JP6511470B2 - 通信システムにおけるパケット送受信方法及び装置 - Google Patents

通信システムにおけるパケット送受信方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は通信システムにおけるパケットを送受信する方法及び装置に関する。
通信システムにおけるコンテンツ(Contents）の多様化と高画質(ＨＤ:High Definition)コンテンツ、超高画質(ＵＨＤ:Ultra High Definition)コンテンツのような高容量コンテンツの増加によって、データ混雑(Data Congestion）は、ますます進んでいる。また、データ混雑状況により、送信器(Sender)、例えば、ホスト(Host)Ａが送ったコンテンツが、受信器(Receiver)、例えば、ホストＢに正常に伝えられずに上記コンテンツの一部が経路(Route)上で損失する問題が発生する。
一般的に、データは、パケット(Packet)単位で伝送されるので、コンテンツの損失はパケット単位で発生する。上記パケットは、伝送しようとするデータのブロックとアドレス情報、管理情報を含む。上記データブロックは、例えば、ペイロード(Payload)であり、アドレス情報は、例えば、送信元アドレス、宛先アドレスであり、上記管理情報は、例えば、ヘッダである。
したがって、ネットワークでパケット損失が発生する場合、受信器は、損失したパケットを受信できなくなり、上記損失したパケット内のデータブロック及び管理情報が分からなくなる。したがって、オーディオ(Audio）の品質低下、ビデオ(Video）の画質劣化やイメージブレイキング、字幕欠落、ファイルの損失のような多様な形態でユーザに不便をもたらす。
このようなパケット損失を防止するためにネットワークの負担を減らす方法であって、伝送するパケットでコンテンツ再生に大きな影響を与えないデータを人為的にドロップ(Drop)させて伝送する方法が使用されている。上記コンテンツ再生に大きな影響を与えないデータは、例えば、Ｂ−フレーム(Frame）である。しかし、このような方法もネックワークにおけるパケット損失をなくすことはできないので、上記パケットドロップを通じる伝送時にもネットワークで発生したパケット損失を復元するための方法として応用階層順方向エラー訂正(Application Layer-Forward Error Correction:ＡＬ−ＦＥＣ）が必要である。また、そのためのＦＥＣパケットを構成して送受信する方法が必要である。
本発明は、通信システムにおけるパケットを送受信する方法及び装置を提供する。
また、本発明は、通信システムにおけるＦＥＣパケットを送受信する方法及び装置を提供する。
本発明の一実施形態による方法は、通信システムにおけるパケットを送信する方法であって、伝送するソースパケットのうちのドロップさせる少なくとも一つのソースパケットと上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットの各々に対するドロップ存否を示すドロップ情報を生成するステップと、上記ドロップ情報と上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットに順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化を実行して、上記ドロップ情報の復元のためのリペアデータと上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットの復元のためのリペアシンボルとを含むリペアパケットを生成するステップと、上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットと上記リペアパケットを伝送するステップとを含む。
本発明の他の実施形態による方法は、通信システムにおけるパケットを受信する方法であって、ソースパケットと上記ソースパケットに順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化を実行して生成されたリペアパケットとを受信するステップと、上記リペアパケットから上記ソースパケットの各々に対するドロップ存否を示すドロップ情報の復元のためのリペアデータと上記ソースパケットの復元のためのリペアシンボルを獲得するステップと、上記リペアデータに基づいて上記ドロップ情報を復元し、上記復元されたドロップ情報から送信装置がドロップさせたソースパケットを認知するステップと、上記リペアシンボルに基づいて損失されたソースパケットを復元するステップとを含む。
本発明の一実施形態による装置は、通信システムにおけるパケットを送信する装置であって、伝送するソースパケットのうちのドロップさせる少なくとも一つのソースパケットと上記ドロップされる前のソースパケットの各々に対するドロップ存否を示すドロップ情報を生成するドロップ情報生成部と、上記ドロップ情報と上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットに順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化を実行して、上記ドロップ情報の復元のためのリペアデータと上記ソースパケットの復元のためのリペアシンボルとを含むリペアパケットを生成する符号化部と、上記少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットと上記リペアパケットを伝送する伝送部とを含む。
本発明の他の実施形態による装置は、通信システムにおけるパケットを受信する装置であって、ソースパケットと、上記ソースパケットの各々に対するドロップ存否を示すドロップ情報及び上記ソースパケットに順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化を実行して生成されたリペアパケットを受信する受信部と、上記リペアパケットから上記ドロップ情報の復元のためのリペアデータと上記ソースパケットの復元のためのリペアシンボルを獲得し、上記リペアデータに基づいて上記ドロップ情報を復元し、上記復元されたドロップ情報から送信装置がドロップさせたソースパケットを認知し、上記リペアシンボルに基づいて上記損失されたソースパケットを復元する復号部とを含む。
本発明は、受信装置が送信装置によるパケットドロップ状況におけるＦＥＣ適用方法を認知できる方法及び装置を提供することで、パケットドロップの際にもＦＥＣ適用を通してユーザに良質のコンテンツ及びサービスを提供できる効果を有する。
本発明の一実施形態によるＭＰＵフォーマット(Format）の例を示す図である。 本発明の一実施形態による送信装置のブロック構成の例を示す図である。 本発明の一実施形態による受信装置のブロック構成の例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースパケット、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットの例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースペイロード、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットの他の例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースペイロード、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットのさらに他の例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースパケットフローを生成する例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースパケットブロック(又は、ソースシンボルブロック）を生成する例を示す図である。 本発明の一実施形態によるソースパケットブロック(又は、ソースシンボルブロック）を生成する他の例を示す図である。 本発明の一実施形態によって生成された６個のリペアデータと３個のリペアシンボルを伝送するための３個のＦＥＣリペアパケットの例を示す図である。
以下、本発明の望ましい実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。そして、本発明を説明する際に、関連する公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にすると判断された場合は、その詳細な説明は省略する。そして後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義される用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図又は慣例などによって変更可能である。したがって、その定義は、本明細書全般にかける内容に基づいて定められるべきである。
本発明の実施形態を説明する前に本明細書で使用される用語を下記のように定義する。
(１)アセット(asset):固有な識別子に関連し、マルチメディアプレゼンテーションを生成するために使用されるマルチメディアデータエンティティ
(２)符号化シンボル(encoding symbol):符号化プロセスにより生成されるデータのユニット
(３)符号化シンボルブロック(Encoding Symbol Block):符号化シンボルの集合
(４)ＦＥＣコード:符号化されたデータフローがデータ損失に対する回復性を有するようにするデータ符号化のためのアルゴリズム
(５)ＦＥＣペイロードＩＤ(Identifier):ＭＭＴ ＦＥＣ方式に関するＭＭＴパケットのコンテンツを識別するための識別子
(６)ＦＥＣリペア(repair)パケット:リペアシンボルブロックの一つ以上のリペアシンボルを伝達するためのリペアＦＥＣペイロード識別子を有するＭＭＴパケット
(７)ＦＥＣソースパケット:ＭＭＴパケット又はソースＦＥＣペイロード識別子を有するＭＭＴパケット
(８)ＭＭＴパケット:ＭＭＴプロトコルを利用して伝えられるメディアデータのフォーマット化されたユニット
(９)ＭＭＴペイロード:ＭＭＴプロトコル又はインターネットアプリケーション階層伝送プロトコル(例えば、リアルタイムプロトコル(ＲＴＰ:Real-time Transport Protocol)）を利用してＭＭＴパッケージ及び/又はシグナリングメッセージを運搬するメディアデータのフォーマット化されたユニット
(１０)ＭＭＴ受信エンティティ:メディアデータを受信及び消費するＭＭＴエンティティ
(１１)ＭＭＴ伝送エンティティ:一つ以上のＭＭＴ受信エンティティにメディアデータを伝送するＭＭＴエンティティ
(１２)パッケージ:ＭＭＴを利用して伝えられる、メディアデータの論理的なコレクション(collection)
(１３)リペアＦＥＣペイロードＩＤ:リペアパケットのためのＦＥＣペイロードＩＤ
(１４)リペアシンボル:エラー訂正のためのリダンダンシ情報を含む符号化シンボル
(１５)リペアシンボルブロック:損失されたソースシンボルを復元するために使用されるリペアシンボルの集合
(１６)ソースＦＥＣペイロードＩＤ:ソースパケットのためのＦＥＣペイロードＩＤ
(１７)ソースパケットブロック:単一ブロックで保護されるＦＥＣソースフローのセグメントされた集合
(１８)ソースシンボル:ＦＥＣ符号化プロセスにより符号化されるデータのユニット
(１９)ソースシンボルブロック:単一ソースパケットブロックから生成されるソースシンボルの集合
本発明の一実施形態ではＩＳＯＢＭＦＦ(ISO Base Media File Format)ベースのＭＰＵ(ＭＭＴ(ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)Media Transport)Processing Unit)とＭＭＴヒントトラック(Hint Track）を各々定義し、パッケージ(Package）のパケット化伝送(Packetized Delivery）の一方法で、ＭＰＵモードを定義する。また、送信装置、例えば、ＭＭＴ伝送エンティティ(Sending Entity)がＭＭＴヒントトラックを利用してＭＰＵモードにおけるパケットドロップ(Packet Drop）を実行できるようにする。
また、本発明の一実施形態では、ＭＭＴのための応用階層(ＡＬ:Application Layer)-順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)フレームワーク(Frame work)を定義する。また、ＦＥＣ保護(protection)を実行するソースパケット(source packet）に対してＦＥＣコード(code)を利用してリペアパケット(repair packet）を生成し、ＦＥＣ保護の実行により上記ソースパケットにソースＦＥＣペイロード識別子(ＩＤ:identifier)が付加されて生成されたＦＥＣソースパケットと上記リペアパケットは共に伝送される。上記ＦＥＣ関連構成情報を含むＡＬ−ＦＥＣメッセージは、上記ＦＥＣソースパケット、リペアパケット伝送前に予め伝送されるか、又は、周期的に伝送され、上記ＡＬ−ＦＥＣメッセージを受信した受信端は、ＦＥＣ関連構成情報が分かる。上記ソースパケットには、ソースＦＥＣペイロードＩＤが付加されて伝送されるので、上記同一のソースパケットに対して他のリペアパケットを生成するためには、上記ソースパケットに他のソースＦＥＣペイロードＩＤが付加されなければならない。したがって、一つのソースパケットに対して相異なるＦＥＣ構成を有するいくつかのリペアパケットを生成することには制約が掛かるか、又は、非効率的である。
また、送信器は、ＦＥＣ保護の実行せずにソースパケットだけを伝送し、ネットワークの中間ノード(Node)でＦＥＣ保護を実行する場合、上記ネットワークの中間ノードが上記送信器で伝送されたソースパケットにソースＦＥＣペイロードＩＤを付加すべきであり、送信器で伝送されたソースパケットをネットワークの中間ノードで変更しなければならないという問題点がある。したがって、ソースパケットにソースＦＥＣペイロードＩＤを付加せずにＦＥＣ保護を実行する方法が要求される。後述する本発明の実施形態では、パケットドロップの際にソースパケットに対してＦＥＣ保護を実行する方法及び装置を提供する。
本発明の一実施形態による送信方法及び装置は、伝送しようとするアセット(Asset)及びシグナリングメッセージ(Signaling message)のためのＭＭＴパケットを生成し、上記アセットのうちでＦＥＣ保護を実行しようとするアセットに該当するＭＭＴパケットをＭＰＵモードによって生成し、上記ＭＭＴパケットのうちの少なくとも一つのＭＭＴパケットをドロップさせ、上記ＭＭＴパケットの各々に対してドロップされなかったことを示す情報を別途に生成し、上記ドロップさせたＭＭＴパケットの各々に対してはドロップされたことを示す情報を別途に生成し、上記ドロップされなかったことを示す情報とドロップされたことを示す情報をＦＥＣ保護することにより、上記ドロップ存否を示す情報に基づくリペアデータを生成し、上記ドロップ動作以後のＭＭＴパケットでＦＥＣ保護を実行しようとするデータブロックから少なくとも一つ以上のソースシンボルで構成されたソースシンボルブロックを生成し、上記ソースシンボルブロックにＦＥＣを適用して少なくとも一つ以上のリペアシンボルを生成し、上記リペアシンボルとリペアデータを伝送するための少なくとも一つのＦＥＣリペアパケットを生成し、上記ＭＭＴパケットと上記ＦＥＣリペアパケットを伝送する。
本発明の一実施形態による受信方法及び装置は、送信装置からＭＭＴパケットとＦＥＣリペアパケットを受信し、受信されたＦＥＣリペアパケットのＦＥＣリペアペイロードＩＤに基づいて上記ＦＥＣリペアパケットに含まれたリペアデータとリペアシンボルを獲得し、上記リペアデータにより保護されるＭＭＴパケットのドロップ存否情報の個数、順序、開始点などを含むＦＥＣ復号に必要な情報を獲得し、上記獲得されたＦＥＣ復号に必要な情報に基づいて受信されたＭＭＴパケットに対してはドロップされなかったことを示す情報を生成し、受信されないＭＭＴパケットに対してはドロップ存否情報を損失処理して上記リペアデータを利用して損失されたドロップ存否情報を復元し、上記復元されたドロップ存否情報から上記受信されないＭＭＴパケットのうちで実際に損失したＭＭＴパケットと送信装置がドロップさせたＭＭＴパケットを認知し、上記受信されないＭＭＴパケットのうちで上記送信装置がドロップさせたＭＭＴパケットを除く残りのＭＭＴパケット、すなわち上記受信されたＭＭＴパケットと上記実際に損失したＭＭＴパケットからソースシンボルブロックを構成し、上記獲得された保護シンボルを利用して上記ソースシンボルブロック内の損失処理されたソースシンボルを復元し、上記ソースシンボルからソースパケットを復元する。また上記復元されたソースパケットはＭＰＵデカプセル化部(De-capsulator)に入力され、上記ＭＰＵデカプセル化部は、ＭＰＵヘッダ内のＭＰＵヒントトラック情報を活用してソースパケットをデカプセル化(De-capsulation)し、その結果をコーデック復号部(Codec Decoder)に入力する。
本発明の一実施形態で、パケットドロップ以後のＭＭＴパケットでＦＥＣ保護を実行しようとするデータ、すなわちソースパケットは、ＭＭＴパケットそれ自体であるか、上記パケットドロップ以後のＭＭＴパケットでＭＭＴプロトコルヘッダを除外したＭＭＴプロトコルペイロードであるか、又は上記パケットドロップ以後のＭＭＴパケットでＭＭＴパケットヘッダ及びＭＭＴパケットペイロードヘッダを除外したデータユニット(ＤＵ:Data Unit)であるか、又はＤＵヘッダまで除外したＤＵペイロードを指す。ここで、ドロップされなかったことを示す情報は、単純ドロップ存否を示すフラグ(flag)情報であるか、又は、該当ＭＭＴパケット内のＦＥＣ保護が実行されるデータの長さ情報であるか、又は該当ＭＭＴパケット内のＦＥＣ保護が実行されるデータからＦＥＣ保護のために生成されたソースシンボルの個数(又はソースシンボルエレメントの個数)情報を指す。上記ＦＥＣリペアパケットは、ＭＭＴパケットヘッダと、さらにＦＥＣリペアペイロードＩＤを含む。上記ＦＥＣリペアペイロードＩＤは、上記ＦＥＣリペアパケットのリペアデータにより保護されるドロップ存否情報の個数、すなわちドロップされる前のＭＭＴパケットの個数、順序及び開始点といった受信装置でＦＥＣ復号(decoding)に必要な直接的/間接的な情報を含む。
また、本発明の一実施形態で、受信装置は、ソースシンボルブロック内のソースシンボルの個数情報又はソースシンボルエレメントの個数情報を上記ドロップ存否情報の個数及びその値から算出することができる。例えば、ドロップ存否情報はＦＥＣ保護されるＭＭＴパケット内のデータの長さ情報であってもよく、受信装置はドロップされないＭＭＴパケットでＦＥＣ保護されるそれぞれのＭＭＴパケット内のデータの長さを知っているので、復元されたドロップ存否情報に基づいて送信装置で適用したソースシンボルブロック生成方法によって受信装置でソースシンボルブロックを再構成できる。もちろん損失されたＭＭＴパケットに対するソースシンボルは損失処理される。
本発明の他の実施形態による送信方法及び装置は、ドロップ以後のＭＭＴパケットに対してＦＥＣ符号化を実行してリペアシンボルを生成する。その次に上記生成されたリペアシンボルからＦＥＣリペアパケットを生成し、上記ＦＥＣリペアパケットを上記ドロップ以後のＭＭＴパケットと共に伝送する。上記ドロップ以後のＦＥＣ保護されたＭＭＴパケットの各々に対してはソースＦＥＣペイロードＩＤを付加して伝送する。
本発明の他の実施形態による受信方法及び装置は、受信されたソースＦＥＣペイロードＩＤが付加されたＭＭＴパケットとＦＥＣリペアパケットからソースシンボル及びリペアシンボルを再構成する。この時、損失したＭＭＴパケットに該当するソースシンボルに対しては損失処理する。その次にＦＥＣ復号を実行して損失処理されたソースシンボルを復元し、復元されたソースシンボルから損失したＭＭＴパケット内のＦＥＣ保護が実行されるデータを獲得してＭＰＵデカプセル化部に入力する。ＭＰＵデカプセル化部は、ＭＰＵヘッダ内のＭＰＵヒントトラック情報を活用してＭＰＵをデカプセル化して、その結果をコーデック復号部に入力する。
本発明の他の実施形態による送信方法及び装置は、リペアシンボルの長さにより受信装置にて指定された値（例えば、００ｈ）をドロップされたＭＭＴパケットに加え、ドロップ以後のＭＭＴパケットと共にＦＥＣ符号化を実行することにより、リペアシンボルを生成する。上記生成されたリペアシンボルからＦＥＣリペアパケットを生成し、当該ＦＥＣリペアパケットは上記ドロップ以後のＭＭＴパケットと共に伝送される。
本発明の他の実施形態による受信方法及び装置は、ＦＥＣ復号により復元されたデータの値が送信装置にて指定された値であった場合にはドロップされた状況であると認知し、対応するデータを有効でないデータと見なすか、又は、当該データを破棄する。ドロップされない復元されたデータに対してはＭＰＵデカプセル化部に入力しＭＰＵデカプセル化部はＭＰＵヘッダ内のＭＰＵヒントトラック情報を活用してＭＰＵをデカプセル化して、その結果をコーデック復号部に入力する。
図１は、本発明の一実施形態によるＭＰＵフォーマット(Format）の例を図示する図である。
図１を参照すれば、図１（ａ）は、復号及びプレゼンテーション(Presentation)のための時間情報を有するタイムドメディア(timed media）のＭＰＵを示し、図１（ｂ）は復号及びプレゼンテーションのための時間情報を持たないノンタイムドメディア(non-timed media）のＭＰＵを示す。ここで、タイムドメディアのＭＰＵは、メディアコンテンツのデコーディング及び/又はプレゼンテーションのための内在された(inherent)時間情報を含むデータを含み、ノンタイムドメディアのＭＰＵはメディアコンテンツのデコーディング及び/又はプレゼンテーションのための内在された時間情報を含まないデータを含む。
図１（ａ）に図示されるタイムドメディアのＭＰＵは、ftyp１０２、mmpu１０４、moov１０６、moof１１２及びmdat１１４を含む。ftyp１０２は、ファイル情報を含み、mmpu１０４はＭＰＵ区分のための情報を含み、moov１０６はメディアトラック１０８とＭＭＴヒントトラック１１０を含む。ここで、ＭＭＴヒントトラック１１０はリアルタイムパケット伝送のためのヘッダを含む。moof１１２は反復的に頻繁に伝送される。
図１（ｂ）に図示されるノンタイムドメディアのＭＰＵは、ftyp１２２、mmpu１２４、moov１２６、メタ１３０及びアイテム１３２、１３４を含む。ftyp１２２は、ファイル情報を含み、mmpu１２４はＭＰＵ区分のための情報を含み、moov１２６はＭＭＴヒントトラック１２８を含む。
ネットワーク状況によりパケットに対するドロップが必要であると決定すると、ＭＭＴ伝送エンティティ(又は伝送部）は、ＭＰＵのＭＭＴヒントトラック１１０、１２８情報に基づいてＭＰＵに対してセグメンテーション(Segmentation）を実行してＭＰＵを複数のパケットにパケット化(Packetization)し、複数のパケットのうちＢ−Ｆｒａｍｅのような重要度が相対的に低いパケットをドロップする。
図２は、本発明の一実施形態による送信装置のブロック構成の例を示す図である。
図２を参照すれば、送信装置は、伝送部(sender)(又は伝送エンティティ)２２０、パケットドロップ情報生成部(Packet Drop Information Generator)２１２、ソースシンボルブロック生成部(Source Symbol Block Generator)２１４、ＦＥＣ符号化部(Encoder)２１６及びＦＥＣ制御部(Controller)２１８を含む。
送信装置は、コーデック符号化部から生成されたデータストリーム(Data Stream)又は保存されたデータストリーム(アセット)に対してＭＰＵカプセル化(Encapsulation)２０２を実行してＭＰＵを生成する。上記アセットは、ユニーク(Unique)ＩＤと関連するマルチメディアデータエンティティを指す。
その次に送信装置は、上記ＭＰＵをＭＰＵのヒントトラック情報に基づいてセグメンテーション２０４を実行し、上記ＭＰＵにＭＭＴプロトコルペイロードヘッダを追加してペイロード化(Payloadization)２０６を実行する。上記ＭＭＴプロトコルペイロードヘッダには、上記ＭＰＵのセグメンテーションされた状況に対する情報が含まれる。ＡＬ−ＦＥＣが適用される場合を仮定に基づいて、ＡＬ−ＦＥＣメッセージ２０８を別途のパケットで伝送する必要がある場合には、上記ＡＬ−ＦＥＣメッセージもペイロード化工程を経る。ここで、ＭＭＴプロトコルヘッダを追加してパケット化２１０を実行するが、それぞれのＭＭＴプロトコルヘッダは、アセットを識別するパケット＿ＩＤと上記パケット＿ＩＤによりスコープされる(scoped)パケットシーケンス番号が設定される。上記パケット＿ＩＤはアセットを識別し、上記パケットシーケンス番号は、上記パケット＿ＩＤにより範囲が定められる。
パケット化２１０が実行された後、伝送部２２０は、ＭＭＴパケット(又はソースパケット）をドロップしようとする場合、伝送するパケットのうちの関連パケットをドロップさせた後、残りのパケットを伝送する。また、ＡＬ−ＦＥＣを適用しようとする場合、パケットドロップ情報生成部２１２は、ドロップさせたパケットに対するパケットドロップ情報、例えば、パケットの長さ情報を生成し、ＦＥＣ符号化部２１６は、上記パケットドロップ情報に基づいてＦＥＣ符号化を実行してリペアパケットを生成する。ここでドロップさせたパケットの長さ情報は、０に設定され、以下では上記リペアとパリティを同一の意味で使用する。
また、ＦＥＣ符号化部２１６は、伝送されるＭＭＴパケットに対しては、ＦＥＣ符号化によりリペアシンボルブロックを生成して、上記リペアデータとリペアシンボルを含むＦＥＣリペアパケットを生成する。ここでＦＥＣリペアパケットは、リペアデータとリペアシンボルのためのＭＭＴパケットを指す。
一方、ソースシンボルブロック生成部２１４はソースシンボルブロックを生成し、ＦＥＣ制御部２１８は、パケットドロップ情報生成部２１２、ソースシンボルブロック生成部２１４、ＦＥＣ符号化部２１６の各々に対する動作を制御する。
図３は、本発明の一実施形態による受信装置のブロック構成の例を示す図である。
図３を参照すれば、受信装置は、パケット受信部(Packet Receiver)３０２、符号化シンボルブロック生成部(Encoding Symbol Block Generator)３１２、ＦＥＣ復号部(Decoder)３１４及びＦＥＣ制御部(Controller)３１６を含む。
一般的にデータストリーム３２０は、デパケット化(De-packetization)３０４(例えば、ＭＭＴデパケット化又はパーシング(Parsing))、デペイロード化(De-payloadization)３０６(例えば、ＭＭＴデペイロード化又はパーシング(Parsing))、デセグメンテーション(De-segementation)３０８、ＭＰＵデカプセル化(De-capsulation)３１０工程を経て復元される。ＡＬ−ＦＥＣメッセージ３１８が別途のパケットで伝送される場合、受信装置は、デペイロード化３０６工程でペイロードがシグナリングデータを保存しており、それがＡＬ−ＦＥＣメッセージであることを示すと、パーシングしてＦＥＣ復号に必要なＦＥＣ構成に関する基本的な情報を把握する。その次にＦＥＣパケットブロック別に区分される細部情報は、該当ＦＥＣパケットブロックのＦＥＣリペアパケットのリペアＦＥＣペイロードＩＤから獲得する。
上記のＦＥＣ復号に必要なＦＥＣ構成に関する情報がＦＥＣリペアパケット内に伝送されると、ＦＥＣリペアパケットのデパケット化３０４の工程でＦＥＣリペアパケットのリペアＦＥＣペイロードＩＤからＦＥＣ復号関連情報を獲得する。ＦＥＣ復号関連情報を全て獲得した受信装置の符号化シンボルブロック生成部３１２は、受信されたＭＭＴパケットからパケットドロップ情報を生成する。この時、受信されないＭＭＴパケットに対するパケットドロップ情報は損失であるとみなす。上記受信されたＦＥＣリペアパケット内のリペアデータを利用して符号化シンボル、すなわちパケットドロップ情報とそのためのリペアデータを構成し、上記パケットドロップ情報と上記リペアデータは、ＦＥＣ復号部３１４に入力され、ＦＥＣ復号部３１４は、損失されたＭＭＴパケットに対するドロップ情報を復元する。
符号化シンボルブロック生成部３１２は、上記復元されたドロップ情報から上記受信されないＭＭＴパケットのうちで実際に損失したパケットと送信装置がドロップさせたパケットとを区別し、この情報に基づいて受信されたＭＭＴパケットからソースシンボルブロックを生成する。その次に上記ＦＥＣリペアパケットのリペアシンボルを利用して符号化シンボル、すなわちソースシンボルとそのためのリペアシンボルを構成し、上記ソースシンボルと上記リペアシンボルはＦＥＣ復号部３１４に入力される。ＦＥＣ復号部３１４は、上記受信されたＦＥＣリペアパケットのリペアシンボルを利用して損失したＭＭＴパケットを復元する。復元されたＭＭＴパケットは、デパケット化３０４、デペイロード化３０６、デセグメンテーション３０８、ＭＰＵデカプセル化３１０過程を経てデータストリーム３２０に転換される。
図４は、本発明の一実施形態によるソースパケット、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットのフォーマットを示す図である。
図４を参照すれば、ＭＭＴパケット、すなわちソースパケット(Source Packet)４００は、ＭＭＴパケットヘッダ(Packet Header)４０２、ＭＭＴペイロードヘッダ(Payload Header)、データ(Data)(又はペイロード)を含む。
ソースシンボル(Source Symbol)４１０は、ソースパケット４００に可能なパディング(Possibly Padding)４１８を追加して生成され、例えば、ＡＬ−ＦＥＣメッセージとして与えらるか、又は予め定められたリペアシンボルのサイズ(Size)との差異だけパディングデータ（００ｈ）が追加される。したがって、ソースシンボル４１０は、ＭＭＴパケットヘッダ４１２、ＭＭＴペイロードヘッダ４１４、データ４１６、可能なパディング４１８を含む。
ＦＥＣリペアパケット(Repair Packet)４２０は、ＭＭＴパケットヘッダ４２２、ＦＥＣリペアペイロード(Repair Payload)ＩＤ４２４、リペアデータ(Repair Data)４２６、リペアペイロード(Repair Payload)(又はリペアシンボル)４２８を含む。リペアデータ４２６は、ＦＥＣ符号器によりパケットドロップ情報に基づいて生成され、リペアシンボル４２８はソースシンボルブロックから生成される。
図５は、本発明の一実施形態によるソースペイロード、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットのフォーマットを示す図である。
図５を参照すれば、ＭＭＴペイロード、すなわちソースペイロード５００は、ＭＭＴペイロードヘッダ(Payload Header)５０２、データ(Data)(又はペイロード)５０４を含む。
ソースシンボル(Source Symbol)５１０は、ソースペイロード５００に可能なパディング(Possibly Padding)５１６を追加して生成され、例えば、ＡＬ−ＦＥＣメッセージとして与えられるか、又は予め定められたリペアシンボルのサイズとの差異だけパディングデータ（００ｈ）が追加される。したがって、ソースシンボル５１０は、ＭＭＴペイロードヘッダ５１２、データ(Data)(又はペイロード)５１４、可能なパディング５１６を含む。
ＦＥＣリペアパケット５２０は、ＭＭＴパケットヘッダ５２２、ＦＥＣリペアペイロード(Repair Payload)ＩＤ５２４、リペアデータ(Repair Data)５２６、リペアペイロード(又はリペアシンボル)５２８を含む。リペアデータ５２６は、ＦＥＣ符号器によりパケットドロップ情報に基づいて生成され、リペアシンボル５２８は、ソースシンボルブロックから生成される。
図６は、本発明の一実施形態によるソースペイロード、ソースシンボル、ＦＥＣリペアパケットの他のフォーマットを示す図である。
図６を参照すれば、ＭＭＴペイロード、すなわちソースペイロード(Source Payload)６００はデータ(Data)(又はペイロード)を含む。
ソースシンボル(Source Symbol)６１０は、ＭＭＴペイロード６００に可能なパディング(Possibly Padding)６１４を追加して生成され、例えば、ＡＬ−ＦＥＣメッセージとして与えらるか、又は予め決められたリペアシンボルのサイズとの差異だけパディングデータ（００ｈ）が追加される。したがって、ソースシンボル６１０は、データ６１２、可能なパディング６１４を含む。
ＦＥＣリペアパケット６２０は、ＭＭＴパケットヘッダ(Packet Header)６２２、ＦＥＣリペアペイロード(Repair Payload)ＩＤ６２４、リペアデータ(Repair Data)６２６、リペアペイロード(又はリペアシンボル)６２８を含む。リペアデータ６２６は、ＦＥＣ符号器によりパケットドロップ情報に基づいて生成され、リペアシンボル６２８はソースシンボルブロックから生成される。
上記ＦＥＣリペアペイロードＩＤは、既出願特許１０−２０１４−０００４２５６、１０−２０１４−０００４２５９と同一に構成されても良く、ここでは、既出願特許のＦＥＣリペアペイロードＩＤと相異なる部分のみに対して説明する。すなわち、ＳＳＢ＿ｌｅｎｇｔｈ情報は、ソースシンボルブロックのソースシンボルに対する個数情報でなはく、パケットドロップ以前のＭＭＴパケットの個数を示し、またＦＥＣリペアペイロードＩＤにリペアデータの個数を示すＲＤ＿ｌｅｎｇｔｈ情報が新たに追加される。
また、上記リペアＦＥＣペイロードＩＤは、該当ＦＥＣリペアパケットがパケットドロップ情報を保護するためのリペアデータを含むか否かを示すフラグを含む。これは、ＦＥＣパケットブロック毎にパケットドロップの適用可否が異なり、パケットドロップが発生しないときにはパケットドロップ情報のためのリペアデータを生成して伝送する必要がないためである。
図７は、本発明の一実施形態によるソースパケットフローを生成する例を示す図である。
図７を参照すれば、３個のアセット(Asset)Ａ、Ｂ、Ｃ（７００、７１０、７２０）、例えば、オーディオデータ、ビデオデータ、テキストデータ、ファイルのようなノンタイムドデータ又はタイムドデータがある場合、それぞれのアセットは所定個数のＭＰＵにカプセル化され、それぞれのＭＰＵは所定サイズのデータに分割される。その次に各データにＭＭＴペイロードヘッダ、ＭＭＴパケットヘッダを付加してＭＭＴパケットフロー(又はソースパケットフロー)を構成する。
すなわち、アセットＡ、Ｂ、Ｃ（７００、７１０、７２０）各々からカプセル化されたＭＰＵのうち一つのＭＰＵは５個のデータペイロードに分割され、それぞれのデータペイロードにはパケット＿ＩＤ７０２とパケットシーケンス番号７０４を含むヘッダが追加される。アセットＡ７００のパケットを識別するパケット＿ＩＤ＝０、アセットＢのパケット＿ＩＤ=１、アセットＣのパケット＿ＩＤ=２が割り当てられ、それぞれのパケット＿ＩＤをベースとするパケットシーケンス番号は１ずつ増加するように割り当てられる。上記ヘッダは、例えば、ＭＭＴパケットヘッダである。
図８は、本発明の一実施形態によるソースパケットブロック(又は、ソースシンボルブロック）を生成する例を示す図である。
図８を参照すれば、３個のパケット＿ＩＤで構成されるパケットのソースパケットフローからパケット＿ＩＤが０又は１である２個のパケット＿ＩＤに該当するパケットを選別してＦＥＣソースパケットフロー（＝１ソースパケットブロック）を構成し、パケット＿ＩＤが０であるパケットのうちの３番目と５番目のパケットをドロップさせると仮定する。
ドロップ以後のパケットのうちパケット＿ＩＤが０であるパケットについてのパケットドロップ情報をまず配置し、その次にパケット＿ＩＤが１であるパケットについてのパケットドロップ情報を配置してＭＭＴパケットのためのパケットドロップ情報８０６を生成した後、ＦＥＣ符号化によりリペアデータブロック８０８を生成する。ここでパケットドロップ情報は、例えば、ＦＥＣ保護されるパケットの長さ情報であってもよく、ここでは、ドロップされたパケットに対するＦＥＣ保護されるパケットの長さ情報は０に設定される。
図９は、本発明の一実施形態によるソースパケットブロック(又はソースシンボルブロック）を生成する他の例を示す図である。
図９を参照すれば、３個のパケット＿ＩＤで構成されるパケットのソースパケットフローからパケット＿ＩＤが０又は１である２個のパケット＿ＩＤに該当するパケットを選別してＦＥＣソースパケットフロー（＝１ソースパケットブロック）を構成し、パケット＿ＩＤが０であるパケットのうちの３番目と５番目のパケットをドロップさせると仮定する。
ドロップ以後のパケットのうちパケット＿ＩＤが０であるパケットをまず配置し、その次にパケット＿ＩＤが１であるパケットを配置してソースシンボルブロック９０６を生成した後、ＦＥＣ符号化によりリペアシンボルブロック９０８を生成する。ソースパケットをソースシンボルに転換する時にソースパケットの長さが異なっている場合にはパディングが必要である（ＳＳＢＧ＿ＭＯＤＥ１）。上記ソースパケットの長さが同一である場合には、パディングは必要ない（ＳＳＢＧ＿ＭＯＤＥ０）。
図１０は、図８及び図９の実施形態にて生成された６個のリペアデータブロックと３個のリペアシンボルを伝送するための３個のＦＥＣリペアパケットの例を示す図である。
図１０を参照すれば、それぞれのＦＥＣリペアパケット１０００は、ＭＭＴＰヘッダ(header)１００２、ＦＥＣリペアペイロード(Repair payload)ＩＤ１００４、リペアデータ(Repair Data)１００６、リペアシンボル(Repair Symbol)１００８を含む。
ＭＭＴＰヘッダ１００２には、ＦＥＣリペアパケットのためのパケット＿ＩＤとパケットシーケンス番号(又はリペアデータＩＤ）が含まれ、ここではソースパケットとの区別のために上記ＦＥＣリペアパケットのためのパケット＿ＩＤを３に設定した。パケットシーケンス番号フィールド値は、リペアデータ１００６のリペアデータブロック内のインデックス(Index)を示すように設定した。ＦＥＣリペアペイロードＩＤ１００４は、ソースシンボルブロック内にある２個のパケット＿ＩＤ各々のためのパケット個数と開始パケットシーケンス番号を示すように設定した。ここで２個のパケット＿ＩＤ各々のためのパケット個数は、それぞれのパケット＿ＩＤ値を有するパケットドロップされる前のＭＭＴパケット個数を指す。
リペアデータ１００６は、パケットドロップ情報を復元するためのリペアデータを含み、リペアシンボル１００８はソースシンボルを復元するためのリペアシンボルを含む。ここでは、リペアデータが２個ずつ配置された後に一つのリペアシンボルが続いて配置される。このようにすることで、受信装置は、ＦＥＣリペアペイロードＩＤ１００４とリペアデータ１００６に基づいてパケットドロップ情報を復元し、ドロップされたパケットの位置及び個数を認知して受信されたＭＭＴパケットからソースシンボルブロックを正しく構成できる。また、受信装置は、ソースシンボルブロックを構成した後にリペアシンボル１００８を利用して損失したパケットを復元する。
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等物により定められるべきである。
また、本発明の実施形態によるパケット送受信方法及び装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせの形態で実現可能であることが分かる。このような任意のソフトウェアは、例えば、削除又は再記録が可能であるか否かに関係なく、ＲＯＭなどの記憶装置のような揮発性又は非揮発性記憶装置、又は、例えば、ＲＡＭ、メモリチップ、装置又は集積回路のようなメモリ、又は例えばＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク又は磁気テープなどの光学的又は磁気的に読み取り可能な媒体に記憶することができる。本発明のグラフィック画面更新方法は、制御部及びメモリを含むコンピュータ又は携帯端末により実現されることができ、上記メモリは、本発明の実施形態を実現する指示を含むプログラム又はプログラムを保存に適合した機械で読むことができる保存媒体の一例であることが分かる。
したがって、本発明は本明細書の任意の請求項に記載された装置又は方法を実現するためのコードを含むプログラム及びこのようなプログラムを保存する機械(コンピュータなど）で読むことができる保存媒体を含む。また、このようなプログラムは有線又は無線接続を通して伝えられる通信信号のような任意の媒体を通して電子的に移送でき、本発明はこれと均等なことを適切に含む。
また、本発明の実施形態によるパケット送受信装置は、有線又は無線で接続されるプログラム提供装置から上記プログラムを受信して保存することができる。上記プログラム提供装置は、上記グラフィック処理装置が既設定されたコンテンツ保護方法を実行するようにする指示を含むプログラム、コンテンツ保護方法に必要な情報などを保存するためのメモリと、上記グラフィック処理装置との有線又は無線通信を実行するための通信部と、上記グラフィック処理装置の要請又は自動で該当プログラムを上記送受信装置に伝送する制御部を含むことができる。

Claims (12)

  1. 通信システムの送信デバイスでパケットを送信する方法であって、
    受信された少なくとも一つのアセット(asset)に基づいて各々が前記少なくとも一つのアセットに対応するソースパケットを獲得するステップと、
    前記ソースパケットのうち少なくとも一つのソースパケットをドロップ(drop)するステップと、
    前記ソースパケットのうち前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットを順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化して一つ以上のリペアシンボルを生成するステップと、
    前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを表示するドロップ情報に対するリペアデータを生成するステップと、
    受信デバイスに、前記一つ以上のリペアシンボル及び前記リペアデータを含むリペアパケット及び前記残りのソースパケットを伝送するステップと、
    を含むことを特徴とするパケット送信方法。
  2. 前記ドロップ情報に含まれた前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットに対応する識別子は、０に設定されることを特徴とする請求項１に記載のパケット送信方法。
  3. 前記リペアパケットは、リペアペイロード識別子(ＩＤ:identifier)をさらに含み、前記リペアペイロードＩＤは、それぞれのパケットＩＤによる前記ドロップされた少なくとも一つのパケットを除くソースパケットの個数と前記パケットＩＤに関連する前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除くソースパケットの開始番号に対する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のパケット送信方法。
  4. 通信システムの受信デバイスでパケットを受信する方法であって、
    送信デバイスから一つ以上のリペアシンボル及びリペアデータを含むリペアパケット及びソースパケットを受信するステップと、
    前記リペアデータから前記送信デバイスによりドロップされたパケットを表示するドロップ情報を復元(recover)するステップと、
    前記ドロップ情報及び前記一つ以上のリペアシンボルに基づいて少なくとも一つの損失されたソースパケットを復元するステップと、
    を含むことを特徴とするパケット受信方法。
  5. 前記ドロップ情報に含まれた前記ドロップされた少なくとも一つのパケットに対応する識別子は、０に設定されることを特徴とする請求項４に記載のパケット受信方法。
  6. 前記リペアデータ及び前記一つ以上のリペアシンボルは、それぞれのパケット識別子ＩＤ(identifier)による前記ドロップされた少なくとも一つのパケットを除くソースパケットの個数と前記パケットＩＤに関連する前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除くソースパケットの開始番号に対する情報を含むリペアペイロードＩＤに基づいて獲得されることを特徴とする請求項４に記載のパケット受信方法。
  7. 通信システムにおけるパケットを送信するための送信装置であって、
    送信器と、
    前記送信器に接続された少なくとも一つのプロセッサと、を含み、
    前記少なくとも一つのプロセッサは、
    受信された少なくとも一つのアセット(asset)に基づいて、各々が前記少なくとも一つのアセットに対応するソースパケットを獲得し、
    前記ソースパケットのうち少なくとも一つのソースパケットをドロップ(drop)し、
    前記ソースパケットのうち前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除く残りのソースパケットを順方向エラー訂正(ＦＥＣ:Forward Error Correction)符号化して一つ以上のリペアシンボルを生成し、
    前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを表示するドロップ情報に対するリペアデータを生成し、
    受信デバイスに、前記一つ以上のリペアシンボル及び前記リペアデータを含むリペアパケット及び前記残りのソースパケットを伝送するように構成されることを特徴とするパケット送信装置。
  8. 前記ドロップ情報に含まれた前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットに対応する識別子は、０に設定されることを特徴とする請求項７に記載のパケット送信装置。
  9. 前記リペアパケットは、リペアペイロード識別子(ＩＤ:identifier)をさらに含み、
    前記リペアペイロードＩＤは、それぞれのパケットＩＤによる前記ドロップされた少なくとも一つのパケットを除くソースパケットの個数と前記パケットＩＤに関連する前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除くソースパケットの開始番号に対する情報を含むことを特徴とする請求項７に記載のパケット送信装置。
  10. 通信システムにおけるパケットを受信するための受信装置であって、
    受信器と、
    前記受信器に接続された少なくとも一つのプロセッサと、を含み、
    前記少なくとも一つのプロセッサは、
    送信デバイスから一つ以上のリペアシンボル及びリペアデータを含むリペアパケット及びソースパケットを受信し、
    前記リペアデータから前記送信デバイスによりドロップされたパケットを表示するドロップ情報を復元(recover)し、
    前記ドロップ情報及び前記一つ以上のリペアシンボルに基づいて少なくとも一つの損失されたソースパケットを復元するように構成されることを特徴とするパケット受信装置。
  11. 前記ドロップ情報に含まれた前記ドロップされた少なくとも一つのパケットに対応する識別子は、０に設定され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. 前記リペアデータ及び前記一つ以上のリペアシンボルは、それぞれのパケット識別子ＩＤ(identifier)による前記ドロップされた少なくとも一つのパケットを除くソースパケットの個数と前記パケットＩＤに関連する前記ドロップされた少なくとも一つのソースパケットを除くソースパケットの開始番号に対する情報を含むリペアペイロードＩＤに基づいて獲得され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。
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