문맥 (context)
본 발명은 방송 시스템의 수신기에 구비된 데이터 동기화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 방송 시스템의 수신기에서 수신한 멀티미디어 데이터를 동기화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
지상파 (Territorial) 디지털 멀티미디어 방송 (DMB, Digital Multimedia Broadcasting)은 지상파 디지털 오디오 방송 (DAB, Digital Audio Broadcasting)을 기반으로 하는 것으로, 고음질의 음성 및 데이터를 제공하기 위해 유레카 - 147(Eureka - 147)에 정의된 방송 시스템이다.
지상파 DAB는 디지털 오디오 방송용으로 표준이 제정된 것으로 오디오와 데이터 서비스만을 제공한다.
도 1은 지상파 DAB의 수신기를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 지상파 DAB 수신기(100)에서, 안테나로 수신된 신호는 RF 단을 거쳐 복조기(101)에 의해 OFDM 복조 (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing demodulation)된다. 상기 복조된 신호는 전송 시 발생하는 에러를 수정하기 위한 타임 디인터리버 (Time Deinterleaver)(103)와 비터비 디코더 (Viterbi Decoder)(105)를 통하여 채널 디코딩(Channel Decoding)된다. 이후, 오디오 신호는 뮤직 캠 (Music cam)(107)을 통하여 출력되고, 데이터 정보는 바로 출력된다. 이러한 지상파 DAB 에 멀티미디어 정보를 수용할 수 있도록 한 것이 지상파 DMB이다. 상기 지상파 DMB는 도 2에서와 같이 비터비 디코더(105) 뒤에 바이트 디인터리버(Byte Deinterleaver)(203)와 RS(Reed Solomon) 디코더(205), MPEG (Moving Picture Experts Group) 디코더(207)를 추가하여 멀티미디어 정보를 처리할 수 있다.
도 3은 지상파 DMB에 이용되는 기본 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 지상파 DMB는 지상파 DAB의 기본 프레임(Main Service Channel: MSC)(310)에 204 바이트로 RS 인코딩된 MPEG 데이터(320)를 삽입하는 방식을 이용한다. 이때, 기존 DAB의 표준에서는 도 3에서와 같이 MSC의 시작 위치(MSC sync)(311)는 규정되어 있다. 하지만, 지상파 DMB의 표준에서는 MPEG 데이터의 시작 위치(MPEG sync)(313)와 MSC의 시작 위치(MSC sync)(311)가 일치 되어야 한다는 규정이 없기 때문에 DMB의 MPEG 데이터는 MSC의 임의의 위치에 삽입될 수 있다. 따라서 MSC 시작 위치(311)와 MPEG 데이터(313)의 시작 위치가 동일하지 않을 수 있다. 만약 정확한 MPEG 데이터의 시작 위치를 찾지 못하면 디인터리빙(Deinterleaving)을 수행하는 바이트 디인터리버(203)에서 데이터의 순서를 틀리게 정렬하기 때문에 RS 디코더(205)와 MPEG 디코더(207) 다음 단에서의 모든 정보는 손상된다. 따라서 지상파 DMB 서비스를 이용하여 올바른 멀티미디어 방송을 시청하기 위해서는 기존의 지상파 DAB의 동기화 외에 MPEG 데이터의 정확한 시작 위치를 찾아야 하는 MPEG 동기화부(201)가 바이트 디인터리버(203) 전단에서 필요하게 된다.
한편, 상기 MPEG 데이터(320)는 도 3에 나타낸 바와 같이 204 바이트의 크기를 갖고 있으며, 상기 204 바이트는 188 바이트의 유효정보와 16 바이트의 패리티(Parity) 정보로 구성된다. MPEG 데이터(320)의 204 바이트 중 제일 처음 바이트(321)는 항상 "0x47"의 값을 갖는다. 상기 "0x47"값은 MPEG 데이터(320)가 시작되는 것을 나타내는 것으로, 이하 설명에서는 동기 데이터로 칭한다. 이와 같은 MPEG 데이터(320) 구조를 기반으로 동기화를 수행할 수 있다.
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도 4는 종래 MPEG 데이터 동기화 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서 도 2와 동일한 장치는 동일한 참조부호로 나타내었음을 유의해야 한다.
도 4를 참조하면, 비터비 디코더(105)에서 출력된 바이트 단위의 데이터가 MPEG 동기화부(201)에 입력된다. 먼저 "0x47" 검출기(0x47 Detector)(401)에서 "0x47"를 찾고, "0x47"을 찾으면 주기가 204(0~203)인 204 카운터(Counter)(403)가 동작한다. 이후로 데이터가 입력될 때마다 상기 204 카운터(403)가 1씩 증가 하게 된다. 204 카운터(403)가 계속 증가하여 다시 "0"이 되었을 때 입력되는 값이 "0x47"이라면 주기가 N(0 ~ N-1)인 N 카운터(N Counter)(405)가 1씩 증가한다. 이때 N 값은 사용자가 몇 번의 패킷 동안 검사를 반복할지 나타내는 값이다. 일반적으로 3 패킷 동안 연속해서 "0x47"이 맞으면 동기가 맞았다고 볼 수 있다. 따라서 입력되는 데이터에 대해 위와 같은 동작을 계속하고, N 패킷 동안 연속하여 204 바이트마다 "0x47"이 입력되면 MPEG 동기가 맞았다고 판단하여, 비터비 디코더(105)의 출력 데이터를 바이트 디인터리버(203)로 전송한다. 만약 N 패킷 내에서 "0x47"이 204 바이트 간격으로 발생하지 않으면 처음 찾은 "0x47"이 MPEG 데이터의 처음 값이 아니라고 판단하여 재 동기 과정에 들어간다.
상술한 바와 같은 방법은 MPEG 동기를 찾는 기본에는 충실하다. 하지만, 별도의 카운터, 즉 204 카운터(403)와 N 카운터(405)가 필요하기 때문에 로직이 커지게 된다. 또한 N 값 동안 비터비 디코더(105)의 출력에 대해 동기 검사만을 수행하고, N 값 이후에 동기를 찾아서 바이트 디인터리빙을 수행하므로, 동기 검사를 하는 N 패킷 동안의 데이터를 잃어버리게 된다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
지상파 DMB 서비스에서 올바른 멀티미디어 방송을 시청하기 위해 바이트 디인터리버(203) 전단에 MPEG 동기화부(201)를 배치하여 수행해야 하는 목적은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretationMPEG 동기화부(201)가 필요한 기술적 이유와 목적을 파악해야 한다.
- 지상파 DMB 서비스를 이용하여 올바른 멀티미디어 방송을 시청하기 위해서는 기존의 지상파 DAB의 동기화 외에 MPEG 데이터의 정확한 시작 위치를 찾아야 하는 MPEG 동기화부(201)가 바이트 디인터리버(203) 전단에서 필요하게 된다.
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2정보 추출
information_extractionMPEG 데이터의 시작 위치를 찾지 못했을 때 발생하는 문제점을 추출한다.
- 만약 정확한 MPEG 데이터의 시작 위치를 찾지 못하면 디인터리빙(Deinterleaving)을 수행하는 바이트 디인터리버(203)에서 데이터의 순서를 틀리게 정렬하기 때문에 RS 디코더(205)와 MPEG 디코더(207) 다음 단에서의 모든 정보는 손상된다.
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3근거 선택
evidence_selection동기화가 필요한 근본적인 원인인 MSC와 MPEG 데이터 시작 위치의 불일치를 확인한다.
- 지상파 DMB의 표준에서는 MPEG 데이터의 시작 위치(MPEG sync)(313)와 MSC의 시작 위치(MSC sync)(311)가 일치 되어야 한다는 규정이 없기 때문에 DMB의 MPEG 데이터는 MSC의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.
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4논리 통합
logical_integration데이터 위치 불일치 -> 디인터리빙 오류 발생 -> 후속 정보 손상으로 이어지는 인과관계를 정리한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation정확한 MPEG 데이터 시작 위치를 찾아 데이터 정렬 오류 및 정보 손상을 방지하는 것이 목적임을 도출한다.
- MPEG 데이터의 정확한 시작 위치를 찾아야 하는 MPEG 동기화부(201)가 바이트 디인터리버(203) 전단에서 필요하게 된다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 기술적 인과관계를 포함하여 답변을 작성한다.
- MPEG 데이터의 정확한 시작 위치를 찾아야 하는 MPEG 동기화부(201)가 바이트 디인터리버(203) 전단에서 필요하게 된다.
최종 답변 (final_answer)
지상파 DMB의 MPEG 데이터는 MSC의 임의의 위치에 삽입될 수 있어 시작 위치가 일치하지 않을 수 있는데, 정확한 MPEG 데이터의 시작 위치를 찾지 못하면 바이트 디인터리버(203)에서 데이터 순서를 틀리게 정렬하여 RS 디코더(205)와 MPEG 디코더(207) 이후의 모든 정보가 손상되기 때문에, 이를 방지하기 위해 정확한 시작 위치를 찾는 것이 목적이다.
핵심 해석 (core_interpretation)
지상파 DMB 서비스에서 바이트 디인터리버 전단에 MPEG 동기화부를 두어 MPEG 데이터의 정확한 시작 위치를 찾는 것은 데이터 정렬 오류와 후속 정보 손상을 방지하기 위함이다.