본 논문에서는 PC 환경에서 지상파 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting, DMB)을 수신할 수 있는 PC 기반 지상파 DMB 수신기용 백엔드 시스템 개발에 대해 서술한다. 지상파 DMB는 기존의 지상파 아날로그 또는 디지털 TV에 비해 탁월한 이동 수신 성능을 보인다. 본 논문에서는 국내 지상파 DMB 표준안에 부합하는 수신기의 백엔드 (back-end)를 PC 환경에서 소프트웨어로 구현하였다. 지상파 DMB는 유럽의 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting, DAB) 표준인 EUREKA-147을 기반으로 MPEG-4 표준에 의한 멀티미디어 서비스를 제공한다. 지상파 DMB의 멀티미디어 서비스는 MPEG-4 AVC(Advance Video Coding) 압축 비디오와 BSAC(Bit Slice Arithmetic Coding) 압축 오디오를 MPEG-4 시스템의 SL(Sync Layer) 표준으로 패킷화 후 MPEG-2 TS(Transport Stream)에 실어 DAB의 스티림 모드를 통해 전송하는 방식을 사용한다. 본 논문에서는, 지상파 DMB 수신을 위한 프론트엔드(front-end)는 외장형 기기를 이용하고, 이로부터 USB 인터페이스를 통해 기저대역 다중화 스트림을 PC 상으로 업로드한 뒤, 소프트웨어에 의해 역다중화하고 압축을 푼 후, 오디오와 비디오를 재생하는 지상파 DMB 백엔드 시스템을 구현하고 이를 검증하였다.
휴대용 지상파 DMB 서비스는 양방향 서비스를 매개체로 방송과 통신을 융합하는 시발점이 될 것으로 기대되며, 이런 서비스를 제공하기 위한 지상파 DMB용 미들웨어의 개발이 시급히 필요하다. 따라서, 현재 지상파 DMB 미들웨어는 다양한 데이터 방송서비스를 제공할 수 있는 최적화된 구조에 대한 표준화가 진행중이다. 본 논고에서는 지상파 DMB 미들웨어 표준화 동향을 살펴보고, 관련 미들웨어 기술들을 소개하고, 이들의 최근 동향을 소개한다.
지상파 DMB 대화형 서비스는 사용자가 휴대.이동 단말을 통하여 방송을 시청하면서 이와 동시에 관련 대화형 데이터를 수신하고, 필요에 따라 통신망과 접속하여 풍부한 부가 데이터를 수신할 수 있는 차세대 양방향 데이터 서비스이다. 지상파 DMB 대화형서비스는 개인화된 단말에서 방송과 통신이 연동.융합될 수 있는 서비스이므로, 향후 지상파 DMB의 활성화와 더불어 점차 그 수요가 증대될 것으로 기대된다. 이에 한국정보통신기술협회 산하 DMB 프로젝트그룹에서는 지상파 DMB 대화형 서비스에 대한표준 권고안이 작성중에 있으며, 2006년 하반기에는 권고안을 기반으로한 지상파DMB 대화형 방송 시범서비스가 시작될 예정이다. 본 논고에서는 지상파 DMB 서비스기술에 대하여 살펴보고, 관련 기술개발 동향 및 전망에 대하여 소개한다.
본 논문은 지상파 DMB에서 효율적인 IP 인캡슐레이션 방법을 제안한다. 단방향으로 전송되는 멀티미디어 시스템에서 데이터 통신을 효과적으로 하기 위해서는 데이터의 신뢰성이 무엇보다 요구된다. 또한 리턴 채널의 비용이 상대적으로 크기 때문에 데이터의 인캡슐레이션에서도 충분한 분석이 필요하다. 이러한 부분을 고려해서 지상파 DMB에서 요구되는 IP 데이터그램 전송을 위해 이론적으로 분석하려고 한다. 지상파 DMB에 전송하게 됨으로써 연동형 및 독립형 데이터서비스를 선택적으로 할 수 있다. 보다 안정적인 서비스를 위해서 IP 인캡슐레이션하는 과정에서 생기는 전송 오버헤드를 분석하고, 지상파 DMB에 적용 시 단말기의 호환성을 검토하는 과정이 검토한다. 표준에서 제안하는 방법과 지상파 DMB에서 적용 가능한 인캡슐레이션 방법을 비교해서 보다 효과적인 IP 인캡슐레이션 전송 방법을 도출한다.
DMB는 이동중에도 고품질 멀티미디어 방송의 시청을 가능하게 하는 새로운 디지털방송 규격으로 우리나라에서는 IT839 전략의 신 성장 산업인 디지털 TV와 함께 ‘8대서비스’ 품목에 포함되어 차세대 성장 엔진 사업으로 선정되었고 2005년 상반기에ETSI 표준으로 제정되었으며 2005년 12월 본 방송을 실시함으로써 세계 최초로 지상파 DMB 방송 시대를 눈앞에 두고 있다. 지상파 DMB 방송은 실시간 전자 상거래, 교육프로그램, 데이터 방송 서비스, TV 쇼핑, 재난 방송 등 그 활용 분야가 무궁무진하여 미래 생활의 패턴을 변화시킬 것으로 생각되고 있다. 한편 DMB 방송은 세계적으로는 유럽 노키아사의 ‘DVB-H’, 일본의 MBCo의 ‘위성 DMB’, 미국 Qualcomm사의‘MediaFLO’와 함께 세계 시장에서 경쟁하고 있다. 지상파 DMB 방송 수신을 위한 제품들은 전용 단말기 혹은 핸드폰, PDA 등에 장착되어 사용자에게 다가갈 것으로 예상되고 있으며 이를 위한 수신 칩 셋 개발 노력이 뜨겁게 이루어지고 있다. 본 고에서는 지상파 DMB를 위한 칩 셋 기술과 칩 셋 개발 동향에 대해 살펴 보고자 한다.
최근 지상파 DMB 서비스를 위한 다중화 사업자들이 선정되어 이동 시에도 동영상을 포함하는 멀티미디어 방송 서비스를 위한 본방송을 준비하고 있다. 이러한 시점에서 다중화 사업자들은 송출되고 있는 방송의 상태를 확인하는 것이 필요하다. 더욱이, 지상파 DMB와 관련된 제품 및 서비스 개발자들은 필드 단위까지 방송 스트림을 상세하게 검토하려고 한다. 그러나, 현재 지상파 DMB 방송 스트림의 검증을 위한 방법이 제시되고 있지 않으며, 이를 위한 제품도 개발되어 있지 않다. 본 논문에서는 지상파 DMB 서비스를 위한 방송 상태를 검증하고 방송 스트림의 상세 정보를 분석하기 위한 방법을 제안하고, 이를 구현한 ETI 프레임 검증 시스템을 개발하여 상용 지상파 DMB 전송 시스템에 적용하여 실험하였다.
AT-DMB 시스템은 계층 변조 기법을 활용하여 국내 모바일 방송 서비스로써 먼저 자리 잡은 지상파 DMB 방송과의 역호환성을 유지하면서 동일 주파수 대역에서 최대 2배의 데이터 전송율을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 AT-DMB 서비스가 상용 방송으로써 활성화되기 위해서는 기존의 지상파 DMB와는 차별성을 가지는 AT-DMB 기반의 다양한 서비스와 상용 AT-DMB 수신기가 필요하다. 본 논문에서는 AT-DMB 방송 서비스 및 수신기의 개발을 용이하게 제공하기 위한 AT-DMB 휴대용 송출 시스템을 제안한다. 제안된 휴대용 송출 시스템은 하드웨어 및 소프트웨어로 설계 및 구현하여, 이미 검증된 AT-DMB 수신기로 구현된 기능을 검증한다. 또한 상용 지상파 DMB 수신기를 이용하여 지상파 DMB 시스템과의 역호환성을 유지하는지 확인한다.
지상파 DMB 수신기 및 그 응용제품은 일반적인 수신 시험, 잡음에 대한 수신상태 실험, 방송의 출력신호 변화에 따른 수신상태 변화 측정 및 수신환경의 변화에 따른 수신상태 등의 다양한 시험을 필요로 한다. 따라서 지상파 DMB 관련 연구기관과 제조업체 및 기타 유관 기관에서는 실시간으로 지상파 DMB 방송을 시뮬레이션 할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 논문은 이러한 시험에 필요한 지상파 DMB 방송의 신호 스트림을 실시간으로 생성시키고, 실제의 방송과 유사하게 시뮬레이션하는 시스템의 개발에 관한 연구이다. 본 시스템은 PCI 인터페이스의 T-DMB 신호 생성기와 다양한 기능의 프로그램 모듈로 구성된 시뮬레이션 소프트웨어로 구성된다. 본 연구를 통하여, 경제적인 개발비용으로 PC 를 이용한 소프트웨어 기반의 T-DMB 시뮬레이션 시스템 구현이 가능함을 보였다. 또한 다양한 실험을 통하여 본 시뮬레이션 시스템의 성능을 평가하고 추후 연구 방향을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 지상파 이동 멀티미디어 방송(Digital Multime야a Broadcasting, DMB) 서비스를 위한 멀티미디어 재생기의 플랫폼과 구조를 설계 구현한다. 지상파 DMB 방송은 유럽의 Eureka-147 방식의 DAB(Digital Audio Broadcasting)를 기반으로 하며 디지털 라디오방송과 함께 오디오 외에도 다양한 멀티미디어를 전송하고, 콘텐츠에 대화형 기능을 포함하는 서비스 형태를 목표로 하고 있다. 이는 향후 지상파 DMB 수신기가 단순한 멀티미디어의 재생뿐 아니라, 다양한 서비스의 수용, 기존의 이동단말과의 결합, 하나의 수신기를 이용한 다기능 등의 새로운 형태의 구조를 요구한다는 것을 뜻한다. 그러나 현재 지상파 DMB 방송 규격은 지상파 디지털 텔레비전 방송의 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 방식과는 다르며, 한국을 제외하고는 세계 어느나라에서도 이를 이용한 멀티미디어 방송 규격이 정해진 바 없기 때문에 DMB 방송을 수신할 수 있는 수신기 구조조차 존재하지 않는다. 이러한 상황에서 본 논문에서 제공하는 지상파 DMB 방송을 위한 멀티미디어 재생기 플랫폼은 국내 업체들에게 관련 기술을 제공함으로써 수신기 개발기간을 단축하고 지상파 DMB수신기의 향후 발전 방향을 제시할 수 있을 것으로 예상된다.
재난 상황에서 국민의 생명과 재산을 보호하기 위해서는 재난 관련 정보를 빠르고 정확하게 전달할 수 있는 시스템이 필요하다. 지상파 DMB는 개인용, 휴대용, 이동형, 디지털 멀티미디어, 방송 매체라는 특징을 가지는 재난경보를 전달하는 데 매우 적합한 매체로서, 이를 위해 지상파 디지털멀티미디어방송(DMB) 재난경보방송 표준이 2006년에 제정되었다. 현재 지상파 DMB를 통한 재난경보방송 송출은 기술적으로는 준비가 완료되었으나, 이를 지원하는 단말기는 출시되어있지 않다. 본 논문에서는 지상파 DMB 재난경보방송 수신기의 재난 메시지 처리과정 중 재난 정보 알림 단계를 분석하였다. 본 논문의 내용은 지상파 DMB 재난경보방송 수신기를 개발하는 데 활용할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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