영상신호가 할당될 수 있다. 즉 64 QAM의 경우, 각 심볼에는 6비트의 값이 매핑되어 있다. 따라서 변조부(150)는 부호화된 음성 비트열을 각 심볼에서 특정 개수의 최상위 비트를 이용하여 심볼 매핑하고, 부호화된 영상 비트열을 각 심볼에서 특정 개수의 최하위 비트를 이용하여 심볼 매핑한다. 예를 들면, 00인 부호화된 음성 비트는 최상위 2비트가 00인 16개의 심볼 중 하나의 심볼에 매핑될 수 있으며 0000인 부호화된 영상비트는 최하위 4비트가 0000인 심볼에 매핑될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 방송 송신 장치(100)는 영상신호와 음성신호를 한 심볼 내에서 에러발생확률이 높은 비트와 에러발생확률이 낮은 비트에 각각 나누어 할당한다. 이와 같이 하면, 방송 수신 장치의 수신 환경에 좋지 않은 경우라도 음성신호는 정상적으로 복조될 수 있다.
도 3은 심볼을 구성하는 비트를 나타낸 도면으로, QAM 변조 방식에 따른 QAM 심볼의 일사분면에서의 위치를 나타낸다.
도 3을 참고하면, QAM 심볼이 2 비트로 구성되는 경우, 결정 경계(decision boundaries) D1과 D2 내에서 동일한 에러발생확률을 가지며, 4 QAM의 에러발생확률을 갖는다.
QAM 심볼이 4 비트로 구성되는 경우 4 QAM의 에러발생확률 D1과 D2 및 D3와 D4 내에서 동일한 에러발생확률을 가지며, 16 QAM의 에러발생확률을 갖는다.
마찬가지로, QAM 심볼이 6비트로 구성되는 경우 D5와 D6의 4 QAM의 결정 경계 가 추가로 고려하게 되어, 결정 경계 D1-D6 내에서 동일한 에러발생확률을 가지며, 64 QAM의 에러발생확률을 갖는다.
64 QAM은 16 QAM보다 낮은 에러발생확률을 가지며, 16 QAM은 4 QAM보다 낮은 에러발생확률을 갖는다.
수신 신호가 r이고 64 QAM 심볼을 전송한다고 하면, 64 QAM 심볼의 최상위 2비트는 결정에 필요한 비트 정보(bit information)인
Figure pat00001
과
Figure pat00002
에 따라 결정된다. 또한 세 번째 및 네 번째 비트는 결정에 필요한 비트 정보인
Figure pat00003
과
Figure pat00004
에 따라 결정되며, 최하위 2비트는
Figure pat00005
와
Figure pat00006
에 의해서 결정된다.
여기서,
Figure pat00007
이고,
Figure pat00008
로, 각각 수신신호 r에 대한 실수(real) 값 및 허수(imaginary) 값을 나타낸다. 그리고
Figure pat00009
이고,
Figure pat00010
이며,
Figure pat00011
이고
Figure pat00012
이다.
이와 같은 방법으로 방송 수신 장치는 수신 신호를 복조하게 된다.
이와 같이 64 QAM의 경우 한 심볼은 6비트로 구성되는데, 한 심볼의 최상위 2비트는 최하위 4비트보다 에러발생확률이 낮다. 마찬가지로, 16 QAM의 경우 한 심볼은 4비트로 구성되는데, 한 심볼 내 최상위 2비트는 최하위 2비트보다 에러발생확률이 낮다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 변조부(150)는 부호화된 음성신호를 한 심볼 내 에러발생확률이 낮은 비트에 할당함으로써, 수신 환경에 강인하게 음성신호는 정상적으로 복조될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변조부의 심볼별 비트할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 변조부(150)에서 256 QAM 변조 방식으로 전송 스트림을 심볼로 변조하는 경우, 한 심볼은 8비트로 구성된다. 각각의 심볼을 구성하는 8비트 중 에러발생확률이 낮은 첫 번째와 두 번째 비트(최상위 2비트)에는 음성 비트열을 할당하고, 나머지 비트에는 영상 비트열을 할당한다.
수신 신호가 정상적인 세기로 수신되는 경우 방송 수신 장치에서 영상신호 및 음성신호를 각각 복조하여 정상적인 방송의 시청이 가능하다. 그러나 수신 신호의 세기가 감소하여 정상적으로 수신되지 않는 경우 심볼 내에서 에러 발생 확률이 높은 비트는 정상적으로 복조되지 않아 영상신호는 제대로 처리되지 못할 수 있다. 반면에 심볼 내에서 에러 발생 확률이 낮은 비트는 정상적으로 복조되어 음성신호는 정상적으로 처리되어 수신이 가능하게 된다.
즉 방송 수신 장치의 수신 환경이 좋지 않은 경우라도 음성신호는 정상적으로 수신될 수 있으므로, 수신 환경이 좋지 않은 경우라도 음성신호의 수신은 가능해진다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 수신 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방송 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 방송 수신 장치(500)는 복조부(510), 역다중화기(520), 영상 복호화기(530) 및 음성 복호화기(540)를 포함한다.
도 6을 보면, 복조부(510)는 수신되는 방송 신호를 수신 비트열로 복조한다(S610). 복조부(510)는 변조부(150)의 변조 방식에 대응하는 복조 방식으로 수신되는 방송 신호를 복조할 수 이다. 이때 방송 송신 장치에서 음성 비트열은 에러 발생 확률이 낮은 비트에 할당함으로써, 음성 비트열은 수신 환경이 좋지 않더라도 정상적으로 복조될 수 있다.
복조부(510)는 수신 비트열을 영상 비트열과 음성 비트열로 역다중화한다(S620). 영상 비트열 및 음성 비트열은 각각 영상 복호화기(530) 및 음성 복호화기(540)로 입력된다.
영상 복호화기(530)는 영상 비트열을 복호하여 재생한다(S630).
음성 복호화기(540)는 음성 비트열을 복호하여 재생한다(S640).
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 방송 송신 장치의 방송 송신 방법으로서,
    하나의 방송 컨텐츠를 음성신호와 영상신호로 분리하는 단계,
    상기 음성신호와 상기 영상신호를 각각 부호화하여 음성 비트열과 영상 비트열을 생성하는 단계,
    상기 영상 비트열과 상기 음성 비트열을 다중화하는 단계, 그리고
    상기 다중화된 비트열을 심볼로 변조하는 단계
    를 포함하며,
    상기 심볼의 일부 비트는 상기 음성 비트열을 포함하고, 상기 심볼의 나머지 비트는 상기 영상 비트열을 포함하는 방송 송신 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 일부 비트는 최상위 비트 및 상기 최상위 비트에 연속된 하나 이상의 비트를 포함하는 방송 송신 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 심볼의 특성에 따라서 상기 심볼 내 각 비트에 할당되는 신호가 결정되는 방송 송신 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 특성은 에러발생확률을 포함하는 방송 송신 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 부호화하는 단계는 상기 음성 비트열을 상기 영상 비트열보나 낮은 부호율로 부호화하는 단계를 포함하는 방송 송신 방법.
  6. 방송 송신 장치로서,
    하나의 방송 컨텐츠를 음성신호와 영상신호로 분리하는 분리부,
    상기 음성신호를 부호화하여 음성 비트열을 생성하는 음성 부호화기,
    상기 영상신호를 부호화하여 영상 비트열을 생성하는 영상 부호화기,
    상기 음성 신호 비트열과 상기 영상 신호 비트열을 다중화하는 다중화기, 그리고
    상기 다중화된 비트열을 심볼로 변조하는 변조부
    를 포함하고,
    상기 변조부는 상기 부호화된 음성 비트열을 상기 심볼의 일부 비트에 할당하고 상기 부호화된 영상 비트열을 상기 심볼의 나머지 비트에 할당하는 방송 송신 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 일부 비트는 최상위 비트를 포함하고, 상기 나머지 비트는 최하위 비트를 포함하는 방송 송신 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 일부 비트는 상기 나머지 비트보다 에러발생확률이 낮은 비트인 방송 송신 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 음성 부호화기는 상기 영상 부호화기보다 낮은 부호화율로 상기 음성신호를 부호화하는 방송 송신 장치.
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