KR100625249B1 - Apparatus and method for controlling packet transmit-period in high-speed portable internet network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단말기로 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하는 고속 휴대 인터넷 망에서의 패킷 전송 주기 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a packet transmission period in a high speed portable Internet network providing a multimedia streaming service to a terminal.
본 발명에서는, 먼저 제1 전송 주기에 따라 단말기로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송한다. 그리고, 단말기로부터 응답 패킷인 RR 패킷을 수신하여 패킷별 수신 상태를 확인하는데, RR 패킷 내의 지터(Jitter) 값을 추출하여 지터 리스트를 생성한 후, 생성된 지터 리스트에 기반하여 이미 발생한 단말기의 제1 핸드오프 발생 시각을 예측한다. 그리고, 예측된 제1 핸드오프 발생 시각에 기초하여 추후 발생할 제2 핸드오프 발생 시각을 예측한 후, 제2 핸드오프 발생 시각 및 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기로 전송되지 않을 패킷 량에 기초하여 제2 전송 주기를 계산한다. 제2 전송 주기는 제1 전송 주기 보다 빠른 속도로 패킷을 전송하는 속도로서, 단말기로 전송되지 않을 패킷을 제2 핸드오프 진행 전까지 전송될 패킷과 함께 제2 핸드오프 시작 전까지 단말기로 모두 전송시킨다. 이를 통해, 단말기에서 제2 핸드오프 진행 시간 동안에도 스트리밍의 재생이 끊어지지 않도록 한다. In the present invention, first, the multimedia stream packet is transmitted to the terminal according to the first transmission period. After receiving the RR packet, which is a response packet, from the terminal to check the reception status for each packet, a jitter value is generated by extracting a jitter value in the RR packet, and then, based on the generated jitter list, 1 Predict the time of handoff occurrence. After predicting a second handoff occurrence time to be generated based on the predicted first handoff occurrence time, the second handoff occurrence time and the amount of packets not to be transmitted to the terminal during the second handoff progress time are estimated. Calculate the second transmission period. The second transmission period is a speed of transmitting a packet at a speed faster than the first transmission period, and transmits all packets not to be transmitted to the terminal to the terminal until the start of the second handoff together with packets to be transmitted before the second handoff proceeds. In this way, the playback of the streaming is not interrupted even during the second handoff progress time in the terminal.
고속 휴대 인터넷(HPi), 핸드오프, 전송 주기, 멀티미디어 스트림 서비스 High speed mobile Internet (HPi), handoff, transmission cycle, multimedia stream services
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart sequentially illustrating an operation process of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 및 제2 핸드오프 발생 시각의 상호 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram conceptually illustrating a mutual relationship between a first and second handoff occurrence time according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 고속 휴대 인터넷(High-Speed Portable Internet, 이하 'HPi' 라 함) 망에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 HPi 망에서 단말기로 전송하는 패킷의 주기를 조절하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-speed portable Internet (hereinafter referred to as HPi) network, and more particularly, to an apparatus and method for adjusting a period of a packet transmitted from a HPi network to a terminal.
HPi는 유무선 통합의 이상적인 환경을 제공하기 위한 차세대 무선 서비스 중의 하나로서, 현재 가장 주목받고 있는 서비스이다. HPi is one of the next generation wireless services to provide an ideal environment for wired and wireless integration, and is currently the hottest service.
구체적으로, HPi 시스템은 무선 랜 시스템과 셀룰러 이동통신 시스템의 중간적인 서비스를 제공하는 시스템이라고 말할 수 있는데, 무선 랜 시스템은 고속의 전송 속도를 제공하지만 서비스 커버리지(Coverage) 및 이동성 지원이 되지 않는 단점이 있다. 그리고, 셀룰러 이동통신 시스템은 넓은 서비스 커버리지 및 이동성은 지원하지만 전송 속도가 저속이라는 단점이 있다. Specifically, the HPi system may be said to be a system providing intermediate services between the wireless LAN system and the cellular mobile communication system. The wireless LAN system provides a high transmission speed but does not support service coverage and mobility. There is this. In addition, the cellular mobile communication system supports wide service coverage and mobility, but has a disadvantage of low transmission speed.
그런데, HPi 시스템은 무선 랜 시스템과 셀룰러 이동통신 시스템의 특성 중 각 장점만을 취합한 시스템으로서, 고속의 전송 속도를 제공하면서 셀룰러 이동통신 시스템에 근접하는 수준의 서비스 커버리지와 이동성까지도 지원하는 것을 목표로 하고 있다. However, the HPi system is a system that combines only the advantages of the characteristics of the wireless LAN system and the cellular mobile communication system, and aims to support service coverage and mobility at a level close to the cellular mobile communication system while providing a high transmission speed. Doing.
이러한 HPi 시스템을 살펴보면, 셀(cell) 기반의 이동통신 구조를 기반으로 하고 있어 핸드오프(hand-off, 또는 핸드오버)라는 이동 시스템 특유의 기술을 지원한다. Looking at such an HPi system, it is based on a cell-based mobile communication structure and supports a mobile system-specific technology called hand-off or handover.
즉, 단말기가 위치 이동할 때마다 소속 셀과 그 셀들을 관리하는 PAR(Packet Access Router)이 바뀌게 되는데, 단말기는 그 때마다 핸드오프를 수행하여 서비스의 영속성을 보장받는다. That is, each time the terminal moves, the associated cell and the PAR (Packet Access Router) managing the cells are changed. The terminal performs a handoff every time to guarantee the durability of the service.
그런데, 핸드오프 수행시 단말기로 현재 송신 중인 트래픽은 잠시 중단되는데, 이는 곧 트래픽 수신 지연을 유발시켜 서비스 품질 저하를 발생시킨다.However, when the handoff is performed, the traffic currently being transmitted to the terminal is interrupted for a while, which causes a delay in receiving the traffic, which causes a deterioration in service quality.
이로 인해, HPi 망에서 인터넷 환경에서 가장 널리 이용되는 RTP(Real time Protocol, 이하 'RTP' 라 함)/RTCP(Real time Transport Control Protocol, 이하 'RTCP' 라 함) 기반의 멀티미디어 스트리밍(Streaming) 서비스(예를 들어, Video On Demand : 주문형 비디오 등)를 단말기로 제공하는 경우, 단말기가 핸드오프할 때 마다 서비스 끊김 현상이 발생한다. 참고로, 멀티미디어 스트림 패킷은 RTP에 기초하여 단말기로 전송되고, RTCP는 패킷의 전송 주기 제어시 사용된다. As a result, the multimedia streaming service based on RTP (Real Time Protocol) or RTCP (Real Time Transport Control Protocol) is most widely used in the Internet environment in HPi networks. In the case of providing a video on demand (eg, video on demand) to the terminal, service disconnection occurs every time the terminal is handed off. For reference, the multimedia stream packet is transmitted to the terminal based on the RTP, and the RTCP is used to control the transmission period of the packet.
따라서, 단말기별 핸드오프를 고려하여 데이터 손실 없이 단말기로 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공할 수 있는 장치 및 그 방안이 현실적으로 요구되고 있는 상황이다.Therefore, an apparatus and a method capable of providing a multimedia streaming service to a terminal without data loss in consideration of a handoff for each terminal are in need of reality.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단말기의 핸드오프 발생 시각을 예측하여 단말기로 전송할 스트리밍 패킷의 주기를 조절함으로써, 잦은 핸드오프로 인한 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질 저하를 개선할 수 있는 고속 휴대 인터넷 망에서의 패킷 전송 주기 조절 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, by adjusting the period of the streaming packet to be transmitted to the terminal in anticipation of the handoff occurrence time of the terminal, thereby improving the quality degradation of the multimedia streaming service due to frequent handoff An apparatus and method for controlling a packet transmission period in a high speed portable Internet network can be provided.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고속 휴대 인터넷 망에서의 패킷 전송 주기 조절 장치는, 단말기로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송하는 고속 휴대 인터넷 망에서, 상기 패킷의 전송 주기를 조절하는 장치에 있어서, 상기 단말기로부터 제1 전송 주기에 따라 전송한 패킷의 수신 상태에 관한 응답 패킷을 수신하는 패킷 송수신부; 상기 수신된 응답 패킷을 분석하여 현 시점을 기준으로 가장 최근에 발생하였던 단말기의 제1 핸드오프의 발생 시각을 산출하는 상태 진단부; 상기 산출된 제1 핸드오프의 발생 시각에 기초하여 상기 현 시점을 기준으로 가장 가까운 시점에 발생할 단말기의 제2 핸드오프 발생 시각을 산출하는 제2 핸드오프 발생 시각 예측부; 상기 산출된 제2 핸드오프 발생 시각으로부터 소정의 시간인 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 상기 단말기로 전송되지 않을 패킷 량에 기초하여, 상기 패킷의 제2 전송 주기를 산출하는 전송 주기 조절부; 및 상기 산출된 제2 전송 주기에 따라 상기 단말기로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송하는 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공부를 포함한다.An apparatus for adjusting a packet transmission period in a high speed portable internet network according to a feature of the present invention for achieving the above object is a device for adjusting a transmission period of a packet in a high speed portable internet network transmitting a multimedia stream packet to a terminal. A packet transmission / reception unit configured to receive a response packet regarding a reception state of a packet transmitted from the terminal according to a first transmission period; A state diagnosis unit configured to analyze the received response packet and calculate an occurrence time of a first handoff of a terminal most recently generated based on a current time; A second handoff occurrence time predicting unit configured to calculate a second handoff occurrence time of the terminal to be generated at the closest time based on the current time based on the calculated time of the first handoff occurrence; A transmission period adjusting unit configured to calculate a second transmission period of the packet based on the amount of packets not to be transmitted to the terminal during the second handoff progress time which is a predetermined time from the calculated second handoff occurrence time; And a multimedia streaming service provider configured to transmit a multimedia stream packet to the terminal according to the calculated second transmission period.
그리고, 상기 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공부는, 상기 산출된 제2 전송 주기에 따라, 상기 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기로 전송되지 않을 패킷을 상기 제2 핸드오프가 진행되기 전까지 전송될 패킷과 함께, 상기 제2 핸드오프 시작 전까지 단말기로 모두 전송시키는 것을 특징으로 한다.The multimedia streaming service provider may include a packet not to be transmitted to the terminal during the second handoff progress time along with a packet to be transmitted until the second handoff proceeds according to the calculated second transmission period. All of the transmission to the terminal until the second handoff start.
또한, 본 발명의 특징에 따른 고속 휴대 인터넷 망에서의 스트리밍 전송 주기 조절 방법은, 단말기로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송하는 고속 휴대 인터넷 망에서, 상기 패킷의 전송 주기를 조절하는 방법에 있어서, a)상기 단말기로부터 제1 전송 주기에 따라 단말기로 전송한 패킷의 수신 상태를 나타내는 손실률, 전송 지연을 소정의 수치로 나타낸 값인 지터(Jitter) 값 중 적어도 하나를 포함하는 응답 패킷을 수신하는 단계; b)상기 수신된 응답 패킷을 분석하여 현 시점을 기준으로 가장 최근에 발생하였던 단말기의 제1 핸드오프의 발생 시각을 예측하는 단계; c)상기 예측된 제1 핸드오프의 발생 시각에 기초하여 상기 현 시점을 기준으로 가 장 가까운 시점에 발생할 단말기의 제2 핸드오프의 발생 시각을 예측하는 단계; d)상기 예측된 제2 핸드오프 발생 시각으로부터 소정의 시간인 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 상기 단말기로 전송되지 않을 패킷 량에 기초하여, 상기 패킷의 제2 전송 주기를 계산하는 단계; 및 e)상기 계산된 제2 전송 주기에 따라 상기 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기로 전송되지 않을 패킷을 상기 제2 핸드오프 진행 전까지 전송될 패킷과 함께, 상기 제2 핸드오프 시작 전까지 단말기로 모두 전송시키는 단계를 포함한다.In addition, the method for adjusting the streaming transmission period in the high-speed portable Internet network according to an aspect of the present invention, in the high-speed portable Internet network for transmitting a multimedia stream packet to a terminal, in the method for adjusting the transmission period of the packet, a) the Receiving a response packet including at least one of a loss rate indicating a reception state of a packet transmitted from the terminal to the terminal according to a first transmission period, and a jitter value representing a transmission numerical value by a predetermined value; b) analyzing the received response packet to predict an occurrence time of a first handoff of a terminal most recently occurring based on a current time; c) predicting an occurrence time of a second handoff of the terminal to occur at the closest point of time based on the current time point based on the estimated time of occurrence of the first handoff; d) calculating a second transmission period of the packet based on the amount of packets not to be transmitted to the terminal during a second handoff progress time which is a predetermined time from the predicted second handoff occurrence time; And e) all the packets not to be transmitted to the terminal during the second handoff progress time along with the packets to be transmitted before the second handoff progress, according to the calculated second transmission period, to the terminal until the start of the second handoff. Transmitting.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
그리고, 이하 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 이미 발생한 단말기의 핸드오프 중 현 시점을 기준으로 가장 가까운 시점에 발생했던 핸드오프를 제1 핸드오프라 명명하고, 추후 발생할 단말기의 핸드오프 중 현 시점을 기준으로 가장 가까운 시점에 발생할 핸드오프를 제2 핸드오프라 명명한다.In the following embodiment of the present invention, for convenience of description, a handoff that has occurred at the closest time point based on the current time point among handoffs of the terminal that has already occurred is called a first handoff, and the current time during handoff of the terminal to be generated later. The handoff that will occur at the closest time point based on the time point is called a second handoff.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 단말기의 핸드오프 발생으로 인해 나타나는 패킷의 전송 지연을 감안하지 않고 1차적으로 계산한 패킷의 전송 주기를 제1 전송 주기라 명명하고, 패킷의 전송 지연을 감안하여 다시 2차적으로 계산한 패킷의 전 송 주기를 제2 전송 주기라 명명한다. In addition, in the embodiment of the present invention, the transmission period of the packet calculated first without considering the transmission delay of the packet due to the handoff occurrence of the terminal is called the first transmission period, and again in view of the transmission delay of the packet. The transmission period of the packet calculated second is called a second transmission period.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 스트리밍 서버(200) 내에 위치하며, PAR(Packet Access Router, 300) 및 기지국(400)을 거쳐 단말기(500)로 멀티미디어 스트리밍 서비스(Multi-media streaming service, 예를 들어 주문형 비디오 등)를 제공한다. As shown in FIG. 1, the
그리고, 본 발명의 실시 예에서는 패킷 전송 주기 조절 장치(100)가 스트리밍 서버(200) 내에 위치하는 것으로 설명하고 있지만, 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니라 경우에 따라서는 스트리밍 서버(200)가 곧 패킷 전송 주기 조절 장치(100)가 될 수도 있고, 스트리밍 서버(200)와는 별도로 형성될 수도 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the packet transmission
패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 인터넷 환경에서 가장 널리 이용되는 RTP(Real time Protocol, 이하 'RTP' 라 함)에 기초하여 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 송신한다. 그런데, 이러한 패킷 송신시 단말기(500)가 위치 이동하여 핸드오프(Hand-off)를 수행할 경우, 단말기(500)로 송신 중인 멀티미디어 스트림 패킷은 잠시 중단된다. The packet transmission
이는 곧, 트래픽 수신 지연을 유발시켜 서비스 품질 저하를 발생시킬 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 상기한 서비스 품질 저하를 방지하기 위해 멀티미디어 스트림 패킷의 전송 주기를 조절한다.This, in turn, may cause a delay in receiving a traffic and may cause a deterioration in the service quality. The
먼저, 패킷 전송 주기 조절 장치(100)가 제1 전송 주기(-핸드오프 발생으로 인한 패킷 전송 지연을 감안하지 않고 1차적으로 계산한 전송 주기-)에 따라 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송한다. First, the packet transmission
그러면, 단말기(500)는 RTCP(Real time Transport Control Protocol, 이하 'RTCP' 라 함)에 기초하여 패킷 수신 상태(예를 들어, 패킷 손실 및 패킷 전송 지연 등)를 알리는 RR(Receiver Report, 이하 'RR' 이라 함) 패킷을 패킷 전송 주기 조절 장치(100)로 송신한다. Then, the
그러면, 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 수신된 RR 패킷의 정보를 수집 및 분석하여 제1 핸드오프(-이미 발생한 단말기의 핸드오프 중 현 시점을 기준으로 가장 가까운 시점에 발생했던 핸드오프-) 발생 시각을 예측한다. Then, the packet transmission
그리고, 예측된 제1 핸드오프 발생 시각에 기초하여 추후 발생할 제2 핸드오프(-추후 발생할 단말기의 핸드오프 중 현 시점을 기준으로 가장 가까운 시점에 발생할 핸드오프-)의 발생 시각을 예측한다.Based on the predicted first handoff occurrence time, the occurrence time of the second handoff to be generated later (the handoff to occur at the closest time based on the current time point among handoffs of the terminal to be generated later) is predicted.
이후, 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 예측된 제2 핸드오프 발생 시각에 기초하여, 발생 시각으로부터의 소정의 시간인 단말기(500)의 제2 핸드오프 진행 시간 동안 전송되지 않을 패킷 량을 계산한다. 그리고, 계산된 패킷 량 및 제2 핸드오프 진행 시간에 기초하여 제2 전송 주기를 산출한다. 즉, 멀티미디어 스트림 패킷의 전송 속도를 다시 계산한다. Thereafter, the packet transmission
이후, 계산된 제2 전송 주기에 기초하여 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송하는데, 이때 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 단말기(500)의 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 전송되지 않을 패킷까지 제2 핸드오프 시작 전에 모두 전 송시킨다. 즉, 평상시의 전송 속도 보다 좀 더 빠른 속도로 멀티미디어 스트림 패킷을 단말기(500)로 전송한다.Subsequently, the multimedia stream packet is transmitted to the
그러면, 단말기(500)는 데이터 재생 속도 보다 더 빠른 속도로 수신되는 패킷을 버퍼(Buffer, 미도시)에 임시 저장하여 완충시킴으로써, 재생 속도에 대한 동기를 맞춘다. 이를 통해, 제2 핸드오프 진행 시간 동안에도 스트리밍의 재생이 끊어지지 않도록 한다.Then, the
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치(100)는 이미 발생한 제1 핸드오프 시각을 예측한 후, 예측된 시각을 기초로 추후 발생할 제2 핸드오프 시각을 예측한다. 그리고, 예측된 제2 핸드오프 시각에 기초하여 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기(500)로 수신되지 않을 멀티미디어 스트림 패킷의 전송 주기를 재조절한다. 즉, 패킷의 전송 주기를 다시 계산한다. As such, the
이후, 제1 전송 주기 보다 더 빠른 속도인 제2 전송 주기에 따라 패킷을 단말기(500)로 전송함으로써, 고속 휴대 인터넷(High-Speed Portable Internet, 이하 'HPi' 라 함) 망에서의 단말기별 잦은 핸드오프로 인한 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질 저하를 개선할 수 있다.Thereafter, the packet is transmitted to the terminal 500 according to the second transmission period, which is faster than the first transmission period, and thus, frequent by terminal in the High-Speed Portable Internet (HPi) network. The degradation of the quality of the multimedia streaming service due to the handoff can be improved.
그러면, 상기한 구성을 이루는 패킷 전송 주기 조절 장치(100)에 대해 자세히 알아본다.Next, the packet transmission
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장 치(100)는 패킷 송수신부(110)와 상태 진단부(120), 제2 핸드오프 발생시각 예측부(130), 전송 주기 조절부(140) 및 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공부(150)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the packet transmission
패킷 송수신부(110)는 RTP에 기초하여 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 송신하거나, RTCP에 기초하여 단말기(500)로부터 RR 패킷을 수신한다. 이때, 패킷 송수신부(110)는 사전 계산한 제1 전송 주기에 따라 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 송신한다.The
참고로, 단말기(500)로부터 수신되는 응답 패킷인 RR 패킷은 단말기(500)가 보내는 일종의 피드백 정보로서, 세션(Session)이 시작된 이래로 지금까지 발생한 패킷 손실, 이전 RR 패킷을 보낸 뒤 현재까지 발생한 패킷 손실률 및 지터(Jitter) 값 등을 포함한다. 이때, 지터 값이란 단말기(500)로 전송한 패킷의 손실률 및 전송 지연을 소정의 수치로 나타낸 값이다.For reference, the RR packet, which is a response packet received from the terminal 500, is a kind of feedback information sent by the
상태 진단부(120)는 단말기(500)로부터 수신된 RR 패킷을 분석하여 멀티미디어 스트림 패킷의 단말기별 수신 상태를 진단한다. 즉, 멀티미디어 스트림 패킷의 손실 또는 패킷 전송 지연 등과 같은 수신 상태를 분석한 후, 분석한 결과에 기초하여 단말기(500)의 제1 핸드오프 발생 시각을 예측한다. 이를 위하여 상태 진단부(120)는 지터 리스트 생성부(121)와 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)를 포함한다.The
상태 진단부(120)의 지터 리스트 생성부(121)는 단말기(500)로부터 수신된 RR 패킷 내의 지터 값을 추출한 후, 추출된 지터 값들을 순차적으로 배치하여 지터 리스트(Jitter List)를 생성한다.The
예를 들어, 지터 리스트 생성부(121)는 단말기(500)로부터 수신된 K번째 RR패킷을 분석하여 단말기(500)로 전송한 k번째 멀티미디어 스트림 패킷의 지터 값을 알아낸다. 그리고, 단말기(500)부터 수신된 K+1번째 RR 패킷을 분석하여 단말기(500)로 전송한 k+1번째 멀티미디어 스트림 패킷의 지터 값을 알아낸다. For example, the
이후, 지터 리스트 생성부(121)는 알아낸 지터 값에 기초하여 지터 리스트를 생성하는데, 이때, 패킷별 지터 값은 앞서 언급한 바와 같이 사전 정의한 수치로 표현한다. 예를 들어, 정상 수신 상태인 경우에는 0, 비정상 수신 상태인 경우에는 1 등으로 표현하는데, 이에 따라 지터 리스트 역시 소정 개수의 숫자들로 구성된다. 이처럼, 본 발명의 실시 예에서는 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 정의한 RTP/RTCP 제어 메커니즘에 따라 지터 값을 수치로 표현하고 있지만, 이는 본 발명에 한정된 것이 아니라 경우에 따라서는 다른 데이터로 표현할 수도 있다.Thereafter, the
제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 생성된 지터 리스트의 지터 값별 차이 값, 예를 들어 소정의 수치로 표현된 패킷별 지터 값 중 앞서 전송한 패킷의 지터 값(수치 5)과 그 이후에 단말기(500)로 전송한 패킷의 지터 값(3)간의 차이 값(2)을 산출한다. 그리고, 산출된 차이 값 중 사전 정의한 두 가지 조건을 만족하는 차이 값이 있는지를 확인하여 제1 핸드오프 발생 유무를 알아낸다. The first handoff occurrence
이때, 사전 정의한 조건이란 지터 값의 차이 값이 일정 기준치 보다 큰 제1 조건과, 다른 지터 값의 차이 값들은 기준치보다 작은 일정치를 유지하는 제2 조건을 포함한다. 예를 들어, 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 k번째 패킷의 지터 값이랑 k+1번째 패킷의 지터 값과의 차이 값이 기준치 보다 크고, 다른 패킷간의 지터 값별 차이 값이 기준치보다 작은 일정치를 유지하면, 제1 핸드오프가 발생하였다고 판단한다.In this case, the predefined condition includes a first condition in which the difference value of the jitter value is greater than the predetermined reference value, and a second condition in which the difference value of the other jitter values is smaller than the reference value. For example, the first handoff occurrence
이후, 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 단말기(500)로부터 수신된 RR 패킷의 LSR(last SR) 필드와 DLSR(delay since last SR) 필드를 분석하여 제1 핸드오프 발생 시각을 예측한다. 참고로, LSR 필드는 단말기(500)가 패킷 송수신부(110)로부터 가장 최근 에 받은 SR(Sender Report) 패킷의 타임 스탬프(Time stamp)를 포함한다. 그리고, DLSR 필드는 단말기(500)가 패킷 송수신부(110)로부터 가장 최근에 받은 SR(Sender Report) 패킷에서, 해당 패킷(RR 패킷)을 다시 패킷 송수신부(110)로 보내기까지의 지연 시간을 포함한다.Thereafter, the first handoff
제2 핸드오프 발생시각 예측부(130)는 예측된 제1 핸드오프 발생 시각에 기초하여 추후 발생할 제2 핸드오프 발생 시각을 예측한다. 이때, Gauss-Markov 모델에 기초하여 예측하는데, 추후 자세히 언급하기로 한다. The second handoff
그리고, 단말기(500)의 제2 핸드오프 진행 시간은 예측된 제2 핸드오프 발생 시각으로부터의 소정의 시간을 의미하는데, 본 발명의 실시 예에서는 특정의 수치로 진행 시간을 한정하지 않기로 한다. 이처럼 진행 시간을 한정하지는 않지만, 제2 핸드오프 진행 시간은 패킷 전송 주기 조절 장치(100)에서 임의로 정한 시간일 수도 있고, 또는 경우에 따라서 제1 핸드오프 진행 시간에 기초하여 산출될 수도 있다.And, the second handoff progress time of the terminal 500 means a predetermined time from the predicted second handoff occurrence time, but the embodiment of the present invention does not limit the progress time to a specific value. Although the progress time is not limited as described above, the second handoff progress time may be a time arbitrarily determined by the packet transmission
전송 주기 조절부(140)는 예측된 제2 핸드오프 발생 시각에 기초하여 멀티미 디어 스트림 패킷의 제2 전송 주기를 계산한다. 즉, 제2 핸드오프 발생 시각, 그리고 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기(500)로 수신되지 않을 패킷 량에 따라 멀티미디어 스트림 패킷의 제2 전송 주기를 다시 계산한다. The transmission
멀티미디어 스트리밍 서비스 제공부(150)는 제2 전송 주기에 따라 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송한다. 즉, 제1 전송 주기 보다 빠른 속도인 제2 전송 주기에 따라 패킷을 단말기(500)로 전송하여 제2 핸드오프 진행 시간 동안 전송되지 않을 패킷까지 모두 전송시킨다. The multimedia
그러면, 상기한 구성을 이루는 패킷 전송 주기 조절 장치(100)의 동작 과정에 대해 알아본다.Next, an operation process of the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 전송 주기 조절 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart sequentially illustrating an operation process of an apparatus for adjusting a packet transmission period according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시되어 있듯이, 먼저 패킷 전송 주기 조절 장치(100)의 패킷 송수신부(110)는 RTP에 기초하여 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 송신한다(S401). 이때, 일차적으로 계산한 제1 전송 주기에 따라 패킷을 단말기(500)로 송신한다.As illustrated in FIG. 3, first, the
상기 패킷을 수신한 단말기(500)는 RTCP에 기초하여 패킷 수신 상태(예를 들어, 패킷 손실과 패킷 손실률, 패킷 전송 지연 및 지터 값 등)를 알리는 RR 패킷을 패킷 송수신부(110)로 송신한다.Upon receiving the packet, the terminal 500 transmits an RR packet to the
패킷 전송 주기 조절 장치(100)의 상태 진단부(120)는 단말기(500)로부터 수신(S402)된 RR 패킷을 수집 및 분석하여 단말기별 패킷 수신 상태를 진단(S403)하 는데, 먼저 지터 리스트 생성부(121)는 RR 패킷 내의 지터 값을 추출한 후, 추출된 지터 값들을 순차적으로 배열하여 지터 리스트를 생성한다(S404). 즉, 지터 리스트 생성부(121)는 단말기(500)로부터 수신된 K번째 RR 패킷을 분석하여 단말기(500)로 전송한 k번째 패킷의 지터 값을 알아낸 후, 연이어 단말기(500)로부터 수신된 K+1번째 RR 패킷을 분석하여 단말기(500)로 전송한 k+1번째 패킷의 지터 값을 알아낸다. 그리고, 지터 리스트 생성부(121)는 알아낸 패킷별 지터 값에 기초하여 지터 리스트를 생성하는데, 이때 패킷별 지터 값은 사전 정의된 수치로 표현된다.The
이후, 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 생성된 지터 리스트의 지터 값간의 차이 값들을 산출한 후, 산출된 차이 값 중에서 사전 정의한 두 가지 조건을 만족하는 차이 값이 있는지를 확인하여 제1 핸드오프 발생 유무를 알아낸다. 즉, 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 지터 값간의 차이 값이 일정 기준치 보다 큰 제1 조건을 만족하는지 확인(S405)한 후, 확인 결과 만족할 경우에는 다른 지터 값간의 차이 값들이 기준치보다 작은 일정치를 유지하는 제2 조건을 만족하는지 연이어 확인한다(S406).Thereafter, the first handoff occurrence
이후, 제1 핸드오프 발생시각 예측부(122)는 단말기(500)로부터 수신된 RR 패킷의 LSR 필드와 DLSR 필드를 분석하여 제1 핸드오프 발생 시각을 예측한다(S407). Thereafter, the first handoff
제2 핸드오프 발생시각 예측부(130)는 예측된 제1 핸드오프 발생 시각에 기초하여 추후 발생할 제2 핸드오프 발생 시각을 예측한다(S408). 이때, Gauss-Markov 모델에 기초하여 예측하는데, 간략히 알아보면 다음과 같다.The second handoff
먼저, 단말기의 초기 이동 속도를 알면 시간에 따라 변하는 단말기의 이동 속도와 함께 이동한 거리를 예측할 수 있다. 그리고, 한 기지국이 관리하는 한 셀의 크기는 그 지름이 대부분 알려져 있는데, 무선 이동 시스템의 한 예인 WiBro는 셀의 직경이 1Km로 고정되어 있다.First, if the initial moving speed of the terminal is known, the distance moved along with the moving speed of the terminal that changes with time can be predicted. In addition, the size of a cell managed by a base station is largely known in diameter. WiBro, an example of a wireless mobile system, has a fixed cell diameter of 1 km.
따라서, 단말기가 셀 내에서 직선으로 이동한다고 가정하고, 소정의 계산식에 따라 단말기가 이동한 거리를 산출한다면, 사전 인지한 셀 크기를 이용하여 추후 발생할 단말기의 제2 핸드오프 시각을 예측할 수 있다.Therefore, assuming that the terminal moves in a straight line in the cell, and calculates the distance traveled by the terminal according to a predetermined formula, it is possible to predict a second handoff time of the terminal to be generated later using the previously recognized cell size.
이후, 전송 주기 조절부(140)는 예측된 제2 핸드오프 발생 시각과, 발생 시각으로부터의 소정의 시간인 제2 핸드오프 진행 시간, 진행 시간 동안에 단말기(500)로 전송되질 않을 패킷 량에 기초하여 멀티미디어 스트림 패킷의 제2 전송 주기를 계산한다(S409). 즉, 최초 계산한 제1 전송 주기가 아닌, 제2 핸드오프 진행 시간 동안 전송되지 않을 패킷까지 모두 전송시킬 수 있는 제2 전송 주기를 다시 계산한다. 이러한 제2 전송 주기 계산 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.Thereafter, the transmission
먼저, 단말기(500)의 핸드오프 발생으로 인한 패킷의 전송 지연을 고려하지 않은 제1 전송 주기를 λs 라 할 경우, 시간 t 동안 패킷 송수신부(110)가 보내는 패킷 량, D(t)는 아래의 수학식 1과 같다.First, when the first transmission period that does not consider the transmission delay of the packet due to the handoff occurrence of the terminal 500 is λ s, the amount of packets sent by the
이후, 제2 핸드오프가 발생하기까지의 시간을 △t라 하고, 제2 핸드오프 진 행 시간을 △h, 제2 핸드오프 진행 시간 동안 단말기(500)가 수신하지 못할 패킷을 PAR(도 2의 300)을 거쳐 단말기(500)로 전송하는데 걸리는 시간을 τ라 할 경우, 이에 대한 표시 예가 첨부된 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 패킷 전송 구간(service available)에 해당하는 △t와 패킷 전송 불가 구간에 해당하는 △h 및 τ의 관계를 시간 흐름에 따라 개념적으로 나타낸 도이다. After that, the time until the second handoff occurs is Δt, the second handoff progress time Δh, and the packet that the terminal 500 cannot receive during the second handoff progress time is PAR (FIG. 2). When the time taken to transmit to the terminal 500 via 300 is denoted τ, a display example thereof is shown in FIG. 4. FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating a relationship between Δt corresponding to a packet available interval (service available) and Δh and τ corresponding to a non-packet interval available over time.
이후, 단말기(500)가 △t시간 동안 추가로 받아야 할 패킷 량(즉, 제2 핸드오프 진행 시간 동안 단말기가 수신하지 못할 패킷 량)을 Dadj(△t)하고, 서브 전송 주기를 μ1라 하면, Dadj(△t)는 아래의 수학식 2와 같다.Subsequently, the terminal 500 receives D adj (Δt) of a packet amount additionally to be received for Δt time (that is, a packet amount that the terminal cannot receive during the second handoff progress time), and the sub transmission period is μ1. D adj (Δt) is represented by Equation 2 below.
또한, △t 시간 동안 추가로 받아야 할 패킷 량은 △h+τ시간 동안 제1 전송 주기로 받아야 할 패킷 량과 같으므로, Dadj(△t)는 아래의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.In addition, since the amount of packets to be additionally received for Δt time is the same as the amount of packets to be received in the first transmission period for Δh + τ time, D adj (Δt) may be expressed as Equation 3 below.
이에 따라, 다시 계산한 패킷의 서브 전송 주기인 μ1은 다음과 같다.Accordingly, μ1, which is the subtransmission period of the recalculated packet, is as follows.
이때, τ는 λr의 전송 주기로서, 이는 △h시간 동안 구 기지국(미도시, 단말기가 현재 접속하고 있는 기지국)에 쌓였던 패킷들을 신 기지국(단말기가 핸드오프한 기지국)이 수신하여 단말기(500)로 전달하는데 걸리는 시간이다. 따라서, τ는 아래의 수학식 5로 표현할 수 있다.In this case, τ is a transmission period of λr, which is a new base station (base station to which the terminal is handed off) received by the new base station (base station to which the terminal is handed off) accumulated in the old base station (not shown, the base station to which the terminal is currently connected) for Δh. Is the time it takes to deliver. Therefore, τ can be expressed by Equation 5 below.
이후, 수학식 5를 앞서 산출한 수학식 4에 대입하여 패킷의 제2 전송 주기인 μ를 아래의 수학식 6으로 구할 수 있다.Subsequently, by substituting Equation 5 into Equation 4 calculated above, μ, which is a second transmission period of the packet, may be obtained by Equation 6 below.
여기서, 수학식 6을 따르는 제2 전송 주기(μ)를 보면, 앞서 산출한 서브 전송 주기(수학식 4)인 μ1에 제1 전송 주기를 합한 것임을 알 수 있다.Here, looking at the second transmission period μ according to Equation 6, it can be seen that the first transmission period is added to μ1, which is the previously calculated sub transmission period (Equation 4).
이후, 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공부(150)는 수학식 6을 따르는 제2 전송 주기에 따라 단말기(500)로 멀티미디어 스트림 패킷을 전송한다(S410). 즉, 제1 전송 주기 보다 좀 더 빠른 속도로 패킷을 전송하여 제2 핸드오프 진행 시간 동안 전송되지 않을 패킷까지 모두 단말기(500)로 전송시킨다. Thereafter, the multimedia
그러면, 단말기(500)는 데이터 재생 속도 보다 더 빠른 속도로 수신되는 패킷을 버퍼(Buffer)에 임시 저장하여 완충시킴으로써, 재생 속도에 대한 동기를 맞춘다. Then, the terminal 500 temporarily stores the received packet in a buffer at a speed higher than the data reproduction speed and buffers it, thereby synchronizing with the reproduction speed.
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 휴대 인터넷 망에서의 패킷 전송 주기 조절 장치 및 그 방법은 단말기(500)의 제1 및 제2 핸드오프 발생 시각을 예측하여 스트리밍 패킷의 제2 전송 주기를 다시 계산한 후, 계산된 제2 전송 주기에 따라 제2 핸드오프 진행 시간 동안에 단말기가 수신하지 못할 패킷까지 모두 단말기(500)로 전송한다. 이를 통해, 단말기(500)는 무선 구간에서 핸드오프를 수행하는 동안(제2 핸드오프 진행 시간 동안)일지라도 버퍼에 미리 수신해 둔 패킷을 처리할 수 있으므로, 핸드오프로 인한 서비스 품질 지연 발생을 줄일 수 있다.As such, the apparatus and method for adjusting a packet transmission period in a high-speed portable Internet network according to an exemplary embodiment of the present invention predict the first and second handoff occurrence times of the terminal 500 and reconstruct the second transmission period of the streaming packet. After the calculation, according to the calculated second transmission period, all the packets that the terminal cannot receive during the second handoff progress time are transmitted to the terminal 500. As a result, the terminal 500 may process the packet received in the buffer even during the handoff in the wireless section (during the second handoff progress time), thereby reducing the quality of service delay caused by the handoff. Can be.
도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The drawings and detailed description of the invention are exemplary only, and are used for the purpose of illustrating the invention only, and are not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 따른 고속 휴대 인터넷 망에서의 패킷 전송 주기 조절 장치 및 그 방법은 핸드오프 진행 시간 동안 단말기가 수신하지 못할 패킷을 미리 단말기로 전송함으로써, 잦은 핸드오프로 인한 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질 저하를 개 선할 수 있는 효과가 있다.An apparatus and method for adjusting a packet transmission period in a high-speed portable Internet network according to the present invention improve the quality of a multimedia streaming service due to frequent handoffs by transmitting a packet to a terminal that the terminal cannot receive during a handoff progress time. There is a good effect.
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