모바일 결제기술인 Host Card Emulation (HCE)의 개요

호스트 카드 에뮬레이션 (HCE : Host Card Emulation)는 소프트웨어를 사용하여 물리적인 비접촉식 스마트 카드를 복제할 수 있는 기술입니다. 모바일 결제와 관련하여 NFC (Near Field Communication)를 통해 거래를 완료하는데 사용됩니다.

비접촉식 신용 카드 (예 : Visa PayWave 또는 Mastercard Paypass)를 사용하는 사람은 고의로 또는 무의식적으로 NFC 기술을 사용하여 거래를 완료했습니다. NFC는 카드를 삽입하고 PIN을 입력하는 대신 POS (Point of Sale) 단말기에 카드를 두드리는 비접촉 결제를 허용합니다.

HCE의 잇점은 실제 신용 카드가 필요없다는 것이며, 스마트폰만 있으면 됩니다.

HCE는 NFC를 사용하는 최초의 모바일 결제 솔루션이 아닙니다. 보안요소 (SE : Security Element)는 일반 지불 및 모바일 비접촉식 지불을 위해 잠시동안 사용되었습니다. 후자의 경우, SE는 장치 내부에서 호스팅되어 장치와 수신자가 서로 통신하고 트랜잭션을 완료할 수 있습니다.

HCE는 조금 다르게 작동합니다. 모바일 장치에 보안 요소 (SE)를 배치하는 대신 클라우드에서 데이터를 호스팅합니다. 이 기기는 기기내 보안 요소에 의존하지 않고 NFC 지원 결제 단말기와 통신하여 카드를 에뮬레이션합니다.

HCE가 모바일 결제에 중요한 이유

비접촉식 모바일 결제 솔루션으로 사용되었던 장치내 SE의 대안인 HCE 기술의 부상은 여러가지 이유로 중요합니다.

HCE 이전에는 NFC 비접촉식 결제의 표준이 보안요소 (SE)를 통해 이루어졌습니다. 전통적으로 이것은 SE 소유자 (통신 사업자, 장치 제조업체 등)에게 액세스 제어 권한을 부여했습니다.

HCE에 대한 지원으로 모바일 지불뿐만 아니라 대중 교통 이용권, 카드 액세스 및 기타 맞춤 시스템을 비롯한 다른 응용프로그램을 가능하게 변경할 수 있습니다. Drop Labs의 Cherian Abraham은 SE에 대한 의존성을 깨뜨리는 것이 다음과 같은 몇 가지 이유로 유리하다고 지적했습니다.

▲ 발급사, 운송업자 및 TSM에 대한 의존도를 줄이는 보다 개방된 시스템

▲ 복잡한 SE 카드 준비 필요 없음

▲ 구획화 또는 SE 스토리지 크기에 대한 걱정없이 동일한 장치에서 여러 개의 NFC 지갑을 사용할 수 있는 기능

또 다른 장점은 HCE가 NFC를 지원하기 위해 인프라를 변경할 필요가 없다는 것입니다. NFC가 활성화된 현재 POS 터미널 장치가 있는 경우 HCE는 이것과 작동할 수 있습니다. 에뮬레이트된 카드를 통해 지불을 받으려면 값비싼 하드웨어에 돈을 버릴 필요가 없으므로 POS 시스템을 이미 구축한 상인에게는 매우 중요합니다.

또한 HCE는 물리적 장치에 존재하는 보안요소 (SE)와 관련된 복잡성과 비용을 줄이는데 도움이 됩니다. 보안요소 (SE)를 클라우드로 이동하면 애플리케이션 제공업체는 제3자에 의존하지 않고 클라우드 기반 보안 요소에 직접 애플리케이션을 프로비저닝할 (Provisioning) 수 있습니다.

HCE 시장 적용

HCE가 광범위하게 채택되는 데에는 여전히 많은 장애물이 있지만 NFC 결제 방식의 전통적인 방법의 가능한 대안이 되고 있습니다. HCE는 하드웨어 솔루션이 아니기 때문에 시장에 출시하는 것이 더 효율적입니다. 또한 Blackberry는 몇년 동안 HCE를 지원했지만 (Android는 4.4 이상), Mastercard와 Visa는 작년에 NFC 모바일 결제를 위해 HCE 사용에 대한 지원을 발표했습니다. 다시 말해, 시장은 HCE 기술에 대한 준비가 되어 있습니다.

현재 시장의 보급률을 높이기 위한 장애물은 거의 없습니다. 하지만 여전히 가장 중요한 관심사는 보안입니다. HCE 트랜잭션을 보호하는 최상의 방법에 대한 의견 차이가 아직 남아있기 때문입니다. 토큰화 (Tokenization)는 현재 이 문제를 해결하는 선두주자이지만 증권화 (Securitization)가 어떻게 나타날지 그리고 어떤 형태로 나타날지 예측하기는 어렵습니다.

이러한 장벽에도 불구하고 HCE가 엄청나게 성장할 것으로 보이며 가까운 장래에 시장 침투력이 커질 것입니다. 지불 및 소프트웨어 산업, 은행 및 장치 제조업체가 이를 향해 나아가면서 몇가지 흥미진진한 발전을 보게될 것입니다.

새로운 USB 3.2 규격 소개

지난 8월, 'USB 3.0 Promoter Group'은 USB 3.2 표준 사양을 발표했습니다. 전송 속도는 2배 (최대 20Gbit/s)이며 새로운 케이블은 필요하지 않다고 합니다.

귀중한 영상을 백업 및/또는 편집하기 위해 빠르고 안정적인 스토리지 솔루션을 절실히 필요로 하는데, 'Thunderbolt 3'은 전송 속도가 최대 40Gbit/s인 좋은 솔루션일 수 있지만 필요한 케이블과 마찬가지로 사용 가능한 몇가지 장치는 여전히 고가입니다.

USB 3.2 - 20Gbit/s

USB 3.1 또는 정확하게 말하면 'USB 3.1 Gen 2 Superspeed+'는 최대 10Gbit/s까지의 전송속도를 가집니다. 이는 2개의 개별 5Gbit/s 레인을 결합하여 가능합니다. USB 3.2는이 두 레인을 각각 10Gbit/s로 두배로 늘리므로 20GB/s 전송 속도가 가능합니다.

'USB Type C'를 이야기할때 상당히 혼란스러울 수 있습니다. 이것은 USB 3.0 또는 USB 3.2와 같은 전송 프로토콜의 이름이 아니라 상대적으로 새로운 종류의 USB 커넥터의 이름일 뿐입니다. USB 3.2와 USB Type C는 동일하지 않습니다 : USB 3.2는 'USB Type C' 커넥터와 함께 작동하며 USB 3.1과 'Thunderbolt 3'도 마찬가지입니다. 따라서 이 새로운 버전의 USB 프로토콜에 맞게 기존 USB Type C 케이블을 유지할 수 있습니다.

그러나 언급할 가치는 있습니다. 모든 'USB Type C' 케이블이 10Gbit/s의 2 레인을 전송할 수 있는 것은 아니기 때문에 다른 'USB Type C' 케이블이 동일하게 보일 수도 있지만 반드시 그 케이블이 이러한 새로운 전송 속도를 지원하려면 케이블이 'Superspeed+' 인증을 받아야 합니다.

그래서 반드시 공식적인 USB 3.2 로고가 있는지 확인하여 20Gbit/s를 처리할 수 있는지 확인할 필요가 있습니다.

USB vs. Thunderbolt

Thunderbolt는 속도면에서 항상 우월합니다. 반면에 USB는 포괄적인 표준으로 거의 모든 최신 전자 장치에는 USB I/O가 장착되어 있습니다. 이것이 USB의 장점입니다.

Thunderbolt는 디스플레이 연결로도 사용할 수 있지만 USB는 그렇지 않습니다. Thunderbolt는 동일한 'USB Type C' 커넥터를 사용하기 때문에 4 레인 (각 방향 2개)으로 제한됩니다. 따라서 'Thunderbolt 3'의 40Gbit/s는 레인당 20Gbit/s를 사용하기 때문에 가능합니다. 그래서 값비싼 플러그가 필요합니다.

원하는 작업 플로우성 최고 속도가 정말로 필요하고 돈이 문제가 되지 않는다면 'Thunderbolt 3'를 선택하는 것이 맞습니다. 그러나 작업 플로우상의 모든 장치, 포트 및 내부 구조가 이를 지원해야합니다.

더 넓은 범위의 컴퓨터에 드라이브를 연결하려면 USB 3.1 또는 향후 USB 3.2를 사용하는 것이 유리할 수 있습니다.

첫번째 USB 3.2 제품은 연말까지 출시될 예정이라고 합니다.

HEIF (High Efficieny Image Format)의 개요

이미지 파일 형식의 궁극적인 표준에 대해 이야기할때 JPEG는 PNG 및 GIF와 함께 널리 사용되는 표준들중 하나이지만 모두 HEIF라는 알려지지 않은 표준에 의해 폐기될지도 모릅니다.

JPEG의 간략한 역사

JPEG는 80년대 이후로 25년전의 오래된 이미지 파일 형식입니다. 이것은 기술 분야에서 매우 오랜 시간입니다. 오늘날 널리 사용되고있는 이유중 하나는 아직 간단하게 대체할 수 있는 것이 없기 때문입니다.

JPEG는 Joint Photographic Experts Group의 약자로, 디지털 이미지, 특히 디지털 사진으로 제작된 이미지의 경우 손실 압축 방식으로 널리 사용됩니다. 압축 정도는 조정할 수 있어 저장 공간 크기와 이미지 품질간에 선택이 가능합니다. JPEG는 일반적으로 이미지 품질에서 거의 감지할 수 없는 손실로 10:1 압축을 수행합니다.

당시 사용 가능한 컴퓨터의 처리 능력으로 활용하기 위해 이 형식이 만들어졌습니다. 기술 발전 속도에 발맞춰 진화해 왔지만 JPEG는 오래된 표준이고 오늘날 사용자의 요구에 부합할 수 없고 현재 사용 가능한 기술 발전을 충분히 활용할 수 없습니다.

BPG의 실패한 시도

JPEG를 대신 할 더 나은 이미지 형식을 도입하려는 노력이 있습니다. 그 노력으로 새로운 HEVC 비디오 코덱의 단일 비디오 프레임을 기반으로 한 형식인 BPG (Better Portable Graphic)가 소개되었습니다. 미디어 프로세싱을 위한 대중적인 플랫폼인 FFmpeg를 제작한 유명 소프트웨어 엔지니어인 Fabrice Bellard가 개발했습니다.

BPG는 표준 이미지 압축 형식으로 JPEG를 대체할 모든 요소를 갖추고 있습니다. HVEC 기반의 "슈퍼 프로그래머"로 알려진 존경받는 소프트웨어 엔지니어가 개발한 오픈 소스는 이전의 비디오 압축 형식보다 2배 효율적이며 모든 주요 브라우저에서 지원됩니다. Forbes, The Register 및 DPReview의 기사를 포함하여 포괄적인 언론 지지를 얻었음에도 불구하고 확고한 마케팅 캠페인이나 업계 후원의 부재로 인해 표준으로서의 필요한 견인력을 얻지 못했습니다.

Apple과 새로운 표준 설정

모두가 오랫동안 사용하고 있는 것을 대체하는 것이 쉽지 않은 것으로 나타났습니다. 그러나 항상 대중에게 더 나은 표준을 제시하고자 하는 회사인 Apple의 노력으로 조금씩 많은 사용자의 마음 속에 새로운 시각을 넣을 수 있었습니다.

사탕 색깔의 아이맥 (iMac)과 아이북 (iBooks)이 출시될 때까지 컴퓨터가 어둡고 어두운 상자와 어떻게 똑같은지 아직도 기억하고 있습니다. 또는 물리적인 키패드가 iPhone까지는 핸드폰의 분리 할 수 없는 부분이었습니다. 아무도 iPad 이전에 태블릿을 일상 생활의 일부로 사용하는 것에 대해 이야기하지 않았습니다. 그리고 표준 플로피 디스크와 광학 드라이브를 버리는 방법에 대해 세계의 조롱을 받았습니다.

WWDC 기조 연설에서 2017년 6월 5일, 애플은 iOS11을 실행하는 iPhone 및 iPad에서 HEIF라는 새로운 이미지 표준을 채택할 것이라고 발표했습니다. 일반 대중에게 새로운 iPads, iMac, HomePod , 증강현실 및 가상현실, 출시 예정인 iOS 및 macOS 업데이트와 함께 제공되는 모든 기능을 제공합니다. 오래된 표준을 없애는데 있어 Apple의 실적을 감안할 때 이것은 이미지 포맷의 새로운 시대를 의미할 수 있습니다.

HEIF와 모든 영광

HEIF는 고효율 이미지 형식 (High-Efficiency Image Format)의 약자입니다. JPEG 또는 TIFF와 같은 이미지 "Wrapper"입니다. 이 새로운 "Wrapper"에는 MPEG에서 개발된 HEVC라는 새로운 압축 알고리즘 또는 코덱이 포함되어 있습니다. HEIF 파일은 단일 HEVC 비디오 프레임을 저장할 수 있으며 JPEG 파일보다 약 50% 작습니다. HEIF는보다 효율적인 압축 코덱을 사용하여 이를 수행할 수 있습니다.

HEIF가 JPEG보다 나은 또다른 이점은 이미지, 비디오, 이미지 버스트, 오디오 및 텍스트를 랩핑 패키지내에 모두 동기화하여 저장하는 것입니다. 손실 압축 및 무손실 압축 옵션을 사용자에게 제공하고 이미지 편집 기능 (예 : 회전, 자르기, 제목 및 오버레이)을 파일의 개별 부분으로 저장합니다.

더 간단하게 말해서, HEIF는 JPEG, GIF, PNG 및 MP4 형식보다 작은 파일 크기 패키지로도 모든 기능을 갖추고 있습니다. 현재 표준 이미지 형식을 사용하면 128GB iPhone에 약 50,000장의 사진을 저장할 수 있습니다. HEIF로 하면 약 2배가 많은 사진을 저장할 수 있습니다. 또한 보너스로 사용자는 오늘처럼 원본 이미지를 저장하지 않고도 비파괴 편집을 할 수 있습니다.

도전 과제

Apple과 수백만의 충성스러운 사용자들로부터 지원을 받고 있기 때문에 HEIF는 다른 형식의 포맷보다 우위에 있으며, 다른 모든 이미지 형식을 대체할 수 있을지도 모릅니다.

이렇게 되기 위해서는 디지털 카메라, 컴퓨터, 전자 메일, 전화, 웹 브라우저, TV, 저장 장치, 인쇄 및 과거 25년 이상동안 JPEG를 표준으로 사용했던 모든 것을 새 이미지 형식으로 지원하도록 업데이트해야 합니다. 또한 Adobe Photoshop, Microsoft Word, Chrome과 같은 업데이트해야 하는 소프트웨어 응용 프로그램이 있으며, Flickr, 500px, Facebook, Google Photos와 같은 사진 공유 웹 사이트에 이르기까지 업데이트해야할 목록은 끝이 없습니다.

그리고 HEIF가 왕좌를 차지할 유일한 형식이 아니라는 것도 하나의 과제입니다. Google의 WebP 이미지 압축 코덱은 Android 및 Chrome 플랫폼에서 조용히 사용되고 있습니다. 현재의 Android 단말기기의 숫자를 볼때 여전히 WebP 이미지 압축 코덱도 경쟁자의 하나일 것입니다.

MDM, MAM, EMM, UEM의 비교

다양한 도구들이 이동성 관리 (Mobility Management) 아래 놓일 수 있는데, 잘못된 전략을 실행하면 비즈니스 비용이 상승하고 회사 조직문화에 영향을 미칠 수 있습니다. 그래서 다양한 유형의 이동성 관리 도구를 살펴봐야 하는 이유입니다.

Mobile Device Management (MDM)

MDM은 IT 부서가 직원 또는 회사 소유 장치를 추적, 관리 및 보호할 수 있는 기회를 제공합니다. 각 장치와 직원은 일반적으로 자신과 작업을 위해 만들어진 프로필을 가지고 있습니다. MDM 솔루션은 기업에서 Wi-Fi 액세스를 구성하고 엔터프라이즈 애플리케이션을 설치 및 관리할 수 있음을 의미합니다. 또한 IT 부서는 분실하거나 도난당한 장치를 원격으로 잠그거나 지울 수 있음을 의미합니다.

Mobile Application Management (MAM)

모바일 응용프로그램 관리는 비즈니스에서 엔터프라이즈 응용프로그램과 응용프로그램 내의 데이터를 잠글 수 있으므로 더욱 세심한 관리가 필요합니다.

MAM 도구는 장치 자체를 제어할 수 없으며 비즈니스 응용프로그램 및 해당 응용프로그램과 연결된 콘텐츠에만 액세스할 수 있습니다. 따라서 직원이 회사를 떠난 경우 IT 부서에서는 전화상의 개인 데이터를 신경 쓰지 않고 비즈니스 데이터를 제거할 수 있습니다. 회사 이메일은 가장 인기있는 형태의 MAM이라고 ComputerWorld가 보도했으나 직원들은 영업 지원, 클라우드 스토리지 등을 포함한 다양한 앱에 액세스할 수 있습니다. 복사 및 붙여 넣기 기능이 제한되거나 제한될 수 있습니다. 이는 승인되지 않은 앱과 회사 데이터를 공유하는 것이 어려울 수 있음을 의미합니다. MAM 도구를 구현하면 즉시 새로운 기능과 패치로 앱을 업데이트할 수 있으므로 공격을 저지 할 수 있습니다.

Unified Endpoint Management (UEM)

통합 엔드 포인트 관리를 통해 IT 부서는 모바일 장치, 데스크탑 및 사물함의 인터넷을 원격으로 제어, 변경 및 보호할 수 있습니다. 이러한 종류의 도구는 다양한 플랫폼에서 장치를 관리하고 하드웨어를 잠그고 데이터를 보호할 수 있습니다. 그러나 ComputerWorld는 이러한 유형의 솔루션에는 완전한 도구 집합이 포함되어 있지 않다고 보고했습니다. 그러나 UEM 제품이 더 인텔리전트해지고 있으므로 영역이 확대될 것입니다.

IDC의 엔터프라이즈 모빌리티 (Enterprise Mobility) 연구 프로그램 책임자인 필 호크 무스 (Phil Hockmuth)는 "일부 벤더는 완벽한 기능을 갖추고 있으며 가장 광범위한 장치를 지원하는 업체가있다"고 전했습니다. "대부분의 공급 업체는 MDM 기반 관리를 위해 OS의 공통 API 세트 및 관리 범위에 액세스하므로 기본 수준으로 Windows 10을 동일하게 관리할 수 있습니다."

VMWare, MobileIron 및 BlackBerry는 Windows 및 Chromebook을 비롯한 다양한 다른 엔드 포인트를 보호하기 위해 제품에 UEM 기능을 추가하기 시작한 일부 공급 업체입니다.

Enterprise Mobility Management (EMM)

EMM 솔루션을 사용하면 기업에서 MDM 및 MAM을 통해 장치를 원격으로 구성 및 관리할 수 있습니다. EMM 제품군은 일반적으로 MDM과 같은 다른 도구를 보유합니다. 이 유형의 솔루션은 기업용 앱과 웹사이트 및 연결된 데이터에 대한 액세스를 제어할 수 있습니다.

지난 몇년 동안 휴대 기기 채택이 증가세를 보이며, 지속적으로 계속 증가할 것으로보고되고 있습니다.

HEVC (High Efficiency Video Coding : H.265) 개요

H.265/High Efficiency Video Coding (HEVC)는 ISO/IEC Moving Picture Experts Group과 ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG)이 공동으로 개발한 H.264 의 후속 코덱입니다. 새로운 코덱의 주된 목표는 H.264보다 50% 향상된 압축 효율이며 최대 8192x4320의 해상도를 지원합니다.

HEVC 기술 배경

배경으로 ITU-T는 2004년에 H.264의 후속 버전을 개발하기 시작했으며 ISO/IEC는 2007년에 작업을 시작했습니다. 2010년 1월에 공동 작업한 공동 제안서가 MPEG 및 VCEG Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)의 모임에서 완료되었고, 2010년 4월에 HEVC (High Efficiency Video Coding)라는 이름이 코덱에 채택되었습니다.

2010년 10월 JCT-VC는 2012년 7월에 승인된 8가지 작업 초안 규격을 기반으로 초안 표준을 사용하여 첫번째 작업 초안 규격을 작성했습니다. 2013년 1월 25일 ITU는 HEVC가 ITU-T Alternative Approval Process에서 첫번째 단계 승인 (동의)을 발표했습니다. 반면 MPEG은 HEVC가 MPEG 표준화 과정에서 FDIS (Final Draft International Standard) 상태로 승격되었다고 발표했습니다.

본질적으로 이는 여러 공급 업체가 첫 번째 HEVC 제품을 마무리할 수 있도록 초기 버전의 사양이 확정되었음을 의미합니다. 현재 구현에는 비디오 "인트라 (intra)"비디오와 동일한 코딩 도구를 사용하는 8비트 4:2:0 비디오을 지원하는 메인 프로필, 10비트 지원 Main 10 프로필 및 스틸 디지털 그림을 위한 메인 스틸 픽처 (Main Still Picture) 프로필을 포함됩니다.

HEVC는 이미 12 비트 비디오 및 4:2:2 및 4:4:4 크로마 포맷의 확장을 시작으로 확장 가능한 비디오 코딩 및 3D 비디오를 사양에 통합하면서 계속 발전할 것입니다.

HEVC (H.265) 작동 방식

H.264 및 MPEG-2와 마찬가지로 HEVC는 프레임간 및 프레임내 압축 요소를 모두 포함하는 I, B 및 P 프레임의 3가지 프레임 유형을 사용합니다. HEVC는 다음과 같은 수많은 기술들을 가지고 있습니다.

▲ 코딩 트리 블록 (Coding Tree Block) : H.264가 최대 크기가 16x16인 매크로 블록을 사용하는 반면, HEVC는 최대 64x64 픽셀 크기의 코딩 트리 블록 (CTB)을 사용합니다. 블록 크기가 클수록 4K 해상도와 같이 더 큰 프레임 크기를 인코딩할 때 더 효율적입니다 (그림1 참조).

그림1. 블록 크기가 클수록 인코딩 효율이 향상됩니다. Elemental Technologies의 HEVC 웹비나 이미지.

▲ 더 많은 인트라 예측 방향 (More intra-prediction direction) : H.264가 9개의 인트라 예측 방향 (Intra Prediction Direction)을 사용하는 반면, HEVC는 35개 이상을 사용하여 더 효율적인 인트라 프레임 압축을 제공하는 잠재적인 참조 픽셀 블록 (Potential Reference Pixel Block)을 추가할 수 있습니다 (그림2, Ateme 프레젠테이션 참조). 물론 검색하는데 추가적인 인코딩 시간이 필요합니다.

그림2. 검색이 확장되어 더 많은 참조 픽셀 블록을 찾습니다.

다른 진보된 기술도 포함됩니다.

▲ 적응형 모션 벡터 예측 (Adaptive Motion Vector Prediction) : 코덱이 더 많은 프레임간 중복을 찾을 수 있게 합니다.

▲ 멀티 코어 환경에서보다 효율적인 인코딩을 위한 Wavefront 병렬 처리 포함하는 우수한 병렬 처리 도구.

▲ 엔트로피 코딩 (Entropy Coding)은 더이상 CAVLC가 아닌 CABAC 전용입니다.

▲ 디블로킹 필터 (Deblocking Filter) 향상 및 샘플 가장자리 오프셋을 통해 아티팩트 (Artifact)를 더욱 제한하는 Sample Adaptive Offset이라는 두번째 필터 생성

HEVC (H.265) 결과

HEVC와 H.264 및 MPEG-2의 품질을 비교하는데 초점을 맞춘 수많은 백서와 프레젠테이션이 있습니다. 가장 자주 인용 소스중 하나는 제목의 기사입니다 "비디오의 코딩 효율성의 비교 표준을 포함 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 코딩 : Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards-Including High Efficiency Video Coding (HEVC)"인데, 모두 PSNR (최대 신호 대 잡음비 : Peak Signal to Noise Ratio)의 비교와 주관적인 평가의 결과에 대한 내용입니다. 이 보고서는 대화형 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 포함한 여러 시나리오를 검토했습니다.

엔터테인먼트 관련 비교를 위해 이 연구에서는 832x480 (480p)에서 1920x1080 (1080p) 해상도의 여러 클립을 인코딩했습니다. PSNR 관련 테스트의 경우 모든 파일의 PSNR 값이 같아질 때까지 HEVC, H.264, MPEG-4 및 H.263의 네가지 기술을 사용하여 파일을 인코딩했습니다.

표1. 엔터테인먼트 애플리케이션에서 PSNR 값을 사용하는 H.264, H.263 및 MPEG-4와 비교된 HEVC 효율성.

이 연구는 시청자에게 H.264 및 HEVC로 여러 데이터 속도로 인코딩된 여러 파일을 보여주고 결과 등급을 매기도록 요청했습니다. 이들 시험에서, 연구자들은 "H.264/MPEG-4 AVC HP 인코딩보다 평균적으로 53퍼센트보다 낮은 비트 레이트의 HEVC으로 인코딩된 테스트 결과, 거의 동일한 주관적 품질을 달성"한다고 결론지었습니다.

PSNR과 주관적인 비교를 모두 사용하여 H.264 및 HEVC를 비교한 또 다른 기사인 "다가오는 HEVC 비디오 압축 표준의 주관적 품질 평가 : Subjective Quality Evaluation of the Upcoming HEVC Video Compression Standard"에서

AVC와 비교 시험 결과는 압축 성능에서 상당한 개선을 보여줍니다. PSNR 값에 기초한 예측된 비트 레이트 감소 (Bit Rate Reduction)는 28~38 퍼센트이었지만 주관적 결과에 기초하여 51~74 퍼센트까지 범위의 비트 레이트 감소를 이룰 수 있습니다. 이 차이는 주로 PSNR이 인간 시각 시스템의 채도 효과 (Saturation Effect)를 고려하지 않기 때문에 발생합니다. PSNR은 또한 아티팩트 (Artifact)의 모든 특성을 나타내지는 못합니다. HEVC 압축은 콘텐츠를 부드럽게하는 경향이 있는 반면 AVC 압축 시퀀스는 뭉퉁하게 보여줍니다. 이 연구에서 고려한 합성 콘텐츠의 경우 주관적인 결과를 기준으로 75%의 비트 전송률 감소를 달성할 수 있었지만 PSNR 값을 기반으로 한 예측 감소율은 68%였습니다.

비교 결과는 판매용으로 또는 대부분의 경우 범용 베타 테스트용으로 출시되지 않은 인코더를 사용하여 HEVC에 기여한 기술자에 의해 행해졌기 때문에 그러한 결과에 대해 회의적일 수는 있습니다. 익명성의 조건에서 말하자면 주요 인코딩 업체의 한 CTO는 HEVC가 1080p 해상도에서 동일한 품질 수준으로 파일 크기를 30% 줄이고 더 높은 해상도에서 추가로 증가시킬 수 있다고 예측했습니다.

FLAC (Free Lossless Audio Codec) 이란?

FLAC은 Free Lossless Audio Codec의 약자이며 MP3와 같은 오디오 압축 형식이지만 MP3는 사람이 들을 수없는 오디오 정보를 기본적으로 버리는 "손실이 많은" 압축을 사용하지만 FLAC은 무손실 압축을 사용합니다.

즉, 오디오 CD 트랙을 FLAC 파일로 추출하면 WAV 파일과 같은 원본 품질 (CD 품질)을 유지하지만 공간 (일반적으로 해당 Wav의 1/3 정도)이 줄어 듭니다. MP3 파일은 훨씬 적은 공간 (해당 Wav 파일의 약 10 분의 1)을 차지하지만 MP3 (Ogg Vorbis나 WMA와 같은 다른 손실 가능한 조합)처럼 압축률을 높이기 위해 사운드 정보의 일부를 버립니다. 물론 손실 압축 알고리즘은 평범한 사람이 들을 수 없는 정보를 버립니다. 그러나 청력이 좋고 잘 훈련된 경우 FLAC 무손실 압축의 높은 품질을 인정할 것입니다.

최근까지도 음악 형식 FLAC (Free Lossless Audio Codec)은 DRM (Digital Rights Management)이 없기 때문에 MP3와 비슷한 "해적판 전용"평판을 얻었지만 FLAC은 오디오 애호가 및 기술 애호가 이상으로 확대될 가능성을 가지고 있습니다. 현재 대부분의 레코드 레이블에 이 포맷이 포함되어 있으며, 소비자는 iTunes Store와 동일한 가격으로 주요 및 인디 악보에서 무손실 음악을 구입할 수 있습니다.

FLAC은 처음에는 당시 출현한 다른 무손실 형식에 대한 오픈소스 대안으로 2001년에 출현했습니다. 여기에는 Apple Lossless (ALAC), Microsoft의 WAV (Waveform Audio Format) 및 WMA Lossless가 포함됩니다. 그러나 이러한 경쟁 형식에는 단점이 있습니다. ALAC은 iPod 및 iPhone 사용자들에게 충성스러운 성향을 보이고 있지만 Apple 외부에서는 그다지 볼 수 없습니다. WAV 형식도 인기가 있으며 iOS 기기와 호환되지만 가장 큰 문제는 파일 크기가 매우 커서 아티스트, 앨범 이름, 가사 등 "태그" 데이터를 보관할 수 없다는 것입니다. 반면에 FLAC은 태그를 지원할뿐만 아니라 대부분의 음악 플레이어와 호환됩니다.

MP3와 마찬가지로 FLAC은 음악 산업계에서 CD보다 품질이 좋은 음악을 배포하는 비용 효율적인 방법으로 받아 들여졌으며 MP3의 왜곡 문제는 없습니다. FLAC은 무손실이며 ZIP 파일과 비슷합니다. 이전에는 "무손실" 파일을 얻는 유일한 방법은 비압축 CD 형식인 CDA 또는 WAV를 사용하는 것이었지만 FLAC만큼 공간 효율적이지 않았습니다.

Multi-User MIMO (MU-MIMO) 개요

인터넷은 점점 더 우리 생활의 중심이 되어갑니다. 영화 관람, 비디오 게임 및 가족과의 비디오 채팅은 모두 연속적인 액세스가 필요합니다. 그러나 무선 랩탑, 데스크탑, 스트리밍 장치 및 스마트 TV로 데이터를 전송하는데는 추가적인 대역폭을 필요로 합니다. 이를 위해 라우터가 장치간에 대역폭을 균등하게 분배하는 새로운 기능인 MU-MIMO 기술이 필요합니다.

What Is MU-MIMO?

"MIMO"는 "다중 입력, 다중 출력 (Multiple-Input, Multiple-Output)"의 약자로 대역폭이 라우터에 의해 분리되어 개별 장치로 전송되는 방식을 나타냅니다. 대부분의 최신 라우터는 "SU-MIMO" 또는 "단일 사용자, 다중 입력, 다중 출력 (Single User, Multiple-Input, Multiple-Output)"을 사용합니다. 이 라우터를 사용하면 한 번에 하나의 장치만 데이터를 수신할 수 있습니다. 즉, 한 사람이 Netflix를 시청하고 다른 사람이 Youtube를 시청하는 경우 똑같은 시간에 두 스트림을 동시에 시작하는 경우 한 장치가 우선 순위를 얻고 다른 장치는 첫 번째 장치가 몇 비트의 데이터를 버퍼할 때까지 대기해야 한다는 것을 의미합니다.

보통, 당신은 이런 대기시간을 알지 못할 것입니다. SU-MIMO 라우터는 한 번에 하나의 스트림만 열 수 있지만 아주 빨리 연속으로 처리하므로 육안으로 볼때 견고한 데이터 스트림처럼 보입니다.

반면에 "MU-MIMO" 라우터 ("Multiple User, Multiple-Input, Multiple-Output")는 이 대역폭을 개별 스트림으로 분리할 수 있습니다. MU-MIMO 라우터는 2×2, 3×3 및 4×4의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 이는 가구의 각 장치에 대해 생성할 수 있는 스트림 수를 의미합니다. 이렇게 하면 MU-MIMO 컨베이어가 한 번에 4 방향으로 동시에 전송할 수 있습니다. 너무 기술적이지 않아도, 이것은 각 장치가 4×4 MU-MIMO에서 최대 4개의 총 "자체" 라우터를 얻는 것과 같습니다.

가장 큰 이점은 각 스트림이 주기적으로 (매우 간단하지만) 회전 장치가 한번 돌기까지 걸리는 시간에 의해 중단되는 대신 MU-MIMO 라우터가 네 개의 장치에 대해 신호를 일정하게 유지할 수 있으며 공정하게 동시에 다른 사람의 속도를 손상시키지 않으면서 대역폭을 각각 분산시킵니다.

The Drawbacks of MU-MIMO

대부분의 네트워크 관련 기능과 마찬가지로 하나의 큰 단점이 있습니다. MU-MIMO가 실제로 작동하려면 라우터와 수신 장치가 서로 통신하기 위해 완전한 MU-MIMO 호환성을 가져야 합니다.

현재 MU-MIMO 라우터는 새로운 802.11ac 무선 프로토콜을 통해서만 브로드캐스트할 수 있습니다. 이는 많은 장치가 아직 지원되지 않음을 나타냅니다. 즉, MU-MIMO 기능을 가진 라우터에 비용을 지불하더라도 이 기능을 사용할 수 없을 수도 있습니다.

또한 사용 가능한 스트림을 최대화하는 문제가 있습니다. 현재 MU-MIMO는 네트워크에 다섯번째 장치를 추가하는 경우, 이 스트림은 SU-MIMO 라우터와 같은 방법으로 다른 장치와의 스트림을 공유할 수 있을 것이라는 점에서 이슈가 있습니다.

Content-Adaptive Backlight Control (CABC) 이란?

LCD 디스플레이는 휴대폰, 개인 미디어 플레이어, 인터넷 태블릿 PC, 랩톱 및 대형 스크린 TV에 널리 사용됩니다. 이러한 LCD 디스플레이는 장치에서 소비되는 전력의 상당부분을 차지합니다. 예를 들어 휴대 전화 화면은 시스템 전력의 40% 이상을 소비하지만, 대형 TV에서는 디스플레이가 시스템 전력의 70%이상을 소비합니다.

모바일 장치의 경우, 전력 소비는 배터리 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 대형 스크린 TV 등의 장치의 경우 소비 전력을 줄이면 친환경 솔루션과 Energy Star 등급이 부여됩니다. 따라서, 전력 소비의 감소는 이러한 장치에서 매우 중요하다. 디스플레이에서 소비하는 총 전력 예산을 감안할 때 LCD 전력 소비를 목표로하는 것은이 문제를 해결하기 위한 자연스러운 접근 방법입니다.

LCD 디스플레이는 필터를 통해 빛나는 백라이트로 구성됩니다. 필터는 디스플레이되고 백라이트를 변조하는 픽셀 값에 의해 제어됩니다. 픽셀이 밝아질수록 더 많은 빛이 통과합니다. LCD 필터의 픽셀 배열을 제어함으로써 다양한 이미지를 디스플레이에 표시할 수 있습니다. 전체 이미지의 밝기는 백라이트로 제어할 수 있습니다.

LCD 디스플레이의 거의 모든 전력은 백라이트에 의해 소비되며 필터 자체는 비교적 적은 전력을 필요로 합니다. 따라서, LCD 전력 제어 기술은 백라이트 제어에 중점을 두고 있습니다. 랩톱 컴퓨터 및 모바일 장치에서 자주 사용되는 매우 일반적인 전력 감소 방법은 장치를 일정 시간 동안 사용하지 않은 경우 백라이트를 어둡게 하거나 끄는 것입니다. 그러나 우리는 장치가 실제로 사용되는 경우에도 LCD 전력을 줄이는데도 신경을 써야 합니다. 이를 위해 CABC (Content-Adaptive Backlight Control) 기술을 사용합니다.

CABC는 감지된 밝기가 백라이트가 필터에 의해 변조되고 이로 인해 이미지가 제어한다는 사실을 이용합니다. 필터가 빛의 대부분을 비출 수 없기 때문에 어두운 이미지가 어두워 보입니다. 그러나 더 어두운 백라이트를 사용하고 더 많은 빛이 비치도록 필터를 제어하면 동일한 효과를 얻을 수 있습니다. 즉, 백라이트가 흐리게 표시되고 이미지가 증폭되어 동일한 인식 밝기가 발생합니다.

이미지는 백라이트 밝기에 따라 적절한 양만큼 증폭됩니다. 몇 가지 유형의 부스팅 방법이 사용되지만 일부는 밝은 픽셀을 클리핑하는 것과 같은 인공물을 생성합니다.

몇 가지 유형의 백라이트 제어가 가능합니다. 예를 들어 전체 디스플레이의 조명을 균일하게 변경하거나 0차원 제어라고도 합니다. 대안으로, 상이한 수평 디스플레이 섹션의 밝기를 개별적으로 (1차원 적으로) 제어하는 ​것이 가능할 수 있습니다. 마지막으로, 디스플레이의 서로 다른 부분을 서로 독립적으로 (2차원으로) 제어할 수 있습니다. 모바일 장치에서 사용되는 것과 같은 더 작은 디스플레이는 일반적으로 0차원 제어를 제공하지만 일부 대형 디스플레이에서는 1차원 및 2차원 제어가 가능합니다. 디스플레이의 한 물리적 섹션의 빛이 이웃 섹션에 영향을 주기 때문에 1차원 및 2차원 제어가 더 어려울 수 있습니다. 그러나 제어가 지역별로 다르므로 더 큰 절전이 가능합니다.

Connected Mode DRX (C-DRX) 개요

2G 및 3G 단말기가 Idle Mode에서 Discontinuous Reception을 사용한다는 것을 알고 있습니다. LTE에서도 역시 마찬가지로 Idle Mode에서 비슷한 DRX 기술이 사용되지만, 추가로 RRC 모드의 DRX가 사용됩니다. LTE에서 RRC 접속 모드 (Connected Mode)로 수신 또는 송신할 데이터가 없을때, UE는 Transceiver를 매우 짧은 간격으로 "Wake up & Sleep" 사이클을 시작합니다. 'Wake up' 기간동안 Uplink 또는 Downlink에 대해 PDCCH를 모니터링을 하며, 'Sleep' 기간 배터리 절약을 위해 잠시 모니터링을 중지합니다.

Without Connected Mode DRX

Connected Mode DRX의 주요 목표는 PDCCH 채널의 불연속 모니터링을 통해 배터리 소모를 최소화하는 것입니다. DRX가 없으면, UE는 매번 PDCCH 채널을 모니터링해야 합니다. 아래 그림과 같이 배터리 소모가 많습니다.

With Connected Mode DRX

DRX가 Connected Mode로 되면, UE는 아래에서 볼 수 있는 것처럼 'Sleep' & 'Wake up' 사이클에서 'Wake up'동안 PDCCH 채널만을 모니터링합니다. 'Sleep' 시간 동안, UE는 에너지 절약을 위해 PDCCH 채널들을 모니터링하지 않습니다.

Important DRX Parameters/Timers

UE용 DRX 구성에 사용되는 몇가지 중요한 매개 변수는 다음과 같습니다. 상기 파라미터들은 RRC 재구성 메시지를 통해 UE로 전달됩니다.

Basic Scenario

이 매개 변수를 더 잘 이해하려면 각 매개 변수를 보여주는 아래 그림을 참조하십시오.

1. UE가 RRC Connected Mode이고 지속적으로 PDCCH를 모니터링하고 있습니다. 이 시점에서 Downlink Grant와 Downlink 데이터가 있습니다. 그러면 DRX 비활성 타이머 및 기본 RRC 비활성 타이머가 다시 시작됩니다.

2. UE에 대해 Uplink Grant가 발행되면, DRX 및 RRC 비활성 타이머가 다시 시작되고, 4ms후에 UE는 Uplink에서 데이터를 전송합니다.

3. Uplink 또는 Downlink에 더 이상의 Grant가 없으므로 DRX 비활성 타이머가 만료됩니다. UE는 이제 짧은 DRX 사이클을 시작한다. 배터리 절약이 막 시작됩니다.

4. DRX의 짧은 주기 타이머가 만료되었으므로 UE는 짧은 DRX 주기를 끝내고 긴 DRX 주기를 시작하게 됩니다.

5. RRC 비활동 타이머 기간동안 Uplink 또는 Downlink에서 아무런 활동도 없었기 때문에 RRC 비활성 타이머가 만료됩니다. 그런 다음 UE는 RRC Idle State로 이동할 것입니다. Idle State에서, UE는 Paging DRX 사이클을 사용할 것입니다.

HARQ Retransmissions Scenario

위의 기본 시나리오에서는 HARQ 재전송의 시나리오를 포함하는 것이 복잡해 보일 수 있으므로 아래에 다른 예가 있습니다.

1. UE는 RRC Connected Mode이고 지속적으로 PDCCH 채널을 모니터링하고 있습니다. 이 시점에서 DL Grant와 Downlink 데이터가 있습니다. DRX 및 RRC 비활성 타이머가 다시 시작됩니다 (RRC 비활성은 여기에 표시되지 않음).

2. UE에 대해 UL Grant가 발생됩니다. DL Grant를 사용하면 DRX 및 RRC 비활성 타이머가 다시 시작되고 4ms후에 UE는 Uplink로 데이터를 보냅니다. 그리고 추가 4ms후에 ACK가 eNB에 의해 전송됩니다.

3. Down 데이터를 수신할 UE에 대한 Downlink Grant를 받았지만, 어떤 이유로 UE는 데이터를 디코딩할 수 없는 경우가 생깁니다. 그러면 4ms후에 UE는 eNB쪽으로 NACK를 전송할 것입니다. 그런다음 8ms의 지속 시간을 갖는 HARQ RTT 타이머가 시작됩니다. 이제 UE는 Downlink에서 재전송을 기대하고 있습니다.

4. HARQ RTT가 만료되어 재전송이 예상되는대로 DRX 재전송 타이머가 시작됩니다.

5. 재전송 데이터가 있는 Downlink Grant가 있습니다. 이번에는 UE가 그것을 제대로 디코딩하면. 4ms후에 UE는 ACK를 Uplink로 보냅니다. 참고로 재전송 데이터에 대한 Downlink Grant는 DRX 비활성 타이머를 다시 시작시키지 않습니다.

6. DRX 재전송 타이머가 만료되고 UE는 짧은 DRX 사이클에 진입합니다.

추가 설명

▲ DRX 사이클은 UE 및 eNB 측간 동기화됩니다. 즉, eNB는 UE가 DRX Sleep 또는 Awake 기간인지를 알고 그에 따라 UE를 스케줄링 할 수 있습니다.

▲ UE가 DRX Sleep 상태에 있을때, PDCCH 채널을 판독할 수 없기 때문에, Downlink Grant는 eNB가 UE DRX 사이클을 알고 있기 때문에 가장 가까운 Wake up 사이클까지 지연되어야 합니다. 즉 그 시간만큼 Dowlink 전송이 지연됩니다.

▲ Uplink 전송은 그것이 필요할 때마다 UE가 Uplink에서 SR을 송신할 수 있기 때문에 영향을 받지 않습니다. 즉, UE가 DRX Idle 상태이더라도 Uplink 데이터를 가지고 있으면, SR을 깨우고 eNB로부터 UL Grant을 수신하도록 SR을 전송합니다.

▲ 이미 언급한 타이머 및 매개 변수 이외에도, eNB MAC은 MAC CE DRX 명령어들을 전송함으로써 UE DRX를 제어할 수있습니다.