KR100678846B1 - Ａｖ 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법 - Google Patents

Ａｖ 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법 Download PDF

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AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법이 개시된다. 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법은, AV 인코더가 입력되는 AV 데이터를 설정된 인코딩 레이트에 따라 AV 스트림으로 인코딩하여 이더넷 드라이버로 전송하는 단계와, 이더넷 드라이버가 AV 인코더로부터 전송받은 AV 스트림에 이더넷 헤더를 부가하여 생성한 이더넷 패킷을 전송 채널을 통해 수신장치로 전송하는 단계 및 서비스 품질 모듈이 이더넷 드라이버를 통해 수신장치로 전송되는 이더넷 패킷의 양에 따라 AV 인코더에 설정된 인코딩 레이트를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다. 이에 의해, AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서의 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
AV 스트림, 무선랜, 이더넷 패킷, QoS

Description

ＡＶ 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법{Method for ensuring quality of service in wireless local area network system for transmitting AV stream}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에 대한 소프트웨어 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 이더넷 드라이버로부터 출력되는 이더넷 패킷의 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 3은 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 안정적인 서비스 품질을 확보하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 송신장치 110 : MPEG2 인코더
120, 210 : 네트워크 인터페이스 122, 212 : 이더넷 드라이버
130 : QoS 모듈 200 : 수신장치
220 : MPEG2 디코더 230 : 디스플레이 모듈
본 발명은 AV 스트림 전송용 무선랜(WLAN : Wireless Local Area Network) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인터넷 프로토콜이 필요하지 않은 무선 랜 시스템에서 외부로부터 입력되는 AV(Audio and Video) 신호를 AV 스트림(stream)으로 인코딩하여 수신장치로 전송함에 있어, 안정적인 서비스 품질(QoS : Quality Of Service)을 확보하기 위한 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발달에 의해 무선에 의한 네트워크 환경이 생활 주변에서 보편화되고 있다. 일 예로, 종래의 유선 랜을 대체하는 기술로서, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11과 같은 무선 랜(WLAN) 기술의 보급이 보편화되고 있으며, 이를 채택한 무선기기에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.
예를 들면, 무선 랜을 채택하여 케이블이나 안테나를 통해 수신되는 AV 신호를 MPEG 스트림(Stream)으로 인코딩하고, 인코딩된 MPEG 스트림을 무선채널을 통해 송신하는 송신장치(Transmitter)와 상기 송신장치로부터 송출되는 MPEG 스트림을 수신하여 디코딩한 후 화면에 디스플레이하는 수신장치(영상 표시장치)로 구성된 와이어리스 텔레비전 시스템이 그 대표적인 예이다. 이에 따라, 사용자는 무선 통신 범위 내에서 수신장치를 간편하게 이동시킬 수 있음으로써, 주방, 테라스, 정원 등 그동안 TV 시청이 어려웠던 장소에서도 TV를 시청할 수 있다.
현재 대부분의 무선 랜 시스템은 인터넷 통신을 위해 인터넷 프로토콜인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 스택(stack)을 포함하고 있는데, TCP/IP 스택의 경우 임베디드(Embedded) 환경에서 적지않은 CPU의 부하 (load)로 작용하며, 프로그램 코드의 크기도 증가시키는 단점을 갖는다. 따라서, 임베디드 환경에서 범용적인 인터넷 통신 기능이 필요하지 않는 무선 랜 시스템에서 TCP/IP 스택의 사용은 무의미 해질 수 있다. 예를 들면, 상술한 와이어리스 텔레비전 시스템에서 송신장치는 수신장치로 단순히 MPEG 스트림만을 전송하므로 송신장치와 수신장치 간에는 인터넷 기능이 필요하지 않다. 이 경우 TCP/IP 스택의 사용은 CPU의 부하 및 데이터 패킷의 크기만 증가시킬 것이다.
한편, 무선 랜 시스템의 경우 통신환경에 따라 전송 채널의 품질이 수시로 변할 수 있으므로 열악한 전송 채널을 가지고 있다고 할 수 있다. 즉, 무선 랜 시스템의 경우 송신장치와 수신장치 간의 거리 및 상기 두 장치 사이에 존재하는 장애물 등에 의해 전송 채널의 품질이 변하게 된다. 예를 들면, 두 장치가 너무 멀리 떨어져 있거나, 두 장치 사이에 통신을 방해하는 장애물이 존재하는 경우 전송 품질이 저하된다. 이 경우, 송신장치로부로부터 수신장치로 전송되는 AV 스트림의 손실을 초래할 수 있다. 예를 들면, 송신장치에서는 수신되는 AV 스트림을 일정한 인코딩 레이트(예컨대, 10Mbps)로 인코딩하여 계속해서 출력하는데 반해, 수신장치에서는 전송 채널의 상태가 양호하지 않거나, 또는 수신장치 자체의 에러로 인하여 소정 분량(예컨대, 8Mbps)의 AV 스트림만을 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 수신장치로 전송되는 AV 스트림이 유실되는 문제점이 발생한다.
따라서, AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 전송 채널의 상태가 양호하지 않은 경우에도 AV 스트림의 서비스 품질을 안정적으로 확보할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 전송 채널의 상태에 따라 수신장치로 전송되는 AV 스트림의 양을 적응적으로 조절할 수 있도록 하여 전송 채널의 상태가 양호하지 않은 경우에도 안정적인 서비스 품질을 확보할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법은, AV 인코더가 입력되는 AV 데이터를 설정된 인코딩 레이트에 따라 AV 스트림으로 인코딩하여 이더넷 드라이버로 전송하는 단계; 상기 이더넷 드라이버가 상기 AV 인코더로부터 전송받은 상기 AV 스트림에 이더넷 헤더를 부가하여 생성한 이더넷 패킷을 전송 채널을 통해 수신장치로 전송하는 단계; 및 서비스 품질 모듈이 상기 이더넷 드라이버를 통해 상기 수신장치로 전송되는 상기 이더넷 패킷의 양에 따라 상기 AV 인코더에 설정된 상기 인코딩 레이트를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 인코딩 레이트 조절단계는, 상기 이더넷 드라이버로부터 상기 수신장치로 전송되는 상기 이더넷 패킷의 양을 기초로 실제 전송되는 AV 스트림의 양을 산출하는 단계; 상기 산출된 AV 스트림의 양과 상기 AV 인코더에 의해 인코딩된 상기 AV 스트림의 양을 비교하여 차이값을 계산하는 단계; 및 상기 차이값과 상기 AV 인코더에 설정된 상기 인코딩 레이트를 비교하여 상기 AV 인코더의 인코딩 레이트를 조절하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 인코딩 단계에서 인코딩되는 상기 AV 스트림은 MPEG TS(Transport Stream)인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에 대한 소프트웨어 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템은 외부로부터 수신되는 AV 신호를 MPEG2(Motion Picture Experts Group-2) 전송 스트림(TS: Transport Stream)으로 인코딩하고, 인코딩된 MPEG2 TS에 이더넷 패킷 헤더(Ethernet Packet header)를 부가하여 전송하는 송신장치(100)와, 네트워크 인터페이스를 통해 상기 송신장치(100)로부터 전송되는 MPEG TS를 수신받아 디코딩한 후 화면에 디스플레이하는 수신장치(200)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 송신장치(100)는 MPEG2 인코더(110), 네트워크 인터페이스(120) 및 서비스 품질(Quality Of Service, 이하 "QoS"라 한다) 모듈(130)로 구성된다.
MPEG2 인코더(110)는 케이블이나 안테나를 통해 수신되는 AV 신호를 설정된 인코딩 레이트(encoding rate)에 따라 MPEG2 TS으로 인코딩하여 네트워크 인터페이스(120)로 전송한다. MPEG2 TS의 경우 실시간 전송에 적합하고, 전송 패킷의 크기 가 188byte로 고정되어 에러 검출(Error Detection) 및 정정(Correction)에 유리하며 패킷의 재조립이 용이한 장점을 갖는다. 따라서, 본 실시예에서는 외부로부터 입력되는 AV 신호를 인코딩하는 AV 인코더로 MPEG2 인코더(110)를 채용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
MPEG2 스트림 이외에 본 발명에 적용 가능한 미디어 스트림을 예로 들면 다음과 같다. 비디오 스트림의 예로는 MPEG-1/4, H.261/3/4, WMV(Window Media Video), Real Medial, DivX(Digital Video Express), XviD, DV(Digital Video) 등을 들 수 있으며, 오디오 스트림의 예로는 PCM(Pulse Code Modulation), MP3(MPEG1 Layer 3), WMA(Window Media Audio), AC3, AAC(Advanced Audio Coding), MPEG2 Audio 등을 들 수 있다.
네트워크 인터페이스(120)는 MPEG2 인코더(110)로부터 전송받은 MPEG2 TS 데이터에 이더넷 헤더(ethernet header)를 부가하여 이더넷 패킷(ethernet packet)을 생성한 후 수신장치(200)로 전송하는 이더넷 드라이버(122)를 구비한다.
도 2는 본 발명에 따른 이더넷 드라이버(122)로부터 출력되는 이더넷 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이더넷 드라이버(122)를 통해 수신장치(200)로 전송되는 이더넷 패킷은 MPEG2 인코더(110)에 의해 인코딩된 MPEG2 TS 데이터와 이더넷 헤더로 구성된다.
QoS 모듈(130)은 이더넷 드라이버(122)를 실시간 적으로 모니터링하고, 모니터링결과에 따라 MPEG2 인코더(110)의 인코딩 레이트를 적응적으로 조절한다. 보다 자세하게는, QoS 모듈(130)은 이더넷 드라이버(122)로부터 수신장치(200)로 전송되는 MPEG2 TS 패킷의 양을 산출하고, 산출된 MPEG2 TS 패킷의 양과 MPEG2 인코더(110)에서 인코딩되는 MPEG2 TS 패킷의 양을 비교하여 MPEG2 인코더(110)의 인코딩 레이트를 조절한다. 예를 들면, 상기 비교결과 이더넷 드라이버(122)를 통해 수신장치(200)로 전송되는 MPEG2 TS 패킷의 양이 MPEG2 인코더(110)에서 인코딩된 MPEG TS 패킷의 양보다 작은 것으로 판단되는 경우, 송신장치(100)와 수신장치(200) 사이의 전송 채널의 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하여 MPEG2 인코더(110)에 설정된 인코딩 레이트를 낮춘다.
상기와 같이, MPEG2 인코더(110)에서 인코딩되는 MPEG2 TS 패킷의 양을 조절하므로써 송신장치(100)와 수신장치(200) 사이의 무선채널의 상태가 양호하지 않아 수신장치(200)로 전송되는 이더넷 패킷이 유실되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 수신장치(200)는 송신장치(100)와 데이터 통신을 수행하며, 상기 송신장치(100)로부터 전송되는 이더넷 패킷을 수신하여 MPEG2 디코더(220)로 전송하는 역할을 수행하는 이더넷 드라이버(212)를 구비한 네트워크 인터페이스(210)와, 상기 이더넷 드라이버(212)로부터 전송받은 MPEG2 TS를 화면에 디스플레이 가능한 데이터의 형태로 디코딩하여 출력하는 MPEG2 디코더(220) 및 상기 MPEG2 디코더(220)로부터 전송받은 데이터를 화면에 디스플레이하는 디스플레이 모듈(230)로 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템은 와이어리스 텔레비전 시스템과 같이 송신장치(100)와 수신장치(200) 간에 인터넷 통신 이 필요하지 않은 시스템이므로, 송신장치(100) 및 수신장치(200)에 인터넷 프로토콜인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 스택(stack)을 설치하도 않아도 된다. 즉, 본 발명에서는 TCP/IP 스택을 이용하지 않음으로써, 기존 TCP/IP 스택을 사용함에 따른 CPU의 부하를 줄일 수 있음은 물론, 송신장치(100)로부터 수신장치(200)로 전송되는 이더넷 패킷의 크기를 줄일 수 있으므로 MPEG2 TS의 전송속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 안정적인 서비스 품질을 확보하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, MPEG2 인코더(110)는 케이블이나 안테나를 통해 수신되는 AV 신호를 설정된 인코딩 레이트에 따라 MPEG2 TS로 인코딩하여 이더넷 드라이버(122)로 전송한다(S310). 이더넷 드라이버(122)는 MPEG2 인코더(110)로부터 전송받은 MPEG2 TS 패킷에 이더넷 헤더를 부가하여 이더넷 패킷을 생성한 후 수신장치(200)로 전송한다(S320).
상기 320 단계가 수행되는 동안 QoS 모듈(130)은 이더넷 드라이버(122)를 통해 송신장치(100)로 전송되는 MPEG2 TS 패킷의 양을 산출한다(S330). 이더넷 드라이버(122)를 통해 수신장치(200)로 전송되는 MPEG2 TS 패킷의 양은 이더넷 드라이버(122)로부터 출력되는 이더넷 패킷의 양으로부터 산출할 수 있다.
상기 330 단계에서 이더넷 드라이버(122)를 통해 송신장치(100)로 전송된 MPEG2 TS 패킷의 양이 산출되면, 산출된 MPEG2 TS 패킷의 양과 MPEG2 인코더(110)에서 인코딩되어 출력되는 MPEG2 TS 패킷의 양을 비교하여 차이값를 계산한다 (S340).
QoS 모듈(130)은 340 단계에서 산출된 차이값과 MPEG2 인코더(110)에 설정된 인코딩 레이트를 비교하고, 비교결과에 따라 MPEG2 인코더(110)에 설정된 인코딩 레이트를 조절한다(S350). MPEG2 인코더(110)의 인코딩 레이트는 QoS 모듈(130)에 의해 변경되며, MPEG2 인코더(110)는 변경된 인코딩 레이트에 따라 수신되는 AV 신호를 인코딩하여 출력한다.
상기 310 단계 내지 350 단계의 동작은 송신장치(100)로부터 수신장치(200)로의 데이터 전송이 완료될 때까지 반복 수행된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이더넷 패킷을 이용하여 AV 스트림을 전송함으로써 CPU의 부하 및 수신장치로 전송되는 데이터 패킷의 크기를 줄일 수 있어 데이터 전송속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이더넷 드라이버를 통해 무선으로 전송되는 데이터의 양을 지속적으로 모니터링하여 전송 채널의 상태를 파악하고, 전송 채널의 상태에 따라 AV 인코더의 인코딩 레이트를 제어해 줌으로써 무선랜 시스템에서의 데이터 서비스 품질, 즉 전송품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. AV 인코더가 입력되는 AV 데이터를 설정된 인코딩 레이트에 따라 AV 스트림으로 인코딩하여 이더넷 드라이버로 전송하는 제 1단계;
    상기 이더넷 드라이버가 상기 AV 인코더로부터 전송받은 상기 AV 스트림에 이더넷 헤더를 부가하여 생성한 이더넷 패킷을 전송 채널을 통해 수신장치로 전송하는 제 2단계; 및
    서비스 품질 모듈이 상기 이더넷 드라이버를 통해 상기 수신장치로 전송되는 상기 이더넷 패킷의 양에 따라 상기 AV 인코더에 설정된 상기 인코딩 레이트를 조절하는 제 3단계;를 구비하며,
    상기 제 3단계는, 상기 이더넷 드라이버로부터 상기 수신장치로 전송되는 상기 이더넷 패킷의 양을 기초로 실제 전송되는 AV 스트림의 양을 산출하는 단계; 상기 산출된 AV 스트림의 양과 상기 AV 인코더에 의해 인코딩된 상기 AV 스트림의 양을 비교하여 차이값을 계산하는 단계; 및 상기 차이값과 상기 AV 인코더에 설정된 상기 인코딩 레이트를 비교하여 상기 AV 인코더의 인코딩 레이트를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AV 스트림 전송용 무선랜 시스템에서 서비스 품질 확보방법.
  3. 삭제
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