WO2012177062A2 - 메모리공유 기반의 dvb-t2/s2/c2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법 및 이를 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 - Google Patents

메모리공유 기반의 dvb-t2/s2/c2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법 및 이를 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a technology for processing a broadcasting signal of a piping format employed in DVB-T2 (Digital Video Broadcasting-The 2nd Generation Terrestrial), S2 (The 2nd Generation Satellite), C2 (The 2nd Generation Cable), and the like based on memory sharing. will be.
  • DVB-T2 Digital Video Broadcasting-The 2nd Generation Terrestrial
  • S2 The 2nd Generation Satellite
  • C2 The 2nd Generation Cable
  • the present invention provides a transmission medium for processing a broadcast stream signal transmitted in a piping method in a DVB-T2 / S2 / C2, etc., which is enacted as the next-generation technology standard for digital TV in Europe, in a receiving apparatus (eg, set-top box). It is divided into file mode, which reads and processes data files based on the data file, and Ethernet mode, which reproduces the broadcast stream delivered to Ethernet in real time, and then normal mode based on the data field format. It is possible to effectively divide DVB-T2 / S2 / C2 broadcast signal through application software running on general-purpose operating system by reducing system load of receiver through memory sharing technique, while processing by dividing into (NM mode) and high efficiency mode (HEM mode). It's about technology that allows you to play.
  • NM mode system load of receiver
  • HEM mode high efficiency mode
  • Digital video broadcasting (DVB), a European digital broadcasting technology, transmits and receives broadcast data using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).
  • DVB technology is derived from various types of DVB-T (terrestrial wave), DVB-S (satellite), DVB-C (cable), etc. based on the transmission medium, and defines the technology in an optimized manner for each transmission medium.
  • DVB 2nd Generation Work to improve the efficiency of the DVB broadcast has been in progress, which is called the second generation DVB (DVB 2nd Generation) to distinguish it from the existing DVB, DVB-T2 (terrestrial wave), DVB-S2 (satellite) based on the transmission medium ), DVB-C2 (cable).
  • DVB 2nd Generation DVB standards have improved the transmission efficiency more than 30% compared to the existing DVB, that is, the 1st generation DVB, and are much better. They also have the commercial advantages of using the existing broadcasting transmission infrastructure and receiving antenna. Test broadcasts are underway in some parts of Europe.
  • the second generation DVB has the advantage of using the existing receiving antenna as it is, but the receiver (set top box) needs to be applied to a product developed to meet the DVB-T2 / S2 / C2 standard. Since the DVB-T2 / S2 / C2 specification has been changed much compared to the first generation DVB, it is necessary to provide an optimal platform. Preferably, the integrated platform (common) is not required for the terrestrial, satellite, and cable development. If you can configure the receiving device (platform), it will be convenient in many ways.
  • a set-top box equipped with a general-purpose operating system such as the Android platform or the Windows series is being developed.
  • a process for receiving and processing broadcast signals exists as only one software operating on the general-purpose operating system.
  • the structure of the conventional digital broadcasting receiver is advantageous when designing as an embedded platform, so it is not very suitable to be applied to a platform based on a general operating system.
  • the existing digital broadcasting receiver has a disadvantage that seriously interferes with the operation of other software operating on a general-purpose operating system, and requires a dedicated memory for receiving a broadcast or excessive use of system memory in the process of processing broadcast data. Since there are many problems such as this, it is desirable to develop an optimized digital broadcasting receiver.
  • An object of the present invention is to provide a technique for processing broadcasting signals in a piping format employed in DVB-T2 / S2 / C2 based on memory sharing.
  • an object of the present invention is to process a broadcast stream signal transmitted in a piping method from a DVB-T2 / S2 / C2, etc., which is enacted as the next-generation technology standard for digital TV in Europe, in a receiving apparatus (eg, set-top box).
  • Modeling is divided into file mode, which reads and processes data files based on transmission media, and Ethernet mode, which plays broadcast streams delivered to Ethernet in real time, and then normal mode (NM mode) and high efficiency based on data field formats. It is possible to reduce the system load of the receiving device through memory sharing technique and to effectively reproduce DVB-T2 / S2 / C2 broadcast signals through application software running on the general-purpose operating system. To provide.
  • the present invention for achieving the above object is a memory sharing based DVB-T2 / S2 / C2 piping format broadcast signal performed by a digital broadcast receiver for receiving and processing a broadcast signal stream of DVB-T2 / S2 / C2 piping format
  • a processing method comprising: (A) identifying a file mode or an Ethernet mode and opening an input port accordingly; (B) receiving from the system memory a shared memory for processing the broadcast signal stream provided through the input port; (C) receiving a broadcast signal stream through the open input port and sequentially storing them in a shared memory; (D) gathering the MPEG2-TS packet stream from the baseband frame by performing DVB piping on the received broadcast signal stream; (E) generating and parsing T2-MI for the gathered MPEG2-TS packet stream; (F) parsing the header of the baseband frame to identify a normal mode (NM mode) and a high efficiency mode (HEM mode) as stream transmission modes; (G) extracting actual content data for the gathered MPEG2-TS packet stream
  • step (B) is performed when the digital broadcasting receiver is powered on and cold boots, and in step (C), the broadcast signal stream of the baseband frame received and step (D) are gathered.
  • the MPEG2-TS packet stream and the actual content data extracted in step (G) are preferably stored in the shared memory allocated in step (B).
  • step (G) when the stream transmission mode identified in step (F) is a normal mode, step (G) includes: setting synchronization for the gathered MPEG2-TS packet streams; Determining whether NULL packet deletion is applied to the MPEG2-TS packet stream through the DNP field of the MPEG2-TS packet stream; Performing NULL packet reinsertion on the MPEG2-TS packet stream when NULL packet deletion is applied as a result of the determination; Performing CRC-8 decoding on the MPEG2-TS packet stream; And performing SyncByte reinsertion on the MPEG2-TS packet stream.
  • step (A) may include identifying a file mode when the broadcast receiving channel of the digital broadcasting receiver is a broadcast stream channel of MPEG2-TS;
  • identifying in the Ethernet mode preferably comprises a.
  • the computer-readable recording medium records a piping format broadcast signal processing program for executing the memory sharing-based DVB-T2 / S2 / C2 piping format broadcast signal processing method as described above.
  • the next-generation technology standard for European digital TV in receiving and processing the DVB-T2 / S2 / C2 broadcast signal, the next-generation technology standard for European digital TV, through the preprocessing step, independent of the type of individual technical specifications or the difference of transmission media (delivery network)
  • the memory sharing technique reduces the system load on the receiving device, effectively providing DVB-T2 / S2 / C2 broadcasting through application software running on a general-purpose operating system. The advantage is that the signal can be reproduced.
  • 1 is a diagram showing the overall configuration of a DVB-T2 system.
  • FIG. 2 is a flowchart conceptually illustrating a data processing process of a DVB-T2 receiver in the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart conceptually illustrating a process of parsing a baseband frame in the present invention.
  • FIG. 6 shows the field format of a baseband frame in DVB-T2.
  • T2-MI DVB-T2 modulator interface
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a baseband frame in a normal mode.
  • the audio, video, and data transmission method uses PLPs (Physical Layer Pipes) to select and use the existing MPEG2-TS broadcast stream method or DVB-GSE IP network method or simultaneously. Designed. At this time, it analyzes the DVB-T2 stream received by the digital broadcasting receiver (eg, set-top box), analyzes the L1 signal containing the configuration information, and analyzes the baseband frame including the actual program content. It is a technology to design a European digital TV reception system based on a general-purpose operating system (eg, Windows, Android, iOS, etc.) that plays content.
  • PLPs Physical Layer Pipes
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a DVB-T2 system.
  • DVB-S2 and DVB-C2 also have corresponding configurations.
  • FIG. 2 is a flowchart conceptually illustrating a process of processing broadcast stream data of a DVB-T2 receiver according to the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart conceptually illustrating a process of parsing a baseband frame.
  • 4 and 5 are flowcharts conceptually illustrating an operation process of the DVB-T2 receiver in the present invention.
  • the DVB-T2 standard aims to increase the transmission rate of digital TVs, enable flexible use of the transmission network, and in particular, serve HDTVs smoothly.
  • a broadcast stream packet is generated by a broadcasting station SS1 and collected by a gateway SS2 to deliver content data.
  • the delivery network of Interface B is composed of Ethernet.
  • the broadcasting program is delivered to the digital broadcasting receiver of each household in earnest.
  • an RF channel is indicated, but other transmission media may be used.
  • the T2 demodulator SS4 When receiving the broadcast data from the digital broadcasting receiver installed in each home, the T2 demodulator SS4 performs demodulation, and the MPEG decoder SS5 restores the audio / video data to implement the broadcast program to the user.
  • audio, video, and data are transmitted using the PLPs, and either of the MPEG2-TS streams and the DVB-GSE IP network can be selected or used together. .
  • a digital broadcasting receiver receives an input stream provided from a broadcasting station (S110).
  • an input stream is classified into a file mode stream and an Ethernet mode stream based on the characteristics of a transmission medium.
  • the file mode stream means that the content data is transmitted through its own transmission medium such as MPEG2-TS provided by RF.
  • the file mode stream is collected in an appropriate size from the input buffer and provided to the processing module.
  • the Ethernet mode stream means that content data is transmitted in, for example, a UDP protocol packet through an Internet protocol such as DVB-GSE.
  • DVB-Piping is performed on the provided input stream, through which MPEG2-TS packet data in units of 188 bytes can be obtained.
  • Data Piping is an encapsulation method that provides minimal information about how to filter and collect data from MPEG2 TS. Since DVB utilizes a method of dividing a baseband frame (for example, 64800 bytes) into MPEG2-TS packets (188 bytes) and transmitting the DVB-piping in step S120, the DVB-piping in the step S120 Corresponding.
  • DVB T2-MI DVB-T2 Modulator Interface
  • S130 a process of generating DVB-T2 Modulator Interface (DVB T2-MI) (S130) and parsing again (S140) is performed.
  • the DVB T2-MI generation process reconstructs the packet that meets the T2MI standard, that is, the T2MI packet, and then obtains necessary information from the T2MI packet through the DVB T2-MI parsing process.
  • data ie, T2MI packets
  • the data is independent from a transmission medium.
  • T2-MI 7 is a diagram conceptually illustrating a DVB-T2 modulator interface (T2-MI).
  • the data (signal) transmitted through T2-MI is briefly described as follows. First, it transmits baseband frame, transmits L1 signaling to configure T2 frame in modulator, transmits IQ vector for secondary stream, transmits DVB-T2 timestamp for synchronization, and FEF (Future Extension Frame) The work of transferring the data is done.
  • a baseband frame is parsed (S150).
  • a baseband frame is a large data structure having a payload of about 16200 to 64800 bytes, and is a kind of container for carrying broadcast content data.
  • a parsing process for the baseband frame will be described with reference to FIG. 3.
  • the field format of the baitband frame header is described in detail with reference to FIG. 6.
  • the baseband header is parsed to determine each field value of the BB header (S151).
  • DNP field a specific field
  • NPD-NULL Packet Deletion when it is determined that the transmitter applies NULL packet deletion (NPD-NULL Packet Deletion), it is reinserted (NPR-NULL Packet). Re-insertion) is performed to restore the original MPEG2-TS (S152). That is, when NPD is executed to improve the transmission efficiency at the transmitter, the number of deleted NULL packets is recorded in the DNP field. Therefore, when the NPD is executed at the transmitter by referring to this NPD field, the receiver NPR is reversed. Is to restore the original MPEG2-TS. Then, a CRC-8 decoding process for determining whether an error occurs in the baseband frame transmission process is performed (S153), and if normal, a packet stream is output to the output interface (S154).
  • MPEG-encoded broadcast stream data can be obtained.
  • MPEG2-TS is reproduced to implement a broadcast program to the user.
  • the input stream is identified from the type of the stream input channel of the receiving apparatus whether the file mode or the Ethernet mode (S210), the file port is opened (S220) or the Ethernet port is opened correspondingly (S230).
  • a method for identifying whether the file mode or Ethernet mode is set according to the user channel selection, for example, when the user sets the broadcast channel to the terrestrial broadcast stream channel, it will be identified as the file mode
  • DVB-GSE method When the user sets the broadcast channel to the channel of, it can be identified by the Ethernet mode.
  • the Ethernet mode the process of processing the IP frame data in the network module driver software of the receiving apparatus will be performed, but it is omitted herein.
  • the digital broadcasting receiver is allocated a shared memory to be used for processing the broadcast signal stream provided through the input port from the system memory.
  • the allocated shared memory is allocated when the software involved in playing the broadcast content is started or when the broadcast stream starts to be input. Accordingly, according to the present invention, a dedicated memory is not required and only as much memory as necessary is allocated. Will be used.
  • the allocation of the shared memory is preferably performed when the digital broadcasting receiver is powered on and cold booted in terms of system stabilization and guarantee of constant operation performance.
  • the broadcast signal streams received through the input port are sequentially stored in the storage space provided by the shared memory to cope with subsequent processing.
  • 0x47 which is a SyncByte of the MPEG2-TS packet
  • the baseband frame is divided and transmitted again like an MPEG2-TS packet of 188 bytes. Therefore, the receiver must find 0x47, which is a SyncByte, in order to perform DVB-piping. If the SyncByte is not found, it is regarded as an error situation.
  • SyncByte If the SyncByte is normally found, DVB-piping, parsing, and data gathering are performed (S250), thereby restoring a baseband frame having a large payload of 16200 to 64800 bytes. Subsequently, a T2-MI paring process S260 and a baseband header parsing process S270 are performed.
  • the stream transmission mode of the data included in the payload of the baseband frame is encoded in the normal mode (NM mode) or the high efficiency mode (HEM mode) (S280). It can be determined from the MATYPE field, which is the first 2 bytes of the baseband header.
  • the MPEG2-TS packet stream is demultiplexed (S340), and various headers, descriptors and system information data (SI data) obtained as a result of the demultiplexing are obtained (S350), and the audio / The video is played to the user (S360).
  • SI data system information data
  • the DVB-T2 receiving system analyzes the header of the baseband frame of the stream received from the file mode or the Ethernet mode, distinguishes between the normal mode and the high efficiency mode, and extracts the data of the actual content.
  • the operation process of the method of expressing the configuration information and the header information of the baseband frame and utilizing the method for sharing the memory with the DVB-T2 receiver from the transmitted MPEG2-TS content video and audio information has been presented.
  • the DVB-T2 technology uses a transmission method called a baseband frame.
  • the baseband frame for data packaging established in DVB-S2 can be used in DVB-T2 without any problem, and thus the compatibility is increased.
  • the DVB-T2 baseband frame configures header information according to the selection of the normal mode and the high efficiency mode.
  • the broadcast signal stream, the MPEG2-TS packet stream, and the actual content data of the baseband frame are stored while reusing the shared memory once allocated in the foregoing series of processes.
  • the invention can also be embodied in the form of computer readable codes on a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.
  • Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, which may be implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). .
  • the computer readable recording medium can also store and execute computer readable code in a distributed manner over networked computer systems. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.

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Abstract

본 발명은 DVB-T2/S2/C2 등에서 채용되는 파이핑 포맷의 방송신호를 메모리공유 기반으로 처리하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유럽향 디지털TV의 차세대 기술 표준으로 제정된 DVB-T2/S2/C2 등에서 파이핑 방식으로 전달되는 방송스트림 신호를 수신장치(예: 셋톱박스)에서 처리할 때 전송매체를 기준으로 데이터 파일을 읽어 처리하는 방식인 파일모드와 이더넷으로 전달되는 방송스트림을 실시간으로 재생하는 방식인 이더넷모드로 구분 모델링하고 다시 데이터필드 포맷을 기준으로 정상모드(NM 모드)와 고효율 모드(HEM 모드)로 구분하여 처리하면서 특히 메모리 공유 기법을 통하여 수신장치의 시스템 부하를 감소시켜 범용운영체제 상에서 구동되는 응용 소프트웨어를 통해 효과적으로 DVB-T2/S2/C2 방송신호를 재생할 수 있도록 해주는 기술에 관한 것이다.

Description

메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법 및 이를 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체
본 발명은 DVB-T2(Digital Video Broadcasting - The 2nd Generation Terrestrial), S2(The 2nd Generation Satellite), C2(The 2nd Generation Cable) 등에서 채용되는 파이핑 포맷의 방송신호를 메모리공유 기반으로 처리하는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 유럽향 디지털TV의 차세대 기술 표준으로 제정된 DVB-T2/S2/C2 등에서 파이핑 방식으로 전달되는 방송스트림 신호를 수신장치(예: 셋톱박스)에서 처리할 때 전송매체를 기준으로 데이터 파일을 읽어 처리하는 방식인 파일모드(File Mode)와 이더넷으로 전달되는 방송스트림을 실시간으로 재생하는 방식인 이더넷모드(Ethernet Mode)로 구분 모델링하고 다시 데이터필드 포맷을 기준으로 정상모드(NM 모드)와 고효율 모드(HEM 모드)로 구분하여 처리하면서 특히 메모리 공유 기법을 통하여 수신장치의 시스템 부하를 감소시켜 범용운영체제 상에서 구동되는 응용 소프트웨어를 통해 효과적으로 DVB-T2/S2/C2 방송신호를 재생할 수 있도록 해주는 기술에 관한 것이다.
유럽향 디지털 방송 기술인 DVB(Digital Video Broadcasting)는 멀티캐리어 변조방식인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 방송 데이터를 송수신한다. DVB 기술은 전송매체를 기준으로 DVB-T(지상파), DVB-S(위성), DVB-C(케이블) 등으로 다양하게 파생되는데, 각 전송매체에 최적화된 방식으로 기술을 규정한다.
이와 같은 DVB 방송의 효율을 높이기 위한 작업이 진행되어 왔는데, 이를 기존의 DVB와 구분되도록 2세대 DVB(DVB 2nd Generation)이라고 하며, 전송매체를 기준으로 DVB-T2(지상파), DVB-S2(위성), DVB-C2(케이블)라고 구분한다. 이들 2세대 DVB 규격은 기존의 DVB, 즉 1세대 DVB에 비해 전송효율을 30% 이상 향상시킨 것이어서 훨씬 우수할 뿐만 아니라, 기존의 방송송신 인프라와 수신안테나를 그대로 사용할 수 있는 상업적인 장점을 갖추고 있어 현재 유럽 일부 지역에서 시험방송을 진행하고 있는 상태이다.
이처럼 2세대 DVB는 기존의 수신안테나를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있으나 수신장치(셋톱박스)만큼은 DVB-T2/S2/C2 규격에 맞도록 개발된 제품을 적용해야 한다. DVB-T2/S2/C2 규격은 기존의 1세대 DVB에 비해 많은 부분이 변경되었기에 이에 최적으로 플랫폼을 마련할 필요가 있으며, 바람직하게는 지상파, 위성, 케이블마다 별개로 개발할 필요없이 통합 플랫폼(common platform)으로 수신장치를 구성할 수 있으면 여러모로 편리할 것이다.
또한, 안드로이드 플랫폼이나 윈도우즈 계열과 같은 범용 운영체제를 탑재한 셋톱박스가 개발되고 있는 추세인데, 이러한 수신장치에서는 방송신호를 수신하여 처리하는 프로세스가 범용 운영체제 상에서 동작하는 단지 하나의 소프트웨어로서 존재할 뿐이다. 반면, 기존의 디지털방송 수신장치의 구조는 임베디드 플랫폼으로 설계할 때에 유리한 구조이므로 범용 운영체제 기반의 플랫폼에 그대로 적용하기에는 그다지 적합하지 않다.
특히 기존의 디지털방송 수신장치는 범용 운영체제 상에서 동작하는 다른 소프트웨어의 동작을 심각하게 방해하는 단점도 있고, 방송수신을 위한 전용의 메모리를 요구하거나 혹은 방송데이터 처리 과정에서 시스템 메모리를 과다하게 사용하는 것과 같은 여러 문제점을 나타내고 있는 실정이어서 이에 최적화된 디지털방송 수신장치 개발이 요망된다.
본 발명의 목적은 DVB-T2/S2/C2 등에서 채용되는 파이핑 포맷의 방송신호를 메모리공유 기반으로 처리하는 기술을 제공하는 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 목적은 유럽향 디지털TV의 차세대 기술 표준으로 제정된 DVB-T2/S2/C2 등에서 파이핑 방식으로 전달되는 방송스트림 신호를 수신장치(예: 셋톱박스)에서 처리할 때 전송매체를 기준으로 데이터 파일을 읽어 처리하는 방식인 파일모드와 이더넷으로 전달되는 방송스트림을 실시간으로 재생하는 방식인 이더넷모드로 구분 모델링하고 다시 데이터필드 포맷을 기준으로 정상모드(NM 모드)와 고효율 모드(HEM 모드)로 구분하여 처리하면서 특히 메모리 공유 기법을 통하여 수신장치의 시스템 부하를 감소시켜 범용운영체제 상에서 구동되는 응용 소프트웨어를 통해 효과적으로 DVB-T2/S2/C2 방송신호를 재생할 수 있도록 해주는 기술을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷의 방송신호 스트림을 수신하여 처리하는 디지털방송 수신장치에서 수행하는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법으로서, (A) 파일모드 또는 이더넷모드를 식별하고 그에 따라 입력포트를 오픈하는 단계; (B) 시스템 메모리로부터 입력포트를 통해 제공되는 방송신호 스트림의 처리에 소요될 공유 메모리를 할당받는 단계; (C) 위 오픈된 입력포트를 통해 방송신호 스트림을 수신하여 공유 메모리에 순서대로 저장하는 단계; (D) 위 수신한 방송신호 스트림에 대해 DVB 파이핑을 수행하여 베이스밴드 프레임으로부터 MPEG2-TS 패킷스트림을 게더링하는 단계; (E) 그 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 T2-MI를 생성 및 파싱하는 단계; (F) 베이스밴드 프레임의 헤더를 파싱하여 스트림 전송모드로서 정상모드(NM 모드)와 고효율 모드(HEM 모드)를 식별하는 단계; (G) 그 식별된 스트림 전송모드에 대응하여 위 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대한 실질 콘텐츠 데이터를 추출하는 단계; (H) 공유 메모리에 위 추출된 실질 콘텐츠 데이터를 순서대로 저장하는 단계; (I) 공유 메모리 상에서 실질 콘텐츠 데이터를 MPEG2-TS 디코딩하여 방송 프로그램을 구현하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 방송신호 처리 방법에서 (B) 단계는 디지털방송 수신장치가 전원 온 되어 콜드부팅할 때 수행되고, (C) 단계에서 수신된 베이스밴드 프레임의 방송신호 스트림과 (D) 단계에서 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림과 (G) 단계에서 추출된 실질 콘텐츠 데이터는 (B) 단계에서 할당된 공유 메모리에 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 방송신호 처리 방법에서 (F) 단계에서 식별된 스트림 전송모드가 정상 모드인 경우에, (G) 단계는, 위 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 동기화 설정하는 단계; MPEG2-TS 패킷스트림의 DNP 필드를 통해 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 NULL 패킷 삭제의 적용 여부를 판단하는 단계; 그 판단 결과 NULL 패킷 삭제가 적용된 경우에는 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 NULL 패킷 재삽입을 수행하는 단계; MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 CRC-8 디코딩을 수행하는 단계; MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 SyncByte 재삽입을 수행하는 단계;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 (A) 단계는, 디지털방송 수신장치의 방송수신 채널이 MPEG2-TS의 방송스트림 채널인 경우에는 파일모드로 식별하는 단계; 디지털방송 수신장치의 방송수신 채널이 DVB-GSE 방식의 채널인 경우에는 이더넷모드로 식별하는 단계;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는 이상과 같은 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법을 실행하기 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 것이다.
본 발명에 따르면 유럽향 디지털TV의 차세대 기술 표준인 DVB-T2/S2/C2 방송신호를 수신하여 처리함에 있어서 전처리 단계를 통해 개별적인 기술사양의 종류나 전송매체(배송 네트워크)의 차이와는 독립적으로 파일모드와 이더넷모드로 구분 모델링하여 처리함으로써 효과적인 데이터 처리가 가능해지며, 특히 메모리 공유 기법을 통해 수신장치의 시스템 부하를 감소시킴으로써 범용운영체제 상에서 구동되는 응용 소프트웨어를 통해 효과적으로 DVB-T2/S2/C2 방송신호를 재생할 수 있도록 해주는 장점이 있다.
도 1은 DVB-T2 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에서 DVB-T2 수신장치의 데이터 처리과정을 개념적으로 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명에서 베이스밴드 프레임을 파싱하는 과정을 개념적으로 나타내는 순서도.
도 4와 도 5은 본 발명에서 DVB-T2 수신장치의 동작과정을 개념적으로 도시한 순서도.
도 6는 DVB-T2에서 베이스밴드 프레임의 필드 포맷을 나타내는 도면.
도 7은 DVB-T2 모듈레이터 인터페이스(T2-MI)를 개념적으로 나타내는 도면.
도 8은 정상모드에서 베이스밴드 프레임의 구성을 나타내는 도면.
도 9는 고효율 모드에서 베이스밴드 프레임의 구성을 나타내는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에서 오디오, 비디오, 데이터의 전송 방식은 PLPs(Physical Layer Pipes)방식을 채택하여 기존의 MPEG2-TS 방송스트림 방식 혹은 DVB-GSE IP네트워크 방식을 선택 사용하거나 동시에 같이 사용하여 전송할 수 있도록 설계되었다. 이때, 디지털방송 수신장치(예: 셋톱박스)로 수신되는 DVB-T2 스트림을 분석하여 구성정보를 담고 있는 L1 신호를 분석하고, 실질적인 방송프로그램 콘텐츠를 포함하고 있는 베이스밴드 프레임을 분석하여 비디오, 오디오 콘텐츠를 재생하는 범용운영체제(예: 윈도우, 안드로이드, iOS 등) 기반의 유럽향 디지털TV 수신 시스템을 설계하는 기술이다.
도 1은 DVB-T2 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 도면으로서, DVB-S2와 DVB-C2도 이에 대응되는 구성으로 이루어져 있다. 도 2는 본 발명에서 DVB-T2 수신장치의 방송스트림 데이터 처리과정을 개념적으로 나타내는 순서도이고, 도 3은 여기에서 베이스밴드 프레임을 파싱하는 과정을 개념적으로 나타내는 순서도이다. 또한, 도 4와 도 5은 본 발명에서 DVB-T2 수신장치의 동작과정을 개념적으로 도시한 순서도이다.
DVB-T2 표준은 디지털 TV의 전송률을 높이고 전송 네트워크를 유연하게 사용할 수 있으며 특히 HDTV를 원활하게 서비스하는 것을 핵심으로 하고 있다. 도 1을 참조하면 방송국(SS1)에서 방송스트림 패킷을 생성한 후 게이트웨이(SS2)에서 취합하여 콘텐츠 데이터를 배송한다. 지리적으로 이격된 여러 송신탑을 고려하여 인터페이스 B의 배송 네트워크는 이더넷으로 구성되는데, T2 모듈레이터(SS3)에서 적절히 모듈레이션이 이루어진 후 본격적으로 방송프로그램이 각 가정의 디지털방송 수신장치로 전달된다. 도 1에서는 RF 채널을 표기하였으나 다른 전송매체도 얼마든지 가능하다.
각 가정에 설치된 디지털방송 수신장치에서 이들 방송 데이터를 수신하면 T2 디모듈레이터(SS4)가 디모듈레이션을 수행하고, MPEG 디코더(SS5)가 오디오/비디오 데이터를 복원하여 사용자에게 방송 프로그램을 구현한다. 도 1의 DVB-T2 표준에서 오디오, 비디오, 데이터의 전송은 PLPs 방식을 채택하며, 이를 통해 MPEG2-TS 스트림 방식과 DVB-GSE IP네트워크 방식 중에서 어느 하나를 선택 사용하거나 같이 사용하여 전송할 수 있도록 하였다.
도 2를 참조하면, 먼저 디지털방송 수신장치는 방송국으로부터 제공되는 입력스트림을 입력받는다(S110) 본 발명에서는 전송매체의 성격을 기준으로 입력스트림을 파일모드 스트림과 이더넷모드 스트림으로 구분한다. 이중에서 파일모드 스트림은 RF로 제공되는 MPEG2-TS처럼 콘텐츠 데이터가 나름대로의 전송매체를 통해 전송되는 것을 의미하는데, 입력스트림을 제공받으면 입력 버퍼에서 적당한 사이즈로 취합하여 처리모듈로 제공한다. 한편, 이더넷모드 스트림은 DVB-GSE처럼 인터넷 프로토콜을 통해 콘텐츠 데이터가 예컨대 UDP 프로토콜 패킷으로 전송되는 것을 의미한다.
이어서, 이렇게 제공된 입력스트림에 대해 DVB 파이핑(DVB-Piping)을 수행하는데, 이를 통해 188 바이트 단위로 이루어지는 MPEG2-TS 패킷 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 파이핑(Data Piping)은 MPEG2 TS로부터 데이터를 걸러내고 모으는 방법에 대해 최소한의 정보만을 제공하는 캡슐화 방법이다. DVB에서는 베이스밴드 프레임(예: 64800 바이트)을 MPEG2-TS 패킷(188 바이트)의 형태로 분할해서 송신하는 방식을 활용하므로, 단계 (S120)의 DVB-파이핑은 이를 베이스밴드 프레임으로 재조합하는 과정에 대응된다.
이어서, DVB T2-MI(DVB-T2 Modulator Interface)를 생성하고(S130) 다시 파싱하는(S140) 과정을 수행한다. DVB T2-MI 생성 과정을 통해 T2MI 규격에 합치되는 패킷, 즉 T2MI 패킷을 재구성하고, 다시 DVB T2-MI 파싱 과정을 통해 T2MI 패킷에서 필요한 정보를 획득한다. 도 1을 참조하면, DVB T2-MI 생성과정을 거친 이후에 얻어지는 데이터(즉, T2MI 패킷)은 송신단(방송국)에서 인터페이스 B에 해당하게 되므로, 전송매체로부터 독립적이 된다.
한편, 도 7은 DVB-T2 모듈레이터 인터페이스(T2-MI)를 개념적으로 나타내는 도면이다. T2-MI를 통해 전송이 이루어지는 데이터(신호)를 간단하게 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 베이스밴드 프레임을 전송하고, 모듈레이터에서 T2 프레임을 구성하도록 L1 시그널링을 전송하고, 보조스트림을 위한 IQ 벡터를 전송하며, 동기화를 위한 DVB-T2 타임스탬프를 전송하며, FEF (Future Extension Frame) 데이터를 전송하는 작업이 이루어진다.
이어서, 베이스밴드 프레임을 파싱한다(S150). 베이스밴드 프레임은 16200 내지 64800 바이트 정도의 페이로드(payload)를 갖는 대규모 데이터 구조체로서, 방송 콘텐츠 데이터를 운반하기 위한 일종의 컨테이너(container)이다. 베이스밴드 프레임에 대한 파싱 과정은 도 3을 참조하여 살펴보는데, 베이트밴드 프레임 헤더(BB Header)의 필드 포맷에 대해서는 도 6에 상세하게 제시되었으므로 이를 참조한다.
베이스밴드 프레임의 파싱과정(S150)을 살펴보면, 먼저 베이스밴드 헤더를 파싱하여 BB 헤더의 각 필드 값을 파악한다(S151). 그리고, 베이스밴드 프레임의 특정 필드(DNP 필드)를 참조하여(도 8과 도 9 참조) 송신단에서 NULL 패킷 삭제(NPD - NULL Packet Deletion)을 적용한 경우로 파악되면 NULL 패킷 재삽입(NPR - NULL Packet Re-insertion)을 수행하여 원래의 MPEG2-TS를 복원한다(S152). 즉, 송신단에서 송신효율을 제고하기 위해서 NPD를 실행한 경우에는 그 삭제된 NULL 패킷의 갯수를 DNP 필드에 기록하므로, 수신장치에서는 이 NPD 필드를 참조하여 송신단에서 NPD가 실행된 경우에는 역으로 NPR을 실행하여 원래의 MPEG2-TS를 복원하는 것이다. 그리고 나서, 베이스밴드 프레임 전송 과정에서 에러발생 여부를 판단하기 위한 CRC-8 디코딩 과정을 수행하고(S153), 정상인 경우 출력 인터페이스로 패킷 스트림을 출력한다(S154).
이렇게 베이스밴드 프레임의 파싱 과정을 수행하면 MPEG 인코딩된 방송스트림 데이터를 얻을 수 있으므로 단계 (S160)에서 MPEG2-TS를 재생하여 사용자에게 방송 프로그램을 구현한다.
이어서, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명에서 DVB-T2 디지털방송 수신장치의 동작과정을 개념적으로 살펴본다.
먼저, 수신장치의 스트림 입력 채널의 종류로부터 입력스트림이 파일모드인지 아니면 이더넷모드인지를 식별하고(S210), 그에 대응하도록 파일 포트를 오픈하거나(S220) 이더넷 포트를 오픈(S230)한다. 이때, 파일 포트를 오픈하는 한가지 방법으로 패킷스트림 파일을 리드하는 것도 가능하다. 한편, 파일모드인지 이더넷모드인지 식별하는 방법으로서 사용자 채널 선택에 따라 설정하는 것이 가장 일반적인데, 예컨대 지상파 방송스트림 채널로 사용자가 방송채널을 설정하는 경우에는 파일모드로 식별할 것이고, DVB-GSE 방식의 채널로 사용자가 방송채널을 설정하는 경우에는 이더넷모드로 식별할 수 있다. 이더넷모드인 경우에는 수신장치의 네트워크 모듈 드라이버 소프트웨어에서 IP 프레임 데이터를 처리하는 과정을 수행하게 될 것이나, 본 명세서에서는 생략하였다.
이때, 도 4에는 도시되지 않았으나, 디지털방송 수신장치는 시스템 메모리로부터 입력포트를 통해 제공되는 방송신호 스트림의 처리에 소요될 공유 메모리를 할당받는다. 이렇게 할당받은 공유 메모리는 방송 콘텐츠의 재생에 관여하는 소프트웨어가 기동될 때 또는 방송스트림이 입력되기 시작할 때 할당되는 것으로, 이를 통해 본 발명에 따르면 전용 메모리가 필요하지 않고 또한 꼭 필요한 만큼의 메모리만 할당해서 사용하게 된다. 공유 메모리의 할당은 디지털방송 수신장치가 전원 온 되어 콜드부팅할 때 수행되는 것이 시스템 안정화 및 일정한 동작성능의 보장이라는 측면에서 바람직하다.
이렇게 공유 메모리가 할당되면, 그 공유 메모리가 제공하는 저장공간에 입력포트(파일 포트, 이더넷 포트)를 통해 수신되는 방송신호 스트림을 순서대로 저장하여 이후의 프로세싱에 대응한다.
이어서, MPEG2-TS 패킷의 SyncByte인 0x47을 입력스트림으로부터 탐색하여 발견한다(S240). 전술한 바와 같이, DVB-파이핑에서는 베이스밴드 프레임을 188 바이트의 MPEG2-TS 패킷처럼 다시 분할해서 전송하므로, 수신장치에서는 DVB-파이핑을 수행하기 위해서라도 SyncByte인 0x47을 찾아야한다. 만일 SyncByte를 찾지 못하는 경우에는 오류상황으로 판단한다.
정상적으로 SyncByte를 찾은 경우에는 DVB-파이핑과 파싱, 그리고 데이터 게더링(data gathering) 과정을 수행하며(S250), 이를 통해 16200 내지 64800 바이트 정도의 대규모 페이로드를 갖는 베이스밴드 프레임을 복원한다. 이어서, T2-MI 파잉 과정(S260)과 베이스밴드 헤더 파싱 과정(S270)을 수행한다.
이어서, 베이스밴드 프레임의 페이로드에 포함된 데이터의 스트림 전송모드가 정상모드(NM 모드)로 인코딩되어 있는지 아니면 고효율 모드(HEM 모드)로 인코딩되어 있는지를 판단하는데(S280), 도 6을 참조하면 베이스밴드 헤더의 첫번째 2 바이트인 MATYPE 필드로부터 판단할 수 있다.
그 판단 결과 스트림 전송모드가 고효율 모드인 경우에는 NULL 패킷 재삽입 절차를 수행한다(S290). 반대로 위 판단 결과 스트림 전송모드가 정상모드인 경우에는, MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 동기화를 설정하고(S300), MPEG2-TS 패킷스트림의 DNP 필드를 통해 NULL 패킷 삭제(NPD)가 적용되었는지 여부를 판단하여 만일 NPD가 적용되었다면 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 NULL 패킷 재삽입을 수행하며(S310), 에러발생 여부를 확인하기 위해 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 CRC-8 디코딩을 수행한다(S320). 이러한 과정을 통해, 정상모드와 고효율 모드 각각에 대해서 MPEG2-TS 패킷스트림을 통해 방송국에서 송신한 실질 콘텐츠 데이터를 추출하게 되며, 이렇게 추출된 실질 콘텐츠 데이터는 앞서 할당된 공유 메모리에 순서대로 저장된다.
이어서, 필요에 따라 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 SyncByte인 0x47을 재삽입하는 과정을 수행하는데(S330), 이는 송신단(방송국)에서 베이스밴드 프레임을 생성할 때 SyncByte인 0x47을 삭제하고 나머지 187 바이트만으로 베이스밴드 프레임을 생성하는 경우가 다수 있기 때문이다.
이어서, MPEG2-TS 패킷스트림을 디멀티플렉싱하고(S340), 디멀티플렉싱의 결과로 얻어지는 각종 헤더와 디스크립터와 시스템정보 데이터(SI data)를 파싱한 결과를 획득하며(S350), 방송 프로그램에 따른 오디오/비디오를 재생하여 사용자에게 구현한다(S360).
이들 도면을 참조하면, DVB-T2 수신 시스템이 파일모드 혹은 이더넷모드로부터 수신된 스트림의 베이스밴드 프레임의 헤더를 분석하여 정상모드와 고효율 모드를 구분하고 이를 통해 실질적인 콘텐츠의 데이터를 추출함으로서 그 추출된 베이스밴드 프레임의 구성 정보 및 헤더 정보를 표출하고, 실제적으로 전송된 MPEG2-TS 콘텐츠 비디오, 오디오정보로부터 DVB-T2 수신장치와 메모리공유 방법을 위한 활용하는 방법의 동작과정이 제시되었다.
그리고 도 6를 참조하면 DVB-T 기술(1세대 DVB)에서 전송 방식으로 MPEG2-TS를 사용한 것과는 달리 DVB-T2 기술(2세대 DVB)에서는 베이스밴드 프레임이라는 전송 방식을 사용하고 있다. 이 같은 원칙에 따라 DVB-S2에서 제정된 데이터 패키징용 베이스밴드 프레임을 DVB-T2에서도 별다른 문제없이 사용하게 되었으며 이를 통해 호환성이 증가되는 장점이 있다. 이때 DVB-T2 베이스밴드 프레임은 정상모드와 고효율 모드의 선택에 따라 헤더 정보를 구성한다.
또한, 앞의 일련의 과정에서 베이스밴드 프레임의 방송신호 스트림과 MPEG2-TS 패킷스트림과 실질 콘텐츠 데이터는 한번 할당된 공유 메모리를 계속 재활용하면서 저장되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현하는 것이 가능하다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산된 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드, 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

Claims (5)

  1. DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷의 방송신호 스트림을 수신하여 처리하는 디지털방송 수신장치에서 수행하는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법으로서,
    (A) 파일모드 또는 이더넷모드를 식별하고 그에 따라 입력포트를 오픈하는 단계;
    (B) 시스템 메모리로부터 상기 입력포트를 통해 제공되는 방송신호 스트림의 처리에 소요될 공유 메모리를 할당받는 단계;
    (C) 상기 오픈된 입력포트를 통해 상기 방송신호 스트림을 수신하여 상기 공유 메모리에 순서대로 저장하는 단계;
    (D) 상기 수신한 방송신호 스트림에 대해 DVB 파이핑을 수행하여 베이스밴드 프레임으로부터 MPEG2-TS 패킷스트림을 게더링하는 단계;
    (E) 상기 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 T2-MI를 생성 및 파싱하는 단계;
    (F) 상기 베이스밴드 프레임의 헤더를 파싱하여 스트림 전송모드로서 정상모드(NM 모드)와 고효율 모드(HEM 모드)를 식별하는 단계;
    (G) 상기 식별된 스트림 전송모드에 대응하여 상기 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대한 실질 콘텐츠 데이터를 추출하는 단계;
    (H) 상기 공유 메모리에 상기 추출된 실질 콘텐츠 데이터를 순서대로 저장하는 단계;
    (I) 상기 공유 메모리 상에서 상기 실질 콘텐츠 데이터를 MPEG2-TS 디코딩하여 방송 프로그램을 구현하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B) 단계는 상기 디지털방송 수신장치가 전원 온 되어 콜드부팅할 때 수행되고,
    상기 (C) 단계에서 수신된 베이스밴드 프레임의 방송신호 스트림과 상기 (D) 단계에서 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림과 상기 (G) 단계에서 추출된 실질 콘텐츠 데이터는 상기 (B) 단계에서 할당된 공유 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 (F) 단계에서 식별된 스트림 전송모드가 정상 모드인 경우에, 상기 (G) 단계는,
    상기 게더링된 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 동기화 설정하는 단계;
    상기 MPEG2-TS 패킷스트림의 DNP 필드를 통해 상기 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 NULL 패킷 삭제의 적용 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 NULL 패킷 삭제가 적용된 경우에는 상기 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 NULL 패킷 재삽입을 수행하는 단계;
    상기 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 CRC-8 디코딩을 수행하는 단계;
    상기 MPEG2-TS 패킷스트림에 대해 SyncByte 재삽입을 수행하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    상기 디지털방송 수신장치의 방송수신 채널이 MPEG2-TS의 방송스트림 채널인 경우에는 상기 파일모드로 식별하는 단계;
    상기 디지털방송 수신장치의 방송수신 채널이 DVB-GSE 방식의 채널인 경우에는 상기 이더넷모드로 식별하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 따른 메모리공유 기반의 DVB-T2/S2/C2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법을 실행하기 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
PCT/KR2012/004913 2011-06-21 2012-06-21 메모리공유 기반의 dvb-t2/s2/c2 파이핑 포맷 방송신호 처리 방법 및 이를 위한 파이핑 포맷 방송신호 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 WO2012177062A2 (ko)

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