① 기술의 분류체계

디지털 TV란 문자 그대로 비디오, 오디오 및 데이터 등 모든 것을 디지털 처리를 한 후 디지털 전송방식에 의거 송ㆍ수신할 수 기술을 총칭한다. 여기서 디지털 처리란 고도의 디지털 기술을 이용하여 아날로그 신호를 0과 1로 구성된 디지털 신호를 변환하는 것을 말한다. 이렇게 변환된 신호는 다른 정보와 함께 압축ㆍ다중화된 후 디지털 전송방식에 의해서 전송되며, 전송된 신호는 수신기에서 다시 원래의 비디오 및 오디오로 변환된다.

이를 세부적으로 살펴보면, 디지털 TV는 크게 4개의 서브 시스템으로 구성되며, 각 서브 시스템의 역할 및 적용되는 기술은 다음과 같다.

첫째, 소스 부호화 및 압축(source coding and compression)부이다. 이 서브 시스템은 비트 레이트를 줄이는 부분으로 비디오, 오디오 및 보조 디지털 데이터 스트림을 압축한다. 보조 데이터에는 제어(control) 데이터, 제한 수신(conditional access) 제어 데이터, 그리고 클로즈드 캠션(closed captioning)과 같은 프로그램 오디오/비디오 서비스 관련 데이터 등이 포함된다. 보조 데이터는 또한 독립적인 프로그램 서비스를 의미할 수도 있다. 부호기(coder)의 목적은 오디오 및 비디오 정보를 표현하는데 필요한 비트 수를 최소화 하는데 있다.

둘째, 서비스 다중 및 전송(service multiplex and transport)부이다. 이 서브 시스템은 디지털 데이터 스트림을 정보를 갖는 패킷(packet)으로 나누는 방법, 각 패킷 또는 패킷 유형을 고유하게 규정하는(uniquely identifying) 방법, 그리고 비디오 데이터 스트림 패킷, 오디오 데이터 스트림 패킷 및 보조 데이터 스트림 패킷을 하나의(single)데이터 스트림으로 다중화(multiflexing)하는 적합한 방법을 규정한다. 전송(transport) 메커니즘의 개발에 있어서 지상파, 케이블, 위성, 저장 매체, 그리고 컴퓨터 인터페이스와 같은 디지털 매체 간의 상호 운용성(interoperability)이 가장 큰 관심사였다. 디지털 TV 시스템은 디지털 방송 시스템용 비디오, 오디오 및 데이터 신호들을 패킷화, 다중화 하기 위하여 MPEG-2 전송 시스템(transport system)을 채택하였다. MPEG-2 전송 시스템은 채널 대역폭이나 저장 매체의 용량(capacity)이 제한되어 있고 효율적인 전송 메커니즘(transport mechanism)이 중요하게 요구되는 어플리케이션을 위해 개발되었다.

셋째, RF/전송(transmission)부이다. 이 서브 시스템에서는 채널 부호화(coding) 및 변조(mudulation)를 수행한다. 채널 부호기는 데이터 비트 스트림에 부가 정보를 추가한다. 이 부가 정보는 수신단(receiver)에서 전송 과정 중의 손상으로 인하여 전송된 신호를 정확히 나타내지 못하는 수신 신호로부터 데이터를 복구하는데 사용된다. 변조(또는 물리 계층)부에서는 디지털 데이터 스트림 정보를 이용하여 전송된 신호를 변조한다.

넷째, 단말기 부분이다. 이 서브 시스템에서는 송신부에서 압축ㆍ다중화 및 채널코딩하여 전송된 신호를 수신하여 수신기에서 정보를 추출한다. 이는 송신기에서 사용되는 기술의 역과정을 수행하고, 추가적으로 해당 수신기의 형태에 맞게 신호를 적절히 변환하는 기술 및 수상기에서의 신호 품질을 향상시키기 위한 다양한 응용 개량기술들이 적용된다.

이러한 기술들은 지상파방송, 위성방송, 케이블방송의 표준안에 따라 약간씩 변형될 수 있으나, 핵심기술들은 적용 매체에 상관없이 공통적으로 사용된다.

따라서 디지털TV에 적용되는 4개의 서브시스템을 중심으로 기술들을 아래와 같은 분류체계에 따라 구분하였다. 각 분류체계는 대분류와 중분류 그리고 소분류로 구분하였다. 상기 기술분류체계를 아래의 [표 1.3-1-1]에 제시하였다.

[표 1.3-1-1] 기술분류체계

② 분석기술의 내용

가. 정량분석 데이터 산출근거

[표 1.3-1-2] 정량 데이터 검색내용

상기 표와 같은 검색범위 및 검색키워드에 의해 검색한 결과 한국 2555건, 미국 3287건, 일본 9554건, 유럽 2628건이 검색되었다. 이 중 본 과제와 관련이 없는 기술은 삭제하였으며, 한국의 검색범위를 확장하여 일부 데이터를 추가하고, 미국, 유럽의 경우에는 누락이 있는 주요특허들에 대하여 데이터를 추가하여 최종적으로 10,632건으로 확정하였다.

나. 선별된 데이터의 기준

⊙ 기술분류에 포함된 사례

(가) 미국의 전송표준인 ATSC 및 유럽의 전송표준인 DVB-T 기술

(나) 각 매체에 적용되는 8VSB, COFDM, QPSK, QAM 등의 변복조 기술

(다) 전송에 관련되는 동기, 등화, 세그멘트 심볼 등의 기술

(라) 다중화에 관련된 다중화기/역다중화기, 패킷, 전달스트림, PMT, 디코더 인터페이스 등의 기술

(마) 미국, 유럽의 지상파, 위성, 케이블방송에 사용되는 데이터방송과 관련된 ATSC-DASE, DVB-MHP, OCAP, ARIB-BMS 등의 기술

(바) 디지털TV 방송용 부가정보에 사용되는 프로그램 안내정보 및 가입자접근제어방식과 관련된 SAS, Scramble, Ciphering, EPG, PSI, PSIP, PMT 등의 기술

(사) 지상파, 위성, 케이블에 공통으로 사용되는 신호처리 방식 중 영상압축에 관련된 MPEG-2,4,7 기술

(아) 미국 및 유럽의 디지털TV에 사용되는 음성신호압축기술인 돌비 AC-3 기술 및 MPEG-2 기술

(자) 디지털TV 단말기와 관련된 편향, 변환, 표준방식변환, 화질개선 등과 관련된 기술

(차) 디지털 위성방송, 디지털 케이블방송과 관련된 시스템 기술

(2) 기술분류에 제외된 분야

(가) 일본의 전송표준인 ISDB-T 기술

(나) 전송에 관련되는 동기기술 중 ADC/AGC/DC 기술

(다) 디지털TV 방송용 컨텐츠 제작과 관련된 기술

(라) 일본의 EDTV와 관련된 기술

(마) 순수 디스플레이 분야 (CRT, PDP, LCD 등)에 관련된 기술