KR101871489B1 - 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템에 관한 것으로서, 스포츠 경기장, 콘서트, 축제 또는 군중집회 등과 같이 사람이 많이 모이는 곳에서 실시간 영상 데이터를 무선으로 멀티캐스트할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
특히, 네트워크 코딩과 센서 네트워크 개념을 활용하여 실시간 무선으로 멀티캐스트된 영상을 끊김이 없이 재생할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 멀티미디어 데이터를 제공하는 컨텐츠 제공부; 상기 멀티미디어 데이터를 무선으로 수신하여 네트워크 코딩한 후 네트워크 코딩 데이터를 데이터 수신부로 멀티캐스트하는 데이터 가공부; 및 상기 네트워크 코딩 데이터를 무선으로 수신하여 디코딩한 후에 재생하는 데이터 수신부;를 포함하는 시스템으로서,
상기 데이터 가공부 및 데이터 수신부는 데이터 수신부가 설치된 기기의 고유번호를 이용하여 멀티캐스트 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템{THE WIRELESS MULTICAST SYSTEM BY USING NETWORK CODING}

본 발명은 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템에 관한 것으로서, 스포츠 경기장, 콘서트, 축제 또는 군중집회 등과 같이 사람이 많이 모이는 곳에서 실시간 영상 데이터를 무선으로 멀티캐스트할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

특히, 네트워크 코딩과 센서 네트워크 개념을 활용하여 실시간 무선으로 멀티캐스트된 영상을 끊김이 없이 재생할 수 있는 것을 특징으로 한다.

네트워크 코딩은 경로와 소스가 다양한 동적 네트워크에서 효율적인 분산 전송 알고리즘을 구축할 수 있는 방법이다.

선행특허 대한민국 등록특허공보 제10-1400724호에는 네트워크 코딩을 이용한 통신 장치 및 그 방법이 기재되어 있다. 청구항 1을 살펴보면, 제1 단말로부터 전송된 제1 상향링크 메시지 및 제2 단말로부터 전송된 제2 상향링크 메시지를 수신하는 메시지 수신부; 네트워크 코딩 기법에 따라 상기 제1 상향링크 메시지 및 상기 제2 상향링크 메시지를 코딩하여 네트워크 코딩 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말로 동일한 시간 구간 동안 상기 네트워크 코딩 메시지를 전송하는 메시지 전송부를 포함하고, 상기 네트워크 코딩 메시지는 상기 제1 상향링크 메시지 및 상기 제2 상향링크 메시지 중 어느 하나를 이용하여 나머지 하나가 추출되도록 생성되는 것을 특징으로 하는 중계기가 기재되어 있다.

즉 제1 단말 또는 제2 단말로부터 전송된 하나의 메시지를 이용하여 나머지 하나가 추출되도록 함으로써 네트워크 코딩의 효율적인 분산 전송을 수행하고 있다.

또한, 선행특허 대한민국 등록특허공보 제10-1499454호에는 랜덤코드를 이용하여 네트워크 코딩 기법을 적용하는 무선 네트워크가 기재되어 있다. 청구항 1을 살펴보면, 제1 소스 노드로부터 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 수신하는 단계; 제2 소스 노드로부터 적어도 하나의 제2 전송 메시지들을 수신하는 단계; 및 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 이용하여 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 가공하여 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 소스 노드는 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 이용하여 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하고, 상기 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 이용하여 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법이 기재되어 있다.

즉 복수 개 단말로 구성된 무선 네트워크에서 랜덤코드를 이용하여 메시지들을 가공함으로써 목적 노드들이 어떤 서브 메시지들을 참조했는지에 대한 컨트롤 정보 없이도 네트워크 코딩 기법을 적용할 수 있도록 하고 있다.

그런데 상기 선행특허들은 네트워크 코딩을 효율적으로 수행하기 위한 대안들을 제시하고는 있으나, 군중이 많이 모인 곳과 같이 좁은 지역에 사용자가 사용하는 스마트폰의 개수가 무수히 많을 때 효용성을 발휘하기 위해서는 네트워크 코딩만을 이용하여 브로드캐스트하는 것은 한계가 있을 수 있다.

본 발명자들은, 센서네트워크 개념을 도입하되 센서노드가 일정한 개수 이상이 될 때에는 일정 개수의 센서노드가 다시 중간노드가 될 수 있는 가변형 네트워크를 구성하도록 하면, 군중이 많이 모인 곳에서도 무선으로 끊김 없이 실시간 멀티캐스트가 될 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 안출하였다.

대한민국 등록특허공보 제10-1400724호 (2014.05.29. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1499454호 (2015.03.09. 공고)

본 발명의 기술적 과제는，스포츠 경기장, 콘서트, 축제 또는 군중집회 등과 같이 사람이 많이 모이는 곳에서 실시간 영상 데이터를 무선으로 멀티캐스트할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은, 멀티미디어 데이터를 제공하는 컨텐츠 제공부; 상기 멀티미디어 데이터를 무선으로 수신하여 네트워크 코딩한 후 네트워크 코딩 데이터를 데이터 수신부로 멀티캐스트하는 데이터 가공부; 및 상기 네트워크 코딩 데이터를 무선으로 수신하여 디코딩한 후에 재생하는 데이터 수신부;를 포함하는 시스템으로서,

상기 데이터 가공부 및 데이터 수신부는 데이터 수신부가 설치된 기기의 고유번호를 이용하여 멀티캐스트 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명에 있어서, 상기 데이터 가공부는, 상기 데이터 수신부에 대한 데이터 전송율을 기준으로, 상기 데이터 수신부가 새로운 멀티캐스트 네트워크를 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 데이터 수신부는, 다른 데이터 수신부가 수신한 네트워크 코딩 데이터 또는 디코딩한 데이터를 수신할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 데이터 수신부는, 다른 데이터 수신부에서 수신한 네트워크 코딩 데이터 또는 디코딩한 데이터를 이용하여 영상 데이터를 재생하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 데이터 가공부는 무선 스위치 허브 장치에 설치되고, 상기 데이터 수신부는 스마트 기기의 어플리케이션에 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시스템은, 스포츠 경기장, 콘서트, 축제 또는 군중집회 등과 같이 사람이 많이 모이는 곳에서 실시간 영상 데이터를 무선으로 끊김 없이 멀티캐스트할 수 있는 효과를 보유하고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템의 주요 구성 및 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며，발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로，본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하，도면을 참조하여 설명하기에 앞서，본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나，구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템의 주요 구성 및 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시스템은, 주요하게 컨텐츠 제공부(100), 데이터 가공부(200) 및 데이터 수신부(300, 400, 500)으로 구성된다.

여기에서, 컨텐츠 제공부(100)는 서버에 구축되고, 데이터 가공부(200)는 멀티 캐스트 방송이 이루어지는 지역의 곳곳에 배치되는 무선 센서허브 장치에 구축된다. 또한, 데이터 수신부(300, 400, 500)는 사용자의 스마트폰에 다운로드되어 설치되는 어플리케이션에 포함되도록 한다.

컨텐츠 제공부(100), 데이터 가공부(200) 및 데이터 수신부(300, 400, 500)는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 무선으로 데이터를 송수신할 수 있도록 통신 구성요소가 구비된다.

컨텐츠 제공부(100)는, 스포츠 경기장을 찾은 관람객들이 눈으로 경기장을 보면서 동시에 스포츠 중계방송을 스마트폰으로 시청할 수 있도록 스포츠 중계방송 콘텐츠를 제공하는 것과 같이, 군중이 모인 장소의 상황을 직접 보여줄 수 있는 콘텐츠를 제공한다. 바람직하게, 복수 개의 채널에 대응되는 복수 개의 컨텐츠를 제공하는 것이 아니라 신뢰성과 효율성을 위해 1개 채널의 1종류 컨텐츠를 제공한다.

데이터 가공부(200)는 컨텐츠 제공부(100)로부터 전송된 컨텐츠를 네트워크 코딩하고, 다른 프레임의 실시간 데이터와 구별될 수 있는 데이터 식별번호를 생성하여 메타 데이터로로서 구성한 후 전송패킷 데이터를 생성하여 데이터 수신부(300, 400)로 전송한다.

데이터 가공부(200)는 센서 네트워크 개념으로 멀티캐스트 하도록 복수 개의 센서노드와 연결되는데, 사용자가 다운로드하여 설치한 어플리케이션으로부터 기기고유번호를 수신하여 데이터 전송이 가능한 범위 내의 센서노드 개수에 대해서 멀티캐스트 네트워크를 구축한다.

데이터 수신부(300, 400, 500)는 사용자가 설치하는 어플리케이션을 통해서 기능하게 되는 수단으로서, 사용자의 기기를 센서노드 또는 중간노드로서 기능하게 한다.

데이터 가공부(200)는 멀티캐스트할 수 있는 센서노드의 개수가 모두 채워진 경우에는 일정 개수의 센서노드를 중간노드로 운용한다. 즉 센서노드를 모두 채운후에 일정 기준에 의하여 일정 개수의 센서노드를 선정하여 중간노드로 운용한다.

일 예로, 일정 기준은 데이터 가공부(200)와의 데이터 전송율이 포함될 수 있는데, 멀티캐스트되는 센서노드 중에서 데이터 전송율이 상위 10%에 해당하는 센서노드들을 중간노드로 운용할 수 있다.

또한, 데이터 가공부(200)는 중간노드로 운용 중인 데이터 수신부(400-1)에 대한 데이터 전송율이 멀티캐스트하는 센서노들들에 대한 전체 전송율의 평균치보다 하락하는 경우에는, 데이터 전송율 순위를 다시 연산하여 새로운 센서노드를 중간노드로 운용한다. 일 예로, 중간노드로 운용되는 스마트폰의 사용자가 지리적으로 멀리 이탈하거나 스마트폰의 동작이 정지하는 경우 등에 적용될 수 있다.

데이터 수신부(300-1 ~ 300-n)는 데이터 가공부(200)로부터 전송된 데이터를 디코딩하여 실시간 영상 데이터를 시청할 수 있게 한다. 사용자의 어플리케이션 내에는 뷰어가 포함된 경우에는 곧바로 뷰어가 동작하여 영상 데이터가 재생되도록 하고, 뷰어가 포함되어 있지 않은 경우에는 사용자 스마트폰에 설치된 다른 뷰어와 연동되도록 한다.

또한, 일부 데이터가 모두 수신되지 않았을 때에는 인접한 다른 데이터 수신부를 통해서 디코딩된 데이터를 수신받은 후에 복원하여 재생될 수 있도록 한다. 이는 네트워크 코딩 기법에 따라 다른 데이터 수신부의 데이터를 추출하여 완성 데이터로 복원할 수 있기 때문이다.

데이터 수신부(400-1)가 중간노드로 역할을 하도록 지정된 경우에는 데이터 가공부(200)의 일부 기능을 대신 수행하게 되는데, 기본적으로는 새로운 멀티캐스트 네트워크를 구성하여 네트워크 코딩된 데이터를 데이터 수신부(500-1~m)에 멀티캐스트한다. 물론 데이터 수신부들(400-1)은 본래의 센서노드로서의 기능을 동시에 수행하도록 구성된다.

데이터 수신부(300, 400, 500)는 네트워크 코딩된 데이터를 네트워크 코딩기법에 따라 서로 간에 추출하여 영상 데이터를 복원할 수 있을 뿐만 아니라, 새로운 멀티캐스트 네트워크를 구성하여 네트워크 코딩된 데이터를 안정적으로 전송할 수 있기 때문에, 무차별적인 브로드캐스트 방법에 비해서 끊김 없이 영상 데이터를 재생할 수 있게 된다.

상기에서 도 1을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1의 구성 및 기능에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

100: 컨텐츠 제공부
200: 데이터 가공부
300, 400, 500: 데이터 수신부

Claims (5)

1. 컨텐츠 제공부가 설치되는 서버; 데이터 가공부가 설치되는 무선 센서허브 장치; 및 데이터 수신부가 설치되는 스마트폰;을 포함하여, 밀집된 다수의 스마트폰들에서 실시간으로 멀티미디어 데이터의 재생이 되도록 하는 시스템으로서,
   컨텐츠 제공부는 멀티미디어 데이터를 데이터 가공부에 제공하고,
   데이터 가공부 및 데이터 수신부는 스마트폰의 기기 고유번호를 이용하여 멀티캐스트 네트워크를 구성함으로써,
   데이터 가공부는 멀티미디어 데이터를 무선으로 수신하여 네트워크 코딩한 후 네트워크 코딩 데이터를 데이터 수신부로 멀티캐스트하고, 데이터 수신부는 상기 네트워크 코딩 데이터를 무선으로 수신하여 디코딩한 후에 재생하되,
   데이터 가공부는,
   데이터 수신부에 대한 데이터 전송율이 높은 순서대로 데이터 수신부가 중간노드로서 새로운 멀티캐스트 네트워크를 형성하도록 하고,
   만약 중간노드로 운용 중인 데이터 수신부에 대한 데이터 전송율이 다른 데이터 수신부들에 대한 전송율의 평균치보다 하락하는 경우, 데이터 전송율 순위를 다시 연산하여 새로운 데이터 수신부를 중간노드로 운용함으로써 스마트폰 사용자가 지리적으로 이탈하거나 스마트폰의 동작이 정지되는 경우에 대비하며,
   데이터 수신부는,
   자체적으로 디코딩한 데이터, 다른 데이터 수신부가 전송한 네트워크 코딩 데이터 및 다른 데이터 수신부가 전송한 디코딩 데이터를 이용하여 멀티미디어 데이터를 재생하도록 하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 코딩을 이용한 무선 멀티캐스트 시스템.
   
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