KR20030019878A - 다중 채널 데이터 스트림 송신을 가능하게 하는 방법,장치 및 데이터 구조 - Google Patents

다중 채널 데이터 스트림 송신을 가능하게 하는 방법,장치 및 데이터 구조 Download PDF

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KR20030019878A
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Abstract

본 발명은, NULL 패킷을 명목적으로 포함하는 복수의 전송 스트림의 부분에 송신될 데이터를 삽입함으로써 다수의 채널 데이터 스트림 송신을 가능하게 하는 방법(400), 장치(100), 및 데이터 구조(300)에 관한 것이다. 삽입된 패킷은, 복수의 데이터 채널을 경유해 송신된 데이터 패킷을 사용하여 초기의 데이터 스트림의 재구성을 가능하게 하는 스트림 식별(312) 및 시퀀스 코드(314) 정보와 NULL 패킷을 연관시킨다.

Description

다중 채널 데이터 스트림 송신을 가능하게 하는 방법, 장치 및 데이터 구조{METHOD, APPARATUS AND DATA STRUCTURE ENABLING MULTIPLE CHANNEL DATA STREAM TRANSMISSION}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 통상 사용되지 않는 송신 채널 대역폭을 이용하기 위한 메커니즘에 관한 것이다.
허용가능한 대역폭의 사용시에 더 높은 데이터 쓰루풋(throughput)과 더 큰 효율을 가지는 통신 시스템이 점차 크게 요구되고 있다. 예시적으로, 위성 통신 시스템에서, 위성은 복수의 통신 채널을 지상 수신기에 제공한다. 각 통신 채널은, 예를 들어, 특정 트랜스폰더, 특정 편광 등을 위성과 연관시킨다. 통상, 각각 정의된 채널은 최대 데이터 속도로 방송한다.
송신될 데이터의 양이, 채널이 송신할 수 있는 데이터의 양보다 더 적은 경우에, 이 정의된 채널은 불충분하게 이용(underutilized)된다. 이 경우에, 이 정의된 채널은 이용가능한 송신될 데이터가 존재하지 않는 시간 슬라이스 동안 NULL 패킷을 송신한다. 송신될 데이터가 채널 상에 이용가능한 대역폭보다 더 많은 대역폭을 요구하는 경우에, 더 큰 이용가능 용량을 가지는 다른 채널이 선택되어야만 한다. 그리하여, 통신 채널은, 송신될 데이터 스트림의 수와 각 스트림 내에 있는 데이터의 양이 송신 채널에서 이용가능한 대역폭과 일치하지 않을 수 있는 가능성이있기 때문에 100% 이용 레벨(utilization level)보다 더 낮은 이용 레벨에서 전형적으로 동작한다.
본 발명은, 데이터 스트림을 복수의 부분으로 분할하여, 각 부분이 복수의 송신 채널 중 어느 하나(또는 하나를 초과하는 수의 채널)를 통해 송신될 수 있는 방법, 장치, 및 데이터 구조를 포함한다. 송신될 데이터는 여러 세그먼트들이 수신기에서 재결합될 수 있도록 스트림 식별 및 패킷 시퀀스 정보와 연관된다. 처리된 패킷이나 패킷 그룹은 다수의 채널 송신 매체에 적합한 전송 패킷 구조에 필요에 따라 캡슐화되며 이를 통해 수신기로 송신된다. 채널 식별 및 채널 송신 시간 정보는, 어느 채널이 원하는 데이터를 전송하는지 그리고 언제 그 채널이 원하는 데이터를 전송하는지를 식별하기 위해서 또한 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은, 비트스트림을 형성하며 적어도 하나의 비트스트림 패킷을 포함하는 하나 이상의 패킷 그룹 각각을, 스트림 식별자 및 각 시퀀스 코드와 연관시키는 단계와, 복수의 이용가능한 송신 채널 중 어느 하나의 채널을 통해, 상기 하나 이상의 연관된 패킷 그룹 각각을 송신하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 송신 채널은 불충분하게 이용되는 경우에 NULL 패킷을 명목적으로 송신하며, 상기 연관된 패킷 그룹은 상기 명목적으로 송신되는 NULL 패킷 대신에 송신된다.
본 발명의 개념은 첨부하는 도면과 연계하여 이하 상세한 설명을 참작함으로써 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 패킷 스트림 처리 장치의 하이-레벨 블록도를 예시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 원리에 따라 사용될 수 있는 주파수 계획의 예시적인, DBS 주파수 계획을 그래픽으로 표시하는 도면.
도 3은 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 방법의 흐름도를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 원리에 따라 수행되는 예시적인 패킷 스트림 처리 과정을 그래픽으로 표시하는 도면.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 도 1의 장치에 사용되는데 적합한 예시적인 프로세서의 하이 레벨 블록도를 예시하는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 스트림 ID 및 시퀀스 기능 120 : 네트워크 패킷 변환기
130 : 네트워크 인터페이스/링크 300 : 데이터 구조
600 : 프로세서 610 : I/O 회로
630 : 메모리 640 : 지원 회로
이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 부호는, 가능한 한, 도면에서 공통적으로 동일 요소를 지시하는데 사용되었다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 패킷 스트림 처리 장치의 하이-레벨 블록도를 예시하는 도면을 묘사한다. 구체적으로, 도 1의 패킷 스트림 처리 장치는 스트림 식별 시퀀스 기능(110), 네트워크 패킷 변환기(120), 및 네트워크 인터페이스/링크(130)를 포함한다.
스트림 식별자(ID) 및 시퀀스 기능(110)은, 동화상 전문가 그룹(MPEG : Moving Pictures Experts Group) MPEG-2 전송 스트림, 기본적인 스트림(들), 송신될 파일을 포함하는 데이터 스트림, 또는 임의의 다른 데이터 스트림과 같은 초기의 패킷 스트림을 수신한다. 초기의 패킷 스트림은, 네트워크 패킷 변환기(120)에 연결된, 최종 패킷 스트림(패킷)을 생성하기 위해 처리된다. 최종 패킷 스트림(패킷)은 변경없이 초기의 패킷 스트림을 형성하는 패킷을 포함할 수 있다. 추가적으로, 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110)은 네트워크 패킷 변환기(120)에도 연결된 스트림 식별자 및 시퀀스 코드를 생성한다.
초기의 패킷 스트림으로부터 각 패킷(또는 패킷 그룹)은 스트림 식별자 및 시퀀스 코드와 연관된다. 스트림 식별자는 패킷이 속하는 초기의 패킷 스트림을 식별한다. 시퀀스 코드는, 서로다른 송신 채널을 통해 수신된 복수의 초기의 패킷 스트림(패킷)이 수신기에 의해 코히런트한 패킷 스트림으로 통합될 수 있도록 그 패킷 스트림 내의 상대적 또는 절대적 위치를 식별한다.
네트워크 패킷 변환기(120)는 네트워크 패킷 구조의 각 페이로드 부분에서 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110)으로부터 수신된 하나 이상의 패킷(또는 패킷 그룹) 각각을 캡슐화하거나 연관시키도록 동작한다. 추가적으로, 캡슐화될 하나 이상의 패킷과 연관된 스트림 ID 및 시퀀스 코드는 또한 네트워크 패킷 구조 내에 포함된다. 네트워크 패킷 구조와 호환가능한 포맷을 가지는 초기의 패킷 스트림의 경우에, 네트워크 패킷 변환기(120)는 초기의 패킷 스트림 내에 각 패킷을 스트림 식별 번호 및 시퀀스 코드를 연관시키도록 동작한다. 초기의 패킷 스트림 패킷 구조가 전송 네트워크 패킷 구조와 호환가능한 경우에, 네트워크 패킷 변환기(120)는 초기의 패킷 스트림 패킷 구조 내로 스트림 ID 및 시퀀스 코드를 연관시키도록 동작한다.
본 발명의 일 실시예에서, 네트워크 패킷 구조의 헤더 부분은 이러한 정보를 저장하기 위한 스트림 식별자 필드와 시퀀스 코드 필드를 포함하도록 적응된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110)은 전송될 초기의 패킷의 헤더 부분으로 스트림 ID 및 시퀀스 데이터를 삽입한다.
네트워크 패킷 변환기(120)는 네트워크 인터페이스/링크(130)에 연결된, 네트워크 패킷 스트림(NPS1)을 생성한다. 네트워크 인터페이스/링크(130)는 복수의 네트워크 패킷 스트림[NPS1, NPS2, NPS3, 등. 최고 NPSX{집합적으로 네트워크 패킷 스트림(NPS)}]을 수신한다. 네트워크 패킷 스트림(NPS) 각각은 각 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110) 및 네트워크 패킷 변환기(120)를 사용하여 처리된 패킷 스트림을 포함할 수 있다. 네트워크 패킷 스트림(NPS) 각각은 또한 몇몇 다른 방식으로 처리된 패킷 스트림을 포함할 수도 있다. 어느 경우에도, 네트워크 패킷 스트림(NPS)에 사용되는 패킷 구조는 바람직하게는 네트워크 인터페이스/링크(130)와 호환가능하다.
네트워크 인터페이스/링크(130)는 네트워크 패킷 스트림(NPS)을 수신하며 그에 응답하여 하나 이상의 전송 채널을 통해 수신된 네트워크 패킷 스트림(NPS)을 송신한다. 수신된 네트워크 패킷 스트림(NPS)과 송신 채널 사이에 일대일 상관 관계가 있을 필요가 없다는 것을 지적하는 것은 중요하다. 즉, 단일 네트워크 패킷 스트림(NPS)은 복수의 송신 채널을 점유(occupy)하는데 충분한 데이터를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 하나의 송신 채널은 복수의 네트워크 패킷 스트림(NPS)의 적어도 일부분의 요구를 만족시키는데 충분한 대역폭을 가질 수 있다.
네트워크 인터페이스/링크(130)에 의해 제공되는 복수의 송신 채널 각각은 각 채널 전송 스트림(T)을 전송한다. 채널 전송 스트림(T)은 여러 송신 채널을 송신하는데 사용되는 송신 매체 또는 네트워크(도시되지 않음)의 요건에 따라 변조되는 네트워크 인터페이스/링크(130)와 호환가능한 패킷 구조를 사용한다. 이러한 변조 기술은 예를 들어, 직교 진폭 변조(QAM : quadrature amplitude modulation), 잔류 측파대(VSB : vestigial side band) 변조 및 이 기술 분야에서 숙련된 사람들에게 잘 알려져 있는 다른 변조 기술을 포함한다. 본 대상 발명은, 위성통신 링크, 지상 와이어리스 링크, 지상 와이어드 또는 광 링크 등의 상황에서 실행될 수도 있다는 것을 주목하여야 한다. 디지털 위성 시스템(DSS : digital satellite system) 적응 위성 시스템(compliant satellite system)의 상황에서, 직교 위상 이동키(QPSK : quadrature phase shift key) 변조 기술이 사용된다.
예시적인 실시예에서, 네트워크 인터페이스/링크(130)는 T1L내지 T16L으로 표시된 16개의 좌측 원편광 (LHCP : left hand circularly polarized) 채널 스트림 뿐만 아니라 T1R내지 T16R이라고 표시된 16개의 우측 원편광된 (RHCP : right hand circularly polarized) 채널 전송 스트림을 생성한다. 이들 32개의 채널은 예를 들어 위성 송신 시스템을 통해 수신기로 전파된다. 이리하여, 네트워크 인터페이스/링크(130)의 부분은 직접 방송 위성(DBS) 시스템의 공간 기반 부분(space-based portions)으로 실현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스/링크는, 네트워크 패킷 스트림(NPS)을 수신하는데, 수신된 패킷 스트림을 위성으로 업링크하는데, 위성으로부터 전술된 우측 및 좌측 편광된 채널을 하나의 트랜스폰더로 송신하는데 필요한 모든 기능을 포함한다. 네트워크 인터페이스/링크(130)는 더 많은 수의 또는 더 작은 수의 송신 스트림을 송신하는데 하나 이상의 위성 상에서 복수의 트랜스폰더와 협력할 수 있다는 것이 당업자에게는 이해될 수 있을 것이다.
본 발명을 구현하는데 적합한 네트워크 패킷 구조는 도 3에 대하여 아래에서 보다 상세하게 기술된다. 간략하게, 도 3의 네트워크 패킷 구조(300)는 초기의 패킷 스트림으로부터 하나 이상의 패킷의 페이로드 부분 내에 포함되게 제공한다. 추가적으로, 네트워크 패킷 페이로드 부분 또는 헤더 부분 내에는, 초기의 패킷 스트림의 시퀀스를 재편성하는데 적합한 정보가 포함된다. 추가적으로, 복수의 초기의패킷 스트림이 하나 이상의 수신기에서 재편성될 수 있도록 식별 정보가 제공된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 원리에 따라 사용될 수 있는 주파수 계획의 예시적인 , DBS 주파수 계획을 그래픽으로 예시하는 도면을 묘사한다. 구체적으로, 도 2a는 우측 원편광된 (RHCP) 채널을 위한 명목적인 DSS 주파수 계획을 도시하는 반면, 도 2b는 좌측 원편광된 (LHCP) 채널을 위해 명목 DSS 주파수 계획을 도시한다. 예시적으로, 총 32개의 채널이 주어진 경우, 16개의 홀수 채널이 RHCP 채널이고 도 2a에 도시되어 있으며, 16개의 짝수 채널은 LHCP 채널이고 도 2b에 도시되어 있다. 홀수 채널은 974.0 M㎐(채널 1)의 채널 중심 주파수에서 시작하며, 그리고 1,411.4M㎐(채널 31)에까지 이른다. 각 채널의 폭은 24M㎐이며, 각 중심 주파수는 29.16M㎐만큼 인접 중심 주파수와 분리되어 있다. 마찬가지로, 짝수 채널은 988.58M㎐(채널 2)의 채널 중심 주파수에서 시작하며, 그리고 1,425.98M㎐(채널 32)의 채널 중심 주파수에까지 이른다. DSS는 휴즈 전자(Hughes Electronics)의 트레이드마크이다. DSS 시스템에 사용하는데 적합한 패킷 구조는 "DSS 전송 프로토콜", 버전 1.1 (1996, 2월, 12일)에 기술되어 있으며, 이 프로토콜은 본 명세서에 인용 문헌으로서 완전히 병합되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 1의 네트워크 인터페이스/링크(130)에 의해 제공된 32개의 채널은 도 2a 및 도 2b의 DSS 주파수 계획에 실질적으로 부합한다. 그러나, 본 발명은 임의의 주파수 계획과 임의의 개수의 채널로 실현될 수도 있다는 것은 이 기술 분야에 숙련된 사람이라면 이해할 수 있을 것이다. 본 대상 발명은 두 개 이상의 송신 채널 중에서 초기의 패킷 스트림을 분할하거나 분배할 능력이있기 때문에 두 개 이상의 송신 채널 상황에서 특정 이용 영역을 찾을 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
도 3은 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 데이터 구조를 도시한다. 구체적으로, 데이터 구조(300)는 헤더 부분(310)과 페이로드 부분(320)을 가지는 패킷 구조를 포함한다.
헤더 부분(310)은 표준 헤더 데이터(311), 스트림 식별자 데이터(312) 및 시퀀스 코드(314)를 포함한다.
페이로드 부분(320)은 예를 들어 초기의 패킷 스트림으로부터 하나 이상의 패킷을 전송하는데 사용된다. 페이로드 부분의 하나 이상의 초기의 패킷 각각을 스트림 식별자와 시퀀스 코드와 연관시킴으로써, 수신기는 이후 처리를 위해 초기의 패킷 스트림을 생성하기 위해 복수의 전송 채널로부터 수신된 패킷을 재배열할 수 있다. 이 방식으로, 초기의 패킷 스트림은 복수의 전송 채널을 사용하여 전송될 수 있으며 이후 처리를 위해 수신기에서 재편성될 수 있다. 복수의 패킷이 네트워크 패킷 데이터구조의 페이로드 부분 내에 포함되는 경우에, 복수의 패킷 또는 패킷 그룹은 단일 시퀀스 코드가 패킷 그룹 전체가 삽입되어야 하는 초기의 비트 스트림 내의 점을 표시할 수 있도록 알려진 시퀀스로 배열된다.
선택적으로, 일 실시예에서, 헤더 부분(310)은 기타 데이터(316)에 의해 더 증가된다. 아래에서 보다 더 자세하게 논의되는 바와 같이, 기타 데이터(316)는 채널 식별자 데이터와 송신 시간 데이터를 포함할 수 있다. 채널 식별자 데이터는 어느 송신 채널 또는 전송 채널(들)이 필드(312) 내에 식별된 스트림을 전송하는데사용되는지를 식별하는데 사용된다. 송신 시간 데이터는 이와 같은 실제 송신(들) 시간을 나타내는데 사용된다. 이 방식으로, 수신기가 보다 더 적은 수의 전송 채널을 처리할 수 있는 경우에, "채널 홉핑(channel hopping)" 메커니즘이 구현되어, 이에 의해 수신기에서 하나 이상의 채널 프로세서가 이로부터 필드(312) 내에 식별된 스트림을 검색하기 위해 식별된 시간(들)에서 식별된 채널(들)을 선택하게 된다.
데이터 구조(300)는, 예시적으로, 도 1의 시스템(100)의 전송 채널 (T1R내지 T16R)(또는 T1L내지 T16L)을 통해 전송하는데 적합한 데이터 패킷 구조를 포함한다. 도 3의 데이터 패킷 구조(300)는 다수의 채널을 가지는 임의의 네트워크나 송신 매체에 적당한 패킷 구조에 부합하도록 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 변경될 수 있을 것이라는 것을 주의하여야 한다.
도 1의 장치(100)에서, 각 전송 채널(T)은 미리 규정된 (전형적으로 최대) 데이터 속도로 패킷의 시퀀스를 송신한다. 송신될 데이터가 이용가능할 때에는 네트워크 전송 패킷의 페이로드 부분으로 이 데이터가 삽입되고 이후 송신된다. 데이터가 이용가능하지 않을 때에는, NULL 전송 패킷이 통상 송신된다. 본 발명의 실시예에 따라, NULL 전송 패킷은 데이터를 포함하는 전송 패킷으로 대체되며, NULL 데이터와 대체되는데 사용된 데이터는 NULL 패킷이 대체용으로 이용가능한 시간까지 송신기에 보류될 수 있는, 비실시간 데이터(non-real-time dta) 또는 기타 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우에, 송신 시스템 내에서 NULL 패킷의 출현이나 NULL 패킷의 사용으로 인한 "폭발적인(bursty)" 특성으로 인해, NULL 패킷 대신에 송신될 데이터는, 비디오, 오디오, 등과 같은 비실시간 데이터 또는 스트리밍 데이터인 것이 바람직하다. 이 방식으로 송신될 특히 유용한 데이터 형태는 프로그램 가이드 데이터(program guide data)와 기타 부피가 있는 파일 데이터이다.
본 발명의 일 실시예에서, 영화나 기타 콘텐츠가 셋탑 단말과 연관된 대량 저장 장치 내에 저장될 수 있도록, 셋탑 단말에 의해 수신된 하나 이상의 출력 스트림 내에 영화나 기타 콘텐츠가 삽입된다. 이 실시예에서, 영화나 기타 콘텐츠는 비실시간으로 셋탑 단말로 송신된다. 즉, 영화나 기타 콘텐츠는 밤중과 같은 시간 기간에 걸쳐 그리고 대역폭이 허용하는 바와 같은 셋탑 단말로 송신될 수 있다. 이 방식으로, 초과 대역폭은 셋탑 단말에 의해 이후에 표시하기 위해 서버로부터 콘텐츠를 검색하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 스트림 식별자 데이터와 시퀀스 코드는 채널 식별자 필드와 송신 시간 식별자 필드에 의해 증가된다. 채널 식별자 필드는 원하는 데이터(즉 스트림 식별자에 의해 식별된 데이터 스트림과 연관된 데이터)를 제공하는 전송 채널(들)을 나타낸다. 송신 시간 식별자 필드는 이러한 데이터가 식별된 전송 채널(들)에 의해 제공될 시간을 나타낸다. 이 실시예에서, 전송 채널이 원하는 속도로 데이터를 송신할 수 없게 되는 경우에, 송신될 데이터는 다른 전송 채널(들)을 통해 수신기에 제공된다. 데이터를 전송하는데 사용되는 전송 채널(들)을 변경하기 전에, 원래의 전송 채널을 통해 데이터 송신기에서 채널 식별자 필드와 시간 식별자 필드에는 수신기로 하여금 어느 것이 새 전송 채널로 사용되는지, 그리고언제 이러한 새 전송 채널 상으로 데이터가 이용가능하게 되는지를 결정하도록 해주는 정보가 거주한다. 데이터가 다수의 시간에 다중 전송 채널 상으로 이용가능하게 될 수도 있다는 것과 채널 식별자와 시간 식별자 데이터는 또한 다수의 전송 채널 상에도 제공될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 이 방식으로, 전송 채널 중 어느 하나의 채널을 처리하는 수신기는 어느 다른 전송 채널이 원하는 데이터를 포함하는지도 결정할 수 있다.
통신 시스템 내에서 인코딩 및/또는 변조를 선택함으로써 수행되는 정규 오버헤드(regular overhead) 이외에, 이하의 정보가 기타 데이터로서 포함될 수도 있는데, 즉 (1) 원하는 데이터를 전송하는데 사용되는 트랜스폰더의 식별과 통신 시스템 내에서 사용되는 트랜스폰더의 수, (2) 연속 데이터 또는 관련 데이터 스트림을 위한 서로다른 트랜스폰더 사이를 전환하는 것에 관련된 정보를 포함하는, 사용된 트랜스폰더의 사용 타이밍, (3) 송신된 데이터의 재결합을 용이하게 하는 맵 또는 다른 수단과 함께, 송신된 데이터와 이러한 데이터의 임의의 여분의 데이터의 순서, 및 (4) 디폴트 디스플레이 정보.
본 발명에 따라 처리된 초기의 패킷 스트림을 재구성하도록 적응된 수신기는 동시에 출원된 미국 특허 출원 번호09/942,810(출원 대리인 관리 번호 PU010165)에 개시되어 있으며, 본 출원은 인용 문헌으로서 본 명세서에 완전히 병합된다. 위 개시된 수신기는 복수의 전송 채널 스트림(T) 각각(예를 들어, DSS 주파수 계획에서 16 RHCP 또는 16 LHCP 채널 각각)을 동시에 수신한다. 동시에 수신된 복수의 스트림은 이후 네트워크 패킷 구조 내에 포함된 패킷 또는 패킷 그룹을추출하기 위해 처리된다. 추출된 초기의 패킷 스트림과 연관된 스트림 식별 및 시퀀스 코드는 초기의 패킷 스트림을 재구성하는데 사용된다. 재구성된 패킷이나 패킷 그룹은 비디오 디코딩, 오디오 디코딩, 데이터 처리 또는 다른 처리 기능과 같은 추가 처리를 받는다.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 사용되는 예시적인 방법의 흐름도를 묘사한다. 구체적으로 도 4의 방법(400)은 다수의 채널 송신 네트워크에 적응된 패킷 데이터 구조에 하나 이상의 비트 스트림 데이터를 병합하는데 사용되는 여러 처리 단계를 도시한다. 각 패킷이나 관련 패킷 그룹은 수신기에서 스트림 재구성 공정에서 도움을 주기 위하여 스트림 식별 및 패킷 시퀀스 정보와 연관된다. 송신 채널 로딩과 기타 팩터에 기초하여, 초기의 비트 스트림 패킷은 하나 이상의 송신 채널을 경유해 수신기로 송신된다. 송신된 패킷 스트림은 특정 채널 전송 스트림을 통해 송신될 프라이머리 패킷 스트림 또는, 하나 이상의 채널 전송 스트림에 명목적으로 사용되는 NULL 패킷 대신에 기회가 있을 때(opportunistically) 삽입되는 제 2 패킷 스트림을 포함할 수 있다. 어느 경우에도, 이렇게 처리되는 초기의 비트 스트림 패킷은 송신 전에 패킷과 연관된 스트림 ID 및 시퀀스 코드 정보를 사용하여 수신기에 의해 재구성된다.
단계(405)에서, 송신되는 하나 이상의 비트 스트림은 네트워크 인터페이스/링크(130)에 의해 수신되기 시작한다. 단계(410)에서, 여러 송신 채널의 로딩에 관한 결정이 이루어진다. 즉, 단계(410)에서, 네트워크 인터페이스/링크는, 수신되는 비트스트림을 전송하는데 사용될 수 있는 이용가능한 채널 용량을 결정한다.
단계(415)에서, 비트스트림(들) 패킷의 할당은 이용가능한 송신 채널에 대해 결정된다. 즉, 박스(420)를 참조하면, 이용가능한 송신 채널 중에 송신될 데이터가 어떻게 할당되어야 하는지를 결정하기 위해, 데이터 속도(data rate), 이용 레벨(utilization level), 로딩(loading), 스케줄링(scheduling), 서비스 품질(QOS : quality of service) 요건과, 송신에 사용되는 채널과 송신될 데이터와 연관된 기타 팩터들이 평가되어, 이용가능한 대역폭을 가능한 정도까지 이용케 하는 적절한 방식으로 데이터가 처리될 수 있도록 한다. 채널 홉핑 실시예에서, 패킷은 또한 식별된 채널과 채널 송신 시간에 따라 할당된다. 이 경우에, 식별된 채널에(또는 식별된 송신 시간에) 그렇게 할당된 데이터를 송신하는 것이 불가능하거나 비실용적인 경우에, 채널 식별 및/또는 송신 시간 정보는 동시에 또는 (바람직하게는) 그 후에 다른 채널을 통해 송신케 하도록 적응될 수 있다.
단계(425)에서, 비트스트림(들)의 재구성을 위한 패킷 시퀀스를 식별하기 위한 패킷 구조가 포맷된다. 즉, 박스(430)를 참조하면, 송신될 특정 비트스트림 내의 각 패킷 또는 순차/연속 패킷 그룹과 연관된, 스트림 ID 및 패킷 시퀀스 코드가 결정되며, 패킷은 이러한 송신용 정보와 함께 (필요한 경우) 네트워크 패킷 구조로 캡슐화된다. 게다가, 다른 데이터가 캡슐화하는 패킷 구조 내에 삽입될 수 있으며, 또는 그렇치 않고 송신될 데이터와 연관될 수 있다. 이미 논의된 바와 같이, 다른 정보도 채널 식별 정보 및 관련 송신 시간 정보를 포함할 수 있다. 이러한 채널 식별 및 송신 시간 정보는 이미 논의된 "채널 홉핑" 송신 방법과 다른 시스템 구성에서 그 응용을 가지고 있다.
단계(435)에서, 송신될 패킷은 불충분하게 이용된 대역폭(underutilized bandwidth)을 가지는 것으로 식별된 송신 채널에서, 예시적으로, NULL 패킷 대신에 삽입된다. 선택적으로, 각 채널 식별 및 송신 시간 정보와 연관된 이들 패킷은 식별된 송신 시간(또는 실제적으로 식별된 송신 시간에 근접한 것으로)에서 식별된 채널 상으로 송신된다.
단계(440)에서, 송신되는 비트스트림(들)이나 송신 채널 로딩에 어떤 변화가 있었는지에 관한 결정이 이루어진다. 만약 변화가 감지되지 않으면, 방법(400)은 단계(425)로 진행한다. 만약 변화가 감지되면, 본 방법(400)은 단계(410)로 진행한다.
위에서 기술된 방법은 하나 이상의 초기의 패킷 스트림을 처리하며 기회가 될 때에 하나 이상의 초기의 패킷 스트림과 이에 대응하는 스트림 식별 및 패킷 시퀀스 데이터를 전송 채널(T) 안으로 삽입한다. 본 방법은 또한 여러 전송 채널의 이용 레벨의 변화에 응답하여 이 삽입을 적용한다. 초기 패킷이나 패킷 그룹 각각은 대응하는 수신기에 의해 재구성될 수 있기 때문에, 처리된 초기 패킷은 수신기에 의해 실제로 수신된 전송 채널에 포함되는 것만 필요하다. 이리하여, 예시적인 실시예에서, 우측 원편광된 채널의 16개 모두 또는 좌측 원편광된 채널의 16개 모두가 수신기에 의해 수신되는 경우에, 그 수신기에 의해 처리하도록 의도된 초기의 패킷 스트림은 그 수신기에 의해 수신되는 적절한 16개의 채널 중 하나 이상의 채널로 삽입될 것을 보장할 필요만 있다.
도 5는 본 발명의 원리에 따라 수행되는 바와 같은 예시적인 패킷 스트림 처리를 그래픽으로 도시한다. 구체적으로, 명목적인 송신 채널 패킷 스트림(510)은 NULL 패킷(N)으로 산재된, 복수의 데이터 패킷(D1)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 본 발명의 원리에 따른 처리 이후에, 명목적인 전송 스트림(510) 내의 NULL 패킷(N)은 복수의 삽입된 스트림으로부터 오는 패킷으로 대체된다. 구체적으로 변경된 스트림(520)은 각 비트스트림으로부터 오는 삽입된 데이터 패킷(X1및 X2)에 산재된 초기의 데이터 패킷(D1)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이 방식으로, 변경된 스트림(520)을 송신할 때, NULL 패킷을 송신함으로써 대역폭이 낭비되지 않는다.
수신기에서, 메인 채널 데이터 패킷(D1)은 데이터 스트림(530)으로서 검색되고, 제 1 삽입된 스트림 패킷(X1)은 데이터 스트림(540)으로서 검색되고, 제 2 삽입된 스트림 패킷(X2)은 데이터 스트림(550)으로서 검색된다. 스트림에 삽입된 패킷(X) 각각은 도 1 내지 도 4에 대하여 위에서 논의된 패킷 구조에 부합한다는 것을 주목하기 바란다.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 도 1의 장치에 사용하는데 적합한 예시적인 프로세서의 하이-레벨 블록도를 도시한다. 구체적으로 도 6의 프로세서(600)는 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110), 네트워크 패킷 변환기 기능(120) 또는 두 기능 모두를 구현하는데 적응될 수 있다. 부가적으로, 도 6의 프로세서(600)는 네트워크 인터페이스/링크(130)의 논리 처리 부분(logical processing portions)을 구현하는데사용될 수 있다. 프로세서(600)는 여러 프로그램(635)을 저장하기 위한 메모리(630) 뿐만 아니라 마이크로프로세서(620)를 포함한다. 마이크로프로세서(620)는 파워 서플라이, 클록 회로, 캐시 메모리 등과 같은 종래의 지원 회로(640) 뿐만 아니라 메모리(630)에 저장된 소프트웨어 루틴을 실행하는 것을 보조하는 회로와 협동한다. 이러한 것으로서, 소프트웨어 공정으로서 본 명세서에서 논의된 공정 단계 중 일부는 예컨대 여러 단계를 수행하기 위해 마이크로프로세서(620)와 협동하는 회로로서 하드웨어 내에서 구현될 수 있다는 것도 생각해볼 수 있다. 프로세서(600)는 또한 도 1의 장치(100) 내에서 인접한 기능적 요소와 프로세서(600)에 의해 구현되는 기능적 요소 사이의 인터페이스를 형성하는 입력/출력(I/O) 회로(610)를 또한 포함한다. 비록 도 6의 프로세서(600)가 본 발명에 따른 여러 처리 기능을 수행하기 위해 프로그래밍 되는 범용 컴퓨터로 묘사되어 있을지라도, 본 발명은 예컨대 응용 지정 집적 회로(ASIC : application specific integrated circuit)로서 하드웨어에 구현될 수 있다. 이러한 것으로서, 본 명세서에 기술된 공정 단계는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합에 의하여 등가로 수행되는 것으로 넓게 해석하여야 하는 것으로 의도된다.
일 실시예에서, 프로세서(600)는 스트림 ID 및 시퀀스 기능(110) 및 네트워크 패킷 변환기 기능(120) 모두를 구현하는데 사용된다. 본 발명의 이 실시예에서, 프로세서(600)는 초기의 패킷 스트림을 수신하며 이에 응답하여 도 1 내지 도 4에 대하여 위에서 논의된 패킷 구조에 따라 네트워크 패킷 스트림을 생성한다.
다른 실시예에서, 프로세서(600)는 네트워크 인터페이스/링크(130)의 논리부분을 구현한다. 즉, 프로세서(600)는, 어느 네트워크 패킷 스트림 또는 어느 네트워크 패킷 스트림들이 특정 송신 채널에 포함되어야 하는지를 결정하기 위한 방법을 구현하는데 사용된다. 이 실시예에서, 프로그램(635)은 각 송신 채널의 대역폭 이용에 관한 정보, 송신될 데이터의 대역폭 요건에 관한 정보, 및 송신된 채널 스트림으로 기회가 있을 때 삽입될 데이터에 관한 정보를 수신하는 알고리즘을 포함한다. 이리하여, 송신 채널 시간 슬라이스(transmission channel time slices) 부분에 대해 NULL 패킷의 송신을 전형적으로 제공하는 명목적인 대역폭 할당 알고리즘이 주어진 경우, 도 1 내지 도 4에 대하여 위에 논의된 바와 같이 NULL 패킷 대신에 기회 데이터(opportunistic data)를 대신 삽입하기 위해 본 발명에 따라 명목 알고리즘이 변경된다.
본 발명의 개념을 포함하는 여러 실시예가 본 명세서에 상세하게 도시되고 기술되었지만, 이 기술 분야에 숙련된 사람이라면 이들 개념을 여전히 포함하는 많은 다른 변경된 실시예를 용이하게 고안할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 통신 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 통상 사용되지 않는 송신 채널 대역폭을 이용하기 위한 메커니즘에 효과를 제공한다.

Claims (21)

  1. 비트스트림을 형성하며 적어도 하나의 비트스트림 패킷을 포함하는 적어도 하나의 패킷 그룹 각각과, 스트림 식별자(312) 및 각 시퀀스 코드(314)를 연관시키는 단계(415)와,
    복수의 이용가능한 송신 채널 중 어느 하나의 채널을 통해, 상기 적어도 하나의 패킷 그룹 각각을 송신하는 단계(435)를
    포함하며, 여기서 상기 송신 채널은 불충분하게 이용(underutilization)되는 경우에 NULL 패킷을 명목적으로 송신하며, 상기 적어도 하나의 패킷 그룹은 상기 명목적으로 송신되는 NULL 패킷 대신에 송신되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비트스트림을 형성하는 상기 적어도 하나의 패킷 그룹 중 적어도 하나는, 상기 복수의 송신 채널 중 어느 채널이 각 패킷 그룹을 전송하는지 그리고 상기 적어도 하나의 패킷 그룹이 전송되는 시간을 각각 나타내기 위한 채널 식별 및 송신 시간 정보(316)와 상관되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 송신 채널에 의해 사용하는데 적절한 네트워크 패킷 구조에 부합하기 위해 상기 적어도 하나의 패킷 그룹의 각 패킷에 대한 패킷구조(300)를 적용시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 네트워크 패킷 구조는 헤더 부분(310)과 페이로드 부분(320)을 포함하며, 상기 페이로드 부분은 적어도 하나의 연관 패킷 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 네트워크 패킷 구조는 상기 페이로드 부분 내에 포함된 상기 적어도 하나의 패킷 그룹에 대응하는 스트림 식별자(312) 및 시퀀스 코드(314) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 네트워크 패킷 구조는 송신 채널 및 송신 시간 정보(316)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 송신 단계는,
    복수의 송신 채널 각각의 로딩을 결정하는 단계(410)와,
    상기 송신 채널 중에서 비트스트림 패킷의 할당을 결정하는 단계(415)와,
    상기 명목적으로 송신된 NULL 패킷 대신에 할당되지 않은 비트스트림 패킷을 상기 송신 채널로 삽입하는 단계(435)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 송신 채널 중에서 상기 비트스트림 패킷의 할당은, 송신 채널 데이터 속도, 비트스트림 데이터 속도, 송신 채널 이용 레벨, 송신 채널 로딩 레벨, 송신 채널 스케줄링, 비트스트림 서비스 품질 요건 중 적어도 하나의 기준(420)에 대하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 송신 채널은 제 1 비트스트림에 대하여 프라이머리 송신 채널을 포함하며, 상기 제 1 비트스트림과 연관된 상기 패킷 그룹의 초기 부분은 상기 제 1 송신 채널을 통해 송신되며, 상기 제 1 비트스트림과 연관된 상기 패킷의 나머지 부분은 적어도 하나의 추가 송신 채널을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 송신 채널은, 상기 비트스트림을 형성하는 상기 적어도 하나의 패킷 그룹 중 일부와 연관된 채널 식별 정보에 의해 식별되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 식별된 채널을 통해 송신될 상기 비트스트림을 형성하는 상기 적어도 하나의 패킷 그룹은 상기 송신이 일어날 때를 나타내기 위한 송신 시간 정보와 더 연관되는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 송신 단계는, 상기 적어도 하나의 패킷 그룹과 연관된 채널 식별 및 송신 시간 정보에 따라 상기 적어도 하나의 패킷 그룹을 개시하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 방법.
  13. 비트스트림을 형성하는 적어도 하나의 패킷 그룹 각각을, 스트림 식별자(312) 및 각 시퀀스 코드(314)와 연관시키기 위한 비트스트림 프로세서(110, 120)와,
    송신 채널이 불충분하게 이용되고 있는 경우에 명목적으로 송신되는 NULL 패킷 대신에 상기 연관된 적어도 하나의 패킷 그룹이 복수의 이용가능한 송신 채널 중 어느 하나의 채널로 삽입되게 하기 위한 네트워크 인터페이스(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 비트스트림 프로세서는, 상기 복수의 송신 채널 중 어느 채널이 각 패킷 그룹을 전송하는지 그리고 상기 각 패킷 그룹이 전송되는 시간을 각각 나타내기 위한, 채널 식별 및 송신 시간 정보(316)를, 상기 비트스트림을 형성하는 상기 적어도 하나의 패킷 그룹과 더 연관시키는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스는, 상기 식별된 채널을 통해 송신될 상기 적어도 하나의 패킷 그룹으로 각 송신 채널 시간 슬롯을 할당하기 위해 상기 채널 식별 및 송신 시간 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는, 송신 채널 대역폭 이용 증대 장치.
  16. 통신 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 위해 적응된 데이터 구조(300)로서, 상기 데이터 구조는 헤더 부분(310)과 페이로드 부분(320)을 포함하며, 상기 페이로드 부분은 초기의 비트스트림으로부터 적어도 하나의 패킷을 포함하며, 상기 적어도 하나의 패킷은 스트림 식별자(312) 및 시퀀스 코드(314)와 상기 패킷을 연관시키며, 상기 스트림 식별자는 상기 초기의 비트스트림을 식별하며, 상기 시퀀스 코드는 상기 적어도 하나의 패킷의 상기 초기의 비트스트림 내의 상대적 위치를 식별하는, 데이터 구조.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 스트림 식별자 및 상기 시퀀스 코드는 상기 데이터 구조의 상기 헤더 부분 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 데이터 구조.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 스트림 식별자 및 상기 시퀀스 코드는 상기 데이터 구조의 상기 페이로드 부분 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 데이터 구조.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 패킷은, 복수의 송신 채널 중 어느채널이 상기 대응하는 적어도 하나의 패킷을 전송하는지 그리고 어느 시간에 상기 대응하는 적어도 하나의 패킷이 상기 식별된 송신 채널에 의해 전송되는지를 각각 나타내기 위한 채널 식별 및 송신 시간 정보(316)와 더 연관되는 것을 특징으로 하는, 데이터 구조.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 채널 식별 및 송신 시간 정보는 상기 데이터 구조의 상기 헤더 부분 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 데이터 구조.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 채널 식별 및 송신 시간 정보는 상기 데이터 구조의 페이로드 부분 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 데이터 구조.
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