KR101401879B1 - 복수의 계층으로 부호화된 데이터의 전송을 위한ｍｉｍｏ시스템을 구비하는 데이터전송장치와데이터수신장치, 그리고 이들을 이용한 데이터전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 계층으로 부호화된 데이터를 MIMO시스템을 이용하여 전송하는 데이터전송장치와 데이터수신장치, 그리고 이들을 이용한 데이터전송방법에 관한 것이다. 본 발명은 동시에 동작하는 복수의 안테나가 포함되는 MIMO(Multiple Input Multiple Output)모듈과; 상기 MIMO모듈으로부터 송신되는 신호의 수신감도정보를 상기 MIMO모듈에 포함된 각 안테나별로 입력받는 수신감도감지부(16)와; 상기 수신감도감지부(16)에 의해 감지된 수신감도에 따라 미디어데이터의 각 계층을 송신할 안테나를 선택하여 할당하는 계층할당부(12); 그리고 상기 계층할당부(12)에서 할당된 바에 따라 상기 미디어데이터의 각 계층을 선택된 안테나를 통해 송신하는 모뎀(14)을 포함하여 구성된다.

스트리밍, SVC(Scalable Video Coding), MIMO(Mutiple Input Multiple Output)

Description

복수의 계층으로 부호화된 데이터의 전송을 위한 ＭＩＭＯ시스템을 구비하는 데이터전송장치와 데이터수신장치, 그리고 이들을 이용한 데이터전송방법{Data Transmitter/Receiver for transmitting/receiving data encoded into multiple layers and Method for transmitting data encoded into multiple layers using the same}

본 발명은 데이터전송장치와 데이터수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 계층으로 부호화된 데이터를 MIMO시스템을 이용하여 전송하는 데이터전송장치와 데이터수신장치, 그리고 이들을 이용한 데이터전송방법에 관한 것이다.

무선통신이 나날이 발전하면서, 최근에는 무선통신을 이용하여 단말기에 각종 데이터를 다운로드 받을 뿐 아니라, 음성이나 영상, 애니메이션 등을 실시간으로 재생하는 스트리밍 서비스를 제공받을 수 있게 되었다.

그러나 무선 상태에서 데이터 통신을 하기 위해서는 에러가 발생할 확률이 항상 존재하며 대역폭이 적은 경우에는 더욱 그러하다. 특히 스트리밍 서비스와 같이 실시간으로 제공되는 서비스의 경우 통신에 에러가 발생하거나 장애가 있으면, 재생되는 음성이나 영상이 끊기거나 열화되고, 재전송을 받아야 하는 등 서비스 품 질이 크게 악화된다.

이와 같은 문제점을 방지하기 위한 각종 무선통신 기술이 개발되고 있으며, 그중 하나로 MIMO(Mutiple Input Multiple Output)시스템이 있다. MIMO시스템은 다중의 입출력이 가능한 안테나 시스템을 말한다. 기지국과 단말기의 안테나를 2개 이상으로 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하고 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄이고 각각의 전송 속도를 낮출 수 있는 기술이다. 그러나 위와 같은 MIMO시스템을 이용하더라도 통신 중 데이터 손실이나 에러가 발생한다.

한편 음성이나 영상, 애니메이션 등의 미디어데이터의 압축방식 중 하나로서 SVC(Scalable Video Coding)방식이 개발중에 있다. SVC방식에 의한 코딩기술은 엄밀히 말하여 압축기술이라기보다 네트워크 상황에 따라 전송되는 데이터의 양을 조절하기 위하여, 데이터를 복수의 계층으로 분류하는 코딩방식이다. 이때 전송되는 미디에데이터의 화질, 프레임율(Frame rate), 또는 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 조절되도록 데이터의 양을 조절하여 계층이 구분된다.

그리고 네트워크 상황의 변화에 따라 위와 같이 분류된 계층의 신호에서 일부 계층을 제거하여 데이터를 전송하는 방식으로 통신을 한다.

여기서 채널 상황과 무관하게 기본적으로 전송되는 계층(Basic Layer)와, 채널 상황이 향상됨에 따라 단계적/추가적으로 전송되는 계층들(Enhancement Layers)이 구분된다.

이때 기본적으로 전송되어야 할 계층의 신호가 통신 에러나 장애에 의해 누락되거나 손상되는 경우, 스트리밍 서비스의 품질에도 큰 영향을 준다.

따라서, 위에서 설명한 MIMO시스템을 이용하여 미디어데이터의 스트리밍 서비스를 제공하고, 제공받음에 있어서, SVC방식과 같이 중요도에 따라 데이터를 복수의 계층으로 구분하는 코딩방식에 따라 부호화된 데이터를 전송할 때 중요도가 높은 데이터를 보다 정확하게 전송하는 방식이 필요하다.

그러나 기존의 MIMO시스템을 이용한 데이터 전송시에는 MIMO시스템에 포함된 다수의 안테나를 통해 전송될 데이터를 분배함에 있어서, 인코딩된 미디어데이터의 계층의 중요도와 무관하게 분배한다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 중요도가 다른 복수의 계층으로 부호화된 미디어데이터를 전송함에 있어서, 전송 우선순위가 높은 계층의 데이터를 MIMO시스템의 수신감도가 높은 안테나를 통해 전송하는 데이터전송장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수신감도가 높은 안테나를 통해 전송 우선순위가 높은 계층의 데이터를 송신하고, 이를 수신받기 위하여 수신된 각 신호에 대한 수신감도정보를 데이터전송장치에 제공하는 데이터수신장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 MIMO시스템에 포함되는 각 안테나의 수신감도 및 미디어데이터의 계층의 전송 우선순위를 고려하여 신호를 분배하여 전송함으로써 스트리밍 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 데이터전송방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 데이터전송장치는 동시에 동작하는 복수의 안테나가 포함되는 MIMO(Multiple Input Multiple Output)모듈과; 상기 MIMO모듈로부터 송신되는 신호의 수신감도정보를 상기 MIMO모듈에 포함된 각 안테나별로 입력받는 수신감도감지부와; 상기 수신감도감지부에 의해 감지된 수신감도에 따라 미디어데이터의 각 계층을 송신할 안테나를 선택하여 할당하는 계층할당부; 그리고 상기 계층할당부에서 할당된 바에 따라 상기 미디어데이터의 각 계층을 선택된 안테나를 통해 송신하는 모뎀을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 데이터전송장치는, 상기 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는 인코더를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 복수의 계층에는, 각 계층별 우선순위가 설정될 수 있다.

이때 상기 계층할당부는, 상기 복수의 안테나 중 수신감도가 높은 안테나에 우선순위가 높은 계층을 할당하도록 할 수 있다.

또한 상기 인코더는, 상기 미디어데이터를 SVC(Scalable Video Coding)방식으로 인코딩할 수 있다.

한편 본 발명에 의한 데이터수신장치는, 동시에 동작하는 복수의 안테나가 포함되는 다중입출력모듈과; 상기 다중입출력모듈으로 수신되는 신호의 수신감도를 각 안테나별로 감지하는 수신감도측정부; 그리고 상기 수신감도측정부에서 측정된 수신감도정보를 상기 다중입출력모듈을 통해 출력하는 신호변복조부를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 데이터수신장치는, 상기 다중입출력모듈을 통해 계층별로 수신되는 미디어데이터를 조합하여 하나의 데이터스트림으로 복원하는 복호기를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이때 상기 복호기는, 상기 미디어데이터를 SVC(Scalable Video Coding)방식으로 디코딩할 수 있다.

한편 본 발명에 의한 데이터전송방법은, MIMO모듈의 복수의 안테나로부터 전 송되는 데이터의 수신감도를 안테나별로 확인하는 수신감도확인단계; 그리고 상기 수신감도확인단계에서 확인된 수신감도에 따라 복수의 계층을 포함하는 미디어데이터를 상기 MIMO모듈의 각 안테나에 계층별로 할당하여 전송하는 데이터송신단계를 포함하여 수행될 수 있다.

이때, 상기 데이터송신단계는, 상기 수신감도확인단계에서 확인된 수신감도에 따라 각 안테나에서 전송할 미디어데이터의 계층을 결정하는 결정단계와; 미디어데이터의 일정단위마다 미리 설정된 계층을 확인하는 확인단계; 그리고 상기 확인단계에서 확인된 계층에 따라, 미디어데이터를 일정단위별로 해당 계층의 데이터를 전송하도록 결정된 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.

그리고 상기 데이터전송방법은, 데이터전송장치에서 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는 인코딩단계를 먼저 수행할 수 있다.

또한 상기 데이터전송방법은, 상기 데이터송신단계에서 송신된 상기 미디어데이터를 데이터수신장치에서 수신하는 데이터수신단계; 그리고 상기 데이터수신단계에서 계층별로 수신된 상기 미디어데이터를 하나의 데이터스트림으로 복호화하는 디코딩단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.

이때 상기 인코딩단계는, 상기 미디어데이터를 SVC방식으로 인코딩함으로써 수행될 수 있다.

그리고 상기 디코딩단계는, 수신된 상기 미디어데이터를 SVC방식으로 디코딩함으로써 수행될 수 있다.

여기서 상기 데이터전송방법은, 상기 인코딩단계에서 인코딩된 상기 미디어 데이터를 데이터추출장치로 전송하는 데이터이동단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.

또한 상기 데이터전송방법은, 상기 데이터추출장치에서 채널상황을 확인하는 채널상황확인단계와; 상기 미디어데이터에서 확인된 채널상황에 따라 상기 미디어데이터의 복수의 계층 중 전송할 계층의 수를 연산하는 연산단계; 그리고 상기 연산단계의 결과에 따라 상기 미디어데이터에서 전송되지 않을 계층에 해당하는 패킷을 제거하는 제거단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.

여기서 상기 수신감도확인단계는, 상기 MIMO모듈의 복수의 안테나로부터 전송된 데이터의 수신감도를 상기 데이터수신장치에서 감지하는 단계; 그리고 상기 데이터수신장치에서 감지된 각 안테나별 수신감도정보가 상기 MIMO모듈으로 전송되는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 데이터전송장치, 데이터수신장치 및 이들을 이용한 데이터전송방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 중요도가 다른 복수의 계층으로 부호화된 미디어데이터를 전송함에 있어서, 전송 우선순위가 높은 계층의 데이터를 MIMO시스템의 수신감도가 높은 안테나를 통해 전송함으로써 영상이 열화되거나 끊기는 현상, 데이터를 재전송받아야 하는 문제점을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

그리고 데이터전송장치, 데이터수신장치 및 이들을 이용한 데이터전송방법에 서는 MIMO시스템에 포함되는 각 안테나의 수신감도 및 미디어데이터의 계층의 전송 우선순위를 고려하여 신호를 분배하여 전송함으로써 스트리밍 서비스의 품질을 향상시키고 안정적인 서비스 제공이 가능하다는 장점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 데이터전송장치 및 데이터수신장치의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 데이터전송장치와 데이터수신장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 데이터전송장치에서 미디어데이터의 각 계층마다 별도의 안테나를 할당하는 방법을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 데이터전송장치(100)는 인코더(10)를 포함한다. 여기서 상기 데이터전송장치(100)는 미디어데이터에 대한 스트리밍 서비스를 제공하는 서버(Server)가 될 수 있다. 또한 상기 데이터전송장치(100)는 서버로부터 데이터를 전송받아 단말기로 전달하는 중계기나 라우터(Router)가 될 수도 있다.

상기 데이터전송장치(100)에 포함된 상기 인코더(10)는 스트리밍할 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는 역할을 한다. 특히 상기 인코더(10)는 상기 미디어데이터를 SVC(Scalable Video Coding)방식에 의해 복수의 계층으로 분류하여 부호화할 수 있다. 그러나 SVC방식 이외에도 각각 중요도가 다른 복수의 계층으로 데이터를 분류하는 코딩방식이라면 어떠한 방식이든 본 발명에 적용될 수 있다.

이때 상기 미디어데이터의 계층은 다양한 방식에 의해 구분될 수 있다. 우선 시간적 계층화 방식에 의해 구분될 수 있는데, 이는 단위시간당 전송할 데이터양을 채널 환경에 따라 다르게 설정함에 있어서, 채널 환경이 가장 나쁠 때에도 반드시 전송되도록 설정되는 계층과, 채널 환경이 좋아짐에 따라 추가 전송되도록 설정되는 각 계층을 따로 분류하는 방식이다. 즉, 단위시간당 전송할 프레임율을 변경하는 방식이다.

또한 공간적 계층화 방식은, 예를 들어 해상도를 조절하는 방식으로 채널 환경이 좋아질수록 높은 해상도의 데이터를 송신하므로, 기본적인 해상도를 유지할 수 있는 가장 기본적인 계층과, 채널 환경 향상에 따라 해상도를 높이기 위해 추가 전송되는 별도의 계층들을 분류하는 방식이다.

그리고 품질 계층화 방식은 채널 환경에 따라 SNR(Signal-to Noise Ratio)를 변화시키기 위하여 미디어데이터를 다수의 계층으로 나누는 방식으로서, 채널 환경이 향상될수록 좋은 품질의 데이터를 전송하기 위하여 전송되는 계층의 수가 증가한다.

이와 같이 상기 미디어데이터는 상기 인코더(10)에 의해 다양한 방식 중 하나로 복수의 계층으로 부호화된다.

즉, 채널 환경이 좋지 않더라도 기본적으로 전송되는 기본계층(base layer)과, 채널 환경의 향상에 따라 추가적으로 전송되는 향상계층(enhanced layer)이 구분되고, 상기 향상계층도 채널 상태를 단계적으로 나누어, 채널 상태가 한 단계 향상될 때마다 하나씩 추가 전송되는 복수의 계층으로 나뉠 수 있다.

이때 상기 데이터전송장치(100)가 라우터 등 중간 장치에 해당하는 경우, 서버에서 이미 복수의 계층으로 부호화된 미디어데이터를 수신받아 이를 수신측으로 전송할 수도 있다.

한편, 위와 같이 복수의 계층으로 인코딩된 미디어데이터는 계층할당부(12)에서 각각의 계층이 어떠한 안테나를 통해 전송될 것인지 결정된 바에 따라 모뎀(14)을 통해 데이터수신장치(200)로 전송된다.

여기서 상기 모뎀(14)은 통상의 데이터송수신을 위해 구비되는 모듈레이터(Modulator)와 디모듈레이터(Demodulator)를 포함하는 장치이다.

그리고 상기 모뎀(14)에는 복수의 안테나를 포함하는 MIMO(Mutilple Input Multiple Output)모듈이 구비된다.

상기 MIMO모듈은 동시에 동작하는 m개의 송신안테나에 동일시간에 동일 주파수를 사용하여 각 안테나마다 별개의 신호를 전송하는 모듈이다. 즉, 도면에 도시된 안테나 X₁ 과 안테나 X₂ 는 각각 다른 신호를 전송하게 된다.

그리고 상기 계층할당부(12)는 상기 미디어데이터의 각 계층별 전송 우선순위를 고려하여 상기 MIMO모듈에 구비된 복수의 안테나 중 어떤 안테나에 어떤 계층을 할당하여 전송할지 여부를 결정한다.

여기서 상기 계층할당부(12)가 상기 미디어데이터의 각 계층을 각 안테나에 할당함에 있어서 상기 MIMO모듈에 포함된 각 안테나에서 송신되는 신호의 수신측에서의 수신감도를 고려한다.

이때 상기 계층할당부(12)가 각 안테나로부터 송신되는 신호의 수신감도를 고려하여 계층을 할당할 수 있도록 상기 데이터전송장치(100)에는 수신감도감지부(16)가 구비된다.

상기 수신감도감지부(16)는 상기 MIMO모듈의 각 안테나로부터 송신되는 신호를 전송받은 수신측에서, 각 신호의 수신감도를 계산하여 수신감도정보를 상기 MIMO모듈으로 다시 전송하여주면 상기 모뎀(14)으로부터 수신감도정보를 받아 상기 계층할당부(12)에 제공한다.

여기서 상기 MIMO모듈의 각 안테나는 각각 다른 신호를 전송하므로, 이를 전송받은 수신측에서는 각각의 신호의 수신감도를 감지하여 상기 MIMO모듈으로 다시 전송하여준다.

그리고 상기 MIMO모듈에서 수신한 수신감도정보는 상기 수신감도감지부(16)로 전달되고, 상기 수신감도감지부(16)는 각 신호의 수신감도정보 및 각 신호가 전송된 안테나 정보를 이용하여, 각 안테나의 수신감도를 연산한다.

그리고 연산된 수신감도 정보를 각 안테나별로 상기 계층할당부(12)에 제공함으로써 상기 계층할당부(12)는 각 안테나의 수신감도의 고저를 알 수 있게 된다.

이에 따라 상기 계층할당부(12)는 상기 미디어데이터의 계층의 전송 우선순위 및 각 안테나의 수신감도의 수준을 고려하여, 우선순위가 높은 계층을 수신감도가 높은 안테나에 할당하여준다.

이때 상기 우선순위는 상기 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는 과정에서 설정되는데, 우선순위가 높은 계층일수록 필수적으로 전송되어야할 데이터 이므로 중요도가 높다고 할 수 있다.

즉, 위에서 설명한 바와 같이 상기 기본계층은 채널 환경과 무관하게 반드시 전송되는 데이터이므로 복수의 계층 중 전송 우선순위가 가장 높다. 그리고 상기 향상계층의 경우 채널 상태를 단계적으로 평가하여, 채널 환경이 양호하지 않은 때에 추가전송되는 향상계층의 전송 우선순위가 채널 환경이 양호한 상태에서 추가 전송되는 향상계층의 전송 우선순위보다 상대적으로 높게 설정된다.

따라서 우선순위가 높은 계층의 데이터가 우선적으로 전송되어야 하고, 그에 따라 수신측에서의 중요도 또한 상대적으로 높으므로, 수신감도가 높은 안테나에 전송 우선순위가 높은 계층의 신호를 할당함으로써 스트리밍 서비스의 질을 향상시키는 것이다.

이에 따라 상기 계층할당부(12)는 수신측에서 수신감도가 가장 높은 신호를 전송한 안테나에 상기 기본계층에 포함되는 신호를 할당한다. 그리고 수신감도가 높은 순서에 따라 상기 복수의 안테나에 전송 우선순위가 높은 순서로 향상계층의 신호를 각각 할당한다.

이를 위하여 상기 계층할당부(12)는 우선, 어떤 안테나에 어떤 계층의 신호를 할당할 것인지 여부를 상기 수신감도감지부(16)로부터 통보받은 수신감도 정보를 참조하여 결정한다.

그리고 복수의 계층으로 부호화된 신호를 입력받아, 각각의 신호가 어떠한 계층에 포함된 신호인지를 판단한다. 그리고 수신감도 정보를 참조하여 결정한 바에 따라 각 신호를 해당 계층에 할당된 안테나로 전송한다.

한편, 상기 데이터전송장치(100)에서도 수신측으로부터 특정 명령이나 데이터를 수신받을 수 있으므로 디코더(18)가 구비될 수 있다.

한편 상기 데이터전송장치(100)에서 제공하는 미디어데이터 스트리밍 서비스의 수신측으로서, 데이터수신장치(200)가 도시되어있다.

상기 데이터수신장치(200)에는 우선, 상기 데이터전송장치(100)의 상기 MIMO모듈에서 전송되는 데이터를 수신받기 위하여 동시에 동작하는 복수의 안테나를 포함하는 다중입출력모듈이 구비된다.

이때 상기 데이터수신장치(200)는 상기 데이터전송장치(100)에 대한 단말기로서, 퍼스널컴퓨터, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)단말기, 휴대폰 등이 될 수 있다.

상기 다중입출력모듈은 상기 MIMO모듈과 같이 동시에 동작하는 n개의 안테나에 동일시간에 동일 주파수를 사용하여 각 안테나마다 별개의 신호를 전송하는 모듈이다. 그러나 신호를 전송받는 경우에는 상기 다중입출력모듈에 포함된 모든 안테나가 상기 MIMO모듈에 포함된 모든 안테나로부터 송신된 신호를 모두 수신받는다.

상기 다중입출력모듈은 복수의 안테나에서 각각의 경로로 중복 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄임으로써 수신되는 데이터의 질을 향상한다.

상기 다중입출력모듈의 복수의 안테나에서 수신된 데이터는 변복조기(20)에서 변조된 방식의 역으로 복조되고 디지털 신호로 변환된다.

그리고 상기 데이터수신장치(200)에는 복호기(22)가 구비되는데 상기 복호 기(22)는 복수의 계층으로 변환되고, 계층별로 나뉘어 전송된 상기 미디어데이터를 하나의 데이터스트림으로 디코딩한다.

상기 데이터전송장치(100)에서 상기 미디어데이터를 SVC방식으로 인코딩한 경우, 상기 복호기(22)도 SVC방식에 의한 디코딩을 수행한다.

한편, 상기 데이터수신장치(200)에서 상기 데이터전송장치(100) 등 다른 장치로 무선신호를 송신하는 경우 다양한 압축방식이나 표준 등에 의해 신호를 부호화하는 부호기(24)가 더 구비될 수도 있다.

그리고 특히 상기 데이터수신장치(200)에는 수신감도측정부(26)가 구비된다.

상기 수신감도측정부(26)에서는 상기 데이터전송장치(100)로부터 수신된 각 신호에 대한 상기 데이터수신장치(200)에서의 수신감도를 계산한다.

상기 데이터수신장치(200)는 복수의 n개의 안테나를 구비하므로, 동일한 신호가 n회 수신되는데, 상기 수신감도측정부(26)는 n회 수신된 각각의 신호마다 수신감도를 측정하여 평균하거나, 각각의 신호 중 가장 높은 수신감도를 그 신호에 대한 수신감도로 한다.

예를 들어 상기 데이터전송장치(100)의 안테나 X₁으로부터 L1계층 신호가 전송되고, 안테나 X₂로부터 L2계층 신호가 전송되는 경우, 상기 데이터수신장치(200)에 구비된 n개의 안테나에 각각 수신된 L1계층 신호의 수신감도 평균과, L2계층 신호의 수신감도 평균을 계산하여 각각의 평균을 각각의 신호의 수신감도로 할 수 있다.

또는 상기 안테나 X₁에서 전송된 L1계층 신호가 상기 데이터수신장치(200)의 안테나 Y₃에서 가장 강한 감도로 수신된 경우, L1계층 신호의 수신감도는 안테나 Y₃에서의 수신감도로 정할 수 있다.

상기 수신감도측정부(26)는 위에 설명한 바와 같은 방식에 의하여 각각의 신호에 대한 수신감도를 계산한 후 이를 상기 변복조기(20)와 상기 다중입출력모듈을 통하여 상기 데이터전송장치(100)로 전송한다.

그리고 이미 설명한 바와 같이 데이터전송장치(100)는 상기 수신감도측정부(26)에서 보낸 수신감도정보를 상기 수신감도감지부(16)에서 받아 상기 계층할당부(12)에서의 계층 할당에 이용한다.

여기서 상기 수신감도측정부(26)는 각각의 신호에 대한 수신감도를 연산된 수치 그대로 상기 데이터전송장치(100)로 전송할 수도 있고, 각각의 신호에 대한 수신감도의 상대적인 순서를 상기 데이터전송장치(100)로 전송할 수도 있다.

예를 들어, 안테나 X₁에서 L1계층의 신호를 송신하고 안테나 X₂에서 L2계층의 신호를 송신한 경우, 상기 데이터수신장치(200)에서 상기 L2계층의 신호에 대한 수신감도가 가장 높고, 상기 L1계층의 신호에 대한 수신감도가 가장 낮은 것으로 감지되면, 상기 수신감도측정부(26)는 이와 같은 정보를 상기 데이터전송장치(100) 측으로 전송한다.

그리고 상기 데이터전송장치(100)의 상기 수신감도감지부(16)는 L2계층의 신호에 대한 수신감도가 가장 높으므로 이를 송신한 안테나 X₂에 가장 전송 우선순위 가 높은 계층의 신호를 할당한다. 그리고 상기 L1계층의 신호에 대한 수신감도가 가장 낮으므로 L1계층의 신호를 송신하였던 안테나 X₁에 우선순위가 가장 낮은 계층의 신호를 할당한다.

이와 같은 과정을 주기적으로 반복함으로써 변화하는 채널환경에 적응적으로 신호를 송신할 수 있다.

한편, 채널환경이 여의치 않아 기본계층만을 송신하는 경우에는 위에 설명한 바와 같은 계층의 할당 없이, 하나의 계층에 포함된 데이터를 복수의 안테나에 나누어 송신한다.

또한, 안테나 수와 송신할 신호의 계층 수가 일치하지 않는 경우, 각 안테나의 수신감도의 고저와, 안테나 수, 계층의 우선순위 등을 고려하여 수신감도가 높은 안테나에서 우선순위가 높은 계층의 데이터가 전송되도록 적절하게 데이터를 분배할 수 있다.

여기서 상기 데이터전송장치(100)는 채널의 상황을 고려하여 데이터의 양을 조절할 수 있다. 이는 복수의 계층으로 부호화된 데이터를 전송함에 있어서, 채널의 상황이 악화되면 전송되는 데이터 계층의 수를 감소시킴으로써 수행된다.

이에 대하여는 도 4를 참조하여 후술할 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터전송방법에서 보다 자세히 설명한다.

한편 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 데이터전송장치(100)에서는 미디어데이터의 각 계층마다 별도의 안테나를 할당하여 전송한 다.

상술한 바와 같이 미디어데이터는 상기 인코더(10)에서 복수의 계층으로 부호화된다. 도 2의 상단에 도시된 바와 같이 인코더(10)는 미디어데이터의 비트스트림의 일부를 잘라 여러 계층으로 구분한다. 이때 상기 계층이 구분되는 방법은 이미 설명한 바와 같다.

상기 미디어데이터는 우선 채널 환경과 무관하게 기본적으로 전송되도록 설정된 L1계층과, 채널 환경이 좋아지면 추가 전송되도록 설정된 L2계층, 그리고 채널환경이 보다 우수해지는 경우 추가 전송되도록 설정된 L3계층으로 구분될 수 있다.

즉, 상기 L1계층은 위에서 설명한 기본계층에 해당되고, 상기 L2계층과 상기 L3계층은 향상계층에 해당된다.

그리고 위와 같이 여러 계층으로 구분된 미디어데이터는 상기 계층할당부(12)에서 할당하는 바에 따라 상기 모뎀(14)을 거쳐 각각 할당된 안테나를 통해 전송된다.

상기 계층할당부(12)는 상기 수신감도감지부(16)에서의 감지 결과, 안테나 X₁의 수신감도가 가장 높고, 안테나 X₃의 수신감도가 가장 낮다고 판단된 경우, 기본계층인 L1계층을 수신감도가 가장 좋은 안테나 X₁을 통해 전송하도록 결정한다. 그리고 수신감도가 가장 낮은 안테나 X₃에는 L3계층을 할당하여 전송하도록 한다.

상기 계층할당부(12)는 우선, 상술한 바와 같이 상기 수신감도감지부(16)로 부터 각 안테나의 수신감도 정보 또는 각 안테나의 수신감도의 상대적인 순위에 대한 정보를 받아, 중요도가 높은 계층의 순서로 수신감도가 높은 안테나로 전송되도록 각 계층이 전송될 안테나를 결정한다.

그리고 복수의 계층으로 부호화되어 입력되는 신호의 각각의 패킷 또는 프레임에 대하여 부호화과정에서 설정된 계층 정보를 읽어, 각각의 패킷 또는 프레임이 어느 계층에 속하는지를 우선 판단한다.

그리고 해당 계층이 전송되도록 결정된 안테나로 각각의 패킷 또는 프레임을 보냄으로써, 각각의 패킷 또는 프레임이 해당하는 계층별로 할당된 안테나를 통해 전송된다.

이로써 가장 수신감도가 좋은 안테나를 통해 가장 기본적으로 전송되어야 할 데이터를 전송함으로써 미디어 스트리밍 서비스의 질이 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의한 데이터전송방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법을 단계적으로 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 데이터전송방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법은 우선 단말기와 같은 데이터수신장치(200)로부터 서버나 라우터 등의 데이터전송장치(100)로 미디어데이터에 대한 스트리밍을 요청하는 명령을 보내는 단계(S100)로부터 시작된다.

데이터전송장치(100)로 미디어데이터의 스트리밍 명령이 감지되면, 데이터전송장치(100)에서는 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는데(S110), 이때 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는 방식은 도면에 도시된 바와 같이, SVC 방식이 될 수 있다.

상기 제110단계는 서버에서 수행되는 것이 바람직하나, 서버에서 전송된 미디어데이터를 라우터에서 SVC 방식으로 인코딩할 수도 있다. 즉, 상기 제110단계는 서버 또는 라우터 등의 데이터전송장치(100) 중 어디에서든 수행될 수 있다.

한편, 상기 데이터전송장치(100)의 상기 MIMO모듈에는 상술한 바와 같이 복수의 안테나가 구비되는데, 상기 데이터전송장치(100)는 복수의 안테나 각각으로부터 전송되는 신호의 수신측에서의 수신감도를 확인한다(S120).

즉, 단말기와 같은 데이터수신장치(200) 측에서 수신되는 신호의 수신감도를 상기 데이터수신장치(200)에서 측정하여 상기 데이터전송장치(100)로 제공하는데, 상기 복수의 안테나는 각각 다른 신호를 송신하므로, 신호 별 수신감도를 상기 데이터수신장치(200)로부터 제공받아 각 신호를 전송한 안테나 정보와 비교하여 각 안테나의 수신감도를 확인하는 방법에 의한다.

그리고 상기 제120단계에서 확인된 수신감도에 따라 상기 MIMO모듈의 각 안테나에 상기 제110단계에서 인코딩된 상기 미디어데이터의 각 계층을 할당하여 상기 미디어데이터의 각 계층을 할당된 안테나를 통해 전송하게 된다(S130).

이때 상기 미디어데이터에 포함된 각각의 패킷 또는 프레임에는 상기 제110단계의 부호화과정에서 결정된 계층정보가 포함된다.

따라서 이와 같은 계층정보를 읽어 각각의 패킷이나 프레임이 어떠한 계층에 속하는지를 판단하고, 판단된 바에 따라 해당 패킷 또는 프레임을 해당 계층이 할당된 안테나로 전송하게 된다.

그리고 각 계층을 복수의 안테나에 할당함에 있어서, 위에 설명한 바와 같이 수신감도 정보를 이용하는데, 상기 데이터전송장치(100)에서 수신감도 정보를 상기 데이터수신장치(200)로부터 전송받는 과정은 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 구체적인 실시예에서와 같다.

상기 데이터수신장치(200)는 상기 데이터전송장치(100)의 MIMO모듈에 포함된 복수의 안테나에서 각각 송신한 신호 별 수신감도를 측정하고, 그 평균값 또는 최대값을 각 신호의 수신감도로 판단한다.

그리고 각 신호에 대한 수신감도 값 또는 각 신호에 대한 상대적인 수신감도 순위를 데이터화하여 상기 데이터전송장치(100)로 전송한다.

상기 데이터전송장치(100)에서는 이를 수신하여 각 신호를 송신한 안테나 정보와 조합함으로써 복수의 안테나로부터 송신된 신호의 수신측에서의 수신감도의 상대적인 순위를 파악할 수 있게 된다.

그에 따라 수신감도가 높은 안테나에 중요도가 높은 계층의 신호를 할당하여 전송할 수 있다.

즉, 상기 복수의 안테나 각각은 서로 다른 계층의 미디어데이터를 선택적으로 전송하게 되는데, 예를 들어 수신감도가 가장 높은 안테나에 전송 우선순위가 가장 높은 계층을 할당하여 전송한다.

그리고 상기 제130단계에서 상기 데이터전송장치(100)의 상기 복수의 안테나를 통해 전송된 각각의 계층의 신호는 상기 데이터수신장치(200)에서 수신된다(S140).

이때 상기 데이터수신장치(200) 또한 동시에 동작하는 복수의 안테나를 포함하는 상기 다중입출력모듈을 구비할 수 있다.

그리고 상기 제140단계에서 수신된 상기 미디어데이터는 상기 데이터수신장치(200)의 상기 복호기(22)를 통해 디코딩되는데(S150), 각 계층으로 나뉘어 수신된 신호는 상기 제150단계의 수행에 의하여 하나의 비트스트림으로 다시 조합된다.

여기서 상기 복호기(22)를 통한 상기 제150단계의 수행에서 디코딩 방식은 상기 데이터전송장치(100)에서의 인코딩 방식의 역이 된다.

그리고 상기 제150단계에 의하여 하나의 비트스트림으로 다시 조합된 상기 미디어데이터는 상기 데이터수신장치(200)에서 재생됨으로써(S160) 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법이 종료된다.

이때, 상기 제140단계에서 상기 미디어데이터를 각 계층별로 수신하면, 상기 데이터수신장치(200)는 상기 미디어데이터의 각 계층 신호의 수신감도를 측정하여 상기 데이터전송장치(100)로 다시 전송하고, 이를 수신받은 상기 데이터전송장치(100)는 각 계층별 수신감도정보를 상기 MIMO모듈의 각 안테나에 상기 미디어데이터의 각 계층을 할당하기 위한 정보로써 활용할 수 있다.

즉, 상기 데이터수신장치(200)는 주기적으로 수신되는 신호의 수신감도를 측정하여 상기 데이터전송장치(100)에 전송하고, 상기 데이터전송장치(100)는 이를 이용하여 안테나에 각 계층을 할당함으로써 채널환경에 보다 적응적으로 데이터를 전송하여 서비스의 질을 향상시킨다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터전송방법은, 본 발명의 제1실시예에서와 같이, 우선 상기 데이터전송장치(100)가 단말기와 같은 상기 데이터수신장치(200)로부터 요청된 미디어데이터 스트리밍 명령을 감지하는 단계로부터 시작된다(S200).

이때 상기 데이터전송장치(100)는 서버가 된다. 그리고 상기 데이터전송장치(100)에서는 스트리밍 서비스를 요청받은 미디어데이터를 복수의 계층으로 부호화하는데, 이와 같은 부호화 방식은 SVC방식이 될 수 있다(S210).

한편, 상기 데이터전송장치(100)는 상기 제210단계에서 인코딩된 상기 미디어데이터를 라우터로 전송한다(S220).

이때 상기 220단계는 유선 또는 무선 통신 방식에 의할 수 있다.

이때 상기 라우터는 본 발명의 제2실시예에서는 서버로부터 인코딩된 데이터를 전송받아 상기 데이터수신장치(200)로 송출하는 역할과 함께 데이터 추출기(Extractor)로서의 역할을 한다. 상기 라우터를 이하에서는 '데이터추출장치'라고 하고 한다.

한편 상기 데이터추출장치는 채널 상황을 고려하여 상기 데이터전송장치(100)로부터 미리 인코딩되어 입력된 상기 미디어데이터의 패킷 일부를 제거한다(S230).

이때 상기 데이터추출장치가 채널 상황을 고려한다 함은, 전송비트율과 전송 에러율, 단말기 사양 등 시스템 자원 등을 고려한다는 의미이다. 그리고 위에 나열한 바와 같은 전송비트율 및 전송에러율, 시스템 자원 등의 정보를 통하여 채널 상황을 판단한다.

그리고 채널 상황이 좋을수록 더 많은 데이터를 전송할 수 있으므로, 위에서 이미 설명한 시간적/공간적/품질 계층화 방법에 의해 복수의 계층으로 분류된 데이터를 채널 상황이 좋을수록 더 높은 계층까지 전송하고, 채널 상황이 좋지 않으면 기본적인 계층의 데이터만을 전송하도록 나머지 데이터는 추출해낸다.

도 2를 참조하여 설명한 실시예를 통해 다시 설명하면 채널 상황이 가장 안 좋은 경우 기본계층인 상기 L1계층만이 전송되도록, 상기 데이터추출장치는 상기 L2계층과 상기 L3계층의 데이터 패킷은 제거한다.

한편 채널 상황이 매우 좋아 상기 L1계층, L2계층, L3계층의 데이터를 모두 전송하고자 하는 경우, 상기 데이터추출장치는 데이터 추출 동작을 수행하지 않는다.

그리고 이와 같이 채널 상황에 따른 데이터의 일부의 제거작업이 상기 제230단계에서 수행되면, 상기 230단계에서 제거되고 남은 계층의 미디어데이터가 상기 데이터추출장치에 구비된 MIMO모듈을 통해 전송된다.

여기서 상기 MIMO모듈에 구비된 각 안테나에서 상기 각 계층의 미디어데이터를 적절하게 상기 데이터수신장치(200)로 전송하기 위하여, 상기 MIMO에 구비된 각 안테나로부터 송출된 신호의 수신측에서의 수신감도를 확인하는 단계가 수행된다(S240).

이때 상기 제240단계는 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법에서의 상기 제120단계와 동일하게 수행되므로 설명은 생략한다.

그리고, 상기 제240단계에서 확인된 상기 MIMO모듈에 구비된 각 안테나의 수신감도정보를 이용하여 상기 미디어데이터에서 추출되지 않고 전송되는 각 계층의 신호를 송출할 안테나를 할당하여 전송한다(S250).

이때 상기 제250단계는 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법의 상기 제130단계와 동일하게 수행되므로 설명은 생략한다.

다만, 상기 제230단계에서 예로 든 바와 같이 상기 L2계층과 상기 L3계층의 신호가 제거되고, 상기 L1계층의 데이터만이 전송되는 경우, 세개의 안테나 X₁, X₂, X₃는 상기 L1계층의 데이터를 분배하여 전송하고, 이 경우 수신감도의 고려는 필요치않다.

또한, 상기 L3계층의 신호만 제거된 경우, 안테나 X₁, X₂, X₃ 중 하나는 상기 L1계층의 데이터 일부를, 다른 하나는 상기 L2계층의 데이터 일부를 전송하고, 또 다른 하나의 안테나는 상기 하나의 안테나에 할당되고 남은 L1계층의 데이터와, 상기 다른 하나의 안테나에 할당되고 남은 L2계층의 데이터 일부를 함께 전송할 수 있다.

예를 들어, 상기 안테나들 중 수신감도가 가장 높은 안테나가 X₁이라면, 상기 L1계층의 데이터를 송신하고, 수신감도가 상기 안테나 X1 다음으로 높은 안테나 X₂는 안테나 X₁에 할당되고 남은 L1계층의 데이터와 L2계층의 데이터를 함께 송신하며, 수신감도가 가장 낮은 안테나 X₃는 안테나 X₂에 할당되고 남은 L2계층의 데이터를 할당받아 송신한다. 여기서 각 안테나에 할당되는 데이터 양의 차이가 크지 않도록 적절하게 데이터가 배분된다.

상기 제250단계에서 각 안테나에 적절하게 계층별로 배분되어 전송된 상기 미디어데이터는 상기 데이터수신장치(200)로 수신된다(S260).

그리고 상기 제260단계에서 수신된 미디어데이터는 하나의 비트스트림으로 디코딩되는데(S270), 이때 복호화하는 방식은 상기 제210단계에서 부호화한 방식의 역이 되고, 예를 들어 상기 제210단계에서 SVC방식으로 인코딩한 경우, 상기 제270단계에서는 SVC방식으로 수신된 미디어데이터를 디코딩한다.

그리고 상기 제270단계에서 하나의 비트스트림으로 변환된 상기 미디어 데이터를 재생(S280)함으로써 본 발명의 제2실시예에 따른 상기 데이터전송방법은 종료된다.

이때 상기 데이터전송방법에서는, 주기적으로 상기 MIMO모듈에 포함된 복수의 안테나에 대한 수신감도를 감지하여 적절하게 각 계층을 전송하는 안테나를 변경하고, 또한 채널 환경을 주기적으로 감지하여 전송될 계층의 수를 적응적으로 조절한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기 재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 데이터전송장치와 데이터수신장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 데이터전송장치에서 미디어데이터의 각 계층마다 별도의 안테나를 할당하는 방법을 보인 예시도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 데이터전송방법을 단계적으로 도시한 흐름도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 데이터전송방법을 단계적으로 도시한 흐름도.

Claims (17)

1. 동시에 동작하는 복수의 안테나가 포함되는 MIMO(Multiple Input Multiple Output)모듈과;

   상기 MIMO모듈으로부터 송신되는 신호의 수신감도정보를 상기 MIMO모듈에 포함된 각 안테나별로 입력받는 수신감도감지부와;

   송신하고자 하는 미디어데이터를, 우선순위를 각각 가지는 복수의 계층으로 부호하하는 인코더;

   상기 수신감도감지부에 의해 감지된 수신감도가 높은 순서에 따라서, 미디어데이터의 각 계층을 우선순위가 높은 계층 순으로 송신할 안테나를 선택하여 할당하는 계층할당부;

   상기 수신감도감지부에서 감지되는 감도 정보에 기초하여, 인코더에서 계층별로 부호화된 데이터 중에서 우선순위가 낮은 계층의 데이터패킷을 제거하는 데이터추출부; 그리고

   상기 계층할당부에서 할당된 바에 따라 상기 미디어데이터의 각 계층을 선택된 안테나를 통해 송신하는 모뎀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 데이터전송장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 인코더는,

   상기 미디어데이터를 SVC(Scalable Video Coding)방식으로 인코딩함을 특징으로 하는 데이터전송장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 전송하고자 하는 미디어데이터를 우선순위를 각각 가지는 복수의 계층으로 부호화하는 인코딩단계;

   MIMO모듈의 복수의 안테나로부터 전송되는 데이터의 수신감도를 안테나별로 확인하는 수신감도확인단계;

   상기 수산감도확인단계에서 확인된 수신감도에 기초하여, 인코딩된 미디어데이터 중에서 우선순위가 낮은 계층의 데이터 패킷을 제거하는 추출단계; 그리고

   상기 수신감도확인단계에서 확인된 수신감도가 높은 순서에 따라서, 전송하고자 하는 미디어데이터의 각 계층을 우선순서가 높은 계층 순으로 각 안테나를 결정하여 전송하는 데이터 송신단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 데이터전송방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 데이터전송방법은,

    상기 데이터송신단계에서 송신된 상기 미디어데이터를 데이터수신장치에서 수신하는 데이터수신단계; 그리고

    상기 데이터수신단계에서 계층별로 수신된 상기 미디어데이터를 하나의 데이터스트림으로 복호화하는 디코딩단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 데이터전송방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 인코딩단계는,

    상기 미디어데이터를 SVC방식으로 인코딩함으로써 수행됨을 특징으로 하는 데이터전송방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 디코딩단계는,

    수신된 상기 미디어데이터를 SVC방식으로 디코딩함으로써 수행됨을 특징으로 하는 데이터전송방법.
15. 삭제
16. 삭제
17. 제 9 항, 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수신감도확인단계는,

    상기 MIMO모듈의 복수의 안테나로부터 전송된 데이터의 수신감도를 상기 데이터수신장치에서 감지하는 단계; 그리고

    상기 데이터수신장치에서 감지된 각 안테나별 수신감도정보가 상기 MIMO모듈으로 전송되는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 데이터전송방법.

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