KR20070013330A - 무선 통신 시스템을 통해 송신된 멀티미디어 데이터의 헤더압축 - Google Patents

무선 통신 시스템을 통해 송신된 멀티미디어 데이터의 헤더압축 Download PDF

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Abstract

무선 통신 채널을 통해 멀티미디어 데이터의 송신을 개선하기 위해 방법 및 장치가 설명된다. 이들 기술은 무선 통신 시스템의 물리 층 패킷 사이즈를 결정하는 단계 및 압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계를 포함한다. 그 후, 정보 유닛을 파티셔닝하고, 파티션이 인코딩된 이후에, 인코딩된 파티션 및 압축 헤더의 총 사이즈가 물리 층 패킷 이하의 사이즈가 되도록 선택된다. 이 기술은 멀티미디어 데이터, 가변 비트 레이트 데이터 스트림, 비디오 스트림, 비디오 전화 원격 회의 스트림, 또는 IP 를 통한 음성과 같은 여러 유형의 정보 유닛을 위해 이용될 수 있다. 또한 이 기술은 GSM, GPRS, EDGE, 또는 TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), IS2000, HRDP, cdma2000, Wideband CDMA (WCDMA) 등과 같은 공중 인터페이스를 통해 다양하게 이용될 수 있다.
정보 유닛, 헤더, 무선 통신 시스템.

Description

무선 통신 시스템을 통해 송신된 멀티미디어 데이터의 헤더 압축{HEADER COMPRESSION OF MULTIMEDIA DATA TRANSMITTED OVER A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
35 U.S.C.119 조 하의 우선권 주장
본 특허 출원은 2004년 5월 13일 출원되고 본 양수인에게 양도되었으며 본 명세서에 참조로 통합된, 발명의 명칭이 "CDMA 물리적 레이어 제품에 의해 전달된 멀티미디어 패킷 (Multimedia Packets Carried by CDMA Physical Layer Products" 인 미국 가특허 출원 제 60/571,673 호에 대해 우선권을 주장한다.
공동-계류중인 특허 출원에 대한 참조
본 특허 출원은 다음의,
본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 사건 번호 제 030166U1 를 갖는 "통신 채널을 통한 정보 전달 (Delivery Of Information Over A Communication Channel" 로 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함하고,
본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 사건 번호 제 030166U2 을 갖는 "통신 시스템의 채널에 정보의 할당을 위한 방법 및 장치 (Method And Apparatus For Allocation Of Information To Channels Of A Communication System)" 으로 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함하며,
본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 사건 번호 제 030166U4 를 갖는 "무선 통신 시스템에서 오디오 및 비디오 데이터의 동기화 (Synchronization Of Audio And Video Data In A Wireless Communication System)" 로 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함된, 공동-계류중인 미국 특허 출원에 관한 것이다.
배경
Ⅰ. 기술분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템을 통한 스트리밍 데이터의 전달에 관한 것으로, 더 상세하게는, 무선 통신 시스템을 통한 멀티미디어 데이터의 송신 에 관한 것이다.
Ⅱ. 배경기술
다양한 통신 네트워크를 통한 멀티미디어의 전달에 대한 요구는 증가되고 있다. 예를 들어, 소비자는, 인터넷, 유선 및 무선 네트워크와 같은 다양한 통신 채널을 통해 스트리밍 비디오의 전달을 원한다. 멀티미디어 데이터는 상이한 포맷 및 상이한 데이터 레이트일 수 있고, 다양한 통신 네트워크는 그들 각각의 통신 채널을 통하여 실시간 데이터의 송신을 위해 상이한 메커니즘을 사용한다.
일반화되어 가는 통신 네트워크의 일 타입은 무선 통신을 위한 이동 무선 네트워크이다. 무선 통신 시스템은, 예를 들어, 셀룰러 전화기, 페이징, 무선 로컬 루프, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 인터넷 전화기 및 위성 통신 시스템을 포함하는 많은 애플리케이션을 갖는다. 특히 중요한 애플리케이션은 이동 가입자 를 위한 셀룰러 전화 시스템이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "셀룰러" 시스템이라는 용어는 셀룰러 및 개인 통신 서비스 (PCS) 주파수 모두를 포함한다. 다양한 공중-경유 인터페이스는, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 시간 분할 다중 접속 (TDMA), 및 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 을 포함하는 그러한 셀룰러 전화 시스템에 대해 개발되어 왔다.
상이한 국내 및 국제 표준은, 예를 들어, AMPS (Advanced Mobile Phone Service), GSM (Global System for Mobile), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data GSM Environment), IS-95 (Interim Standard 95) 및 그의 파생물, 즉, IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 (종종, 여기에서 IS-95로서 총괄적으로 지칭되는), 및 cdma2000, UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), 광대역 CDMA (WCDMA) 등과 같은 새로운 (emerging) 고-데이터-레이트 시스템을 포함하는 다양한 공중 인터페이스를 지원하기 위해 달성되어 왔다. 이들 표준들은 TIA (Telecommunication Industry Association), 3GPP (3rd Generation Partnership), ETSI (European Telecommunication Standards Institute), 및 다른 주지된 표준체에 의해 공포되었다.
셀룰러 전화 네트워크와 같은 이동 무선 네트워크의 사용자 또는 소비자는, 무선 통신 링크를 통해 비디오, 멀티미디어, 및 인터넷 프로토콜 (IP) 과 같은 스트리밍 미디어를 수신하길 원한다. 예를 들어, 소비자는 그들의 셀 폰 또는 다른 휴대용 무선 통신 디바이스상에서 전화 원격 회의 (teleconference) 또는 텔레비전 브로드캐스트와 같은 비디오를 수신할 수 있기를 원한다. 소비자가 그들 의 무선 통신 디바이스로 수신하기를 원하는 데이터의 타입의 다른 예는 멀티미디어 멀티캐스트/브로드캐스트 및 인터넷 액세스를 포함한다.
IP 네트워크를 통해 실시간 데이터를 스트리밍하는 메커니즘을 제공하는 프로토콜은 실시간 전송 프로토콜 (RTP) 이다. RTP 는 IP 네트워크를 통해 오디오 및 비디오와 같은 실시간 데이터를 송신하는 플렉서블한 프로토콜이다. 무선 통신 디바이스에 실시간 데이터를 스트리밍하기 위해 RTP 를 이용하는 것이 바람직하다.
통상적으로, RTP 에서, 스트리밍 데이터는 데이터 패킷으로 인코딩된다. RTP 데이터 패킷은 각각의 패킷에 부가된 라우팅 및 시퀀싱 정보를 포함한다. 이 부가된 라우팅 및 시퀀싱 정보는 보통 헤더로서 지칭된다. 제한된 대역폭과 같은 무선 통신 시스템에서 제한된 가용 자원으로 인해, 송신된 데이터량을 감소시키는 것이 바람직하다.
그 결과, 이 분야에는, 멀티미디어 데이터 및 VoIP 와 같은, 스트리밍 데이터의 송신 동안 무선 통신 시스템에서 송신된 데이터량을 감소시킬 수 있는 기술 및 장치에 대한 필요가 있다.
요약
여기서 개시된 실시형태는 무선 통신 채널을 통해 멀티미디어 데이터 스트림을 송신하기 위해 요구된 데이터량을 감소시키는 전기의 필요를 어드레싱한다. 무선 통신 시스템을 통한 실시간 전송 프로토콜 (RTP) 데이터 스트림에서 헤더를 감소시키거나, 삭제하는 기술이 설명된다. 이들 기술은 무선 통신 시스템의 물 리 레이어 패킷 사이즈를 결정하는 단계 및 압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계 및 그 후, 파티션이 인코딩된 이후에, 인코딩된 파티션 및 압축 헤더의 총 사이즈가 물리 층 패킷 사이즈보다 크지 않도록, 파티션의 사이즈가 선택되는, 정보유닛을 파티셔닝하는 단계를 포함한다.
무선 통신 시스템을 통해 멀티미디어 데이터를 송신하는 또 다른 기술은 통신 세션에서의 참가자들간에 물리 층 압축 헤더 사이즈를 교섭하는 단계를 포함한다.
추가적인 양태는 무선 통신 채널을 통해 송신된 멀티미디어 데이터와 함께 로버스트 헤더 압축 또는 제로 바이트 헤더 압축 기술을 이용하는 단계를 포함한다.
상기의 기술은 멀티미디어 데이터의 다양한 타입에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, 이 기술은 다양한 비트 레이트 데이터 스트림, 비디오 스트림, 또는 비디오 텔레비젼 회의 스트림과 함께 이용될 수 있다.
상기 기술은 또한 공중 인터페이스를 통해 다양하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 이 기술은 GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data GSM Environment), 또는 TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), cdma2000, Wideband CDMA (WCDMA) 등과 같은 CDMA 에 기초한 기준으로 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 예시적인 실시형태의 다음의 설명으로부터 명백하며, 예시적인 방법으로 본 발명의 양태를 설명한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명에 따라 구성된 통신 시스템 (100) 의 일부의 도시이다.
도 2 는, 무선 네트워크를 통해 패킷 데이터를 전달하는 다양한 공중 인터페이스 옵션 및 예시적인 패킷 데이터 네트워크를 도시한 블록도이다.
도 3 은 무선 링크를 통해 멀티미디어 데이터를 송신하는 RTP 를 이용하는 경우 캡슐화 제공의 다양한 레벨을 도시하는 도이다.
도 4 는 데이터 패킷 및 압축 헤더 사이즈에 대한 교섭 값의 일 예를 도시하는 흐름도이다.
도 5 는 데이터 패킷 및 압축 헤더 사이즈에 대한 교섭 값의 또 다른 예를 도시하는 흐름도이다.
도 6 은 무선 통신 시스템에서의 제로 바이트 헤더 압축 기술에 따른 패킷 데이터에 대한 프로토콜 스택을 도시하는 도이다.
도 7 은 비디오 데이터 스트림에 대한 IP 헤더 오버헤드를 도시하는 챠트이다.
도 8 은 제로 바이트 헤더 기술이 이용되는 경우에 멀티미디어 데이터를 디코딩하는데 이용되는 예시적인 콤포넌트를 도시하는 블록도이다.
도 9 는 제로 바이트 헤더 압축 기술을 이용하는 멀티미디어 데이터 스트림의 디코딩의 예를 도시하는 흐름 챠트이다.
도 10 은 멀티미디어 플레이 아웃 디바이스에 대한 예시적인 경과를 도시하는 흐름도이다.
도 11 은 무선 통신 시스템을 통해 데이터를 송신하는 예시적인 결과를 도시하는 흐름도이다.
도 12 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 구성된 무선 통신 디바이스, 또는 이동국 (MS) 의 블록도이다.
상세한 설명
단어 "예시적인" 은 여기서 "예, 예시, 또는 실례로서 기능하는" 을 의미하도록 사용된다. 여기서 "예시적인" 으로 설명된 임의의 실시형태는 다른 실시형태에 걸쳐 바람직하게 또는 유리하게로 해석될 필요는 없다.
단어 "스트리밍" 은 여기서 대화중인 전용 및 공용 채널, 유니캐스트 및 브로드캐스트 애플리케이션을 통해 오디오, 스피치 또는 비디오 정보와 같은, 환경에서 지속적인 멀티미디어 데이터의 실시간 전달을 의미하는데 사용된다. 비디오에 대한 "멀티미디어 프레임" 이란 문구는 여기서 디코딩 이후에 디스플레이 디바이스상에서 디스플레이/렌더링될 수 있는 비디오 프레임을 의미하는데 사용된다. 비디오 프레임은 또한 독립적으로 디코딩 가능한 유닛으로 분할된다. 비디오 용어로, 이것들은 "슬라이스" 로 칭한다. 오디오 및 스피치의 경우에, 용어 "멀티미디어 프레임" 은 여기서 수신기에서 스피치 또는 오디오가 수신기에서 전송과 디코딩을 위해 압축되는 타임 윈도우에서의 정보를 의미하는데 사용된다. 문구 "정보 유닛 구간" 은 여기서 상술한 멀티미디어 프레임의 타임 기간을 나타내는데 사용된다. 예를 들어, 비디오의 경우에, 정보 유닛 구간은 초당 10 프레임 비디오의 경우에, 100 ms 이다. 또한, 예를 들어, 스피치의 경우에, 정보 유닛 구간은 통상적으로 cdma2000, GSM 및 WCDMA 에서 20 ms 이다. 이 설명으로부터, 통상적으로 오디오/스피치 프레임은 독립적으로 디코딩 가능한 유닛으로 더 분할되지 않고, 통상적으로 비디오 프레임은 독립적으로 디코딩 가능한 슬라이스로 더 분할되는 것이 명백하다. "멀티미디어 프레임", "정보 유닛 간격" 등의 문구가 비디오, 오디오 및 스피치의 멀티미디어 데이터를 지칭하는 콘텍스트로부터 명백하다.
본 발명의 일 양태는 데이트 스트림이 송신되는 경우, 무선 통신 시스템에서 송신되는 데이터량을 감소시키는 것이다. 데이터 스트리밍의 예는 비디오, 전화 원격 회의, 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스, 인터넷 프로토콜 (IP), 및 VoIP (voice over IP) 와 같은 멀티미디어 데이터를 포함한다.
여기서 설명된 기술은 정보 유닛을 파티셔닝하고, 그에 의해 복수의 데이터 패킷들을 생성하는 것에 관한 것이다. 여기서 설명된 기술은 공동-계류중인 특허 출원에 대한 참조에서 참조된 공동-계류중인 U.S. 특허 출원에서 설명된 일부 양태를 이용한다. 예를 들어, EBR (explicit bit rate) 로 칭하는 기술이 설명되고, 여기서 인코더는 애플리케이션 층 정보를 통신 채널의 물리 층 패킷 사이즈에 매칭하는 사이즈로 인코딩하도록 제약될 수도 있다.
상술한 바와 같이, RTP 는 스트림을 패킷으로 인코딩함으로써 데이터를 스트리밍하도록 이용되는 메카니즘이다. RTP 에서, 라우팅 및 시퀀싱 정보를 포함하는 헤더가 각각의 패킷에 부가된다. 본 발명의 일 양태는 헤더의 사이즈를 감소시키거나, 헤더를 전체적으로 제거하는 것이다. 이 방법에서, RTP 패킷을 송신하는 무선 통신 채널을 통해 송신된 데이터량은 감소된다.
도 1 은 본 발명에 따라 구성된 통신 시스템 (100) 을 도시한다. 통신 시스템 (100) 은, 인프라구조 (101), 복수의 무선 통신 디바이스 (WCD; 104 및 105), 및 지상선 (landline) 통신 디바이스 (122 및 124) 를 포함한다. 또한, WCD 는 이동국 (MS) 또는 모바일로서 지칭될 것이다. 일반적으로, WCD는 이동 또는 고정일 수도 있다. 지상선 통신 디바이스 (122 및 124) 는, 예를 들어, 스트리밍 데이터와 같은 다양한 타입의 멀티미디어 데이터를 제공하는, 서빙 노드 또는 콘텐츠 서버를 포함할 수 있다. 또한, MS 는 멀티미디어 데이터와 같은 스트리밍 데이터를 송신할 수 있다.
또한, 인프라구조 (101) 는 기지국 (102), 기지국 제어기 (106), 이동 스위치 센터 (108), 스위칭 네트워크 (120) 등과 같이 다른 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 기지국 (102) 은 기지국 제어기 (106) 와 통합되고, 다른 실시형태에서는 기지국 (102) 과 기지국 제어기 (106) 는 별도의 컴포넌트이다. 스위칭 네트워크 (120) 의 상이한 타입이 통신 시스템 (100) 에서 신호를 라우팅하기 위해 사용될 수도 있으며, 예를 들어, 그 스위칭 네트워크 (120) 는, IP 네트워크 또는 공중 스위칭 전화 네트워크 (PSTN) 일 수도 있다.
"순방향 링크" 또는 "다운링크" 라는 용어는 인프라구조 (101) 로부터 MS 까지의 신호 경로를 지칭하고, "역방향 링크" 또는 "업링크" 라는 용어는 MS 로부터 인프라구조까지의 신호 경로를 지칭한다. 도 1 에서 도시된 바와 같이, MS (104 및 105) 는 순방향 링크를 통해 신호 (132 및 136) 를 수신하고, 역방향 링크 를 통해 신호 (134 및 138) 를 송신한다. 일반적으로, MS (104 및 105) 로부터 송신된 신호는, 또 다른 원격 유닛 또는 지상선 통신 디바이스 (122 및 124) 와 같은 또 다른 통신 디바이스에서의 수신을 위해 의도되며, IP 네트워크 또는 스위칭 네트워크를 통해 라우팅된다. 예를 들어, 개시한 WCD (104) 로부터 송신된 신호 (134) 가 목적지 MS (105) 에 의해 수신되는 것으로 의도되면, 그 신호는 인프라구조 (101) 를 통해 라우팅되고, 신호 (136) 는 순방향 링크를 통해 목적지 MS (105) 로 송신된다. 유사하게, 인프라구조 (101) 에서 개시된 신호는 MS (105) 로 브로드캐스팅될 수도 있다. 예를 들어, 콘텐츠 제공자는, 스트리밍 멀티미디어 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를 MS (105) 에 전송할 수도 있다. 통상적으로, MS 또는 지상선 통신 디바이스와 같은 통신 디바이스는 신호의 개시자 및 신호에 대한 목적지 양자일 수도 있다.
MS (104) 의 예는 셀룰러 전화기, 무선 통신 인에이블된 개인용 컴퓨터, 및 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 및 다른 무선 디바이스를 포함한다. 통신 시스템 (100) 은 하나 이상의 무선 표준을 지원하도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data GSM Environment), TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 등으로서 지칭되는 표준들을 포함할 수도 있다.
도 2 는 예시적인 패킷 데이터 네트워크 및 무선 네트워크를 통해 패킷 데이터를 전달하는 다양한 공중 인터페이스 옵션을 도시한 블록도이다. 설명된 기 술은 도 2 에서의 것과 같은 패킷 스위칭 데이터 네트워크 (200) 로 구현될 수도 있다. 도 2 의 예에서 도시된 바와 같이, 패킷 스위칭 데이터 네트워크 시스템은 무선 채널 (202), 복수의 수신 노드 또는 MS (204), 전송 노드 또는 콘텐츠 서버 (206), 서빙 노드 (208), 및 제어기 (210) 를 포함할 수도 있다. 전송 노드 (206) 는 인터넷과 같은 네트워크 (212) 를 통해 서빙 노드 (208) 에 커플링될 수도 있다.
서빙 노드 (208) 는, 예를 들어, 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 또는 서빙 GPRS 지원 노드 (SGSN) 및 게이트웨이 GPRS 지원 노드 (GGSN) 를 포함할 수도 있다. 서빙 노드 (208) 는 전송 노드 (206) 로부터 패킷 데이터를 수신할 수도 있고 정보의 패킷을 제어기 (210) 로 서빙할 수도 있다. 제어기 (210) 는, 예를 들어, 기지국 제어기/패킷 제어 기능 (BSC/PCF) 또는 무선 네트워크 제어기 (RNC) 를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 제어기 (210) 는 무선 액세스 네트워크 (RAN) 를 통해 서빙 노드 (208) 와 통신한다. 제어기 (210) 는 서빙 노드 (208) 와 통신하고 무선 채널 (202) 를 통해 정보의 패킷을 MS 와 같은 하나 이상의 수신 노드 (204) 에 송신한다.
또한 일 실시형태에서, 서빙 노드 (208) 또는 전송 노드 (206), 또는 양자는 데이터 스트림을 인코딩하는 인코더, 또는 데이터 스트림을 디코딩하는 디코더 또는 양자를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 인코더는 비디오 스트림을 인코딩할 수 있고, 그에 의해, 데이터의 가변-사이즈 프레임을 생성하며, 디코더는 데이터의 가변 사이즈 프레임을 수신하여 그들을 디코딩할 수 있다. 프레임은 다양한 사 이즈이지만 비디오 프레임 레이트는 일정하기 때문에, 데이터의 가변 비트 레이트 스트림이 생성된다. 유사하게, MS 는 데이터 스트림을 인코딩하는 인코더, 또는 수신된 데이터 스트림을 디코딩하는 디코더, 또는 양자를 포함할 수도 있다. "코덱" 이라는 용어는 인코더 및 디코더의 조합을 설명하기 위해 사용된다.
도 2 에서 도시된 일 예에서, 네트워크 또는 인터넷 (212) 에 접속된 전송 노드 (206) 로부터의, 멀티미디어 데이터와 같은 데이터는 전송 노드 또는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN; 208), 및 제어기, 또는 기지국 제어기/패킷 제어 기능 (BSC/PCF: 210) 을 통해 수신 노드 또는 MS (204) 에 전송될 수 있다. MS (204) 와 BSC/PCF (210) 사이를 인터페이스하는 무선 채널 (202) 은 공중 인터페이스이고, 통상적으로 시그널링 및 전달자 (bearer), 또는 페이로드, 데이터를 위해 많은 채널을 사용할 수 있다.
공중 인터페이스
공중 인터페이스 (202) 는 임의의 수의 무선 표준에 따라 동작할 수도 있다. 예를 들어, 표준은, GSM, GPRS, EDGE 와 같이 TDMA 에 기초한 표준, 또는 TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 와 같이 CDMA에 기초한 표준 등을 포함할 수도 있다.
RTP 패킷화
실시간 전송 프로토콜 (RTP) 은 멀티미디어 데이터와 같은 실시간 데이터를 송신하기 위해 개발된 프로토콜이다. RTP 는 IP 네트워크를 통해 실시간 데이터를 스트리밍하는 메카니즘을 제공하는 플렉서블한 프로토콜이다. URL (www.faqs.org/rfc/rfc3550.html) 에서 가용 2003 년 7 월 RFC-3550 draft standard, Internet Engineering Steering Group, H, Schulzrinne [Columbia University], S.Casner [Packet Design], R Frederick [Blue Coat Systems Inc.], V. Jacobson [Packet Design] 저 "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications" 참조. 스트리밍은 일정하고 지속적인 스트림으로서 프로세싱될 수 있도록 데이터를 전송하기 위한 기술을 칭한다.
특정 유형의 데이터, 예를 들어, 비디오를 스트리밍하는 RTP 를 이용하는 한 방법의 설명은 RTP 프로파일로서 칭한다. RTP 프로파일에서, 소스 인코더의 출력은 패킷으로 그룹화되고 헤더 정보는 패킷에 부가된다.
도 3 은 무선 링크를 통해 비디오 데이터 또는 VoIP 와 같은 멀티미디어 데이터를 송신하는 RTP 를 이용하는 경우 다양한 레벨의 캡슐화 프레젠트를 도시한 도면이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 페이로드 (302) 가 생성된다. 예를 들어, 페이로드는 스트리밍 멀티미디어 데이터, 예를 들어 비디오 데이터 또는 VoIP 일 수 있다. 페이로드 (302) 는 페이로드 (302) 에 부가된 추가 정보를 포함하는 슬라이스_헤더 (SH) 에 의해 사전 부가될 수도 있다. 그 후, RTP 프로토콜은 그 페이로드를 하나 또는 여러 RTP 패킷으로 캡슐화하고 RTP 헤더 (306) 를 부가한다. 도 3 에 도시된 예에서, 페이로드는 "RTP" 에 의해 지정된 RTP 헤더 (306) 와 함께 단일의 RTP 패킷으로 캡슐화된다. 그 후, 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 헤더 (308) 는 각각의 RTP 패킷에 부가되어, 소스 및 목적 포트를 지정한다. 그 후, 인터넷 프로토콜 (IP) 헤더 (310) 가 부가되어 소스 및 목적 호스트의 네트워크 어드레스를 지정한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, RTP 헤더는 12 바이트일 수도 있고, UDP 헤더는 20 바이트일 수도 있으며, IP 헤더는 8 바이트일 수도 있고, 그에 의해 페이로드 (302) 에 부가되는 40 바이트 헤더를 생성한다. 무선 통신 시스템을 통해 RTP 를 송신하는 경우에, 시스템 자원을 보존하는 헤더의 사이즈를 감소시키는 것이 바람직하다.
무선 네트워크로 진입시, 포인트 투 포인트 프로토콜 (PPP) 헤더 (312) 가 부가되어 지속적인 스트림 비트로 패킷을 직렬화하는 프레임 정보를 제공한다. 그 후, 무선 링크 프로토콜, 예를 들어, cdma2000 에서의 RTP 또는 WCDMA 에서의 RLC 는 비트 스트림을 RLP 패킷 (314) 으로 패킹한다. 무선 링크 프로토콜은, 다른 것들 중에서, 공중 인터페이스를 통해 전송된 패킷의 재송신 및 재-순서화를 하게 한다. 최종적으로, 공중 인터페이스 MAC 층은 하나 이상의 RLP 패킷 (314) 을 가지고, 그것들을 MUX 층 패킷 (316) 으로 패킹한 후, 멀티플렉싱 헤더 (MUX; 318) 를 부가한다. 그 후, 물리 층 패킷 채널 코더는 디코딩 에러를 검출하는 체크섬 (CRC; 320), 및 물리 층 패킷 (325) 을 형성하는 테일부 (322) 를 부가한다.
인턴넷 엔지니어링 스트리밍 그룹은 RTP 에 의해 수행되는 비디오의 패킷화에 대한 제안된 가이드라인, 또는 룰을 가진다. URL (www:faqs.org/rfcs/rfcs3060.html) 에서 가용, 2000 년 11 월, RFC-3016 제안된 표준 Internet Engineering Steering Group, Y. Kikuchi [Toshiba], T. Nomura [NEC], S. Fukunaga [Oki], Y. Matsui [Matsushita], H. Kimata [NTT] 저 "RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams" 참조. 이들 룰이 MPEG-4 를 어드레스하지만, 유사한 방식이 또한 다른 비디오 코덱에 적용된다. RFC3016 은 패킷화를 위한 다음 3 개의 옵션들을 규정하고, 여기서 VOP (Video Object Planes) 는 MPEG-4 비디오 프레임을 칭한다.
1. RTP 패킷당 하나의 비디오 프레임을 패킹: "RTP 타임스탬프는 RTP 패킷에 포함된 VOP 의 샘플링 인스턴스를 지시한다. 랜덤인 상수 오프셋은 보안 이유를 위해 부가된다." 이러한 경우에, RTP 타임스탬프 및 RTP 시퀀스 넘버는 증가한다.
2. RTP 패킷당 복수의 비디오 프레임을 패킹: "복수의 VOP 들이 동일한 RTP 로 전달되는 경우, 타임스탬프는 RTP 로 전달된 VOP 내의 가장 이른 VOP 타임을 지시한다. VOP 들의 나머지의 타임스탬프 정보는 VOP 헤더에서의 타임스탬프로부터 유도된다 (modulo_time_base 및 vop_time_increment). [...] 이러한 종류의 패킷화는 기초적인 네트워크의 비트-레이트가 낮은 경우에 RTP/IP 헤더의 오버헤드를 세이브하는데 효율적인다. 그러나, 복수의 비디오 패킷들이 단일의 RTP 패킷 손실에 의해 폐기되기 때문에, 패킷-손실 복원을 감소시킨다. RTP 패킷에서의 비디오 패킷의 옵션적 넘버 및 RTP 의 길이는 기초적인 네트워크의 비트-레이트 및 패킷-손실을 고려하여 결정될 수 있다." 이러한 경우에, RTP 타임스탬프는 앞으로 점프하고 RTP 시퀀스 넘버는 증가된다.
3. 복수의 RTP 패킷을 통한 하나의 비디오 프레임 세그멘팅: 단일의 비디오 패킷은 단일의 RTP 패킷으로 전송되는 것이 추천된다. 비디오 패킷 사이즈는 생성된 RTP 패킷이 경로-MTU 보다 크지 않는 방법으로 조정되어야 한다. [...] 기초 네트워크의 패킷-손실 레이트가 높은 경우, 이런 종류의 패킷화가 추천된다. VOP 헤더를 포함하는 RTP 패킷이 패킷 손실에 의해 폐기되는 경우에도, 다른 RTP 패킷은 비디오 패킷 헤더내의 HEC (헤더 확장 코드) 정보를 이용함으로써 이용될 수 있다." 여분의 RTP 헤더 필드는 필요하지 않다. 이러한 경우에, RTP 타임스탬프는 동일함을 유지하고 RTP 시퀀스 넘버는 증가된다.
일반적으로, 인코딩의 "변화도 (variability)" 는 잘 규정되었기 때문에, RTP 패킷화는 스피치 코덱, 또는 보코더에 대해 더 간단하다. 예를 들어, cdma2000 보코더에서, 페이로드 사이즈는 4 개 (4) 의 가능한 레이트 중 하나이다 (즉, 풀 레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트).
공통 헤더 압축이 지원하는 멀티미디어 데이터 스트림의 송신 동안의 헤더 압축
주어진 압축 방식에 대해, 헤더가 RTP/UDP/IP/PPP 헤더를 포함하는, 압축 헤더의 사이즈는 다른 것들 중에서, RTP 타임 스탬프 및 RTP 시퀀스 넘버의 변화에 의존한다. 인코더는 예를 들어, 비디오 데이터 스트림과 같은 멀티미디어 데이터 스트림으로부터 데이터 패킷을 인코딩하는 시간에서 압축 헤더의 실제 사이즈를 알지 못한다. 압축 헤더의 실제 사이즈는 알지 못하지만, 헤더 사이즈의 상한은 설정될 수 있다. 예를 들어, 세션의 설정 동안, 헤더 사이즈의 상한은 압축 방식, UDP 체크섬 옵션등과 같은 파라미터에 의존하여 확립될 수도 있다.
일 실시형태에서, 가능한 데이터 레이트의 설정은 전송 단말기, 수신 단말기 및 그들의 대응 PDSN 사이에서 교섭된다. 예를 들어, 가능한 데이터 레이트의 설정은 전송 MS, 수신 MS, 및 그들의 대응 PDSN 사이에 교섭될 수도 있다. 각각의 가능한 데이터 레이트는, 앞에 "통신 채널을 통한 정보의 전달 (DELIVERY OF INFORMATION OVER A COMMUNICATION CHANNEL)" 이라고 제목 지워진 공동-계류중인 미국 특허 출원 제 호 에서 설명된 물리 층 패킷 사이즈와 관련된다. S 는 교섭 이후에, 인코더에 가용 데이터 레이트에 대응하는 물리 층 패킷 사이즈의 세트를 바이트로 나타낸다.
Figure 112006092386660-PCT00001
Figure 112006092386660-PCT00002
여기서
Figure 112006092386660-PCT00003
는 페이로드에 대해 이용될 수 있는 물리 층 패킷내에 최대 데이터량을 바이트로 나타내고,
χ∈{0, 1, 2, 3, 4} 에서, χ 값은 압축 헤더 사이즈상의 상한을 바이트로 나타내고, 사용된 헤더 압축 방식의 유형에 의존한다. 예를 들어, 아래에 더 논의되는 바와 같이, 상이한 압축 방식에 대응하는 값은:
χ≡0 은 제로-압축에 대응하고, 여기서 헤더는 전체적으로 제거되고;
χ≡1 또는 2 는 UDP 체크섬 없이 로버스트 헤더 압축 (ROHC) 에 대응하며;
χ≡3 또는 4 는 UDP 체크섬을 갖는 ROHC 에 대응한다.
일 실시형태에서, 세션에 포함된 PDSN, 콘텐츠 및 MS 들은 세션 셋업의 셋업 동안 S 및 χ 에 대한 값을 교섭한다. 이 교섭은 세션에서의 다양한 디바이스에 의해 지원된 압축 방식 및 인코딩 방식과 같은 파라미터를 계산한다. 그 세션동안 멀티미디어 데이터 스트림과 같은 데이터 스트림은, 인코더가 압축 헤더를 위한 충분한 공간을 남겨두는 사이즈로 S-χ 바이트인 패킷을 생성하도록 사이즈된 포션으로 파티셔닝될 수도 있다. 예를 들어, 세션 동안 비디오 데이터 스트림이 송신되는 경우, 비디오 슬라이스가 인코딩되면, 이 인코딩된 슬라이스가 S-χ 바이트가 되고 압축된 헤더는 χ 바이트보다 사이즈상 더 크지 않게 되도록 비디오 프레임이 파티셔닝되거나 "슬라이스된다" 압축 헤더의 사이즈가 χ 바이트보다 작은 경우, 널 (null) 바이트가 포함될 수 있거나, 비디오 슬라이스를 인코딩하도록 할당된 데이터량은 생성된 데이터 패킷이 원하는 사이즈가 되도록 증가될 수 있다.
도 4 는 S 및 χ 에 대한 값의 교섭의 예를 설명하는 흐름도이다. 흐름은 MS 가 인프라 구조의 디바이스, 예를 들어 PDSN 에, 어느 압축 방식을 MS 가 지원하는지 통지한다. 또한, MS 가 지원된 압축 방식 중 하나를 다른 것보다 더 선호하는 경우에, MS 는 PDSN 에 통지할 수 있다. 흐름은 그 후, 블록 404 로 진행한다. 블록 404 에서, PDSN 과 같은 인프라구조 디바이스는 MS 지원 압축 방식을 인프라구조 디바이스에 의해 지원된 압축 방식과 비교한다. 또한 인프라구조 디바이스는 MS 의 임의의 우선권을 고려할 수도 있다. 그 후, 흐름은 인프라구조 디바이스가 세션 동안 이용하기 위한 압축 방식을 MS 에 통지하는 블록 406 로 진행한다.
도 4 에 도시된 교섭의 일 예로서, MS 는 PDSN 에 MS 가 х=0, 3, 및 1 을 선호하는 순서로 지원함을 통지한다. 이 예에서, PDSN 은 ｘ=1 (UDP 체크섬 없는 ROHC) 을 지원하지 않는다. 그 후, PDSN 은 세션에 관계하게 될 두번째 PDSN 에 지원 옵션 (χ=0, 3) 을 전송한다. 두번째 PDSN 은, 이 두번째 PDSN 자체가 χ=0, 1, 및 4 를 지원할 수 있는 동안, 또한 세션에 관계하게 될 수신 MS 가 χ=0, 1, 2, 3, 및 4 를 지원할 수 있음을 발견할 수도 있다. 세션에서의 모든 참가자에 의해 지원된 χ 의 유일한 값은 χ=0 이기 때문에, 세션은 х 에 대한 제로 값을 이용하여 확립될 수 있다.
도 5 는 S 및 χ 에 대한 값의 교섭의 또 다른 예를 설명하는 흐름도이다. 흐름은 예를 들어, PDSN 인 인프라구조에서의 디바이스가 MS 에 그 인프라구조 디바이스가 지원하는 압축 방식이 어느 것인지 통지하는 블록 502 에서 시작한다. 또한, 인프라구조 디바이스는, MS 에 그 인프라구조가 지원 압축 방식들 중 하나에 대해 갖는 다른 것 보다의 임의의 우선권을 통지한다. 그 후, 흐름은 블록 504 로 진행한다. 블록 504 에서, MS 는 그 MS 지원 압축 방식을 인프라구조 디바이스에 의해 지원된 압축 방식과 비교한다. MS 는 또한 인프라구조 디바이스의 임의의 우선권을 고려할 수도 있다. 그 후, 흐름은 MS 가 세션 동안 이용하기 위한 압축 방식을 인프라구조 디바이스에 통지하는 블록 506 으로 진행한다.
상기 예에 대한 프로토콜 시퀀스의 일 예가 아래에 리스트된다.:
ㆍ PPP 인터넷 프로토콜 제어 프로토콜 (IPCP) 동안, 임의의 우선권과 함께, 모바일 및 PDSN 모두는 서로 그들의 헤더 압축 용량을 지시하고 모바일 및 PDSN 모두에 의해 지원된 공통 압축 용량 세트로 교섭한다.
ㆍ 모바일은 어느 헤더 압축 유형을 이용할지와 그로 인한 χ 값을 결정한다.
ㆍ 모바일은 χ 값과 같은 정보, 비디오 슬라이스 사이즈와 같은 데이터 패킷 사이즈를 무선 통신 시스템 (예를 들어, 세션 개시 프로토콜 (SIP) 또는 실시간 스트리밍 프로토콜 (RTSP) 등에서의 세션 기술 프로토콜 (SDP) 파라미터) 을 통해 PDSN 과 통신중인 콘텐츠 서버에 전달한다.
ㆍ 모바일은 어드레스/포트, 헤더 압축 유형들과 같은 흐름 정보를 PDSN 에 3GPP2-specific signaling (즉, RESerVation (RESV) message) 을 통해 전달한다. 이 정보는 PDSN 이 어드레스/포트에 의해 식별된 특정 세션 흐름상에 어느 압축 유형이 이용될지 알게 한다.
로버스트 헤더 압축
여기서 설명된 로버스트 헤더 압축 (ROHC) 은 압축기 및 압축해제기 모두에서 스테이트 정보 (콘텍스트) 를 유지함으로써 연속 패킷 사이에 리던던시를 이용하는 압축 방식에 관한 것이다. 정적 콘텍스트 정보는 세션의 시작에서, 오직 초기로 전송되고, 동적 콘텍스트는 후속 데이터 패킷으로 전송된다. 압축해제기가 압축해제된 패킷을 정확히 생성하도록, 압축해제기에서의 콘텍스트는 압축 동안 압축기에 의해 이용된 콘텍스트에 동기화될 필요가 있다. 압축기와 압축해제기 사이에 콘텍스트의 동기화를 유지하기 위해 개발된 기술은, 본 명세서 전체에 참조로서 포함된 ROHC (Robust Header Compression) Working Internet Engineering Task Force 에 의해 개발된 로버스트 헤더 압축 (ROHC) 기술을 포함한다 [예를 들어, 본 명세서 전반에 참조로서 포함된 URL (www,ietf.org/rfc/rfc3095.txt?number=3095) 에서의 표준 및 드래프트 참조].
ROHC 를 이용하는 경우, 콘텍스트가 압축해제기에서 가용 경우 대부분의 페이로드에 대해 1 바이트 헤더가 있고, 압축해제기에서 콘텍스트를 확립하기 위해 필요한 경우 44 바이트 헤더가 있다. UDP 체크섬이 인에이블되는 경우, 콘텍스트가 압축해제기에서 이용가능하면, 압축 헤더 사이즈는 3 바이트이다. 일 실시형태에서, ROHC 가 이용되고, 콘텍스트가 압축해제기에서 가용인 경우, 페이로드 패킷 사이즈는 물리 층 패킷 사이즈보다 1 바이트 작도록 제한된다. 또 다른 실시형태에서, 인에이블된 UDP 체크섬과 함께 ROHC 가 이용되고, 콘텍스트가 압축해제기에서 가용인 경우, 페이로드 패킷 사이즈는 물리 층 패킷 사이즈보다 3 바이트 작도록 제한된다.
ROHC 콘텍스트가 확립될 필요가 있는 경우에, cdma2000 의 "블랭크 및 버스트 (blank and burst)" 송신 특징이 예를 들어, 복수의 통신 채널상에서 이용될 수 있고, 또는 추가 패킷이 전송될 수 있다. 이 방법으로, ROHC 는 설명된 기술로 이용될 수 있고 그 결과 송신된 데이터량의 감소를 유발한다. "블랭크 및 버스트" 는 음성 데이터 대신에 시그널링 데이터 (이 경우에 ROHC 콘텍스트 정보) 가 전송됨을 의미한다.
제로 바이트 헤더 압축
범용 이동 통신 시스템 (UMTS; Universal Mobile Telecommunications System) 으로 알려진 제 3 세대 이동 기술은 고정된 무선 및 위성 시스템을 통해 세계 어디의 무선 디바이스에도 오디오 및 비디오를 전달한다. 일반적으로, UMTS 코덱 페이로드 사이즈는 적응성 다중-레이트 (AMR; Adaptive Multi-Rate) 모드에 기초하여 고정된다. 복수의 프레임을 통해 RTP 오버헤드를 양도하기 위해, 다음 방법 중 하나 또는 모두가 이용될 수 있다.
1. (ROHC 와 같은) 헤더 압축
2. 하나의 RTP 패킷으로 복수의 프레임을 번들링 (bundling)
번들링이 이용되는 경우, RTP 타임스탬프는 RTP 패킷의 최초 프레임의 타임스탬프이다.
IP 노드가 수신기, 또는 "싱크 (sink)" 단말기와 통신하는 경우, 타임스탬프 정보가 명확히 알려진 경우 RTP 헤더를 재구성할 필요가 없을 수도 있다. 디코더가 알려진 일정한 레이트로 프레임을 수신하는 경우, 디코더는 추가적인 타임스탬프 정보없이 샘플을 출력할 수도 있다. 예를 들어, 디코더가 매 20 ms 마다 하나 이상의 프레임으로 수신하는 경우, 디코더는 추가적인 타임스탬프 정보 없이 매 20 ms 마다 샘플을 출력할 수 있다. 블랭크 프레임은 패킷 손실 동안 생성될 수도 있다.
도 6 은 무선 통신 시스템에서의 제로 바이트 압축 기술에 따라 패킷 데이터에 대한 프로토콜 스택을 설명하는 도이다. 도 6 에 도시된 예에서, MS (602) 는 인프라구조의 호스트 (604) 로부터 데이터를 수신한다. 호스트 (604) 에서 코덱 (606) 은 데이터 패킷을 인코딩한다. 코덱의 출력은 데이터 패킷에 각각 부가된 RTP, UDP, 및 IP 헤더 정보 (608, 610 및 612) 를 가진다. PDSN (614) 은 기지국/패킷 제어 기능과 같은 무선 네트워크 (616) 를 통해 MS (602) 에 인코딩된 데이터 패킷을 전송한다. 데이터 패킷이 MS (602) 에 의해 수신되는 경우, 데이터 패킷은 미디어 접속 제어 층 (618) 으로부터 코덱 (620) 으로 데이터 패킷을 라우팅한다. MS (602) 에서의 코덱 (620) 은 수신 패킷을 디코딩한다.
상술한 바와 같이, RTP 패킷화로, 복수의 비디오 프레임이 하나의 RTP 패킷에 포함되는 경우, 컴플라이언트 디코더는 RTP 패킷에서의 후속 비디오 프레임의 modulo_timebase 및 time_increment 분야를 이용하여 이 패킷에서의 프레임의 타이밍을 재생성할 수 있다. 예를 들어, EBR 를 이용하여, 비디오 프레임이 매 nT ms 로 (여기서 T 는 2 개의 비디오 프레임 사이의 타임, T = 1000/frame_per_second) 전달되는 QoS 보장이 있는 경우, 비디오 데이터의 동기 전달을 위한 메커니즘이 확립될 수도 있다. 그 결과, EBR 도달은 스피치에 대한 서비스 옵션 60 (SO60) 에 유사하게, 제로 바이트 헤더 압축을 이용할 수 있다. 제로 바이트 헤더 압축의 이용은 송신된 데이터량을 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 8x (64 kbps 스트림) 에서 동작하는 보충 채널 (SCH; supplement channel) 에 대한 CDMA 에 기초한 무선 통신 시스템에서, 이 기술은 각각의 160 바이트에 대해 적어도 44 바이트 헤더 정보를 감소시킴을, 예를 들어, 비트레이트에서 약 27.5% 세이빙을 유발할 수 있다.
도 7 은 비디오 데이터 스트림의 데이터 레이트 대 IP 헤더 오버헤드를 설명 하는 챠트이다. 세로축 (702) 는 총 비트레이트의 퍼센트로서 정규화된 RTP/UDP/IP/PPP 를 나타내고, 수평축 (704) 는 비디오 스트림에 대한 비트레이트를 나타낸다. 도 7 의 곡선 (706) 은 오버헤드의 사이즈가 감소함에 따라 데이터에 대한 가용 비트레이트에서의 증가를 나타낸다. 도 7 에 도시된 예에서, 4 바이트의 값은 PPP 오버헤드에 대해 이용되었다. PPP 오버헤드에 대한 4 의 값은, 때때로 이스케이프 코드가 일부 비디오 데이터가 PPP 헤더에 대해 미스테이크되지 않도록 부가되기 때문에, PPP 오버헤드에 대한 실제 값을 경시할 수 있다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 비트레이트가 증가함에 따라 오버헤드에 전용된 총 비트 레이트의 퍼센트가 감소하지만, 총 비트 레이트의 상당한 양이 오버헤드의 송신에 전용될 수도 있다. 예를 들어, 초당 88 바이트의 비트 레이트에서, 총 비트 레이트의 약 20% 가 오버헤드의 송신에 전용된다. ROHC 및 제로 헤더 압축과 같은 기술을 통해 헤더 정보의 제거, 감소는, 그렇지 않은 경우 헤더 압축의 송신에 전용되는 비트레이트가 대신 비디오 품질을 개선하거나 시스템 용량을 증가하는 등을 위해 이용될 수 있게 한다.
도 8 은 제로 바이트 헤더 기술이 이용되는 경우, 멀티미디어 데이터의 디코딩에서 이용된 예시적인 콤포넌트를 도시하는 블록도이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 채널 디코더 (802) 는 멀티미디어 데이터 스트림을 구성하는 데이터 패킷을 수신하도록 구성된다. 채널 디코더 (802) 의 출력은 RLP 리시퀀서 (804) 에 접속된다. RLP 리시퀀서 (804) 는 각각의 패킷의 시퀀스 넘버에 따라 채널 패킷이 시퀀싱되는 리시퀀싱 버퍼 (806) 로 채널 패킷을 위치시킨다. 멀티미디어 디코더 (808), 예를 들어, 비디오 디코더는 리시퀀싱 버퍼 (806) 로부터 데이터 패킷을 복구하여 각각의 멀티미디어 패킷을 디코딩한다. 멀티미디어 패킷은 멀티미디어 디코더 (808) 로부터 출력되어 그 멀티미디어 패킷이 저장되는 멀티미디어 프레임 버퍼 (810) 에 위치된다. 멀티미디어 플레이 아웃 디바이스 (812) 는 멀티미디어 프레임 버퍼 (810) 로부터 디코딩된 멀티미디어 패킷을 복구한다. 멀티미디어 플레이 아웃 디바이스 (812) 는 적당한 멀티미디어 프리젠테이션 디바이스 (814) 로 사용자에게 프리젠테이션을 위해 멀티미디어 패킷을 포맷한다. 예를 들어, 멀티미디어 데이터가 비디오인 경우, 멀티미디어 프리젠테이션 디바이스 (814) 는 비디오 디스플레이일 수도 있다.
도 9 는 도 8 에 도시된 멀티미디어 디코더 (808) 에서 달성될 수 있는 바와 같이 제로 바이트 헤더 압축을 이용하는 멀티미디어 데이터 스트림의 디코딩의 일 예를 도시하는 흐름 챠트이다. 도 9 의 예에서, 멀티미디어 데이터는 비디오 데이터이고 멀티미디어 디코더 (808) 는 비디오 디코더이다. 흐름은 비디오 디코더가 리시퀀싱 버퍼로부터 다음 인-시퀀스인 슬라이스 또는 데이터 패킷을 복구하는 블록 902 에서 시작한다. 흐름은 블록 904 로 진행한다. 블록 904 에서, 데이터 패킷이 시험되고, 그 데이터 패킷이 시작 코드 또는 동기화 마커를 포함하는지 여부가 결정된다. 데이터 패킷이 비디오 스트림의 비디오 프레임의 시작을 지시하는 시작 코드를 포함하는 경우, 블록 906 으로 진행한다. 블록 906 에서 데이터 패킷이 시험되고 프레임 헤더가 판독된다. 프레임 헤더는 타이밍 정보를 포함하는 전체 비디오 프레임에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 그 후, 흐름은 비디오 프레임 버퍼의 새로운 프레임이 오픈되는 블록 908 로 진행한다. 그 후, 흐름은 블록 910 으로 진행한다.
블록 904 로 돌아가서, 데이터 패킷이 시험되고, 데이터 패킷 또는 슬라이스가 동기화 마커를 포함하는 것으로 결정된 경우, 블록 912 로 진행한다. 데이터 패킷이 동기화 마커를 포함하는 경우, 데이터 패킷은 비디오 스트림의 비디오 프레임의 시작은 아니지만, 비디오 프레임의 매크로 블록 또는 슬라이스로 또한 칭하는 일부이다. 블록 912 에서 슬라이스 또는 매크로 블록 또는 데이터 패킷의 슬라이스 헤더가 판독된다. 그 후, 흐름은 블록 910 으로 진행한다.
블록 910 에서 데이터 패킷, 또는 슬라이스 또는 매크로블록이 디코딩된다. 그 후, 흐름은 디코딩 에러가 발생하는지 여부가 결정되는 블록 914 로 진행한다. 예를 들어, 블록 914 에서 디코딩된 데이터 패킷에 충돌 시퀀스 넘버가 존재하는지 여부가 결정될 수도 있다. 디코딩 에러가 존재하는 것으로 결정된 경우, 블록 914 에서의 긍정 출력은 블록 916 으로 진행한다. 블록 916 에서 디코딩 에러를 포함하는 슬라이스 또는 데이터는 폐기된다. 그 후, 흐름은 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하는지 여부가 결정되는 블록 918 로 진행한다.
914 로 돌아가서, 디코딩 에러가 없는 경우에, 블록 914 에서의 부정 출력은 블록 920 으로 진행한다. 블록 920 에서 인코딩된 패킷, 또는 슬라이스는 오픈 비디오 프레임에 삽입된다. 그 후, 흐름은 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하는지 여부가 결정되는 블록 922 로 진행한다.
블록 922 에서, 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하지 않는 것으로 결정된 경우, 블록 922 에서의 부정 출력은 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하는지 여부가 결정되는 블록 918 로 진행한다. 블록 922 에서, 스트림에 패킷이 더 존재하는 것으로 결정된 경우, 블록 922 의 긍정 출력은 블록 910 으로 진행하고 패킷의 다음 매크로 블록은 디코딩된다. 블록 918 로 돌아가서, 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하는 것으로 결정된 경우, 블록 918 의 긍정 출력은 블록 902 로 진행하고 시퀀스에서의 다음 패킷이 복구된다. 블록 918 에서 스트림에 추가 데이터 패킷이 존재하지 않는 것으로 결정된 경우, 블록 918 의 부정 출력은 블록 924 로 진행하고 흐름은 중단된다.
도 10 은 멀티미디어 플레이 아웃 디바이스 (812) 에 대한 예시적인 경과를 도시하는 흐름도이다. 도 10 의 예에서, 멀티미디어 데이터는 비디오 데이터이고 멀티미디어 플레이 아웃 디바이스 (812) 는 비디오 플레이 아웃 디바이스이다. 흐름은 디코딩된 비디오 프레임이 비디오 데이터의 프레임 레이트로 비디오 프레임 버퍼로부터 리트리빙되는 블록 1002 에서 시작한다. 비디오 프레임의 에이지는 예를 들어, 비디오 프레임의 RTP 시퀀스 넘버, 또는 비디오 프레임의 타임스탬프, 또는 다른 기술들에 의해 결정될 수도 있다. 그 후, 흐름은 블록 1004 로 진행한다. 블록 1004 에서, 리트리빙된 프레임이 시험되고 에러 은폐 기술이 원한다면 제공된다. 예를 들어, 에러 은폐 기술은 비디오 프레임에서 슬라이스의 손실 패킷이 존재하는 경우, 또는 전체 비디오 프레임이 손실되는 경우, 또는 다른 유형의 에러인 경우에 적용된다.
에러 은폐 기술은 예를 들어, 현재 비디오 프레임에서 손상된 슬라이스를 교 체하기 위해 이전 비디오 프레임으로부터의 슬라이스 또는 복사 패킷을 포함할 수 있다. 에러 은폐의 또 다른 예는 손상된 슬라이스에 대한 교체 슬라이스를 생성하는 이웃 비디오 슬라이스로부터의 정보를 이용하는 것이다. 예를 들어, 이웃 슬라이스로부터의 정보는 예를 들어, 손상된 슬라이스에 대한 보간 동작 벡터 (interpolation motion vector) 를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 또한 비디오 슬라이스에서 에러 은폐를 위한 또 다른 기술이 구현될 수도 있다. 블록 1004 의 에러 은폐 기술은 또한 비디오 디코딩의 일부, 예를 들어, 도 9 의 흐름도의 일부로서 수행될 수 있다.
흐름은 블록 1004 로부터 블록 1006 으로 진행한다. 블록 1006 에서, 비디오 데이터가 디스플레이된다. 예를 들어, 셀 폰, PDA, 무선 인에이블된 개인 컴퓨터와 같은 무선 통신 디바이스, 또는 다른 무선 통신 디바이스의 비디오 디스플레이상에 프로젝트될 수도 있다.
도 11 은 무선 통신 시스템을 통해 데이터를 송신하는 예시적인 경과를 도시하는 흐름도이다. 흐름은 무선 통신 시스템의 물리 층 패킷 사이즈가 결정되는 블록 1102 에서 시작한다. 예를 들어, 물리 층 패킷 사이즈는 단일 사이즈 또는 복수의 사이즈 중 하나일 수 있다. 흐름은 압축 헤더의 최대 사이즈가 결정되는 블록 1104 로 진행한다. 그 후, 흐름은 블록 1106 으로 진행한다. 블록 1106 에서, 정보 유닛은 파티셔닝된다. 파티션의 사이즈는, 파티션이 인코딩된 이후에, 그 인코딩된 파티션 및 압축 헤더의 전체, 또는 총 사이즈가 물리 층 패킷 사이즈보다 크지 않도록 선택된다.
도 12 는, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 구성된 무선 통신 디바이스 또는 이동국 (MS) 의 블록도이다. 통신 디바이스 (1202) 는, 네트워크 인터페이스 (1206), 코덱 (1208), 호스트 프로세서 (1210), 메모리 디바이스 (1212), 프로그램 제품 (1214), 및 사용자 인터페이스 (1216) 를 포함한다.
인프라구조로부터의 신호는 네트워크 인터페이스 (1206) 에 의해 수신되어 호스트 프로세서 (1210) 에 전송된다. 호스트 프로세서 (1210) 는 신호를 수신하고, 신호의 콘텐츠에 의존하여 적절한 액션 (action) 으로 응답한다. 예를 들어, 호스트 프로세서 (1210) 는 수신 신호 자체를 디코딩할 수도 있거나, 디코딩을 위해 코덱 (1208) 으로 그 수신 신호를 라우팅할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 수신 신호는 네트워크 인터페이스 (1206) 로부터 코덱 (1208) 으로 직접 전송된다.
또한 MS 로부터의 신호는 호스트 프로세서 (1210), 또는 코덱 (1208) 또는 양자로부터 네트워크 인터페이스 (1206) 를 통해 인프라구조로 송신될 수 있다. 호스트 프로세서 (1210) 는 헤더가 데이터 패킷에 부가된 이후에, 데이터 패킷 및 부가된 헤더의 총 사이즈가 물리 층 패킷 사이즈의 사이즈에 매칭하도록 사이즈된 데이터 패킷으로 데이터 스트림을 파티셔닝할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 코덱 (1208) 은 헤더가 데이터 패킷에 부가된 이후에, 데이터 패킷 및 부가된 헤더의 총 사이즈가 물리 층 패킷 사이즈의 사이즈에 매칭하도록 사이즈된 데이터 패킷으로 데이터 스트림을 파티셔닝한다. 양 실시형태에서, 데이트 패킷 및 부가된 헤더는 네트워크 인터페이스 (1206) 로 전송되어 인프라구조로 송신된다.
일 실시형태에서, 네트워크 인터페이스 (1206) 는, 무선 채널을 통해 인프라구조에 인터페이스하는 트랜스시버 및 안테나일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 네트워크 인터페이스 (1206) 는 지상선을 통해 인프라구조에 인터페이스하기 위해 사용되는 네트워크 인터페이스 카드일 수도 있다.
호스트 프로세서 (1210) 및 코덱 (1208) 양자는 메모리 디바이스 (1212) 에 접속된다. 메모리 디바이스 (1212) 는 MS 의 동작 동안 데이터를 저장하기 위해 이용될 수도 있다. 예를 들어, 메모리 디바이스는 리시퀀싱 버퍼, 또는 프레임 버퍼, 또는 양자를 포함할 수도 있다. 또한, 메모리 디바이스는 호스트 프로세서 (1210) 또는 코덱 (1208), 또는 양자에 의해 실행될 프로그램 코드를 저장할 수도 있다. 예를 들어, 호스트 프로세서, 코덱, 또는 양자 모두 메모리 디바이스 (1212) 에 일시적으로 저장된 프로그램 명령의 제어하에 동작할 수도 있다. 또한 호스트 프로세서 (1210) 및 코덱 (1208) 은 그 자체의 프로그램 저장 메모리를 포함할 수 있다. 프로그래밍 명령이 실행되는 경우, 호스트 프로세서 (1210) 또는 코덱, 또는 양자 모두, 예를 들어, 압축 헤더로 멀티미디어 스트림을 인코딩하고 디코딩하는, 그들의 기능들을 수행한다. 따라서, 프로그래밍 단계는 각각의 호스트 프로세서 (1210) 및 코덱 (1208) 의 기능을 구현하므로, 호스트 프로세서 및 코덱은, 각각, 원하는 바대로 콘텐츠 스트림을 디코딩 또는 인코딩하는 기능을 수행하도록 하게 할 수 있다. 프로그래밍 단계는 프로그램 제품 (1214) 으로부터 수신될 수도 있다. 프로그램 제품 (1214) 은, 호스트 프로세서, 코덱, 또는 양자에 의한 실행을 위해, 프로그램 단계를 메모리 (1212) 에 저장 및 전송할 수도 있다.
프로그램 제품 (1214) 은 교환 가능한 저장 디바이스를 수신하는 판독기를 포함할 수도 있다. 교환 가능한 저장 디바이스는 RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터와 같은 반도체 메모리 칩뿐만 아니라, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 컴퓨터 판독가능 명령을 저장할 수도 있는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체와 같은 다른 저장 디바이스일 수도 있다. 또한, 프로그램 제품 (1214) 은, 네트워크로부터 수신되고 메모리 내에 저장되며 그 후 실행되는 프로그램 단계를 포함하는 소스 파일일 수도 있다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따라 동작에 필요한 프로세싱 단계는 프로그램 제품으로 구체화될 수도 있다. 도 12 에서, 예시적인 저장 매체는 호스트 프로세서가 저장 매체에 정보를 기록하거나, 저장 매체로부터 정보를 판독할 수도 있도록 호스트 프로세서 (1210) 에 결합되어 도시된다. 또한, 저장 매체는 호스트 프로세서 (1210) 에 일체형일 수도 있다.
사용자 인터페이스 (1216) 는 호스트 프로세서 (1210) 및 코덱 (1208) 양자에 접속된다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 (1216) 는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 출력하기 위해 사용되는 디스플레이 및 스피커를 포함할 수도 있다.
당업자는 실시형태와 관련하여 설명된 방법의 단계가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상호교체될 수도 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 당업자는 임의의 다양한 서로 다른 기술 및 기법을 이용하여 정보 및 신호를 표현할 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드 (commands), 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 임의의 결합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 당업자는 여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들을 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현할 수도 있음을 알 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체 가능성을 분명히 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들을 주로 그들의 기능의 관점에서 상술하였다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지는 전체 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약조건들에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 그러한 구현의 결정이 본 발명의 범주를 벗어나도록 하는 것으로 해석하지는 않아야 한다.
여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 신호 (FPGA), 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 별도의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 결합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다른 방법으로, 그 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 기타 다른 구성물로 구현될 수도 있다.
여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
개시되어 있는 실시형태들에 대한 상기의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고도 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태들에 제한되는 것이 아니라, 여기에서 개 시된 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (30)

  1. 무선 통신 시스템을 통해 데이터를 송신하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 무선 통신 시스템의 물리 층 패킷 사이즈를 결정하는 단계;
    압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계; 및
    정보 유닛을 파티셔닝하는 단계로서, 파티션의 사이즈는, 파티션이 인코딩된 이후에 상기 인코딩된 파티션 및 상기 압축 헤더의 총 사이즈가 상기 물리 층 패킷 사이즈보다 크지 않도록 선택되는, 상기 정보 유닛을 파티셔닝하는 단계를 포함하는, 데이터 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 멀티미디어 데이터를 포함하는, 데이터 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 비디오 데이터를 포함하는, 데이터 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더는 로버스트 헤더 압축 기술 (robust header compression techniques) 에 따라 압축된, 데이터 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더는 제로-바이트 헤더 압축 기술에 따라 압축된, 데이터 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 물리 층 패킷의 사이즈 및 상기 압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계들은 통신 세션에서의 참가자 (participants) 사이의 교섭에 의해 결정되는, 데이터 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 CDMA 시스템인, 데이터 송신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 GSM 시스템인, 데이터 송신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 EDGE 시스템인, 데이터 송신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 GPRS 시스템인, 데이터 송신 방법.
  11. 무선 통신 시스템을 통해 멀티미디어 데이터를 송신하는 방법으로서,
    가용 통신 채널의 가능한 물리 층 데이터 패킷 사이즈 세트를 결정하는 단계;
    압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    멀티미디어 데이터의 프레임을 파티션으로 파티셔닝하는 단계로서, 파티션의 사이즈는 상기 파티션의 총 사이즈와 상기 압축 헤더의 최대 사이즈가 상기 가능한 물리 층 데이터 패킷 사이즈 중 하나에 매칭하도록 선택되는, 상기 파티셔닝하는 단계; 및
    상기 파티션을 인코딩하고, 상기 압축 헤더를 부가하여 상기 부가된 헤더와 함께 상기 인코딩된 파티션을 송신하는 단계를 포함하는, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 데이터는 가변 비트 레이트 스트림인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 데이터는 비디오 스트림인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 가능한 물리 층 데이터 패킷 사이즈 세트 및 상기 압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계들은, 통신 세션에서 참가자들 사이의 교섭에 의해 결정되는, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 CDMA 채널인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GSM 채널인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 EDGE 채널인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GPRS 채널인, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤더는 로버스트 헤더 압축 기술에 따라 압축되는, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤더는 제로 바이트 헤더 압축 기술에 따라 압축되는, 멀티미디어 데이터 송신 방법.
  21. 가용 통신 채널의 가능한 데이터 패킷 사이즈 및 압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하도록 구성된 프로세서;
    멀티미디어 데이터를 파티션으로 파티셔닝하도록 구성된 인코더로서, 상기 파티션의 사이즈는, 상기 피티션의 총 사이즈와 상기 압축 헤더의 최대 사이즈가 상기 가능한 데이터 패킷 사이즈 중 하나에 매칭하도록 선택되고, 상기 파티션을 인코딩하며, 상기 압축 헤더를 부가하는, 상기 인코더; 및
    상기 부가된 헤더를 가진 상기 파티션을 송신하도록 구성된 송신기를 구비하는, 무선 통신 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 데이터는 데이터 스트림인, 무선 통신 디바이스.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 데이터는 비디오 스트림인, 무선 통신 디바이스.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 CDMA 채널인, 무선 통신 디바이스.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GSM 채널인, 무선 통신 디바이스.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GPRS 채널인, 무선 통신 디바이스.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 EDGE 채널인, 무선 통신 디바이스.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 헤더는 로버스트 헤더 압축 기술에 따라 압축된, 무선 통신 디바이스.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 헤더는 제로 바이트 헤더 압축 기술에 따라 압축된, 무선 통신 디바이스.
  30. 데이터를 인코딩하는 방법을 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 방법은,
    무선 통신 시스템의 물리 층 패킷 사이즈를 결정하는 단계;
    압축 헤더의 최대 사이즈를 결정하는 단계; 및
    정보 유닛을 파티셔닝하는 단계로서, 파티션의 사이즈는, 파티션이 인코딩된 이후에 상기 인코딩된 파티션 및 상기 압축 헤더의 총 사이즈가 상기 물리 층 패킷 사이즈보다 크지 않도록 선택되는, 상기 정보 유닛을 파티셔닝하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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