84 특집 : 하이브리드오디오 특집 하이브리드오디오 디지털라디오기술과테스트 (DAB/DAB+ 기술과테스트 ) 단현석 / 에이티비스 I. 서론 무선방송기술의발달로 AM/FM 아날로그라디오방송에서보다주파수를효율적으로활용할수있는디지털라디오방송이전세계적으로도입되고있다. 디지털라디오기술은기술구현방식에따라크게세가지로나눠져있다. 유럽향방식인 DAB/DAB+, 미국향방식인 HD-Radio 그리고또하나의유럽향방식인 DRM(Digital Radio Mondiale) 이다. 그중에서가장많은국가에서채택하여방송하고있는기술인 DAB/DAB+ 의기술과효율적인테스트에대해서이야기해보고자한다. II. 디지털라디오방송기술동향 디지털라디오의서비스는 DAB/DAB+ 표준으 로가장많은국가에서서비스되고있으며, 수신단말도가정용, 차량용, 이동형등가장많은종류의단말과수신기제조사가있다. 대표적으로서비스를잘하고있는국가는영국과호주라말할수있다. 우리나라는이미 DMB라는이동형수신기를위한방송을 Eureka-147 라는유럽향디지털라디오표준을근간으로 2005 년부터서비스중에있으나서비스내에라디오방송은전체의기술에일부만의기술을사용하고있어진정한의미의디지털라디오라고말할수없다. 1. DAB/DAB+ 국가별서비스상황 DAB는 1995 년을시작으로 2007 년 DAB+ 로오디오압축기술이 HE AAC+ V2로업데이트되어기 84 방송과미디어제 21 권 3 호
디지털라디오기술과테스트 (DAB/DAB+ 기술과테스트 ) 289 < 그림 1> DAB/DAB+ 디지털라디오방송서비스국가지도출처 : www.worlddab.org < 그림 2> DAB/DAB+ 디지털라디오방송서비스국가출처 : www.worlddab.org 존에사용했던 MPEG-2 Audio Layer2 에비해약 2배가량효율이높다. 이로인해기존주파수내서비스채널이많게는두배까지늘릴수있게되었다. 대부분의국가들은기존의 DAB와 DAB+ 를혼재하여방송을해왔으나, 호주는파격적으로한채널을모두 DAB+ 로전환하여, 보다많은서비스를할수있게되었다. 2. DRM과 HD-Radio 서비스상황처음유럽에서 DRM은 AM대역의디지털라디오서비스를하기위해만들어졌으나현재는 DRM+ 기술을내놓으면서 FM대역의서비스도가능하게되었다. 이로인해서 DAB와상충되는부분이있다. HD-Radio 는북미에서상용서비스를하고있 2016 년 7 월 85
290 특집 : 하이브리드오디오 는표준으로 DAB와 DRM에비해도입하는국가가많지않다. III. Eureka-147(DAB/DAB+) 방송기술 1. DAB/DAB+ 서비스의이해 DAB/DAB+ 방송서비스를이해하기위해서는아래의 < 그림 3> 만큼좋은것이없을것같다. 하나의물리적밴드내에방송을서비스하기위해서는어느방송이나마찬가지겠지만방송을잘찾아서볼수있게해주는정보가필요한데이것이 DAB에서는 FIC(Fast Information Channel) 이다. 그리고실제라디오방송서비스영역이필요한데이것이 MSC(Main Service Channel) 이다. MSC는기본적 < 그림 3> DAB System Protocol Stack 출처 : Wiley Online Library 86 방송과미디어제 21 권 3 호
디지털라디오기술과테스트 (DAB/DAB+ 기술과테스트 ) 291 으로라디오를들을수있는오디오방송과그외에부가데이터를볼수있는데이터방송으로나눠진다. 데이터서비스는크게두개로나눠지는데오디오프로그램과연동해서하는 PAD(Program Associated Data) 와단독으로데이터만서비스하는 Non-PAD 로나뉜다. < 그림 3> 에서구현되는기술들은수신단말업체에서는모두구현되어야하고잘구현되었는지테스트가필요하다. 예를들어 FIC채널의 FIDC(Fast Information Data Channel) 에서 EWS(Emergency Warrnig System) 재난방송, PAD영역의데이터서비스에서 DLS(Dynamic Lable Service), DL+ 인텔리전트텍스트, EPG(Electronic Program Guide), TDC(Transparent Data Channel) TPEG, < 그림 3> 에나와있지는않지만긴급상황발 생시사용하는 Announcement 등의기능구현시뮬레이션테스트가필요하다. 2. 하이브리드라디오기존에 < 그림 3> 에서볼수있듯 IP를통한서비스가 Non-PAD 영역에설계되었다. 해당서비스는국내 DMB방송에서도시도는해보았지만상용방송서비스는이루어지지않았다. 하이브리드라디오는방송과통신을혼성하여청취자의요구에따라보다많은정보를공급함으로써보다풍성한서비스를제공한다. 텔레비전방송에서이미 HbbTV(Hybrid broadcast broadband TV) 서비스를하고있으며, 국내의 ATSC3.0 UHD 방송에서도방송과통신을혼성한서비스를진행중이다. < 그림 4> 하이브리드라디오미래출처 : WorldDAB 2016 년 7 월 87
292 특집 : 하이브리드 오디오 <그림 5> 하이브리드 라디오 홈 구성도 출처: WorldDAB <그림 6> 하이브리드 라디오 모바일 구성도 출처: WorldDAB 88 방송과 미디어 제21권 3호
디지털라디오기술과테스트 (DAB/DAB+ 기술과테스트 ) 293 IV. Eureka-147(DAB/DAB+) 단말테스트 1. 효율적단말테스트의필요성 아날로그라디오방송에서수신기를개발하고품질을테스트하기위해서는디지털라디오에비해매우적은기능의테스트만이필요했다. 디지털라디오로진화하면서서비스가늘어나고서비스의전송을위한송신파라메터가다양해지고보다풍성한볼거리를위해부가서비스가증가하였다. 이로인하여단말테스트의테스트항목도증가하였고테스트시간과개발기간이증가하였다. 많은단말테스트항목을위해, 개발기간과테스트시간을줄이기위해효율적인단말테스트가필요하고테스트의결과는어느누가하든같은결과 를얻어야한다. 2. 효율적인단말테스트방법과효과기존에단말테스트는원하는기능에테스트를할수있는컨텐츠 (ETI) 를현지에서캡처하거나 WorldDAB 협회가입을통해수많은 (Tera 이상의컨텐츠 ) 컨텐츠를단순 RF 시그널송출장비를통해서테스트해왔다. 이부분의단점이내가원하는기능에테스트컨텐츠를분류하여찾기도어렵고찾더라도해당컨텐츠의해당기능부분이나올때까지기다렸다가테스트해야한다. 한번에테스트가되지않을경우에는이런부분을반복적으로해야하기때문에비효율의연속이다. 이런부분을해소하기위해서는해당컨텐츠에해당하는기능을편집하여환경을 < 그림 7> 디지털라디오환경및단말제조사의효율적테스트에대한고민 2016 년 7 월 89
294 특집 : 하이브리드 오디오 가 가능하다. 또한 단말 테스터가 저장한 테스트 케 이스를 그룹으로 지정하여 하나의 시나리오를 만든 다면 연속적으로 효율적인 테스트가 가능하다. 아 래는 DAB에서 중요하게 테스트하는 기능들을 설명 하였다. 1) DLS, DL+ 변경 DLS는 오디오 채널 별 Data로 송출되는 내용이 수신기에 표시되는 것을 말한다. 라디오 방송국은 디지털라디오 수신기 디스플레 <그림 8> DAB/DAB+ ETI 분석, 편집, 저장 및 시뮬레이션 장비(에이티 비스 DAB Studio) 이로 스트리밍 텍스트 정보를 전달할 수 있으며, 최 대 128 bytes 문자까지 간단한 스크롤 텍스트로 노 래 제목, 뉴스, 교통 정보 등 텍스트 형태로 실시간 구현하고 이 환경을 저장하여 추후 테스트 시 불러 서 사용할 수 있다면 단말 테스터는 빠르게 테스트 <그림 9> DAB/DAB+ DL+ 분석 및 편집 기능 화면 90 방송과 미디어 제21권 3호 정보를 제공할 수 있다. DL+는 DLS의 새로운 고급 버전으로 디지털 라
디지털라디오기술과테스트 (DAB/DAB+ 기술과테스트 ) 295 디오청취자에게더많은정보를세분화하여전달할수있다. DAB Studio 에서 DL+ 편집은우선 DLS Text 의전체내용편집을할수있고해당 DLS Text 의내용을 Content 별로나누어수신기에표시할수있도록구분할수있다. < 그림 9> 와같이 DLS의컨텐츠인스트리밍텍스트를수정하여텍스트의언어, 글자수등이표준에부합되도록단말이동작하는지를테스트할수있다. 2) Reconfiguration 기능테스트 Reconfiguration 은 Ensemble 의 MCI, Service 구조가변경될때 Radio 청취자들이방송수신의끊김없이계속청취할수있도록변경전에변경될 Ensemble 또는 Component 의구성내용을전송한후일정시간후에실제변경을하도록하는기능이다. 수신기는 Reconfiguration 이발생할것이라는 Change flag를수신하면변경될 Ensemble 구조등을미리준비하여변경되는순간끊김이발생하지않도록해야한다. DAB Studio 는 ETI파일에 Reconfiguration 을인위적으로발생시켜수신기의동작을확인할수있도록편집할수있는기능을제공한다. 서비스를추가하여테스트할수도있고, 삭제하여테스트할수도있다. Service Label 변경테스트도할수있으며, DLS 또는 DL+ 의변경을테스트할수도있다. 3) Announcement 테스트 Announcement 란청취자가현재의오디오서비스로부터또다른오디오서비스로전환할수있게해주는것을말한다. 이를위해정적인 Announcement 지원정보가제공되며, 수신기는 Announcement 스위칭정보가수신될때, 제공된 Announcement 지원정보를통해또다른서비스로전환할수있어야한다. 16개의 Announcement 카테고리가가능하며, 현재이중 11가지가정의되어있다. DAB Studio 는 < 그림 11> 과같이 Announcement 지원정보, Announcement 스위칭정보및송출시간편집기능을지원함으로써효율적인 Announcement 기능테스트가가능하다. < 그림 10> Reconfiguration 화면 2016 년 7 월 91
296 특집 : 하이브리드 오디오 <그림 11> Announcement 화면 4) Service Following(Service Link) 테스트 방송 신호 사이에는 시간 지연이 있을 수 있어서 단 이동 중에 DAB, DRM, FM 방송 등을 수신할 경 순한 채널 변경으로는 방송 수신 신호의 불연속이 우, 현재 수신하고 있는 채널의 신호가 약해지면서 발생할 수 있기 때문에 Service Following을 지원 더 이상 수신이 불가능해 질 경우가 있다. 이 같은 하는 수신기는 이런 불연속을 없애기 위한 오디오 상황은 타 지역으로 이동 할 때, 또는 인접 국가 간 신호 버퍼링 기능을 통해 Seamless한 서비스 수신 에 이동하는 순간에 발생할 수 있다. 을 지원할 수 있어야 한다. 이때 Service Following을 지원하는 수신기는 DAB Studio의 Integrated system은 이런 수신 보조수신기를 이용하여 미리 다른 DAB, DRM, 기의 Service Following 동작이 잘 이루어지는 지 FM 신호들을 모니터링하면서 현재 수신하고 있는 에 대한 테스트를 진행 할 수 있다. 신호와 동일한 PID값을 갖고 있는 방송을 찾아서 Service Following은 DAB to DAB, DAB to 이동하는 순간에 자동으로 채널을 변경해 주어야 DAB+, DAB to FM RDS로의 전환이 이루어져야 한다. 하며, 상호간에 반대 상황으로도 서비스가 이루어 하지만 현재 수신 중인 방송 신호와 새로 수신할 92 방송과 미디어 제21권 3호 져야 한다.
디지털 라디오 기술과 테스트(DAB/DAB+ 기술과 테스트) 297 <그림 12> Service Following 테스트 구성도 <그림 13> 효율적인 단말 테스트를 통한 효과 2016년 7월 93
298 특집 : 하이브리드오디오 5) 효과효율적인단말테스트를통해개발기간이단축되고비용이절감되고고품질의제품을개발할수있고또한개발자와테스터와의논쟁을줄일수있다. < 그림 13> 에서자세한효과에대해그림으로표현하였다. V. 결론 디지털라디오는계속진화하고있고, 이에따른테스트방법도같이진화되어야한다. 물리적으로라디오신호는안테나를통해 Fading 이나 AWGN 환경에서도잘받아야하고, 또한약전계신호에서수신감도가좋아야하며, 오디오소스인코딩과 RF 파라메터간조합의테스트는이제기본테스트 조건으로들어간다. 펌웨어업데이트때마다반복적으로이루어져야하기때문에사실이부분테스트만으로도많은시간이소요된다. 이부분에대한테스트시나리오를작성하고그시나리오를바탕으로테스트장비를이용하여송출하여결과값을볼수있다면많은시간이절약이될것이며, 또한결과값에대한부분도같은조건에서도출해낼수있을것이다. 그외에필드에서많이발생하는문제즉, EWS, Announcement, Service Following 등은현지출장으로테스트하기때문에많은비용과시간이필요하다. 미래의라디오방송인하이브리드라디오서비스는기능을구현하는수신단말개발자나테스터입장에서볼때통신과연동을하는테스트를해야하는숙제가있다. 이모든것을하나의장비에서시뮬레이션하고자동화할수있는장비가필요하다. 참고문헌 참고문헌 [1] http://www.worlddab.org [2] DCMS, Minimum Specifications for DAB and DAB+ in-vehicle digital radio receiver and adaptors [3] ETSI EN 300 401 [4] DAB, DAB+ DMB 원리와응용 필자소개 단현석 - 2005 년 : 동국대학교컴퓨터공학과학사 - 현재 : 에이티비스연구소장 - 주관심분야 : 디지털방송, 멀티미디어통신, 방송통신융합, Hybrid 방송서비스 94 방송과미디어제 21 권 3 호