KR101293005B1 - Ｆｂ기법 및 패칭 기법을 조합한 ｖｏｄ 전송 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 IPTV에서 재생되는 VOD 콘텐츠가 저장되는 콘텐츠 서버, 콘텐츠 서버에 저장된 VOD 콘텐츠 선택 및 스트리밍을 제어하는 제어부 및 제어부를 통해 전달되는 콘텐츠가 재생되는 사용자 단말기를 포함하되, 제어부는 VOD가 전송되는 채널을 2개의 그룹으로 나누어 각각 FB 기법 및 패칭 그룹 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해 비디오 전송 채널 대역폭의 효율을 높일 수 있으며, 사용자가 원하는 비디오 시점의 정보를 찾는 시간을 감소시켜 비디오 서버의 부하를 줄 일 수 있다.

Description

ＦＢ기법 및 패칭 기법을 조합한 ＶＯＤ 전송 시스템{VOD TRANSMITTING SYSTEM USING VOD SCHEME COMBINING FAST BROADCASTING AND PATCHING}
본 발명은 VOD 멀티 캐스트 전송을 위한 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 FB 캐스팅 비디오 채널 할당 방식에 정규 패칭 기법과 서브 패칭 채널을 복사하여 방송하는 VOD 전송 시스템에 관한 것이다.
VOD 전송 기법에 동적인 멀티캐스트 기법이 연구되었다. 대표적으로 adaptive piggybacking 기법(C. C. Aggarwal, J. L. Wolf, and P. S. Yu, "On Optimal Piggyback Merging Policies for Video-On-Demand Systems," Proc. of ACM SIGMETRICS Conf. on Multimedia Systems, pp. 253-258, 1996. 참조) 과 chaining 기법(S. Sheu, K. A. Hua, and W. Tavanapong, "Chaining: A Generalized Batching Technique for Video-On-Demand Systems", Proc. IEEE Int'l Conf. on Multimedia Computing and Systems (ICMCS)'97, pp.110 - 117, 1997. 참조) 및 패칭(patching) 기법 등이 있다.
조합 기법에서는 FB 및 패칭 기법을 모두 사용한다(Sun Sik Park, Myung Jin Hwang, Sung Soo Moon, Hee Yong Youn, "An Efficient VoD Scheme Providing Service Continuity for Mobile IPTV in Heterogeneous Networks," Computer and Information Technology, International Conference on, pp. 2589-2595, 2010 10th IEEE International Conference on Computer and Information Technology, 2010. 참조). 이 방법에서는 사용자가 요청할 때 FB의 대기 시간과 패칭 기법의 대기시간을 비교하여 대기 시간이 적은 방법을 선택한다. 대기 시간을 줄이는 효과적인 방법이지만, 사용자가 비디오의 중간 지점 이후부터 재생을 원한다면 상대적으로 큰 대기시간이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 고정된 패칭 윈도우를 적용하지 않고, 서브 패칭 기법을 도입하여 비디오 전송시 사용자 대기 시간을 감소시키고자 한다. 이하 패칭 기법이라 명명한 것은 정규 패칭 기법(Regular Patching)에 해당하는 것이며, 간략히 기술하고자 패칭 기법이라 명명한다.
본 발명에 따른 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 비디오 시청 시점의 정보를 찾는 시간을 감소시켜 비디오 서버의 부하를 감소시키고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 IPTV에서 재생되는 VOD 콘텐츠가 저장되는 콘텐츠 서버, 콘텐츠 서버에 저장된 VOD 콘텐츠 선택 및 스트리밍을 제어하는 제어부 및 제어부를 통해 전달되는 콘텐츠가 재생되는 사용자 단말기를 포함하되, 제어부는 VOD가 전송되는 채널을 2개의 그룹으로 나누어 각각 FB 기법 및 패칭 그룹 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 사용자 단말기에서 VOD 스트림 처음이 아닌 부분이 요청되는 경우 FB 기법 및 패칭 그룹 기법을 적용하는 2개의 그룹을 사용하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 패칭 그룹 기법은 패칭 기법 또는 서브 패칭 기법이 적용되는 것을 특징으로 한다.
제어부는 아래의 식으로 표현되는 핸드오버 사용자 대기 시간이 가장 적도록 FB 기법, 패칭 기법 또는 서브-패칭 기법을 각 채널에 적용하는 것을 특징으로 한다.
FB 기법에 대한 사용자 대기시간은 사용자 도착 시간이 Si 시간과 같거나 빠른 경우 아래의 식으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112011101167013-pat00001

FB 기법에 대한 사용자 대기시간은 사용자 도착 시간이 Si 시간보다 느린 경우 아래의 식으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112011101167013-pat00002

패칭 기법에 대한 사용자 대기시간은 아래의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
Figure 112011101167013-pat00003

서브-패칭 기법에 대한 사용자 대기시간은 아래의 식으로 표현되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112011101167013-pat00004

채널에 있는 세그먼트의 옵셋 값은 아래의 식으로 연산되고, 옵셋값을 적용하여 제어부가 채널을 제어하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112011101167013-pat00005
본 발명에 따른 FB 기법, 패칭 기법 및 서브-패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 비디오 전송 채널 대역폭의 효율을 높일 수 있으며, 사용자가 원하는 비디오 시점의 정보를 찾는 시간을 감소시켜 비디오 서버의 부하를 줄 일 수 있다. 이를 통해 사용자의 대기시간을 감소시키므로, 사용자에게 조속한 비디오 제공 서비스를 제공하게 한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 VOD 전송 방법의 일 예를 도시한 채널 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VOD 전송 시스템의 동작을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 VOD 전송 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 VOD 전송 기법과 종래 기법의 효과를 비교한 것으로, 사용자 대기시간과 서버의 도착률의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 VOD 전송 기법과 종래 기법의 효과를 비교한 것으로, 도착률 λ = 2.0/minute 일 때 채널수와 평균 대기시간의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 3과는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
본 발명에 따른 VOD 전송 방법
이하에서는 도면을 참조하면서 FB(Fast Broadcasting) 기법 및 패칭(Patching) 기법을 조합한 VOD 전송 시스템에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 VOD 전송 방법의 일 예를 도시한 채널 구성도이다.
도 1을 살펴보면, FB의 비디오 분할 계수 4개의 채널로 D/(2k-1)로 15개의 세그먼트로 나누어 각각 채널에 할당한다. Grace Patching(GP)은 D/2의 주기마다 정규 채널을 생성된다. 그리고 D/4 (shift)시점부터 S8번째 부정규 패칭 채널 비디오 스트림이 생성된다. R1 내지 R6은 service continuity user을 나타내고 time slot별 순차적으로 요청을 한다고 가정한다. Si는 사용자가 전송받고자 하는 세그먼트를 나타낸다. 만약 Ri이 일반적인 사용자라면 t mod d = 0 일 경우는 바로 Si을 전송 받을 수 있는 시점이다.
그러나 세그먼트 S4 비디오 스트림부터 시청을 원하는 첫 번째 요청자 (S4R1) 의 경우 FB의 지연시간은 t4 ~ t2 까지이고, GP의 경우 t3 ~ t2 을 기다려야 하므로 지연시간이 적은 GP방식으로 전송받는다. S8 R2는 들어온 시점이 t mod d ≠ 0 이므로 FB로 전송받을시 최대 t8 ~ t3 만큼 지연이 생긴다. 정규 패칭으로 전송받으면 최대 t7 ~ t3만큼 지연이 생긴다. 그러나 부정규 패칭으로 전송받으면 최대 t4 ~ t3 시간만큼만 지연이 생기므로, 부정규 패칭 채널을 통하여 전송받게 된다. 세그먼트 요청 시점이 t mod d ≠ 0 이므로 S6 R3사용자의 경우 FB에서 지연시간은 최대 t6 ~ t5, 정규 GP의 경우 t13 ~ t5, 부정규 패칭의 경우 S8번째 세그먼트부터 전송하기 때문에 유저는 채널에 점유하지 않는다. 그렇기 때문에 지연시간이 가장 짧은 FB로 전송받게 된다.
B(M,K), P(M,K) 및 SP(M,K)를 각각 FB, GP, Sub-GP 기법에 대한 사용자 대기 시간이라고 한다. 여기서 M은 비디오 개수이고, K는 채널의 개수이다. 핸드오버 사용자를 위한 대기 시간 H(M,K)는 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112011101167013-pat00006
Vi가 채널 k에서 FB 기법을 사용하여 방송을 한다면, 사용자의 평균 대기 시간은 아래의 수학식 2와 같다. 여기서 채널은 (2k-1)개의 세그먼트로 나누어진다.
이하 사용되는 각 수식의 파라미터와 의미는 아래의 표 1과 같다.
Figure 112011101167013-pat00007
Figure 112011101167013-pat00008
FB기법을 사용하여 방송 중간부터 비디오 스트림을 핸드오버 사용자가 요청한다면, 딜레이가 발생한다. FB 기법에서는 VOD 시스템의 각 채널에 대한 평균 사용자 대기 시간이 아래의 수학식 3으로 획득된다.
Figure 112011101167013-pat00009
FB를 이용하여 비디오 세그먼트 중 Si를 요청할 때 사용자 대기시간을 구하는 식은 아래의 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여 구할 수 있다. 수학식 4는 사용자 도착 시간(arrival time)이 Si 시간보다 빠른 경우이고, 수학식 5는 사용자 도착시간이 Si 시간 보다 늦은 경우이다.
Figure 112011101167013-pat00010
Figure 112011101167013-pat00011
일반 사용자와 연속적으로 서비스를 원하는 유저의 전체 평균 대기시간은 아래의 수학식 6과 같이 표현된다.
Figure 112011101167013-pat00012
B(M,K)는 동적 프로그밍(dynamic programing)을 사용하여 아래의 수학식 7과 같이 결정된다.
Figure 112011101167013-pat00013
패칭 기법(Regular patching)으로 전송될 때 사용자는 받지 못한 부분을 유니캐스트로 전송받는다. 그러므로 지연은 생기지 않지만 service continuity user 가 요청할 경우에는 지연이 발생한다. 대기 시간은 아래의 수학식 8과 같이 구할 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00014
Patching window에 들어왔을 때 지연시간이며 유니캐스트로 전송받으므로 지연시간은 발생하지 않는다. 아래의 수학식 9는 대기 시간을 2가지 경우로 분류하였다. 사용자가 비디오의 초기 시점부터 원하는지 혹은 중간 시간부터 원하는지를 나타내는 식이다.
Figure 112011101167013-pat00015
서브 패칭 기법(Sub-regular patching)의 전송 시점은 D/4 부분부터 시작된다. 그리고 (2k-1-1)replication번째 세그먼트부터 전송한다. 아래의 수학식 10은 Service continuity user가 요청할 경우 지연 시간이다.
Figure 112011101167013-pat00016
연속 재생을 위해서는 FB는 클라이언트에서 D/2 크기의 버퍼를 필요로 한다. 버퍼는 요청이 FB 또는 패칭기법으로 서비스될지 모르기 때문에 필요하다.
P(M, N-K-G) 및 SP(M, N-K-H)의 측정을 고려해보자. 가장 인기없는 비디오가 GP로 서비스되고 있는 경우, 패칭 기간 T는 전술한 버퍼 요구를 지원할 만큼 충분히 커야한다. 즉, T = D/2 또는 T = D/4이다. 패칭 기간이 종료된 후 비디오에 대한 첫 번째 요청을 수신하자마자 새로운 멀티캐스트 채널이 도입된다. 그러므로 모든 가장 인기없는 비디오에 대한 서비스를 위한 멀티캐스트 채널의 평균 개수 Km은 아래의 수학식 11과 같이 표현된다.
Figure 112011101167013-pat00017
service continuity user의 요청이 발생하면, FB, 패칭 및 서브-패칭 기법의 대기시간이 비교된다. (N-K-Km) ≤ 0 이면, FB 방식으로 전송하는게 가능하다. 그렇지 않다면 전송은 불가능하다. 그러므로 (N-K-Km) > 0 이면 패칭 기법 또는 서브-패칭 기법이 전송을 위해 필요하다.
본 발명의 VOD 시스템
도 2는 본 발명에 따른 VOD 전송 시스템의 동작을 도시한 개념도이다.
VOD 전송시스템은 도 2와 같이 오픈 큐잉 네트워크 모델(open ququeing network model)로 표현할 수 있다. VOD를 위한 비디오 스트림을 유니폼 분포(Uniform distribution)를 갖는 확률변수로 모델화 한다. VOD 서비스 측면에서 시청자의 대기시간은 매우 중요한 요소이다. 만약 서비스 대기시간이 길어지는 경우에는 VOD 서비스를 외면할 수 있기 때문에 주어진 대역폭 내에서 시청자의 대기시간을 줄이는 것은 VOD 시스템 구성에서 가장 우선시 되어야 한다. 따라서 요청된 데이터 패킷이 비디오 스트림의 연속성을 만족하는 시청자의 평균 지연시간을 VOD 시스템의 성능을 평가하는 기준으로 한다. 또한 이러한 비디오 전송 시스템은 하나의 비디오 서버에 의해 전송된다.
M개인 비디오 그룹 V1,…,VM이 N개의 서버 채널을 통해 전송된다고 가정하자. 각각의 길이는 D이고, 평균도착률은 각 그룹에 대해 λ1, …, λM라고 표현된다.
본 발명에 따른 기법은 N 개의 채널을 2개의 그룹으로 나눈다. 0≤K≤N 채널들은 FB 기법으로 할당하고, 나머지 N - K는 패칭 기법으로 할당한다. FB의 비디오는 0 ≤ m≤ M 의 집합을 갖고, 패칭은 M - m의 집합을 갖는다.
FB는 아래의 수학식 12와 같은 전용채널 k를 갖는다. 또한 아래의 수학식 13으로 표현되는 나머지 모든 비디오 채널은 패칭 기법으로 공통관리되고 공유된다.
Figure 112011101167013-pat00018
Figure 112011101167013-pat00019
본 발명의 시스템은 M/G/1 큐로 모델링 할 수 있다. 균일하게 분포된 0 ~ T사이의 평균 서비스 시간은 E[s] = T/2 = L/4 나타낼 수 있다. 입력 트래픽은 μ= λmE[s] 이고, 이용률은 ρ = μ / c 로 나타낼 수 있다. 그러므로 시스템에서 평균 사용자 지연시간은 아래 수학식 14와 같이 분산계수의 제곱식으로 계산된다.
Figure 112011101167013-pat00020
서비스 시간은 아래의 수학식 15와 같이 Erlang's C formula식으로 연산된다.
Figure 112011101167013-pat00021
모든 비디오 세그먼트들에 대한 요청률은 아래의 수학식 16과 같다.
Figure 112011101167013-pat00022
서비스 연속성 사용자의 요청을 고려하면 각각 VOD의 요청률은 아래와 같은 수학식 17로 나타낼 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00023
Vi에 대한 사용자 요청을 받을 확률은 아래의 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00024
시청자 대기시간은 비디오 스트림 채널에서 비디오 데이터 Si의 길이이다. 유저에게 대기시간 없이 신속하게 비디오 제공을 위해서는 각 채널에서 전송되고 있는 비디오 세그먼트(VS, Video Segment)의 번호를 알 필요가 있다. 이를 통해 사용자가 원하는 세그먼트가 있는 채널을 찾아서 해당 채널로부터 데이터를 수신할 수 있기 때문이다.
길이가 D 인 비디오를 위해 K(0,1,2…,K-1)개의 FB채널이 할당되어 있는 경우에 FB 채널의 첫 번째 FBS1 이 t0 에 전송된다면 FBk 채널의 시작시간은 tk = t0 + (K × s)가 된다. 여기서 s는 D / K이다. 이를 바탕으로 FBSk 채널에서 t 시점에 전송되는 세그먼트 (FBCVS, Fast broadcast channel Video segment)는 아래와 같은 수학식 19로 연산 될 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00025
세그먼트 내에서의 offset은 아래의 수학식 20으로 연산될 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00026
t시점에 FBSi를 다운로드 할 수 있는 FB 채널은 아래와 같은 수학식 21과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112011101167013-pat00027
도 3은 본 발명에 따른 VOD 전송 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템은 IPTV에서 재생되는 VOD 콘텐츠가 저장되는 콘텐츠 서버(110), 콘텐츠 서버에 저장된 VOD 콘텐츠 선택 및 스트리밍을 제어하는 제어부(120) 및 제어부를 통해 전달되는 콘텐츠가 재생되는 사용자 단말기(130)를 포함한다.
제어부는 VOD가 전송되는 채널을 2개의 그룹으로 나누어 각각 FB 기법 및 패칭 그룹 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다. 패칭 그룹 기법은 전술한 패칭 기법 및 서브-패칭 기법을 포함하는 의미이다.
도 3은 VOD 전송 시스템을 도시한 것으로, 본 발명의 핵심 구성인 제어부(120)는 실제 서버 시스템에 속한 컨트롤 서버를 이용하여 구현된다. 사용자 단말기(130)는 가정에 배치된 TV기기 또는 각종 모바일 기기를 포함한다.
제어부(120)는 사용자 단말기(130)에서 VOD 스트림 처음이 아닌 부분이 요청되는 경우 상기 FB 기법 및 패칭 그룹 기법을 적용하는 2개의 그룹을 이용할 수도 있다.
제어부(120)는 핸드오버 사용자 대기 시간이 가장 적도록 FB 기법, 패칭 기법 또는 서브-패칭 기법을 각 채널에 적용하는 것이다. 구체적 대기시간은 전술한 바와 같다.
본 발명의 시스템 성능 실험
본 발명에서 제안한 부정규 멀티캐스트를 사용하는 패칭 기법과 기존의 기법의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 비교하여 평가하였다. 성능평가에서 고려된 평가 항목은 도착률에 따라 변화하는 핸드오버 사용자의 서비스 대기 시간이다.
실험을 위해 IEEE 802.11g WLAN 기반으로 한 Mobile IPTV system 환경을 구현하였다. 이러한 무선 네트워크 환경에서 MPEG-2 인코딩된 비디오 파일을 단말 그룹에게 전송하였다. 사용된 파라미터는 아래의 표 2와 같다.
Figure 112011101167013-pat00028
VOD를 요청하는 사용자들의 수 생성에는 포아송 랜덤 확률 분포를 사용하였고, 사용자(user)들의 원하는 세그먼트 넘버는 유니폼 랜덤 확률 분포를 사용하였다.
도 4는 사용자 대기 시간(user waiting time)과 서버의 도착률(Arrival rate)와의 관계를 나타내고 있다. 종래 기법(Existing scheme)과 본 발명에 따른 VOD 전송 기법(Proposed scheme)을 비교하였다.
기존의 사용하였던 GP의 정규채널을 사용하여 패칭 주기 안에 들어온 사용자의 시간이 원하는 세그먼트 이후에 도착할 경우, 유니캐스트로 전송받을 수 있어 지연시간을 감소하였다. 그렇지만 원하는 세그먼트가 들어온 사용자의 시간보다 이전에 도착할 경우 최대지연시간 채널의 길이와 같았다.
그러나 부 정규 채널을 이용하여 도착률(Arrival rate)이 늘어남에 따라 패칭 주기 안에 들어온 사용자의 시간이 원하는 Si 세그먼트 이후에 도착한 사용자에게 대하여 기존 기법 사용자 대기시간이 감소한 것을 볼 수 있다.
도 5는 도착률 λ = 2.0/minute 일 때 채널수와 평균 대기시간의 관계를 나타낸다. 기존 기법 안에서 FB의 경우 할당된 채널이 증가되더라도 사용자 대기 시간은 일정하게 유지되었다. 그러나 GP의 경우 할당된 채널이 증가하면 그만큼 유저의 서브채널을 종전보다 더 할당 가능하므로 채널이 증가 될수록 사용자 대기시간이 감소하게 된다.
본 발명에서 제안하는 기법은 기존방식의 FB와 GP의 최소 사용자 최소 지연시간을 비교하여 전송하고 부정규 패칭 채널을 추가하여 보다 적은 대기시간을 갖는다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템
110 : 콘텐츠 서버 120: 제어부
130 : 사용자 단말기

Claims (9)

  1. IPTV에 VOD를 전송하는 시스템에 있어서,
    IPTV에서 재생되는 VOD 콘텐츠가 저장되는 콘텐츠 서버; 및
    상기 콘텐츠 서버에 저장된 VOD 콘텐츠 선택 및 스트리밍을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 M 개의 VOD 콘텐츠가 전송되는 N 개의 채널 중 K개의 FB(Fast Broadcasting) 채널, H개의 정규 패칭(Regular Patching) 채널 및 G개의 서브 패칭(Sub-Regular Patching) 채널을 통해 VOD 콘텐츠를 사용자 단말기에 전송하되,
    길이가 D인 비디오가 2^k-1 개(k는 1≤k≤K인 정수)의 세그먼트들로 분할될 경우에, 상기 사용자 단말기로부터 VOD 스트림의 처음이 아닌 부분의 요청에 대응하여, k번째 FB 채널에 할당된 세그먼트들을 소정의 세그먼트만큼 오프셋된 시점부터 G개의 서브 패칭 채널들 중 적어도 하나를 통해 전송하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 상기 세그먼트들을 순차적으로 H 개의 정규 패칭 채널들 중 적어도 하나를 통해 전송하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기에서 VOD 스트림의 처음이 아닌 부분이 요청되면, 상기 사용자 단말기가 원하는 세그먼트를 수신하기까지 사용자 대기 시간이 최소가 되도록 FB 채널, 정규 패칭 채널 및 서브 패칭 채널 중 적어도 한 채널을 통해 상기 VOD 스트림의 세그먼트들을 상기 사용자 단말기로 전송하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 사용자 대기 시간은 다음 수학식
    Figure 112013047034523-pat00039

    에 의해 결정되며,
    여기서 H(M,N)은 사용자 단말기가 VOD 스트림을 모두 수신하기까지 사용자 대기 시간, B(M,K), P(M,N-K-G), SP(M,N-K-H)는 각각 FB 채널, 정규 패칭 채널 및 서브 패칭 채널을 통한 사용자 대기 시간들이며,
    Figure 112013047034523-pat00040
    ,
    Figure 112013047034523-pat00041
    및
    Figure 112013047034523-pat00042
    는 사용자가 각각 FB 채널, 정규 패칭 채널 및 서브 패칭 채널로 M 개의 VOD 스트림 중 i번째 VOD 스트림을 수신할 확률들,
    Figure 112013047034523-pat00043
    ,
    Figure 112013047034523-pat00044
    및
    Figure 112013047034523-pat00045
    는 각각 핸드오버 사용자가 FB 채널, 정규 패칭 채널 및 서브 패칭 채널로 i 번째 VOD 스트림을 수신할 확률들인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    FB 채널에 대한 사용자 대기시간은 사용자 도착 시간이 Si 시간과 같거나 빠른 경우에 다음의 수학식
    Figure 112013047034523-pat00046

    에 따라 결정되며, 여기서
    Figure 112013047034523-pat00047
    는 FB 채널 C를 통한 사용자 대기 시간, d는 세그먼트의 길이(시간),
    Figure 112013047034523-pat00048
    는 i 번째 세그먼트,
    Figure 112013047034523-pat00049
    는 i 번째 채널, t는 시간인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    FB 채널에 대한 사용자 대기시간은 사용자 도착 시간이 Si 시간보다 늦은 경우에 다음의 수학식
    Figure 112013047034523-pat00050

    에 따라 결정되며, 여기서
    Figure 112013047034523-pat00051
    는 FB 채널 C를 통한 사용자 대기 시간, d는 세그먼트의 길이(시간),
    Figure 112013047034523-pat00052
    는 i 번째 세그먼트,
    Figure 112013047034523-pat00053
    는 i 번째 채널, t는 시간인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    정규 패칭 채널에 대한 사용자 대기시간은 다음의 수학식
    Figure 112013047034523-pat00054

    에 따라 결정되며, 여기서
    Figure 112013047034523-pat00055
    는 정규 패칭 채널 C를 통한 사용자 대기 시간, d는 세그먼트의 길이(시간),
    Figure 112013047034523-pat00056
    는 i 번째 세그먼트, T는 패칭 주기, t는 시간인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  8. 청구항 3에 있어서,
    서브 정규 패칭 채널에 대한 사용자 대기시간은 다음의 수학식
    Figure 112013047034523-pat00057

    에 따라 결정되며, 여기서
    Figure 112013047034523-pat00058
    는 서브 정규 패칭 채널 C를 통한 사용자 대기 시간, k는 서브 패칭의 대상이 되는 k 번째 FB 채널의 인덱스, d는 세그먼트의 길이(시간),
    Figure 112013047034523-pat00059
    는 i 번째 세그먼트, T는 패칭 주기, t는 시간인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서, k번째 FB 채널의 세그먼트들 오프셋은 다음의 수학식
    Figure 112013047034523-pat00060

    에 의해 결정되며, 여기서, T는 패칭 주기, K는 FB 채널의 개수, t는 시간, t0는 첫 번째 FB 채널의 전송 시간, k는 k 번째 FB 채널의 인덱스, s는 컨텐츠의 길이 D를 FB 채널의 개수로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 FB 기법 및 패칭 기법을 조합한 VOD 전송 시스템.
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KR19990086460A (ko) * 1998-05-28 1999-12-15 전주범 주문형 비디오 시스템에서의 랜덤 억세스 구현 방법
KR20030025386A (ko) * 2001-09-20 2003-03-29 한국전자통신연구원 비디오 시스템에서의 비디오 재생 일시 정지/해제 방법
KR100896726B1 (ko) 2006-10-23 2009-05-11 한양대학교 산학협력단 부분 계단형 분할 패칭 방식을 이용한 유사 주문형 비디오전송방법

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Sun Sik Park et al., ‘An Efficient VoD Scheme providing Service Continuity for Mobile IPTV in Heterogeneous Networks’, 2010 10th IEEE International Conference on Computer and Information Technology.
Sun Sik Park et al., 'An Efficient VoD Scheme providing Service Continuity for Mobile IPTV in Heterogeneous Networks', 2010 10th IEEE International Conference on Computer and Information Technology. *

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