KR101546509B1

KR101546509B1 - 무선 네트워크를 통한 멀티캐스트에서의 정방향 오류 정정을 적응시키기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101546509B1
Application number: KR1020107026339A
Authority: KR
Inventors: 항 리우; 사우랍 마투르
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2015-08-21
Also published as: JP2011521533A; CN102017491B; EP2314005A1; US20120011413A1; WO2009134220A1; EP2314005B1; CN102017491A; US8826102B2; KR20110007221A; JP5307886B2; BRPI0822523A2

Abstract

무선 채널을 통해 장치로부터 채널 조건 피드백을 수신하는 단계, 수신된 피드백에 기초하여, 상기 장치가 서비스될 수 있는지의 여부를 결정하는 단계, 정방향 오류 정정 코딩률이 상기 장치가 손실된 데이터를 복원하는 데 충분한지를 결정하는 단계, 결정 단계에 응답하여 상기 정방향 오류 정정 코딩률을 조정하는 단계, 상기 정방향 오류 정정 코딩률을 이용하여 소스 데이터로부터 정방향 오류 정정 패킷을 형성하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 기재된다.

Description

무선 네트워크를 통한 멀티캐스트에서의 정방향 오류 정정을 적응시키기 위한 방법 및 시스템{A METHOD AND SYSTEM FOR ADAPTING FORWARD ERROR CORRECTION IN MULTICAST OVER WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 무선 네트워크를 통해 멀티캐스트 데이터를 효율적으로 전달하기 위한 적응성 정방향 오류 정정(adaptive forward error correction: FEC)에 관한 것이다.

무선 네트워크를 통한 멀티캐스트는 라이브 비디오나 미리 기록된 엔터테인먼트 프로그램과 같은 데이터를 많은 수신기들에게 효율적으로 분산하는 것을 가능하게 한다. 하나의 멀티캐스트의 예로는 IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network: WLAN)를 통해 공항과 같은 핫스팟(hot spot)에서 몇개의 TV 프로그램이나 위치 지정 비디오 정보의 재분산이 있다. 수신기의 사용자는 인터넷을 브라우징하면서 이동 장치로 그들이 가장 좋아하는 TV 프로그램을 볼 수 있다. 다른 애플리케이션로으는 무선 네트워크를 통한, 영화관 외부 무비 프리뷰(movie previews outside cinemas), 축구 게임 등으로부터 가장 중요한 장면의 재생 등을 포함한다. 여기에서 이용되는 바와 같이, 이동 장치는 단말 장치, 클라이언트 장치, 이동 단말기, 랩톱, 듀얼 모드 스마트폰, 퍼스널 디지털 컴퓨터 등을 포함한다.

오류율은 통상 무선 네트워크에서 높다. 멀티캐스트에 대해서, 무선 링크 레이어(link layer)는 일반적으로 손실된 패킷(packet)의 재전송을 실행하지 않는다. 데이터 프레임은 오류의 경우에 수신기에서 폐기된다. 이 때 필요한 신뢰성은 우수한 수신 조건 없이는 수신기에서 보장될 수 없다. 더욱, 비디오 멀티캐스트 애플리케이션에서, 동일한 비디오에 대한 수신기는 여러 채널 조건을 경험하게 되고 수신기의 채널 조건은 다중 경로 페이딩(fading), 새도잉(shadowing), 간섭 및 이동성으로 인해 여러번 변할 수 있다. 새로운 수신기가 세션(session) 동안 합류하거나 몇 수신기들은 이탈할 수 있으므로 수신기의 네트워크 토폴로지(topology)는 변하게 된다. 따라서, 부가의 오류 방지 기구가 유효한 무선 대역폭을 효율적으로 이용하면서 서비스 영역 내에서 수신기에 대해 만족스러우며 신뢰 가능한 품질의 서비스를 제공하는 것이 필요하다. 신뢰가능한 무선 멀티캐스트 동작을 성취하기 위해, 효율적인 방법 중 하나는 애플리케이션 레이어(application layer)에서 정방향 오류 정정(FEC) 코드를 이용하는 것이다.

몇 보고된 시스템에서, 서비스 영역에서 최악의 채널 조건(즉, 최고의 손실률)으로 수신기에 대해 목표의 품질을 만족시키기 위해서 고정된 FEC 코드가 선택된다. 이 방법으로, 고정된 FEC 코드(예를 들어, 고정된 리드-솔로몬(Reed-Solomon: RS) 코드)는 패리티 패킷(parity packet)을 형성하기 위해서 애플리케이션 레이어에서 정보원 패킷에 대해 적용된다. 패리티 패킷은 정보원 패킷과 함께 전송되고 손실된 정보원 패킷을 복원하는 데 이용된다. 상기 방법으로, FEC 코드는 모든 수신기가 양호한 채널 조건을 갖는 경우에도 고정되어 적용된다. 불필요한 FEC 패리티 패킷은 높은 오버헤드를 유도하여 대역폭 효율이 감소되게 된다. 적응성 FEC는 유니캐스트 시스템에서 사용된다. FEC 코드율은 하나의 수신기의 채널 조건에 따라 적응된다. 본 발명에서는, 멀티캐스트 애플리케이션이 고려된다. 동일한 정보원의 다수의 수신기는 동시에 다른 패킷 손실률을 가질 수 있으며, 동일한 수신기는 또한 다른 패킷 손실률을 다른 때에 가질 수 있다. 다른 때에, 다른 수신기나 동일한 수신에서의 수신 품질은 다를 수 있다. 더욱이, 수신기는 멀티캐스트 그룹에 합류하거나 이탈할 수 있다.

본 발명에서 해결해야 할 문제는 FEC 코드 파라미터를 선택하여 적응시키는 것이다. 효율적인 적응성 FEC 방법을 설계하는 것이 바람직하다. 효율적인 적응성 FEC 방법을 설계하기 위해서는 세 가지 문제, (1) 멀티캐스트에서 다수의 수신기의 채널 조건을 평가하는 방법 (2) 채널 조건 피드백을 제공하는 방법 (3) 다수의 수신기의 채널 상태에 기초하여 FEC 비율을 적응시키는 방법이 해결되어야 한다.

여기에서 이용되는 멀티캐스트는 이에만 제한하는 것은 아니지만 오디오 및 비디오 데이터를 포함하는 데이터의 전송이다. 즉, 데이터는 어느 형태의 데이터나 가능하다. 예를 들기 위해, 비디오 데이터가 여기에서 이용된다. 또한 여기 이용되는 유니캐스트는 데이터의 일대일 전송이다. 즉, 데이터는 하나의 소스로부터 하나의 수신기로 전송된다. 브로드캐스트는 일 대 모두(one-to-all)의 데이터 전송이다. 즉, 데이터는 데이터 전송을 수신할 수 있는 모든 수신기에 전송된다. 멀티캐스트는 일 대 다수(one-to-many) 데이터 전송이다. 멀티캐스트 데이터 전송은 전송을 수신할 수 있는 모든 수신기의 서브세트에 대한 것으로, 이 때 서브세트는 데이터 전송을 수신할 수 있는 모든 수신기일 수 있다. 즉, 여기에서 이용되는 바와 같이 멀티캐스트는 브로드캐스트를 포함하므로 더욱 일반적인 것이다.

본 발명은 무선 네트워크를 통해 멀티캐스트 데이터를 효율적 및 신뢰 가능하게 전달하기 위한 적응성 정방향 오류 정정(FEC) 방법을 설명한다. 무선 멀티캐스트 애플리케이션에서, 데이터는 액세스 포인트/기지국으로부터 무선 채널을 통해 다수의 수신기로 전송된다. 여기에서 이용되는 바와 같이, "/"는 동일하거나 유사한 성분이나 구조에 대한 다른 이름을 나타내는 것이다. 즉, "/"는 여기에서 이용되는 의미 "또는"이 될 수 있다. 본 발명은 수신기 토폴러지(topology)의 변경, 다수의 수신기의 가변 채널 조건, 및 애플리케이션 조건을 고려함으로써 시스템 성능 최적화를 위한 FEC 코드의 용량과 오버헤드를 적응적으로 변경시킨다. 수신기는 여러 클래스로 분류된다. 다른 레벨의 퀄러티 오브 서비스(quality of service: QoS)는 FEC 적응성 체계의 디자인으로 여러 클래스의 수신기에 제공된다. 전체 시스템 수율을 최대화하면서 특정한 타겟의 수신기에 대한 신뢰성 조건을 보장하기 위해서 물리적 레이어 동작 모드, 패킷 크기 및 애플리케이션 레이어 FEC를 선택하는 최적의 크로스 레이어(cross-layer) 디자인 전략이 기재된다. 더욱, 여분의 FEC 오버헤드는 서비스 영역에서 저하된 채널 조건으로 수신기에 대해 멀티캐스트 견고성을 개선하기 위해서 다른 순위를 갖는 다른 멀티캐스트 그룹에서 동적으로 전송된다. 여분의 FEC 오버헤드는 다수의 수신기의 피드백에 기초하여 가변하는 수신기 토폴로지와 무선 네트워크 조건에 적응될 수 있다. 적응성 FEC 시스템은 (1) 수신 채널 조건을 평가하는, 각 수신기에서 동작하는 채널 평가 방법 (2) 다수의 수신기로부터 데이터/매체/멀티캐스트 서버로 채널 조건 피드백을 보내는 프로토콜 (3) 다수의 수신기의 채널 조건에 기초하여 FEC 코드율과 전송 순위를 동적으로 변경시키는, 멀티캐스트 서버에서 동작하는 FEC 적응 방법으로 이루어진다.

본 발명에서 해결하려는 문제는 FEC 코드 파라미터를 선택하여 적응시키는 것이다. 효율적인 적응성 FEC 방법을 설계하는 것이 바람직하다. 효율적인 적응성 FEC 방법을 설계하기 위해서 세 가지 문제, (1) 멀티캐스트에서 다수의 수신기의 채널 조건을 평가하는 방법 (2) 채널 조건 피드백을 제공하는 방법 (3) 다수의 수신기의 채널 상태에 기초하여 FEC 코드율을 적응시키는 방법이 해결되어야 한다.

따라서, 본 발명은 시스템 성능을 최적화하기 위해서 FEC 코드율을 적응시키고 다른 순위를 갖는 다른 멀티캐스트 그룹의 정보원과 패리티 패킷을 전송하는 방법 및 시스템을 기재한다.

본 발명은 다음 상세한 설명으로부터 첨부한 도면과 관련하여 판독할 때 잘 이해될 것이다. 도면은 아래 간단하게 설명한 다음 도면을 포함하며 여기에서 도면의 유사한 인용 부호는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명이 이용되는 유형의 네크워크의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 방법의 블럭도이다.
도 3은 수신기의 여러 클래스를 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩 방법을 이용한 멀티캐스트 서버의 프로토콜 구조도이다.
도 4b는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩 방법을 이용하는 수신기의 프로토콜 구조도이다.
도 5는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩도이다.
도 6은 멀티캐스트 서버에서 실행되는 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다.
도 7은 액세스 포인트/기지국에서 실행되는 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다.
도 8은 수신기에서 실행되는 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에서 고려되는 통상의 네트워크 시스템이 도시된다. 이동 장치(105)는 멀티캐스트 서버(120)(예를 들어, 비디오 멀티캐스트 서버 또는 미디어 서버) 및 인터넷(125)에 무선 액세스 포인트/기지국(110) 및 고속 유선 액세스 네트워크(115)(예를 들어, 이더넷)를 통해 접속된다. 비디오 서버(120)는 하나 이상의 비디오 프로그램을 고속 유선 액세스 네트워크(115)를 통해 무선 액세스 포인트/기지국으로 멀티캐스트한다. 액세스 포인트/기지국(110)은 비디오를 무선 링크를 통해 멀티캐스트의 이동 장치(105)로 분산한다. 이동 장치의 사용자는 하나 이상의 비디오 프로그램을 시청하고 동시에 인터넷을 액세스할 수 있다. 여기 기재된 적응성 정방향 오류 정정(FEC) 방법 및 시스템은 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN), 3G 네트워크 또는 그 외 무선 네트워크를 통해 비디오 멀티캐스트 애플리케이션에서 이용될 수 있다. IEEE 802.11 WLAN 네트워크는 본 발명의 적응성 FEC 방법 및 시스템을 설명하기 위한 일 예로 이용된다. 더욱, 본 발명은 전송되고 있는 데이터의 유형과는 상관 없으며, 어느 유형의 데이터의 전송에나 이용될 수 있으며, 비디오 멀티캐스트가 본 발명의 적응성 FEC 방법 및 시스템을 설명하는 일 예로 이용되지만 오디오/비디오 프로그램에 제한되는 것은 아니다.

멀티캐스트 서버는 무엇보다도, 데이터 패킷의 스트림(예를 들어, 비디오 패킷)을 형성하는 소스 데이터(예를 들어, 비디오) 부호화기/패킷화기(packetizer) 및 크로스-패킷 FEC 코딩을 비디오 패킷에 적용하는 FEC 부호화기를 포함한다. 이용된 FEC는 계통적 정방향 오류 정정 코드, 예를 들어, 리드-솔로몬(RS) 코드일 수 있다. FEC 코드는 오류있는 패킷이 하위 레이어에 의해 폐기되기 때문에 전체 패킷이 손실(소거)되지 않게 보호하기 위해 패킷에 대해 이용된다. FEC 코딩이 애플리케이션 레이어에서 하나의 패킷 내에 적용되면, 이는 애플리케이션 레이어에서 오류있는 패킷을 정정하는 데 유효하지 않게 된다. 예를 들어, (N, K) RS 코드는 H=(N-K) 패리티 패킷을 형성하기 위해서 K 소스 패킷(source packet)에 적용된다. FEC 코드율은 R=K/N으로 정의된다.

멀티캐스트/브로드캐스트에서, 동일한 비디오 스트림의 다수의 수신기는 동시에 다른 채널 조건으로 인해 다른 패킷 손실률을 경험할 수 있으며, 동일한 수신기는 또한 여러번 다른 패킷 손실률을 경험할 수 있다. 새로운 수신기는 멀티캐스트 세션 동안 합류하거나 어떤 수신기는 멀티캐스트 세션 동안 이탈하므로 수신기의 토폴로지가 변경되게 된다. 본 발명은 무선 네크워크를 통해 효율적이며 견고한 비디오 멀티캐스트를 위해 네트워크 토폴로지 및 다수의 수신기의 가변 채널 조건에 따라 FEC 코드의 용량과 오버헤드를 적응적으로 변경하는 방법과 시스템을 기재한다.

도 2는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 방법의 블럭도이다. 비디오 스트림의 K 비디오 소스 패킷의 블럭이 주어지면(K는 원하는 지연과 코딩 복잡도에 따라 결정될 수 있음), 무선 네트워크를 통해 형성되어 전송된 FEC 패리티 패킷의 수는 H=(N-K)이고, 이 때 N은 이 코딩 블럭에 대한 총 패킷(소스 패킷과 패리티 패킷)의 수는, H_min 과 H_max 사이에서 적응된다. 즉, FEC 코드율 R=K/N=K/(K+H)는 Rmax=K/(K+H_min)과 R_min=K/(K+H_max) 사이에서 적응된다. 더욱, 비디오 소스 패킷은 최고 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G0에서 전송된다. 패리티 패킷은 다른 순위를 갖는 다수의 멀티캐스트 그룹 (다른 IP 주소 및/또는 UDP 포트)에서 전송된다. H 패리티 패킷 중에서, H₁ 패리티 패킷은 항상 최고 순위(비디오 소스 패킷과 동일한 우선 순위)를 갖는 멀티캐스트 그룹 G1에서 전송된다. 다른 H₂ 패리티 패킷은 몇 수신기가 여분의 FEC (적응성 FEC 코드)를 필요로 할 때에만 높은 순위나 중간 순위(비디오 소스 패킷보다 낮지만 최선(best effort)의 데이터 트래픽보다 높음)를 갖는 다른 멀티캐스트 그룹 G2에서 형성되어 전송된다. 나머지 H₃ 패리티 패킷은 몇 수신기가 더 많은 여분의 FEC를 필요로 할 때에만 낮은 순위 (최선의 데이터 트래픽과 동일한 순위이거나 최선의 데이터 트래픽보다 낮은 순위)를 갖는 멀티캐스트 그룹 G3에서 형성되어 전송된다. 패리티 패킷의 총수 H는 H_min≤H=H₁+H₂+H₃≤H_max , (N=K+H₁+H₂+H₃)이 된다.

다른 대안은 부호화 블럭 길이 N을 고정 유지하지만, K, H₁, H₂ 및 H₃ 은 변형시키는 것이 있다. 본 발명은 또한 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 파라미터 H_min, H₁, H₂, H₃ 및 H_max 를 결정하기 위한 방법을 기재한다.

역방향 호환을 위해, non-FEC 가능한 수신기는 FEC 패리티 패킷에 대해 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 수용하지 않으므로 적응성 FEC 멀티캐스트 시스템에는 혼합된 FEC 가능 및 non-FEC 가능 수신기가 이용될 수 있다.

도 3은 여러 클래스의 수신기를 나타내는 도면이다. 무선 액세스 포인트/기지국의 포괄 범위는 미가공(raw) 패킷 손실률의 관점에서 채널 조건에 기초하여 네 영역으로 분할된다. 최내측 원으로 둘러싸인 영역 내의 수신기는 보장된 서비스를 갖는다. 다음 원 내의 것들은 의사 보장된 서비스를 가지고, 원 외측의 수신기들은 어느 서비스도 제공받지 못한다 (이들은 서비스 영역 외의 것이다). 미가공 패킷 손실률은 FEC 복호화 이전의 패킷 손실률로 정의된다. 이에 따라, 수신기들은 이들의 수신 채널 조건에 기초하여 여러 클래스로 분류된다. FEC 파라미터 H_min, H₁, H₂, H₃ 및 H_max 는 잔여 패킷 손실률의 관점에서 측정된 여러 레벨의 전송 신뢰도를 여러 클래스의 수신기에 제공하도록 결정 및 적응된다. 잔여 패킷 손실률은 FEC 복호화 이후의 패킷 손실률로 정의된다.

보장된 서비스 수신기에 대해, 액세스 포인트/기지국의 물리적 레이어 모드, 패킷 크기 및 애플리케이션 레이어 FEC 코드율은 이들의 전송 신뢰도를 보장하면서 수율을 최대화하도록 함께 선택된다. 이것은 네트워크/시스템 관리자에 의해 행해질 수 있다. 의사 보장된 서비스의 수신기에 대해, 본 발명의 적응성 FEC 방법은 이들의 전송 신뢰도를 보장하기 위해 여러 수신기에 의해 경험된 가변 네트워크 토폴로지 및 채널 조건에 기초하여 FEC 오버헤드를 동적으로 조정한다. 최선의 서비스(best effort service)를 갖는 수신기에 대해, 본 발명의 적응성 FEC 방법은 최선의 방식으로, 즉 FEC 오버헤드에 대한 여분 대여폭이 유효할 때, 이들의 전송 신뢰도 조건을 만족시키려고 한다. 최선의 서비스 수신기에 대해 부가된 여분 FEC 오버헤드는 무선 네트워크를 통해 낮은 순위로 전송된다. 충분한 대역폭이 무선 네트워크에서 유효하지 않다면, 여분 FEC 오버헤드는 액세스 포인트/기지국에 의해 폐기된다. 매우 불량한 채널 조건을 갖는 수신기에 대해 특정의 서비스 품질을 보장하는 것은 시스템 리소스의 면에서 너무 많이 소모하게 된다. 대신에, 최악의 채널 조건을 갖는 수신기는 서비스되지 않게 되며, 즉 FEC 코드율은 이들 수신기에 대해 적응되지 않는다.

네트워크/시스템 관리자는 먼저 무선 액세스 포인트/기지국의 원하는 포괄 영역을 결정하는데, 예를 들어, 이것은 수신기가 임계치 P_t 보다 작거나 동일한 평균 잔여의 패킷 손실률을 갖는 것이 보장되는 빌딩일 수 있다. 임계치 P_t 는 애플리케이션의 조건으로 결정되며, 즉, 10^-5이 우수한 비디오 품질에 합당하다. 이 영역에서의 수신기는 보장형 서비스(guaranteed service: GS) 수신기로 불린다. 액세스 포인트/기지국의 고정된 전송 파워 S=S₀ 이 주어지면, 영역 내의 최악의 평균 채널 SNRγ1이 실험적 측정이나 분석으로 성취될 수 있다. 채널 SNR은 페이딩으로 인해 시간적으로 변형한다는 것에 주의해라. 시간 변화에 따른 평균 채널 SNR은 수신기의 채널 조건을 측정하는 데 이용된다. 수신기의 채널 조건은 액세스 포인트/기지국으로부터의 거리, 지리적 환경 등에 따라 좌우된다. 액세스 포인트/기지국의 물리적 레이어 동작 모드 M, 패킷 크기 L 및 애플리케이션 레이어 FEC 코드 파라미터 H_min 은 GS 수신기의 전송 신뢰도를 보장하고(즉, 이들 수신기의 잔여 패킷 손실률, P_r 은 P_t 보다 작거나 동일하고) 애플리케이션 레이어 굿풋(goodput) G를 최대화하도록 함께 선택된다. 패킷 크기는 네트워크에 의해 허용되는 최대 전송 단위(MTU)보다 더 커서는 안된다. 상기는 최적화 제약의 문제이며 다음 수학식 1과 같이 정형화될 수 있다:

몇 경우에 대해, 패킷 크기와 물리적 레이어 모드는 예를 들어, MTU 및 액세스 포인트/기지국 용량에 근거하여, 선험적으로 결정되는 것이 가능하다. 그렇다면, H_min 은 잔여 패킷 손실률이 P_t 보다 더 크지 않은 것을 보장하도록 선택된다. (N, K) RS 코드가 사용되면, 전송된 H=N-K 패리티 패킷은 N 패킷 중에서 H 손실 패킷에 대한 소거 강인성을 제공한다. FEC 복호화 이전의 미가공 패킷 손실률이 P_e 라면, H_min 은 다음 수학식 2를 만족한다:

K 소스 패킷의 블럭이 주어지면, H_min 패리티 패킷은 액세스 포인트/기지국의 물리적 레이어 모드 M 및 수학식 1에 의해 결정된 패킷 크기 L로 전송되면, FEC 복호화 이후 잔여 패킷 손실률은 채널 SNR γ≥γ₁ 인 GS 수신기에 대해 P_t 보다 작거나 동일하게 된다. 대응하는 FEC 코드율은 다음 수학식 3과 같다:

상기 결정된 FEC 코드율은 멀티캐스트 시스템에 의해 이용되는 최소 강도/오버헤드 FEC 코드이다. 이것은 γ₁ 보다 큰 채널 SNR 또는 P_e(γ₁ )보다 작은 FEC 복호화 이전의 미가공 패킷 손실률을 갖는 보장된 수신기에 대한 전송 신뢰도 조건을 만족한다. 그러나, 원하는 신뢰도는 더 불량하며/감소된 채널 조건을 갖는 수신기에 의해서는 만족될 수 없다. 본 발명에서, 원하는 채널 SNR보다 작은 수신기가 있을 때, 즉 서비스받는 영역에서 채널 SNR이 γ₁ 보다 작을 때, FEC 코드율 R(즉, 오류 정정 용량/오버헤드 H, R=K/(K+H))는 이들 수신기의 잔여 패킷 손실률을 목표 값 P_t 보다 작게 유지하기 위해서 이들의 채널 조건에 기초하여 동적으로 조정된다. 는 FEC 디코딩 후 평균 잔류 패킷 손실률의 임계치이다. 서비스 영역에서 비디오 스트림의 모든 수신기가 γ₁ 보다 크거나 동일한 채널 SNR을 가지면, 이 비디오 스트림에 대한 FEC 오버헤드는 최소로 유지되며, 즉 FEC 코드율은 R_max 와 같게 되고 보존 대역폭은 다른 비디오 스트림이나 최선의 데이터 스트림에 대해 이용될 수 있다.

J 비디오 스트림은 무선 채널을 통해 멀티캐스트에서 전송되고 있다고 하고 애플리케이션 레이어에서 무선 채널의 총 대역폭이 B_t 라고 가정한다. 스트림 j에 대한 소스율은 S^j 이고 FEC 코드율은 모든 스트림에 대해 R_max 라고 가정한다(즉, FEC 코드의 오버헤드는 보장된 수신기의 신뢰도 조건을 만족하도록 최소값과 동일하다). 나머지 대역폭은 다음 수학식 4와 같다:

모든 나머지 대역폭이 여분의 FEC 보호를 스트림 j에 제공하기 위해 이용되면, 스트림 j에 대한 FEC 코드율은 다음 수학식 5와 같게 된다:

이것은 채널 대역폭 제한하에서 스트림 j에 대해 적용될 수 있는 최소의 FEC 코드율이 된다. 대응하는 최대 FEC 오버헤드는 다음 수학식 6과 같다:

이 FEC로, 목표값 P_t 와 동일한 잔여 패킷 손실률을 성취하기 위해서, FEC 복호화 이전 스트림 j의 미가공 패킷 손실률은 값 P_max 보다 작아야 한다. RS(N, K) 코드가 이용되면, P_max 는 다음 수학식 7을 만족한다:

모든 J 스트림이 유효한 총 대역폭으로 동일하게 보호되게 되면, 즉 동일한 FEC 코드율이 모든 스트림에 적용되면, FEC 코드율은 다음 수학식 8로 된다:

대응하는 FEC 오버헤드는 다음 수학식 9로 된다:

이 FEC 오버헤드로, 목표 값 P_t 와 동일한 잔여 패킷 손실률을 성취하기 위해서, FEC 복호화 이전의 미가공 패킷 손실률은 값 P_ave 보다 작아야 한다. RS(N, K) 코드가 이용되면, P_ave 는 다음 수학식 10을 만족한다:

본 발명에서, FEC 코드율은 대역폭을 효율적으로 이용하고 다수의 비디오 스트림의 만족스러운 멀티플렉싱 이득을 성취하기 위해서 다수의 수신기의 네트워크 토폴러지와 채널 조건에 기초하여 R_max 와 R_min 사이에서 동적으로 변경된다. R_max 및 R_min 은 수학식 3 및 5에 의해 각각 결정된다. K 소스 패킷의 블럭이 주어지면, 전송된 패리티 패킷의 수 H는 H_min 과 H_max 사이에서 변경된다. H_max 는 수학식 6에 의해 결정되고 H_min 은 수학식 2를 만족한다.

수신기 i에 대한 미가공 패킷 손실률은 전송 신뢰도를 만족하기 위해 네트워크/시스템 관리자에 의해 결정되는 임계치 P_e (γ₁ )보다 작거나 동일하다면, 즉

이면, 수신기는 보장된 서비스 수신기가 된다. 본 적응성 FEC 방법은 FEC 복호화 이후의 잔여 패킷 손실률이 목표값 P_t 보다 작거나 동일하게 되는 것을 보장한다. 이것은 최대 FEC 코드율 R_max 를 설정하고 최소한 H_min 패리티 패킷을 높은 순위로 전송함으로써 성취된다.

비디오 스트림 j의 수신기 i에 대한 미가공 패킷 손실률이 P_e (γ1) 및 P_ave 사이인 경우, 즉

이면, 수신기는 의사 보장 서비스 수신기로 분류된다. P_ave 는 모든 J 스트림이 유효한 총 대역폭으로 동일하게 보장되는 경우, 즉 동일한 FEC 코드율이 모든 스트림에 적용되면, 잔여 패킷 손실률이 목표값 P_t 와 동일하게 되는 미가공 패킷 손실률이 된다. 본 방법은 스트림 J의 모든 현재의 의사 보장된 서비스 수신기 중에서 최악의 경우의 수신기에 기초하여 스트림 j의 FEC 코드율을 적용하고 높은 순위나 중간 순위로 이들 수신기가 요구하는 FEC 오버헤드를 전송한다. 이것은 현재 서비스 영역에서의 모든 의사 보장된 서비스 수신기의 잔여 패킷 손실률이 타겟 값 P_t 보다 작거나 동일한 것을 확실히 한다. 수신기의 미가공 패킷 손실률이 평가되어 수신기로부터 매체 서버에 주기적으로 보내지므로 매체 서버는 FEC 코드율을 결정할 수 있다. 패킷 손실률은 FEC 적응 사이의 간격 동안 목표값 P_t 이상인 버스트를 가질 수 있다. 따라서 이들 수신기에 대한 전송 신뢰도는 의사 보장된다.

스트림 j의 수신기 i에 대한 미가공 패킷 손실률이 범위

내에 있으면, 수신기는 최선의 서비스 사용자로서 분류된다.

는 모든 나머지 대역폭이 스트림 j를 보호하는 데 이용된 경우 FEC 복호화 이후의 잔여 패킷 손실률이 목표값 P_t 보다 작거나 동일한 미가공 패킷 손실률이 된다. 이 방법은 모든 최선의 서비스 수신기 중에서 최악 경우의 수신기에 기초하여 FEC 코드율을 적응시킨다. 그러나, 이들 최선의 서비스 수신기에 필요한 여분의 FEC 오버헤드는 낮은 순위로 전송된다. 무선 네트워크에 충분한 리소스가 있다면, 여분의 FEC 오버헤드는 액세스 포인트/기지국에 의해 전송된다. 이들 최선의 서비스 수신기의 전송 신뢰도는 만족되며, 즉 FEC 복호화 이후 잔여 패킷 손실률이 목표값 P_t 보다 작거나 동일하다. 그렇지 않으면, 여분 패리티 패킷은 이들 최선의 서비스 수신기의 전송 신뢰도가 만족될 수 없는 경우 액세스 포인트/기지국에 의해 폐기된다. 이와 같이, 이들 수신기는 최선의 방식으로 서비스된다.

본 발명의 방법은 더욱 효율적인 네트워크 리소스의 이용의 결과를 가져오며 보장 및 의사 보장된 수신기의 신뢰도를 타협하지 않고 통계적 멀티플렉싱 이득을 성취한다. 예를 들어, 멀티캐스트 스트림 1, 2, ..., j-1 수신기 모두는 매우 양호한 채널 조건을 갖는다. 멀티캐스트 스트림 1, 2, ..., j-1에 이용되는 총 대역폭 (정보 및 FEC 오버헤드)은 무선 채널의 총 대역폭보다 작다. 스트림 j에 대한 몇 수신기는 불량 채널 조건을 초래한다. 나머지 유효 대역폭은 이들 스트림 j 수신기의 조건을 만족하기 위해서 여분의 FEC 오버헤드 (패리티 패킷)에 이용될 수 있다.

스트림 j의 수신기 i에 대한 미가공 패킷 손실률이

보다 더 크면, 즉

이면, 수신기는 서비스 수신기 없음으로 분류된다. 이 수신기 클래스는 매우 불량한 채널 조건을 경험하게 된다. 이 클래스에 대한 특정 패킷 손실률을 보장하기 위해서는 시스템 리소스 면에서는 너무 많게 소모하게 된다. 대신에, 매체 서버는 이들을 무시하는데, 즉 FEC 코드율은 이들 수신기에 기초하여 적응되지 않는다.

FEC 코드율이나 FEC 오버헤드의 양을 적응시키는 방법은 (1) 각 수신기에서 동작하는 채널 평가 방법; (2) 다수의 수신기로부터 매체 서버로 채널 조건 피드백을 보내는 프로토콜; (3) 다수의 수신기의 채널 조건에 기초하여 FEC 코드율과 순위를 동적으로 조정하는, 비디오 멀티캐스트 서버에서 동작하는 FEC 적응 방법으로 이루어진다.

각 수신기는 FEC 복호화 이전에 그 미가공 패킷 손실률을 평가하여 매체 서버에 이 피드백을 보낸다. FEC 복호화 이전의 미가공 패킷 손실률은 채널 조건을 나타낸다. 피드백은 실시간 전송 제어 프로토콜(Real-Time Transport Control Protocol (RTCP)) 또는 그 외 등가의 수단을 이용하여 보내질 수 있다. 본 발명에서, 미가공 패킷 손실률은 가장 최근의 측정에 대한 실행중인 가중치 평균으로 평가된다. 수신기 i가 멀티캐스트 비디오 스트림 j을 수신한다고 가정하면, 수신기 i는 매 T 시간 간격 마다 미가공 패킷 손실률을 평가하여 보고한다(T는 컨피규레이션 파라미터이다). 시간 t에서, 스트림 j를 수신하는 수신기 i에서 보고된 미가공 패킷 손실률은

이고, 스트림 j를 수신하는 수신기 i에서의 평균 미가공 패킷 손실률은 다음 수학식 11과 같다:

이 때 β≤1은 디자인 파라미터이다. 이 보고는 매체 서버에 보내진다.

매 시간 간격 T 동안, 매체 서버는 비디오 스트림 j의 하나 이상의 수신기로부터 채널 피드백을 수신한다. 미가공 패킷 손실률

을 갖는 스트림 j에 대해 수신기 i로부터 시간 t에서 보고를 수신한 후에, 매체 서버는 스트림 j가 잔여 패킷 손실률이 목표값 P_t 보다 작거나 동일하게 보장하는 데 필요한 FEC 코드율

을 결정한다. 필요한 FEC 코드율과 미가공 패킷 손실률 간의 관계는 FEC 코드에 좌우된다. (N, K) RS 코드에 대해, 코드율

는 다음 수학식 12에 의해 결정될 수 있다:

이 때 K 또는 N은 공지된 값이다.

적응 알고리즘은 다음과 같이 동작한다:

1.

(즉,

)이면, 수신기 i는 무시되는데, 즉 수신기 i는 서비스 영역을 벗어나 "서비스 없음" 수신기가 된다. 매체/멀티캐스트 서버는 이 수신기를 서비스하지 않으며 FEC 코드율은 그 채널 조건에 기초하여 적응되지 않는다.

2.

(즉,

)이면,

를 설정하고 이 때

은 스트림 j에 이용되는 현재 FEC 코드율이다. 스트림 j에 이용되는 FEC 코드율을

로 변경한다. 이 경우, 수신기 i는 서비스되는 수신기이다. 이것은 "보장된 서비스" 또는 "의사 보장된 서비스" 또는 "최선의 서비스"이다. 이 수신기를 서비스하기 위해서(즉, FEC 복호화 이후에 이 수신기의 잔여 패킷 손실률이 임계치 P_t 보다 작거나 동일하도록 충분한 FEC를 부가하려고 하기 위해서), 매체/멀티캐스트 서버는 현재 FEC 코드가 충분히 강하게, 즉 코드율이

보다 작거나 동일한 것을 확실히 할 필요가 있다. 그렇지 않으면, FEC 복호화 이후 이 수신기의 잔여 패킷 손실률은 임계치 P_t 보다 더 크게 된다.

이면, 현재 FEC 코드율은 다음 수학식 12a로 변경된다:

[수학식 12(a)]

3.

(즉,

)이면, 시주기 t의 종료를 대기한다.

이 경우, 현재 이용되는 FEC 코드는 FEC 복호화 이후 이 수신기의 잔여 패킷 손실률이 임계치 P_t 보다 작거나 동일한 것을 확실히 하도록 충분히 강하다. FEC 코드율은 바로 변경될 필요는 없다. 이것은 다른 수신기로부터의 채널 보고를 대기할 수 있다. 시주기 T의 종료 시, 스트림 j에 대한 I 보고는 시주기 T 동안 수신된 것이라고 가정한다. 이들 보고의 미가공 패킷 손실률의 최대 값을 얻는다:

다음에, 미가공 패킷 손실률

을 갖는 사용자에 대해 목표값 P_t 와 동일한 잔여 패킷 손실률을 보장하도록 FEC 코드율

을 얻는다. (N, K) RS 코드가 이용되면,

는 다음 수학식 14에 의해 성취될 수 있다:

이 때, K 또는 N은 공지된다. 다음 수학식 14a를 설정하고:

[수학식 14(a)]

스트림 j에 이용되는 FEC 코드율을

로 변경한다.

몇 FEC 코드에 대해서, 유효한 코드율은 이산적으로, 즉 모든 코드율이 유효한 것이 아니다. 상기에 의해 결정된 FEC 코드율이 유효하지 않다면,

를

의 현재 값보다 작은 다음 유효 코드율로 설정한다. 예를 들어, 상기에 의해 결정된 코드율은 9/12이고 다음 유효한 코드율(9/12보다 낮음)은 K/N=4/6<9/12이다.

=4/6로 설정하고 스트림 j에 이용되는 코드율을 4/6으로 변경한다.

일단 코드율

을 상기한 바와 같이 결정하거나 조정하면, 코드율

은 멀티캐스트 서버에서 FEC 형성에 이용된다. K 소스 패킷의 블럭이 주어지면, 필요한 FEC 오버헤드는

으로 성취될 수 있다. 소스 및 FEC 패리티 패킷은 다른 순위를 갖는 네 개의 멀티캐스트 그룹 G0, G1, G2 및 G3에서 전송된다.

·K 소스 패킷은 높은 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G0에서 전송된다.

·

이면, 처음 H₁=H_min 패리티 패킷은 최고 순위 (소스 패킷과 동일한 순위)를 갖는 멀티캐스트 그룹 G1에서 전송된다. 나머지 H₂=H-H_min 패리티 패킷은 높은 순위나 중간 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G2에서 전송된다.

·H≥H_ave 이면, 처음 H₁=H_min 패리티 패킷은 최고 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G1에서 전송된다. 다음 H₂=H_ave-H_min 패리티 패킷은 높은 순위나 중간 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G2에서 전송된다. 나머지 H₃=H₀-H_ave 패리티 패킷은 낮은 순위를 갖는 멀티캐스트 그룹 G3에서 전송된다.

도 4A는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩법을 이용하는 멀티캐스트 서버의 프로토콜 구조의 예시도이다. 매체 서버는 소스(예를 들어, 비디오) 부호화기(405), 패킷화 모듈(410), FEC 처리/부호화 모듈(415), 적응성 FEC 제어 유닛(420) 및 UDP/IP 통신 유닛(425) 및 인터페이스(430)를 포함한다. 적응성 FEC 제어 유닛(420)은 다수의 수신기로부터 피드백을 수신한다. 이것은 상기한 방법을 이용하여 FEC 코드율 및 소스(예를 들어, 비디오)와 패리티 패킷의 전송 순위를 결정한다. 적응성 FEC 제어 유닛은 FEC 처리/부호화 모듈(415)에 FEC 부호화를 실행하라고 명령하며 UDP/IP 통신 유닛(425)에 소스 패킷과 패리티 패킷을 원하는 순위로 전송하라고 명령한다.

도 4B는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩법을 이용하는 수신기의 프로토콜 구조의 예시도이다. 수신기는 소스(예를 들어, 비디오) 복호화기(435), 디패킷화 모듈(440), FEC 처리/복호화 모듈(445), 채널 평가 및 피드백 모듈(450) 및 UDP/IP 통신 유닛(455) 및 인터페이스(460)을 포함한다. 채널 평가 및 피드백 모듈(450)은 상기한 방법을 이용하여 미가공 패킷 손실률(채널 조건을 나타냄)을 평가하고 이를 UDP/IP 통신 유닛(455) 및 인터페이스(460)를 통해 매체 서버에 주기적으로 보낸다.

도 5는 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 코딩을 나타내는 도면이다. 소스 패킷은 K 열과 L 행으로 배열된다. 정방향 오류 정정 패킷을 포함하는 패킷의 총수는 N 열과 L 행으로 배열된다. FEC 패킷은 FEC 코딩률을 이용하여 형성되며 총 H개의 멀티캐스트 그룹에 대해 몇개의 멀티캐스트 그룹 예를 들어, 멀티캐스트 그룹 H₁, H₂ 및 H₃으로 분리된다. 멀티캐스트 그룹 H₁의 패킷은 항상 높은 순위로 전송된다. 다른 멀티캐스트 그룹에서의 FEC 패킷은 소스 패킷을 복원하기 위해 필요한 경우에만 전송된다.

도 6은 멀티캐스트 서버에서 실행되는 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다. 여기에서 이용되는 바와 같이, 수신기는 예를 들어, 송수신기, 컴퓨터 랩톱, PDA, 듀얼 모드 스마트폰 등을 포함하는 정보/데이터/컨텐트를 수신할 수 있는 어느 장치나 가능하다. 605에서 멀티캐스트/데이터/매체 서버가 수신기로부터 피드백을 수신하였는지의 여부를 판정하는 테스트가 실행된다. 멀티캐스트 서버가 수신기로부터 피드백을 수신했으면, 610에서 피드백을 수신한 그 수신기를 서비스할지의 여부를 판정하는 테스트가 실행된다. 즉, 테스트는 수신기의 패킷 손실률이 P_max보다 작거나 동일한지의 여부이고, 이 때 P_max는 수학식 4 내지 6을 이용하여 결정되는 수학식 7을 만족한다. 615에서 FEC 패리티 코딩(FEC 코딩률)이 채널 조건의 피드백이 주어진 경우 이 수신기에 대한 패킷 손실로부터 복원할 정도로 충분히 강한지의 여부를 판정하는 테스트가 실행된다. FEC 코딩률이 충분히 강하지 않다면 FEC 코딩률은 수학식 12a를 이용하여 620에서 조정된다. FEC 코딩률이 충분히 강하다면 단계 620은 바이패스되고 FEC 코딩률에 대해 조정이 행해지지 않는다. 625에서 타임아웃이 있었는지의 여부를 판단하는 테스트가 실행된다(시간 간격이 만료된 경우). 타임아웃이 있었다면 FEC 코딩률은 다수의 수신기로부터 수신된 피드백에 기초하여 조정되고 FEC 조정 타이머는 630에서 리세트된다. FEC 코드율은 수학식 13, 14 및 14a에 기초하여 조정된다. 즉, FEC 코딩률은 620 또는 630 또는 둘 다에서 조정될 수 있다. 타임아웃이 없었다면 단계 630은 바이패스되고 이 시간에 FEC 코딩률에 대한 조정은 행해지지 않는다. 635에서 H FEC 패킷이 행해진 조정을 포함한 FEC 코딩률을 이용하여 소스 패킷으로부터 형성된다. 소스 패킷과 FEC 패리티 패킷은 다른 순위를 갖는 다른 멀티캐스트 그룹에 놓이고 이에 따라 전송된다. 전송은 다르게 스태거캐스팅(staggercasting)을 포함할 수 있으며 또한 인터리빙(interleaving)을 포함할 수 있다. 소스 패킷은 멀티캐스트 그룹 G0에 있으며 640에서 최고 순위로 전송된다. H_min FEC 패킷은 멀티캐스트 그룹 G1에 있으며 645에서 높은 순위로 전송된다. H_min은 수학식 1 및 2를 이용하여 결정된다. 650에서 H가 H_ave보다 작거나 동일한지를 판단하는 테스트가 실행되고 이 때 H_ave는 수학식 8 및 9를 이용하여 결정된다. H가 H_ave보다 작으면 655에서 H-H_min FEC 패킷은 높은 또는 중간 순위로 멀티캐스트 그룹 G2에서 전송된다. H가 H_ave보다 작으면 단계 655는 뛰어넘고 멀티캐스트 그룹 G2의 H_ave-H_min FEC 패킷은 높은 또는 중간 순위로 전송되고 멀티캐스트 그룹 G3에서 H-H_ave FEC 패킷은 낮은 순위로 전송된다. 다음에 처리는 605에서 계속된다. 610에서 이 수신기를 서비스하지 않는 것으로 판정이 이루어지면 처리는 625에서 계속된다. 605에서 피드백이 특정 수신기로부터 수신되지 않았다고 판정되면 처리는 625에서 계속된다.

도 7은 액세스 포인트/기지국에서 실행되는 바와 같이 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다. 705에서 패킷(소스 또는 FEC)가 액세스 포인트에서 수신되었는지에 대한 판정이 행해진다. 패킷이 수신되었다면 패킷은 710에서 그 순위에 기초하여 목적지 멀티캐스트 그룹으로 보내진다. 패킷이 수신되지 않았다면 705에서 새로운 패킷이 도착했는지의 여부를 계속 테스트하는 처리가 반복된다.

도 8은 수신기에서 실행되는 바와 같이 본 발명의 방법의 예시의 실시예의 플로우챠트이다. 805에서 패킷(소스나 FEC)이 수신되었는지의 여부를 판정하기 위한 테스트가 실행된다. 패킷이 수신되었다면 810에서 처리된다. 815에서 수신기는 수학식 11을 이용하여 패킷 손실률과 채널 조건을 평가한다. 다음에 수신기는 820에서 수신된 FEC 패리티 패킷을 이용하여 손실된 소스 패킷을 복원한다. 825에서 타임아웃이 있었는지를 판단하는 테스트가 실행된다. 타임아웃이 있었다면 패킷 손실률과 채널 조건에 관한 피드백이 830에서 액세스 포인트를 거쳐 멀티캐스트 서버로 보내진다. 타임아웃이 없다면 처리는 805에서 계속된다. 패킷이 805에서 수신되지 않았다면 처리는 825에서 계속된다.

무선 링크는 시간 변형 다중경로 페이딩, 간섭, 섀도잉 및 이동성으로 인해 버스트 패킷 손실 특성을 보인다. 버스트 오류 채널을 다루기 위한 효율적인 방법은 버스트 채널이 독립적인 오류를 갖는 채널로 변형되는 식으로 부호화된 데이터 패킷을 인터리브하는 것이다. 따라서, 독립적인 오류(또는 숏 버스트(short burst))를 위해 설계된 FEC 코드는 오류 패킷을 정정하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 적응성 정방향 오류 정정 방법의 다른 실시예에 있어서는, 인터리빙이 이용된다. FEC 코드를 갖는 패킷 인터리빙 기구(mechanism)에서, 소스 패킷은 크로스-패킷 FEC 코드가 이용되기 전에 인터리버(interleaver)에 의해 기록된다. 수신기에서, 디인터리버(de-interleaver)는 동일한 장방형 어레이 포맷으로 데이터 패킷을 저장하고 FEC 복호화가 실행된다. 본 발명은 또한 이 세팅에서 FEC 코드율 및 소스 패킷과 패리티 패킷의 순위를 결정하기 위해 이용될 수 있다.

다른 실시예는 멀티캐스트 서버가 원 정보 패킷 스트림과 부가의 패리티 패킷 스트림을 시간 이동으로, 즉 정보 스트림과 패리티 스트림을 일시적인 다이버시티를 위해 스태거캐스팅하여 전송하는 것이다. 패리티 패킷은 패킷이 상기와 같이 결정된 이들의 멀티캐스트 그룹에서 보내지기 전에 시간 간격 T' 동안 멀티캐스트 서버의 버퍼에서 지연된다. 정보 패킷이 새도잉이나 핸드오버로 인해 버스트에서 손실되면, 대응하는 패리티 패킷은 손실될 수 없으며 손실된 정보 패킷을 복원하도록 이용될 수 있다.

또 다른 실시예는 멀티캐스트 서버가 패리티 패킷을 형성하여 전송하는 것을 지연하는 것이다. 시간 간격 T" 동안 소스 정보 패킷을 전송한 후에, 멀티캐스트 서버는 이들 정보 패킷을 시간 t 동안 버퍼링하고 수신기로부터 채널 조건 및 이들 정보 패킷의 패킷 손실률의 피드백을 대기한다. 이들 정보 패킷의 패킷 손실률에 기초하여, 멀티캐스트 서버는 패리티 패킷의 FEC 코드율과 순위를 결정하고 본 발명의 방법에 따라 여러 멀티캐스트 그룹의 패리티 패킷을 전송한다. 패리티 패킷의 형성을 지연하고 정보 패킷에 대한 패킷 손실률의 피드백을 이용하여 소스 패킷을 보호하는 패리티 패킷을 형성함으로써, 서버는 필요로 하는 FEC 코드율을 정확하게 평가할 수 있다.

본 발명은 예를 들어, 서버, 중간 장치(무선 액세스 포인트나 무선 라우터 등) 또는 이동 장치 내에서, 하드웨어(예를 들어, ASIC 칩), 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적의 프로세서, 또는 그 조합의 여러 형태로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 바람직하게, 본 발명은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현된다. 더욱, 소프트웨어는 프로그램 저장 장치에서 실재 구현되는 애플리케이션 프로그램으로 바람직하게 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 적당한 아키텍쳐를 포함하는 머신에 업로드로되어, 이에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 랜덤액세스 메모리(RAM) 및 입/출력(I/O) 인터페이스와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼에 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 시스템 및 마이크로명령 코드를 포함한다. 여기 기재된 여러 프로세스 및 기능들은 마이크로명령 코드의 일부이거나 애플리케이션 프로그램의 일부 (또는 그 조합)일 수 있다. 부가하여, 여러 다른 주변 장치들이 부가의 데이터 저장 장치 및 인쇄 장치와 같은 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다.

첨부한 도면에 도시된 구성 시스템 성분과 방법의 단계들 몇몇은 소프트웨어로 구현되는 것이 바람직하기 때문에, 시스템 구성 성분들 (또는 프로세스 단계들) 간의 실재 연결은 본 발명이 프로그램되는 방법에 따라 달라질 수 있다는 것이 더욱 이해되어야 한다. 여기 개시된 바가 주어지면, 관련 기술의 당업자라면 본 발명의 이들 및 유사한 구현이나 구성을 생각할 수 있을 것이다.

405: 소스 부호화기
410: 패킷화 모듈
415: FEC 처리/부호화 모듈
420: 적응성 FEC 제어 유닛
425: UDP/IP 통신 유닛
430: 인터페이스
435: 복호화기
440: 디패킷화 모듈
445: FEC 처리/복호화 모듈
450: 채널 평가 및 피드백 모듈
455: UDP/IP 통신 유닛
460: 인터페이스

Claims

무선 채널을 통해 제 1 장치로부터 채널 조건 피드백을 수신하는 수신 단계;
상기 채널 조건 피드백에 응답하여, 현재 사용되는 정방향 오류 정정 코딩률(forward error correction coding rate)이 상기 제 1 장치가 손실된 데이터를 복원하는 데 충분한지를 결정하는 제 1결정 단계;
상기 제 1결정 단계에 응답하여 상기 현재 사용되는 정방향 오류 정정 코딩률을 조정하는 제 1 조정 단계;
상기 조정된 정방향 오류 정정 코딩률을 이용하여 소스 데이터로부터 정방향 오류 정정 패킷(packet)을 형성하는 형성 단계; 및
상이한 순위(priority)를 지니는 복수의 멀티캐스트 그룹(multicast groups) 내에서 상기 정방향 오류 정정 패킷을 제 2 장치에 전송하는 전송 단계를 포함하되,
수신된 상기 피드백에 기초하여, 상기 제 1 장치가 서비스될 수 있는지의 여부를 결정하는 제 2결정 단계;
만약 타임아웃이 있었다면(if there has been a timeout), 수신 채널 조건(receiving channel condition)에 근거하여 분류된 한 클래스 내 다수의 장치로부터 피드백을 수신한 것에 응답하여 상기 정방향 오류 정정 코딩률을 조정하는 제 2 조정 단계;
상기 클래스 내 다수의 장치로부터의 상기 피드백에 기초하여 상기 소스 데이터에 대한 물리적 레이어 동작 모드(physical layer mode of operation)와 패킷 크기를 결정하는 제 3결정 단계;
상기 결정된 패킷 크기에 응답하여 상기 소스 데이터를 패킷화하는(packetizing) 패킷화 단계; 및
상기 복수의 멀티캐스트 그룹 내에서 상기 정방향 오류 정정 패킷 및 상기 소스 데이터를 전송하는 전송 단계를 더 포함하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 전송 단계는 상기 물리적 레이어 동작 모드에 응답하여 실행되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 결정 단계는 패킷 손실률이 임계치보다 작거나 동일한 것인지를 결정하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 조정 단계는 상기 제 1 장치가 그 패킷 손실을 정정하는 데 필요한 상기 정방향 오류 정정 코딩률에 기초하여 실행되는 것인 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제2 조정 단계는 상기 클래스의 상기 다수의 수신기가 이들의 패킷 손실을 정정하는 데 필요한 상기 정방향 오류 정정 코딩률에 기초하여 실행되는 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 멀티캐스트 그룹은 유효한 대역폭에 기초하여 전송되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 멀티캐스트 그룹은 스태거캐스트(staggercast)되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 소스 데이터 패킷 및 상기 정방향 오류 정정 패킷은 인터리브(interleave)되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은 서버에서 실행되는 것인 방법.
무선 채널을 통해 제 1 장치로부터 채널 조건 피드백을 수신하기 위한 수신 수단;
상기 채널 조건 피드백에 응답하여, 현재 사용되는 정방향 오류 정정 코딩률이 상기 장치가 손실된 데이터를 복원하는 데 충분한지를 결정하기 위한 제 1결정 수단;
상기 결정 동작에 응답하여 상기 현재 사용되는 정방향 오류 정정 코딩률을 조정하기 위한 제 1 조정 수단;
상기 조정된 정방향 오류 정정 코딩률을 이용하여 소스 데이터로부터 정방향 오류 정정 패킷을 형성하기 위한 형성 수단;
상이한 순위를 지니는 복수의 멀티캐스트 그룹 내에서 상기 정방향 오류 정정 패킷을 제 2 장치에 전송하기 위한 전송 수단;
상기 수신된 피드백에 기초하여, 상기 제 1 장치가 서비스될 수 있는지의 여부를 결정하기 위한 제 2결정 수단;
만약 타임아웃이 있었다면(if there has been a timeout), 수신 채널 조건(receiving channel condition)에 근거하여 분류된 한 클래스 내 다수의 장치로부터 피드백을 수신한 것에 응답하여 상기 정방향 오류 정정 코딩률을 조정하기 위한 제 2 조정 수단;
상기 클래스 내 다수의 장치로부터의 상기 피드백에 기초하여 상기 소스 데이터에 대한 물리적 레이어 동작 모드와 패킷 크기를 결정하기 위한 제 3결정 수단;
상기 결정된 패킷 크기에 응답하여 상기 소스 데이터를 패킷화하기 위한 패킷화 수단; 및
상기 멀티캐스트 그룹 내에서 상기 정방향 오류 정정 패킷 및 상기 소스 데이터를 전송하기 위한 전송 수단을 포함하는 장치.
삭제
제12항에 있어서, 상기 전송 수단은 상기 물리적 레이어 동작 모드에 응답하여 실행되는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 제 2 결정 수단은 패킷 손실률이 임계치보다 작거나 동일한 것인지를 결정하는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 조정 수단은 상기 제 1 장치가 그 패킷 손실을 정정하는 데 필요한 상기 정방향 오류 정정 코딩률에 기초하는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 제2 조정 수단은 상기 클래스의 상기 다수의 수신기가 이들의 패킷 손실을 정정하는 데 필요한 상기 정방향 오류 정정 코딩률에 기초하는 것인 장치.
삭제
제12항에 있어서, 상기 멀티캐스트 그룹은 유효 대역폭에 기초하여 전송되는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 멀티캐스트 그룹은 스태거캐스트되는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 소스 데이터 패킷 및 상기 정방향 오류 정정 패킷은 인터리브되는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 장치는 서버인 것인 장치.