Earticle

단말기의 성능이 각기 다양해지고, 여러 망을 통해 멀티미디어 서비스를 제공하는 것이 가능해지면서 미디어 소비 환경은 다양한형태로 진화하였다. 최근 들어 실시간 모바일 서비스와 방송 서비스를 방송망은 물론 IP망에서도 제공되기 시작하였다. 이러한 변화의 흐름에 따라 이기종망 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 제기되었으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 MPEG에서는 기존 HD급 전송을 위해 적용한 MPEG-TS를 대체할 수 있는 MMT(MPEG Media Transport)를 멀티미디어 전송 표준으로채택하였다. MMT는 IP 기반으로 지상파, 위성, 케이블 방송 네트워크 등에서 다양한 방송을 제공할 수 있으며, 다른 종류의 여러망을 동시에 사용하여 멀티미디어를 전달할 수 있는 특징을 갖고 있으며, 이를 이용하여 최근 많은 관심을 받고 있는 UHD(UltraHigh Definition)급 방송 서비스 전송에 적용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 MMT를 기반으로 이기종망을통해 초고화질의 콘텐츠를 수신하도록 설계한 아키텍처 구현 방법을 제안한다

Due to the diversity of device performances and the possibility of providing multimedia service through many networks,media consumption environment has been changed in various ways. In recent, mobile services and broadcasting servicesstarted to provided through IP network. According to this flow changes, there was great demand for various multimediaservices through heterogenous networks. To solve this problem, MMT was suggested as a standard of multimedia transportwhich replaces MPEG-2 TS (Transport Stream) which is used for HD(High Definition) transport. MMT can be providedvarious broadcasting based on IP through terrestrial, satellite, cable broadcasting networks, and also deliver multimediathrough many networks at the same time. MMT was risen as a method of servicing UHD broadcasting. In this paper, we present an implementation of service architecture for hierarchical UHD broadcasting over heterogenousnetworks using MMT.

방송미디어 산업은 유무선 통신네트워크의 발전과 더불어 스마트 미디어로 발전하며 새로운 미디어 생태계를 구축하고 있다. 스마트 미디어 생태계에는 다양한 사업자들이 새로운 패러다임과 함께 신규서비스를 창출하고 있다. 반면에, 지상파 방송사는 강력한콘텐츠 제작 능력과 지상파 방송망을 포함한 미디어 전송 네트워크를 보유하고 있음에도 불구하고, 치열한 경쟁 환경속에서 상대적으로 뒤처지고 있는 상황이다. 본 논문에서는 지상파 방송이 스마트 미디어 경쟁 환경과 곧 도래하는 UHD 방송 환경에서 경쟁력을갖추기 위한 방안으로 다양한 기능을 포함한 셋톱박스 기반의 플랫폼 구축 방안을 제안하고, 상세한 전송 네트워크 구조 및 플랫폼의 구성에 대해 설명한다. 새로운 방송서비스인 UHD 방송환경에서 새로운 미디어 플랫폼의 성공적인 정착을 통해 지상파 방송서비스의 직접 수신가구 수 증가를 기대할 수 있으며, 무료 보편적 시청권 제공이라는 지상파 방송의 본연의 목적과 수익성 확보를 얻을수 있을 것으로 기대된다.

The traditional broadcasting service has advanced into a smart media service with the help of communication network. inIn the smart media ecosystem, a variety of innovative media services have been provided by new players. However, terrestrialbroadcasting service companies seem to lag comparatively behind new players in spite of their powerful contents productioncapacity and stable terrestrial media delivery networks. In this paper, we design a proposed media platform based on aset-to-box (STB) with various new function for terrestrial ultra-high definition(UHD) broadcasting service. Also we suggestspecific transmission network architecture and platform components for UHD broadcasting service. The proposed mediaplatform is expected to increase the number of direct home reception and to enhance the right of the free-viewers whichis one of the natural mission of terrestrial broadcasting company. Also it can provide some profit model of UHD terrestrialbroadcasting service with new value-added services.

UHD(Ultra High Definition) 방송은 초고선명 비디오와 다채널 오디오 재현으로 최근 관심이 높아지고 있다. 그런데 UHD 방송 서비 스를 제공하기 위해서는 지상파 현재 방송 시스템으로는 대역폭, 인코딩 등 해결해야할 기술적인 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결 하기 위한 방안 중 하나로 MMT(MPEG Media Transport)가 제안되었다. MMT는 UHD와 같은 초고화질의 대용량 멀티미디어를 방송할 수 있는 표준으로, IP를 기반으로 구성되어 있기 때문에 다른 종류의 여러 망을 동시에 사용하여 전달할 수 있다는 특징이 있다. MMT를 기반으로 미디어 데이터를 계층적으로 분리하여 이기종망을 통해 전송하면 현재 방송 시스템으로도 UHD 미디어 서비스가 가능하다. 그러나 MMT를 이용하여 계층화된 UHD 미디어 데이터가 서비스되기 위해서는 이기종망을 통해 들어오는 데 이터들이 시그널링을 통해 관리되어야 하고, 수신기가 계층구조에 대한 정보를 빨리 전달받을 수 있어야 빠른 화면 구성 및 제공이 가능하기 때문에 이를 위한 정보가 시그널링 내에 존재해야 한다. 따라서 본 논문에서는 현재 MMT 내에 정의되지 않은 이기종망에 대한 정보를 적절하게 제공하는 시그널링 테이블 구조 설계를 제안한다.

UHD(Ultra High Definition) Broadcasting is the focus of attention recent days. However, current broadcasting system faces with difficulty of bandwidth, encoding and so on. To solve this problem, MMT was suggested as the one of solutions. MMT is designed to be based on IP network and it has characteristics that can deliver multimedia through many networks at the same time. UHD Media service can be available with the current broadcasting system that divides media data into hierarchical data based on MMT. To provide this service, information about heterogeneous network should be delivered and signalling should be given to perceive it. For UHD media data service, the information about data from heterogeneous networks should be transported for providing presentation information and service for the receiver models. The present MMT signalling has not much information about heterogeneous services with hierarchical media data. In this paper, we suggest the design of service signaling structure based on MMT for UHD broadcasting systems.

본 연구는 지상파 UHD 방송에 대한 인지된 유용성과 용이성이 시청태도 및 의향에 얼마나 영향을 미치는 지 알아 보기 위해 외생변인으로 혁신성, 상대적 이점, 몰입도, 접근성 및 친화성을 사용하였으며, 이를 위해 191명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 연구결과 인지된 유용성에 영향을 미치는 외생변인은 ‘친화성’ ‘상대적 이점’ ‘혁신성’ 및 ‘몰입도’ 이었으며, ‘접근성’은 유의미한 영향을 주지 못하는 요인으로 확인되었다. 또한 외생변인 중에서 ‘혁신성’이 UHD 방송에 대한 인지된 유용성에 가장 영향력이 있는 요인이었고, ‘상대적 이점’, ‘몰입도’ ‘친화성’ 순으로 인지된 유용성에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 특히, UHD 방송에 대한 인지된 용이성이 인지된 유용성에 영향을 미치는 중요한 요인이며, UHD 방송 시청태도와 시청의향에 영향을 미치는 것은 ‘인지된 유용성’이었고, ‘인지된 용이성’은 시청태도에 “시청태도”는 시청 의향에 유의미한 영향을 주지 못하는 요인으로 확인되었다. 이러한 결과로 볼 때, UHD 방송에 대한 ‘인지된 유용성’은 UHD 방송 ‘시청태도’와 ‘시청의향’에 큰 영향을 주고 있음을 알 수 있다.

This research was conducted to find out about the effects of a perceived usefulness and a perceived ease of use on the viewer's attitude and their intention to use of the Terrestrial UHD Broadcasting. The survey was conducted with 191 respondents while innovativeness, relative advantage, active engagement, accessibility and affinity were considered as the external variables for this research. As the result shows, the external variables that affect the perceived usefulness are affinity, relative advantage, and innovativeness. However, it was confirmed that the accessibility has no major effect on the perceived usefulness. Among the external variables, the innovativeness has the highest level of effectiveness on the perceived usefulness of UHD broadcasting. Relative advantage, active engagement, and affinity were followed in orderly fashion. Especially, the perceived ease of use on UHD broadcasting has a major effect on the perceived usefulness. Also, the perceived usefulness affects the viewers' attitude and their intention to use. And the research verified that there is no correlation between the perceived ease of use vs. attitude and between attitude vs. intention to use. Therefore, we can safely say that the perceived usefulness of UHD broadcasting has main effects on viewers' attitude and their intention to use of UHD broadcasting.

국내에서는 ATSC 3.0 기반의 UHD 방송이 실시되고 있으며 ATSC 3.0 기반의 이동방송에 대해서도 논의가 진행되고 있다. ATSC 3.0 규격은 기존의 전통적인 방식의 방송 서비스뿐만 아니라 통신서비스와 연동된 방송통신융합 서비스의 구현을 용이하기 위해 IP 규격을 대거 도입하였다. 이러한 과정에서 수신기에 대한 다양한 요구사항이 도출되어 있고 수신기 제품을 개발하기 위해 고려해야 할 요소들도 증가하게 되었다. ATSC 3.0 방송은 현재 서비스의 도입 단계이고 본격적인 시장이 형성되는 과정까지 수신기와 관련된 추가적인 기술 개발 및 제품 구현이 진행되어야 하는 상태이다. 이와 관련하여 본 논문에서는 ATSC 3.0 기반의 UHD 수신기를 개발하기 위해 고려해야 할 사항들과 개발된 수신기를 검증하기 위한 시험 과정을 기술한다.

UHD broadcasting based on ATSC 3.0 is being implemented in Korea, and discussion on mobile broadcasting based on ATSC 3.0 is underway. The ATSC 3.0 standard introduces internet protocol based standards in order to facilitate the implementation of conventional broadcasting services as well as broadcasting and communication convergence services interlocking with communication services. In this process, various requirements for the receiver have been derived, and factors to consider for developing the receiver product have also increased. ATSC 3.0 broadcasting is currently in the introduction stage of the service, and additional technology development and product implementation related to the receiver should proceed until the full-scale market is formed. In this regard, this paper describes the considerations for developing UHD receiver based on ATSC 3.0 and the test procedure for verifying developed receiver.

한국과 일본의 UHD 방송 정책의 가장 큰 차이점은 일본은 유료방송을 중심으로 UHD 방송 정책이 추진되고 있는 반면, 우리나라의 UHD 방송 정책은 지상파방 송사를 중심으로 전개되고 있다는 점이다. 일본에서는 유료방송인 위성방송과 케이블TV, IPTV를 중심으로 8K 기반 UHD 방송의 도입 정책이 추진되고 있지만 한국은 지상파 중심의 4K UHD 방송 정책이 추진되고 있다.본 논문에서는 이러한 한국과 일본의 UHD 방송 정책을 살펴봄으로써 국내 UHD 방송의 활성화에 기여할 수 있는 방안을 모색했다. 연구결과 한국과 일본의 UHD 방송 정책은 UHD 수신 환경개선과 UHD 수신기 보급 확대에 긍정적인 정책적 성과가 나타나고 있었다. 다만 일본은 UHD방송을 위한 수신기 보급은 목표치에 근접하는 수신기 보급이 이뤄지고 있었지만 일본 시청자들이 UHD 방송 서비스를 이용하기 위해서는 4K와 8K 서비스에 대응 가능한 튜너가 내장된 TV를 구매해야하고 별도로 튜너가 내장되지 않은 UHD TV의 경우는 따로 외장 튜너를 구매하여 연결해야 한다는 점에서 실제 UHD방송의 시청 경험과 이용율은 낮다. 지상파방송의 직접수신 비율이 일본에 비해 훨씬 낮은 한국의 지상파 UHD 방송은 직접수신만으로 시청해야 하기 때문에 시청자들의 시청 선택권이 크게 제약되는 상황이었다. 이러한 문제점 해소를 위해 지상파 방송과 함께 유료방송에서도 UHD 방송이 활성화를 위해서는 공동수신설비의 대대적인 개선과 함께 지상파 UHD 방송의 유료방송 재전송 문제를 해결해야 할 필요성이 제기된다. 한편 한국의 지상파 방송은 4K 중심으로 이뤄지고 있다는 점에서 일본이 추진하고 있는 8K 중심의 UHD 방송이 국제적 주도권을 획득할 경우를 대비하여 지상파 방송의 4K 기반 UHD 방송과는 별도로 유료방송에서 4K와 함께 8K 기반 UHD 방송 서비스에 대한 정책 방안 마련이 필요하다

The purpose of this paper is to compare the UHD broadcasting policy issues of Koreaand Japan. According to the study results, UHD broadcasting in Japan was providedmainly through BS and CS broadcasting. Korea is leading the world with the launch ofthe first UHD terrestrial broadcast service. It is increasing UHD TV in Korea and Japan. According to a result of the KCC survey, the UHD TV distribution rate was shown tobe 10.4% in Korea 2019. Japan was 10% in 2020. In order to promote UHD broadcasting,it is important to upgrade or change UHD TV equipment to receive UHD signals. Considering Japan case, the Korean government should expand UHD terrestrial servicearea and UHD TV dispersion rate of its scheme in order to attain a successful UHDbroadcasting switchover in 2027.

최근 국내 지상파 UHD(Ultra-High Definition) 방송과 같은 고품질 AV(Audio-Video) 서비스가 증가하면서 그에 맞춰 방송 기술도 진화하게 되면서 방송 표준 또한 새롭게 정의하게 되었다. 또한, 네트워크 기술이 발달함에 따라, 콘텐츠가 해당 나라뿐 아니라 세계적으로 소비되고 있다. 그에 맞춰 국가 및 지역적 환경 등에 맞춰 적합한 콘텐츠를 제공하는 방안인 콘텐츠 삽입 기술이 필요할 것으로 보인다. 본 논문은 지상파 UHD 방송의 전송 표준 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)/ROUTE(Real time Object delivery Over Unidirectional Transport) 및 MMT(MPEG Media Transport)를 기반으로 방송망과 통신망의 이종 망 환경 하에 ATSC (Advanced Television Systems Committee) 3.0 Event Signaling 표준을 활용한 콘텐츠 삽입 서비스 시스템 모델 및 동기화 방안을 제안한다. 또한, 해당 서비스가 방송 표준을 만족하는 환경에서 동작함을 검증한다.

Recently, broadcasting technologies have evolved as high-quality AV services such as domestic terrestrial UHD(Ultra-High Definition) broadcasting have been increasing, and broadcasting standards have been newly defined. Also, as network technology develops, contents are consumed not only in the country but also the world. Accordingly, content insertion technology, which is a method of providing suitable contents in accordance with the national and local environments, will be needed. This paper proposes a content insertion service system model and synchronization scheme using ATSC(Advanced Television Systems Committee) 3.0 Event Signaling standard under heterogeneous network environment of broadcasting network and internet network based on transmission standard DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)/ROUTE(Real time Object delivery Over Unidirectional Transport) and MMT(MPEG Media Transport) of terrestrial UHD broadcasting. It also verifies that the service operates in an environment that meets the broadcast standard.

UHD 방송이 전 매체로 확산되는 가운데, 정부는 지상파 방송의 UHD로의 전환을 계획하고 있다. 그런데 UHD화에는 막대한 비용이 소요되며, 이는 궁극적으로 수용자의 부담으로 귀결된다. 그러므로 UHD화 정책은 수용자에게 창출할 성과를 기준으로 결정되어야 한다. 그러나 UHD화에 대해서는 기술적, 산업적, 정책적인 논의에 가려 수용자에 대한 연구가 부족했다. 본 연구에서는 UHD 방송이 수용자에게 제공할 공익적 효과를 후생 척도로 분석하였다. 이를 위해 진술 선호 자료를 수집한 후, 지상파, 유료 방송, 주문형 비디오 등 매체별로 지불의사액을 CVM으로 추 정하였다. 지불의사액이 0원인 응답자를 처리하기 위해 스파이크 모형을 채택하였다. 분석 결과 우리 나라 시청자들이 UHD 방송으로 인해 추가적인 편익을 실제로 느끼는 것으로 확인되었다. 매체별로는 매월 지불의사액이 ‘주문형 비디오(5691원, 인당) > 지상파 방송(3736원, 가구당) > 유료 방송 (3206원, 가구당)’의 순으로 나타났다. 국민경제 전체적으로는 UHD TV 수상기가 100% 보급되거나 UHD 주문형 비디오 서비스를 국민 100%가 이용하게 되면 ‘주문형 비디오(2조5072억 원) > 유료 방송(1조3509억 원) > 지상파 방송 (9898억 원)’의 순으로 편익이 창출될 것으로 추정된다. 그러므로 정부나 방송 사업자는 이를 기준으로 투입이나 지원 규모를 결정할 수 있겠다. 또한 지상파를 넘 어서 다양한 매체나 단말기를 통해서 UHD 영상을 시청할 수 있는 방송 환경 조성의 필요성도 확인하였다.

UHD broadcasting is expanding across the media, and the UHD transition is planned. By the way, a tremendous amount of transition cost will be consumed, and a burden on the audience will be placed. Therefore, the UHD broadcast policy should be evaluated by the criteria of the audience-created results. However, the number of audience researches is small, compared to that of technological and industrial policy researches. This study analyses public interest effects on the audience as measures of welfare, col- lecting the preference statement data and assuming willingness-to-pay by contingent valuation method. The study uses a spike model to deal with zero willingness to pay. The analytical results of 3 regression models of terrestrial TV, pay TV, and VOD confirmed the audience gained additional benefits from UHD broadcasting. The monthly willing- ness-to-pay of three media is as follows; ‘On-demand KRW 5,691 per capita > Terrestrial broadcasting KRW 3,736 per household > Pay TV KRW 3,260 per household’. Calculations based on the gross Korean economy are currently ‘On-demand KRW 995.3 billion > Pay TV KRW 335 billion > Terrestrial broadcasting KRW 245.5 billion’. If the dif- fusion rate of UHDTV becomes 100% and the entire Korean audience use vid- eo-on-demand, the amount will be ‘On-demand KRW 2,507.2 billion > Pay TV KRW 1,350.9 billion > Terrestrial broadcasting KRW 989.8 billion’. Thus, the government and broadcasters can decide the size of investment and support. In addition, we confirmed the necessity to create broadcast environments where the audience can watch UHD broadcasting using not only terrestrial TV but also various media and devices.

최근 몇 년간 차세대 방송으로 일컬어지는 UHD (Ultra High Definition) 방송 기술에 대한 많은 연구 및 개발이 진행되고 있다. 사람들의 이목이 집중되는 큰 스포츠 이벤트는 새로운 방송 기술을 홍보하기 위해 좋은 기회인만큼, KBS에서는 2014년에 있었던 세 번의 큰 스포츠 이벤트인 KBL (Korean Basketball League) 프로농구 결승전, 2014 브라질 월드컵, 2014 인천 아시안게임에 대해 4K 라이브 중계방송을 실시하였다. 특별히 KBL 프로농구 결승전은 세계 최초 지상파 4K 라이브 중계방송이었으며, 월드컵과 아시안게임에 대해서는 UHDTV를 보유한 시청자들이 각자의 집에서 UHD 방송을 즐길 수 있었다. 본 논문에서는 세 번의 스포츠 이벤트에 대한 전체적인 제작 및 전송과정에 대해 정리하였다. 특별히 경기 현장에서의 방송 제작, 실시간 HEVC 인코딩, SFN 전송, 국가과학기술연구망인 KREONOET을 통한 4K 무압축 영상에 대한 IP 전송 등에 대해 설명하였다.

UHD (Ultra High Definition) has been developed and standardized over the past few years and considered as a key of the next generation broadcasting. Since major sporting events that attract many viewers have been good opportunities for applying and promoting new broadcasting technology, KBS (Korean Broadcasting System) has carried out live 4K terrestrial broadcasting of three big sports events in 2014, the KBL (Korean Basketball League) finals, the 2014 FIFA World Cup, and the 2014 Incheon Asian Games. Especially, 4K UHD live coverage of the KBL finals was the world's first live 4K terrestrial broadcasting, and people could enjoy the World Cup and the Asian Games with UHDTV at home. In this paper, the overall live production and data transmission of the sporting events is described, including on-location live production, live HEVC (High Efficiency Video Coding) encoding, SFN (Single Frequency Network) transmission, as well as experimental IP transmission of uncompressed 4K video via KREONET, a national R&D network run by KISTI (Korea Institute of Science and Technology Information).

본 논문에서는 20GHz 이상의 Ka-대역 위성링크에서 대기 중의 감쇠가 심하므로 높은 품질의 영상신호를 수신하기 위하여 최저 잡음지수를 나타내는 하향변환기의 RF-전단부를 제시하였다. 또한 RF-전단부의 CDR, SFDR 및 OIP3을 버짓 분석에 의하여 높은 동적영역을 나타내는 파라미터 값과 선형성을 분석하였다. 설계된 Ka-대역 하향변환기의 전체이득은 61.8dB, 잡음지수는 1.05dB로 매우 우수한 특성 나타내었으며, 설계 제작된 하향변환기는 우수한 선형성을 요구하는 UHD 급의 고화질 영상전송용 Ka-대역 위성방송 하향변환기에 적용할 수 있다.

In this paper, we suggested that a RF-front module of down-converter that represents the lowest noise figure to receive high quality video signals because the attenuation occurs in the atmosphere over 20GHz. By budget analysis of CDR, SFDR and CIP3 of RF-FEM, we also analyzed the parameters and linearity that presents high dynamic range. The total gain of designed Ka-band down-converter is 61.8dBand noise figure is 1.05dB, so gain and noise figures show excellent properties. In the future, the designed RF-FEM will be applied to the Ka-band satellite down-converter for UHD-class video transmission.

초고품질 멀티미디어에 대한 사용자 요구가 증가하고 있지만, 현재 방송 환경으로는 고해상도 대용량의 UHD 콘텐츠를 저작, 인코딩, 재생 및 전송하기 어렵다. 따라서 사용자 요구를 만족하기 위한 UHD급 영상을 지원하는 디스플레이, UHD 서비스를 수신하는 단말기 그리고 대용량의 데이터를 수용할 수 있는 네트워크 등 다양한 분야의 기술들이 빠르게 발전하고 있다. 이에 본 논문에서는 UHD 미디어 전송을 위해 스케일러블 비디오 코딩을 이용하여 영상을 부호화하고 이를 각 계층별로 다른 네트워크를 통해 전송하는 송신시스템과 분리되어 수신된 비디오 스트림을 하나의 영상으로 재생하는 수신 시스템을 설계한다. 제안 시스템은 이 기종 망을 이용함으로써 사용자의 수신 환경에 적응적으로 HD와 UHD 콘텐츠를 모두 지원할 수 있다.

Even if the demands for ultra-high-quality multimedia contents are increasing, it is difficult to produce, encode, play and transport ultra-high-quality contents under the existing broadcasting environment. By the reason, various technologies for the UHD contents have been developed in order to satisfy the user's needs. In this paper, we propose a design methodology of a broadcasting system, which consists of two parts, for UHD services with two parts. At the transmit part of the proposed system can encode a video into several layered-bitstreams hierarchically, and then transport each bitstream over heterogeneous networks. The receiver part can play the received video by composing the separated bitstreams. The proposed system can adaptively provide both HD and UHD contents according to user's reception conditions by using the heterogeneous networks.

세계적으로 아날로그 방송에서 디지털 방송으로의 전환이 마무리되고 있는 가운데, 앞으로 다가올 UHDTV 등 실감의 대용량 방송 및 방송 통신 융합 환경에 대비하기 위한 새로운 차기 방송 표준에 관한 연구의 필요성이 날로 높아져 가고 있다. 특히, 저해상도 서비스에 머물러 있던 모바일 방송에서는 기존 HD급의 서비스 제공이 가능한 모바일 실감방송으로 진화하기 때문에 고정/이동 방송 서비스가 동시에 가능한 고효율 전송 원천 기술 개발이 이루어질 필요가 있다. 이에 최근 지상파 단일 채널을 통해 4K UHD (거치형) & HD (모바일) 방송 서비스를 동시에 제공하는 융합방송 시스템 개발에 대해서 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 최신의 디지털 방송 전송 기법 및 영상 압축 기술에 대해서 소개하고, 지상파 단일 채널을 통해 4K & HD 융합방송 서비스를 제공하기 위한 서비스 모델 및 전송 요구 사항들에 대해서 분석한다. 이 후 최신의 방송 전송 기법 및 영상 압축 기술을 적용하였을 때, 6MHz & 8MHz 대역폭에서 지상파 4K UHD & HD 융합방송을 전송하기 위해 필요한 최적의 전송 파라메터를 도출하고 이를 이용해 AWGN 및 TU-6 채널에서의 융합방송 수신 성능을 검증하였다. 이를 통해 6MHz 대역폭에서의 원활한 HD 모바일 데이터의 수신이 140 Km/h 수신기 속도까지는 가능하나, 그 이상에서는 대역폭의 한계로 인해 원활한 수신이 이루어지지 않음을 확인하였다. 그리고 대역폭을 8 MHz로 확장할 경우, 매우 빠른 다중경로 페이딩 채널에서도 4K UHD 및 HD 계층 데이터의 수신이 원활히 이루어지는 것을 보였다.

The worldwide transition from analog to digital broadcasting has now been completed and the need to study next generation standards for Ultra High Definition TV (UHDTV) broadcasting, and broadcasting & communication convergence systems is rapidly growing. In particular, high resolution mobile broadcasting services are needed to satisfy recent consumers. Therefore, the development of highly efficient convergence broadcasting systems that provide fixed/mobile broadcasting through a single channel is needed. In this paper, a service scenario and requirements for providing 4K UHD & HD convergence broadcasting services through a terrestrial single channel are analyzed by employing the latest transmission and A/V codec technologies. Optimized transmission parameters for 6 MHz & 8 MHz terrestrial bandwidths are drawn, and receiving performances are measured under Additive White Gaussian Noise (AWGN) and time-varying multipath channels. From the results, in a 6 MHz bandwidth, the reliable receiving of HD layer data can be achieved when the receiver velocity is maximum 140 Km/h and is not achieved when the velocity is over 140 Km/h due to the limit of bandwidth. When the bandwidth is extended to 8 MHz, the reliable receiving of both 4K UHD and HD layer data is achieved under a very fast fading multipath channel.

UHDTV (Ultra High Definition TV)와 같은 실감의 대용량 방송과 방송망과 통신망을 결합한 융합방송 (Convergence Broadcasting)에 대한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 최근 DVB (Digital Video Broadcasting) - T2 (2nd Generation Terrestrial) 방송 전송 시스템에 채용된 Multiple-PLP (Physical layer Pipe) 다중화 및 전송 기법들과 최근 표준이 완료된 SHVC (Scalable High efficiency Video Coding) 영상 압축 기술을 채용하여, 지상파 단일 채널을 통해 4K UHD & HD 모바일 방송을 전송하는 전송시스템 개발에 관한 연구가 수행되었다. 하지만 Multiple-PLP 다중화 기법은 서로 다른 계층의 데이터를 각각 다른 채널 부호율과 변조 성상도를 적용하여 하나의 프레임을 통해서 전송할 수 있는 반면, 프레임 내의 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 크기나 보호구간의 크기는 달리할 수가 없다. 이에 본 논문에서는 다른 계층의 데이터의 FFT & 보호구간의 크기를 달리하여 전송할 수 있는 FEF (Future Extension Frame) 다중화 기법을 이용한 지상파 고정 4K UHD & 이동 HD 융합 방송의 전송 가능성 및 성능을 검증해 보았다. 이를 위해 DVB-T2 지상파 방송 전송 시스템에 채용된 전송 기법들과 FEF 다중화 기법을 적용한 지상파 단일 채널 고정 4K UHD & 이동 HD 융합방송 전송시스템의 구조들을 제안하였다. 이후에는 예측 분석한 SHVC 압축 후의 데이터 전송 요구량을 바탕으로, 제안한 융합방송 전송 시스템을 통해 6 MHz & 8 MHz 대역폭에서 두 계층의 데이터를 전송할 수 있는 최적의 전송 파라메터를 도출하고, 이에 따른 TOV (Threshold of Visibility)를 찾기 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise), 정적 Brazil-D, 그리고 TU (Typical Urban)-6 채널 하에서 수신 성능을 검증해 보았다. 그리고 이를 통해 6MHz 및 8MHz 대역폭에서 4K UHD & HD 계층의 데이터를 고정 수신 그리고 수신 속도가 매우 빠른 이동 환경에서 원활히 수신할 수 있음을 보였다.

In this paper, the possibility of a terrestrial fixed 4K UHD (Ultra High Definition) and mobile HD (High Definition) convergence broadcasting service through a single channel employing the FEF (Future Extension Frame) multiplexing technique in DVB (Digital Video Broadcasting)-T2 (Second Generation Terrestrial) systems is examined. The performance of such a service is also investigated. FEF multiplexing technology can be used to adjust the FFT (fast Fourier transform) and CP (cyclic prefix) size for each layer, whereas M-PLP (Multiple-Physical Layer Pipe) multiplexing technology in DVB-T2 systems cannot. The convergence broadcasting service scenario, which can provide fixed 4K UHD and mobile HD broadcasting through a single terrestrial channel, is described, and transmission requirements of the SHVC (Scalable High Efficiency Video Coding) technique are predicted. A convergence broadcasting transmission system structure is described by employing FEF and transmission technologies in DVB-T2 systems. Optimized transmission parameters are drawn to transmit 4K UHD and HD convergence broadcasting by employing a convergence broadcasting transmission structure, and the reception performance of the optimized transmission parameters under AWGN (additive white Gaussian noise), static Brazil-D, and time-varying TU (Typical Urban)-6 channels is examined using computer simulations to find the TOV (threshold of visibility). From the results, for the 6 and 8 MHz bandwidths, reliable reception of both fixed 4K UHD and mobile HD layer data can be achieved under a static fixed and very fast fading multipath channel.

TV디스플레이 대형화, 방송과 통신의 융합화, 신호 압축 및 전송 기술의 고도화로 인해 지상파 디지털 방송은 초고품질 방송, 하이브리드 방송, 고정UHD/이동HD 동시방송을 제공할 수 있는 UHD 방송으로 진화하고 있다. 이러한 지상파 UHDTV 방송을 위한 국내 표준은 북미의 차세대 방송 표준인 ATSC3.0을 근간으로 하고 있다. ATSC3.0은 비디오 압축 표준으로 HEVC 비디오 부호화 표준을, 오디오 압축 표준으로는 MPEG-H 3D 오디오 부호화 표준을 채택하고 있다. 또한 방송망과 IP망에서의 운용을 위해 기존의 MPEG-2 TS 방식을 대신하여 IP기반의 ROUTE/DASH와 MMT를 전송 포맷으로 채택하고 있으며, 4K UHD 방송과 이동 HD 서비스를 동시에 제공하기 위한 다중화 기술을 도입하고 있다. 본 논문에서는 ATSC3.0을 기반으로 HDR/WCG 지원 고품질 비디오 서비스, 10.2채널/4객체 지원 입체음향 서비스, 고정 UHD와 이동 HD 동시방송 서비스를 제공하기 위해 필요한 오디오/비디오 부호화기, ROUTE/DASH 패키저, 다중화 시스템과 물리계층 송수신을 위한 ATSC 3.0 LDM 시스템을 구현하고, 이를 실시간 방송 송수신 환경에 적용하여 서비스 가능성을 검증하고자 하였다.

Due to the large-scale TV display, the convergence of broadcasting and broadband, and the advancement of signal compression and transmission technology, terrestrial digital broadcasting has evolved into UHD broadcasting capable of providing simultaneous broadcasting of fixed UHD and mobile HD. The Korean standard for terrestrial UHDTV broadcasting is based on ATSC 3.0, the broadcasting standard of North America. The terrestrial UHDTV broadcasting standard chose that as a new AV codec standard, HEVC video codec which can compress with higher efficiency compared to AVC, and MPEG-H 3D audio codec for realistic audio. Also, DASH and MMT are adopted as transmission format instead of MPEG-2 TS to support broadband as well as broadcasting network, and in order to provide 4K UHD/mobile HD service simultaneously ROUTE multiplexing technology is applied. In this paper, we propose an audio/video encoder, which is required to provide HDR/WCG supported high quality video service, 10.2 channel/4 object supporting stereo sound service, fixed UHD and mobile HD simultaneous broadcasting service based on ATSC3.0, also we implemented the ATSC 3.0 LDM system for ROUTE/DASH packager, multiplexing system and physical layer transmission/reception, and verified the service ability by applying it to real time broadcast environment.