KR20200086573A - Method and apparatus for data compression - Google Patents

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KR20200086573A
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현은희
김흥묵
이제원
정준영
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한국전자통신연구원
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Abstract

A data compression method is provided. According to the present invention, an RF signal over Internet protocol (RoIP) terminal located on the subscriber side separates a signal for each cable model according to the strength of a received uplink signal when receiving the uplink signal from at least one cable modem, calculates the maximum valid bit for I/Q data for the signal for each separate cable modem, selects the compression method for each cable modem based on the maximum effective bit calculated for each cable modem, and compresses the I/Q data for the signal for each cable modem.

Description

데이터 압축 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DATA COMPRESSION}Data compression method and apparatus {METHOD AND APPARATUS FOR DATA COMPRESSION}

본 발명은 데이터 압축 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 RoIP(RF signal over Internet Protocol) 기술이 적용되는 통신 환경에서 케이블 모뎀이 케이블 모뎀 종단 장치로 전송하는 상향 신호를 대상으로 더 효과적인 I/Q 데이터 압축 방식을 선택하는 데이터 압축 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a data compression method and apparatus, and more effectively I/Q data compression targeting an upward signal transmitted by a cable modem to a cable modem end device in a communication environment to which RoIP (RF signal over Internet Protocol) technology is applied. Data compression method and apparatus for selecting a method.

케이블 방송망은 광동축 혼합(HFC: Hybrid Fiber and Coaxial) 망을 이용하여 디지털 방송 및 인터넷 등의 서비스를 제공할 수 있는 네트워크이다. HFC 망은 광 케이블 구간 및 동축 구간이 혼합되어 이루어진 것으로, 기존에는 동축 구간이 약 1km 내외로 구성되어 있는 구조였으나, 최근 양방향/스마트 서비스의 원활한 수용을 위해 광 전송 구간이 가입자 측으로 가까이 옮겨지거나(Deep Fiber), 가입자까지 광 구간으로 구성되는 구조(FTTH: Fiber To The Home)로 발전하고 있다.The cable broadcasting network is a network capable of providing services such as digital broadcasting and the Internet using a hybrid fiber and coaxial (HFC) network. The HFC network is composed of a mixture of optical cable sections and coaxial sections. In the past, the coaxial section consisted of about 1 km or so, but recently, the optical transmission section has been moved closer to the subscriber for smooth acceptance of bidirectional/smart services ( Deep Fiber), which is developing into a structure composed of optical sections (FTTH: Fiber To The Home) to subscribers.

광 기반으로 케이블 방송 서비스를 제공하는 방법으로, RF/PON 기술이나 RFoG(RF over Glass) 기술들이 시도되었으나 전광 변환 부품 비용 등 구현 비용 문제로 보편적 도입이 되지 않았다. 이를 개선하기 위하여 셋탑박스 등 가입자 단말에서 송신하는 아날로그 RF 신호를 디지털화한 후, EPON(Ethernet PON)이나 GPON(Gigabit PON) 등의 광 기반 IP 망으로 전송하고, 헤드엔드에서 IP 망으로 전송된 셋탑박스의 상향 신호를 아날로그 RF 신호로 변환하여 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS: Cable Model Termination System)에 송신하는 RoIP 기술이 연구되어 적용되고 있다.As a method of providing a cable broadcasting service based on optical, RF/PON technology or RF over Glass (RFoG) technologies have been tried, but they have not been universally introduced due to implementation cost issues such as the cost of all-optical conversion components. To improve this, after digitizing the analog RF signal transmitted from the subscriber terminal such as a set-top box, it is transmitted to an optical-based IP network such as EPON (Ethernet PON) or GPON (Gigabit PON), and the set-top transmitted from the headend to the IP network. RoIP technology that converts the upstream signal of the box into an analog RF signal and transmits it to a cable model termination system (CMTS) has been researched and applied.

기존 케이블 모뎀이 전송하는 아날로그 데이터를 광망을 통해 IP 망으로 효율적으로 전달하기 위해 I/Q 데이터 압축 기술이 적용된다. 입력되는 아날로그 신호를 샘플링하여 양자화 과정을 거쳐 얻게 되는 I/Q 데이터는 입력되는 신호 세기에 따라 표현되는 값의 범위가 달라지게 된다. 신호세기가 클수록 더 많은 비트들이 해당 값을 표현하기 위해 사용되고 신호세기가 작으면 더 작은 값을 가지게 된다. I/Q 데이터 압축 기술은 압축 알고리즘 적용으로 인해 발생되는 압축 손실을 최소화 할 수 있어야 한다. 이를 위해 가능한 한 양자화된 I/Q 데이터의 유효 비트를 손실하지 않고 전송 할 수 있는 방법을 찾아야 한다. I/Q data compression technology is applied to efficiently transmit analog data transmitted from a conventional cable modem to an IP network through an optical network. I/Q data obtained by sampling the input analog signal and performing a quantization process has a range of values expressed according to the input signal strength. The larger the signal strength, the more bits are used to represent the value, and the smaller the signal strength, the smaller the value. I/Q data compression technology should be able to minimize the compression loss caused by applying the compression algorithm. To this end, it is necessary to find a method capable of transmitting quantized I/Q data without losing a valid bit.

일반적으로 다수의 단말들에 의해 송신되는 모든 신호에 대해 하나의 압축 알고리즘을 적용하게 되는데 이렇게 되면 실질적으로 신호세기가 낮은 단말들이 보내는 신호가 더 많은 손실을 포함하게 될 수 있게 되고 의미 없는 데이터들을 더 많이 전송하게 된다. In general, one compression algorithm is applied to all signals transmitted by a plurality of terminals. In this case, signals transmitted by terminals having a substantially low signal strength may include more loss and more meaningless data may be added. It will send a lot.

본 발명이 해결하려는 과제는 케이블 모뎀이 케이블 모뎀 종단 장치로 전송하는 상향 신호의 I/Q 데이터에 대한 압축률을 향상시키고 전송 효율을 향상시킬 수 있는 데이터 압축 방법 및 장치를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a data compression method and apparatus capable of improving the compression rate for I/Q data of the uplink signal transmitted by the cable modem to the cable modem termination device and improving transmission efficiency.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 가입자 측에 위치한 RoIP 단말이 케이블 모뎀으로부터 수신한 데이터를 케이블 모뎀 종단 장치로 전송하기 위해 상기 데이터를 압축하는 방법이 제공된다. 선택적 데이터 압축 방법은 적어도 하나의 케이블 모뎀으로부터 상향 신호를 수신하면, 수신된 상향 신호의 세기에 따라 케이블 모델별 신호를 분리하는 단계, 분리된 케이블 모뎀별 신호에 대한 I/Q 데이터에 대한 최대 유효 비트를 산출하는 단계, 상기 케이블 모뎀별 산출된 최대 유효 비트를 토대로 상기 케이블 모뎀별 압축 방식을 선택하는 단계, 그리고 상기 케이블 모뎀별 압축 방식에 따라 상기 케이블 모뎀별 신호에 대한 I/Q 데이터를 압축하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method of compressing the data in order to transmit the data received from the cable modem by the RoIP terminal located at the subscriber side to the cable modem termination device is provided. The selective data compression method, when receiving an uplink signal from at least one cable modem, isolating the signal for each cable model according to the strength of the received uplink signal, the maximum validity for I/Q data for the signal for each separated cable modem Calculating a bit, selecting a compression method for each cable modem based on the maximum effective bits calculated for each cable modem, and compressing I/Q data for the signal for each cable modem according to the compression method for each cable modem It includes the steps.

본 발명의 실시 예에 의하면, 신호의 세기에 따라 양자화된 I/Q 데이터의 최대 유효 비트의 값이 영향을 받게 된다는 특성을 이용하여 신호 세기가 낮은 단말과 신호의 세기가 높은 단말들에 보다 효과적으로 작용할 수 있는 압축 방식을 다르게 선택함으로써 압축률을 향상시키고 전송 효율을 향상시키는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a terminal having a low signal strength and a terminal having a high signal strength are more effectively used by using a characteristic that the value of the maximum effective bit of the quantized I/Q data is affected by the signal strength. There is an effect of improving the compression rate and improving the transmission efficiency by differently selecting a compression method that can act.

도 1은 I/Q 데이터 샘플의 분포를 나타낸 그래프도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 기반 IP 망을 통한 DOCSIS 상향 신호 전송을 위한 RoIP 기술이 적용된 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 RoIP 헤드엔드 장치와 RoIP 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 RoIP 단말에서 압축 방식을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RoIP 단말에서 최대 유효 비트를 계산하는 방법의 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RoIP 단말과 RoIP 헤드엔드 장치 사이에 교환되는 정보를 설명하는 도면이다.1 is a graph showing the distribution of I/Q data samples.
2 is a diagram showing a system to which RoIP technology is applied for DOCSIS uplink transmission through an optical-based IP network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the RoIP headend device and the RoIP terminal shown in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating a method of selecting a compression method in the RoIP terminal illustrated in FIG. 3.
5 is a diagram illustrating another example of a method of calculating a maximum effective bit in a RoIP terminal according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating information exchanged between a RoIP terminal and a RoIP headend device according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

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.Throughout the specification and claims, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless specifically stated to the contrary.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 압축 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a data compression method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 I/Q 데이터 샘플의 분포를 나타낸 그래프도이다.1 is a graph showing the distribution of I/Q data samples.

도 1에 도시한 바와 같이, 케이블 모뎀으로부터 수신한 아날로그 신호를 양자화한 I/Q 데이터 샘플들을 분석해 보면 특정 유효 비트를 가지는 샘플들이 주를 이룬다. 유효 비트가 13비트에서 15비트를 가지는 데이터 샘플이 전체의 77.3%를 상회하고 최대 유효 비트는 16비트이다. 이 상태에서 수신 신호의 세기가 줄어들면 전체 I/Q 데이터 분포도는 도 1에 도시된 그래프와 같은 모양을 유지하면서 최대 유효 비트가 15비트 또는 14비트이면서 피크 부분이 왼쪽으로 이동하는 형태를 보이게 된다. As illustrated in FIG. 1, when analyzing I/Q data samples quantized from an analog signal received from a cable modem, samples having a specific valid bit dominate. A data sample having 13 to 15 bits of the effective bit exceeds 77.3% of the total, and the maximum valid bit is 16 bits. In this state, when the strength of the received signal is reduced, the overall I/Q data distribution diagram shows a shape in which the peak portion moves to the left while the maximum effective bit is 15 or 14 bits while maintaining the shape as shown in FIG. 1. .

이렇게 입력되는 신호의 최대 유효 비트가 달라지면 I/Q 데이터의 부호 확장 비트를 제거하여 압축률을 증가시키면서 압축에 의한 손실을 방지할 수 있게 된다.When the maximum effective bit of the input signal is changed, the sign extension bit of the I/Q data is removed to increase the compression rate and prevent loss due to compression.

본 발명의 실시 예는 RoIP 기술이 적용된 HFC(Hybrid Fiber Coax) 망에서 케이블 모뎀들이 송신하는 상향 신호의 신호 세기 정보를 이용하여 단말 별로 서로 다른 압축 기준을 적용함으로써 효과적인 전송 효율을 제공할 수 있는 방법에 대해 기술한다. An embodiment of the present invention is a method capable of providing effective transmission efficiency by applying different compression criteria for each terminal using signal strength information of an uplink signal transmitted by cable modems in a HFC (Hybrid Fiber Coax) network to which RoIP technology is applied. Describe.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 기반 IP 망을 통한 DOCSIS 상향 신호 전송을 위한 RoIP 기술이 적용된 시스템을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a system to which RoIP technology is applied for DOCSIS uplink transmission through an optical-based IP network according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광 기반 IP 망을 통한 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 상향 신호 전송을 위한 RoIP 기술이 적용된 시스템은 케이블 모뎀 종단 장치(310), IP 기반 미디어 RF 연동 장치(이하, "RoIP 헤드엔드 장치"라 함, 200), 광 가입자망 전송 장치(Optical Line Terminal; OLT, 330), WDM(Wavelength Division Multiplexing) 다중화 장치(340), RF 기반 가입자 미디어 IP 접속 단말(이하, "RoIP 단말"이라 함, 100), 광 가입자망 단말(Optical network termination; ONT, 350) 및 케이블 모뎀(CM, 320)을 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 케이블 모뎀(320) 대신 셋탑 박스를 포함할 수 있고, 케이블 모뎀(320)과 셋탑박스를 모두 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 2, a system to which a RoIP technology for transmitting a data over cable service interface specification (DOCSIS) uplink signal through an optical-based IP network according to an embodiment of the present invention is applied is a cable modem termination device 310, IP-based media RF interlocking device (hereinafter referred to as "RoIP headend device", 200), optical subscriber network transmission device (Optical Line Terminal; OLT, 330), WDM (Wavelength Division Multiplexing) multiplexing device 340, RF-based subscriber media IP And an access terminal (hereinafter referred to as “RoIP terminal”, 100), an optical network termination (ONT, 350), and a cable modem (CM, 320). At this time, the system according to an embodiment of the present invention may include a set-top box instead of the cable modem 320, and may also include both the cable modem 320 and the set-top box.

본 발명의 실시 예에 따른 시스템에 있어서, 케이블 모뎀 종단 장치(310)에서 케이블 모뎀(320)으로 전송되는 하향 RF 신호의 경우, 케이블 모뎀 종단 장치(310)에서 출력되는 하향 RF 신호는 WDM 다중화 장치(340)에서 별도의 방송용 파장의 광 신호로 변환된 뒤 광 케이블을 통하여 가입자 측에 전송된다(S10). 여기서, 광 케이블의 종단점에 위치한 RoIP 단말(100)은 방송용 파장으로 전송된 하향 신호를 분리하여 전기 신호로 변환한 후, 케이블 모뎀(320)으로 출력한다. In the system according to an embodiment of the present invention, in the case of a downlink RF signal transmitted from the cable modem termination device 310 to the cable modem 320, the downlink RF signal output from the cable modem termination device 310 is a WDM multiplexing device After converting to a separate broadcast wavelength optical signal at 340, it is transmitted to the subscriber side through an optical cable (S10). Here, the RoIP terminal 100 located at the end point of the optical cable separates the downlink signal transmitted at a broadcast wavelength, converts it into an electrical signal, and outputs it to the cable modem 320.

본 발명의 실시 예에 따른 시스템에 있어서 케이블 모뎀(320)에서 발생한 상향 RF 신호는 RoIP 단말(100)에서 디지털 신호로 변환된 후, IP 형태로 광 가입자 망을 통하여 RoIP 헤드엔드 장치(200)로 전송된다. 즉, 케이블 모뎀(320)에서 발생한 상향 RF 신호는 가입자 측의 광 가입자망 단말(350)로부터 서비스 공급자 측의 광 가입자망 전송 장치(330)로 전송된다. 그리고 IP 형태의 상향 신호는 RoIP 헤드엔드 장치(200)에서 원래의 상향 RF 신호로 변환되어 케이블 모뎀 종단 장치(310)로 전송된다(S20). In the system according to an embodiment of the present invention, the uplink RF signal generated by the cable modem 320 is converted into a digital signal by the RoIP terminal 100 and then transmitted to the RoIP headend device 200 through an optical subscriber network in the form of IP. Is transmitted. That is, the uplink RF signal generated by the cable modem 320 is transmitted from the optical subscriber network terminal 350 on the subscriber side to the optical subscriber network transmission device 330 on the service provider side. Then, the uplink signal in the IP form is converted to the original uplink RF signal in the RoIP headend device 200 and transmitted to the cable modem termination device 310 (S20).

이때, 광 가입자망 단말(350)과 RoIP 단말(100)은 별도의 장치로 구현될 수도 있고, 하나의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. At this time, the optical subscriber network terminal 350 and the RoIP terminal 100 may be implemented as separate devices or may be implemented as one functional block.

여기서, RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀(320)으로부터 수신한 상향 RF 신호에 대해 I/Q 데이터 압축 알고리즘을 적용하여 한정된 대역폭을 이용하여 보다 많은 데이터를 보다 빠르게 전송하는 기능을 포함한다. 이렇게 압축된 데이터는 RoIP 헤드엔드 장치(200)에서 원래의 데이터로 복원되어 케이블 모뎀 종단 장치(310)로 전달된다. Here, the RoIP terminal 100 includes a function of transmitting more data faster using a limited bandwidth by applying an I/Q data compression algorithm to the uplink RF signal received from the cable modem 320. The compressed data is restored to the original data in the RoIP headend device 200 and transmitted to the cable modem termination device 310.

또한 케이블 모뎀 종단 장치(310)와 케이블 모뎀(320)간에 DOCSIS 규격에 따른 초기 레인징(Ranging) 절차와 주기적인 레인징 절차들이 이루어지는데, 케이블 모뎀(320)의 레인징 요구 메시지(RNG-REG)에 대한 응답으로 케이블 모뎀 종단 장치(310)가 레인징 응답 메시지(RNG-RSP)를 보낼 때, 케이블 모뎀(320)이 데이터를 전송할 때 사용해야 할 신호 세기 정보를 전달하고 케이블 모뎀(320)이 이 값을 기준으로 하여 상향 RF 신호를 송신하게 된다. In addition, between the cable modem termination device 310 and the cable modem 320, initial ranging procedures according to DOCSIS standards and periodic ranging procedures are performed. The ranging request message (RNG-REG) of the cable modem 320 is performed. ) When the cable modem termination device 310 sends a ranging response message (RNG-RSP), the cable modem 320 transmits signal strength information to be used when transmitting data, and the cable modem 320 The uplink RF signal is transmitted based on this value.

도 3은 도 2에 도시된 RoIP 헤드엔드 장치와 RoIP 단말의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the RoIP headend device and the RoIP terminal shown in FIG. 2.

도 3을 참고하면, RoIP 단말(100)은 신호 분리부(110), 최대 유효 비트 산출부(120), 압축 규칙 관리부(130), 압축 방식 선택부(140), 압축 기준 관리 및 전송부(150) 및 I/Q 데이터 압축부(160)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the RoIP terminal 100 includes a signal separation unit 110, a maximum effective bit calculation unit 120, a compression rule management unit 130, a compression method selection unit 140, a compression reference management and transmission unit ( 150) and I/Q data compression unit 160.

신호 분리부(110)는 가입자의 댁내에 위치한 케이블 모뎀들(CM1~CMn)로부터 상향 RF 신호를 수신하면, 수신한 상향 RF 신호의 파워를 측정하여 케이블 모뎀별(CM1~CMn)로 신호를 분리한다. When the signal separation unit 110 receives the uplink RF signal from the cable modems CM 1 to CM n located in the subscriber's premises, the power of the received uplink RF signal is measured to measure the cable modem-specific (CM 1 to CM n ). To separate the signal.

최대 유효 비트 산출부(120)는 신호 분리부(110)로부터 분리된 케이블 모뎀별(CM1~CMn) 신호에 대한 I/Q 데이터를 생성하고, I/Q 데이터의 최대 유효 비트를 측정한다. 또한 최대 유효 비트 산출부(120)는 레인징 절차에서 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)에 할당된 송신 신호 세기를 참조하여 해당 케이블 모뎀(CM1~CMn)의 신호가 가질 수 있는 I/Q 데이터의 최대 유효 비트를 계산할 수 있다. The maximum effective bit calculator 120 generates I/Q data for each cable modem-specific (CM 1 to CM n ) signal separated from the signal separator 110 and measures the maximum effective bit of the I/Q data. . In addition, the maximum effective bit calculating unit 120 refers to the transmission signal strength allocated to each cable modem (CM 1 ~ CM n ) in the ranging procedure, the signal of the corresponding cable modem (CM 1 ~ CM n ) can have I /Q Can calculate the most significant bit of data.

압축 규칙 관리부(130)는 계산된 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)의 최대 유효 비트 값에 의거하여 압축 기준을 설정하고, 이를 저장하고 관리한다. 일 실시 예로, I/Q 데이터를 복수의 그룹으로 나누어 그룹 별로 서로 다른 전송 비트 구간을 설정하는 방식을 적용할 수 있다. 최대 유효 비트가 16비트일 경우 그룹1은 16비트인 샘플, 그룹2는 15~13비트인 샘플, 그룹3은 12비트이하인 샘플들로 그룹을 지정하고 그룹1은 상위 2비트와 하위 8비트, 그룹 2는 상위 1비트와 하위 9비트, 그룹 3은 상위 5비트와 하위 7비트를 제거하고 나머지 비트들만 전송할 수 있도록 한다. 이러한 압축 기준을 규칙 1로 지정한다. 최대 유효 비트가 15인 경우 그룹1은 16~15비트, 그룹2는 14~11비트, 그룹3은 10비트 이하인 샘플들로 구분하고 그룹1은 상위 3비트와 하위 7비트, 그룹 2는 상위 2비트와 하위 8비트, 그룹 3은 상위 6비트와 하위 6비트를 제거하고 나머지 비트들만 전송한다. 이 압축 기준을 규칙 2로 지정한다. 압축 규칙 관리부(130)는 이와 같은 방법으로 최대 유효 비트가 어떤 값이냐에 따라 그룹을 나누는 기준과 각 그룹 별로 제거하여야 할 비트 수를 지정하여 압축 규칙을 설정하여 이를 저장 관리할 수 있다. The compression rule management unit 130 sets a compression criterion based on the calculated maximum effective bit value of each cable modem (CM 1 to CM n ), stores it, and manages it. As an example, a method of dividing I/Q data into a plurality of groups and setting different transmission bit periods for each group may be applied. When the maximum effective bit is 16 bits, group 1 is a 16-bit sample, group 2 is a 15 to 13-bit sample, group 3 is a group of 12 bits or less, and group 1 is the upper 2 bits and the lower 8 bits, Group 2 removes the upper 1 bit and the lower 9 bits, and group 3 removes the upper 5 bits and lower 7 bits so that only the remaining bits can be transmitted. This compression criterion is designated as Rule 1. When the maximum effective bit is 15, Group 1 is divided into samples with 16~15 bits, Group 2 with 14~11 bits, Group 3 with 10 bits or less, and Group 1 is the upper 3 bits and the lower 7 bits, and Group 2 is the upper 2 The bit and the lower 8 bits, group 3 removes the upper 6 bits and the lower 6 bits, and transmits only the remaining bits. This compression criterion is designated as Rule 2. In this way, the compression rule management unit 130 may set a compression rule by specifying a criterion for dividing a group and the number of bits to be removed for each group according to what the maximum effective bit is, and store and manage it.

압축 규칙 관리부(130)는 압축 규칙에 대한 정보들을 RoIP 헤드엔드 장치(200)의 압축 규칙 관리부(230)와 별도의 시그날링을 통해 교환하며, RoIP 헤드엔드 장치(200)의 압축 규칙 관리부(230)로부터 압축 규칙에 수정 사항이 발생되면, 시스템 운용 중에도 수정된 규칙 정보들을 교환하여 서로간의 압축 규칙 정보를 일치시킨다. The compression rule management unit 130 exchanges information about compression rules through a separate signaling with the compression rule management unit 230 of the RoIP headend device 200, and the compression rule management unit 230 of the RoIP headend device 200 ) When a modification occurs in the compression rule, the modified rule information is exchanged during system operation to match the compression rule information between them.

한편, 압축 규칙 관리부(130, 230)에서 사용될 수 있는 압축 규칙들은 일 실시 예로 정의한 압축 기준 이외에 그룹핑 없이 모든 샘플들에 대해 무조건 하위 8비트를 제거하는 경우 등과 같이 필요한 압축 기준들을 설정하여 저장하는 것도 가능하다.On the other hand, compression rules that can be used in the compression rule management units 130 and 230 are also set and stored as necessary compression criteria, such as when the lower 8 bits are unconditionally removed for all samples without grouping in addition to the compression criteria defined in one embodiment. It is possible.

압축 방식 선택부(140)는 각 케이블 모뎀 별(CM1~CMn)로 계산 되거나 산출된 최대 유효 비트 값을 이용하여 기 저장된 압축 규칙들 중 적합한 규칙을 선택한다. 이렇게 하면, 케이블 모뎀별(CM1~CMn)로 하나의 압축 규칙이 할당된다. The compression method selection unit 140 selects a suitable rule among pre-stored compression rules using the maximum effective bit value calculated or calculated for each cable modem (CM 1 to CM n ). In this way, one compression rule is assigned per cable modem (CM 1 to CM n ).

압축기준 관리 및 전송부(150)는 할당된 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)의 압축 규칙을 케이블 모뎀 식별자와 함께 저장하고 수신자인 RoIP 헤드엔드 장치(200)에 이를 알리기 위해 메시지를 생성하여 송신한다. 압축기준 관리 및 전송부(150)는 케이블 모뎀 별(CM1~CMn)로 할당된 압축 규칙에 대한 매핑 테이블을 유지 관리할 수 있다. 할당된 압축 규칙은 시스템이 동작 중에 상향 신호의 상태가 달라지면 수정되어 할당되고 이러한 변경 사항들이 매핑 테이블에 반영된다. 압축기준 관리 및 전송부(150)는 RoIP 헤드엔드 장치(200)가 RoIP 단말(100)로부터 수신된 압축된 I/Q 데이터를 복원할 수 있도록 하기 위하여 특정 케이블 모뎀에 적용된 압축 규칙을 RoIP 헤드엔드 장치(200)로 전송한다. The compression standard management and transmission unit 150 stores a compression rule of each assigned cable modem (CM 1 to CM n ) together with the cable modem identifier and generates a message to notify the recipient RoIP headend device 200 of this. Send. The compression standard management and transmission unit 150 may maintain a mapping table for compression rules allocated for each cable modem (CM 1 to CM n ). The assigned compression rule is modified and assigned when the state of the uplink signal is changed while the system is operating, and these changes are reflected in the mapping table. The compression standard management and transmission unit 150 applies a compression rule applied to a specific cable modem to enable the RoIP headend device 200 to restore compressed I/Q data received from the RoIP terminal 100. Device 200.

I/Q 데이터 압축부(160)는 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)에 대한 압축 규칙이 정해지면 해당 케이블 모뎀(CM1~CMn)으로부터 수신되는 신호의 I/Q 데이터에 대해 압축 규칙에 따라 압축하여 RoIP 헤드엔드 장치(200)로 전송한다. When the compression rule for each cable modem (CM 1 to CM n ) is determined, the I/Q data compression unit 160 compresses the I/Q data of the signal received from the corresponding cable modem (CM 1 to CM n ). According to the compression, it is transmitted to the RoIP headend device 200.

RoIP 헤드엔드 장치(200)는 압축 기준 관리 및 분석부(210), I/Q 데이터 복원부(220) 및 압축 규칙 관리부(230)를 포함한다. The RoIP headend device 200 includes a compression criterion management and analysis unit 210, an I/Q data restoration unit 220, and a compression rule management unit 230.

압축 기준 관리 및 분석부(210)는 압축기준 관리 및 전송부(150)로부터 특정 케이블 모뎀 식별자와 함께 해당 케이블 모뎀(CM1~CMn)에 적용된 압축 규칙에 대한 수신하면, 이를 분석하여 각 케이블 모뎀 식별자와 압축 규칙을 매칭하여 저장 및 관리하고, I/Q 데이터 복원에 활용할 수 있도록 한다.When the compression standard management and analysis unit 210 receives a compression rule applied to a corresponding cable modem (CM 1 to CM n ) together with a specific cable modem identifier from the compression standard management and transmission unit 150, each cable is analyzed and analyzed. Modem identifier and compression rule are matched to be stored and managed, and used to restore I/Q data.

I/Q 데이터 복원부(220)는 RoIP 단말(100)로부터 압축된 I/Q 데이터를 수신하면, 압축 기준 관리 및 분석부(210)로부터 해당 케이블 모뎀(CM1~CMn)에 적용된 압축 규칙에 대한 정보를 수신하고 이를 기반으로 압축된 I/Q 데이터를 복원한다.When the I/Q data restoration unit 220 receives compressed I/Q data from the RoIP terminal 100, compression rules applied to the corresponding cable modems CM 1 to CM n from the compression standard management and analysis unit 210 It receives information on and restores the compressed I/Q data based on it.

압축 규칙 관리부(230)는 RoIP 단말(100)의 압축 규칙 관리부(130)와 압축 규칙에 대한 정보들을 교환하며, 압축 규칙에 대한 정보를 저장 및 관리한다. The compression rule management unit 230 exchanges information about compression rules with the compression rule management unit 130 of the RoIP terminal 100, and stores and manages information about compression rules.

도 4는 도 3에 도시된 RoIP 단말에서 압축 방식을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of selecting a compression method in the RoIP terminal illustrated in FIG. 3.

도 4를 참고하면, RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀들(CM1~CMn)로부터 상향 RF 신호를 수신하면(S410), 케이블 모뎀별(CM1~CMn)로 신호를 분리한다(S420). Referring to FIG. 4, when the RoIP terminal 100 receives an uplink RF signal from the cable modems CM 1 to CM n (S410), it separates the signal into each cable modem (CM 1 to CM n ) (S420). ).

RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀별(CM1~CMn)로 분리된 신호에 대한 I/Q 데이터를 생성하고(S430), I/Q 데이터의 최대 유효 비트를 측정한다(S440). The RoIP terminal 100 generates I/Q data for signals separated by cable modems (CM 1 to CM n ) (S430), and measures the maximum effective bit of the I/Q data (S440).

RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀별(CM1~CMn) I/Q 데이터의 최대 유효 비트를 토대로 케이블 모뎀별(CM1~CMn)로 적용할 압축 방식을 선택한다(S450).RoIP terminal 100 by the cable modem (CM CM 1 ~ n) to select the compression method to be applied to each cable modem (CM CM 1 ~ n) on the basis of the most significant bit of the I / Q data (S450).

RoIP 단말(100)은 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)의 압축 방식을 케이블 모뎀 식별자와 함께 매핑하여 관리하고(S460), RoIP 헤드엔드 장치(200)에 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)의 압축 방식을 케이블 모뎀 식별자와 함께 전송한다(S470).The RoIP terminal 100 maps and manages the compression method of each cable modem (CM 1 to CM n ) together with the cable modem identifier (S460), and transmits each cable modem (CM 1 to CM n ) to the RoIP headend device 200. ) Is transmitted along with the cable modem identifier (S470).

I/Q 데이터 압축부(160)는 각 케이블 모뎀(CM1~CMn)에 대한 압축 규칙이 정해지면 해당 케이블 모뎀(CM1~CMn)으로부터 수신되는 신호의 I/Q 데이터에 대해 압축 규칙에 따라 압축하여 RoIP 헤드엔드 장치(200)로 전송한다(S480, S490).When the compression rule for each cable modem (CM 1 to CM n ) is determined, the I/Q data compression unit 160 compresses the I/Q data of the signal received from the corresponding cable modem (CM 1 to CM n ). According to the compression, it is transmitted to the RoIP headend device 200 (S480, S490).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RoIP 단말에서 최대 유효 비트를 계산하는 방법의 다른 일 예를 설명하는 도면이다.5 is a diagram illustrating another example of a method of calculating a maximum effective bit in a RoIP terminal according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 케이블 모뎀 종단 장치(310)와 케이블 모뎀(320)간에는 DOCSIS 규격에 따른 초기 레인징 절차와 주기적인 레인징 절차들이 수행된다. 레인징 절차에서 케이블 모뎀(320)은 레인징 요구 메시지를 케이블 모뎀 종단 장치(310)로 전송하고, 케이블 모뎀 종단 장치(310)는 레인징 요구 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답 메시지를 케이블 모뎀(320)으로 전송한다. 케이블 모뎀 종단 장치(310)는 레인징 응답 메시지를 전송할 때 케이블 모뎀(320)이 데이터를 전송할 때 사용해야 할 신호 세기 정보를 전달한다.Referring to FIG. 5, an initial ranging procedure and a periodic ranging procedure according to the DOCSIS standard are performed between the cable modem termination device 310 and the cable modem 320. In the ranging procedure, the cable modem 320 transmits a ranging request message to the cable modem termination device 310, and the cable modem termination device 310 transmits a ranging response message in response to the ranging request message. 320). The cable modem termination device 310 transmits signal strength information to be used when the cable modem 320 transmits data when transmitting a ranging response message.

RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀 종단 장치(310)가 전송한 레인징 응답 메시지를 수신하면(S510), 레인징 응답 메시지로부터 해당 케이블 모뎀의 신호 세기 정보를 획득한다(S520). When the RoIP terminal 100 receives the ranging response message transmitted by the cable modem termination device 310 (S510), it acquires signal strength information of the corresponding cable modem from the ranging response message (S520).

RoIP 단말(100)은 해당 케이블 모뎀의 신호 세기 정보를 토대로 최대 유효 비트를 계산할 수 있다(S530). The RoIP terminal 100 may calculate the maximum effective bit based on the signal strength information of the corresponding cable modem (S530).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RoIP 단말과 RoIP 헤드엔드 장치 사이에 교환되는 정보를 설명하는 도면이다.6 is a diagram illustrating information exchanged between a RoIP terminal and a RoIP headend device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, RoIP 단말(100)은 케이블 모뎀별 압축 규칙에 따라 I/Q 데이터에 대한 압축 기능을 수행하고, RoIP 헤드엔드 장치(200)는 케이블 모뎀별 압축 규칙에 따라 압축된 I/Q 데이터에 대한 복원기능을 수행한다. 이때 압축 기준에 따른 압축 규칙은 RoIP 단말(100)의 압축 규칙 관리부(130)와 RoIP 헤드엔드 장치(200)의 압축 규칙 관리부(230) 사이에서 공유된다. 압축 규칙에 수정 사항이 발생되면, 시스템 운용 중에도 수정된 규칙 정보들은 RoIP 단말(100)의 압축 규칙 관리부(130)와 RoIP 헤드엔드 장치(200)의 압축 규칙 관리부(230) 사이에서 서로 교환된다. Referring to FIG. 6, the RoIP terminal 100 performs a compression function for I/Q data according to compression rules for each cable modem, and the RoIP headend device 200 compresses I/ compressed according to compression rules for each cable modem. Q Performs the restoration function for data. At this time, the compression rule according to the compression criterion is shared between the compression rule management unit 130 of the RoIP terminal 100 and the compression rule management unit 230 of the RoIP headend device 200. When a modification is made to the compression rule, the modified rule information is exchanged between the compression rule management unit 130 of the RoIP terminal 100 and the compression rule management unit 230 of the RoIP headend device 200 even during system operation.

또한 RoIP 단말(100)에서 케이블 모뎀으로부터 수신된 신호의 특성이 변해서 최대 유효 비트가 달라진 경우, 해당 케이블 모뎀으로부터 수신되는 신호에 대한 압축 방식도 달라질 수 있으므로, 반복적인 모니터링 과정을 통해 RoIP 단말(100)의 압축 기준 관리 및 전송부(150)와 RoIP 헤드엔드 장치(200)의 압축 기준 관리 및 분석부(210) 사이에서 케이블 모뎀의 변경된 압축 방식에 대한 정보를 서로 주고 받을 수 있다. In addition, when the characteristics of the signal received from the cable modem is changed in the RoIP terminal 100 and the maximum effective bit is changed, the compression method for the signal received from the corresponding cable modem may also be changed. ) Between the compression reference management and transmission unit 150 of the RoIP headend device 200 and the compression reference management and analysis unit 210 of the RoIP headend device 200.

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. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (1)

가입자 측에 위치한 RoIP(RF signal over Internet Protocol) 단말이 케이블 모뎀으로부터 수신한 데이터를 케이블 모뎀 종단 장치로 전송하기 위해 상기 데이터를 압축하는 방법으로서,
적어도 하나의 케이블 모뎀으로부터 상향 신호를 수신하면, 수신된 상향 신호의 세기에 따라 케이블 모델별 신호를 분리하는 단계,
분리된 케이블 모뎀별 신호에 대한 I/Q 데이터에 대한 최대 유효 비트를 산출하는 단계,
상기 케이블 모뎀별 산출된 최대 유효 비트를 토대로 상기 케이블 모뎀별 압축 방식을 선택하는 단계, 그리고
상기 케이블 모뎀별 압축 방식에 따라 상기 케이블 모뎀별 신호에 대한 I/Q 데이터를 압축하는 단계
를 포함하는 데이터 압축 방법.As a method of compressing the data in order to transmit the data received from the cable modem by the RoIP (RF signal over Internet Protocol) terminal located on the subscriber side to the cable modem termination device,
When receiving an upward signal from at least one cable modem, separating the signal for each cable model according to the strength of the received upward signal,
Calculating a maximum effective bit for I/Q data for a signal for each separated cable modem,
Selecting a compression method for each cable modem based on the maximum effective bits calculated for each cable modem, and
Compressing I/Q data for signals per cable modem according to the compression method for each cable modem
Data compression method comprising a.
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CN113259709A (en) * 2021-05-08 2021-08-13 成都卓元科技有限公司 Frame sequence embedding and identifying method for improving security of broadcast television broadcasting system

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