KR101293302B1 - 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스 및 이의 방법 - Google Patents

멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스 및 이의 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가입자 측의 셋탑박스에 IPTV 서비스의 품질을 측정하는 에이전트를 구축하여 셋탑박스로 수신되는 전송스트림의 상태에 따라 멀티미디어 통신에 대한 품질 상황을 실시간 측정하고, 품질 측정 중 셋탑박스에서 멀티미디어의 재생이 있을 경우에는 이에 영향을 주지 않도록 동작을 정지하도록 관리하는 셋탑박스 및 이의 방법을 제공한다.

Description

멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스 및 이의 방법{SET-TOP BOX FOR CHECKING QULITY OF MULTIMEDIA BROADCASTING SERVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가입자 측의 셋탑박스로 수신되는 전송스트림의 상태를 파악하여 멀티미디어 통신에 대한 품질 상황을 측정함으로써 별도의 품질 측정기의 필요 없이 셋탑박스에서 품질 확인이 가능하여 장애 발생에 대한 빠른 조치가 가능한 셋탑박스 및 이의 방법에 관한 것이다.
최근 네트워크의 광대역화에 따라 새로 등장한 대표적인 서비스로 IPTV(Internet Protocol Television) 서비스를 들 수 있다. 서비스 품질(Quality of Service; QoS)이 보장되지 못하는 인터넷을 통한 IPTV 서비스가 성공적으로 정착하여 활성화되기 위해서는 철저한 서비스 품질 관리가 필수적이다.
그런데, 일반적인 품질 측정 장치는 현장 기사들이 장애 처리나 서비스개통을 위해 댁내에 방문한 경우나 운용자들에게만 개방하고 사용되고 있어서, 서비스 이용자가 서비스를 받는 중 이루어지는 실시간 측정 위주의 서비스 품질 관리로 바뀌어야 할 필요가 있다.
또한, 각 댁내에서 수행하던 종래 품질 측정 방법으로는 별도의 측정 장비를 IPTV 셋탑박스와 연결하여 IPTV 셋탑박스의 속도를 체크하고 이상 유무를 확인하는 정도로 그치고 있다. 그러나, 실제 IPTV 셋탑박스의 속도는 정상이지만 순간적이거나 비주기적인 네트워트 상의 지연(delay), 지터(jitter)로 인해 전송 스트림(Transport Stream)의 손실이 발생할 수 있으며 채널 전환시 허용치보다 높은 지연(delay)이 발생되고 있다.
따라서, 실시간으로 네트워크 상황 및 지연이나 지터로 인한 품질을 확인할 수 있는 관리가 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기의 필요성에 의해 창안된 것으로서, 가입자 측의 셋탑박스에 멀티미디어 방송 서비스의 품질을 측정하는 에이전트를 구축하여 셋탑박스로 수신되는 전송스트림의 상태에 따라 멀티미디어 통신에 대한 품질 상황을 실시간 측정하고, 품질 측정 중 셋탑박스에서 멀티미디어의 재생이 있을 경우에는 이에 영향을 주지 않도록 동작을 정지하도록 관리하는 셋탑박스 및 이의 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명의 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스는, 전송스트림으로부터 PAT(Program Association Table) 데이터 및 PMT(Program Map Table) 데이터를 추출하여 상기 PMT에 포함되어 있는 타임 스탬프 정보를 이용하여 스트림의 지터(jitter)와 속도 전송 알고리즘을 이용한 오디오스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도를 측정하고 측정한 지터 및 전송 속도의 조합으로 도출된 값이 기 설정한 품질요구조건을 만족하는지 여부에 따라 장애 발생 유무를 판단하는 품질 측정 에이전트; 상기 품질 측정과 동시에 시스템 내 다른 동작이 수행되는지를 체크하여 상기 품질 측정을 위해 사용되는 CPU의 부하값 및 가용 메모리 용량을 토대로 도출되는 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 있는 최소한의 과부하 범위보다 높아지면 상기 품질 측정을 위한 동작을 정지시키는 에이전트 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명의 셋탑박스에서의 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정 방법은, 셋탑박스에서 품질 측정을 위한 주기를 설정하는 측정 주기 설정 단계; 상기 셋탑박스가 기 설정한 측정 주기를 카운팅하는 카운팅 단계; 상기 기 설정한 측정 주기에 도달하면 상기 셋탑박스가 품질 측정 에이전트를 활성화하여 전송스트림의 지터와 전송 알고리즘을 이용하여 도출된 오디오 스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도의 조합으로 품질을 측정하는 품질 측정 단계; 상기 품질 측정과 동시에 시스템 내 다른 동작이 수행되는지를 체크하는 동작 체크 단계; 상기 다른 동작이 수행되고 있고, 상기 품질 측정을 위해 사용되는 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 수 있는 최소한의 과부하 범위보다 높아지면 상기 품질 측정을 위한 동작을 정지시키는 측정 동작 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가입자의 셋탑박스를 통해 멀티미디어 방송 서비스의 품질을 실시간 측정이 가능하므로 실시간 위주의 품질 관리가 가능하고, 전송 스트림의 지터와 전송 알고리즘을 이용하여 도출된 오디오 스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도의 조합으로 품질을 도출함에 따라 품질 측정에 대한 부하를 최소로 줄일 수 있고, 품질에 사용되는 CPU의 부하값 및 가용 메모리 용량을 토대로 도출된 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 수 있는 최소한의 과부하 범위보다 높아지면 상기 품질 측정을 중지함에 따라, 품질 측정 시 다른 기능의 저하를 방지할 수 있는 효과를 얻는다.
또한, 본 발명에 따르면 현장 기사들이나 운용자들이 네트워크 상태나 인코딩 상태를 현장에서 직접 확인하고 조치가 가능하여 장애 조치 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 품질 측정 에이전트가 장착된 셋탑박스를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 셋탑박스에서 멀티미디어 방송 서비스의 품질을 측정하는 전체 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 셋탑박스에서 품질을 측정하는 과정을 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 셋탑박스에서 속도를 체크하는 원리를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명에 따른 품질 측정 에이전트가 장착된 셋탑박스를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 셋탑박스(100)는 멀티미디어 방송 서비스의품질을 측정하기 위한 구성으로 품질 측정 에이전트(Agent)(110)와 에이전트 관리부(120)를 포함한다. 그리고, 셋탑박스(100)는 TV 수신기(200)와 연결되어 품질 측정 에이전트(110)를 통해 측정한 결과를 TV 수신기(200)로 전달한다.
품질 측정 에이전트(110)는 MPEG-전송스트림의 손실을 체크하는 전송 스트림 손실 알고리즘을 이용하여 셋탑박스(100)로 수신되는 전송 스트림(TS)으로부터 PAT(Program Association Table) 데이터와 PMT(Program Map Table) 데이터를 추출하여 전송스트림의 손실 여부, 지터(jitter) 등을 측정한다.
또한, 품질 측정 에이전트(110)는 속도 산출 알고리즘을 이용하여 셋탑박스(100)로 수신되는 전송 스트림으로부터 비디오 스트림 및 오디오 스트림의 속도를 계산한다.
따라서, 품질 측정 에이전트(110)는 상기에서 측정한 전송스트림의 지터와 전송속도를 조합하여 품질요구조건에 만족하는지 여부를 판단하고 만족 여부에 따라 장애 발생 유무를 판단한다. 예컨대, 전송스트림의 지터는 전송단에서의 스트림 전송 시간간격과 수신단에서의 스트림 수신 시간간격의 차에 의해 구해질 수 있으며, 그 값이 일정오차범위에 있을 것이 품질요구조건으로 사전에 설정해 둔다.
에이전트 관리부(120)는 품질 측정 에이전트(110)에서 측정한 결과를 TV 수신기(200)로 전달하며, 품질 측정 에이전트(110)의 실행시 품질 측정에 사용되는 시스템의 상태(CPU 부하값과 가용 메모리 용량값)를 파악한다. 따라서, 에이전트 관리부(120)는 품질 측정 중 셋탑박스(100)가 다른 동작을 수행하고 있는지를 확인하여, 다른 동작을 수행하고 있고 품질 측정에 사용되는 시스템의 부하가 많이 걸리면 이의 동작을 중지하여 다른 서비스 품질에 영향을 주지 않도록 제어한다. 여기서, 시스템 부하가 많이 걸린다는 의미는 다른 동작의 능률을 저하시킬 있는 최소한의 과부하 범위를 설정해 두고 그 설정 범위보다 높아지는 경우를 말한다.
예를 들어, 셋탑박스(100)가 스트리밍으로 수신한 전송스트림을 재생하고 있다고 가정한다. 또한, 셋탑박스(100)가 품질 측정 주기에 도달하여 품질 측정 에이전트(110)를 실행하면 에이전트 관리부(120)가 품질 측정에 사용되고 있는 시스템의 부하값을 파악하여 품질 측정 기능보다 재생 기능을 더 우선적으로 처리한다. 즉, 재생 품질에 큰 영향을 주지 않을 정도면 현 품질 측정을 그대로 수행하고, CPU 부하가 높아지거나 가용 메모리가 줄어드는 경우 현재 품질 측정 중이라도 이의 동작을 중지시킨다.
이는 리눅스 탑(Linux Top) 명령과 같이, 리눅스 쉘에서 원하는 탑 명령어를 실행하면 현재 동작 중인 프로세서 정보와 PC상태를 모니터링할 수 있다.
이처럼, 에이전트 관리부(120)는 품질 측정 에이전트(110)의 활성화 주기 즉, 측정 주기를 설정하여 셋탑박스(100)를 통해 실시간으로 IPTV 품질을 측정할 수 있도록 제공하지만, 이 측정으로 인해 사용자 시청 품질을 저하시키면 안되므로 정기적으로 품질 측정을 수행하되 시스템 부하가 걸리면 품질 측정 에이전트(110)의 동작을 중지하도록 하는 구성에 특징이 있다.
TV 수신기(200)는 화면에 품질 측정 결과를 표시하는 측정 표시 영역(210)과 장애 발생 유무를 표시하는 장애 발생 유무 표시 영역(220)을 포함한다.
측정 표시 영역(210)은 셋탑박스(100)의 품질 측정 에이전트(110)를 통해 측정한 TS 손실, TS 지연 펙터(delay factor), TS 지터, 비디오 비트전송율(Video bitrate), 오디오 비트전송율(Audio bitrate) 등을 항목별로 표시하고, 장애 발생 유무 표시 영역(220)에는 측정 표시 영역(210)에 출력되는 데이터에 의거하여 장애가 발생한 것으로 판단한 경우 장애 발생 메시지를 표시하며, 정상인 경우는 정상 메시지를 각각 표시한다.
그러면 이상의 구성에 기초하여 멀티미디어 방송 서비스의 품질을 측정하고 관리하는 방법에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 셋탑박스에서 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정하는 전체 방법을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 셋탑박스는 정기적인 서비스 품질 측정을 위해 측정 주기를 설정할 수 있다(S200). 예컨대, 하루에 3번 특정 이벤트가 발생한 경우 품질 측정을 수행하도록 설정하거나, 하루에 10시, 15시, 20시 등으로 시간을 정확하게 설정할 수 있다.
이후, 셋탑박스가 기 설정한 측정 주기를 카운팅한다(S210).
카운팅을 통해 측정 주기에 도달하면 품질 측정 에이전트를 실행하여 IPTV 품질을 측정한다(S220).
품질 측정 방법으로는 셋탑박스로 수신하는 전송스트림으로부터 지터 등을 계산하여 전송스트림의 손실을 측정하는 방법과, 비디오 스트림과 오디오 스트림의 처리율(비트전송률)을 계산하는 방법을 이용한다. 이러한 측정 방법은 하기의 도 3에서 자세히 설명한다.
품질 측정 중, 셋탑박스는 품질 측정을 위한 동작 외 다른 동작을 수행하고 있는지를 체크한다(S230). 다른 동작은 재생 동작을 포함한다.
체크 결과, 다른 동작을 수행하고 있지 않으면 현 품질 측정 동작을 그대로 수행하고, 다른 동작을 수행하고 있으면 품질 측정에 사용되는 시스템의 부하를 고려하여 동작 여부를 제어한다(S240).
예컨대, 품질 측정을 통해 CPU의 부하가 높아지고 가용 메모리의 용량이 줄어들면 실질적으로 다른 동작을 위한 시스템의 효율이 저하되므로 품질 측정을 위한 동작을 정지한다.
다음으로 도 3의 품질 측정 방법을 설명한다.
셋탑박스의 품질 측정 에이전트는 사전에 설정해 둔 측정 주기가 도달하면 품질 측정을 위한 요청을 입력 받는다(S110).
그러면, 셋탑박스의 품질 측정 에이전트는 셋탑박스로 수신되는 MPEG 포맷의 전송스트림으로부터 PAT(Program Association Table) 데이터를 수집한다(S120).
그리고, PAT 데이터에 포함되어 있는 PMT(Program Map Table) 데이터를 추출하고 추출한 PMT의 타임 스탬프 정보를 이용하여 전송스트림의 지터(jitter)를 분석한다(S130).
이때, 전송스트림의 지터는 전송단에서의 스트림 전송 시간간격과 수신단에서의 스트림 수신 시간간격의 차에 의해 구해질 수 있다. 그리고, 그 값이 일정오차범위에 있을 것이 품질요구조건으로 제시할 수 있다.
또한, 셋탑박스의 품질 측정 에이전트는 비디오 스트림 및 오디오 스트림의 전송속도를 측정한다(S140).
전송 속도는 도 4에 도시한 바와 같이 현 PCR1 패킷이 수신한 시간(PCR1 time)과 다음 PCR2 패킷이 수신한 시간(PCR2 time)간 차에 의해 결정된다. 그리고, 현 PCR1 패킷과 다음 PCR2 패킷 사이에 포함된 ES 패킷수, 패킷 크기에 비례하여 결정된다.
따라서, 하기 식으로 산출할 수 있다
(전송속도)(bit/s) = (Es bits)/ (PCR1 time ― PCR2 time)
이후, 셋탑박스의 품질 측정 에이전트는 측정한 TS 지터와 속도 결과를 TV 수신기로 전달하여 화면에 표시한다(S150).
그리고, 셋탑박스의 품질 측정 에이전트는 측정한 TS 지터와 속도 결과를 조합하여 품질요구조건을 만족하는지 여부에 따라 장애 발생 유무를 판단한다(S160).
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 셋탑박스 110: 품질 측정 에이전트
120: 에이전트 관리부 200: TV 수신기
210: 측정 표시 영역 220: 장애 발생 유무 표시 영역

Claims (7)

  1. 전송스트림으로부터 PAT(Program Association Table) 데이터 및 PMT(Program Map Table) 데이터를 추출하여 상기 PMT에 포함되어 있는 타임 스탬프 정보를 이용하여 스트림의 지터(jitter)와 속도 전송 알고리즘을 이용한 오디오스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도를 측정하고 측정한 전송 스트림의 지터와 전송 속도로부터 도출된 값이 기 설정한 품질요구조건을 만족하는지 여부에 따라 장애 발생 유무를 판단하는 품질 측정 에이전트;
    상기 품질 측정과 동시에 시스템 내 다른 동작이 수행되는지를 체크하여 상기 품질 측정을 위해 사용되는 CPU의 부하값 및 가용 메모리 용량을 토대로 도출되는 상기 품질 측정을 위해 사용되는 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 있는 최소한의 과부하 범위보다 높아지면 상기 품질 측정을 위한 동작을 정지시키는 에이전트 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이전트 관리부는
    상기 품질 측정을 위한 주기를 설정하여 실시간 또는 정기적으로 측정이 가능한 것을 특징으로 하는 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 품질 측정 에이전트는
    상기 스트림의 지터를 측정할 때 전송단에서의 스트림 전송 시간간격과 수신단에서의 스트림 수신 시간간격의 차를 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스.
  4. IP 기반 셋탑박스에서의 품질 측정 방법으로서,
    상기 셋탑박스에서 품질 측정을 위한 주기를 설정하는 측정 주기 설정 단계;
    상기 셋탑박스가 기 설정한 측정 주기를 카운팅하는 카운팅 단계;
    상기 기 설정한 측정 주기에 도달하면 상기 셋탑박스가 품질 측정 에이전트를 활성화하여 전송스트림의 지터와 속도 전송 알고리즘을 이용한 오디오스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도를 조합하여 품질을 측정하는 품질 측정 단계;
    상기 품질 측정과 동시에 시스템 내 다른 동작이 수행되는지를 체크하는 동작 체크 단계;
    상기 다른 동작이 수행되고 있고, 상기 품질 측정을 위해 사용되는 CPU의 부하값 및 가용 메모리 용량을 토대로 도출된 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 수 있는 최소한의 과부하 범위보다 높아지면 상기 품질 측정을 위한 동작을 정지시키는 측정 동작 제어 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셋탑박스에서의 멀티미디어 방송 서비스의품질 측정 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 측정 동작 제어 단계에서,
    상기 다른 동작이 수행되지 않거나, 상기 품질 측정을 위해 사용되는 시스템의 부하가 상기 다른 동작의 능률을 저하시킬 수 있는 최소한의 과부하 범위보다 낮아서 상기 품질 측정 단계를 완료하면 그 측정 결과를 화면에 표시하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셋탑박스에서의 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 품질 측정 단계는
    전송단에서의 스트림 전송 시간간격과 수신단에서의 스트림 수신 시간간격의 차를 이용하여 전송스트림의 지터를 계산하는 것을 특징으로 하는 셋탑박스에서의 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 품질 측정 단계는
    상기 전송스트림의 지터값과 오디오 스트림 및 비디오 스트림의 전송 속도를 조합하여 도출된 품질이 기 설정한 품질요구조건을 만족하는지 여부에 따라 장애 발생 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정 방법.
KR1020110146819A 2011-12-30 2011-12-30 멀티미디어 방송 서비스의 품질 측정이 가능한 셋탑박스 및 이의 방법 KR101293302B1 (ko)

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