KR100600738B1 - Server system communicating through the wireless network and the method of the same - Google Patents

Server system communicating through the wireless network and the method of the same Download PDF

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KR100600738B1 KR1020040013992A KR20040013992A KR100600738B1 KR 100600738 B1 KR100600738 B1 KR 100600738B1 KR 1020040013992 A KR1020040013992 A KR 1020040013992A KR 20040013992 A KR20040013992 A KR 20040013992A KR 100600738 B1 KR100600738 B1 KR 100600738B1
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노영훈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하는 하나 이상의 클라이언트 기기와, 상기 하나 이상의 클라이언트 기기의 상태 모니터링 또는 제어를 수행하는 서버를 포함하는 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 무선 네트워크 망을 통해 데이터를 송수신하는 하나 이상의 클라이언트 기기와, 무선 네트워크망의 전송부하에 의해 시도되는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 상기 전송패킷에 대한 응답시간, 전송패킷이 임시저장되는 버퍼상태를 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 예측결과에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 서버를 포함하여 구성됨에 따라, 무선 네트워크 통신 환경에서 네트워크망의 전송부하에 따라 달라지는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송 패킷에 대한 응답시간을 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율과 버퍼 오버플로우(overflow)에 따라 데이터 전송율 및 상기 서버내에서의 데이터 흐름을 제어함으로써 무선 통신환경에서 QoS를 향상시키고, 실시간 데이터 스트림 전송이 가능하다. The present invention relates to a home network system including at least one client device for transmitting and receiving data through a wireless network, and a server for monitoring or controlling status of the at least one client device. Predicts a network error rate based on one or more client devices and a retransmission number of data packets attempted by a transmission load of a wireless network, a response time for the transmission packet, and a buffer state in which the transmission packet is temporarily stored, and a prediction result It is configured to include a server that adjusts the amount of data in real time according to the data transmission, and predicts the transmission network error rate based on the number of retransmissions of data packets and the response time for the transmission packets that depend on the transmission load of the network in a wireless network communication environment. Before, By controlling the data rate and data flow in the server based on the network error rate, and buffer overflow (overflow) to improve the QoS in a wireless communication environment, it is possible to transmit real-time data streams.

무선 통신, 전송망 에러율, 데이터 전송률, 오버플로우, 재전송, 응답시간Wireless communication, network error rate, data rate, overflow, retransmission, response time

Description

무선 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법{Server system communicating through the wireless network and the method of the same}  Server system communicating through the wireless network and the method of the same}             

도 1 은 일반적인 무선 홈 네트워크 시스템의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a typical wireless home network system,

도 2 는 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템의 개략도이고,2 is a schematic diagram of a wireless home network system according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템의 상세구성도이고,3 is a detailed configuration diagram of a wireless home network system according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless home network system according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

100: 서버 110: 전송망상태 감지부100: server 110: transmission network state detection unit

120: 버퍼상태 감지부 130: 전송제어부120: buffer state detection unit 130: transmission control unit

200: 클라이언트 기기 N: 네트워크망200: client device N: network

본 발명은 무선 네트워크망을 이용하여 데이터 스트림을 전송할 때 네트워크망의 전송가능상태에 따라 달라지는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송 패킷에 대한 응답시간을 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율과 버퍼 오버플로우(overflow)에 따라 데이터 전송율 및 상기 서버내에서의 데이터 흐름을 제어함으로써 안정적이고 신속한 무선통신이 가능한 무선 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.The present invention predicts a transmission network error rate based on the number of retransmissions of a data packet and a response time for the transmission packet when the data stream is transmitted using the wireless network, and the transmission network error rate and the buffer over. The present invention relates to a wireless home network system capable of stable and fast wireless communication by controlling a data rate and a data flow in the server according to an overflow, and a method of operating the same.

기본적으로 무선 네트워크망을 통해 통신하는 홈 네트워크 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 서버(10)와, 한 대 이상의 클라이언트 기기(20)로 구성되고, 상기 서버 기기(10)와 클라이언트 기기(20)는 무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하므로 이를 위한 무선네트워크 모뎀이 각각 장착된다. Basically, as shown in FIG. 1, a home network system that communicates through a wireless network includes a server 10 and one or more client devices 20, and the server device 10 and the client device 20. ) Transmits and receives data through a wireless network, so a wireless network modem is installed for this purpose.

상기 홈서버(10)는 상기 클라이언트 기기(20)의 동작 제어를 위한 제어신호를 송신함과 동시에, 라디오, TV 안테나 등의 외부매체와 연결되어 동영상 데이터를 수신할 수 있고, 또한 케이블망 또는 인터넷망에 연결되어 특정 서버에서 전송하는 디지털 컨텐츠를 수신하며, 상기 클라이언트 기기(20)의 요청에 따라 수신된 컨텐츠를 무선 전송한다. The home server 10 may transmit a control signal for controlling the operation of the client device 20 and may be connected to an external medium such as a radio or a TV antenna to receive video data. Receives digital content transmitted from a specific server connected to a network, and wirelessly transmits the received content according to a request of the client device 20.

이 때, 상기 클라이언트 기기(20)가 소정의 데이터 전송을 요청하면, 상기 서버(10) 및 상기 클라이언트 기기는 무선 통신을 개시하는데, 이 때 클라이언트 기기가 통신 중에 이동하여 상기 서버와의 거리가 변경되는 경우 또는 전파통신을 수행하는 전파기기(핸드폰, 무선 전화기, 라디오 등)에 의한 주파수 간섭 및 전파 장애가 발생하는 경우에는 무선 네트워크망의 전송가능 대역폭이 줄어들게 되고, 이로써 데이터 전송지연이 발생하게 된다. At this time, when the client device 20 requests a predetermined data transmission, the server 10 and the client device starts wireless communication, at which time the client device moves during communication and the distance to the server is changed. In the case of frequency interference or radio interference caused by radio equipment (cell phones, cordless phones, radios, etc.) that perform radio communication, the transmittable bandwidth of the wireless network is reduced, thereby causing data transmission delay.

이러한 데이터 전송지연으로 인해 데이터의 손실은 물론, 재생지연이 발생되며 상기 클라이언트 기기(20)로부터 정상수신확인신호(ACK)를 받지 못하는 경우 상기 서버(10)는 손실된 데이터를 중복적으로 재전송하게 되어 전송부하가 커지게 되며, 전송부하가 커질수록 송신단의 전송지연은 물론, 수신단에서의 재생지연이 야기될 수 있다. Due to the data transmission delay, not only data loss but also a playback delay occurs and when the normal reception confirmation signal (ACK) is not received from the client device 20, the server 10 causes the server 10 to retransmit the lost data redundantly. Therefore, the transmission load increases, and as the transmission load increases, not only the transmission delay of the transmitting end but also the playback delay of the receiving end may be caused.

또한, 전송부하가 가중되는 상태에서 서버(10) 내부 버퍼로 지속적인 데이터 스트림이 유입되는 경우 버퍼에 오버플로우(overflow)가 발생하고 이로 인한 데이터 손실은 상기 클라이언트 기기(20)에서 데이터 재생시 화면 왜곡/끊김 현상등을 가중시킨다. 따라서, 무선 네트워크망을 통해 음성 또는 영상 데이터를 송수신하는 서버(10) 및 클라이언트(20) 시스템의 신뢰도가 저해된다는 문제점이 있다.  In addition, when a continuous data stream flows into the internal buffer of the server 10 while the transmission load is increased, an overflow occurs in the buffer, and data loss is caused by screen distortion when data is reproduced by the client device 20. / Add weight to breaks, etc. Therefore, there is a problem that the reliability of the server 10 and the client 20 system for transmitting and receiving voice or video data through the wireless network network is impaired.

특히, 상기 동영상 데이터가 실시간으로 전송되는 스트림 데이터(streaming data)인 경우에는 일정한 데이터 압축률에 따라 압축되고, 압축된 데이터가 일정한 전송률로 클라이언트 기기(20)로 전송되는 경우, 상기 압축률 및 전송률에 대비하여 충분한 수신대역폭이 보장되지 않는 한, 상기 클라이언트 기기(20)의 수신지연으로 인한 데이터 손실 및 오류가 발생될 수 있고, 화질 QoS(quality of service)가 저하될 우려가 있다. Particularly, when the video data is stream data transmitted in real time, the video data is compressed according to a constant data compression rate, and when the compressed data is transmitted to the client device 20 at a constant data rate, the video data is prepared for the compression rate and the data rate. As long as sufficient reception bandwidth is not guaranteed, data loss and error may occur due to reception delay of the client device 20, and the quality of service (QoS) may be degraded.

결국, 종래 무선 네트워크망을 통해 통신하는 서버 시스템에 있어서는 무선 네트워크망의 자체적인 불안정성으로 인해 통신채널을 예측할 수 없어 전송지연이 가중되는 상황에서도 일정한 데이터 전송률로 데이터를 전송하기 때문에 갑자기 무선 네트워크망의 환경이 좋아지지 않는 한 데이터전송 오류가 발생될 수 있으며, 따라서 불필요한 재전송 시도횟수가 증가되어 전송지연이 가중된다는 문제점이 있었다. As a result, in a server system that communicates through a conventional wireless network network, because the instability of the wireless network network cannot predict the communication channel and transmits data at a constant data rate even in a situation where transmission delay is increased, the wireless network network suddenly Unless the environment improves, a data transmission error may occur, thus increasing the number of unnecessary retransmission attempts, thereby increasing the transmission delay.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 서버가 무선 네트워크망을 이용하여 데이터 스트림을 전송할 때 네트워크망의 전송가능상태에 따라 달라지는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송 패킷에 대한 응답시간을 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율과 버퍼 오버플로우(overflow)에 따라 데이터 전송율 및 상기 서버내에서의 데이터 흐름을 제어함으로써 안정적이고 신속한 무선통신이 가능한 무선 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to retransmit the number of data packets depending on the transmittable state of a network when a server transmits a data stream using a wireless network, and to transmit a packet. A wireless home network system for predicting a transmission network error rate based on a response time for the wireless network, and controlling a data transmission rate and data flow in the server according to the transmission network error rate and a buffer overflow, thereby enabling stable and fast wireless communication. It is to provide a method of operation.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무선 홈 네트워크 시스템은 무선 네트워크 망을 통해 데이터를 송수신하는 하나 이상의 클라이언트 기기와; 상기 무선 네트워크망의 전송망 에러율을 예측하여, 예측결과에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 서버를 포함하여 구성되고, 상기 서버는 상기 클라이언트 기기로 전송되는 데이터패킷의 재전송 횟수, 상기 전송패킷에 대한 응답시간을 감지하는 전송망상태 감지부와, 분할(fragmentation)된 전송패킷이 임시 저장되는 버퍼의 오버플로우 발생여부를 감지하는 버퍼상태 감지부와, 상기 전송망상태 감지부의 감지결과에 따라 전송망 에러율을 예측하고, 산출된 전송망 에러율 및 감지된 버퍼상태에 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 전송제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The wireless home network system according to the present invention for solving the above problems is one or more client devices for transmitting and receiving data over a wireless network; And a server for predicting a transmission network error rate of the wireless network and adjusting a transmission data amount in real time according to a prediction result, wherein the server is configured to retransmit the data packet transmitted to the client device and to the transmission packet. A transmission network error detection unit for detecting a response time, a buffer state detection unit for detecting whether a buffer in which a fragmented transmission packet is temporarily stored, or an overflow occurs, and predicts a transmission network error rate according to the detection result of the transmission network state detection unit And a transmission control unit for adjusting the transmission data amount in real time based on the calculated transmission network error rate and the detected buffer state.

또한 상기와 같이 구성되는 무선 홈 네트워크 시스템의 동작방법은 무선 네트워크망의 전송부하에 따라 변하는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송패킷에 대한 응답시간을 기반으로 네트워크 상태를 감지하는 제 1 단계와, 분할된 전송패킷이 임시저장되는 버퍼의 오버플로우 발생여부를 감지하는 제 2 단계와, 제 1 단계에서 감지된 네트워크 상태에 따라 전송망 에러율을 예측하고, 제 2 단계에서 감지된 버퍼상태에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the operation method of the wireless home network system configured as described above is divided into a first step of detecting the network state based on the number of retransmission of the data packet, the response time for the transmission packet changes according to the transmission load of the wireless network; In the second step of detecting the overflow of the buffer in which the transmission packet is temporarily stored, the network error rate is estimated according to the network state detected in the first step, and the amount of transmission data is determined according to the buffer state detected in the second step. A third step is made to adjust in real time.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템의 구성이 도시된 개략도이고, 도 3 은 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템의 상세 구성도이다.2 is a schematic diagram showing the configuration of a wireless home network system according to the present invention, and FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the wireless home network system according to the present invention.

서버(100)는 무선 네트워크망을 통해 연결된 하나 이상의 클라이언트 기기(200)를 제어 또는 모니터링할 수 있는 기기로서, 라디오, TV 안테나 등의 외부매체와 연결되어 영상 데이터를 수신할 수 있고, 또한 케이블망 또는 인터넷망에 연결되어 특정 서버에서 전송하는 디지털 컨텐츠를 수신하고, 클라이언트 기기의 요청에 따라 영상 데이터 스트림을 무선통신모듈(140)을 사용하여 전송한다. The server 100 is a device capable of controlling or monitoring one or more client devices 200 connected through a wireless network. The server 100 may be connected to an external medium such as a radio or a TV antenna to receive image data. Or, it is connected to the Internet network and receives the digital content transmitted from a specific server, and transmits the image data stream using the wireless communication module 140 at the request of the client device.

상기 서버(100)는 음식물의 냉온 저장을 수행하는 동시에 건물내 구축된 한개 이상의 가전기기의 상태 모니터링 또는 동작제어가 가능하도록 서버 시스템이 구현된 인터넷 냉장고로 구현 가능하다. The server 100 may be implemented as an internet refrigerator in which a server system is implemented to perform cold and hot storage of food and at the same time monitor or control an operation of one or more home appliances built in a building.

즉, 상기 서버(100)는 인터넷 냉장고와 같이 24시간 구동되는 가전기기로 예시할 수 있고, 상기 클라이언트 기기(200)는 서버와 무선으로 데이터 통신을 수행함으로써 서버로부터 데이터를 수신하여 이를 디스플레이하는 웹패드, 휴대폰, PDA 등을 예로 들 수 있다. That is, the server 100 may be exemplified as a home appliance that is driven for 24 hours, such as an internet refrigerator, and the client device 200 receives data from the server by wirelessly performing data communication with the server and displays the web. For example, a pad, a mobile phone, a PDA, and the like.

만일, 클라이언트 기기(200)로 웹패드가 이용되는 경우, 상기 웹패드가 인터넷 냉장고에 부착된 상태에서는 상기 인터넷 냉장고의 모니터로 이용될 수 있고, 탈착시에는 상기 서버(100)인 인터넷 냉장고와 무선으로 데이터를 송수신하는 클라이언트 기기로서 이용된다. 이때, 상기 착탈식 웹패드는 휴대 가능하므로 상기 인터넷 냉장고를 중심으로 일정반경 내에서는 상기 서버(인터넷냉장고,100)와 무선 통신할 수 있다.If a web pad is used as the client device 200, the web pad may be used as a monitor of the internet refrigerator when the web pad is attached to the internet refrigerator, and when the web pad is detached from the internet device, the web refrigerator may be wirelessly connected to the server 100. It is used as a client device for transmitting and receiving data. In this case, since the removable web pad is portable, the server (Internet refrigerator, 100) may be wirelessly communicated within a predetermined radius around the internet refrigerator.

여기서, 상기 서버기기(100)와 상기 클라이언트 기기(200)는 패킷단위로 데이터 송수신이 이루어지고, 전송 데이터는 분할되어 전송되는 것이 일반적이다.The server device 100 and the client device 200 transmit and receive data in packet units, and transmission data is generally divided and transmitted.

무선통신에서 사용되는 RF 신호 특성은 무선 통신이 이루어지는 장소 및 통신중 이동하는 클라이언트 기기(200)의 이동속도에 따라 매우 다르게 나타난다. 상기 클라이언트 기기(200)가 빠른속도로 이동하거나 상기 서버기기(100)와 거리가 멀어지는 경우, 무선 네트워크망의 전송가능 대역폭이 줄어들게 되어 데이터 전송지연이 발생하게 된다.The RF signal characteristics used in the wireless communication are very different depending on the place where the wireless communication is made and the moving speed of the client device 200 moving during the communication. When the client device 200 moves at a high speed or moves away from the server device 100, the transmittable bandwidth of the wireless network is reduced, resulting in a data transmission delay.

뿐만 아니라, 한 개 이상의 클라이언트 기기(200)가 동시에 상기 서버(100)와 통신을 시도하는 경우, 각 클라이언트 기기와 상기 서버기기간 송수신되는 RF 신호간 간섭이 발생하여 무선 통신을 통한 데이터 송수신 효율이 줄어들게 된다. In addition, when more than one client device 200 attempts to communicate with the server 100 at the same time, the interference between the RF signal transmitted and received between each client device and the server period occurs to reduce the data transmission and reception efficiency through wireless communication do.

따라서, 상기 서버(100)와 클라이언트 기기(200)간의 데이터 전송 효율을 높이기 위해, 상기 서버(100)는 데이터 패킷 재전송 횟수 및 전송패킷의 응답시간을 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율 및 상기 서버 내부의 버퍼 상태에 따라 전송 데이터량을 조절한다.Therefore, in order to increase the data transmission efficiency between the server 100 and the client device 200, the server 100 predicts a transmission network error rate based on the number of data packet retransmissions and the response time of the transmission packet, and the transmission network error rate and The amount of data to be transmitted is adjusted according to the buffer state inside the server.

이를 위해 상기 서버(100)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 클라이언트 기기(200)로 전송되는 데이터패킷의 재전송 횟수, 상기 전송패킷에 대한 응답시간을 감지하는 전송망상태 감지부(110)와, 분할(fragmentation)된 전송패킷이 임시 저장되는 버퍼의 오버플로우(overflow) 발생여부를 감지하는 버퍼상태 감지부(120)와, 상기 전송망상태 감지부(110)의 감지결과에 따라 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율 및 감지된 버퍼상태에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 전송제어부(130)를 포함하여 구성된다. To this end, the server 100, as shown in Figure 2, the transmission network state detection unit 110 for detecting the number of retransmission of the data packet transmitted to the client device 200, the response time for the transmission packet, Predicting the transmission network error rate according to the buffer state detection unit 120 for detecting whether a fragmentation of the transmission packet is temporarily stored overflow occurs and the detection result of the transmission network state detection unit 110 And a transmission control unit 130 that adjusts the amount of transmission data in real time according to the transmission network error rate and the detected buffer state.

일반적으로, 상기 서버(100)가 상기 클라이언트 기기(200)로 데이터를 전송하고 상기 클라이언트 기기가 이를 정상수신하는 경우, 상기 클라이언트 기기는 상기 서버로 정상수신확인신호(ACK)를 송신하게 되는데, 상기 전송망상태 감지부(110)는 상기 서버(100)에서 데이터가 송신된 시점부터 상기 정상수신확인신호(ACK)가 수신된 시간(응답시간)을 감지한다. In general, when the server 100 transmits data to the client device 200 and the client device normally receives the data, the client device transmits a normal acknowledgment signal (ACK) to the server. The transmission network state detection unit 110 detects a time (response time) when the normal acknowledgment signal (ACK) is received from a time point at which data is transmitted from the server 100.

상기 전송제어부(130)는 상기 데이터패킷의 재전송 횟수가 기준횟수를 초과하거나, 상기 응답시간이 기준시간을 초과하는 경우 전송망 에러율을 상향조정하고, 이와 반대로 상기 데이터 패킷의 재전송 횟수 및 응답시간이 줄어들면 전송망 에러율을 하향조정하는 에러율 예측부(131)를 포함한다.The transmission control unit 130 adjusts the transmission network error rate when the number of retransmissions of the data packet exceeds the reference number or the response time exceeds the reference time, and conversely, the number of retransmissions and the response time of the data packet is reduced. And an error rate estimator 131 for downscaling the plane network error rate.

일반적으로, 무선 네트워크 환경에서 통신상태에 따라 전송실패시 재전송 시도횟수는 현재 최대 4번까지이며, 4번 초과시에는 패킷을 버리게 되는데, 상기 에러율 예측부(131)는 상기 전송망상태 감지부(110)에서 감지된 재전송 횟수와 기준횟수를 비교하여 전송망 에러율에 반영한다. 본 명세서에서는 재전송 기준 횟수를 4회로 예시하나 이는 본 명세서에 한정되지 않고 시스템 제공자에 따라 달라질 수 있다.In general, the number of retransmission attempts in case of a transmission failure in a wireless network environment is currently up to four times, and the packet is discarded after four times, and the error rate predicting unit 131 is the transmission network state detecting unit 110. Compare the number of retransmissions detected with the reference number and reflect it in the network error rate. In the present specification, four retransmission reference times are illustrated, but this is not limited to the present specification and may vary depending on the system provider.

또한 상기 전송제어부(130)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 에러율 예측부(131)에서 조정된 전송망 에러율이 높으면 상기 버퍼사이즈를 축소조정하는 버퍼사이즈 조정부(132)와, 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에서 오버플로우가 감지되면 상기 버퍼로 유입되는 데이터량을 감소시키는 데이터 조정부(133)와, 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에서 오버플로우가 감지되면 상기 버퍼에 저장된 데이터패킷의 손실을 임의로 발생시키는 패킷제거부(134)를 포함하여 구성된다.In addition, as shown in FIG. 3, the transmission control unit 130 includes a buffer size adjusting unit 132 for reducing and adjusting the buffer size if the transmission network error rate adjusted by the error rate prediction unit 131 is high, and the transmission network error rate is high. Or a data adjusting unit 133 for reducing the amount of data flowing into the buffer when an overflow is detected in the buffer, and a loss of data packets stored in the buffer when the transmission network error rate is high or an overflow is detected in the buffer. It is configured to include a packet removing unit 134 to generate.

상기 서버(100)는 무선 전송되는 데이터 패킷이 임시 저장되는 버퍼를 가지며, 상기 버퍼 사이즈에 따라 전송 데이터양이 조정될 수 있다. 여기서 상기 버퍼는 영상 데이터 패킷을 네트워크망에 송출시, 송신단 호스트의 IP층에서 분할(fragment)된 데이터 패킷이 저장되는 소프트웨어적인 메모리로서, 무선 전송된 데이터 패킷은 수신단 호스트의 IP층에서 재편집된다.The server 100 has a buffer in which data packets to be wirelessly transmitted are temporarily stored, and the amount of data to be transmitted may be adjusted according to the buffer size. Here, the buffer is a software memory that stores the data packet fragmented in the IP layer of the transmitting host when the image data packet is transmitted to the network, and the wirelessly transmitted data packet is re-edited in the IP layer of the receiving host. .

상기 버퍼로 데이터 패킷이 지속적으로 유입되는 경우 버퍼내부는 오버플로우가 발생된다. 이런 경우, 상기 버퍼는 자동적으로 저장되어 있는 데이터 패킷을 임의로 삭제하여 원치 않는 패킷 손실(packet loss)이 발생하게 되는데, 상기 손실된 패킷에 따라 상기 클라이언트 기기(200)에서 재생되는 동영상 데이터의 화질/음질이 달라진다.If a data packet is continuously introduced into the buffer, an overflow occurs in the buffer. In this case, the buffer automatically deletes the stored data packets arbitrarily, resulting in unwanted packet loss. The quality of video data reproduced in the client device 200 according to the lost packets / Sound quality is different.

일반적으로 상기 분할된 데이터패킷은 주위 데이터 패킷을 기반으로 복구가 가능한 것과 복구가 불가능한 패킷으로 나뉘는데, 상기 버퍼에 발생한 오버플로우에 의해 복구가 불가능한 패킷이 손실되는 경우, 상기 클라이언트 기기(200)에서 재생되는 동영상 데이터의 왜곡이 가중된다. In general, the divided data packets are divided into recoverable and non-recoverable packets based on surrounding data packets. When the non-recoverable packets are lost due to overflow of the buffer, the divided data packets are reproduced by the client device 200. The distortion of the moving picture data is increased.

따라서 상기 버퍼사이즈 조정부(132)는 전송망 에러율이 높은 경우, 버퍼사이즈를 축소하여 서버단에서 전송되는 데이터양을 줄이고, 상기 전송망 에러율이 낮은 경우 다시 버퍼사이즈를 확대시킴으로써 전송 데이터량을 조정하게 된다. Therefore, when the transmission network error rate is high, the buffer size adjusting unit 132 reduces the amount of data transmitted from the server side by reducing the buffer size, and adjusts the transmission data amount by expanding the buffer size again when the transmission network error rate is low.

아울러, 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에 오버플로우가 발생된 상황에서 상기 버퍼로 지속적인 데이터가 유입되는 경우, 상기 버퍼에서 패킷 손실이 발생되는 것을 줄이기 위해 상기 데이터 조정부(133)는 상기 버퍼로 유입되는 데이터양을 줄임으로써 서버단에서 전송되는 데이터양을 줄인다.In addition, when continuous data flows into the buffer when the transmission network error rate is high or the buffer overflows, the data controller 133 flows into the buffer to reduce the occurrence of packet loss in the buffer. By reducing the amount of data, it reduces the amount of data sent from the server side.

뿐만 아니라, 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에 오버플로우가 발생되면 상기 버퍼는 임의로 버퍼에 저장되어 있는 패킷을 삭제하게 되는데, 이때 복구 불가능한 중요 패킷이 삭제되지 않도록 상기 패킷제거부(134)는 패킷 사이즈가 작거나 복구 가능한 패킷을 우선 삭제하여 상기 서버(100)의 부하를 줄인다.In addition, when a transmission network error rate is high or an overflow occurs in the buffer, the buffer may randomly delete a packet stored in the buffer. In this case, the packet removing unit 134 may have a packet size so that an important non-recoverable packet is not deleted. First deletes small or recoverable packets to reduce the load on the server 100.

따라서 무선 네트워크망이 불안정한 환경에 의해 충분한 전송률(전송 대역폭)이 확보되지 않은 상태에서, 상기 서버(100)가 데이터 패킷 재전송 횟수, 응답 시간을 통해 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율과 버퍼상태에 따라 전송되는 데이터량(데이터 전송율)을 실시간으로 조정함에 따라, 무선 네트워크망 상태에 따라 유기적으로 데이터 전송율을 변화시켜 상기 클라이어트 기기(200)에서 재생되는 동영상 데이터의 QoS를 향상시킬 수 있게 된다. Therefore, in a state where a sufficient transmission rate (transmission bandwidth) is not secured due to an unstable wireless network, the server 100 estimates a transmission network error rate based on the number of data packet retransmissions and response time, Accordingly, by adjusting the amount of data (data rate) transmitted in real time, it is possible to improve the QoS of the video data reproduced by the client device 200 by changing the data rate organically according to the state of the wireless network.

여기서, 상기 서버(100)는 네트워크망(N)에 유선 연결되는 하나 이상의 가전기기(A1 내지 A4)와 데이터를 송수신하는 유선통신모듈(180)과, 상기 가전기기의 동작제어를 수행하는 제어부(150)와, 사용자의 제어명령을 입력받아 이를 상기 제어부로 전송하는 입력부(160)와, 상기 제어부의 제어에 따라 가전기기의 상태정보를 출력하는 출력부(170)를 더 포함하여 구성된다. Here, the server 100 is a wired communication module 180 for transmitting and receiving data with one or more home appliances (A1 to A4) that is wired to the network (N) and a control unit for controlling the operation of the home appliance ( 150, an input unit 160 that receives a user's control command and transmits the control command to the controller, and an output unit 170 that outputs state information of the home appliance under control of the controller.

만약, 본 명세서에서 제시한 바와 같이 인터넷 냉장고가 서버기기로 이용되는 경우, 공간 효율을 위하여 상기 입력부(160) 및 출력부(170)는 터치패널로서 일체화되어 구현될 수 있다. If the Internet refrigerator is used as a server device as shown in the present specification, the input unit 160 and the output unit 170 may be integrated as a touch panel for space efficiency.

또한 상기 클라이언트 기기(200)는 역시 상기 서버(100)와의 통신을 수행하기 위한 무선통신모듈(240), 상기 서버(100)에서 수신된 데이터 흐름을 제어하는 제어부(250)와, 사용자로부터 직접 제어명령을 입력받을 수 있는 입력부(260)와, 제어결과 및 상기 서버에서 수신된 동영상 데이터를 재생하는 출력부(270)를 포함하여 구성가능하다. In addition, the client device 200 is also a wireless communication module 240 for communicating with the server 100, a control unit 250 for controlling the data flow received from the server 100, and direct control from the user And an input unit 260 capable of receiving a command and an output unit 270 for reproducing the control result and the video data received from the server.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작방법은 도 4 에 도시된 바와 같이, 먼저 제 1 단계에서 무선 네트워크망의 전송부하에 따라 변화는 데이터패킷 재전송 횟 수, 전송패킷에 대한 응답시간을 기반으로 네트워크 상태를 감지한다. (S1)In the operation method of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 4, first, in the first step, the network state is changed based on the number of data packet retransmissions and the response time for the transmission packet. Detect it. (S1)

제 2 단계에서는 분할된 전송패킷이 임시저장되는 버퍼의 오버플로우를 감지한다. (S2)In the second step, the overflow of the buffer in which the divided transmission packet is temporarily stored is detected. (S2)

제 3 단계에서는 제 1 단계에서 감지된 네트워크 상태에 따라 전송망 에러율을 예측하고(S3), 상기 전송망 에러율과 제 2 단계에서 감지된 버퍼상태에 따라 전송량을 실시간으로 조정한다. (S4)In the third step, the transmission network error rate is predicted according to the network state detected in the first step (S3), and the transmission amount is adjusted in real time according to the transmission network error rate and the buffer state detected in the second step. (S4)

여기서, 상기 데이터패킷의 재전송 횟수가 기준횟수를 초과하거나, 상기 응답시간이 기준시간을 초과하는 경우 전송망 에러율은 상향조정되고, 이와 반대로 상기 데이터 패킷의 재전송 횟수 및 응답시간이 줄어들면 전송망 에러율을 하향조정된다.In this case, when the number of retransmissions of the data packet exceeds the reference number or the response time exceeds the reference time, the transmission network error rate is adjusted upward. Adjusted.

또한 상기 제 3 단계는 상기 전송망 에러율이 높은 경우, 전송되는 데이터양을 줄여 네트워크망의 부하를 덜기 위해 버퍼사이즈를 축소 조정하는 과정과, 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에 오버플로우가 감지되는 경우 상기 버퍼에서 중요 데이터가 자동 삭제되는 것을 방지하기 위해 상기 버퍼로 유입되는 데이터량을 감소시키거나 데이터패킷이 작거나 중요도가 낮은 데이터를 선택적으로 삭제하는 과정을 더 포함하여 이루어진다. In the third step, when the transmission network error rate is high, reducing and adjusting the buffer size to reduce the amount of data transmitted to reduce the load on the network, and when the transmission network error rate is high or an overflow is detected in the buffer In order to prevent the important data from being automatically deleted from the buffer, the method may further include reducing the amount of data flowing into the buffer or selectively deleting data having a small or low importance data packet.

따라서, 무선 네트워크망에 부하가 가중되어 전송지연이 발생하는 경우, 서버가 네트워크망 상태에 따른 전송망 에러율을 예측하여 상기 전송망 에러율에 따라 실시간으로 상기 서버에서 전송되는 데이터량을 조절하여 전송 지연 및 손실되는 데이터패킷을 줄일 수 있다.Therefore, when a load is delayed due to a load on the wireless network, the server predicts a transmission error rate according to the network status and adjusts the amount of data transmitted from the server in real time according to the transmission error rate, thereby delaying and losing the transmission. It can reduce the data packet.

또한, 상기 서버는 서버 내부의 버퍼상태에 따라 데이터 전송률을 조정함에 따라, 클라이언트 기기에서 재생되는 동영상의 QoS를 확보하게 된다.In addition, the server adjusts the data rate according to the buffer state inside the server, thereby securing the QoS of the video played by the client device.

이상과 같이 본 발명에 의한 무선 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다. Although the wireless home network system and its operation method according to the present invention have been described with reference to the illustrated drawings as described above, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and the technical idea is within the scope of protection. Can be applied.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무선 홈 네트워크 시스템 및 그 동작방법은 무선 네트워크망을 이용하여 데이터 스트림을 전송할 때, 서버가 네트워크망의 전송가능상태에 따라 달라지는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송 패킷에 대한 응답시간을 기반으로 전송망 에러율을 예측하고, 상기 전송망 에러율과 버퍼 오버플로우(overflow)에 따라 데이터 전송율을 제어함으로써, 전송지연을 방지하여 무선 네트워크망을 통한 통신 안정성을 향상시키는 효과가 있다. In the wireless home network system and its operation method according to the present invention configured as described above, when a data stream is transmitted using a wireless network, the server retransmits the number of times of data packets that depend on the transmittable state of the network, By predicting the transmission network error rate based on the response time, and controlling the data transmission rate according to the transmission network error rate and the buffer overflow, the transmission delay is prevented, thereby improving communication stability through the wireless network.

Claims (7)

무선 네트워크 망을 통해 데이터를 송수신하는 하나 이상의 클라이언트 기기와; 상기 무선 네트워크망의 전송망 에러율을 예측하여, 예측결과에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 서버를 포함하여 구성되고, At least one client device for transmitting and receiving data over a wireless network; A server for predicting a transmission network error rate of the wireless network network and adjusting a transmission data amount in real time according to a prediction result, 상기 서버는 상기 클라이언트 기기로 전송되는 데이터패킷의 재전송 횟수, 상기 전송패킷에 대한 응답시간을 감지하는 전송망상태 감지부와; 분할(fragmentation)된 전송패킷이 임시 저장되는 버퍼의 오버플로우 발생여부를 감지하는 버퍼상태 감지부와; 상기 전송망상태 감지부의 감지결과에 따라 전송망 에러율을 예측하고, 산출된 전송망 에러율 및 감지된 버퍼상태에 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 전송제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 따라 서버 시스템.The server includes a transmission network state detection unit for detecting the number of retransmission of the data packet transmitted to the client device, the response time for the transmission packet; A buffer state detection unit for detecting whether a overflow of a buffer in which a fragmented transmission packet is temporarily stored occurs; And a transmission control unit for predicting a transmission network error rate according to the detection result of the transmission network state detection unit, and adjusting a transmission data amount in real time to the calculated transmission network error rate and the detected buffer state. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전송제어부는 상기 데이터패킷의 재전송 횟수가 기준횟수를 초과하거나, 상기 응답시간이 기준시간을 초과하는 경우 전송망 에러율을 상향 조정하는 에러율 예측부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 서버 시스템.And the transmission control unit comprises an error rate estimator for adjusting the transmission network error rate when the number of retransmissions of the data packet exceeds a reference number or the response time exceeds a reference time. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전송제어부는 상기 전송망 에러율이 높으면 상기 버퍼사이즈를 축소 조정하는 버퍼사이즈 조정부와; 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에서 오버플로우가 감지되면 상기 버퍼로 유입되는 데이터량을 감소시키는 데이터량 조정부와; 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에서 오버플로우가 감지되면 버퍼에 저장된 데이터패킷의 손실(loss)을 임의로 발생시키는 패킷 제거부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 서버 시스템.The transmission control unit buffer size adjusting unit for reducing the buffer size if the transmission network error rate is high; A data amount adjusting unit for reducing the amount of data flowing into the buffer when the transmission network error rate is high or an overflow is detected in the buffer; And a packet removal unit for randomly generating a loss of a data packet stored in the buffer when the transmission network error rate is high or an overflow is detected in the buffer. 무선 네트워크망의 전송부하에 따라 변하는 데이터 패킷의 재전송 횟수, 전송패킷에 대한 응답시간을 기반으로 네트워크 상태를 감지하는 제 1 단계와; 분할된 전송패킷이 임시저장되는 버퍼의 오버플로우 발생여부를 감지하는 제 2 단계와; 제 1 단계에서 감지된 네트워크 상태에 따라 전송망 에러율을 예측하고, 제 2 단계에서 감지된 버퍼상태에 따라 전송 데이터량을 실시간으로 조정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 서버 시스템의 동작방법. A first step of detecting a network state based on the number of retransmissions of the data packets and the response time for the transmission packets, the data packets being changed according to the transmission load of the wireless network; A second step of detecting whether an overflow of the buffer in which the divided transmission packet is temporarily stored occurs; And a third step of predicting a transmission network error rate according to the detected network state in the first step and adjusting the amount of transmission data in real time according to the buffer state detected in the second step. How it works. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 제 3 단계는 상기 데이터패킷의 재전송 횟수가 기준횟수를 초과하거나, 상기 응답시간이 기준시간을 초과하는 경우 전송망 에러율을 상향 조정하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 서버 시스템의 동작방법.The third step is a method of operating a wireless network server system comprising the step of adjusting the transmission network error rate when the number of retransmission of the data packet exceeds the reference number or the response time exceeds the reference time. . 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 3 단계는 상기 전송망 에러율이 높으면 상기 버퍼사이즈를 축소 조정하는 과정과; 상기 전송망 에러율이 높거나 상기 버퍼에서 오버플로우가 감지되면 상기 버퍼로 유입되는 데이터량을 감소시키거나 버퍼에 저장된 데이터패킷의 손실(loss)을 임의로 발생시키는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 서버 시스템의 동작방법.The third step includes reducing and adjusting the buffer size if the transmission network error rate is high; When the transmission network error rate is high or overflow is detected in the buffer, the method further includes reducing the amount of data flowing into the buffer or randomly generating a loss of data packets stored in the buffer. Operation method of network server system.
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