JP2015518346A - 通信システムでパケットを送受信するための装置及び方法 - Google Patents

通信システムでパケットを送受信するための装置及び方法 Download PDF

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Abstract

通信システムで使用するためのパケット送受信方法が提供される。前記方法は、順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)に対応する制御情報を生成する段階と、前記FECを利用して保護するための少なくとも1つのソースパケットを獲得する段階と、前記少なくとも1つのソースパケット及び前記制御情報によって少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子及び少なくとも1つのソースペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボルを生成する段階と、前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階とを含む。

Description

本発明は、通信システムに関する。より詳細には、本発明は、通信システムで使用するためのパケット送受信方法に関する。
コンピュータネットワークのような通信システムを利用して接続される高画質(HD:High Definition)及び超高画質(UHD:Ultra High Definition)コンテンツのようなコンテンツの多様性及びサイズ増加に伴い、ネットワークデータ混雑が深化されており、通信システムの品質が下落することができる。このような状況で、例えばホストAのような送信機によって伝送されたコンテンツは、例えばホストBのような受信機によって受信される前に伝送経路中間に損失されることができる。データは、コンピュータネットワークでパケットで伝達されるため、データ損失もパケット単位で発生する。各パケットは、データを伝達するペイロードと、ソースアドレスや目的地アドレスのようなアドレス情報を含むヘッダーとで構成される。したがって、コンピュータネットワークでパケット損失が発生すれば、受信機は、損失されたパケットを受信することができず、それによって損失されたパケットに含まれたデータ及び制御情報を得るのに失敗する。これは、オーディオ及びビデオの品質低下、字幕抜け落ち、ファイル遺失、及び損失されたパケットによるその他類似な問題及び不便のような多様な形態でユーザの不便をもたらす。したがって、コンピュータネットワークでデータ損失を復旧するための方法が要求される。
前記情報は、ただ本発明の理解を助けるための背景情報として提供される。前述したいずれのものも、本発明に対する先行技術として適用可能であるか否かについてどんな断定もどんな主張も行われなかった。
本発明の態様は、少なくとも前述した問題点及び/または短所を解決し、少なくとも下記で説明される長所を提供するためのものである。したがって、本発明の一態様は、ネットワークでデータ損失を復旧するための方法及び装置を提供するためのものである。
したがって、本発明の他の態様は、パケット基盤通信プロトコルを支援する通信ネットワークでデータパケットと共に少なくとも1つのエラー訂正コード(ECC:error correction code)を利用して生成されるパリティーパケットを伝送することによって、ネットワーク信頼性を向上させるアプリケーション階層順方向エラー訂正(AL−FEC:ApplicationLayer−ForwardErrorCorrection)制御方法を提供するためのものである。
本発明の一態様によれば、通信システムでのパケット伝送方法が提供される。前記方法は、順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)に対応する制御情報を生成する段階と、前記FECを利用して保護するための少なくとも1つのソースパケットを獲得する段階と、前記少なくとも1つのソースパケット及び前記制御情報によって少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子及び少なくとも1つのソースペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボルを生成する段階と、前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階とを含む。
本発明の他の態様によれば、通信システムでのパケット伝送装置が提供される。前記装置は、順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)に対応する制御情報を生成し、前記FECを利用して保護するための少なくとも1つのソースパケットを獲得し、前記少なくとも1つのソースパケット及び前記制御情報によって少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子及び少なくとも1つのソースペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボルを生成する制御部と、前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する通信部とを含む。
本発明の他の態様によれば、通信システムでのパケット受信方法が提供される。前記方法は、少なくとも1つのFECパケットを受信する段階と、前記少なくとも1つのFECパケットから少なくとも1つのソースパケット、少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボル、及び少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を獲得する段階と、前記少なくとも1つの復旧シンボル、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を利用して前記少なくとも1つのソースパケットの損失部分を復旧する段階とを含む。
本発明の他の態様によれば、通信システムでのパケット受信装置が提供される。前記装置は、少なくとも1つのFECパケットを受信する通信部と、前記少なくとも1つのFECパケットから少なくとも1つのソースパケット、少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボル、及び少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を獲得し、前記少なくとも1つの復旧シンボル、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を利用して前記少なくとも1つのソースパケットの損失部分を復旧する制御部とを含む。
本発明の他の態様、長所及び顕著な特徴は、添付の図面とともに本発明の実施例を開示する次の詳細な説明からこの技術分野における通常の知識を有する者に明確になる。
本発明の前述したまたはその他の態様、特徴、長所は、次の添付の図面を参照する下記の説明からより明確になる。
図1は、本発明の実施例によるネットワークトポロジー及びデータフローを示す図である。 図2は、本発明の実施例によるMPEG(Motion Picture ExpertGroup)MMT(Media Transport)システムの構成を示すブロック図である。 図3は、本発明の実施例による方法で使用するためのパケットの構造を示す図である。 図4は、本発明の実施例による図3のパケットの構成情報の構造を示す図である。 図5は、本発明の実施例によるMMTFEC(Forward Error Correction)フレーム(FECFRAME:Forward Error Correction frame)の構成を示すブロック図である。 図6は、本発明の実施例による方法で使用するための2段階FECエンコーディングのエンコーディングシンボルのフォーマットを示す図である。 図7は、本発明の実施例による装置のFECブロック生成器で情報ブロックを生成する原理を示す図である。 図8は、本発明の実施例による装備のFECブロック生成器で情報ブロックを生成する原理を示す図である。 図9は、本発明の実施例による方法でRSコードを利用して情報ブロックで情報シンボルのマッピングの原理を示す図である。 図10は、本発明の実施例による方法のLDPC(Low Density Parity Check)を利用する情報ブロックで情報シンボルをマッピングする原理を示す図である。 図11は、本発明の実施例による方法に使用するためのRSフレームフォーマットを示す図である。 図12は、本発明の実施例による方法に使用するためのLDPCフレームフォーマットを示す図である。 図13は、本発明の実施例による方法においてRSコードを利用した復旧シンボルブロックでパリティーシンボルマッピングの原理を示す図である。 図14は、本発明の実施例による方法においてLDPCコードを利用した復旧シンボルブロックでLDPCパリティーシンボルマッピングの原理を示す図である。そして 図15は、本発明の実施例による方法に使用されるための行列Hの構造を示す図である。 図面にわたって、同一の参照番号は、同一または類似の構成要素、特徴、構造を指称するために使用される。
添付の図面を参照した以下の説明は、請求項とそれらの均等物によって定義された本発明の実施例の完全な理解を助けるために提供される。以下の説明は、理解を助けるために、多様で且つ具体的な例を含むが、これらは、ただ例示として見なされなければならない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者ならここに開示された実施例が本発明の範囲及び思想を逸脱することなく、多様に変形可能であるという点を認識することができる。また、明瞭さと簡潔さのために、公知の機能及び構造に対する説明は省略されることができる。
以下の説明及び請求項で使用される用語や単語は、辞書的意味にのみ制限されず、ただ発明の明瞭で且つ一貫した理解のために発明者によって使用されることができる。したがって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者なら本発明の実施例に対する以下の説明がただ説明のための目的で提供されるだけで、請求項とその均等物によって定義される本発明を制限するための目的で提供されないという点を理解することができる。
本明細書で使用される単数の表現は、文脈上明白に異なって指示しない限り、複数の表現を含む。例えば、“構成要素の表面”という記載は、1つまたはそれ以上の表面を含む意味の記載である。
以下、次の詳細な説明で使用される用語を要約する:順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)コードは、エラーを訂正したりシンボルを削除するためのエラー訂正コードになることができる;FECフレームは、保護するためのFECエンコーディングデータによって生成され、パリティー(parity)または復旧部分を含むコードワード(codeword)になることができる;シンボルは、データの単位であることができ、シンボルのサイズは、シンボルサイズとして指称されることができる;ソースシンボルは、FECフレームの情報部分である、保護されないデータシンボルになることができる;情報シンボルは、FECフレームの情報部分である、保護されないデータまたはパディング(padding)シンボルになることができる;コードワードは、情報シンボルをFECデコーディングして生成されたFECフレームになることができる;復旧シンボルは、情報シンボルからFECエンコーディングによって生成されたFECフレームの復旧シンボルになることができる;パケットは、ヘッダー及びペイロードを含む伝送単位であることができる;ペイロードは、送信機から伝送され、パケットの内部に置かれるユーザデータの断片になることができる;パケットヘッダーは、ペイロードを含むパケットのヘッダーになることができる;ソースペイロードは、ソースシンボルで構成されるペイロードになることができる;情報ペイロードは、情報シンボルで構成されるペイロードになることができる;復旧ペイロードは、復旧シンボルで構成されるペイロードになることができる;ソースシンボルブロックは、少なくとも1つのソースペイロードのセットになることができる;情報ブロックは、少なくとも1つの情報ペイロードのセットになることができる;復旧シンボルブロックは、少なくとも1つの復旧ペイロードのセットになることができる;FECブロックは、情報ブロック及び復旧シンボルブロックを含むコードワードまたはペイロードのセットになることができる;FEC伝達ブロックは、ソースシンボルブロック及び復旧シンボルブロックを含むペイロードのセットになることができる;FECパケットは、FECブロックを伝送するためのパケットになることができる;FECソースパケットは、ソースシンボルブロックを伝送するためのパケットになることができる;FEC復旧パケットは、復旧ブロックを伝送するためのパケットになることができる;FECパケットブロックは、FEC伝送ブロックのためのパケットのセットになることができる;MPEG(Motion Picture Expert Group)MMT(Media Transport)は、MPEGデータの効率的な伝送のための開発中の国際標準になることができる;FECソースフローは、同一のFECソースフロー識別子(ID:Identifier)を有するFECソースパケットまたはソースペイロードのシーケンスになることができる;FEC復旧フローは、同一の復旧フロー識別子を有するFECソースパケットまたはソースペイロードのシーケンスになることができる;FECエンコーディングされたフローは、FECソースフロー及びFECソースフローを保護するために生成された少なくとも1つのFEC復旧フローを必須に示す用語になることができる;アセット(asset)は、1つ以上のM単位で構成されるデータ個体(entity)になることができ、ここで、M単位は、合成情報及び伝送特性を定義するためのデータ単位である;そして、パケットは、合成情報及び伝送特性のような追加情報による1つ以上のアセットのセットになることができる。
図1は、本発明の実施例によるネットワークトポロジー及びデータフローを示す図である。
図1を参照すれば、IP(Internet Protocol)パケットは、ルーター120及び130を介して目的受信機であるホストB 110に伝達される。したがって、IPパケットは、送信機であるホストA 105の伝送順序と異なる順序で受信機であるホストB 110に到着することができる。したがって、AV(Audio−Visual)コンテンツストリーミングで伝送順序を示す必要がある。アプリケーション階層140で生成されたデータ150は、AVコーデックにより圧縮されRTP(Real−time Transport Protocol)によってパケット化されて得られるRTPデータあるいは図2を参照として以下で説明されるMMT伝送パケットのようなアプリケーション階層140の伝送プロトコルによってパケット化されたデータであると仮定する。
図2は、本発明の実施例によるMMTシステムの構成を示すブロック図である。
図2を参照すれば、MMTシステム構成が図2の左側に示され、図2の右側は、MMTシステムの伝達機能の詳細構成を示す。メディアコーディング階層205は、オーディオ及び/またはビデオデータを圧縮し、圧縮されたデータをカプセル化機能階層210に伝送する。カプセル化機能階層210は、ファイル形成と類似のフォーマットで圧縮されたオーディオ/ビデオデータをパケット化し、パケット化されたデータを伝達機能階層220に伝送する。
伝達機能階層220は、カプセル化機能階層210の出力に対してMMTペイロードフォーマティングを行い、伝送プロトコル階層230のためのMMT伝送パケットフォーマットを生成するために伝送パケットヘッダーに追加する。伝達機能階層220は、伝送プロトコル階層230のためのRTPパケットフォーマットを生成するためにレガシー(legacy)RTPプロトコルでカプセル化機能階層210の出力を処理する。その後、伝送プロトコル階層230は、IP階層240のためのUDP(User Datagram Protocol)またはTCP(Transmission Control Protocol)データ単位を生成するためにUDP及びTCPのうち1つで変換を行う。最終的に、IP階層240は、IPパケットを生成するために、伝送プロトコル階層230の出力を処理する。IPパケットは、IPを利用して伝送される。本発明の実施例で提案されるFECパケットは、MMTペイロードフォーマット、MMT伝送パケット及びRTPパケットのうち少なくとも1つによって形成される。制御機能階層200は、プレゼンテーションセッション及び伝達セッションを管理する。
図3は、本発明の実施例による方法で使用するためのパケットの構造を示す図である。
図4は、本発明の実施例による図3のパケットの構成情報の構造を示す図である。
図3及び図4を参照すれば、パッケージ300(package)は、ネットワーク1及び/またはネットワーク2のようなネットワークの伝達機能階層を介してクライアントに伝送され、パッケージは、MMTアセット(asset)、合成情報及び伝送特性を含む。MMT伝送パケットは、図4に示されたような構成情報及び動作を利用する。構成情報は、アセットリスト、合成情報及び伝送特性を含み、データ情報の順序及びアドレスと、パッケージ識別情報をさらに含む。説明情報は、パッケージ及びアセットを記述する。合成情報は、アセットの消費のために使用される。伝送特性情報は、アセットの伝送のための情報を提供する。パッケージは、アセット当たり伝送特性を記述する。伝送特性は、エラー復元力(error resiliency)情報を含む。そして、1つのアセットのための単純伝送特性情報は、損失されてもよく、またはそうでなくてもよい。伝送特性は、また各アセットのサービス品質(QoS:Quality of Service、図示せず)、損失許容誤差レベル(loss tolerance level、図示せず)、及び遅延許容誤差レベル(delay tolerance level、図示せず)を含むことができる。
図5は、本発明の実施例によるMMT FECフレーム(FECFRAME)の構成を示すブロック図である。
図5を参照すれば、MMT FECFRAME 500は、FECストリームを生成するための論理/物理コンポネントである。したがって、2以上のFECストリームを動作させる場合において、論理FECFRAMEは、FECストリーム毎に樹立されることができ、物理FECFRAMEは、時間分離方式で動作する。MMT FECFRAMEは、アウトバンド信号及びFECパケットブロックを入力し生成することのように、FEC伝送情報及びソースペイロードを受信する。FEC伝送情報が図5で制御部510及びFECブロック生成器520に入力されることのように説明されたが、本発明は、これに限定されず、他の機能ブロックがシステム観点でそれらの動作に使用するためのFEC伝送情報を検査することができる。MMT標準のALFEC(Application Layer FEC)候補技術のように、2段階方法が提案された。2段階方法によれば、MMT FECFRAME 500は、あらかじめ決定された数のシンボルをM個の第1のソースシンボルに分割する。ここで、Mは、1と同じかまたは大きい整数である。そして、MMT FECFRAME 500は、第1のソースシンボルに対して第1のFECエンコーディングを実行して生成される第1の復旧シンボルを含む第1のエンコーディングシンボルを生成する。その後、MMT FECFRAME 500は、第2のソースシンボルのようにM個の第1のエンコーディングシンボルに対して第2のFECエンコーディングを実行して生成される第2の復旧シンボルを含む第2のエンコーディングシンボルを生成する。第1のFECエンコーディング及び第2のFECエンコーディングは、同一のエラー訂正コード(ECC)または異なるエラー訂正コードを使用することができる。エラー訂正コードは、RS(Reed−Solomon)コード、LDPC(Low Density Parity Check)コード、ターボ(Turbo)コード、 ラプター (Raptor)コード及びXOR(eXclusive OR)コードのうちいずれのものでもよく、これに対する制限はない。図5は、また、FECエンコーダー530、FECパケット生成器540及びパケット(逆)多重化部550を示す。
図6は、本発明の実施例による方法で使用するための2段階FECエンコーディングのエンコーディングシンボルのフォーマットを示す図である。
図6を参照すれば、M=1及びM=8のFECエンコーディングの場合が示され。特に、部分600は、M=1のためのエンコーディングシンボルフォーマットを示し、部分601は、M=8のためのエンコーディングシンボルフォーマットを示す。図5及び図6を参照すれば、制御部510は、制御情報、インバンド(in−band)信号及びアウトバンド(out−band)信号を生成するための入力としてFEC伝送情報を使用する。インバンド信号は、FECパケットの一部として伝送される制御情報であり、アウトバンド信号は、個別パケット、個別プロトコルまたは個別チャネルを通じて伝送される制御情報である。アウトバンド信号伝送は、本発明の実施例の範囲を脱するので、これに対する詳細な説明は、本文献で省略される。FEC伝送情報は、制御部510を介した伝達なしにMMT FECFRAME 500から分離されて制御機によって処理され、FECブロック生成器520及びFECパケット生成器540に入力として供給される。このような場合、制御部510は、省略されることができる。制御情報は、FECブロックを生成するためにFECエンコーダー530によって要請される情報を含む。特定のFECコードは、パリティー生成手続でランダム番号生成器の最初値が要求される。この際、上位階層がソースペイロードに割り当てるシーケンス番号は、ランダム番号生成器の初期値として使用されることができる。データフローに注意すれば、MMT FECFRAME 500で上位階層ペイロード構造を分析し、必要値を抽出するには非効率的である。したがって、識別番号は、制御情報形式でMMT FECFRAME 500に入力され、ただFECコードの制御信号として使用され、インバンド信号またはアウトバンド信号として出力されない。
FEC伝送情報は、MMTアセットの伝送特性を含むことができ、MMT FECFRAME 500及びプロトコルを含むアプリケーションによって変化することができる。例えば、2段階方法に注目した、FEC伝送情報は、次の通りである。
1)コーディング構造に対する情報:
fec_scheme:FECブロックを生成するために選択されるコーディングスキームを示す;
b000:コーディング構造なし;
b001:RSコーディング構造;
b010:LDPCコーディング構造;
b011:RS−RS 2段階コーディングスキーム;
b100:RS−LDPC 2段階コーディングスキーム;
b101:LDPC−LDPC 2段階コーディングスキーム;
ibg_mode:ソース/サブブロックから情報ブロックを生成するために使用される方法を示す;
b00:パディングデータない一般モード;
b01:パディングデータを有する一般モード;
b10:高効率モード;
b11:条件付きパディングモード;
parity_payload_size:復旧ペイロードの長さを示す;
number_of_payloads_in_a_parity_packet:パリティーパケットに含まれた復旧ペイロードの数を示す。
2)保護インターバルに対する情報:
number_of_packets_for_source_block:ソースシンボルブロックに含まれたパケットの数を示す;
number_of_sub_blocks_in_source_block:ソースシンボルブロックに含まれたサブブロックの数を示す;
number_of_packets_for_sub_block:サブブロックに含まれたパケットの数を示す;
max_information_block_length:情報ブロックに含まれた情報ペイロードの最大数を示す;
information_block_length:情報ブロックに含まれたペイロードの数を示す;
information_sub_block_length:情報コードサブブロックに含まれた情報ペイロードの数を示す。
3)保護インターバルに対する情報:
number_of_packets_for_parity1_block:パリティー1ブロックに含まれたパリティーパケットの数を示す;
number_of_packets_for_parity2_block:パリティー2ブロックに含まれたパリティーパケットの数を示す。
4)パケット識別に対する情報:
sequence_number:各パケットに割り当てられた識別番号であって、複数のパケットが順に伝送されるとき、sequence_numberは1ずつ増加する;
payload_type:FECパケットペイロードのタイプを示す;
b00:ソースペイロード;
b01:パリティー1ペイロード;
b10:パリティー2ペイロード;
b11:予約される;
fec_block_boundary_info:FEC1ブロックの第1のパケットに割り当てられた識別番号を示す;
fec1_block_boundary_info:FEC1ブロックの第1のパケットに割り当てられた識別番号を示す;
fec2_block_boundary_info:FEC2ブロックの第1のパケットに割り当てられた識別番号を示す;
parity_data_for_ibg:情報ブロックを生成するために使用されたパリティー保護情報を示す。
2段階手続で、FEC伝送情報は、アウトバンド信号がソースまたはパリティーパケット伝送前に伝送されることができるとき、毎FECブロックのために次のようにインバンド信号及びアウトバンド信号で構造化される。
1)アウトバンド信号
fec_scheme
if (fec_scheme != 000) {
ibg_mode
parity_payload_size
number_of_payloads_in_a_parity_packet
if (fec_scheme = 001) or (fec_scheme = 010) {
number_of_packets_for_source_block
number_of_packets_for_parity_block
}
if (fec_scheme = 011) or (fec_scheme = 100)
or (fec_scheme = 101) {
number_of_sub_blocks_in_source_block
number_of_packets_for_source_block
information_block_length
number_of_packets_for_parity1_block
for (i=0;i<number_of_sub_blocks_in_source_block;++i) {
number_of_packets_for_sub_block
information_sub_block_length
number_of_packets_for_parity1_block2
}
}
}
2)インバンド信号
sequence_number
payload_type
if (fec_scheme = 001) or (fec_scheme = 010) {
fec_block_boundary_info
}
if (fec_scheme = 011) or (fec_scheme = 100) or (fec_scheme = 101) {
if (payload_type = 00) or (payload_type = 10) {
fec1_block_boundary_info
}
if (payload_type = 01) {
fec2_block_boundary_info
}
}
if ((paylaod_type = 01) or (paylaod_type = 01)) and
(ibg_mode = 10) or (ibg_mode = 11)) {
parity_data_for_ibg
}
図5で、FECブロック生成器520は、復旧ペイロード、ソースFECペイロード識別子及び復旧FECペイロード識別子を出力するために入力としてソースペイロード及び制御情報を使用する。復旧ペイロードを獲得するために、FECブロック生成器520は、ソースペイロードをソースシンボルブロックにグループ化し、FECエンコーダー530に対して同一の長さを有する情報ペイロードを含む情報ブロックを生成するためにソースシンボルブロックを処理する。ソースFECペイロード識別子及び復旧FECペイロード識別子は、互いに異なるペイロードを識別するために必要な識別情報である。ソースFECペイロード識別子は、ソースFECペイロード識別情報がMMT FECFRAME 500または次上位階層を含む階層上に存在するとき、省略されることができる。ソースFECペイロード識別子及び復旧FECペイロード識別子は、FECエンコーダー530の具現によってFECエンコーダー530に入力として使用される。
図7は、本発明の実施例による装置のFECブロック生成器で情報ブロックを生成する原理を示す図である。
図7を参照すれば、可変的なパケットサイズを有する8個のソースペイロード、すなわちSPL#0からSPL#7まで入力されれば、FECブロック生成器は、ペイロードを最大ペイロードサイズ、例えばS_maxと同じサイズに作るためにパディングデータを追加する。ここで、ペイロードのサイズは、ペイロード長さと指称することもできる。そしてFECブロック生成器は、8個の情報ペイロードを含む情報ブロック、すなわちIPL#0からIPL#7まで生成する。図7は、ソースペイロードの最大長さS_maxが情報ペイロードの長さと同一の場合について説明するが、情報ペイロード長さは、システム複雑度及びメモリ要求事項によってS_maxより小さい値に設定されてもよい。
図8は、本発明の実施例による装備のFECブロック生成器で情報ブロックを生成する原理を示す図である。
図8を参照すれば、可変的なパケットサイズを有する6個のソースペイロードであるSPL#0からSPL#5まで入力されれば、FECブロック生成器は、情報ペイロードの最大長さS_maxの単位でソースペイロードであるSPL#0からSPL#5まで連続して整列し、ペイロードのセットを5個の情報ペイロードであるIPL#0からIPL#4に分割する。この際、最後の情報ペイロードは、パディングデータを含むことに留意しなければならない。図8の実施例において、ソースシンボルブロックの境界は、情報ペイロードの境界に対してマッチングされない。したがって、受信機に追加シグナリングまたは情報ブロックに情報を含ませることによって、情報ブロックからソースペイロードを抽出するために必要な情報を受信機に提供する必要がある。そのような情報は、個別ソースペイロードの長さを含む。図8は、ソースペイロードの最大長さS_maxが情報ペイロードの長さと同一の場合に向けられたが、情報ペイロード長さは、システム複雑度及びメモリ要求事項によってS_maxより小さい値に設定されてもよい。
2段階の方法を使用する場合において、情報ブロックは、次のように生成される。この場合において、ソースシンボルブロックは、M個のサブブロックで構成される。第1の情報コードサブブロックは、M個のサブブロックのうち第1のサブブロックのソースペイロードで生成され、FECエンコーダー530に伝達される。FECエンコーダー530は、情報コードサブブロックを利用して復旧ペイロードを生成し、FECブロック生成器520に復旧ペイロードを伝達する。第1の情報コードサブブロックに適用されたプロセスは、第2〜第Mの情報コードサブブロックに順に繰り返される。すべてのサブブロックで復旧ペイロードを生成した後、第1〜第Mの情報コードサブブロックは、FECエンコーダー530のための情報ブロックを生成するために組合される。FECエンコーダー530は、情報ブロックで復旧ペイロードを生成し、FECブロック生成器520に復旧ペイロードを伝達する。その後、M個の情報コードサブブロックから生成されたすべての復旧ペイロード及び情報ブロックから生成された復旧ペイロードは、パケット生成器540に伝達される。
図5を参照すれば、FECエンコーダー530は、情報ブロックの入力で決定されるFECエンコーディングアルゴリズムを利用して復旧シンボルを算出し、復旧シンボルブロックの形式で復旧シンボルを含む復旧ペイロードを生成する。一実施例において、FECエンコーディングアルゴリズムは、固定された数の復旧シンボルの値を固定された数の情報コードシンボルの入力で算出する。この場合において、FECエンコーダー530は、何らかの追加の情報も使用されない。他の実施例において、FECエンコーディングアルゴリズムは、情報シンボルの数、復旧シンボルの数及び情報コードシンボルと復旧シンボルとの関係のような、FECエンコーディング情報について要請することができる。FECエンコーディング情報がFEC伝送情報の一部としてFECブロック生成器520からFECエンコーダー530に提供されるが、本発明がこれに限定されるものではなく、MMT FECFRAME 500の他の機能ブロックは、システム観点でそれらの個別動作で使用するためにFEC伝送情報を決定してもよい。
図9は、本発明の実施例による方法でRSコードを利用して情報ブロックで情報シンボルのマッピングの原理を示す図である。
図10は、LDPCを利用する情報ブロックで情報シンボルをマッピングする原理を示す図である。
図9及び図10を参照すれば、情報ビットの数であるKが情報ブロックで200より小さな場合に、FECエンコーダー530は、図9に示されたようなRSコーディングのための情報シンボルを生成するか、または図10に示されたLDPCコーディングのための情報を生成するためにソースシンボルブロックを情報ブロックにマッピングする。
図11は、本発明の実施例による方法に使用するためのRSフレームフォーマットを示す図である。
図12は、本発明の実施例による方法に使用するためのLDPCフレームフォーマットを示す図である。
図11及び図12を参照すれば、個別情報シンボルは、図11及び図12に示されたような復旧シンボルを生成するためにRS及びLDPCコードのうちいずれか1つでエンコーディングされる。図12に示されてはいないが、ショートニング(shortening)及びパンクチャリング(puncturing)が多様なK及びPで復旧シンボルを生成するために適用されることができる。ここで、Pは、パリティービットの数である。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、ショートニング及びパンクチャリングのうちただ1つだけが適用されてもよい。
図13は、本発明の実施例による方法でRSコードを利用した復旧シンボルブロックでパリティーシンボルマッピングの原理を示す図である。
図14は、本発明の実施例による方法でLDPCコードを利用した復旧シンボルブロックでLDPCパリティーシンボルマッピングの原理を示す図である。
図13及び図14を参照すれば、図13に示されたようなRS復旧シンボルブロック及び図14に示されたようなLDPC復旧シンボルブロックは、復旧シンボルから生成されることができる。以下で説明は、RSコード及びLDPCコード規格に関する。有限体GF(2^8)上のRS(N、K)コードの原始多項式は、p(x)=x^8+x^4+x^3+x^2+1として定義される。GF(2^8)上のシンボルは、(α^7、α^6、α^5、α^4、α^3、α^2、α、1)で表現されることができる。ここで、α=00000010(二進数)である。さらに、各RSコードワード(RSC)は、RSC=(e0、e1、…、e199、p200、…、p239)のベクトルで表現される、200バイトの情報と40バイトのパリティーを有する、有限体GF(2^8)上のRS(240、40)コードである。有限体GF(2)上のLDPC(K+P、K)コードは、K情報ビット及びPパリティービットを有するQC−LDPC構造を有する。ここで、K=Lx400であり、P=Lx80であり、L=1、2、4、8、または16である。特に、LDPCのパリティーパートは、図15に示されたように、ほぼ三角形行列の形態を有する。
図15は、本発明の実施例による方法で使用されるための行列Hの構造を示す図である。
図15を参照すれば、行列H及び行列Pが示された。本発明の実施例の説明がRSコード及びLDPCコードの場合に向けられたが、本発明がこれに限定されるものではなく、Raptor、RaptorQ、XORを含むFECコードとして使用されるある適当な及び/または類似の形式のコードが適用されてもよい。図5を参照すれば、FECパケット生成器40は、FECパケットブロックの形式で、ソースペイロードまたは復旧ペイロード、ソースFECペイロード識別子または復旧FECペイロード識別子及びインバンド信号を含むFECパケットを生成する。
以下で説明は、本発明の実施例によるFECパケット生成手続に関する。パケットヘッダーのペイロード形式は、対応するペイロードにマッチングするために構成される。すなわち、ソースペイロードのためのパケットのペイロード形式は、オーディオ、ビデオなどのような、ソースペイロード形式を示す。そして、復旧ペイロードのためのパケットのペイロード形式は、復旧ペイロードを示す。シーケンス番号は、FECソースパケットに順に割り当てられ、分離されたシーケンス番号は、FEC復旧パケットに順に割り当てられる。ここで、初期シーケンス番号は、例えば、FECソースパケットの初期シーケンス番号から始まる、対応するFECブロックに復旧ブロック境界を識別するように構成される。FECブロックに相関される(correlated)ために、FEC復旧パケット及びFECソースパケットのシーケンス番号を構成することによって、FEC復旧パケット境界、または他の言葉で、復旧ブロック境界を示すことが可能である。対応するFECブロックの初期シーケンス番号は、FECブロック境界情報として各パケットのヘッダーに含まれる。選択的にFECを適用する場合に、FECフラッグ情報は、やはり各パケットのヘッダーに含まれることができる。FECブロックのFEC復旧パケットの数またはFECソースパケットの数が可変的な場合に、パケットの数に対する情報、または、FECソースパケットの数及びFECブロックのFEC復旧パケットの数またはFECソースパケットの数に対する情報は、各パケットのヘッダーに含まれることができる。
表1は、本発明の実施例によるFECパケット生成方法に使用するための例示的なパケットヘッダーを示す。
Figure 2015518346
図5で、パケット(逆)多重化部550は、多重パケットストリームに入力としてFECパケットブロックを多重化するか、パケットストリームに多重FECパケットブロックを多重化する。パケット(逆)多重化部550は、MMT FECFRAME 500下のプロトコル階層とインターフェースする機能ブロックであり、低プロトコル階層がパケット(逆)多重化部550の機能を行うとき、省略されてもよい。
本発明の実施例によれば、FEC構成情報及び他のエンコーディング構成情報は、送信機がFECが選択的に適用されるコンテンツを伝送可能にするように受信機に対してシグナリングされる。本発明の実施例によれば、FECは、ネットワーク条件及びコンテンツのQoSによって選択的に適用されることができる。本発明の実施例によれば、ユーザに対するサービス品質の向上をもたらす、損失データ復旧のために新たに結合される受信機がFECデコーディングを可能にするサービスを提供する状態でFEC構成情報を新たに結合された受信機に提供するために、FEC構成情報の全部または一部そして他のコーディング構成情報は、周期的にまたはインバンドシグナリングを通じて伝送される。前述したように、本発明の実施例によるパケット伝送/受信方法及び装置は、高品質マルチメディアサービスをユーザに提供することができるという利点がある。
本発明がその多様な実施例を参照して図示されて説明されたが、添付の請求項とその均等物によって定義される本発明の思想及び範囲を逸脱することなく、方式と詳細事項において多様な変形が可能であるという点は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明である。

Claims (12)

  1. 順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)に対応する制御情報を生成する段階と;
    前記FECを利用して保護するための少なくとも1つのソースパケットを獲得する段階と;
    前記少なくとも1つのソースパケット及び前記制御情報によって少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子及び少なくとも1つのソースペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボルを生成する段階と;
    前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階と;
    を含む通信システムでのパケット伝送方法。
  2. 前記少なくとも1つのソースパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含むソースシンボルブロックを生成する段階と;
    前記少なくとも1つの復旧シンボルの少なくとも一部を含む復旧シンボルブロックを生成する段階と;
    をさらに含み、
    前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階は
    前記ソースシンボルブロック、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記復旧シンボルブロック、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット伝送方法。
  3. 前記少なくとも1つのソースパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含むソースシンボルブロックを生成する段階と;
    パケットシーケンス番号、FECソースパケットであることを指示する指示子、前記ソースシンボルブロックから獲得されるソースペイロード及び前記ソースペイロードに対応するソースFECペイロード識別子をそれぞれ含む少なくとも1つのFECソースパケットを生成する段階と;
    前記少なくとも1つの復旧シンボルの少なくとも一部を含む復旧シンボルブロックを生成する段階と;
    パケットシーケンス番号、FEC復旧パケットであることを指示する指示子、前記復旧シンボルブロックから獲得される復旧ペイロード及び前記復旧ペイロードに対応する復旧FECペイロード識別子をそれぞれ含む少なくとも1つのFEC復旧パケットを生成する段階と;
    をさらに含み、
    前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する段階は、
    前記少なくとも1つのFECソースパケット及び前記少なくとも1つのFEC復旧パケットを伝送する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット伝送方法。
  4. 順方向エラー訂正(FEC:Forward Error Correction)に対応する制御情報を生成し、前記FECを利用して保護するための少なくとも1つのソースパケットを獲得し、前記少なくとも1つのソースパケット及び前記制御情報によって少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子及び少なくとも1つのソースペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボルを生成する制御部と;
    前記少なくとも1つのソースパケット、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記少なくとも1つの復旧シンボル、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送する通信部と;
    を含む通信システムでのパケット伝送装置。
  5. 前記制御部は、ソースシンボルブロックを生成し、且つ前記ソースシンボルブロックは、前記少なくとも1つのソースパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含み、
    前記制御部は、復旧シンボルブロックを生成し、且つ前記復旧シンボルブロックは、前記少なくとも1つの復旧シンボルの少なくとも一部を含み、
    前記通信部は、前記ソースシンボルブロック、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する前記復旧シンボルブロック、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を伝送することを特徴とする請求項4に記載のパケット伝送装置。
  6. 前記制御部は、ソースシンボルブロックを生成し、且つ前記ソースシンボルブロックは、前記少なくとも1つのソースパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含み、
    前記制御部は、少なくとも1つのFECソースパケットを生成し、且つ前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれがFECソースパケットであることを指示する指示子、前記ソースシンボルブロックから獲得されるソースペイロード及び前記ソースペイロードに対応するソースFECペイロード識別子を含み、
    前記制御部は、復旧シンボルブロックを生成し、且つ前記復旧シンボルブロックは、前記少なくとも1つの復旧シンボルの少なくとも一部を含み、
    前記制御部は、少なくとも1つのFEC復旧パケットを生成し、且つ前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれがFEC復旧パケットであることを指示する指示子、前記復旧シンボルブロックから獲得される復旧ペイロード及び前記復旧ペイロードに対応する復旧FECペイロード識別子を含み、
    前記通信部は、前記少なくとも1つのFECソースパケット及び前記少なくとも1つのFEC復旧パケットを伝送することを特徴とする請求項4に記載のパケット伝送装置。
  7. 少なくとも1つのFECパケットを受信する段階と;
    前記少なくとも1つのFECパケットから少なくとも1つのソースパケット、少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボル、及び少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を獲得する段階と;
    前記少なくとも1つの復旧シンボル、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を利用して前記少なくとも1つのソースパケットの損失部分を復旧する段階と;
    を含む通信システムでのパケット受信方法。
  8. 前記少なくとも1つのFECパケットから少なくとも1つのソースパケット、少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボル、及び少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を獲得する段階は、
    前記少なくとも1つのFECパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含むソースシンボルブロックを獲得する段階と;
    前記少なくとも1つのFECパケットから前記少なくとも1つのソースパケットを獲得する段階と;
    前記少なくとも1つのFECパケットを利用して復旧シンボルブロックを獲得する段階と;
    前記復旧シンボルブロックを利用して前記少なくとも1つの復旧シンボルを獲得する段階と;
    を含むことを特徴とする請求項7に記載のパケット受信方法。
  9. 前記少なくとも1つのFECパケットは、少なくとも1つのFECソースパケット及び少なくとも1つのFEC復旧パケットを含み、
    前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれがFECソースパケットであることを指示する指示子、ソースペイロード、及び前記ソースペイロードに対応するソースFECペイロード識別子を含み、
    前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれがFEC復旧パケットであることを指示する指示子、復旧ペイロード、及び前記復旧ペイロードに対応する復旧FECペイロード識別子を含むことを特徴とする請求項7に記載のパケット受信方法。
  10. 少なくとも1つのFECパケットを受信する通信部と;
    前記少なくとも1つのFECパケットから少なくとも1つのソースパケット、少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子を有する少なくとも1つの復旧シンボル、及び少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を獲得し、前記少なくとも1つの復旧シンボル、前記少なくとも1つの復旧FECペイロード識別子、及び前記少なくとも1つのソースFECペイロード識別子を利用して前記少なくとも1つのソースパケットの損失部分を復旧する制御部と;
    を含む通信システムでのパケット受信装置。
  11. 前記制御部は、ソースシンボルブロックを獲得し、且つ前記ソースシンボルブロックは、前記少なくとも1つのFECパケットを利用する少なくとも1つのソースシンボルを含み、
    前記制御部は、前記少なくとも1つのFECパケットから前記少なくとも1つのソースパケットを獲得し、
    前記制御部は、前記少なくとも1つのFECパケットを利用して復旧シンボルブロックを獲得し、
    前記制御部は、前記復旧シンボルブロックを利用して前記少なくとも1つの復旧シンボルを獲得することを特徴とする請求項10に記載のパケット受信装置。
  12. 前記少なくとも1つのFECパケットは、少なくとも1つのFECソースパケット及び少なくとも1つのFEC復旧パケットを含み、
    前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFECソースパケットのそれぞれがFECソースパケットであることを指示する指示子、ソースペイロード、及び前記ソースペイロードに対応するソースFECペイロード識別子を含み、
    前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれは、パケットシーケンス番号、前記少なくとも1つのFEC復旧パケットのそれぞれがFEC復旧パケットであることを指示する指示子、復旧ペイロード、及び前記復旧ペイロードに対応する復旧FECペイロード識別子を含むことを特徴とする請求項10に記載のパケット受信装置。
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