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KR101430915B1 - Ｓｖｃ 기반 멀티미디어의 선택적 레이어 전달을 통한 에너지 효율적 협력 멀티캐스트 방법 및 장치 - Google Patents

Ｓｖｃ 기반 멀티미디어의 선택적 레이어 전달을 통한 에너지 효율적 협력 멀티캐스트 방법 및 장치 Download PDF

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KR101430915B1
KR101430915B1 KR1020130069841A KR20130069841A KR101430915B1 KR 101430915 B1 KR101430915 B1 KR 101430915B1 KR 1020130069841 A KR1020130069841 A KR 1020130069841A KR 20130069841 A KR20130069841 A KR 20130069841A KR 101430915 B1 KR101430915 B1 KR 101430915B1
Authority
KR
South Korea
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video layer
svc
received
layer
terminal
Prior art date
Application number
KR1020130069841A
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English (en)
Inventor
최준균
이주형
장민석
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020130069841A priority Critical patent/KR101430915B1/ko
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Abstract

거리에 따라 차등화된 비디오 서비스를 위한 에너지 효율적 SVC 기반 데이터 통신 방법 및 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신 방법은 기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계와, 기지국으로부터 복수의 단말에게 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신 방법은 기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신하는 단계와, 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 판단하는 단계와, 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하지 못한 경우, 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

ＳＶＣ 기반 멀티미디어의 선택적 레이어 전달을 통한 에너지 효율적 협력 멀티캐스트 방법 및 장치{Method and Apparatus for Energy Efficient Multicast with Scalable Video Coding based Selective Layer Forwarding}
본 발명은 거리에 따라 차등화된 비디오 서비스를 위한 에너지 효율적 SVC 기반 데이터 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 비디오 컨텐츠의 교환(송/수신)이 활발하게 이루어지면서, 비디오 컨텐츠를 효과적으로 송/수신하기 위해 비디오를 코딩하는 방식이 다양하게 개발되고 있다. 특히, H.264 Salable Extension으로 표준화된 SVC(Scalable Video Coding) 방식에 따라 부호화된 비디오는 그 이용도가 크게 증가하고 있다.
SVC 방식은 하나의 비디오 스트림으로 다양한 전송 네트워크와 다양한 수신 단말에 적응적 서비스가 가능한 비디오 부호화 방법이다. SVC 비디오를 설명하면, SVC 방식에 따라 부호화된 비디오로써 각 해상도, 프레임율, 화질에 기여하는 비트 스트림이 구분 가능하다. SVC 방식에 따르면, SVC의 레이어는 하나의 기본 레이어(Base Layer)와 기본 레이어 위에 연속적으로 쌓을 수 있는 하나 이상의 확장 레이어(Enhancement Layer)로 구성되며, 각 확장 레이어는 하위 레이어 정보를 기반으로 각각에게 주어진 최대의 해상도, 프레임율, 화질을 표현할 수 있다. 즉, 기본 레이어와 확장 레이어의 적절한 인코딩 과정을 통하여 다양한 비트 스트림을 생성 및 추출할 수 있다. SVC 비디오에서는 확장 레이어를 연속적으로 많이 쌓을수록 다양한 해상도, 프레임율, 화질의 지원이 가능하다.
한국공개특허 제10-2009-0113506호(공개일 2009년 11월 02일)에는 SVC 방식을 이용하여 고화질의 비디오 컨텐츠를 제공하는 스케일러블 비디오 제공 기법이 개시되어 있다. 그러나, 종래 기술의 경우 단말 장치에서 기 저장된 비디오 보다 더 향상된 비디오를 재생하도록 단말 장치의 요청 쿼리에 따라 기본 레이어를 제외한 나머지 비디오 데이터에 해당되는 확장 레이어를 단말 장치로 제공하는 것에 불과하다. 기존의 SVC 비디오 전송 방식은 채널 환경이 좋은 단말에게는 기본 레이어와 확장 레이어가 모두 전송되어 고화질의 영상을 보내주게 되는데, 채널 환경이 나쁜 단말에게는 기본 레이어만을 전송하게 되므로 저화질의 영상을 보내주게 된다. 즉, SVC를 이용한 비디오 전송 방식에 있어 전송 네트워크 환경에 따른 제약을 받기 때문에 고화질의 비디오 컨텐츠를 제공하는 데에 한계가 있다.
본 발명에서는 SVC 방식을 이용하여 거리에 따라 차등화된 비디오 서비스가 가능하고, 선택적 협력통신을 이용하여 에너지 효율을 높일 수 있는 멀티캐스트 방법 및 장치가 제안된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SVC 기반 데이터 통신을 이용하여 거리에 따라 차등화된 비디오 서비스를 제공하는데 있다. 종래 기술에 따른 비디오 인코딩 방식과 무선전송방식으로 멀티미디어 서비스를 제공할 경우, 통화권 외 지역에서는 서비스를 받을 수 없다. 따라서 레이어 번호가 낮은 순서대로 무선전송전력을 높게 하여 전송하면, 멀리 떨어진 단말은 낮은 전송전력으로 전송한 확장 레이어는 수신하지 못하더라도 기본 레이어는 수신할 수 있기 때문에 저해상도이기는 하지만 비디오 서비스를 받을 수 잇다. 또한, 협력통신을 이용하여 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 단말이 주변의 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말에게 비디오 레이어를 재전송하여 통신 하는 방식을 제공한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 SVC 기반 데이터 통신 방법은 기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계와, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 단계는 상기 비디오 레이어의 전송 범위보다 상기 수신 확인 패킷의 전송 범위가 더 크도록 상기 수신 확인 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 SVC 기반 데이터 통신 방법은 기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신하는 단계와, 상기 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 판단하는 단계와, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하지 못한 경우, 상기 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다른 단말로부터 상기 비디오 레이어를 수신하는 단계와, 제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신하는 단계와, 상기 제1 단말로부터 상기 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 상기 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 상기 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 단계와, 상기 제1 비디오 레이어를 수신한 경우, 상기 제1 비디오 레이어를 상기 제1 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 SVC 기반 데이터 통신 장치는 기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 데이터 전송부와, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 수신 확인 패킷 전송부를 포함할 수 있다.
또 다른 일측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 SVC 기반 데이터 통신 장치는 기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신하는 데이터 수신부와, 상기 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 판단하는 상태 확인부와, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하지 못한 경우, 상기 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 NAK 패킷 전송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 SVC 기반 데이터 통신을 이용하여 거리에 따라 차등화된 비디오 서비스를 제공하고, 선택적 레이어 전달방식의 협력통신을 이용함으로써 무조건적으로 재전송하지 않기 때문에 에너지를 효율적으로 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 SVC 기반 데이터 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 SVC 기반 데이터 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 협력 멀티캐스트 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 레이어 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 레이어 전달 방법을 이용하여 전달된 비디오 컨텐츠의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신을 위한 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신을 위한 단말의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 SVC 기반 데이터 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
기지국의 SVC 기반 데이터 통신 방법은 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계(110), 수신 확인 패킷을 전송하는 단계(120)를 포함한다.
먼저, 기지국은 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송 전송할 수 있다(110). 기지국으로부터 무선통신이 가능한 거리 내에 있는 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송할 수 있다. SVC 방식의 비디오 레이어는 기본 레이어 및 확장 레이어를 포함할 수 있다. 기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계는 SVC 방식의 비디오 레이어 중 확장 레이어의 전송 범위보다 기본 레이어의 전송 범위가 더 크도록 상기 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송할 수 있다. 그리고 SVC 방식의 비디오 레이어의 기본 레이어의 해상도는 확장 레이어의 해상도보다 낮을 수 있다.
이후, 기지국은 복수의 단말에게 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다(120). 이때, 비디오 레이어의 전송 범위보다 상기 수신 확인 패킷의 전송 범위가 더 크도록 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다. 예를 들어, 비디오 레이어를 전송할 때 사용한 전송 전력보다 더 높은 전송 전력을 사용하여 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다. 또는 비디오 레이어를 전송할 때 사용한 주파수 대역보다 더 먼 거리까지 전송될 수 있는 주파수 대역을 사용하여 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다.
수신 확인 패킷은 기지국이 단말에게 보내는 패킷으로 단말이 특정 패킷을 수신하였는지 확인을 하는 패킷이다. 예를 들어, 기지국이 단말에게 SVC 방식의 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 송신한 경우, 상기 수신 확인 패킷은 상기 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 상기 기지국이 상기 단말로 송신하였다는 정보를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 수신 확인 패킷을 수신한 단말은, 자신이 상기 수신 확인 단말에 포함된 정보를 통하여, 자신에게 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷이 송신되었음을 확인할 수 있다. 이때, 상기 단말은 자신이 이미 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 수신하였다면, 자신이 상기 수신 확인 패킷에 대응한 패킷을 수신하였음을 알 수 있다. 만약, 상기 단말이 자신이 이미 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 수신하지 못하였다면, 기지국이 자신에게 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 송신하였음에도 자신이 상기 패킷을 수신하지 못하였음을 판단할 수 있다.
수신 확인 패킷을 수신한 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말의 경우, 다른 단말에게 비디오 레이어를 수신하지 못했다는 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 이때, 다른 단말이란 단말 자신 외에 상기 단말 전송 범위 내에 있는 다른 단말일 수 있다. 그러면, 비디오 레이어와 NAK 패킷을 모두 수신한 단말만이 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말에게 비디오 레이어를 재전송할 수 있다. 이러한 방법으로 협력통신을 통해 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 무선단말이 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말에게 비디오 레이어를 재전송하여 통신할 수 있다. 복수의 단말 중 비디오 레이어를 미수신한 단말이 없거나 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 단말이 무조건 재전송하는 경우는 에너지 낭비이다. 따라서, 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 단말이 무조건 재전송하도록 하는 기존의 협력통신에 비해 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한, 수신 확인 패킷은 크기가 작기 때문에 전송 및 수신에 사용되는 에너지가 작아 에너지 효율을 더 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 SVC 기반 데이터 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
단말의 SVC 기반 데이터 통신 방법은 SVC 방식의 비디오 레이어 및 수신 확인 패킷을 수신하는 단계(210), 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어의 수신 여부 판단 단계(220), NAK 패킷을 전송하는 단계(230)를 포함한다. 그리고, NAK 패킷을 수신하는 단계(240), 비디오 레이어 수신 여부 확인 단계(250), 비디오 레이어 재전송 단계(260), 비디오 레이어를 재수신하는 단계(270)를 더 포함한다.
먼저, 복수의 단말이 기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 수신 확인 패킷을 수신한다(210). 기지국으로부터 무선통신이 가능한 거리 내에 있는 복수의 단말은 비디오 레이어를 수신할 수 있다. 그리고, 복수의 단말은 기지국으로부터 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하기 위한 수신 확인 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 기지국은 수신 확인 패킷의 전송범위를 비디오 레이어의 전송범위보다 더 크게하여 전송할 수 있다.
복수의 단말은 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 여부를 판단한다(220). 비디오 레이어의 수신 여부를 판단한 후 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말은 다른 단말에게 비디오 레이어를 수신하지 못했다는 NAK 패킷을 전송한다(230).
예를 들면, 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말은 미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 다른 단말에게 NAK 패킷을 전송할 수 있다.
다른 단말은 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말로부터 NAK 패킷을 수신할 수 있다(240). 이후, NAK 패킷을 수신한 다른 단말은 비디오 레이어 수신 여부를 확인할 수 있다(250). 다른 단말 중 비디오 레이어와 NAK 패킷을 모두 수신 받은 다른 단말은 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말에게 비디오 레이어를 재전송한다(260).
예를 들면, 다른 단말은 비디오 레이어를 수신하지 못한 제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신할 수 있다. 다른 단말이 제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인할 수 있다. 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인한 결과, 다른 단말이 제1 비디오 레이어를 수신한 경우, 제1 비디오 레이어를 제1 단말로 재전송할 수 있다. 이때, 다른 단말은 미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 단말에게 제1 비디오 레이어를 재전송할 수 있다.
그러면, 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말은 다른 단말로부터 비디오 레이어를 재수신할 수 있다(270). 따라서, 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 단말이 무조건 재전송지 않고 선택적 협력통신을 통해 재전송할 수 있다. 수신 확인 패킷은 크기가 작기 때문에 전송 및 수신에 사용되는 에너지가 작아 에너지 효율을 더 높일 수 있다. 더욱 상세하게는 도 3내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 협력 멀티캐스트 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에는 각 구간에 따른 선택적 협력 멀티캐스트 방법을 설명하기 위해 비디오 레이어 수신가능 상태의 단말(351), 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말(352), 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말 전송 범위(553), 기지국의 비디오 레이어 전송 범위(354), 비디오 레이어 수신가능 상태의 단말 전송 범위(555), 기지국의 수신 확인 패킷 전송 범위(356)를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 페이즈-1(Phase-1) 구간에서 기지국은 비디오 레이어 전송 범위(354) 내에 있는 복수의 단말에게 비디오 레이어를 전송할 수 있다. 그리고, 비디오 레이어 전송 범위(354) 보다 더 큰 범위의 수신 확인 패킷 전송 범위(356) 내에 있는 복수의 단말에게 비디오 레이어를 수신하였는지 확인하기 위한 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다(310). 비디오 레이어 수신가능 상태의 단말(351)은 비디오 레이어를 수신할 수 있고, 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말(352)은 비디오 레이어를 수신할 수 없다. 이후, 비콘프레임(beacon frame)의 스테이지1(stage1) 구간에서 수신 확인 패킷을 수신한 복수의 단말은 비디오 레이어의 수신 여부를 확인한다(320).
비콘프레임(beacon frame)의 스테이지2(stage2) 구간에서는 비디오 레이어의 수신 여부를 확인한 후, 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말(352)들은 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말 전송 범위(553) 내에 있는 다른 단말에 비디오 레이어를 수신하지 못했다는 NAK 패킷을 전송할 수 있다(330). 이때, 다른 단말이란 단말 자신 외에 상기 단말 전송 범위 내에 있는 다른 단말일 수 있다.
그러면, 페이즈-2(Phase-2) 구간에서 비디오 레이어와 NAK 패킷을 모두 수신한 단말은 비디오 레이어 수신가능 상태의 단말 전송 범위(555) 내에 있는 비디오 레이어 수신불가능 상태의 단말(352)에게 비디오 레이어를 재전송할 수 있다(340).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 방식의 비디오 레이어 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
레이어 번호가 낮은 순서대로(L1 < L2 < L3) 무선전송전력을 높게 하여 전송하면, 먼 거리에 있는 단말은 낮은 전송전력으로 전송한 확장 레이어는 수신하지 못하지만 높은 무선전송전력으로 전송되는 기본 레이어는 수신할 수 있다. 도 5를 참조하여 예를 들어 설명한다. 이때, SVC 방식의 비디오 레이어의 기본 레이어의 해상도는 확장 레이어의 해상도보다 낮을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 방식의 비디오 레이어 전달 방법을 이용하여 전달된 비디오 컨텐츠의 예시도이다.
도 3를 참조하면, 레이어1(Layer1)(510)은 가장 높은 무선전송전력으로 전송되는 기본 레이어다. 레이어1+레이어2(Layer1+Layer2)(520)는 기본 레이어(Layer1)와 확장 레이어(Layer2)가 병합된 영상으로 레이어1(Layer1)만 있는 영상보다 해상도가 높다. 레이어1+레이어2+레이어3(Layer1+Layer2+Layer3)(530)은 기본 레이어(Layer1)와 두 개의 확장 레이어(Layer2, Layer3)가 병합된 영상이다. 이때, 레이어가 점진적으로 쌓일수록 높은 해상도의 화면을 제공할 수 있다. 또한, 레이어 번호를 건너서 병합하여 화면을 생성할 수 없다. 예를 들면, 레이어1+ 레이어3(Layer1+Layer3)은 병합될 수 없다.
다시 도 4를 참조하면, 기지국(410)으로부터 반경 r3만큼의 거리 내(420)에 있는 단말은 L1, L2, L3 레이어(450)를 모두 수신할 수 있다. 이때, L1은 가장 높은 무선전송전력으로 전송되는 기본 레이어이고, L2, L3는 확장 레이어이다. 기지국(410)으로부터 반경 r2만큼의 거리 내(430)에 있는 단말은 L1, L2 레이어(460)를 수신할 수 있다. 그리고, 기지국(410)으로부터 반경 r1만큼의 거리 내(440)에 있는 단말은 가장 높은 무선전송전력으로 전송되는 기본 레이어인 L1 레이어만(470)을 수신할 수 있다.
예를 들면, 기지국은 레이어i(Li) (i = 1 or 2 or 3)를 반경 ri 이내의 복수의 단말이 수신할 수 있는 전력과 변조방식으로 전송할 수 있다. 기지국은 복수의 단말이 레이어i(Li)를 수신하였는지 확인하는 메시지 수신 확인 패킷을 반경 ri 이내의 복수의 단말이 수신할 수 있는 전력과 변조방식으로 전송할 수 있다.
레이어i(Li)를 수신하지 못한 단말은 레이어i(Li)를 수신하지 못했다는 메시지 NAKi를 반경 rU 이내의 단말이 수신할 수 있는 전력과 변조방식으로 전송할 수 있다. 레이어i(Li)를 수신하지 못하였다는 메시지 NAKi를 수신한 단말은 자신이 레이어i(Li)를 수신했다면, 수신한 레이어i(Li)를 반경 rU 이내의 단말이 수신할 수 있는 전력과 변조방식으로 전송할 수 있다. 이러한 과정을 레이어의 수만큼 반복할 수 있다.
이와 같이 기지국과의 거리에 따라 차등화된 비디오 서비스가 가능한 SVC 방식의 비디오 무선 멀티캐스트 전송에서 손실된 레이어를 선택적 기반의 협력통신을 사용하여 재전송 받아 복원할 수 있다. 종래 기술에 따르면 가까운 곳에서는 고해상도, 먼 곳에서는 저해상도의 비디오 서비스를 제공하기 위해서 채널을 2개 준비하여 각각의 채널에 고해상도 비디오와 저해상도 비디오를 따로 전달하였다. 제안하는 SVC 방식으로 인코딩하여 고해상도 비디오를 전송하는 데는 기존의 방식보다 20%의 대역폭을 더 소비한다. 하지만, 별도의 저해상도 비디오 서비스를 위한 채널을 할당하지 않아도 거리에 따른 차등화된 비디오 서비스가 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신을 위한 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
SVC 기반 데이터 통신을 위한 기지국(600)은 데이터 전송부(610)와 수신 확인 패킷 전송부(620)를 포함할 수 있다.
데이터 전송부(610)는 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송할 수 있다. 데이터 전송부(610)는 무선통신이 가능한 거리 내에 있는 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송할 수 있다. SVC 방식의 비디오 레이어는 기본 레이어 및 확장 레이어를 포함할 수 있다. 데이터 전송부(610)는 SVC 방식의 비디오 레이어 중 확장 레이어의 전송 범위보다 기본 레이어의 전송 범위가 더 크도록 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송할 수 있다. 그리고 SVC 방식의 비디오 레이어의 기본 레이어의 해상도는 확장 레이어의 해상도보다 낮을 수 있다.
수신 확인 패킷 전송부(620)는 복수의 단말에게 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다. 이때, 비디오 레이어의 전송 범위보다 상기 수신 확인 패킷의 전송 범위가 더 크도록 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다. 예를 들어, 비디오 레이어를 전송할 때 사용한 전송 전력보다 더 높은 전송 전력을 사용하여 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다. 또는 비디오 레이어를 전송할 때 사용한 주파수 대역보다 더 먼 거리까지 전송될 수 있는 주파수 대역을 사용하여 상기 수신 확인 패킷을 전송할 수 있다.
수신 확인 패킷은 기지국이 단말에게 보내는 패킷으로 단말이 특정 패킷을 수신하였는지 확인을 하는 패킷이다. 예를 들어, 기지국이 단말에게 SVC 방식의 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 송신한 경우, 상기 수신 확인 패킷은 상기 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 상기 기지국이 상기 단말로 송신하였다는 정보를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 수신 확인 패킷을 수신한 단말은, 자신이 상기 수신 확인 단말에 포함된 정보를 통하여, 자신에게 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷이 송신되었음을 확인할 수 있다. 이때, 상기 단말은 자신이 이미 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 수신하였다면, 자신이 상기 수신 확인 패킷에 대응한 패킷을 수신하였음을 알 수 있다. 만약, 상기 단말이 자신이 이미 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 수신하지 못하였다면, 기지국이 자신에게 i번째 비디오 계층을 포함한 패킷을 송신하였음에도 자신이 상기 패킷을 수신하지 못하였음을 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVC 기반 데이터 통신을 위한 단말의 구성을 나타내는 도면이다.
SVC 기반 데이터 통신을 위한 단말(700)은 데이터 수신부(710), 상태 확인부(720), NAK 패킷 전송부(730), 데이터 재전송부(740)를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(710)는 기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신할 수 있다. 먼저, 복수의 단말이 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하고, 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하기 위한 수신 확인 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 기지국으로부터 무선통신이 가능한 거리 내에 있는 복수의 단말이 비디오 레이어를 수신할 수 있다. 그리고, 수신 확인 패킷의 수신범위는 비디오 레이어의 수신범위보다 더 크게하여 수신할 수 있다.
상태 확인부(720)는 복수의 단말이 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다.
NAK 패킷 전송부(730)는 상태 확인부(720)가 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어의 수신 여부를 판단한 후, 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말이 다른 단말에게 비디오 레이어를 수신하지 못했다는 NAK 패킷을 전송하도록 할 수 있다.
예를 들면, 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말은 미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 다른 단말에게 NAK 패킷을 전송할 수 있다.
또한, 데이터 수신부(710)는 이러한 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말로부터 NAK 패킷을 수신할 수도 있다.
이후, NAK 패킷을 수신한 다른 단말의 상태 확인부(720)는 비디오 레이어 수신 여부를 확인할 수 있다.
데이터 재전송부(740)는 다른 단말 중 비디오 레이어와 NAK 패킷을 모두 수신 받은 다른 단말이 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말에게 비디오 레이어를 재전송하도록 할 수 있다.
예를 들면, 다른 단말은 비디오 레이어를 수신하지 못한 제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신할 수 있다. 다른 단말이 제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인할 수 있다. 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인한 결과, 다른 단말이 제1 비디오 레이어를 수신한 경우, 제1 비디오 레이어를 제1 단말로 재전송할 수 있다. 이때, 다른 단말은 미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 단말에게 제1 비디오 레이어를 재전송할 수 있다.
그러면, 복수의 단말 중 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신하지 못한 단말은 다른 단말로부터 비디오 레이어를 재수신할 수 있다. 따라서, 기지국으로부터 비디오 레이어를 수신한 단말이 무조건 재전송지 않고 선택적 협력통신을 통해 재전송할 수 있다. 수신 확인 패킷은 크기가 작기 때문에 전송 및 수신에 사용되는 에너지가 작아 에너지 효율을 더 높일 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. SVC 기반 데이터 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 단계는,
    상기 비디오 레이어의 전송 범위보다 상기 수신 확인 패킷의 전송 범위가 더 크도록 상기 수신 확인 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SVC 방식의 비디오 레이어는,
    기본 레이어 및 확장 레이어
    를 포함하고,
    상기 기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계는,
    상기 SVC 방식의 비디오 레이어 중 상기 확장 레이어의 전송 범위보다 상기 기본 레이어의 전송 범위가 더 크도록 상기 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서,
    상기 SVC 방식의 비디오 레이어의 상기 기본 레이어의 해상도가 상기 확장 레이어의 해상도보다 낮은
    SVC 기반 데이터 통신 방법.
  5. SVC 기반 데이터 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신하는 단계;
    상기 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 판단하는 단계; 및
    상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하지 못한 경우, 상기 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다른 단말로부터 상기 비디오 레이어를 수신하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 단계는,
    미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 다른 단말에게 상기 NAK 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신하는 단계;
    상기 제1 단말로부터 상기 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 상기 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 상기 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 비디오 레이어를 수신한 경우, 상기 제1 비디오 레이어를 상기 제1 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 비디오 레이어를 수신한 경우, 상기 제1 비디오 레이어를 상기 제1 단말로 전송하는 단계는,
    미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 단말에게 상기 제1 비디오 레이어를 전송하는 단계
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 방법.
  10. SVC 기반 데이터 통신 장치에 있어서,
    기지국으로부터 복수의 단말에게 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는 데이터 전송부; 및
    상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말에게 상기 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 전송하는 수신 확인 패킷 전송부
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신 확인 패킷 전송부는,
    상기 비디오 레이어의 전송 범위보다 상기 수신 확인 패킷의 전송 범위가 더 크도록 상기 수신 확인 패킷을 전송하는
    SVC 기반 데이터 통신 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 SVC 방식의 비디오 레이어는,
    기본 레이어 및 확장 레이어
    를 포함하고,
    상기 데이터 전송부는,
    상기 SVC 방식의 비디오 레이어 중 상기 확장 레이어의 전송 범위보다 상기 기본 레이어의 전송 범위가 더 크도록 상기 SVC 방식의 비디오 레이어를 전송하는
    SVC 기반 데이터 통신 장치.
  13. SVC 기반 데이터 통신 장치에 있어서,
    기지국으로부터 SVC 방식의 비디오 레이어 및 SVC 방식의 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는 수신 확인 패킷을 수신하는 데이터 수신부;
    상기 수신 확인 패킷을 수신한 경우, 상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하였는지 판단하는 상태 확인부; 및
    상기 수신 확인 패킷에 대응하는 비디오 레이어를 수신하지 못한 경우, 상기 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 NAK 패킷을 다른 단말에게 전송하는 NAK 패킷 전송부
    를 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 NAK 패킷 전송부는,
    미리 결정된 제1 수신 반경 이내에 있는 다른 단말에게 상기 NAK 패킷을 전송하는
    SVC 기반 데이터 통신 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 수신부는,
    제1 단말로부터 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 제1 NAK 패킷을 수신하는
    SVC 기반 데이터 통신 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상태 확인부는,
    상기 제1 단말로부터 상기 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 상기 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 상기 제1 비디오 레이어의 수신 여부를 확인하는
    SVC 기반 데이터 통신 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 단말로부터 상기 제1 비디오 레이어를 수신하지 못하였다는 상기 제1 NAK 패킷을 수신하는 경우, 상기 제1 비디오 레이어를 상기 제1 단말로 재전송하는 데이터 재전송부
    를 더 포함하는 SVC 기반 데이터 통신 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130013854A (ko) * 2011-07-29 2013-02-06 한국과학기술원 협력 통신에서 ｓｖｃ를 이용한 고화질 비디오 컨텐츠 전송 시스템 및 그 방법

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