KR100939694B1

KR100939694B1 - 미디어 객체를 송신하기 위한 다이내믹 에러 복구 메커니즘을 제공하는 방법 및 장치, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법 및 장치, 및 방송 아키택쳐에서 송신 에러를 결정하는 장치

Info

Publication number: KR100939694B1
Application number: KR1020047005368A
Authority: KR
Inventors: 쿠마르 라마스와미; 앤드류 데니스 해?R
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2010-02-01
Also published as: WO2003034747A1; EP1444826A1; KR20040053163A; JP2005507196A; CN1572113A; MXPA04003530A; CN100344159C; EP1444826A4

Abstract

본 발명은, 미디어 객체의 에러 복구를 위해 (순차적인 일련의 패킷에서의) 순차 제어 패킷을 MPEG-2 호환성 프로그램 패킷 그룹에 할당하는 시스템 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이 미디어 객체를 전송 스트림을 통해 송신하기 위해 일련의 프로그램 패킷(254, 256)으로 분석한다. 그 후, 제어 패킷(252)은 일정한 양의 프로그램 패킷에 대응시키기 위해 전송 스트림에 삽입되며, 여기서, 제어 패킷(252)의 카운터(265)는 순차적으로 번호가 매겨진다. 추가적인 제어 패킷(260)은 제 2의 일정한 양의 프로그램 패킷이 분석된 이후 전송 스트림에 인터리빙된다. 선택적으로, 수신된 제어 패킷의 순차적인 번호 매김에 갭이 있을 때, 제어 패킷은 수신 디바이스에 의해 수신되며, 이 수신 디바이스는 손실된 제어 패킷에 응답하여 명령을 발급한다.

Description

미디어 객체를 송신하기 위한 다이내믹 에러 복구 메커니즘을 제공하는 방법 및 장치, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법 및 장치, 및 방송 아키택쳐에서 송신 에러를 결정하는 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING A DYNAMIC ERROR RECOVERY MECHANISM FOR TRANSMITTING MEDIA OBJECTS, METHOD AND APPARATUS FOR SEQUENTIALLY ASSIGNING A CONTROL PACKET TO A PLURALITY OF DATA PACKETS CORRESPONDING TO A MEDIA OBJECT, AND APPARATUS FOR DETERMINING TRANSMISSION ERRORS IN A BROADCAST ARCHITECTURE}

본 발명은 디지털 오디오 및 비디오 파일의 송신, 구체적으로 높은 대역폭의 송신 채널을 요구하는 길이를 갖는 미디어 객체의 에러 복구에 관한 것이다.

위성 및 케이블 산업이 성장함에 따라, 장편 영화를 가정내 멀티미디어 사용자에게 전달하기 위한 아키택쳐의 개발에 상당한 관심이 있어왔다. VOD(Video On Demand)로 불리는 하나의 전달 개념은 사용자의 선택에 기초하여 영화를 사용자에게 제공한다. 사용자는 방송 서비스를 통해 수신된 이용 가능 미디어를 나열하고 있는 EPG(Electronic Programming Guide)를 통해서 프로그래밍을 선택한다. 일단 영화가 선택되면, 방송 시스템은 이 영화를 가정내 사용자에게 송신할 것이며, 이러한 송신은 (MPEG-2 디지털 케이블 송신과 같은) 케이블 수단, (DBS, DIRECTV^TM, DISH NETWORK^TM 등과 같은) 위성 방송, 지상 방송(UHF, VHF, 또는 표준 선명/고선명 프로그래밍 등을 수신하는 방송 채널), 또는 (DSL 등과 같은) 트위스트 페어(twisted pair) 연결 중 어느 하나를 통해서 발생한다.

이후 미디어 객체로 지칭된 디지털 비디오(오디오) 파일의 송신 복잡도는, 송신 아키택쳐가 큰 크기를 갖는 디지털 비디오 파일을 처리할 수 있어야 하는 점을 요구한다. 예컨대, 미디어 객체가 디스플레이 포맷으로서 "거의 동화상 품질"(예컨대 고선명 텔레비전)로 디스플레이되기 위한 요건은 송신 아키택쳐가 거의 20Mbits/sec의 처리량을 지원하는 네트워크를 필요로 해야 함을 요구한다. 송신 아키택쳐는 또한 비디오/오디오 송신의 요건을 손상시키지 않기 위해 낮은 송신 에러율을 가져야 한다. 예컨대, DBS 위성 시스템은 허용 가능한 서비스 품질(QOS)을 제공하기 위해 10^-9 내지 10^-11에 이르는 범위의 에러율을 가져야한다.

만약 미디어 객체가 불연속 세그먼트들로 분해된다면, 미디어 객체의 송신을 손상시키는 에러 가능성은 줄어든다. 데이터 패킷으로 알려진 이러한 세그먼트는 미디어 객체를 개별 디비전(division)으로 분할하며, 이러한 개별 디비전은 송신 아키택쳐의 수신 말단에서 재구성된다. 데이터 파일을 패킷화하기 위해 사용되는 한가지 기법은 불연속 데이터 패킷을 인코딩 및 전송하기 위한 데이터스트림을 생성하기 위해 MPEG-2 데이터-인코딩 표준에 부합한다(MPEG-2 규격 ISO-13818-1 참조).

영화와 같은 디지털 미디어를 허용 가능한 비트율로 디스플레이하기 위해 상대적으로 높은 대역폭으로 데이터 패킷을 송신하기 위한 요건은 손상된 미디어 객체 송신을 수정할 기회를 많이 남기지 않는다. 더나아가, 에러가 미디어 객체 송신을 손상시킬 때, 이러한 송신을 수용하는 채널은 손상된 비디오 파일의 대부분의 세그먼트를 재방송할 특권을 갖지 않으며, 이는 이러한 재송신이 송신 채널이 다른 미디어 객체의 방송을 수용하는 것을 막을 것이기 때문이다.

본 발명의 목적은 순차 제어 패킷을 백 채널(back channel)을 통한 에러 복구를 위해 프로그램 패킷 그룹에 할당하는 시스템 및 방법이다. 대응하는 제어 패킷이 손상될 때 시스템은 백 채널을 통해 손실된 프로그램 패킷을 재방송한다.

본 발명의 전술된 및 기타 장점과 특성은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 통해 더 잘 이해될 것이며, 이러한 설명은 수반하는 도면과 연계하여 제공된다. 도면의 여러 특성부는 실제축적대로 도시되지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 송신 시스템의 블록도.

도 2a는 일련의 순차 제어 패킷의 헤더를 사용하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 일련의 순차 제어 패킷을 도시한 도면.

도 2b는 일련의 순차 제어 패킷의 패이로드를 사용하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 일련의 순차 제어 패킷을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 MPEG 기반 인코더를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 MPEG 기반 디코더를 도시한 도면.

비록 본 발명이 예시적인 실시예로 기술되지만, 이들 실시예로 제한되지 않는다. 오히려, 첨부된 청구범위는 본 발명의 등가인 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 이뤄질 수 있는 본 발명의 기타 변형 및 실시예를 포함하 도록 넓게 해석되어야 한다.

본 발명은 오디오, 비디오 또는 이들 두 미디어 유형의 결합을 미디어 파일 또는 "미디어 객체"로서 송신하고 수신하는 시스템 및 방법이다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "미디어 객체"는 오디오, 비디오, 텍스트, 멀티미디어 데이터 파일 및 스트리밍 미디어 파일을 포함한다. 멀티미디어 객체는 텍스트, 영상, 비디오, 및 오디오 데이터의 임의의 결합을 포함한다. 스트리밍 미디어는 오디오, 비디오, 멀티미디어, 텍스트, 및 양방향 데이터 파일을 포함하며, 이러한 파일은 인터넷, 위성, 또는 기타 통신 네트워크 환경을 통해 사용자에게 전달되며, 전체 파일 전달이 완료되기 이전에 사용자의 컴퓨터/디바이스 상에서 재생되기 시작한다. 미디어 객체는 인터넷, 위성(DSS, DVB-S), 케이블, DSL, T1 라인, 무선 네트워크, 또는 미디어 객체를 전달할 수 있는 다른 전달 시스템을 포함하는 임의의 통신 네트워크를 통해서 송신될 수 있다.

미디어 객체의 컨텐트 예로 노래, 정당 연설, 뉴스 방송, 영화 예고편, 영화, 텔레비전 쇼 방송, 라디오 방송, 파이낸셜 컨퍼런스 콜(financial conference calls), 라이브 콘서트, 웹-캠 푸티지(web-cam footage), 및 기타 스페셜 이벤트가 있다. 미디어 객체는 REALAUDIO(등록상표), REALVIDEO(등록상표), REALMEDIA(등록상표), APPLE QUICKTIME(등록상표), MICROSOFT WINDOWS(등록상표) MEDIA FORMAT, QUICKTIME(등록상표), MPEG-2 VIDEO COMPRESSION, MPEG-4 VIDEO 및/또는 AUDIO COMPRESSION, JOINT VIDEO TEAM COMPRESSION FORMAT(MPEG-4 파트 10 AVC, H.264), MPEG-2 LAYER III AUDIO, MP3(등록상표)를 포함하는 다양한 포맷으로 인코딩된다. 전형적으로, 미디어 객체에는 특정한 포맷과의 호환성을 지시하는 확장자(첨부)가 표기되어 있다. 예컨대, 확장자(.ram, .rm, .rpm) 중 하나로 끝나는 미디어 객체(예컨대, 오디오 및 비디오 파일)는 REALMEDIA(등록상표) 포맷과 호환성이 있다. 파일 확장자 및 이들의 호환 포맷에 대한 몇몇 예가 표 1에 나열되어 있다. 미디어 유형, 확장자 및 호환 포맷의 전체 목록은 http://www.bowers.cc/extensions2.htm.에서 볼 수 있다.

포맷	확장자
REALMEDIA(등록상표)	.ram, .rm, .rpm
APPLE QUICKTIME(등록상표)	.mov, .qif
MICROSOFT WINDOWS(등록상표) MEDIA	.wma, .cmr, .avi
재생기
MACROMEDIA FLASH	.swf, .swl
MPEG	.mpg, .mpa, .mp1, .mp2
MPEG-2 LAYER III Audio	.mp3, .m3a, m3u

본 발명의 바람직한 실시예는 "거의 동영상 품질"인 비디오 프리젠테이션을 제공하기 위한 비디오 데이터를 포함하는 미디어 객체로 동작한다. 미디어 객체 포맷은 MPEG-2 비디오 압축 및 전송 포맷과 DSS 위성 방송 구조에 순응한다. 당업자는 본 발명의 교훈을 다른 미디어 객체 포맷, 전송, 및 송신 구조에 적용할 수 있을 것이다.

도 1에는 본 발명에 따른 송신 시스템이 도시되어 있다. 시스템(100)은 본 발명의 작동을 위한 환경으로 사용하기 위한 위성 기반 방송 시스템의 바람직한 실시예를 디스플레이한다. 위성(102)은 미디어 객체 송신의 중심부로 동작한다. 위성(102)은 미디어 객체를 수신기 시스템(110)에 방송한다. 위성 방송은 바람직하 게는 (DIRECTV^TM, DISH NETWORK^TM 등과 같은 위성 방송 서비스에 순응하는) DSS 또는 DBS 기반 위성 송신이다. 수신기 시스템(110)은 셋톱박스 수신기(112)에 연결된 안테나를 통해 미디어 객체를 포함하는 방송된 위성 신호를 수신한다. 이 위성 신호는 본 명세서에서 이후에 설명될 바와 같이 MPEG-2 기반 전송 스트림 및 인코딩 구조에 순응하는 데이터를 포함한다. 셋톱박스 수신기(112)는 위성 신호를 디코딩하여 이 디코딩된 위성 신호를 처리용 처리 유닛(114)에 전송한다.

처리 유닛(114)은 수신기 시스템(110)의 제어기를 나타낸다. 디코딩된 방송 신호를 처리하는 것외에, 처리 유닛(114)은 또한 튜너로 동작하여, 사용자가 서로 다른 방송 채널 사이에 선택하게 하며, 인터넷-사용가능 디바이스로 동작하여, {인터넷 또는 모뎀(118)을 통한 전화 네트워크와 같은} 통신 네트워크를 통해 다른 디바이스에 통신을 제공하고 이 디바이스와 통신하며, 미디어 객체 내의 오디오 및 비디오를 디스플레이 및/또는 출력하기 위한 수단으로 동작한다. 바람직하게, 비록 다른 비디오 디스플레이 포맷이 지원되지만, 처리 유닛(114)은 미디어 객체를 고선명 포맷으로 디스플레이되는 비디오로 처리한다. 마찬가지로, 비록 다른 오디오 포맷이 지원되지만, 처리 유닛(114)에 의해 처리된 오디오는 바람직하게는 Dolby Digital 5.1 또는 서라운드 사운드이다. 처리 유닛(114)은 또한 수신된 미디어 객체를 저장 디바이스(116)에 기억하며, 이렇게 기억된 객체는 (개인용 비디오레코더처럼) 요구가 있을 때 검색될 수 있고, 처리 유닛(114)은 방송 신호를 처리하기 위한 보조 저장장치로서 저장 디바이스(116)를 사용한다. 저장 디바이스(116)는 하드 드라이브, CD-ROM 드라이브, 디지털 비디오 디스크 드라이브, 플로피디스크 드라이브, 또는 미디어 객체를 저장할 수 있는 기타 알려진 저장 디바이스일 수 있다.

처리 유닛(114)은 또한 수신된 위성 신호에서 에러를 식별한다. 이러한 에러는 수신된 신호와, 손실된 데이터 블록과, 정전 등과 같은 방해로 인해 초래될 수 있다. 송신에서 에러를 발견하면, 처리 유닛(114)은 미디어 서버(130)와 통신하여 이후에 설명될 바와 같이 미디어 객체의 세그먼트를 재송신한다. 처리 유닛(114)은 미디어 서버(130)와 통신하기 위해 모뎀(118)을 거쳐서 PSTN(Phone Switched Telephone Network)(120)과 같은 통신 네트워크를 통해서 수립된 백 채널을 사용한다. 바람직하게, 비록 다른 유형의 통신 네트워크가 사용될 수 있을 지라도, 백 채널은 DSL 연결과 같은 높은 대역폭 연결이다.

미디어 서버(130)는 위성(102)을 통해 미디어 객체를 수신기(110)에 송신하기 위한 방송 허브이다. 바람직하게, 미디어 서버(130)는 미디어 객체를 방송 프로그래밍 형태로 업링크하는 설비를 갖춘 텔레비전 방송국 또는 라디오 방송국과 같은 방송국이다. 추가로, 미디어 서버(130)는 프로그래밍과 같은 일련의 미디어 객체를 포함할 수 있으며, 이러한 객체는 지정된 회수로 전달되며, (비디오 온 디맨드 등과 같이) 주문시 요청되며, 여기서 미디어 객체는 미디어 서버(130)의 (예컨대 테라바이트 및/또는 기가바이트 용량을 갖는 RAID III-사용 가능 하드드라이브와 같은) 복수의 저장 디바이스 상에서 저장되며, 업링크 연결을 통해 송신된다. 이러한 미디어 객체는 방송국 또는 가정내 사용자의 필요가 있을 때 리콜된다.

후미 서버(140)는 미디어 서버(130)에 연결되며, 이때, 후미 서버(140)는 업 링크 사이트(150)를 통해 미디어 객체의 방송을 가능케 한다. 후미 서버(140)는 미디어 객체를 MPEG-2 전송 및 인코딩된 데이터스트림과 호환성이 있는 포맷으로 처리할 수 있다. 선택적으로, 이러한 처리는 미디어 서버(130)에서 수행되며, 여기서 후미 서버(140)는 위성(102)에 송신될 필요가 있는 신호를 수신한다. 추가로, 후미 서버(140)는 본 명세서에서 이후에 설명될 바와 같이 미디어 객체를 패킷화된 포맷으로 처리한다. 업링크 사이트(150)는 후미 서버(140)와 함께 작동하여, 미디어 객체를 위성(102)을 통해 송신될 수 있는 위성 신호로서 수신기(110)에 송신한다.

도 2a는 본 발명에 따르는 것으로서 일련의 순차 제어 패킷 및 프로그램 패킷을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 2a는 제어 패킷(202)과 프로그램 패킷(204) 둘 모두를 갖는 패킷화된 MPEG-2 전송 데이터스트림의 실시예이며, 이러한 프로그램 패킷은 비록 다른 길이를 갖는 다른 패킷이 본 발명의 원리에 의해 지원될지라도 본 발명의 바람직한 실시예에서 188바이트의 길이를 갖는다. 프로그램 패킷(204)은 오디오, 비디오, 또는 이들 두 데이터 유형의 결합을 포함하는 미디어 객체의 데이터 세그먼트이다. 제어 패킷(202)은 MPEG-2 전송 데이터스트림을 미리 결정된 품질의 프로그램 패킷 내의 불연속적 섹션으로 분할하기 위해 미리 결정된 시점에서 MPEG-2 데이터스트림에 삽입된다. 이러한 프로그램 패킷의 분할은 이후 도 3에 도시된 바와 같이 후미 서버(140)에서 인코더에 의해 수행된다. 선택적으로, 미디어 서버(130)는 미디어 객체를 프로그램 패킷과 제어 패킷으로 분석한다(parse).

제어 패킷(202)과 프로그램 패킷(204) 둘 모두는 헤더와 패이로드로 분해될 수 있다. 헤더(215)는 전형적인 MPEG-2 기반 패킷의 분해도를 도시한다. 각 개별 패킷은 전형적으로 헤더(215)에 표시된 바와 같이 13 비트 패킷 식별 코드 즉 PID로서 알려진 고유번호에 의해 식별된다. 전형적으로, 미디어 객체가 이후에 도 3에서 도시된 인코더 및 전송 프로세서를 통해 인코딩되고 MPEG-2 전송 데이터스트림으로 패킷화될 때 PID는 할당된다. MPEG-2 전송 패킷은 이 후 도 4에서 이후 설명될 바와 같이 패킷의 PID 식별번호를 통해 수신된 스트림을 디멀티플렉싱함으로써 미디어 객체로 재조합된다. 프로그램 패킷(204)의 패이로드는 오디오, 비디오, 및/또는 미디어 객체와 보조 데이터를 포함하는 이들 두 유형의 데이터의 조합을 포함한다. 제어 패킷(202)의 패이로드는 분석된 미디어 객체에 관련된 데이터, 순차적으로 카운트되는 것에 관련된 데이터, 또는 다른 유형의 보조 데이터를 포함한다.

PID의 사용은 별도로 하고, 본 발명은 미디어 객체를 제어 패킷이 선행하는, 미리 한정된 수의 불연속적인 프로그램 패킷의 불연속 세그먼트로 분석하기 위해 제어 패킷(202)을 프로그램 패킷(204 및 206)과 인터리빙한다. 유리하게도, 제어 패킷은 본 발명의 송신 아키택쳐가 MPEG-2 전송 데이터스트림의 세그먼트를 식별케 한다. 송신 에러가 발생할 때, 에러가 발생한 섹션은 미디어 서버(130)를 통해 후미 서버(140)에게 어떤 프로그램이 재송신될 것인지를 데이터 전송률이 최소한 손실되면서 통보하기 위해 수신기(110)에 의해 쉽게 식별될 수 있다. 이러한 절차는, (분실된 데이터가 발생할 때) 후미 서버(140)가 전체 데이터스트림을 재조합할 필요(프로세서 주기의 손실을 초래함)없이 수신기 시스템(110)이 데이터 송신 에러를 정확하게 식별하기 위한 수단을 제공하면서 미디어 객체의 전체 또는 상당 부분을 재송신하는 것을 방지한다.

방송 아키택쳐의 송신 측에서, 후미 서버(140)는 먼저 제어 패킷(202)을 생성하여 미디어 객체를 패킷화된 전송 스트림으로 인코딩한다. 후미 서버(140)는 카운터(220)에 대해 0000으로 도시된 바와 같이 패킷의 헤더의 4-비트 카운터 부분에 하나의 값을 할당함으로서 제어 패킷(202)을 생성한다. 제어 패킷(202)은 또한 제어 패킷으로서 자신을 식별케 하는 고유 PID(예컨대, 13개 0의 열)를 갖는다. 그러면, 후미 서버(140)는 미리 한정된 양의 데이터 패킷 세그먼트를 생성하기 위해 프로그램 패킷(204 및 206)의 명시된 (미리 결정된) 양을 생성하고 카운트한다(예컨대, 비록 임의 개수의 프로그램 세그먼트가 선택될 수 있더라도, 한정된 세그먼트에는 16개의 프로그램 패킷이 있다). 명시된 양을 카운트한 이후, 후미 서버(140)는 제어 패킷(210)을 생성하며, 이 패킷(210)은 순차적으로 증분되는 0001이라는 카운터 값(225)을 가지며, 이러한 카운터는 고유한 PID(비록 다른 PID 번호 구조가 사용될 수 있지만 13개의 0의 열임)에 의해 식별될 수 있는 예컨대 0000, 0001, 0010 등과 같은 순차적인 일련의 제어 패킷을 한정한다. 후미 서버(140)는 카운트의 비트 크기(이 경우, 1111)로 인한 최대 값에 도달될 때까지 순차적으로 증분하는 카운터 값으로 제어 패킷을 카운트하고 생성하는 이러한 절차를 계속한다. 최대 값에 도달되면, 미리-선택된 양의 프로그램 패킷을 카운트한 이후 카운터 값은 0000으로 리셋되며, 이를 통해 프로그램 패킷을 카운트하는 절차와, 미리 한정된 양의 프로그램 패킷의 세그먼트에 대응하는 제어 패킷을 생성하는 절차를 반복한다. 당업자가 인식해야하는 점은 본 발명이 서로 다른 길이, 가변적인 헤더/패이로드를 갖는 데이터 패킷, 및 카운터 값을 증분하기 위한 기타 기법에 적합하도록 변경될 수 있다는 점이다.

수신기(110)는 셋톱 박스(112)를 통해 위성(102)으로부터 송신된 위성 신호로서 MPEG-2 기반 전송 스트림을 수신한다. 수신기(110)는 위성 신호를 데이터스트림으로 디멀티플렉싱하고, 이를 통해 수신기는 제어 패킷(202 및 210) 각각의 카운터(220 및 225)를 판독하여 전송 시스템의 연속성을 체크한다. 만약 수신기(110)가 순차적으로 번호가 매겨진 제어 패킷 사이의 갭을 발견한다면{예컨대, 수신기(110)는 제어 패킷으로부터 0000, 0001, 0011과 같은 카운터 값을 식별하며, 이때 제어 패킷(0010)이 손실되어 있다}, 수신기(110)는 백 채널 연결을 통해 미디어 서버(130)에게 이러한 갭을 통보한다. 예컨대, 수신기(110)는 명령 "ERR 0010"을 미디어 서버(130)에 송신하며, 이것은 제어 패킷(0010)에 의해 식별된 데이터 시퀀스를 수신할 때 송신 에러가 있었다는 점을 의미한다. 이러한 명령을 수신하자마자, 미디어 서버(130)는 후미 서버(140)에게 데이터 송신에 에러가 있음을 통보하며, 이때 후미 서버(140)는 위성(102)을 통해 제어 패킷(0010)에 대응하는 미리-선택된 수의 프로그램 패킷의 데이터 시퀀스를 재송신할 것이다. 수신기(110)는 선택적으로 명령 "ACK 0010"을 송신함으로써 정확하게 수신된 데이터 패킷 시퀀스를 식별할 수 있으며, 이러한 명령은 제어 패킷(0010)에 의해 식별된 데이터 패킷 시퀀스가 정확하게 수신되었음을 승인한다.

명령 구조는 또한 "ERR" 또는 "ACK" 명령 중 어느 하나 다음에 두 개의 번호를 갖도록 함으로써 프로그램 패킷 시퀀스가 승인되거나 재송신되게 한다. 예컨대, 명령 "ERR 0100 0110"은 미디어 서버(130)에게 제어 패킷(0100, 0101 및 0110)에 의해 식별된 프로그램 패킷의 데이터 시퀀스가 재송신될 필요가 있음을 나타낸다. 당업자는 본 발명의 교훈에서 이익을 볼 수 있는 송신 아키택쳐에 순응하게 이러한 명령을 변경할 수 있다.

본 발명의 대안적인 실시예는 프로그램 패킷의 미리 결정된 양을 구분하기 위해 제어 패킷의 패이로드 데이터를 사용한다. 제어 패킷의 패이로드는 미디어 객체를 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스로 나누기 위한 카운터로서 사용된다. 도 2b에서, 제어 패킷(252)이 프로그램 패킷(254 및 256)에 앞서 인터리빙된다. 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스를 카운트한 후, 제어 패킷(260)은 미리 한정된 양의 제어 패킷의 그 다음 시퀀스에 앞서 인터리빙된다.

본 실시예에서 제어 패킷(252)의 제어 패킷 카운터(265)는 전술된 바와 같이 헤더 대신에 제어 패킷의 패이로드에 존재한다. 예컨대, 제어 패킷의 패이로드는, 비록 이러한 패이로드가 헤더의 요건에 따라 바뀔 수 있지만, 1327104(1152²)에 이르는 고유 카운터 번호를 허용하는 144 바이트일 수 있다. 제어 패킷(260)의 제어 패킷 카운터(270)는 미리 한정된 양의 프로그램 패킷의 그 다음 세그먼트가 계산되고 그 다음 제어 패킷의 순차적으로 증분된 패이로드를 통해 구분됨에 따라 순차적으로 증가된다.

방송 아키택쳐의 송신 측에서, 후미 서버(140)는 먼저 제어 패킷(252)을 생성함으로써 미디어 객체를 패킷화된 전송 스트림으로 인코딩한다. 후미 서버(140)는 카운터(265)에 대해 000...0000으로 도시된 바와 같이 패킷의 패이로드의 1472 비트 카운터 부분에 하나의 값을 할당함으로써 제어 패킷(252)을 생성한다. 그러면, 후미 서버(140)는 미리 한정된 양의 데이터 패킷 세그먼트를 생성하기 위해 명시된 (미리 결정된) 양의 프로그램 패킷(254 및 256)을 생성하고 카운트한다(예컨대, 비록 임의의 개수의 프로그램 세그먼트가 선택될 수 있지만, 한정된 세그먼트에서 16개의 프로그램 패킷이 있다). 명시된 양을 카운트한 이후, 후미 서버(140)는 제어 패킷(260)을 생성하며, 이 패킷(260)은 순차적으로 증분되는 000...0001이라는 카운터 값(270)을 가지며, 이 카운터는 고유 PID(비록 기타 PID 번호 구조가 사용될 수 있지만, 13개의 0의 열임)에 의해 식별될 수 있는 예컨대 000...0000, 000...0001, 000...0010과 같은 순차적인 일련의 제어 패킷을 한정한다. 후미 서버(140)는 카운터의 비트 크기(이 경우, 일련의 비트를 나타내는111...1111, ...)로 인한 최대 값에 도달될 때까지 제어 패킷의 카운터를 계속해서 순차적으로 증분한다. 최대 값에 도달하면, 미리 한정된 양의 프로그램 패킷까지 카운트 한 이후 카운터 값은 (000...0000)으로 리셋되며, 이를 통해 프로그램 패킷을 카운트하는 절차와 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 세그먼트에 대응하는 제어 패킷을 생성하는 절차를 반복한다. 당업자가 인식해야 할 점은 본 발명이 서로 다른 길이, 가변적인 헤더/패이로드를 갖는 데이터 패킷과 카운터 값을 증분하기 위한 기타 기법에 적합하도록 변경될 수 있다는 점이다.

수신기(110)는 셋톱 박스(112)를 통해 위성(102)으로부터 송신된 위성 신호로서 MPEG-2 기반 전송 스트림을 수신한다. 수신기(110)는 위성 신호를 데이터스트림으로 디멀티플렉싱하고, 이때 수신기는 제어 패킷(252 및 260) 각각의 카운터(265 및 270)를 판독하여 전송 스트림의 연속성을 체크한다. 만약 수신기(110)가 순차적으로 번호가 매겨진 제어 패킷 사이의 갭을 발견한다면{예컨대, 수신기(110)는 제어 패킷으로부터의 카운터 값을 000...0000, 000...0001, 000...0011로 식별하며, 이때 제어 패킷(000...0010)이 분실되어 있다}, 수신기(110)는 백 채널 연결을 통해 미디어 서버(130)에게 이러한 갭을 통보한다. 예컨대, 수신기(110)는 명령("ERR 000...0010")을 미디어 서버(130)에 송신하며, 이러한 명령은 제어 패킷(000...0010)에 의해 식별된 데이터 시퀀스를 수신할 때 송신 에러가 있었음을 의미한다. 미디어 서버(13O)는 이러한 명령을 수신하자마자 후미 서버(140)에게 데이터 송신에 에러가 있음을 통보하고, 이때 후미 서버(140)는 위성(102)을 통해 제어 패킷(000...0010)에 대응하는 미리 결정된 수의 프로그램 패킷의 데이터 시퀀스를 재송신할 것이다. 수신기(110)는 선택적으로 명령 "ACK 000...0010"을 송신함으로써 정확하게 수신된 데이터 패킷 시퀀스를 식별할 수 있으며, 이 명령은 제어 패킷(000...0010)에 의해 식별된 데이터 패킷 시퀀스가 정확하게 수신되었음을 승인한다.

명령 구조는 또한 "ERR" 또는 "ACK" 명령 중 어느 하나 다음에 두 개의 번호를 갖도록 함으로써 프로그램 패킷 시퀀스가 승인되거나 재송신되게 한다. 예컨대, 명령 "ERR 000...0100 000...0110"은 미디어 서버(130)에게 제어 패킷(000...0100, 000...0101 및 000...0110)에 의해 식별된 프로그램 패킷의 데이터 시퀀스가 재송신될 필요가 있음을 나타낸다. 당업자는 본 발명의 교훈에서 이익을 볼 수 있는 송 신 아키택쳐에 순응하게 이러한 명령을 변경할 수 있다.

또한, 당업자는, 만약 백 채널이 이러한 송신을 수용할 수 있다면, 손실된 데이터 패킷 시퀀스를 재송신하기 위해 이러한 백 채널을 사용할 수 있다. 미디어 서버(130)는 PSTN 120 또는 인터넷 연결과 같은 통신 네트워크를 통해 분실한 데이터 패킷 시퀀스를 수신기(110)에 송신할 수 있을 것이다.

도 3을 참조하면, 미디어 객체의 비디오 데이터를 표시하는 비디오 신호가 소스(300)로부터 제공된다. 이 신호는 타이밍 회로(310)에 결합되며, 멀티플렉서(301)를 통해 MPEG 압축기로 표시된 비디오 신호 압축 장치(314)에 결합된다. 타이밍 회로(310)는 멀티플렉서(301)와 MPEG 압축기(314)로의 데이터 흐름을 할당하기 위해 배치되어 있다. 타이밍 회로(310)는 또한 타이밍 신호를 제공하며, 이러한 타이밍 신호는 비디오 신호의 활성 부분을 소스(300)로부터 MPEG 압축기(314)에 전달하기 위해 멀티플렉서(301)를 조정하는데 사용된다. 이것은 비디오 신호에서 디지털 데이터를 제거하며, 소량의 압축 효율을 MPEG 압축기(314)에 제공한다.

MPEG 압축기(314)는 다른 비디오 신호 압축기와 유사하며 일반적으로 두 개의 기본 소자를 포함한다. 제 1 소자는 비디오 신호 상에서 동작하며, 영상 정보 신호의 실제 압축을 수행한다. 제 2 소자는 압축된 신호를 원하는 프로토콜에 따라 포맷한다. 전형적으로, 제 2 소자는 제어기를 포함하며, 이 제어기는 헤더/패이로드 데이터를 생성하고, 헤더 데이터를 압축된 비디오 데이터와 연결시킨다. MPEG 프로토콜에 따라, 각 비디오 프레임/필드와 관련된 화상 헤더 내에 다양한 유형의 사용자 데이터를 포함시키도록 이루어진다.

MPEG 압축기(314)에서, 제어기(312)는 타이밍 회로(310)로부터 타이밍 정보를 수신한다. 제어기(312)는 이 데이터를 프레임 헤더 내의 사용자 데이터나 확장 데이터로서 배치하며, 이 데이터를 압축기에서 생성된 압축된 비디오 신호와 연결한다. 프레임 또는 화상 헤더를 포함하는 압축된 신호는 전송 프로세서(315)에 인가된다. 전송 프로세서(315)는 압축된 비디오 데이터를 미리 결정된 양의 압축된 데이터의 패킷으로 분할하고, 각 전송 패킷 내의 비디오 정보를 식별케 하는 패킷 헤더를 생성하며, 에러 검출/정정 코딩을 수행하며, 전송 패킷을 형성하기 위해 압축된 세그먼트, 에러 코드 정보 및 패킷 헤더를 연결한다. 추가로, 전송 프로세서(315)는 제어 패킷의 카운터에 대한 값을 (헤더 및/또는 패이로드 중 어느 하나에서) 결정하고, 프로그램 패킷 시퀀스 사이의 추가적인 제어 패킷을 인터리빙하기 이전에 지정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스를 한정하기 위해 많은 프로그램 패킷의 수를 카운트한다. 추가로, 전송 프로세서(315)는 분석된 데이터 시퀀스를 저장하는 FIFO 버퍼를 포함하며, 이 경우 이러한 데이터 시퀀스는 재송신될 필요가 있다. 전송 패킷은 송신하기 위해 (위성 송신기 인터페이스와 같은) 송신기(316)에 결합된다. 모뎀 또는 네트워크-사용 가능 통신 포트와 같은 통신 인터페이스(318)는 분실된 데이터 패킷을 재송신하고, 다른 유형의 유지 기능을 수행하기 위해 제어 명령을 수신한다. 전송 프로세서(315)는 이 프로세서에 결합된 FIFO 버퍼의 데이터에 액세스하여 분실된 데이터 시퀀스를 재송신한다. 전송 패킷 처리에 대한 상세한 정보에 대해, U.S. 특허(제 5,168,356호)를 참조하기 바랍니다.

도 4는 도 3의 회로에 의해 생성된 유형의 압축된 비디오 신호를 재생성하기 위한 예시적인 수신기 장치를 도시한다. 도 4에서, 송신되고 압축된 비디오 신호가 안테나에 의해 포획되고, 통신 인터페이스(400)에 입력된다. 안테나는 기저대역의 압축된 비디오 신호를 역 전송 프로세서(402)로 제공한다. 역 전송 프로세서 내에서, 전송 헤더는 압축된 비디오 패이로드(MPEG 포맷된 신호)로부터 분리되며, 전송 헤더 및/또는 제어 패킷 패이로드가 시스템 제어기(408)에 통신되어, 송신기에 시스템 동기를 제공하고, 손상된 또는 분실된 데이터에 관한 정보를 제공하다. 시스템 제어기(408)가 손실된 제어 패킷이 있음(예컨대, 헤더 또는 패이로드 내의 제어 패킷 카운터가 시퀀스외부에서 수신됨)을 결정할 때, 시스템 제어기(408)는 손실된 프로그램 패킷의 재송신을 명령을 통해 통신 인터페이스(400)를 거쳐서 요청한다. 압축된 비디오 신호는 MPEG 기반 디코더(404)와 같은 압축해제기에 결합된다. MPEG 디코더는 압축된 픽셀 데이터로부터 MPEG 헤더 데이터를 내부적으로 분리한다. 헤더 데이터는 픽셀 데이터를 압축해제하기 위한 압축해제 파라미터를 수립하기 위해 디코더(404)에 의해 이용된다. 압축된 신호 헤더에 포함된 사용자 데이터는 디코더에 의해 추출되어 시스템 제어기(408)에 제공된다. 시스템 제어기(408)는 프로그램 패킷을 조합하며, 이들을 종래의 온 스크린 디스플레이 프로세서(406)에 제공하며, 이러한 프로세서(406)는 디스플레이하기 위해 압축해제된 비디오 신호를 처리한다. 선택적인 실시예에서, MPEG 디코더(404)와 시스템 제어기(408)는 공통 유닛에 통합된다.

카운터 정보가 화상 헤더 데이터나, 미리 한정된 데이터를 삽입하기 위해 할당될 수 있는 보조 데이터 필드 내에 놓일 수 있는 대안적인 실시예들이 본 발명에 존재한다. 본 발명의 원리는, 삽입된 카운터 데이터를 데이터 층 내의 보조 데이터 영역과, 데이터 패킷에 입력되는 데이터를 사용자가 한정하는 기타 공간에 수용하기 위해 당업자의 요구가 있으면 수정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 디지털 오디오 및 비디오 파일의 송신, 구체적으로 높은 대역폭의 송신 채널을 요구하는 길이를 갖는 미디어 객체의 에러 복구에 이용된다.

Claims

미디어 객체를 송신하기 위한 다이내믹 에러 복구 메커니즘을 제공하는 방법으로서,

미디어 객체를 전송된 프로그램 패킷 스트림으로 분석(parsing)하는 단계와;

제어 패킷을 미리 한정된 양(quantity)의 프로그램 패킷에 대응하는 상기 전송 스트림에 삽입하는 단계로서, 프로그램 패킷 시퀀스(sequence)는 상기 미리 한정된 양의 프로그램 패킷으로 이루어진, 삽입 단계와;

상기 미리 한정된 양의 추가적인 프로그램 패킷 시퀀스를 결정한 이후, 추가적인 제어 패킷을 상기 전송 스트림으로 인터리빙(interleaving)하는 단계

를 포함하고, 순차적으로 번호가 매겨진 제어 패킷 사이에 손실된 제어 패킷이 존재한다고 수신기가 결정할 때, 상기 손실된 제어 패킷에 의해 한정된, 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스의 송신을 요청하는 명령이 생성되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전송 스트림은 MPEG-2 전송 스트림 또는 JVT(Joint Video Team) 호환성 전송 스트림 중 적어도 하나에 대응하는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전송 스트림은 위성 방송 네트워크, 전화 네트워크, 인터넷-사용 가능 연결 및 무선 연결 중 적어도 하나를 통해 송신되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 패킷은 새로운 프로그램 패킷 시퀀스를 한정하기 위해서 증분되는 카운터를 갖는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 제어 패킷에 의해 한정된, 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스를 송신하는 단계로서, 상기 송신은 상기 송신을 요청하는 명령에 응답하여 일어나는, 송신 단계를 더 포함하는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스에 대한 상기 송신은 위성 송신 및 백 채널(back channel) 중 적어도 하나에 의해 송신되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 방법.
삭제
미디어 객체를 송신하기 위한 다이내믹 에러 복구 메커니즘을 제공하는 장치로서,

미디어 객체를 전송되는 프로그램 패킷 스트림(254, 256)으로 분석하는 수단과;

제어 패킷(252)을 미리 한정된 양의 프로그램 패킷에 대응하는 상기 전송 스트림에 삽입하는 수단으로서, 프로그램 패킷 시퀀스는 상기 미리 한정된 양의 프로그램 패킷(254, 256)으로 이루어진, 삽입 수단과;

상기 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 이후에 추가적인 제어 패킷(260)을 상기 전송 스트림에 인터리빙하는 수단

을 포함하고, 순차적으로 번호가 매겨진 제어 패킷 사이에 손실된 제어 패킷이 존재한다고 수신기가 결정할 때, 상기 손실된 제어 패킷에 의해 한정된, 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스의 송신을 요청하는 명령이 생성되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 전송 스트림은 MPEG-2 전송 스트림이나 JVT 호환성 전송 스트림 중 적어도 하나에 대응하는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 전송 스트림은 위성 방송 네트워크, 전화 네트워크, 인터넷-사용 가능 연결 및 무선 연결 중 적어도 하나를 통해 송신되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 제어 패킷은 새로운 프로그램 패킷 시퀀스를 한정하기 위해 증분되는 카운터를 갖는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
제 8 항에 있어서, 제어 패킷에 의해 한정된, 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스를 송신하는 수단으로서, 상기 송신은 상기 송신을 요청하는 명령에 응답하여 일어나는, 송신 수단을 더 포함하는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 이미 분석된 프로그램 패킷 시퀀스에 대한 상기 송신은 위성 송신 및 백 채널 중 적어도 하나에 의해 송신되는, 다이내믹 에러 복구 메커니즘 제공 장치.
삭제
제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법으로서,

복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷을 식별하는 단계와;

상기 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷을 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스를 포함하는 복수의 프로그램 패킷으로 분석하는 단계와;

순차적으로 증가되는 카운터 수를 포함하는 제어 패킷을 상기 패킷 시퀀스에 추가하는 단계

를 포함하는, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 카운터는 상기 카운터의 비트 크기가 최대가 될 때까지 순차적으로 증분되며, 최대가 될 때 상기 카운터는 리셋되는, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 방법은 MPEG-2 호환성 패킷의 제 2 시퀀스에 대해 반복되는, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제어 패킷에 대응하는 MPEG-2 호환성 프로그램 패킷의 이미 분석된 시퀀스를 송신하는 단계로서, 상기 송신은 상기 송신을 요청한 명령에 응답하여 일어나는, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 이미 분석된 MPEG-2 호환성 프로그램 패킷 시퀀스에 대한 상기 송신은 위성 송신 및 백 채널 중 적어도 하나에 의해 송신되는, 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 데이터 패킷에 순차적으로 할당하는 방법.
제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 프로그램 패킷에 순차적으로 할당하는 장치로서,

상기 MPEG-2 호환성 데이터스트림을 식별하는 수단과;

상기 MPEG-2 호환성 데이터스트림을 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스를 포함하는 복수의 프로그램 패킷(254, 256)으로 분석하는 수단과;

상기 프로그램 패킷(254, 256) 시퀀스에 순차적으로 증가하는 카운터 수를 포함하는 제어 패킷(252)을 추가하는 수단으로서, 상기 카운터 수는 순차적으로 증가되는, 제어 패킷(252) 추가 수단

을 포함하는 제어 패킷을 미디어 객체에 대응하는 복수의 MPEG-2 호환성 프로그램 패킷에 순차적으로 할당하는 장치.
방송 아키택쳐에서 송신 에러를 결정하는 장치에 있어서,

제어 패킷(252, 260)과 프로그램 패킷(254, 256)을 포함하는 패킷화된 전송 스트림을 수신하는 수단으로서, 상기 제어 패킷(252, 260)은 미리 한정된 양의 프로그램 패킷 시퀀스에 대응하는, 패킷화된 전송 스트림 수신 수단과;

수신된 제어 패킷(252, 260)의 순차적인 일련의 패킷을 결정하는 수단과;

상기 순차적인 일련의 패킷에서 손실된 제어 패킷(252)에 대응하는 프로그램 패킷(254, 256) 시퀀스를 요청하는 수단을,

포함하는 송신 에러 결정 장치.
제 21 항에 있어서, 상기 손실된 제어 패킷에 대응하는 상기 프로그램 패킷 시퀀스를 요청하는 수단을 더 포함하는, 송신 에러 결정 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 손실된 제어 패킷에 대응하는 상기 요청된 프로그램 패킷 시퀀스를 수신하는 수단을 더 포함하는, 송신 에러 결정 장치.