KR20040028087A - 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법 - Google Patents

실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 데이터 전송 방법에 있어서, 기지국은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리하는 제 1 단계; 상기 기지국은 상기 제 1 단계에서 등록된 방송 사이트의 IP 주소로부터, 상기 기지국에 속한 여러 수신 단말에 대해 같은 정보를 제공하고 있는 것을 확인하는 제 2 단계; 상기 기지국은 상기 제 2 단계의 여러 수신 단말에 멀티캐스트 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 전송하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 전송된 메시지에 대한 응답으로 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말과 상기 기지국간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당하고 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동 통신 멀티미디어 서비스 등에 이용됨.

Description

실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법{Method for Data Transmission Using Restricted Multicast By Wireles Channel In Realtime Internet Broadcasting}
본 발명은 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
현재 인터넷 서비스 이용자가 급격하게 증가하고 있으며, 서비스 내용 또한 일반 텍스트 형태의 데이터뿐만 아니라 음악, 비디오 등 대용량의 데이터 이용도 증가하고 있다. 그리고, 유선을 이용한 초고속 인터넷과 더불어 무선 인터넷 이용도 증가하고 있는데, 무선 환경에서는 유선에 비해 데이터 오류율도 크고 대역폭도 제한적이다.
만약, 무선 인터넷을 이용하는 여러 가입자가 같은 실시간 스트리밍 서비스를 동시에 이용할 경우 실시간 스트리밍 서비스는 많은 대역폭으로 요구하므로 무선 환경에서는 문제가 심각해 진다. 그러나, 이 경우 멀티캐스트를 이용하면, 여러 가입자에게 한 채널로 전송할 수 있으므로 대역폭을 절약할 수 있고 같은 시스템 용량으로 더 많은 가입자에게 데이터 전송이 가능하다.
이와 같이, 무선환경에서는 유선환경에 비해 대역폭이 제한적이므로, 멀티캐스트를 이용한 무선 채널 활용 극대화가 절실하다. 그러나, 인터넷 멀티캐스트는 1989년 "Steve Deering"에 의해서 제안된 이후 여러 프로토콜들이 제안되었다.
여기서 인터넷 멀티캐스트란 1:1 전송방식인 유니캐스트와 달리 1:N 또는 N:N의 전송방식으로 송신자가 한번의 패킷 전송으로 모든 수신자에게 정보를 전송할 수 있는 방식이다.
즉, 멀티캐스트의 장점으로 패킷의 복사가 네트워크 상의 라우터에서 이루어지므로 송신자의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크의 불필요한 트래픽을 감소시킬 수 있다는 것이다.
그리고, 멀티캐스트에서는 목적지 주소로 수신 호스트의 IP 주소가 아닌 그룹 주소를 사용하기 때문에 라우팅을 위해 멀티캐스트 트리를 이용한다. 즉, 멀티캐스트 그룹에 가입 및 탈퇴를 다루는 라우터와 호스트간의 프로토콜인 IGMP(Internet Group Management Protocol)를 이용하여, 호스트가 그룹가입을 요청하면 라우터는 송신지측으로 최단 경로를 갖는 트리를 구축하며, 멀티캐스트 패킷은 송신지를 뿌리로 하여 트리를 따라 모든 가입자에게 배포된다.
여기서, IGMP는 서브넷 상의 호스트와 그 서브넷의 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹에 가입/탈퇴를 지원하는 프로토콜이며, 멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 기존 라우팅 프로토콜의 확장의 형태로서 패킷 운반 경로를 구성하고 멀티캐스트 수신자들에게 패킷을 전달하기 위해 라우터 상에서 실행된다.
IGMP의 기본적인 동작을 버전(version) 1을 예로써 살펴보면 멀티캐스트 라우터의 IGMP 쿼리에 대해 호스트는 응답하여 멀티캐스트 그룹에 가입하고 주기적으로 IGMP 쿼리에 응답함으로서 멀티캐스트 그룹 멤버십을 유지한다. 그리고, 호스트가 멀티캐스트 그룹에서 떠날 경우에는 IGMP 쿼리에 응답하지 않으면 된다. 또한, IGMP 쿼리 시 목적지 주소로 서브넷 상의 모든 시스템을 가리키는 멀티캐스트 주소인 224.0.0.1을 사용하여 모든 시스템으로 하여금 IGMP 쿼리에 응답할 수 있도록 하였고, IGMP 응답 시 목적지 주소로 멀티캐스트 그룹 주소를 사용하도록 하여 서브넷 상에서 멀티캐스트 그룹에 가입하고자 하는 호스트는 다른 호스트로부터 같은 멀티캐스트 주소에 대해 응답하는 것을 듣게 되면 응답하지 않도록 함으로서 트래픽을 줄이도록 하였다.
그리고, IGMP 버전 2에서는 멀티캐스트 그룹을 떠날 때 호스트가 멀티캐스트 라우터에게 그룹 탈퇴 메시지를 전송하는 과정을 추가한 것으로, 그룹 탈퇴 메시지를 수신한 멀티캐스트 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 제거하기 전에 서브넷 상에 멀티캐스트 그룹 멤버가 남아 있을 수 있으므로 이를 확인하는 절차가 필요하다. 이것을 위해 IGMP 버전 2에서는 멀티캐스트 멤버십 쿼리를 일반 쿼리(General Query)와 그룹 명시 쿼리(Group-Specific Query)로 구분하였으며, 일반 쿼리(General Query)는 IGMP 버전 1에서의 쿼리와 동일하고 그룹 명시 쿼리는 서브넷에 특정 그룹 멤버가 남아 있는가를 확인하기 위한 쿼리로, 쿼리 시 목적지 주소로 해당 그룹 주소를 사용한다.
IGMP 버전 3에서는 버전 2에 그룹 및 해당 그룹의 특정 송신지를 선택할 수 있는 기능을 추가하였다.
그러나, 인터넷 멀티캐스트는 인터넷 상의 많은 라우터에 탑재되고 있으나, 아직 인터넷 상에서 제공되지 못하고 있다.
또한, 상기에서 본 바와 같이 IGMP에는 호스트의 응답에 의해 멀티캐스트 그룹에 가입 또는 탈퇴가 결정되는데, 이러한 경우 라우터가 호스트에게 그룹 멤버에 가입을 권고하는 기능이 없어 적극적으로 이용을 도모하지 못하고 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기지국(Base Station: BS)과 가입자 단말기(User Terminal: UT)간에 제한적이나마 멀티캐스트를 제공할 수 있는 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 멀티캐스트 그룹에 가입 및 탈퇴를 관리하는 Internet Group Management Protocol(IGMP)에 라우터가 미리 정해 놓은 멀티캐스트 그룹에 특정 호스트로 하여금 가입하도록 하는 기능을 추가하여 현재 멀티캐스트가 불가능한 인터넷 환경하에서 제한적으로 멀티캐스트가 가능하도록 한다.
또한, 라우터의 쿼리에 응답함으로서 그룹에 가입하는 메커니즘을 가진 기존 IGMP에 라우터가 호스트에게 특정 그룹에 가입할 것을 권고하는 메커니즘을 추가하여 좀 더 적극적인 이용이 되도록 하고 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 인터넷 시스템에서의 종래의 유니캐스트 방식의 데이터 전송의 설명 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법의 일실시예 신호 흐름도.
도 3 은 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에 대한 설명 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에서 송신지로부터의 그룹 전송을 위한 설명 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에 사용되는 IGMP 메시지의 일실시예 구조도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
11 : 기지국12~14 : 수신 단말
101~103 : 전송 패킷
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 데이터 전송 방법에 있어서, 기지국은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리하는 제 1 단계; 상기 기지국은 상기 제 1 단계에서 등록된 방송 사이트의 IP 주소로부터, 상기 기지국에 속한 여러 수신 단말에 대해 같은 정보를 제공하고 있는 것을 확인하는 제 2 단계; 상기 기지국은 상기 제 2 단계의 여러 수신 단말에 멀티캐스트 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 전송하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 전송된 메시지에 대한 응답으로 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말과 상기 기지국간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당하고 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 이동 통신 시스템에, 기지국은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리하는 제 1 기능; 상기 기지국은 상기 제 1 기능에 의해서 등록된 방송 사이트의 IP 주소로부터, 상기 기지국에 속한 여러 수신 단말에 대해 같은 정보를 제공하고 있는 것을 확인하는 제 2 기능; 상기 기지국은 상기 제 2 기능에 의한 여러 수신 단말에 멀티캐스트 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 전송하는 제 3 기능; 및 상기 제 3 기능에 의해서 전송된 메시지에 대한 응답으로 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말과 상기 기지국간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당하고 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 인터넷 시스템에서의 종래의 유니캐스트 방식의 데이터 전송의 설명 예시도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 기존 유니캐스트 방식에서의 데이터 전송 절차에서는 기지국(11)은 도착한 패킷(101~103)을 수신 단말(12~14)들에 대해 각각 다른 채널을 이용하여 전송한다. 그러므로, 본 도에 도시된 바와 같이 도착한 패킷(101~103)이 하나의 송신지에서 각각 여러 단말(12~14)로 보내는 같은 내용을 담고 있는 패킷일지라도 9개의 수신 단말에게 전송할 경우 9개의 서로 다른 채널이 필요하게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법의 일실시예 신호 흐름도이다.
우선, 기지국(21)은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리한다. 기지국(21)은 도착한 패킷의 헤더 상에서 송신지 주소를 검사하여 등록된 방송 사이트의 IP 주소이고, 이 사이트로부터 도착한 패킷들이 각각 다른 목적지 주소를 가질 경우, 자신이 관리하는 영역 내에 여러 수신 단말(22)이 같은 사이트에 접속해 있고 같은 패킷을 받고 있다는 것을 알게 된다(201).
이때, 기지국(21)은 그 수신 단말들(22)에게 특정 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 보낸다(202). 그룹 권고 메시지를 수신한 수신 단말들(22)은 기지국(21)으로부터의 IGMP 쿼리 메시지(203)에 응답하여(204) 멀티캐스트 그룹에 가입하고 기지국과 그룹 멤버인 수신 단말들(22) 간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당한 후(205) 하나의 채널을 사용하여 실시간 방송 패킷을 모든 그룹 멤버들에게 멀티캐스트한다(206).
도 3 은 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에 대한 설명 예시도이다.
기지국(31)은 9개의 그룹 멤버들(32~34)에게 할당된 그룹 주소(G)를 이용하여 같은 채널상에서 하나의 패킷 전송(304)으로 모든 그룹 멤버(32~34)에게 실시간 방송 패킷의 배포가 가능하다. 즉, 유선 구간에서는 9개의 패킷(301~303)을 수신하지만 무선구간에서는 1개의 패킷(304)만이 전송된다.
도 4 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에서 송신지로부터의 그룹 전송을 위한 설명 예시도이다.
기지국(41)에서 송신지 주소로 제어 메시지를 보내 송신지에서 9개의 패킷을 전송하지 않고 기지국(41)으로 1개의 패킷(401)만 전송하도록 할 수 있는데, 이때 패킷의 형태는, 기지국(41)과 수신 단말들(42~44)간에 사용하는 목적지 그룹 IP 주소(G)를 목적지 주소로 사용하는 IP 패킷(402)을 캡슐안에 보유하고 있는 새로운 IP 패킷(401)으로 목적지 주소가 기지국의 IP주소(B)를 사용한다. 즉, 이 패킷은 송신지와 기지국(41)간에 터널링으로 전송된다.
도 5 는 본 발명에 따른 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법에 사용되는 IGMP 메시지의 일실시예 구조도이다.
도 5에 도시된 IGMP 메시지는, 라우터에서 수신 단말에게 특정 그룹 멤버에 가입할 것을 권고하는 메시지 형식으로, 메시지의 현식을 표시하는 타입 필드(51), 해당 메시지에 대한 응답 시간을 지정한 최대 응답 시간 필드(52), 체크섬(53) 및 라우터에 의해 정해진 그룹 주소(54)를 포함한다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 타입(Type) 코드로 "0x33"을 표시하여 그룹 가입 권고(Group Join Recommendation) 메시지임을 나타내고, 목적지 주소로는 서브넷 상의 모든 시스템을 가리키는 멀티캐스트 주소인 "224.0.0.1"을 사용하지 않고 그룹 가입을 권고할 수신 단말의 IP 주소를 사용한다.
그리고, 그룹 주소는 라우터가 정한 그룹주소(class-D IP 주소)를 사용한다.
이와 같은 IGMP 메시지는 서브넷 상에서 제한적으로 멀티캐스트를 지원하기 위하여 사용되어지는 것 뿐만 아니라 멀티캐스트를 제공하고 있는 그룹을 호스트에게 알려주기 위하여 사용되어질 수 있다.
즉, 도 4 에 도시된 바와 같은 송신지로부터의 그룹 전송을 위해 이와 같은 IGMP 메시지를 송신지로 전송하여 송신지로부터 여러 단말에 대한 각각의 패킷을 하나의 패킷으로 전송하는 것이 가능하도록 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 인터넷 멀티캐스트가 제공되고 있지 않은 환경에서 제한적이지만 멀티캐스트를 지원하여 유선에 비해 자원이 열악한 무선 환경에서 자원이용의 극대화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 자원의 활용을 통해 가입자 수용 용량을 증대시킬 수 있으므로 통신사업자는 수익을 증대시킬 수 있으며, 인터넷상에서 보다 다양한 서비스가 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 데이터 전송 방법에 있어서,
    기지국은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리하는 제 1 단계;
    상기 기지국은 상기 제 1 단계에서 등록된 방송 사이트의 IP 주소로부터, 상기 기지국에 속한 여러 수신 단말에 대해 같은 정보를 제공하고 있는 것을 확인하는 제 2 단계;
    상기 기지국은 상기 제 2 단계의 여러 수신 단말에 멀티캐스트 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 전송하는 제 3 단계; 및
    상기 제 3 단계에서 전송된 메시지에 대한 응답으로 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말과 상기 기지국간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당하고 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 제 4 단계
    를 포함하는 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서 멀티캐스트를 위한 채널을 할당한 기지국에서 상기 제 2 단계의 방송 사이트의 IP 주소로 제어 메시지를 전송하여 상기 기지국으로 1개의패킷으로 데이터를 전송하도록 하는 제 5 단계
    를 더 포함하는 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서 전송되는 하나의 패킷은,
    목적지 주소가 상기 기지국의 IP 주소를 사용하며, 상기 기지국과 상기 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말간에 사용하는 멀티캐스트 그룹 IP 주소를 목적지 주소로 사용하는 IP 패킷을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서 전송되는 하나의 패킷은,
    상기 제 2 단계의 방송 사이트와 상기 기지국간에 터널링으로 전송하는 것을 특징으로 하는 실시간 인터넷 방송에 있어서 무선 채널을 통한 제한적 멀티캐스트를 이용한 데이터 전송 방법.
  5. 프로세서를 구비한 이동 통신 시스템에,
    기지국은 멀티캐스트를 제공하기 위해 실시간 방송 사이트의 IP(Internet Protocol) 주소를 등록 관리하는 제 1 기능;
    상기 기지국은 상기 제 1 기능에 의해서 등록된 방송 사이트의 IP 주소로부터, 상기 기지국에 속한 여러 수신 단말에 대해 같은 정보를 제공하고 있는 것을 확인하는 제 2 기능;
    상기 기지국은 상기 제 2 기능에 의한 여러 수신 단말에 멀티캐스트 그룹에 가입할 것을 권고하는 메시지를 전송하는 제 3 기능; 및
    상기 제 3 기능에 의해서 전송된 메시지에 대한 응답으로 멀티캐스트 그룹에 가입한 수신 단말과 상기 기지국간에 멀티캐스트를 위한 채널을 할당하고 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  6. 프로세서를 구비한 이동 통신 시스템에,
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 기능에 의해서 멀티캐스트를 위한 채널을 할당한 기지국에서 상기 제 2 단계의 방송 사이트의 IP 주소로 제어 메시지를 전송하여 상기 기지국으로 1개의 패킷으로 데이터를 전송하도록 하는 제 5 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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