KR101080079B1 - Efficient video distribution method over wireless networks - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법에 관한 것으로, 수신자가 송신자에게 비디오 전송을 요청하는 제110 단계, 상기 송신자는 상기 수신자로부터 받은 비디오 전송요청에 대하여 방송(Broadcast)으로 전송하는 제120 단계, 상기 수신자는 방송(Broadcast)을 통해 수신한 프레임에 대하여 100㎳ 마다 손실률을 계산하여 송신자에게 보고하는 제130 단계, 상기 송신자는 상기 제130 단계에서 보고받은 손실률을 비교하여 비디오 프레임의 대상 MAC주소를 손실률이 가장 높은 수신자로 바꾸어 단일전송하는 제140 단계, 상기 수신자는 상기 제140 단계에서 단일전송된 프레임에 대하여 흘려듣기기법을 이용하여 손실된 프레임을 수신하는 제150 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 한 비디오를 수신하는 수신자들이 흘려듣기기법(Promiscuous mode)을 이용하여 방송(Broadcast)과 유사하게 수신하므로, 단일전송(Unicast)의 재전송을 이용함으로써 같은 비디오를 시청하기 때문에 생기는 자료의 중복전송을 줄여 프레임 전송의 효율을 높이는 효과가 있다.The present invention relates to an efficient video distribution method in a wireless network, comprising: a step 110 of a receiver requesting a sender to transmit a video; and a step 120 of sending a broadcaster to a broadcaster for a video transmission request received from the receiver. In step 130, the receiver calculates a loss rate every 100 ms for a frame received through a broadcast, and reports the loss rate to the sender. The sender compares the loss rate reported in step 130 to the target MAC address of the video frame. In operation 140, the receiver transmits the lost frame to the receiver having the highest loss rate, and the receiver receives the lost frame using the injecting method for the frame transmitted in the operation 140. Therefore, in the present invention, since a receiver receiving a video receives similarly to a broadcast by using a promiscuous mode, data generated by watching the same video by using retransmission of a unicast. The efficiency of frame transmission is increased by reducing redundant transmission.
비디오 분배, 전송률, 무선 네트워크, 유니캐스트, IEEE 802.11 Video Distribution, Rate, Wireless Networks, Unicast, IEEE 802.11
Description
본 발명은 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 무선 네트워크 표준(IEEE 802.11 WLANs)환경에서 비디오의 프레임 전송률을 향상시키는 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an efficient video distribution method on a wireless network, and more particularly, to an efficient video distribution method on a wireless network that improves the frame rate of video in a wireless network standard (IEEE 802.11 WLAN) environment.
IEEE 802.11a/b/g/WLANs, cdma2000, UMTS, WiBro등의 무선 통신 기술의 발전과 대중화로 홈 네트워크, 무선 인터넷이 널리 사용되고 있으며, 이들 서비스의 킬러 애플리케이션으로 비디오 스트리밍이 예상된다. 특히, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)과 같은 방송 시스템이 구축되면서 무선 통신에서의 비디오 전송의 중요성은 부각되고 있다.With the development and popularization of wireless communication technologies such as IEEE 802.11a / b / g / WLANs, cdma2000, UMTS, and WiBro, home networks and wireless Internet are widely used, and video streaming is expected as a killer application of these services. In particular, as a broadcasting system such as DMB (Digital Multimedia Broadcasting) is being built, the importance of video transmission in wireless communication is emerging.
IEEE 802.11 표준의 흘려듣기기법(Promiscuous mode)은 프레임의 목적지가 어디든지 상관 없이 패킷을 받기 때문에 단일전송(Unicast)으로 한명에게 전송을 하더라도 다수에게 보내는 효과가 있다.The promiscuous mode of the IEEE 802.11 standard receives a packet regardless of the destination of the frame, and thus, even if a single transmission is transmitted to one person, it is effective to send to a large number.
IEEE 802.11에서 비콘(Beacon) 프레임은 802.11 관리프레임 중 하나로써, 무선 네트워크의 존재를 알리고, 이동 스테이션으로 하여금 네트워크를 찾아서(802.11 Scanning), 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송한다. In IEEE 802.11, a beacon frame is one of the 802.11 management frames. It informs the existence of a wireless network and periodically transmits the mobile station to find the network (802.11 scanning) and join the network.
무선 환경에서 비디오를 전송하는 방법은 요청하는 개인에게 각각 전송해주는 단일전송(Unicast)과 다수에게 한번에 보내기 위한 방법인 방송(Broadcast) 두 가지가 있다. There are two methods of transmitting video in a wireless environment, a single transmission (unicast) to each requesting individual and a broadcast (broadcast).
그러나, 무선 네트워크 표준(IEEE 802.11 WLANs)환경에서는 유선에 비해 패킷 손실률이 증가하므로 재전송이 없는 방송(Broadcast)을 그대로 사용할 수 없다. 또한, 같은 비디오를 여러 명이 볼 때 단일전송(Unicast)을 이용하는 경우 패킷 손실률은 감소하지만, 수신자가 증가할 수록 전송의 효율이 떨어지고, 방송(Broadcast)을 이용하는 경우 재전송의 부재로 프레임의 손실이 크다는 문제점이 있다.However, in a wireless network standard (IEEE 802.11 WLANs) environment, since the packet loss rate is increased compared to the wired, the broadcast without retransmission cannot be used as it is. In addition, the packet loss rate decreases when unicast is used when multiple people watch the same video.However, as the receiver increases, transmission efficiency decreases, and when broadcasting, the frame loss is large due to the absence of retransmission. There is a problem.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 무선 네트워크 표준(IEEE 802.11 WLANs)환경에서 비디오 전송의 신뢰성과 효율성을 동시에 증가시키기 위해 IP단계에서 방송(Broadcast)으로 전송한 자료를 MAC(Medium Access Control)단계에서 단일전송(Unicast), 방송(Broadcast)을 혼합한 방법을 사용하여 프레임 전송의 효율을 높이는 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, in the present invention, in order to simultaneously increase the reliability and efficiency of video transmission in wireless network standard (IEEE 802.11 WLAN) environment, MAC (Medium Access) It is an object of the present invention to provide an efficient video distribution method in a wireless network which improves the efficiency of frame transmission by using a method of mixing a single transmission and a broadcast in a control step.
목적을 달성하기 위한 방법으로는, 수신자가 송신자에게 비디오 전송을 요청하는 제110 단계, 상기 송신자는 상기 수신자로부터 받은 비디오 전송요청에 대하여 방송(Broadcast)으로 전송하는 제120 단계, 상기 수신자는 방송(Broadcast)을 통해 수신한 프레임에 대하여 100㎳ 마다 손실률을 계산하여 송신자에게 보고하는 제130 단계, 상기 송신자는 상기 제130 단계에서 보고받은 손실률을 비교하여 비디오 프레임의 대상 MAC주소를 손실률이 가장 높은 수신자로 바꾸어 단일전송하는 제140 단계, 상기 수신자는 상기 제140 단계에서 단일전송된 프레임에 대하여 흘려듣기기법을 이용하여 손실된 프레임을 수신하는 제150 단계를 포함한다.In order to achieve the object, in
상기한 바와 같이, 본 발명은 한 비디오를 수신하는 수신자들이 흘려듣기기 법(Promiscuous mode)을 이용하여 방송(Broadcast)과 유사하게 수신하므로, 단일전송(Unicast)의 재전송을 이용함으로써 같은 비디오를 시청하기 때문에 생기는 자료의 중복전송을 줄여 프레임 전송의 효율을 높이는 효과가 있다.As described above, the present invention receives a video similarly to a broadcast by using a promiscuous mode, so that the same video can be viewed by using retransmission of a unicast. This reduces the redundant transmission of data and increases the efficiency of frame transmission.
도 1은 본 발명에 따른 송신자와 수신자간의 프레임 전송 방법을 보여주는 참고도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 같은 비디오를 보는 집단을 구분하기 위한 MAC 헤더의 구조도이고, 도 4는 본 발명에 따른 손실률을 전송하기 위한 비콘 프레임의 구조도이고, 도 5는 본 발명에 따른 송신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 수신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a reference diagram showing a frame transmission method between a sender and a receiver according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart illustrating an efficient video distribution method in a wireless network according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a structural diagram of a beacon frame for transmitting a loss rate according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram for describing a process of a sender processing a job according to the present invention. 6 is a flowchart illustrating a process of processing a job by a receiver according to the present invention.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the components will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 송신자와 수신자간의 프레임 전송 방법을 보여주는 참고도로서, 수신자는 비디오 전송이 필요한 경우 송신자에게 전송을 요청하고 송신자는 기존에 있는 비디오인 경우는 그 번호를, 새로운 비디오인 경우는 새 번호를 부여하여 수신자에게 전송함으로써 연결을 맺는다. 이후, 송신자는 비디오 프레임을 전송하고 수신자는 100㎳ 주기로 손실률을 송신자에게 보고한다.1 is a reference diagram illustrating a frame transmission method between a sender and a receiver according to the present invention, in which a receiver requests transmission to a sender when video transmission is required, and the sender calls its number if the video is existing and a new video. Establishes a connection by sending a new number to the receiver. The sender then sends a video frame and the receiver reports the loss rate to the sender every 100 ms.
도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 수신자가 송신자에게 비디오 전송을 요청하는 제110 단계(S110), 상기 송신자는 상기 수신자로부터 받은 비디오 전송요청에 대하여 방송 으로 전송하는 제120 단계(S120), 상기 수신자는 방송을 통해 수신한 프레임에 대하여 100㎳ 마다 손실률을 계산하여 송신자에게 보고하는 제130 단계(S130), 상기 송신자는 상기 제130 단계(S130)에서 보고받은 손실률을 비교하여 비디오 프레임의 대상 MAC주소를 손실률이 가장 높은 수신자로 바꾸어 단일전송하는 제140 단계(S140), 상기 수신자는 상기 제140 단계(S140)에서 단일전송된 프레임에 대하여 흘려듣기기법을 이용하여 손실된 프레임을 수신하는 제150 단계(S150)를 포함한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an efficient video distribution method in a wireless network according to the present invention. In
상기 제120 단계(S120)는 송신자가 수신자의 전송요청에 대하여 기존에 전송 중인 비디오인 경우 기존 테이블의 해당 비디오 프레임을 방송하고, 기존에 전송 중이 아닌 비디오의 경우 기존 테이블에 새 비디오 프레임을 등록하고 방송하는 것을 포함한다.In step 120 (S120), the sender broadcasts a corresponding video frame of the existing table when the video is being transmitted to the receiver's transmission request, and registers a new video frame in the existing table when the video is not being transmitted. It includes broadcasting.
또한, 상기 제120 단계(S120)는 각각의 요청된 비디오에 일련 번호를 부여하여 각 집단이 자신이 요청한 비디오인지 구분할 수 있도록 하기 위해, 기존의 MAC헤더에 있는 Frame control 영역의 Type, Subtype영역에서 현재 사용하지 않는 값인 Type의 11, Subtype의 0000-1111을 이용하여 최대 16개의 비디오를 구분하고, 수신자가 비디오의 전송을 요청하면 송신자는 상기 Frame control영역의 Type값은 11, Subtype값은 부여받은 비디오 번호로 하여 전송하며, 수신자는 흘려듣기기법(Promiscuous mode)을 통해 프레임을 받으면서 자신이 요청한 비디오 번호에 해당하는 프레임을 수신하는 것을 포함한다.In addition, in step 120 (S120), a serial number is assigned to each requested video so that each group can identify whether the video is requested by the group, and in the Type and Subtype areas of the Frame control area in the existing MAC header. A maximum of 16 videos are classified using 11, a subtype of 0000-1111, which is not currently used, and when a receiver requests video transmission, the sender receives a type value of 11 and a subtype value in the frame control area. The video number is transmitted, and the receiver includes receiving a frame corresponding to the video number requested by the receiver while receiving the frame through a promiscuous mode.
상기 제130 단계(S130)는 전송의 처음과 끝의 일련 번호를 통해 전체 프레임 숫자를 구하고, 받은 프레임의 일련번호를 배열에 저장하여 수신된 프레임 숫자를 구하여 손실률을 계산하고, IEEE 802.11 WLANs 표준에 존재하는 비콘(Beacon) 프레임에 손실률을 포함시켜 보내고, 수신자는 비콘(Beacon) 프레임에서 손실률과 MAC주소 쌍을 관리하는 것을 포함한다.Step 130 (S130) obtains the entire frame number through the serial number of the beginning and end of the transmission, calculates the loss rate by obtaining the received frame number by storing the serial number of the received frame in an array, and in accordance with the IEEE 802.11 WLANs standard The loss rate is included in the existing beacon frame, and the receiver includes managing the loss rate and the MAC address pair in the beacon frame.
상기 제150 단계(S150)는 송신자가 단일 전송하는 프레임을 흘려듣기기법을 이용하여 수신하는 동안 상기 제130 단계(S130)에서 손실된 비디오 번호와 같은 비디오 번호의 프레임이 수신되면 상위계층으로 전달하는 것을 포함한다.In the 150th step S150, when a transmitter receives a frame transmitted by a single transmission, if a frame having the same video number as the video number lost in the 130th step S130 is received, the frame is transmitted to a higher layer. It includes.
도 3은 본 발명에 따른 같은 비디오를 보는 집단을 구분하기 위한 MAC 헤더의 구조도로서, 수신자가 요청한 비디오 프레임인지를 확인하기 위하여 Frame control영역에 Type, Subtype 필드를 포함한다.3 is a structural diagram of a MAC header for identifying a group of viewing the same video according to the present invention, and includes a Type and Subtype field in a frame control area in order to confirm whether a video frame requested by a receiver is included.
도 4는 본 발명에 따른 손실률을 전송하기 위한 비콘 프레임의 구조도로서, 손실률 정보를 포함시키기 위하여 Frame Body영역에 type1,length1,value1(Loss Ratio) 필드를 포함한다.4 is a structural diagram of a beacon frame for transmitting a loss rate according to the present invention, and includes a type1, length1, value1 (Loss Ratio) field in a frame body region to include loss rate information.
도 5는 본 발명에 따른 송신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도로서, 수신자로부터 프레임을 전송 받아 어떤 종류인지 판단하는 제141 단계(S141), 상기 제141 단계(S141)의 프레임이 손실률 보고 프레임이라면 손실률 테이블에서 해당하는 MAC주소의 손실률을 갱신하고, 상기 제141 단계(S141)로 돌아가는 제142 단계(S142), 상기 제141 단계(S141)의 프레임이 수신자의 전송 요청 프레임이라면 기존에 전송 중인 프레임인지 확인하는 제143 단계(S143), 상기 제143 단계(S143) 확인 결과 기존에 전송 중인 프레임이라면 테이블에서 찾은 비디오 번호를 수신자에게 전송하는 제144 단계(S144), 상기 제143 단계(S143) 확인 결과 기존 에 전송 중인 프레임이 아니라면 테이블에 새 번호를 등록하고 비디오 번호를 수신자에게 전송하는 제145 단계(S145), 상기 제144 단계(S144) 또는 제145 단계(S145)에서 비디오 번호를 전송하고 수신자의 번호 확인 완료 프레임을 전송받은 후 비디오 프레임의 대상 MAC주소를 손실률이 가장 높은 수신자로 바꾸어 전송하는 제146 단계(S146), 상기 제146 단계(S146)의 전송 후 전송할 프레임이 없다면 상기 제141단계(S141)로 돌아가는 제147 단계(S147)를 포함한다.5 is a flowchart illustrating a process in which a sender processes a job according to an embodiment of the present invention, in which a frame loss of step 141 (S141) and step 141 (S141) determines whether a frame is received from a receiver. If it is a report frame, the loss rate of the corresponding MAC address is updated in the loss rate table, and if the frames of step 142 (S142) and step 141 (S141) returning to step 141 (S141) are a transmission request frame of the receiver, it is previously Step 143 (S143) of checking whether the frame is being transmitted or not (144) (S144) and (143) of transmitting the video number found in the table to the receiver if the frame is currently being transmitted as a result of the check of step 143 (S143). If it is determined that the frame is not being transmitted, the new number is registered in the table and the video number is transmitted to the receiver (S145). 44) or step 146 (S146) after transmitting the video number in step 145 and receiving the number confirmation complete frame of the receiver, changing the target MAC address of the video frame to the receiver having the highest loss rate (S146). If there is no frame to be transmitted after the transmission in step 146 (S146), the method returns to step 141 (S147).
도 6은 본 발명에 따른 수신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도로서, 흘려듣기기법을 이용하여 송신자로부터 전송되는 프레임을 듣는 제151 단계(S151), 상위 응용프로그램에서 비디오 전송 요청이 있고, 비디오 전송 요청 프레임을 송신자에게 전송하는 제152 단계(S152), 송신자로부터 비디오 번호 부여 프레임을 수신하고 번호 확인 완료 프레임을 송신자에게 전송하고 상기 제151 단계(S151)로 돌아가는 제153 단계(S153)를 포함한다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of processing a job by a receiver according to the present invention. In step 151 (S151) of listening to a frame transmitted from a sender using a listening method, there is a video transmission request from an upper application. Step 152 (S153) of transmitting a video transmission request frame to the sender; receiving a video numbering frame from the sender, transmitting a number confirmation completed frame to the sender, and returning to step 151 (S151) (S153). It includes.
상기 제151 단계(S151)는 비디오 프레임을 수신하고 프레임의 비디오 번호가 부여받은 것과 같으면(S154) 상위 계층으로 전달(S155)하고, 다르면 상기 제151 단계(S151)로 돌아가는 것을 포함한다.The step 151 (S151) includes receiving a video frame and delivering the frame to the upper layer if the video number of the frame is the same (S154) (S155), and returning to the step 151 (S151) if different.
또한, 상기 제151 단계(S151)는 비디오 프레임을 수신하고 100㎳마다 손실률 보고 프레임을 송신자에게 전송(S156)하는 것을 포함한다.In addition, step S151 may include receiving a video frame and transmitting a loss rate report frame to a sender every 100 ms (S156).
따라서, 본 발명은 한 비디오를 수신하는 수신자들이 흘려듣기기법(Promiscuous mode)을 이용하여 방송(Broadcast)과 유사하게 수신하므로, 단일전송(Unicast)의 재전송을 이용함으로써 같은 비디오를 시청하기 때문에 생기는 자료 의 중복전송을 줄여 프레임 전송의 효율을 높인다.Therefore, in the present invention, since a receiver receiving a video receives similarly to a broadcast by using a promiscuous mode, data generated by watching the same video by using a retransmission of a unicast. The efficiency of frame transmission can be improved by reducing redundant transmission of.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who can afford it will know.
도 1은 본 발명에 따른 송신자와 수신자간의 프레임 전송 방법을 보여주는 참고도.1 is a reference diagram showing a frame transmission method between a sender and a receiver according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 효율적인 비디오 분배 방법을 설명하기 위한 순서도.2 is a flowchart illustrating an efficient video distribution method in a wireless network according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 같은 비디오를 보는 집단을 구분하기 위한 MAC 헤더의 구조도.3 is a structural diagram of a MAC header for identifying a group of viewing the same video according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 손실률을 전송하기 위한 비콘 프레임의 구조도.4 is a structural diagram of a beacon frame for transmitting a loss rate according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 송신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도.5 is a flowchart illustrating a process of a sender processing a job according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 수신자가 작업을 처리하는 과정을 설명하기 위한 순서도.6 is a flowchart illustrating a process of processing a job by a receiver according to the present invention.
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2009
- 2009-09-15 KR KR1020090087135A patent/KR101080079B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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KR100700525B1 (en) * | 2005-04-15 | 2007-03-28 | 엘지전자 주식회사 | Transmission method for multimedia using wireless communication mode |
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