KR20050094838A - Ｍｐｅｇ 전송 스트림을 ｗｌａｎ 브로드캐스트용 ｉｐ패킷으로 매핑하는 방법 및 장치 - Google Patents

Ｍｐｅｇ 전송 스트림을 ｗｌａｎ 브로드캐스트용 ｉｐ패킷으로 매핑하는 방법 및 장치 Download PDF

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찰스 왕
쿠마 라마스와미
구일라오미 비초트
준비아오 장
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톰슨 라이센싱 에스.에이.
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Abstract

WLAN에서 서비스를 브로드캐스트하기 위해 MPEG-2 전송 스트림으로부터 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하는 방법이 개시되어 있다. 모든 매핑 기능은 수신기 트랜스코더에서 수행될 수 있다(도 2). 랩톱 컴퓨터, 셀 전화 및 PDA 등의 모바일 장치는 제한된 배터리 전원, CPU 처리 및 메모리 자원을 갖는다. 이들 장치에서의 CPU 처리 전력 및 소모 배터리 전력을 감축시키기 위해, 일반적으로 로컬 레벨에서의 재전송을 위해 MPEG-2를 준비시키는 디멀티플렉서 기능(240) 등의 어떤 데이터 처리 기능들이 통신 시스템에서 달성된다. MPEG-2 전송 스트림(105)을 디멀티플렉싱할 수 있는 트랜스코더가 프로그램을 수신할 때, 트랜스코더는 각각의 전송 패킷에 할당된 PID(204)에 기초하여 그 스트림을 디멀티플렉싱한다. 이 디멀티플렉싱 기능은 전송 스트림으로부터 몇가지 성분, 즉, PSI(203)(PAT(204, 251) 및 PMT(206, 258)) 및 프로그램과 관련된 비디오 및 오디오 PES/ES(112, 212)를 추출한다.

Description

ＭＰＥＧ 전송 스트림을 ＷＬＡＮ 브로드캐스트용 ＩＰ 패킷으로 매핑하는 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR MAPPING AN MPEG TRANSPORT STREAM INTO IP PACKETS FOR WLAN BROADCAST}
본 발명은 일반적으로 오디오 및 비디오 프로그램을 무선 근거리 통신망 지원 장치로 브로드캐스트하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 모바일 장치와 유선 근거리 통신망 및 글로벌 네트워크(인터넷 등) 등의 기타 네트워크에 무선 통신을 제공하는 종래의 근거리 통신망 액세스 포인트를 정의하는 WLAN 규격의 관점에서 기술된다. 조건부 액세스 브로드캐스트에서 이용되는 무선 수신 포인트는 간단한 시스템에서의 셋톱 박스를 포함할 수 있지만, 상용 재방송 시스템에서는 트랜스코더/멀티플렉서/디멀티플렉서(TMD)가 로컬 비디오 서버와 연계하여 동작할 수 있다.
도 1은 본 발명을 구현하기에 적합한 전형적인 디지털 비디오 및 오디오 시스템을 예시한 것이다. 헤드 엔드에서, 다중 비디오 및 오디오 콘텐츠 스트림은 디지털 포맷(일반적으로 MPEG-2 표준에 따름)으로 변환되고 위성을 통해 셋톱 박스 라고 하는 수신기 또는 TMD 등의 다른 적당한 수단에 부착되어 있는 수신 위성 안테나로 또는 다른 적당한 수단으로 전송된다. 미국 특허 제6,510,519호는 튜너, 복조기, 디코더, 트랜스포트 디멀티플렉서, 마이크로프로세서, 프로그램 메모리, 비디오 화상 메모리, MPEG 비디오 디코더, 디스플레이 및 스마트 카드를 포함한 셋톱 박스 및 헤드 엔드를 이용하는 대표적인 시스템을 기술하고 있다. 대부분의 디지털 브로드캐스트 시스템 데이터 스트림은 송신기에서 보안 목적으로 인코딩 및 스크램블되고, 수신기에서 복호화 및 디코딩이 일어나면, 시스템은 메모리에서 비디오 콤포지트 화상을 작성하여 원화는 화상을 그의 오디오 성분와 동기화시켜 모니터 상에 디스플레이한다. 프로그램을 디스크램블하는 것 이외에, 일반적으로 특정 수신기가 프로그램 또는 일련의 프로그램을 수신할 수 있도록 보장하기 위해 추가의 권한 부여가 제공된다.
또한, 도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 로컬 비디오 서버와 함께 동작하는 TMD는 비디오 LAN 및 무선 액세스 포인트와도 통신하도록 설계되고 구성될 수 있으며, 이 무선 액세스 포인트는 비디오 및 오디오 콘텐츠의 전송에 필요한 동기화된 신호를 포함한 디멀티플렉싱된 비디오 및 오디오 전송 스트림을 다운 라인 수신기(down line receiver)에 제공한다.
"핫 스폿(hot spot)"(예를 들어, 호텔 로비, 공항, 쇼핑몰, 카페 등)에 설치된 WLAN 기술은 많은 네트워크 서비스 제공업자들을 매혹시키는 WLAN 지원 모바일 장치에 생방송 무선 TV 방송을 제공한다. 현재, 이들 고용량 트래픽 핫 스폿에서, TV 세트는 사전 설정된 채널(예를 들어, CNN, FOX, 또는 CBS)에 동조되어 있고, 시청자들은 다른 채널을 선택할 기회가 없다. 본 발명의 방법을 사용하면, WLAN 설치 및 WLAN 지원 장치는 TV 프로그램을 수신할 수 있고, 이 때 시청자는 이용가능한 방송 TV 프로그램들 중에 선택할 수 있다.
현재, TV 방송 스튜디오는 프로그램을 디지털적으로 압축된 MPEG-2 스트림으로 방송한다. 이 스트림은 위성 및 케이블 네트워크 등의 일정 지연 네트워크를 통해 배포되기 위해 MPEG-2 전송 스트림(TS)으로 패킷화된다. 스트림이 핫 스폿에 수신될 때, 스트림은 IP 기반 WLAN을 통해 재방송되며, 따라서 WLAN 프로토콜과 호환되도록 전송 스트림을 IP 패킷으로 매핑할 필요가 있다.
MPEG-2 전송 스트림은 관련된 프로그램 정보 뿐만 아니라 일련의 멀티플렉싱되고 압축된 오디오/비디오 프로그램으로 이루어져 있다. 이러한 MPEG-2 전송 스트림은 위성, 지상 및 케이블 네트워크로 방송된다. 수신기(예를 들어, 셋톱 박스 또는 TMD)는 전체 전송 스트림(몇개의 프로그램)을 수신하고 계속하여 전송 스트림을 디멀티플렉싱 및 디코딩하여 궁극적으로 사용자의 선택에 따라 특정의 오디오/비디오 프로그램을 생성한다.
이더넷 근거리 통신망으로 MPEG-2 TS를 방송하는 방법은 MPEG-2 TS 패킷을 UDP(Universal Datagram Protocol) 및 IP 멀티캐스트/브로드캐스트 프로토콜(예를 들어, 전용 IP 멀티캐스팅 IP 주소 및 IGMP(Internet Group Management Protocol) 등의 멀티캐스트 그룹에 의해 이용되는 프로토콜)을 통해 전달하는 것이다. 이들 기술은 수신측 단말기에서 MPEG-2 TS를 디멀티플렉싱하기 위해 상당한 처리 전력을 필요로 한다. 단말기가 PDA 또는 셀룰러 전화 등의 모바일 장치인 WLAN의 관점에서, 전력 소모 및 CPU 처리 전력은 보존할 필요가 있는 중요한 자원이다.
비디오 방송 서비스를 위해 MPEG-2 TS 패킷을 IP 패킷으로 매핑하는 일은 TS의 특성을 특별히 고려할 필요가 있다. MPEG-2 TS 프로토콜은 디지털 압축된 비디오 및 오디오 스트림을 케이블 또는 위성 네트워크 등의 일정 지연 네트워크를 거쳐 전달하기 위해 설계된 것이다. 전송 스트림 포맷의 오디오 및 비디오 콘텐츠 이외에, 수신기가 원하는 프로그램을 선택하는 것을 돕기 위해, 기반을 이루는 프로그램에 관한 정보가 동일한 전송 스트림으로 전달된다. 이러한 정보는 프로그램 관련 정보(Program Specific Information, PSI)라고 하며, 이는 관련 PID(Packet Identifier, 패킷 식별자)에 의해 식별되는 PAT(Program Association Table, 프로그램 관련 테이블), CAT(Conditional Access Table, 조건부 액세스 테이블), 및 복수의 PMT(Program Map Table, 프로그램 맵 테이블)를 포함한다.
IP 네트워크에서 서비스를 방송하기 위해 MPEG-2 TS 패킷으로부터 IP 패킷으로 매핑할 때, 수신기는 특정 프로그램에 링크된 여분의 정보에 특별한 주의를 기울여야만 한다. 데이터 매핑의 결과는 관련된 서브 네트워크 내의 모든 호스트가 사전 구성없이도 그 데이터를 수신하도록 공지의 IP 주소 및 포트를 통한 통신에 맞게 설계되어야만 한다. 수신기가 신속하게 프로그램 정보를 포착하고 부당한 지연없이 프로그램에 동조할 수 있도록 매핑된 데이터는 어떤 최소 간격으로 전송되어야만 한다. 매핑된 데이터는 할당된 스펙트럼 내의 대역폭을 보존하기 위해 가능한 한 좁은 채널 대역폭을 사용하여 전송되어야만 한다. 마지막 2가지 요구조건은 상반되는 목적을 갖는다. 설계 트레이드오프가 이들 상반되는 목적과 체계적으로 균형을 이루어야 한다. IP 기반 네트워크에서, UDP/IP를 통한 RTP(Real Time Protocol, 실시간 프로토콜)는 비디오 또는 오디오 패킷을 캡슐화하는 데 사용된다. 이 RTP/UDP/IP 프로토콜 스택은 MPEG-2 TS에서의 특징과 유사하게 프로토콜 헤더에 내장된 많은 특징을 갖는다. 잘 설계된 매핑은 (1) 감소된 오버헤드 및 최소 대역폭이 필수적인 제한된 채널 용량을 갖는 WLAN, 및 (2) 실시간으로 방송 애플리케이션을 수신할 수 있도록 PDA 및 셀룰러 전화 장치에 대한 착신 비디오/오디오 스트림의 처리를 단순화시키는 것을 달성하는 매핑을 확실하게 하기 위해 MPEG-2 TS와 RTP/UDP/IP 스택을 비교해야만 한다.
WLAN 방송 시스템은 MPEG-2 TS로 전달되는 다수의 텔레비전 프로그램을 전송 및 처리하여 그 프로그램을 WLAN 통화권 영역 내의 WLAN 지원 장치로 재방송할 수 있다. 위성 송수신기로부터, 수신기는 일정 크기의 전송 패킷으로 이루어진 MPEG-2 전송 스트림을 수신한다. D. Hoffman 등의 "RTP Payload Format for MPEG-1/MPEG-2 Video", IETF RFC 2250(1998년 1월)에서 제안된 바와 같이, 이들 전송 패킷은 RTP 페이로드에 직접 캡슐화되어 IP 기반 WLAN을 통해 전달될 수 있다. 이 방법은 이하의 단점을 갖는다. 이 방법은 수신기가 전송 스트림을 처리(디멀티플렉싱)하는 것에 의존한다. 모바일 단말기의 경우, CPU 전력은 제한되어 있고 비디오 및 오디오 디코딩 및 디스플레이 등의 다른 필수적인 작업에 전용되어야만 한다. 게다가, 모든 전송 패킷은 수신기가 이들을 필요로 하는지 여부에 상관없이 RTP 페이로드로 전달되며, 따라서 대역폭 자원을 낭비하게 된다.
도 1은 WLAN 비디오 방송 시스템의 블록도.
도 2는 전송 스트림 내의 프로그램 콘텐츠의 분산 처리를 위한 본 발명의 블록도.
본 발명에서, WLAN에서 서비스를 브로드캐스트하기 위해 MPEG-2 TS로부터 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로의 신규의 매핑은 TMD 등의 수신기에서 모든 매핑 기능이 수행될 수 있게 해준다. 본 발명은 전송 스트림 내에 포함된 프로그램을 WLAN 등의 IP 네트워크를 통해 비디오 및 오디오 방영의 최종 목적지로 효율적으로 배포하기 위한 IP 기반 MPEG-2 방송 서비스를 제공하기 위해 MPEG-2 전송 스트림을 IP 프로토콜로 매핑하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 무선 네트워크로의 배포에 앞서 MPEG-2 포맷 데이터의 디멀티플렉싱 및 매핑을 비롯한 전송 스트림의 사전 처리를 수행하며, 따라서 각각의 의도된 무선 수신기가 특정 프로그램을 판정할 수 있게 하고, 이에 따라 전송 스트림에서 이용가능한 모든 프로그램을 수신 및 처리하는 것이 아니라 특정 프로그램과 연관된 패킷만을 처리할 수 있게 한다. 본 발명은 전체 MPEG-2 전송 스트림을 전송하는 데 필요한 대역폭을 감소시키는 이점을 갖는다. 게다가, 네트워크 내에서의 디멀티플렉싱은 원하는 비트 전송율로 MPEG-2 프로그램 스트림의 재코딩을 가능하게 해준다.
여기에 개시된 본 발명은 적어도 하나의 PID 및 관련 PSI(주로 PAT, PMT, CAT 데이터)를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 수단, 독자적인 전송 패킷으로의 관련 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 수단, RTP 데이터 흐름에 따라 상기 PSI를 재조립하는 수단, 상기 RTP 데이터 흐름을 멀티캐스트 주소를 갖는 IP 패킷으로 캡슐화하는 수단, 및 상기 재조립된 전송 스트림을 WLAN을 통해 전달하는 수단을 포함한다. 그 자체로서, 본 발명은 본 발명과 관련된 수단을 만족시킬 수 있는 임의의 매체 서버(일반적으로 트랜스코더라고 함)에 구현될 수 있다. 이러한 매체 서버는 IEEE 802.11 표준에 정의된 TMD, 셋톱 박스, 및 무선 액세스 포인트 등의 장치를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 비디오 WLAN을 포함하는 통신 수단을 포함하며, 상기 PSI를 재조립하는 수단은 각각의 연관된 PMT에 대한 멀티캐스팅 IP 주소를 삽입하는 수단을 포함한다. PMT가 삽입된 멀티캐스팅 IP 주소를 가졌으면, 본 발명은 대응하는 순환 중복 검사, 즉 CRC를 계산하는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, PSI는 PAT 및 PMT로부터 형성되고, 그에 의해 PSI는 멀티캐스팅 IP 주소가 저장되어 있는 기술자 필드를 포함한다. PSI는 또한 PSI의 상태가 이전의 전송으로부터 변하지 않은 채로 있음을 나타내는 널 플래그(null flag)라고 하는 특징을 포함한다. PSI가 이전의 전송으로부터 변한 경우, 플래그의 상태는 PSI 상태가 변했음을 나타내도록 변경된다.
본 발명에 따르면, 비디오 LAN으로부터 전송 스트림을 수신하는 임의의 모바일 장치는 적어도 하나의 재조립된 PID 및 관련 PSI를 수신하는 기능, RTP 데이터 흐름에 따라 패킷을 전송하기 위해 PID 할당에 기초하여 재조립된 PSI를 디멀티플렉싱하는 수단, 및 삽입된 멀티캐스트 주소와 관련된 전송 스트림을 수신하는 수단을 포함한다. 이러한 수신기는 텔레비전 수상기, 무선 액세스 장치(예를 들어, IEEE 802.11 표준 또는 Hiperlan 2 표준(이들에 한정되는 것은 아님)에 규정되어 있음), PDA, 및 다른 형태의 컴퓨터 기술을 비롯하여 본 발명을 수행하는 수단을 제공할 수 있는 임의의 장치를 포함할 수 있다.
여기에 개시된 본 발명의 실시예는 MPEG-2를 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하는 방법을 포함하며, 이 방법은 적어도 하나의 PID 및 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 단계, 독자적인 전송 패킷으로의 하나 이상의 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 단계, RTP 데이터 흐름에 따라 상기 PSI를 재조립하는 단계, 상기 RTP를 멀티캐스트 주소로 캡슐화하는 단계, 및 대응하는 CRC를 계산하는 단계를 포함한다.
새로운 PSI가 RTP 데이터 흐름에 따라 조립되고 RTP가 멀티캐스트 주소로 캡슐화되었으면, 새로운 전송 스트림은 WLAN을 통해 전송된다.
여기에 개시된 본 발명은 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택 내의 MPEG-2 TS를 이동국에서 수신하는 방법을 포함하며, 이 방법은 적어도 하나의 PID 및 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 단계, RTP 데이터 흐름에 따라 독자적인 전송 패킷으로의 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 단계, 멀티캐스트 주소를 추출하는 단계, 및 상기 멀티캐스트 주소와 관련된 전송 스트림을 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예는, 또한 IP 멀티캐스트 주소를 포함하는 적어도 하나의 제1 필드, PAT 및 관련 PMT를 나타내는 제2 필드, RTP 헤드를 포함하는 제3 필드, 및 프로그램을 포함하는 제4 필드를 포함하는 적어도 하나의 개별적인 패킷을 포함하는 개별적인 패킷들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 데이터 구조를 저장하는, MPEG-2 포맷 전송 스트림을 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명에 기술되어 있다.
설명될 도면에서, 회로 및 관련 블록과 화살표는 전기 회로 및 전기 신호를 전송하는 관련 배선이나 데이터 버스, 및/또는 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있는 본 발명에 따른 프로세스의 기능을 나타낸다. 다른 대안으로서, 하나 이상의 관련 화살표는 소프트웨어 루틴들 간의 통신(예를 들어, 데이터 흐름)을 나타낼 수 있으며, 본 발명의 방법 또는 장치가 디지털 프로세스로서 구현될 때 특히 그렇다.
도 1의 종래 기술은 오디오/비디오 프로그램을 제공하는 디지털 방송 시스템(100)의 개요를 나타낸 것이다. 모든 디지털 방송 시스템 데이터 스트림은 비디오, 오디오, 및 보안 목적으로, 즉 허가된 가입자만이 전송되는 프로그램을 볼 수 있도록 보장하기 위해 인코딩 또는 스크램블되는 타이밍 정보를 포함한다.
디지털 방송 시스템에서, 고객은 비디오 및 오디오 정보 이외에, 디지털 비디오 및 오디오 데이터의 복호화 및 조립을 허용하기 위해 디스크램블 키를 디코딩하는 데 필요한 암호화된 제어 워드를 복호화하는 데 필요한 이용키(exploitation key)를 포함하는 시청 권한 통제 메시지(entitlement control message) 등의 여러가지 관리 및 제어 메시지를 수신한다. 복호화가 행해지면, 시스템은 일반적으로 MPEG-2 규격에 따라 메모리에 비디오 콤포지트 화상을 작성하여 원하는 화상을 디스플레이 상에 디스플레이한다.
도 1에 따르면, 헤드 엔드(110)는 인코더, 패킷화기 및 멀티플렉서를 포함하는 서브시스템(113)을 이용하여 비디오 및 오디오 콘텐츠(116)를 디지털적으로 포맷하고, 이 콘텐츠는 이어서 송신기(102)로부터 위성(104)을 거쳐 텔레비전 서비스의 수신단에 위치한 수신 위성 안테나(106)를 지나 조건부 액세스 고객으로 전송되도록 하기 위해 변조기(114)에서 변조된다.
수신단은 일반적으로 로컬 비디오 서버(120)와 연계하여 동작하는 TMD(123)이며, 이 TMD는 수신 위성 안테나(106)에 전기적으로 연결되어 있다. TMD(123)는 수신된 신호를 복조하고 선택된 패킷들을 여러가지 제어, 데이터 및 상태 서브시스템들로 보냄으로써 많은 패킷화된 스트림을 처리하는 중앙 처리 장치(도시 생략)로 복조된 신호를 출력하는 복조기(도시 생략)를 포함한다. 예를 들어, 일반적으로 선택된 패킷화된 비디오 및 오디오 스트림은 무선국(140)으로 출력하기에 적합한 포맷으로 변환하기 위해 트랜스코더(도시 생략)로 전송되며, 이 무선국이 NTSC, PAL 또는 SECAM 포맷에 따라 동작하는 텔레비전(150), IEEE 802.11나 다른 적용가능한 무선 네트워킹 표준에 따르는 셀 전화나 PDA 또는 랩톱 컴퓨터 등의 장치들의 수신 장치로서 기능한다. 무선 수신기 장치가 무선국(140)의 대표적인 것일 수 있으며, 무선국은 따라서 랩톱 컴퓨터, 또는 셀 전화나 PDA 장치 등의 모바일 장치를 나타낼 수 있다. 그러므로, 스테이션은 모바일, 휴대용, 또는 고정식일 수 있으며, IEEE 802.11 호환인 모든 스테이션이 인증(authentication), 인증 해제(de-authentication), 프라이버시, 및 데이터 전달의 서비스를 제공한다. Hiperlan 2 등의 다른 WLAN 장치도 무선 전송을 위해 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 미압축 비디오 및 오디오로부터 MPEG-2 TS를 생성하는 프로세스는 헤드 엔드(110) 내의 복수의 프로그램(202)부터 시작한다. 각각의 프로그램(202)은 적어도 하나의 미압축된 기본 비디오 신호(230) 및 하나의 미압축된 기본 오디오 신호(232)로 이루어져 있다. 프로그램(104) 내의 다중 비디오(예를 들어, 다른 시청 관점을 위한 것임) 및 오디오(예를 들어, 다른 언어를 위한 것임) 기본 스트림이 현재 상용의 방송 규약 내에서 가능하다. 각각의 디지털화된 오디오 및 비디오 신호(202)는 비디오 인코더(233(a)) 및 오디오 인코더(232(b))로 이루어진 인코더에 의해 처리되고, 패킷화(234(a), 234(b))되며 PAT(Program Association Table, 프로그램 관련 테이블)(205a), PMT(Program Map Table, 프로그램 맵 테이블)(206a), NIT(Network Information Table, 네트워크 정보 테이블)(208a) 및 CAT(Conditional Access Table, 조건부 액세스 테이블)(210)을 비롯한 연관된 PSI(203a)를 포함시키기 위해 멀티플렉싱(235)된다. 멀티플렉싱된(235) 전송 스트림(236)은 복수의 프로그램(202) 중의 특정의 프로그램 정보를 포함한다. 각각의 전송 패킷은 특정의 기본 스트림(비디오, 오디오 또는 PSI(203a) 중 어느 하나)에 속한다. 패킷 식별자(PID)(204a)는 각각의 대응하는 기본 스트림을 어드레싱하는 데 사용된다.
서브시스템(113)에 의해 생성되는 조립된 전송 스트림(236)은 전송을 위해 변조기(114)에 의해 적절한 반송파 신호로 변조되고 MPEG-2 TS 포맷으로 브로드캐스트된다. 방송 통신의 당업자라면 다른 대안으로서 전송 스트림(236)이 로컬 멀티미디어 서버 및 관련 전송 선로(도시 생략)를 통해 브로드캐스트될 수 있음을 잘 알 것이다.
TMD(123)는 전송 스트림(236)으로 전송되는 프로그램(202)에 관한 정보를 제공하는 여러가지 테이블 등의 PSI(203a) 정보를 포함하는 MPEG-2 TS 포맷으로 전송 패킷(105)을 수신한다. 디멀티플렉싱 프로세스(240)는 PAT(205a)에 대응하는 PAT(205b), PMT(206a)에 대응하는 몇개의 PMT(206b), 및 전송 스트림(236)이 전달하는 프로그램(202)를 계층적 관계로 분해(disassemble) 및 재조립(reassemble)한다. PAT는 항상 PID=0으로 식별된다. PAT(205b)에, 프로그램(202(1), 202(2) 내지 202(n)) 등의 모든 프로그램이 열거되어 있다. 게다가, 각각의 프로그램은 특정의 PMT(206b)와 연관되어 있고, PID(204a)에 대응하는 그의 PID(204b)는 PAT(205b) 내의 프로그램(202)와 연관되어 있다.
WLAN 방송 서비스에서 헤드 엔드(110)로부터 수신된 프로그램(202)이 모두 재방송되는 것은 아니다. 따라서, 원하지 않는 기본 스트림은 프로세싱에서 폐기되어 처리 시간 및 WLAN 대역폭을 감소시킨다. 방송에서 콘텐츠의 암호화/재암호화가 필요하지 않은 경우, MPEG-2 TS 내의 CAT(210)는 본 발명의 구현에서 무시될 수 있다.
WLAN 방송 서비스를 위한 모든 기본 스트림(212), PAT(205b), PMT(206b) 및 NIT(208ba)를 포함하는 PSI(203b)를 계층적 관계로 디멀티플렉서(240)에서 재조립되었으면, TMP(123)는 프로그램(202b)의 각각의 방송 기본 스트림(121)을 RTP 트래픽 데이터 흐름으로 매핑한다. RTP 패킷(249)은 예시된 바와 같이 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252) 등의 멀티캐스팅 주소들에 캡슐화된다. 인터넷 통신의 당업자라면 이들을 클래스 D IP 주소로 인식할 것이다. 멀티캐스팅 주소(250, 252)는 패킷(249)에 의해 공지된 대로 WLAN(160)을 거쳐 기본 스트림을 전송하는 데 사용된다.
프로그램(202)의 MPEG-2 비디오 및 오디오 기본 스트림(260)이 패킷(249) 등의 RTP 페이로드로 전달될 때, 비디오 및 오디오는 개별적인 RTP 페이로드 유형을 갖는 별도의 RTP 트래픽 흐름으로 캡슐화될 수 있다. 비디오와 오디오를 분리시키는 이러한 캡슐화는 수신기가 립 싱크(lip synchronization)를 위해 비디오와 오디오를 동기화시키는 것을 필요로 한다. 동일한 프로그램에 속하는 묶음 비디오 및 오디오 기본 스트림들을 멀티캐스팅을 위해 단일 RTP 트래픽 흐름으로 하는 다른 캡슐화가 제안된다. 이러한 묶음 캡슐화는 비디오와 오디오 간의 일관된 동기화(coherent synchronization)를 제공한다. 비디오 및 오디오를 단일 RTP 트래픽 흐름으로 하는 이러한 묶음 캡슐화가 선호된다.
브로드캐스트 액세스 포인트(145)에 연결하고 있는 모든 호스트가 프로그램 선택을 위한 PSI(203a)를 수신하도록 보장하기 위해, PSI(203)는 사용자가 방송 프로그램을 선택하는 것을 돕기 위해 오디오/비디오 스트림과 함께 전송되어야만 한다. 이 목적을 달성하는 2가지 방법이 있다.
첫번째 방법은 PSI(203a)로부터 도출된 PSI(203b) 테이블을 최초 포맷으로 기지의 멀티캐스트 주소(250)에 직접 매핑한다. MPEG-2 TS 및 IP 네트워크에서 사용되는 서로 다른 어드레싱 방식으로 인해, 트랜스코더(123)는 각각의 프로그램에 대해 그의 관련 PMT(206b)에 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)를 삽입해야만 한다.
멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)가 PMT(260b)에 삽입되면, 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)를 저장하기 위해 부가의 바이트 공간이 필요하다. PMT(206) 내의 기술자 필드(253)는 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)를 저장 및 전달하는 데 사용될 수 있다. 멀티캐스팅 IP 주소를 PMT(206b)에 삽입한 후에, PMT(206b)의 CRC(257)가 PMT(206b)의 수정으로 인해 재계산되어야만 한다. PAT(205b) 및 PMT(206b) 정보는 기지의 멀티캐스트 주소(250)를 사용하여 UDP/IP 포맷으로 전달되는 새로운 프로그램 특정 정보 PSI 패킷(254)을 형성하기 위해 처리된다.
두번째 방법은 WLAN 기반 비디오 방송 서비스에 적합한 새로운 PSI 프로토콜을 정의하는 것이다. PSI 프로토콜은 동일한 기지의 멀티캐스트 주소(250)를 거쳐 전달되어 WLAN(160) 통화권 영역 내의 모든 호스트로 전달된다. 두번째 방법은 PSI(203b) 내의 사설 데이터(proprietary data)를 지원하는 수단을 제공한다. 어느 방법에서든지, PSI(203b)를 전달하는 패킷들은 기본 스트림(262)을 전달하는 패킷과 구별하기 위해 PSI 패킷이라고 한다.
수신기 처리 시간을 단축시키기 위해, 이러한 프로그램 정보가 TS의 순차적 전송 중에 변하지 않고 있는 경우(PAT 및 PMT에 변화 없음), PSI 패킷(251) 내의 예비된 비트(256)가 새로운 플래그(256)로서 차용될 수 있으며, 이 플래그는 그의 상태에 따라 바로 이전의 전송 이후로 PSI 및 기타의 것들이 동일한 채로 있거나 변경되었음을 나타낸다. 마지막 전송 이후로 어떤 변화가 일어난 경우, 새로운 플래그(256)은 설정된다. 그렇지 않은 경우, 새로운 플래그(256) 상태는 미설정 상태로 있다.
모바일 장치(140)는 먼저 프로그램 관련 정보 스트림을 복원하여 각각의 프로그램(202)에 대한 기본 스트림(262) 및 그의 대응하는 멀티캐스트 주소(250, 252)의 리스트를 포함한 프로그램 맵을 작성하기 위해 기지의 브로드캐스트 주소(250, 252)에 캡슐화된 PSI 패킷(251, 258)을 처리한다. 모바일 장치(140)는 새로운 플래그(256)가 미설정 상태로 있는 한 후속하는 PSI 패킷(251, 258)을 무시할 수 있다. 새로운 플래그(256)가 수신된 PSI 패킷(251)에서 상태를 변경하면 프로그램 맵이 클라이언트에서 재작성되어야만 한다. 사용자가 프로그램(202)를 보고자 요청할 때, 모바일 장치(140)는 프로그램 맵으로부터 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)를 추출하고 이어서 그 멀티캐스팅 IP 주소(250, 252)와 연관된 IP 패킷(249)에 응답할 뿐이다. 사용자가 다른 프로그램(202)으로 전환할 때(사용자가 텔레비전에서 시청 채널을 변경할 때 등), 모바일 장치(140)는 먼저 프로그램 맵으로부터 관련 프로그램 정보를 찾아내고, 그 프로그램(202)과 연관된 멀티캐스팅 주소(250, 252)를 추출하며, 선택된 멀티캐스팅 주소(250, 252)로 보내지는 패킷(249)에 응답한다. 이와 같이, 모바일 장치(140)는 여러가지 프로그램(202)을 선택한다. 당업자라면 이상의 프로세스의 구현이 소프트웨어나 하드웨어 중 어느 하나로 구현될 수 있음을 잘 알 것이다.
비디오 및 오디오 TS 패킷을 매핑함에 있어서, TS 헤더(239) 및 RTP 헤더(260) 둘다에 있는 여분의 필드로 인해 전송 패킷 헤더가 매핑 중에 제거된다. TS 헤더에서, 브로드캐스트를 위한 관련 필드는 연속성 카운터(continuity counter) 및 PCR(Program Clock Reference, 프로그램 클록 기준)이다. PCR은 TS 헤더(239)의 적응 필드(adaptation field)에 삽입되며, 이 적응 필드는 선택적인 것이다. 연속성 카운터는 수신기가 임의의 패킷 손실을 검출하는 데 사용된다. 그렇지만, 시퀀스 번호라고 하는 필드는 RTP 헤더(260)에 규정되어 있으며, 이 필드도 유사한 역할을 한다. PCR은 일정 지연 네트워크에서 수신기와 송신기의 클록을 정밀하게 동기화시키는 데 사용된다. 이 클록 동기화는 RTP 헤더(260) 내의 타임스탬프 등의 다른 수단에서 단순화될 수 있다.
MPEG-2 전송 스트림(236)에서, 기본 스트림은 보통 PES(packetized elementary stream, 패킷화된 기본 스트림)에 캡슐화된다. 소스 인코더에 의해 설정된 바와 같이, PES 헤더는 여러가지 속도, 타이밍 및 데이터 기술 정보를 전달한다. 한가지 옵션은 PES 헤더로 전달된 모든 정보를 보유하기 위해 전체 PES 패킷을 직접 RTP 패킷으로 매핑하는 것이다. 그렇지만, PES 헤더에 있는 대부분의 필드는 선택적인 것이다. PES 헤더에서 방송 서비스에 가장 관련있는 필드는 PTS(Presentation Time Stamp)이다. MPEG-2 화상 또는 오디오 프레임의 이 PTS는 RTP 헤더(260) 내의 타임스탬프 필드로 전달될 수 있다. RTP 패킷(252)은 동일한 프로그램으로부터의 화상 또는 오디오 프레임 패킷을 전달하며, 동일한 타임스탬프를 가져야만 한다.
RTP/UDP/IP 헤더(총 40 바이트)의 오버헤드를 감축시키기 위해, 통상의 압축 방식이 적용될 수 있다. 이 압축 알고리즘은 UDP 체크섬이 전송되지 않을 때 합성된 RTP/UDP/IP 40 바이트 헤더를 2 바이트로 압축하고, 그렇지 않은 경우 4 바이트로 압축한다.
본 발명의 실시예는 MPEG-2 TS를 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택(252)으로 매핑하는 방법을 포함하며, 이 방법은 적어도 하나의 PID(206a)와, 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림(236)을 수신하는 단계, RTP 데이터 흐름에 따라 독자적인 전송 패킷으로의 PID(206a) 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 단계, 멀티캐스트 주소를 추출하는 단계, 및 상기 멀티캐스트 주소와 관련된 비디오 프로그램을 조립하는 단계를 포함한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예는, IP 멀티캐스트 주소(254)를 포함하는 적어도 하나의 제1 필드, PAT(251) 및 PMT(258(1)) 등의 적어도 하나의 관련 PMT를 나타내는 제2 필드(251), RTP 헤드(260(1))를 나타내는 데이터를 포함하는 260(1) 등의 제3 필드, 및 262(1) 등의 프로그램을 나타내는 데이터를 포함하는 제4 필드(262(a))를 포함하는 개별적인 패킷들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 데이터 구조를 저장하고 있는, MPEG-2 포맷화된 전송 스트림(237)을 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택(252)으로 매핑하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체(250, 252)를 포함한다.
도시된 본 발명의 형태가 단지 양호한 실시예일 뿐이라는 것을 잘 알 것이다. 기능 및 부분들의 구성에 여러가지 변화가 행해질 수 있고, 등가의 수단이 예시되고 기술된 것을 대체할 수 있으며, 이하의 청구항들에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 어떤 특징들이 다른 것들과 독립적으로 사용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 오디오 및 비디오 데이터를 무선으로 전송 및 수신하는 장치로서,
    적어도 하나의 PID 및 PAT, PMT, CAT 및 NIT를 비롯한 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 수단과,
    독자적인 전송 패킷으로의 하나 이상의 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 수단과,
    RTP 데이터 흐름에 따라 상기 PSI를 재조립하는 수단과,
    상기 RTP 데이터 흐름을 대응하는 멀티캐스트 주소를 갖는 하나 이상의 IP 패킷으로 캡슐화하는 수단과,
    재조립된 상기 전송 스트림을 전달하는 수단
    을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전달 수단은 WLAN을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PSI를 재조립하는 수단은 각각의 관련된 PMT에 대한 멀티캐스팅 IP 주소를 삽입하는 수단을 포함하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PMT는 상기 멀티캐스팅 IP 주소에 의해 어드레싱된 프로그램을 가리키는 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 각각의 관련된 PMT에 대한 멀티캐스팅 IP 주소를 삽입하는 수단은 CRC를 계산하는 수단을 포함하는 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 멀티캐스팅 IP 주소가 저장되어 있는 기술자 필드(descriptor field)를 포함하는 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 PAT 및 상기 PMT로부터 재형성되는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 PSI가 이전의 전송으로부터 변경되지 않았음을 나타내는 플래그를 포함하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 PSI가 이전의 전송으로부터 변경되었음을 나타내는 플래그를 포함하는 장치.
  10. 오디오 및 비디오 프로그램 데이터를 무선으로 수신하도록 구성되어 있는 모바일 단말기로서,
    적어도 하나의 멀티캐스팅 IP 주소와, PAT 및 PMT를 비롯한 관련 PSI를 포함하는 하나 이상의 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 수단과,
    RTP 데이터 흐름에 따라 독자적인 전송 패킷으로의 하나 이상의 멀티캐스팅 IP 주소 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 수단과,
    멀티캐스트 주소를 추출하는 수단과,
    상기 멀티캐스트 주소와 관련된 전송 스트림을 수신하는 수단
    을 포함하는 모바일 단말기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신 수단은 IEEE 802.11 표준에 따라 데이터를 수신하는 수단을 포함하는 모바일 단말기.
  12. MPEG-2 TS를 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하는 방법으로서,
    적어도 하나의 PID와, PAT 및 PMT를 비롯한 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 단계와,
    독자적인 전송 패킷으로의 하나 이상의 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 단계와,
    RTP 데이터 흐름에 따라 상기 PSI를 재조립하는 단계와,
    상기 RTP 데이터 흐름을 멀티캐스트 주소를 갖는 IP 패킷으로 캡슐화하는 단계와,
    재조립된 전송 스트림을 WLAN을 거쳐 전달하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. MPEG-2 TS를 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하는 방법으로서,
    적어도 하나의 PID와, PAT 및 PMT를 비롯한 관련 PSI를 포함하는 개별적인 패킷으로 포맷화된 데이터를 갖는 전송 스트림을 수신하는 단계와,
    RTP 데이터 흐름에 따라 독자적인 전송 패킷으로의 하나 이상의 PID 할당에 기초하여 상기 PSI를 디멀티플렉싱하는 단계와,
    멀티캐스트 주소를 추출하는 단계와,
    상기 멀티캐스트 주소와 관련된 비디오 프로그램을 조립하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 패킷화되어 패킷 기반 네트워크를 통해 패킷 시퀀스로 전송되는 디지털 압축된 비디오 스트림을 디코딩하는 방법으로서,
    적어도 하나의 멀티캐스팅 IP 주소와, PAT 및 PMT를 비롯한 관련 PSI와 연관된 패킷을 수신하는 단계와,
    RTP 데이터 흐름에 따라 독자적인 전송 패킷으로의 PID 할당에 기초하여 어느 전송된 패킷이 상기 PSI와 연관되어 있는지를 판정하는 단계와,
    멀티캐스트 주소를 추출하는 단계와,
    상기 멀티캐스트 주소와 관련된 전송 스트림을 수신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. IP 멀티캐스트 주소를 포함하는 적어도 하나의 제1 필드, PAT 및 관련 PMT를 나타내는 제2 필드, RTP 헤드를 나타내는 데이터를 포함하는 제3 필드, 및 프로그램을 나타내는 데이터를 포함하는 제4 필드를 포함하는 하나의 개별적인 패킷으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 데이터 구조를 저장하는, MPEG-2를 IP 기반 RTP/UDP/IP 스택으로 매핑하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 PSI가 이전의 전송으로부터 변경되지 않았음을 나타내는 플래그를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 PSI는 상기 PSI가 이전의 전송으로부터 변경되었음을 나타내는 플래그를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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