KR20070014201A - 통신 시스템의 채널에 정보를 할당하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 채널을 통해 정보의 송신을 개선하는 방법 및 장치가 개시된다. 이들 기술들은, 정보를 송신하기 위해 이용가능한 통신 채널을 결정하는 단계 및 그 이용가능한 채널의 가능한 물리 레이어 패킷 사이즈를 결정하는 단계를 포함한다. 정보 유닛은 부분으로 파티셔닝되며, 여기서 그 부분의 사이즈는 그 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 패킷 사이즈들 중 하나에 매칭하도록 선택된다. 또 다른 양태는, 정보 유닛 간격 동안 발생하는 송신물의 수에 대응하는 슬라이스의 수로 그 정보를 파티셔닝하고, 각각의 파티션을 대응하는 송신물에 할당하는 것이다. 그 기술들은, 멀티미디어 데이터, 가변 비트 레이트 데이터 스트림, 비디오 데이터, 또는 오디오 데이터와 같은 다양한 타입의 정보를 위해 사용될 수 있다. 또한, 그 기술들은 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), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 와 같은 CDMA에 기초한 표준 등과 같은 다양한 공중 경유 인터페이스로 사용될 수 있다.
정보 송신, EBR

Description

통신 시스템의 채널에 정보를 할당하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATION OF INFORMATION TO CHANNELS OF A COMMUNICATION SYSTEM}
35 U.S.C §119 에 따른 우선권 주장
본 특허 출원은, 발명의 명칭이 "CDMA 물리 레이어 산물에 의해 운송되는 멀티미디어 패킷 (Multimedia Packets Carried by CDMA Physical Layer Products)" 으로 2004년 5월 13일자로 출원되어 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함되는 미국 가출원 제 60/571,673 호를 우선권 주장한다.
공동-계류중인 특허 출원에 대한 참조
본 특허 출원은 다음의 공동-계류중인 미국 특허 출원에 관한 것으로, 본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 참조 번호 제 030166U1를 갖는 "통신 채널을 통한 정보의 전달 (Delivery Of Information Over A Communication Channel)" 로 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함하고,
본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 참조 번호 제 030166U3을 갖는 "무선 통신 시스템을 통해 송신되는 멀티미디어 데이터의 헤더 압축 (Header Compression Of Multimedia Data Transmitted Over A Wireless Communication System)" 으로 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함하며,
본 특허 출원과 동시에 출원되어 대리인 참조 번호 제 030166U4를 갖는 "무 선 통신 시스템에서의 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 포함한다.
배경
기술분야
본 발명은 일반적으로 통신 시스템을 통한 정보의 전달에 관한 것으로, 더 상세하게는, 일정한 비트 레이트 통신 링크의 물리 레이어 패킷에 매칭하기 위해 정보 유닛의 파티셔닝 (partitioning) 에 관한 것이다.
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 통신용 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 가입자를 위한 셀룰러 전화 시스템이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "셀룰러" 시스템이라는 용어는 셀룰러 및 개인 통신 서비스 (PCS) 주파수 양자를 포함한다. 다 양한 공중-경유 인터페이스는, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA), 시간 분할 다중 액세스 (TDMA), 및 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 를 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), (종종, 여기에서 IS-95로서 총괄적으로 지칭되는) IS-95 (Interim Standard 95) 및 그의 파생물, 즉, IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008, 및 cdma2000, UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service) 및 광대역 CDMA (WCDMA) 와 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 Project), 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) 와 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 스트리밍 비디오를 수신할 수 있기를 원한다. 소비자가 그들의 무선 통신 디바이스로 수신하기를 원하는 데이터의 타입의 다른 예는 멀티미디어 멀티캐스트/브로드캐스트 및 인터넷 액세스를 포함한다.
상이한 타입의 멀티미디어 데이터 소스 및 스트리밍 데이터를 송신하기를 원하는 상이한 타입의 통신 채널이 존재한다. 예를 들어, 멀티미디어 데이터 소스는 일정한 비트 레이트 (CBR) 또는 가변 비트 레이트 (VBR) 로 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 통신 채널은 CBR 또는 VBR로 데이터를 송신할 수 있다. 아래에서, 표 1은 데이터 소스 및 통신 채널의 다양한 조합을 리스트한다.
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통상적으로, 통신 채널은 물리 레이어 패킷 또는 물리 레이어 프레임으로서 지칭되는 청크 (chunk) 로 데이터를 송신한다. 멀티미디어 소스에 의해 생성된 데이터는, mu-law 또는 A-law를 사용하여 인코딩된 보이스 신호와 같이, 바이트 (byte) 의 연속적인 스트림일 수도 있다. 좀 더 빈번하게, 멀티미디어 소스에 의해 생성된 데이터는 데이터 패킷으로 지칭되는 바이트의 그룹으로 이루어진다. 예를 들어, MPEG-4 비디오 인코더는, 여기에서 비디오 프레임으로서 지칭되는 정보 유닛의 시퀀스로서 비주얼 정보를 압축한다. 통상적으로, 비주얼 정보는, 인코더에 의해 통상적으로 25 또는 30㎐의 일정한 비디오 프레임 레이트로 인코딩되며, 디코더에 의해 동일한 레이트로 렌더링 (render) 되야 한다. 비디오 프레임 주기는 2개의 비디오 프레임들 사이의 시간이고, 비디오 프레임 레이트의 역으로서 계산될 수 있다, 예를 들어, 40㎳의 비디오 프레임 주기는 25㎐의 비디오 프레임 레이트에 대응한다. 각각의 비디오 프레임은 변화가능한 수의 데이터 패킷으로 인코딩되고, 모든 데이터 패킷은 디코더로 송신된다. 데이터 패킷의 일부가 손실되면, 그 패킷은 디코더에 의해 이용가능하지 않게 된다. 한편, 디코더는, 일부의 데이터 패킷이 손실될지라도 결과적인 비디오 시퀀스의 일부 품질 열화의 희생으로 비디오 프레임을 재구성할 수도 있다. 따라서, 각각의 데이터 패킷은 비디오 프레임의 설명의 일부를 포함하므로, 패킷 수는 하나의 비디오 프레임으로부터 또 다른 수의 비디오 프레임으로 변화가능하다.
소스가 일정한 비트 레이트로 데이터를 생성하고 통신 채널이 일정한 레이트로 데이터를 송신하는 경우, 그 통신 채널 데이터 레이트가 적어도 소스 데이터 레이트만큼 고속이거나, 그렇지 않으면 2개의 데이터 레이트가 매칭된다고 가정하면, 통신 시스템 리소스는 효율적으로 이용된다 한다. 즉, 소스의 일정한 데이터 레이트가 채널의 일정한 데이터 레이트와 동일하면, 채널의 리소스는 완전히 이용될 수 있고 소스 데이터는 딜레이없이 송신될 수 있다. 유사하게, 소스가 가변 레이트로 데이터를 생성하고 채널이 가변 레이트로 송신한다면, 채널 데이터 레이트가 소스 데이터 레이트를 지원할 수 있는 한, 2개의 데이터 레이트는 매칭될 수 있고, 또한, 채널의 리소스는 완전히 이용되며 모든 소스 데이터는 딜레이없이 송신될 수 있다.
소스가 일정한 데이터 레이트로 데이터를 생성하고 채널이 가변 데이터 레이트 채널이면, 채널 리소스는 가능한 효과적으로 이용되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이러한 미스매칭된 케이스에서, 통계적인 멀티플렉싱 이득 (SMG) 은 매칭된 CBR 채널상의 CBR 소스와 비교된 SMG보다 더 작다. 통계적인 멀티플렉싱 이득은, 동일한 통신 채널이 다수의 사용자들 사이에서 사용될 수 있거나 멀티플렉싱될 수 있는 경우 발생한다. 예를 들어, 통신 채널이 보이스를 송신하기 위해 사용되는 경우, 일반적으로 스피커는 연속적으로 토킹 (talk) 하지 않는다. 즉, 스피커로부터의 "토크" 스퍼트 (spurt) 에 부속하여 침묵 (silence; 청취 (listening)) 이 존재할 것이다. "토크" 스퍼트 대 침묵에 대한 시간의 비율이, 예를 들어, 1:1 이었다면, 평균적으로 일정한 통신 채널이 멀티플렉싱될 수 있으며 2명의 사용자를 지원할 수 있다. 그러나, 데이터 소스가 동일한 데이터 데이트를 갖고 가변 레이트 채널을 통해 전달되는 경우, 통신 채널이 또 다른 사용자에 의해 사용될 수 있는 시간이 존재하지 않기 때문에 SMG가 존재하지 않는다. 즉, CBR 소스에 대한 "침묵" 동안 중단이 없다.
상기 표 1에서 나타낸 마지막 경우는, 멀티미디어 데이터의 소스가 비디오와 같은 멀티미디어 데이터 스트림과 같이 가변 비트 레이트 스트림인 때의 상황이고, 그 멀티미디어 데이터의 소스는 일정한 비트 레이트 할당을 갖는 무선 라디오 (radio) 채널과 같이 일정한 비트 레이트를 갖는 통신 채널을 통해 송신된다. 이러한 경우, 통상적으로 딜레이는 소스와 통신 채널 사이에 도입되며, 통신 채널이 효과적으로 이용될 수 있도록 데이터의 "스퍼트" 를 생성한다. 즉, 가변 레이트 데이터 스트림은 버퍼에 저장되고, 그 버퍼의 출력이 데이터 레이트가 고정된 채널에 매칭하기 위해 일정한 데이터 레이트로 비울 수 있도록 충분히 길게 딜레이된다. 버퍼는 버퍼를 비우지 않고 일정한 출력을 유지할 수 있도록 데이터를 충분히 저장하거나 딜레이할 필요가 있으므로, CBR 통신 채널은 완전히 이용되고 통신 채널의 리소스가 낭비되지 않는다.
인코더는 비디오 프레임 주기에 따라 비디오 프레임을 주기적으로 생성한다. 비디오 프레임은 데이터 패킷으로 이루어지고, 비디오 프레임에서 데이터의 총량은 가변적이다. 비디오 디코더는, 뷰어 (viewer) 에 대해 수용가능한 결과를 보장하기 위해 인코더에 의해 사용되는 동일한 비디오 프레임 레이트로 그 비디오 프레임을 렌더링해야 한다. 변화가능한 양의 데이터를 갖고, 일정한 비디오 프레임 레이트로 일정한 레이트 통신 채널을 통한 비디오 프레임의 송신은, 비효율성을 야기할 수 있다. 예를 들어, 비디오 프레임에서 데이터의 총량이 너무 커서 비디오 프레임 주기내에서 채널의 비트 레이트로 송신되지 않으면, 디코더는 비디오 프레임 레이트에 따라 그 비디오 프레임의 총량을 렌더링할 시간내에서 모든 프레임을 수신하지 못할 수도 있다. 실제로, 트래픽 세이핑 (shaping) 버퍼는 일정한 레이트 채널을 통한 전달에 대하여 그러한 큰 변화를 평활화하기 위해 사용된다. 이것은, 일정한 비디오 프레임 레이트가 디코더에 의해 유지될 것이라면, 비디오를 렌더링할 시에 딜레이를 도입한다.
또 다른 문제는, 다중의 비디오 프레임으로부터의 데이터가 단일 물리 레이어 패킷에 포함되면, 단일 물리 레이어 패킷의 손실이 다중의 비디오 프레임의 열화를 야기한다는 것이다. 데이터 패킷이 물리 레이어 패킷 사이즈에 근접하는 때의 상황에 대해서도, 하나의 물리 레이어 패킷의 손실은 다중의 비디오 프레임의 열화를 야기할 수 있다.
따라서, 무선 통신 채널을 통한 가변 데이터 레이트 멀티미디어 데이터의 송신을 개선할 수 있는 기술 및 장치에 대한 필요가 당업계에 존재한다.
요약
여기에서 개시된 실시형태는, 무선 통신 채널을 통한 정보의 송신을 개선하기 위해 상술된 필요를 어드레싱한다. 이들 기술들은, 무선 통신 시스템에서 정보 유닛의 간격 또는 주기 동안 발생하는 다수의 송신물을 결정하는 단계를 포함한다. 정보 유닛은 부분 또는 슬라이스로 파티셔닝되며, 여기서, 슬라이스의 수는 정보 유닛 간격동안의 송신물의 수 이하이다. 또 다른 양태는, 정보를 송신하기 위해 이용가능한 통신 채널을 결정하는 단계 및 그 이용가능한 채널의 가능한 물리 레이어 패킷 사이즈를 결정하는 단계를 포함한다. 정보 유닛은 부분 또는 슬라이스로 파티셔닝되며, 여기서 그 부분의 사이즈는 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택된다. 기술은, 멀티미디어 데이터, 가변 비트 레이트 데이터 스트림, 비디오 데이터, 또는 오디오 데이터와 같은 다양한 타입의 정보에 대해 사용될 수 있다. 또한, 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), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 와 같은 CDMA에 기초한 표준 등과 같은 다양한 공중-경유 인터페이스로 사용될 수 있다.
무선 통신 시스템을 통해 멀티미디어 데이터를 송신하는 기술을 포함하는 또 다른 양태가 설명된다. 이들 기술들은, 멀티미디어 데이터를 송신하기 위해 이용가능한 통신 채널을 결정하는 단계 및 그 이용가능한 채널의 가능한 데이터 패킷 사이즈를 결정하는 단계를 포함한다. 멀티미디어 데이터의 프레임은 "슬라이스" 로 지칭되는 부분으로 파티셔닝되며, 여기서, 슬라이스의 사이즈는 그 이용가능한 통신 채널의 데이터 패킷 사이즈들 중 하나에 매칭하도록 선택된다. 비디오에 대한 "멀티미디어 프레임" 이라는 어구는, 디코딩이후, 디스플레이 디바이스상에서 디스플레이/렌더링될 수 있는 비디오 프레임을 의미하는 것으로 사용된다. 또한, 비디오 프레임은 독립적으로 디코딩가능한 유닛으로 분할될 수 있다. 비디오 용어로, 그들은 "슬라이스 (slice)" 로 지칭된다. 오디오 및 스피치의 경우, "멀티미디어 프레임" 이라는 용어는, 스피치 또는 오디오가 수신기에서 전송 및 디코딩을 위해 압축되는 시간 윈도우의 정보를 의미하는 것으로 여기에서 사용된다. 여기에서, "정보 유닛 간격" 이라는 어구는 상술된 멀티미디어 프레임의 시간 지속 기간을 표현하는 것으로 사용된다. 예를 들어, 비디오의 경우, 정보 유닛 간격은 매 초당 10 프레임의 비디오의 경우에서 100 밀리초이다. 또한, 일 예로서, 스피치의 경우, 정보 유닛 간격은 cdma2000, GSM 및 WCDMA 에서 통상적으로 20밀리초이다. 이러한 설명으로부터, 통상적으로 오디오/스피치 프레임이 독립적으로 디코딩가능한 유닛으로 추가적으로 분할되지 않고 통상적으로 비디오 프레임이 독립적으로 디코딩가능한 슬라이스로 추가적으로 분할된다는 것이 명백하다. "멀티미디어 프레임", "정보 유닛 간격" 등의 어구가 비디오, 오디오 및 스피치의 멀티미디어 데이터를 지칭하는 때의 콘텍스트로부터 명백하다.
또 다른 양태는, 정보 유닛 간격 동안 발생하는 다수의 채널 송신물을 결정하고, 그 후, 그 정보 유닛 간격 동안 송신물의 수에 대응하는 다수의 부분 또는 슬라이스로 정보 유닛을 파티셔닝하며, 각각의 슬라이스를 대응하는 송신물에 할당하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템이 시간 슬롯 통신 시스템이고, 여기서, 데이터 송신물이 소정의 간격 또는 시간 슬롯에서 송신되는 물리 레이어 패킷으로 분할된다면, 정보 유닛 간격에 대응하는 시간 슬롯의 수가 결정된다. 그 후, 정보 유닛은 정보 유닛 간격 동안 발생하는 시간 슬롯의 수와 동일한 다수의 슬라이스로 파티셔닝한다. 그 후, 슬라이스는 대응하는 시간 슬롯 동안 송신되는 물리 레이어 패킷에 할당된다. 또 다른 양태는, 정보 유닛 파티션 또는 슬라이스가 시간 슬롯 동안 송신되는 물리 레이어 패킷 사이즈에 매칭하도록 사이징된다는 것이다.
또 다른 양태는, 다중의 정보 유닛에 할당되는 시간 슬롯이 각각의 유닛들 사이에서 공유될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 2개의 연속적인 정보 유닛 간격 동안 발생하는 시간 슬롯은 이들 2개의 정보 유닛들 사이에서 공유될 수 있다. 즉, 정보 유닛들 중 하나가 또 다른 정보 유닛보다 더 많은 데이터를 포함하면, 더 작은 정보 유닛에 일반적으로 할당되는 시간 슬롯이 더 큰 정보 유닛에 할당될 수 있다. 이러한 방식에서, 개별 정보 유닛이 정보의 송신을 위해 부가적인 시간 슬롯을 사용할 수도 있는 동안, 정보 유닛의 평균 레이트는 유지될 수도 있으며, 그에 의해, 피크 레이트 (또는 소정 정보 유닛의 최대 사이즈) 를 증가시킨다. 이러한 접근법은, I 프레임을 P 프레임보다 더 크게 함으로써 비주얼 품질을 개선시킬 시에 이점이 있다.
또한, 기술은 다양한 공중 경유 인터페이스로 사용될 수 있다. 예를 들어, 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), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 와 같은 CDMA에 기초한 표준 등으로 사용될 수 있다.
기술은 다양한 타입의 정보에 대해 사용될 수 있다. 기술이 사용될 수 있는 정보의 타입의 예는, 가변 비트 레이트 데이터 스트림, 멀티미디어 데이터, 비디오 데이터, 또는 오디오 데이터를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 예시적인 실시형태의 다음의 설명으로부터 명백하며, 그 예시적인 실시형태는 예로서 본 발명의 양태를 설명한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따라 구성된 통신 시스템 (100) 의 일부의 도시이다.
도 2는, 도 1의 시스템의 무선 네트워크를 통해 패킷 데이터를 전달하는 다양한 공중 인터페이스 옵션 및 예시적인 패킷 데이터 네트워크를 도시한 블록도이다.
도 3은, GSM 공중 인터페이스를 이용하는 도 1의 시스템의 2개의 프레임 (302 및 304) 을 도시한 블록도이다.
도 4는 무선 통신 시스템에서 패킷 데이터에 대한 프로토콜 스택 (stack) 을 도시한 다이어그램이다.
도 5는 통상적인 신택스 (syntax) 를 사용하는 다양한 부분의 스트림을 식별하는 비디오 프레임의 인코딩된 비디오 스트림을 도시한 다이어그램이다.
도 6은 AVC/H.264로 인코딩된 비디오 시퀀스에 대한 슬라이스 사이즈의 히스토그램을 도시하며, 여기서, 최대 사이즈는 189바이트로 제약 또는 제한되었다.
도 7은 RTP/UDP/IP 프로토콜을 사용하여 무선 링크를 통해 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를 송신하는 경우 제공하는 캡슐화의 다양한 레벨을 도시한 다이어그램이다.
도 8은 멀티미디어 데이터 패킷과 같은 애플리케이션 데이터 패킷의 물리 레이어 데이터 패킷으로의 할당의 일 예를 도시한 다이어그램이다.
도 9는, 다중의 CBR 채널이 의사-VBR 채널을 생성하기 위해 사용되는 경우, cdma2000에 기초한 시스템의 시간-슬롯 특징을 도시한다.
도 10은 DCCH 및 SCH를 사용하는 cdma2000 시스템상에서 EBR을 사용하는 10fps 비디오 스트림의 송신을 도시한 다이어그램이다.
도 11은, 가변 비트 레이트 채널 및 명시적 비트 레이트 채널을 사용하여 송신된 수 개의 비디오 시퀀스에 대해, 피크 신호 대 잡음 비 (PSNR) 에 의해 측정된 바와 같은 품질을 비교하는 바 차트이다.
도 12는 통상적인 비디오 클립에 대해, DCCH 및 V-SCH의 통상적인 슬라이스 분포의 히스토그램을 도시한 바 차트이다.
도 13은 VBR 채널 및 EBR-PDCH 채널을 통해 송신되는 다양한 비디오 시퀀스의, 피크 신호 대 잡음 비 (PSNR) 에 의해 측정된 바와 같은 품질의 시뮬레이션을 비교하는 바 차트이다.
도 14는, PDCH 채널에 대해 제약된, 멀티미디어 인코더의 슬라이스 사이즈의 분포를 도시한 바 차트이다.
도 15는, 이웃의 P 프레임보다 더 많은 시간 슬롯을 이용하는 I 프레임으로, 200msec 주기에 걸쳐 2개의 10fps 비디오 프레임을 송신하는 일 예를 도시한 다이어그램이다.
도 16은 무선 통신 채널을 통해 정보 데이터를 송신하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 구성된 무선 통신 디바이스 또는 이동국 (MS) 의 블록도이다.
상세한 설명
여기에서 "예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"의 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에서 설명되는 임의의 실시형태는 다른 실시형태에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석할 필요는 없다.
여기에서, "스트리밍" 이라는 용어는, 대화형 (conversational) 의 유니캐스트 및 브로드캐스트 애플리케이션에서 전용 및 공유 채널을 통해 오디오, 스피치 또는 비디오 정보와 같이 사실상 연속적인 멀티미디어 데이터의 실시간 전달을 의미하는 것으로 사용된다. 여기에서, 비디오에 대해 "멀티미디어 프레임" 이라는 어구는 디코딩 이후 디스플레이 디바이스상에서 디스플레이/렌더링될 수 있는 비디오 프레임을 의미하는 것으로 사용된다. 또한, 비디오 프레임은 독립적으로 디코딩가능한 유닛으로 분할될 수 있다. 비디오 용어로, 그들은 "슬라이스" 로 지칭된다. 오디오 및 스피치의 경우, "멀티미디어 프레임" 이라는 용어는, 스피치 또는 오디오가 수신기에서 전송 및 디코딩을 위해 압축되는 시간 윈도우의 정보를 의미하는 것으로 여기에서 사용된다. 여기에서, "정보 유닛 간격" 이라는 어구는 상술된 멀티미디어 프레임의 시간 지속기간을 표현하기 위해 사용된다. 예를 들어, 비디오의 경우, 정보 유닛 간격은 매 초당 10 프레임의 비디오의 경우에서 100 밀리초이다. 또한, 일 예로서, 스피치의 경우, 정보 유닛 간격은 통상적으로 cdma2000, GSM 및 WCDMA에서 20 밀리초이다. 이러한 설명으로부터, 통상적으로 오디오/스피치 프레임은 독립적으로 디코딩가능한 유닛으로 추가적으로 분할되지 않고, 통상적으로 비디오 프레임은 독립적으로 디코딩가능한 슬라이스로 추가적으로 분할된다는 것이 명백하다. "멀티미디어 프레임", "정보 유닛 간격" 등의 어구가 비디오, 오디오 및 스피치의 멀티미디어 데이터를 지칭하는 때의 콘텍스트로부터 명백하다.
기술들은 무선 통신 채널을 통한 정보의 송신을 개선하기 위해 설명된다. 이들 기술들은, 정보 유닛 간격동안 발생하는 무선 통신 시스템에서 다수의 송신물을 결정하는 단계를 포함한다. 정보 유닛의 데이터는 슬라이스로 파티셔닝되며, 여기서, 슬라이스의 수는 정보 유닛 간격 동안에 송신물의 수 이하이다. 또 다른 양태는, 정보를 송신하기 위해 이용가능한 통신 채널을 결정하고 그 이용가능한 채널의 가능한 물리 레이어 패킷 사이즈를 결정하는 것이다. 정보 유닛은 슬라이스로 파티셔닝되며, 여기서, 그 슬라이스의 사이즈는 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택된다. 기술들은, 멀티미디어 데이터, 가변 비트 레이트 데이터 스트림, 비디오 데이터, 또는 오디오 데이터와 같은 다양한 타입의 정보에 대해 사용될 수 있다. 또한, 기술들은, 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), IS2000, HRPD, cdma2000, 광대역 CDMA (WCDMA) 와 같은 CDMA에 기초한 표준 등과 같은 다양한 공중-경유 인터페이스로 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 기술들은 무선 통신 시스템을 통해 멀티미디어 데이터를 송신하기 위해 사용된다. 이들 기술들은 멀티미디어 데이터를 송신하기 위해 이용가능한 통신 채널을 결정하고 그 이용가능한 채널의 가능한 데이터 패킷 사이즈를 결정하는 단계를 포함한다. 멀티미디어 데이터의 프레임은 "슬라이스"로 지칭되는 부분으로 파티셔닝되며, 여기서, 슬라이스의 사이즈는 그 이용가능한 통신 채널의 그 데이터 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택된다. 슬라이스의 사이즈가 이용가능한 통신 채널의 사이즈를 초과하지 않도록 슬라이스의 사이즈를 선택함으로써, 그 슬라이스의 사이즈는 채널의 사이즈에 "매칭" 된다.
설명된 기술은, 정보 유닛 간격 또는 주기동안 발생하는 다수의 채널 송신물을 결정하고, 그 후, 그 정보 유닛 간격 동안 송신물의 수에 대응하는 다수의 부분 또는 슬라이스로 그 정보 유닛을 파티셔닝하며, 각각의 슬라이스를 대응하는 송신물에 할당하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템이 시간 슬롯 통신 시스템이고, 여기서, 데이터 송신물이 소정의 간격 또는 시간 슬롯으로 송신되는 물리 레이어 패킷으로 분할된다면, 정보 유닛 간격 또는 주기에 대응하는 시간 슬롯의 수는 결정된다. 그 후, 정보 유닛은, 그 정보 유닛 간격 동안 발생하는 시간 슬롯의 수와 동일한 슬라이스의 수로 파티셔닝된다. 그 후, 슬라이스는 그 대응하는 시간 슬롯 동안 송신되는 물리 레이어 패킷에 할당된다. 또 다른 양태는, 정보 유닛 파티션 또는 슬라이스가 그들이 시간 슬롯 동안 송신되는 물리 레이어 패킷 사이즈에 매칭하도록 사이징된다는 것이다.
다중의 정보 유닛에 할당되는 시간 슬롯은 각각의 유닛들 사이에서 공유될 수 있다. 예를 들어, 2개의 연속적인 정보 유닛 간격 동안 발생하는 시간 슬롯이 이들 2개의 정보 유닛 사이에서 공유될 수 있다. 즉, 정보 유닛들 중 하나가 또 다른 정보 유닛보다 더 많은 데이터를 포함하면, 더 작은 정보 유닛에 일반적으로 할당되는 시간 슬롯은 더 큰 정보 유닛에 할당될 수 있다. 이러한 방식에서, 개별 정보 유닛이 정보의 송신을 위해 부가적인 시간 슬롯을 사용할 수도 있는 동안, 정보 유닛의 평균 레이트는 유지될 수도 있으며, 그에 의해, 피크 레이트 (또는 소정 정보 유닛의 최대 사이즈) 를 증가시킨다. 이러한 접근법은, I 프레임을 P 프레임보다 더 크게 함으로써 비주얼 품질을 개선시킬 시에 이점이 있다.
일반적으로, 정보 소스는 가변 엔트로피를 갖는다, 즉, 그 정보 소스는 상이한 양의 데이터를 포함하는 정보 유닛을 생성한다. 정보 소스는 일정한 또는 소정의 레이트로 정보 유닛을 생성할 수도 있다. 또한, 정보 유닛은 프레임으로서 지칭될 수도 있다.
또한, 유선 네트워크를 통해 콘텐츠 서버 또는 소스로부터 모바일까지, 가변 비트 레이트 데이터, 멀티미디어 데이터, 비디오 데이터, 스피치 데이터, 또는 오디오 데이터와 같은 정보 유닛을 송신하기 위한 프로토콜 및 포맷의 예가 제공된다. 설명된 기술은, 유니캐스트 스트리밍, 대화형 및 브로드캐스트 스트리밍 애플리케이션과 같은 임의의 타입의 멀티미디어 애플리케이션에 적용가능하다. 예를 들어, (무선 모바일로의 유선 스트리밍에 대한 콘텐츠 서버와 같이) 기술은 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터뿐만 아니라, 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스, 또는 2개의 모바일 사이의 비디오 전화기와 같은 오디오 및 대화형 서비스와 같은 다른 멀티미디어 애플리케이션을 송신하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 통신 시스템 (100) 을 도시한다. 통신 시스템 (100) 은, 인프라구조 (101), 다중의 무선 통신 디바이스 (WCD; 104 및 105), 및 지상선 (landline) 통신 디바이스 (122 및 124) 를 포함한다. 또한, WCD는 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, MS는 멀티미디어 데이터와 같은 스트리밍 데이터를 송신할 수 있다.
또한, 인프라구조 (101) 는 기지국 (102), 기지국 제어기 (106), 이동 스위칭 센터 (108), 스위칭 네트워크 (120) 등과 같은 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. 상이한 타입의 스위칭 네트워크 (120) 가 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 MS까지의 신호 경로를 지칭하고, "역방향 링크" 또는 "업링크" 라는 용어는 MS로부터 인프라구조까지의 신호 경로를 지칭한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, MS (104 및 105) 는 순방향 링크를 통해 신호 (132 및 136) 를 수신하고, 역방향 링크를 통해 신호 (134 및 138) 를 송신한다. 일반적으로, MS (104 및 105) 로부터 송신된 신호는, 또 다른 원격 유닛과 같은 또 다른 통신 디바이스 또는 지상선 통신 디바이스 (122 및 124) 에서의 수신을 위해 의도되며, IP 네트워크 또는 스위칭 네트워크 (120) 를 통해 라우팅된다. 예를 들어, 개시한 WCD (104) 로부터 송신된 신호 (134) 가 목적지 MS (105) 에 의해 수신되도록 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, 표준은, 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 2는 예시적인 패킷 데이터 네트워크, 및 무선 네트워크를 통해 패킷 데이터를 전달하는 다양한 공중 인터페이스 옵션을 도시한 블록도이다. 설명된 기술은 도 2에서 도시된 패킷 스위칭 데이터 네트워크 (200) 와 같은 패킷 스위칭 데이터 네트워크 (200) 로 구현될 수도 있다. 도 2의 예에서 나타낸 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) 을 통해 정보의 패킷을 MS와 같은 하나 이상의 수신 노드 (204) 에 송신한다.
일 실시형태에서, 서빙 노드 (208) 또는 전송 노드 (206), 또는 양자는 데이터 스트림을 인코딩하는 인코더, 또는 데이터 스트림을 디코딩하는 디코더, 또는 양자를 또한 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. 프레임이 다양한 사이즈이지만 비디오 프레임 레이트는 일정하기 때문에, 데이터의 가변 비트 레이트 스트림이 생성된다. 유사하게, MS는 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 2에서 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; 206), 및 제어기, 또는 기지국 제어기/패킷 제어 기능 (BSC/PCF: 208) 을 통해 수신 노드 또는 MS (204) 에 전송될 수 있다. MS (204) 와 BSC/PCF (210) 사이를 인터페이싱하는 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 다수의 무선 표준들 중 임의의 무선 표준에 따라 동작할 수도 있다. 예를 들어, 표준은, GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data GSM Environment) 와 같이 TDMA 또는 FDMA에 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.
cdma2000에 기초한 시스템에서, 데이터는, 예를 들어, 일반적으로 보이스를 송신하기 위해 사용되는 기본적인 채널 (FCH), 전용 제어 채널 (DCCH), 보충적인 채널 (SCH), 및 패킷 데이터 채널 (PDCH) 뿐만 아니라 다른 채널과 같은 다중의 채널을 통해 송신될 수 있다.
FCH는, 예를 들어, 풀 레이트, 하프 (half) 레이트, 1/4 레이트 및 1/8 레이트와 같이 다중의 고정된 레이트로 스피치의 송신을 위한 통신 채널을 제공한다. FCH는 이들 레이트들을 제공하고, 사용자의 스피치 활성도가 타겟 보이스 품질을 달성하기 위해 풀 레이트 미만을 요구하는 경우, 시스템은 더 작은 데이터 레이트들 중 하나를 사용함으로써 시스템의 다른 사용자에 대한 간섭을 감소시킨다. 시스템 용량을 증가시키기 위해 소스 레이트를 줄이는 이득은 CDMA 네트워크에서 널리 공지되어 있다.
DCCH는 FCH와 유사하지만, 2개의 고정된 레이트, 즉, 무선 구성 3 (RC3) 의 9.6kbps 및 무선 구성 5 (RC5) 의 14.4kbps 중 하나에서만 풀 레이트를 제공한다. 이것은 1x 트래픽 레이트로 지칭된다. SCH는 cdma2000에서 1x, 2x, 4x, 8x 및 16x로 트래픽 레이트를 제공하도록 구성될 수 있다. 송신될 데이터가 존재하지 않는 경우, DCCH 및 SCH 양자는, 시스템의 다른 사용자에 대해 감소된 간섭을 보장하기 위해 또는 기지국 송신기의 송신 전력 버짓 (budget) 내에서 유지하기 위해, 또한 dtx로서 지칭되는 어떠한 데이터도 송신하지 않는 송신을 중지할 수 있다. PDCH는 n*45 바이트인 데이터 패킷을 송신하도록 구성될 수 있으며, 여기서 n={1, 2, 4, 8} 이다.
FCH 및 DCCH 채널은, 예를 들어, 대화형 서비스를 인에이블하기 위해 데이터의 통신에 대해 일정한 딜레이 및 낮은 데이터 패킷 손실을 제공한다. SCH 및 PDCH 채널은 FCH 및 DCCH보다 더 높은 대역폭, 예를 들어, 300kbps 내지 3Mbps를 제공하는 다중의 고정된 비트 레이트 채널을 제공한다. 또한, SCH 및 PDCH는, 이들 채널들이 많은 사용자들 사이에서 공유되기 때문에 가변 딜레이를 갖는다. SCH의 경우, 다중의 사용자는 제시간에 멀티플렉싱되며, 그 SCH는 시스템 로드에 의존하여 상이한 양의 딜레이를 도입한다. PDCH의 경우, 대역폭 및 딜레이는, 예를 들어, 무선 조건, 즉, 협의된 서비스의 품질 (QoS) 및 다른 스케줄링 고려사항에 의존한다. 유사한 채널은, TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), IS2000, HRPD, UMTS, 및 광대역 CDMA (WCDMA) 에 기초하여 시스템에서 이용가능하다.
FCH가 보이스 사용자에 의해 요구되는 전력을 보전하기 위해 다중의 고정된 비트 데이터 레이트 (풀, 하프, 1/4 및 1/8) 를 제공한다. 통상적으로, 송신될 신호의 시간-주파수 구조가 품질을 과도하게 떨어뜨리지 않고 더 높은 압축을 용인하는 경우, 보이스 인코더 또는 보코더는 더 낮은 데이터 레이트를 사용할 것이다. 통상적으로 이러한 기술은 소스 제어된 가변 비트 레이트 보코더로서 지칭된다. 따라서, TIA/EIA-95-B (IS-95), TIA/EIA-98-C (IS-98), IS2000, HRPD, UMTS, 또는 cdma2000, 또는 광대역 CDMA (WCDMA) 에 기초한 시스템에서, 데이터를 송신하기에 이용가능한 다중의 고정된 비트 레이트 채널이 존재한다.
cdma2000과 같은 CDMA에 기초한 시스템에서, 통신 채널은 "슬롯" 의 연속적인 스트림으로 분할된다. 예를 들어, 통신 채널은 20ms 세그먼트 또는 시간 슬롯으로 분할될 수도 있다. 또한, 이것은 "송신 시간 간격 (TTI)" 로 지칭된다. 이들 시간 슬롯동안 송신된 데이터는 패킷으로 어셈블링 (assemble) 되며, 여기서, 데이터의 사이즈는 채널의 이용가능한 데이터 레이트 또는 채널의 대역폭에 의존한다. 따라서, 임의의 개별 시간 슬롯동안, 그들 각각의 통신 채널을 통해 송신되는 개별 데이터 패킷이 존재하는 것이 가능하다. 예를 들어, 단일 시간 슬롯 동안, 데이터 패킷은 DCCH 채널을 통해 송신될 수도 있고, 상이한 데이터 패킷은 SCH 채널을 통해 동시에 송신될 수도 있다.
유사하게, GSM, 또는 GPRS, 또는 EDGE에 기초한 시스템에서, 데이터는 프레임내의 다중의 시간 슬롯을 사용하여 BSC (208) 와 MS (204) 사이에서 송신될 수 있다. 도 3은 GSM 공중 인터페이스에서 2개의 무선 프레임 (302 및 304) 을 도시한 블록도이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, GSM 공중 인터페이스 무선 프레임 (302 및 304) 은, 각각, 8개의 시간슬롯으로 분할된다. 개별 시간슬롯은 시스템의 특정 사용자에게 할당된다. 또한, GSM 송신 및 수신은 2개의 상이한 주파수를 사용하며, 순방향 링크 및 역방향 링크는 3개의 시간슬롯에 의해 오프셋된다. 예를 들어, 도 3에서, 다운링크 무선 프레임 (302) 은 시간 t0에서 시작하여 하나의 주파수에서 송신될 것이고, 업링크 무선 프레임 (304) 은 이 후의 시간에 시작하여 상이한 주파수에서 송신될 것이다. 다운링크 무선 프레임 (302) 은 3개의 시간 슬롯, 즉, TS0 내지 TS2에 의해 업링크 무선 프레임으로부터 오프셋된다. 다운링크와 업링크 무선 프레임들 사이에서 오프셋을 갖는 것은, 무선 통신 디바이스 또는 단말기로 하여금 동일한 시간에서 송신 및 수신할 수 있어야 하지 않고 동작할 수 있도록 한다.
GSM 무선 통신 디바이스 또는 단말기에서의 진보는, 동일한 무선 프레임 동안 다중의 시간슬롯을 수신할 수 있는 GSM 단말기들을 발생한다. 이들은 "멀티슬롯 클래스" 로 지칭되며, 여기에서 전체로서 포함된 3GPP TS 45.002의 Annex B에서 발견될 수 있다. 따라서, GSM 또는 GPRS 또는 EDGE에 기초한 시스템에서, 데이터를 송신하기에 이용가능한 다중의 고정된 시간 슬롯이 존재한다.
패킷 데이터 네트워크 모델
도 4는 무선 통신 시스템에서 패팃 데이터를 위한 프로토콜 스택을 도시한 다이어그램이다. 호스트 (404) 의 인코더/디코더 (코덱; 402) 로부터의 애플리케이션 데이터는, 종래의 OSI 레이어화 컨벤션 (convention) 에 따라, IP 송신물에 대해 RTP/UDP/IP/PPP 레이어 (406) 로 캡슐화된다. 데이터는, 기지국 제어기/패킷 제어 기능과 같은, PDSN (206) 및 무선 네트워크 (RN; 208) 의 OSI를 통해 코덱 (410) 이 데이터의 압축을 푸는 MS (204) 로 통과한다.
예를 들어, 비디오 인코더와 같은 멀티미디어 인코더는, 가변 사이즈의 멀티미디어 프레임을 생성할 수도 있다. 예를 들어, MPEG-4와 같은 일부 비디오 압축 기술에서, 각각의 신규한 비디오 프레임은 비디오 시퀀스의 다음의 프레임을 디스플레이하기 위해 사용되는 정보를 포함한다. 이러한 타입의 기술에 기초하는 시스템에서, 비디오 프레임은 통상적으로 2개의 타입, 즉, I 프레임 또는 P 프레임일 수도 있다. I 프레임은, 각각의 I 프레임이 하나의 완전한 프레임을 디스플레이하기에 필요한 모든 정보를 포함한다는 점에서 JPEG 파일과 유사하게 자급식이다. 대조적으로, P 프레임은, 모션 (motion) 벡터와 같은 이전의 프레임에 관한 차동 정보와 같은 이전 프레임에 관한 정보를 통상적으로 포함한다. 따라서, P 프레임이 이전의 프레임에 의존하기 때문에, P 프레임은 자급식이 아니다, 즉, P 프레임은 자체-디코딩될 수 없다. 통상적으로, I 프레임은 P 프레임보다 더 크다, 예를 들어, 콘텐츠 및 인코더 설정에 의존하여 약 8 내지 10 배 더 크다.
다음은 비디오 프레임의 일부 통상적인 신택스 엘리먼트이다. H.263, H.263+, MPEG-4, 및 AVC/H.264와 같은 상이한 코덱들 사이에는 미세한 차이가 존재하지만, 그러한 차이는 설명된 기술과 관련되는 자료가 아니다. 도 5는 통상적인 신택스를 사용하여 다양한 부분의 스트림을 식별하는 비디오 프레임 (502) 의 인코딩된 비디오 스트림을 도시한 다이어그램이다.
Figure 112006092485200-PCT00002
시작_코드 (SC; 504): 각각의 비디오 프레임은 고유한 패턴으로 시작하므로, 비디오 프레임의 시작은 비트스트림에서 식별될 수 있다. 시작_코드라는 용어는, 많은 타입의 시작 코드가 존재하는 바와 같이, 통상 "비디오 프레임 시작 코드"를 의미하는 것으로 사용된다.
Figure 112006092485200-PCT00003
프레임_헤더 (FH; 506): 나머지 페이로드의 해석을 특정하는 비트들의 시퀀스이다. 다른 것들 중에서, 헤더는 타이밍 정보를 포함한다 (MPEG-4에 있어서, 이들 필드들은 모듈로_시간_기저 (modulo_time_base) 및 vop_시간_증분으로 지칭된다).
Figure 112006092485200-PCT00004
비디오_패킷/슬라이스 (508): 비디오 프레임의 독립적으로 디코딩가능한 영역을 형성하는 하나 이상의 매크로블록의 집합체이다.
Figure 112006092485200-PCT00005
리싱크_표시기 (Resync_marker; RM; 510): 컴플리안트 (compliant) 디코더가 비디오_패킷의 시작에 위치할 수 있도록 하는 비트의 고유한 시퀀스이다.
Figure 112006092485200-PCT00006
슬라이스_헤더 (S; 512): 소정의 슬라이스 또는 비디오 패킷의 나머지 페이로드의 해석을 특정하는 비트의 시퀀스이다. 다른 것들 중에서, 슬라이스 헤더는 비디오 프레임의 제 1 매크로블록의 어드레스를 포함한다. 예를 들어, 16×16 픽셀의 11×9 마이크로블록으로 배열된 176×144 픽셀의 QCIF 프레임 사이즈에서, 매크로블록 "11" 은 제 2 (2번째) 행 및 제 1 (첫번째) 열에 존재한다.
비디오 패킷 또는 슬라이스 (508) 는 가변 길이 또는 사이즈일 수도 있으며, 통상적으로 가변 길이 코드 (VLC) 를 사용하여 인코딩된다. 송신 이후, 수신된 슬라이스는 디코딩된다. 디코딩 에러가, 예를 들어, 채널 에러로 인해, 슬라이스 (508) 의 임의의 매크로블록에 대해 발생하면, 슬라이스 (508) 의 모든 나머지 매크로블록은 적절하게 디코딩될 수 없을 수도 있다. 리싱크_표시기 (510) 또는 시작_코드 (512) 를 비트스트림에 위치한 이후, 적절한 디코딩이 재-시작할 수도 있다. 이러한 문제를 어드레싱하는 기술은 가역 VLC (RVLC) 의 사용을 허용하는 MPEG-4에 포함되며, 여기에서, 리싱크_표시기 또는 시작_코드를 발견한 이후, 일부 매크로블록은, 역 순서로 매크로블록을 디코딩함으로써 스트림의 이전 슬라이스 (508) 로부터 디코딩될 수 있다. RVLC는 코딩 오버헤드 및 복잡도를 부가하므로, 통상적으로, 비디오와 같은 많은 애플리케이션에서 사용되지 않으며, 블록 에러의 존재시에 임의의 품질 개선은 여전히 평가된다.
이들 문제들의 일부를 극복하기 위해, 일 실시형태에서, 각각의 비디오 슬라이스는 독립적으로 디코딩될 수 있고, 비디오 슬라이스 사이즈는, 그 사이즈가 물리 레이어 데이터 패킷의 사이즈에 매칭하도록 선택되어 인코딩된다. 즉, 비디오 슬라이스 사이즈는, 인코딩된 슬라이스가 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 데이터 패킷과 동일하거나 작은 데이터 비트의 수를 포함하도록 제약된다. 더 후술될 바와 같이, 슬라이스 사이즈가 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈에 매칭하도록 인코더를 제약하는 것이 유리하다. 도 6은 AVC/H.264로 인코딩된 비디오 시퀀스에 대한 슬라이스 사이즈의 히스토그램을 도시하며, 여기서, 최대 사이즈는 189바이트에 제약 또는 제한되었다. 통상적으로 인코더는 소정의 최대 슬라이스 사이즈를 갖도록 제약되지 않는다는 것을 나타낸다.
VBR 성능 고려사항
일반적으로, 비디오와 같은 가변 비트 레이트 (VBR) 멀티미디어 데이터는 공통적인 특징을 포함한다. 예를 들어, 비디오 데이터는, 카메라와 같은 센서에 의해 일정한 프레임 레이트에서 일반적으로 포착된다. 일반적으로, 멀티미디어 송신기는 비디오 스트림을 인코딩하기 위해 상한을 갖는 유한한 프로세싱 시간을 요구한다. 일반적으로, 멀티미디어 수신기는 비디오 스트림을 디코딩하기 위해 상한을 갖는 유한한 프로세싱 시간을 요구한다.
일반적으로, 멀티미디어 프레임들이 생성되었던 동일한 프레임 레이트로 그 멀티미디어 프레임들을 재구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비디오의 경우, 비디오가 센서 또는 카메라에서 포착되었던 동일한 레이트로 재구성된 비디오 프레임을 디스플레이하는 것이 바람직하다. 재구성 및 포착 레이트를 동일하게 하는 것은, 다른 멀티미디어 엘리먼트와 동기화하는 것을 용이하게 한다, 예를 들어, 첨부한 오디오 스트림 또는 스피치 스트림과 비디오 스트림을 동기화하는 것이 간략화된다.
비디오의 경우, 인간의 인지의 관점에서, 일관된 레벨의 품질을 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 일반적으로, 일관된 품질의 멀티미디어 스트림을 프로세싱하는 것보다 품질에서 변동을 갖는 연속적인 멀티미디어 스트림을 프로세싱하는 것이 더 성가시고 힘들다. 예를 들어, 프리즈 (freeze) 프레임 및 블로키니스 (blockiness) 와 같은 품질 인공물을 포함하는 비디오 스트림을 프로세싱하는 것은 일반적으로 성가시다.
도 7은, RTP/UDT/IP 프로토콜을 사용하여 무선 링크를 통해 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를 송신하는 경우 존재하는 다양한 레벨의 캡슐화를 도시한 다이어그램이다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 비디오 코덱은 비디오 프레임을 설명하는 정보를 포함하는 페이로드 (702) 를 생성한다. 페이로드 (702) 는 수 개의 비디오 패킷 (나타내지 않음) 으로 구성될 수도 있다. 페이로드 (702) 는 슬라이스_헤더 (SH; 704) 에 의해 미리-펜딩 (pre-pended) 된다. 따라서, 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 은 페이로드 (702) 및 관련 슬라이스_헤더 (704) 를 포함한다. 페이로드가 인터넷과 같은 네트워크를 통해 통과하는 경우, 부가적인 헤더 정보가 부가될 수도 있다. 예를 들어, 실-시간 프로토콜 (RTP) 헤더 (706), 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 헤더 (708), 및 인터넷 프로토콜 (IP) 헤더 (710) 가 부가될 수도 있다. 이들 헤더들은 그의 소스로부터 그의 목적지까지 페이로드를 라우팅하기 위해 사용되는 정보를 제공한다.
무선 네트워크에 진입할 시에, 포인트 투 포인트 프로토콜 (PPP) 헤더 (712) 가, 비트의 연속적인 스트림으로 패킷을 시리얼라이징 (serialize) 하기 위해 프레이밍 (framing) 정보를 제공하도록 부가된다. 그 후, 예를 들어, cdma2000의 RLP 또는 WCDMA의 RLC와 같은 무선 링크 프로토콜은 RLP 패킷 (714) 으로 비트의 스트림을 패킹 (pack) 한다. 다른 것들 중에서, 무선-링크 프로토콜은 공중 인터페이스를 통해 전송되는 패킷의 재-송신 및 재-순서화를 허용한다. 마지막으로, 공중 인터페이스 MAC-레이어는 하나 이상의 RLP 패킷 (714) 을 취하고, 그들을 MUX 레이어 패킷 (716) 으로 패킹하며, 멀티플렉싱 헤더 (MUX; 718) 를 부가한다. 그 후, 물리 레이어 패킷 채널 코더는 디코딩 에러를 검출하기 위한 체크섬 (checksum; CRC; 720), 및 물리 레이어 패킷 (725) 을 형성하는 테일 (tail) 부분 (722) 을 부가한다.
도 7에서 도시된 연속하는 조정되지 않은 캡슐화는 멀티미디어 데이터의 송신에 관해 수 개의 결과를 갖는다. 그러한 일 결과는, 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 과 물리 레이어 패킷 (725) 사이에 미스매치가 존재할 수도 있다는 것이다. 이러한 미스매치의 결과로서, 하나 이상의 애플리케이션 레이어 패킷 (705) 의 일부를 포함하는 물리 레이어 패킷 (725) 이 손실될 때마다, 대응하는 전체의 애플리케이션 레이어 (705) 가 손실된다. 단일 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 의 일부가 2 이상의 물리 레이어 데이터 패킷 (725) 에 포함될 수도 있기 때문에, 하나의 물리 레이어 패킷 (725) 을 손실하는 것은, 전체의 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 이 적절하게 디코딩될 필요가 있기 때문에 전체의 애플리케이션 레이어 패킷 (705) 의 손실을 야기할 수 있다. 또 다른 결과는, 2 이상의 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 의 일부가 물리 레이어 데이터 패킷 (725) 에 포함되면, 단일 물리 레이어 데이터 패킷 (725) 의 손실은 2 이상의 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (705) 의 손실을 야기할 수 있다는 것이다.
도 8은, 멀티미디어 데이터 패킷과 같은 애플리케이션 데이터 패킷 (705) 의 물리 레이어 데이터 패킷 (725) 으로의 종래의 할당의 일 예를 도시한 다이어그램이다. 도 8에 도시된 것은 2개의 애플리케이션 데이터 패킷 (802 및 804) 이다. 애플리케이션 데이터 패킷은, 예를 들어, 각각의 데이터 패킷 (802 및 804) 이 비디오 프레임을 나타낼 수 있는 멀티미디어 데이터 패킷일 수 있다. 도 8에 도시된 조정되지 않은 캡슐화는, 단일 애플리케이션 데이터 패킷 또는 2 이상의 애플리케이션 데이터 패킷으로부터의 데이터를 갖는 물리 레이어 패킷을 생성할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 물리 레이어 데이터 패킷 (806) 은 단일 애플리케이션 레이어 패킷 (802) 로부터의 데이터를 포함할 수 있지만, 제 2 물리 레이어 데이터 패킷 (808) 은 2 이상의 애플리케이션 데이터 패킷 (802 및 804) 으로부터의 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 제 1 물리 레이어 데이터 패킷 (806) 이 송신 동안 "손실" 되거나 오류발생된다면, 단일 애플리케이션 레이어 데이터 패킷 (802) 은 손실된다. 한편, 제 2 물리 레이어 패킷 (808) 이 손실되면, 2개의 애플리케이션 데이터 패킷 (802 및 804) 이 또한 손실된다.
명시적 비트 레이트 제어
CBR 또는 VBR보다는, 명시적 비트 레이트 제어 (EBR) 로 지칭되는 기술의 사용은 CBR 채널을 통한 정보 유닛의 송신을 개선시킬 수 있다. EBR 정보 유닛에서, 비디오 스트림과 같은 EBR 정보 유닛은, 정보 유닛의 물리 레이어 데이터 패킷이 데이터가 전송될 통신 채널의 물리 레이어 데이터 패킷에 매칭하도록 파티셔닝된다. 예를 들어, EBR에서, 인코더는, 그것이 출력하는 각각의 애플리케이션 레이어 데이터 패킷이 원하는 사이즈이고 독립적으로 디코딩가능하도록 제약될 수도 있거나, 구성될 수도 있다.
EBR 기술의 예는, 예를 들어, cdma2000에 기초한 통신 시스템과 같이 CDMA에 기초한 통신 시스템상에서 구현되는 것과 같이 설명된다. cdma2000에 기초한 통신 시스템은, 데이터를 송신하기 위해 다중의 채널을 포함하며, 3개의 예는 전용 제어 채널 (DCCH), 보충적인 채널 (SCH), 및 패킷 데이터 채널 (PDCH) 이다. DCCH는, 단일 사용자에게 전용된 on/off, 낮은-레이트 채널이다. SCH는, 다중의 사용자들 사이에서 공유될 수도 있는 가변, 높은-레이트, 스케줄링된 채널이다. SCH가 "가변" 레이트로 지칭되지만, 실제 "가변-레이트" 채널은 아니며, 그 대신, 선택될 수 있는 다중의 고정된 레이트를 갖는다. PDCH는, 다중의 사용자들 사이에서 공유되는 가변, 높은-레이트 채널이다. 다음은, DCCH 및 SCH를 사용하는 EBR의 예 및, PDCH를 사용하는 EBR의 또 다른 예이다.
DCCH 및 V-SCH를 사용한 EBR
EBR의 일 실시형태에서, DCCH 및 SCH 채널은 멀티미디어 데이터를 송신하기 위해 이용된다. 도 9는 cdma2000에 기초한 시간-슬롯 통신 시스템의 일부 특징을 도시한다. cdma2000에 기초한 시스템에서, 데이터는, 예를 들어, 20ms 시간 슬롯의 시간 슬롯 (902) 에서 송신된다. 멀티미디어 데이터를 송신하는 경우, 통신 채널의 시간 슬롯 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 데이터 스트림과 같은 멀티미디어 데이터 스트림이 매 초당 10 프레임 (fps) 의 레이트로 송신되고 있다면, 데이터의 전체 프레임은 100ms내에서 송신될 필요가 있다. 따라서, 5개의 20ms 시간 슬롯 (904, 906, 908, 910 및 912) 은 비디오 데이터의 단일 프레임을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 나타낸 바와 같이, cdma2000에 기초한 시스템에서는, 각각의 시간 슬롯 동안 데이터를 송신하기에 이용가능한 다중의 채널이 존재한다. 도 9에 도시된 일 예에서, 데이터를 송신하기 위해 사용될 수 있고 다양한 물리 레이어 패킷 사이즈를 갖는 2개의 가능한 채널, 즉, DCCH 및 SCH가 각각의 개별 시간 슬롯내에 존재한다. 또한, 데이터는, DCCH 및 SCH 채널의 조합을 사용하여 송신될 수 있거나, "dtx"로서 지칭되는, 데이터가 송신되지 않을 수 있다. 따라서, 각각의 시간 슬롯내에서 데이터를 송신하기 위해 사용될 수 있는 4개의 가능한 물리 레이어 패킷 사이즈가 존재하며, 상이한 데이터 레이트를 생성한다.
일 실시형태에서, 멀티미디어 데이터 프레임은 하나 이상의 매크로블록을 포함하는 "슬라이스" 로 분할된다. 예를 들어, 비디오 프레임은 16픽셀씩 매크로블록으로 파티셔닝될 수도 있다. 그 후, 매크로블록은 슬라이스로 그룹화될 수도 있다. 슬라이스들의 사이즈는 그들이 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 패킷 사이즈에 매칭하도록 제약될 수도 있다. 즉, 애플리케이션 레이어 프레임은, 슬라이스가 이용가능한 통신 채널의 2개 이상의 물리 레이어 패킷 사이즈를 점유하지 않도록 파티셔닝된다.
예를 들어, 상술된 바와 같이, MPEG-4 압축 기술에 기초한 시스템에서, 비디오 프레임은 통상적으로 2개의 타입, 즉, I 프레임 또는 P 프레임일 수도 있다. 일반적으로, 데이터의 각각의 프레임은 슬라이스로 파티셔닝될 수 있으므로, 각각의 슬라이스는 독립적으로 디코딩될 수 있다. 즉, 각각의 슬라이스는 다른 정보를 필요로 하지 않고 디코딩될 수 있다. 또한, 각각의 인코딩된 슬라이스는, 그 인코딩된 슬라이스의 사이즈가 통신 채널 물리 레이어 데이터 패킷의 이용가능한 사이즈에 매칭하도록 구성된다. 또한, 멀티미디어 데이터가 인코딩되는 경우, 부가적인 헤더 정보가 그 멀티미디어 데이터에 부가될 필요가 있다면, 슬라이스 사이즈를 선택하는 경우, 헤더의 사이즈가 고려된다. 예를 들어, 인코더가 비디오 정보를 인코딩하고 있다면, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 슬라이스는 애플리케이션 레이어 데이터 패킷의 일부인 슬라이스 헤더를 포함할 수도 있다. 따라서, 임의의 헤더를 포함하는 슬라이스의 사이즈는 각각의 인코딩된 비디오 슬라이스의 사이즈가 물리 레이어 패킷의 이용가능한 사이즈에 매칭하도록 구성된다. 즉, 프레임 슬라이스 사이즈가 물리 레이어 패킷 사이즈에 매칭된다.
프레임의 각각의 슬라이스가 독립적으로 디코딩가능하기 때문에, 따라서 프레임의 슬라이스의 손실은 프레임의 다른 슬라이스의 디코딩을 방지하지 않을 것이다. 예를 들어, 비디오 프레임이, 각각의 슬라이스가 독립적으로 디코딩가능하고 물리 레이어 데이터 패킷에 매칭되도록 5개의 슬라이스로 분할되면, 그 물리 레이어 데이터 패킷들 중 하나의 오류발생 또는 손실은 단지 대응하는 슬라이스의 손실만을 야기할 것이고, 성공적으로 송신되는 슬라이스는 성공적으로 디코딩될 수 있다. 따라서, 전체의 비디오 프레임이 디코딩되지 않을 수도 있지만, 그것의 일부는 디코딩될 수도 있다. 이러한 예에서, 5개의 비디오 슬라이스들 중 4개는 성공적으로 디코딩될 것이고, 그에 의해, 비디오 프레임이 감소된 성능에서라도 렌더링 또는 디스플레이되도록 한다.
예를 들어, 10fps 비디오 데이터 스트림이 cdma2000에 기초한 시스템에서 전송 노드로부터 MS까지 전달되면, 각각의 비디오 프레임은 5개의 슬라이스로 파티셔닝될 수 있다. 프레임이 파티셔닝될 수 있는 슬라이스의 수는 프레임 레이트에 대응하는 시간 슬롯의 수에 대응한다. 즉, 10fps 레이트에 대해, 프레임 주기는 100msec이다. 20msec의 시간 슬롯 주기에 의하면, 각각의 프레임 주기동안 송신되는 5개의 시간 슬롯이 존재한다. 프레임이 파티셔닝되는 슬라이스의 수에 매칭하고, 각각의 슬라이스 사이즈가 이용가능한 통신 채널의 이용가능한 물리 레이어 패킷 사이즈들 중 하나에 매칭하도록 제약함으로써, 스트리밍 데이터는 조합으로 VBR 통신 채널과 같이 작동하는 CBR 채널의 세트를 통해 효과적으로 송신될 수 있다.
DCCH 및 SCH 채널을 사용하여 cdma2000에 기초한 시스템의 일 예가 설명된다. 상술된 바와 같이, DCCH 채널은 다중의, 고정된, 데이터 레이트를 지원하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, DCCH는, 각각, 선택된 레이트 세트 (RS), RS1 및 RS2에 의존하여 9.60kbps 또는 14.4kbps 중 하나의 데이터 송신 레이트를 지원할 수 있다. 또한, SCH 채널은 SCH 무선 구성 (RC) 에 의존하여 다중의, 고정된 데이터 레이트를 지원하도록 구성될 수 있다. SCH는, RC3로 구성된 경우 9.6kbps의 배수 및 RC5로 구성된 경우 14.4kbps의 배수를 지원한다. SCH 데이터 레이트는,
SCH데이터_레이트 = (n*RC 데이터 레이트)
이며, 여기서, 채널 구성에 의존하여 n = 1, 2, 4, 8 또는 16이다.
아래에서, 표 2는 cdma2000에 기초한 통신 시스템에서 DCCH 및 SCH 채널에 대해 가능한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈를 도시한다. 제 1 열은, 케이스 또는 가능한 구성을 식별한다. 제 2 및 제 3 열은, 각각, DCCH 레이트 세트 및 SCH 무선 구성이다. 제 4 열은 3개의 엔트리를 갖는다. 제 1 엔트리는 DCCH 채널에 대한 20ms 시간 슬롯의 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈이다. 제 2 엔트리는 SCH 채널에 대한 20ms 시간 슬롯의 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈이다. 제 3 엔트리는 DCCH 및 SCH 채널의 조합에 대한 20ms 시간 슬롯의 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈이다.
Figure 112006092485200-PCT00007
애플리케이션 레이어 데이터 패킷이 너무 커 DCCH 또는 SCH 물리 레이어 데이터 패킷에 적합하지 않는 경우 고려될 트레이드오프 (tradeoff) 가 존재하고 그 대신 결합된 DCCH 플러스 SCH 패킷이 사용될 것이라는 것을 알 수 있다. 2개의 패킷을 생성하는 것에 대하여, 결합된 DCCH 플러스 SCH 데이터 패킷 사이즈에 적합하기 위해 사이징되도록 애플리케이션 레이어 데이터 패킷을 인코딩하는 것을 결정할 시에 트래이드오프는, 더 큰 애플리케이션 레이어 패킷 또는 슬라이스는 일반적으로 더 양호한 압축 효율을 생성하지만, 더 작은 슬라이스는 일반적으로 더 양호한 에러 복원도를 생성하는 것이다. 예를 들어, 더 큰 슬라이스는 일반적으로 더 작은 오버헤드를 요구한다. 도 7을 참조하면, 각각의 슬라이스 (702) 는 자신의 슬라이스 헤더 (704) 를 갖는다. 따라서, 2개의 슬라이스가 하나 대신 사용되면, 페이로드에 부가된 2개의 슬라이스 헤더가 존재하며, 패킷을 인코딩하기에 필요한 더 많은 데이터를 야기하므로, 그에 의해 압축 효율을 감소시킨다. 한편, 하나는 DCCH를 통해 송신되고 또 다른 하나는 SCH를 통해 송신되는 2개의 슬라이스가 사용되면, DCCH 데이터 패킷 또는 SCH 데이터 패킷 중 하나만의 오류발생 또는 손실은 여전히 다른 데이터 패킷의 복원을 허용할 것이므로, 그에 의해, 에러 복원도가 개선된다.
표 2를 이해를 돕기 위해, 케이스 (case) 1 및 9의 유도가 상세히 설명될 것이다. 케이스 1에서, DCCH는 9.6kbps의 데이터 레이트에 대응하는 RS1으로 구성된다. 채널이 20ms 시간 슬롯으로 분할되기 때문에, 개별 시간 슬롯내에서 RS1으로 구성된 DCCH를 통해 송신될 수 있는 데이터의 양 또는 물리 레이어 패킷 사이즈는,
9600비트/sec * 20msec = 192비트 = 24바이트
이다. 물리 레이어 패킷, 예를 들어, 에러 정정용 RLP에 부가된 부가적인 오버헤드때문에, 20바이트만이 슬라이스 및 슬라이스 헤더를 포함하는 애플리케이션 레이어 데이터 패킷을 위해 이용가능하다. 따라서, 케이스 1에 있어서, 표 2의 제 4 열의 제 1 엔트리는 20이다.
케이스 1에 대한 SCH는 2x in RC3로 구성된다. RC3은 9.6Kbps의 베이스 (base) 데이터 레이트에 대응하고, 2x는 채널 데이터 레이트가 그 기본 데이터 레이트에 2배인 것을 의미한다. 따라서, 개별 시간 슬롯내에서, 2x RC3로 구성된 SCH를 통해 송신될 수 있는 데이터의 양 또는 물리 레이어 패킷 사이즈는,
2 * 9600비트/sec * 20msec = 384비트 = 48바이트
이다. 여기서, 물리 레이어 패킷에 부가된 부가적인 오버헤드때문에, 40바이트만이 슬라이스 및 슬라이스 헤더를 포함하는 애플리케이션 레이어 데이터 패킷에 대해 이용가능하다. 따라서, 케이스 1에 있어서, 표 2의 제 4 열의 제 2 엔트리는 40이다. 케이스 1에 있어서, 표 2의 제 4 열의 제 3 엔트리는 제 1 및 제 2 엔트리의 합, 즉, 60이다.
케이스 9는 케이스 1과 유사하다. 양자의 경우, DCCH는 RS1으로 구성되며, 20바이트의 물리 레이어 패킷 사이즈에 대응한다. 케이스 9의 SCH 채널은 2x RC5로 구성된다. RC5는 14.4Kbps의 기본 데이터 레이트에 대응하고, 2x는 채널 데이터 레이트가 그 기본 데이터 레이트에 2배인 것을 의미한다. 따라서, 개별 시간 슬롯내에서, 2x RC5로 구성된 SCH를 통해 송신될 수 있는 데이터의 양 또는 물리 레이어 패킷 사이즈는,
2 * 14400비트/sec * 20 msec = 576비트 = 72바이트
이다. 여기에서, 물리 레이어 패킷에 부가된 부가적인 오버헤드때문에, 64바이트만이 슬라이스 및 슬라이스 헤더를 포함하는 애플리케이션 레이어 데이터 패킷에 대해 이용가능하다. 따라서, 케이스 9에 있어서, 표 2의 제 4 열의 제 2 엔트리는 64이다. 케이스 9에 있어서, 표 2의 제 4 열의 제 3 엔트리는 제 1 및 제 2 엔트리의 합, 즉, 84이다.
표 2의 다른 엔트리들은, RS2가 14.4Kbps의 데이터 레이트를 갖는 DCCH에 대응하고, 20msec 시간 슬롯내에 36바이트에 대응하는 방식으로 결정되며, 그 36바이트 중 31바이트가 애플리케이션 레이어에 이용가능하다. 모든 경우에 대해 이용가능한 dtx 동작이 존재하고 그것은 0 페이로드 사이즈이며, 여기서 데이터는 어느 채널을 통해서도 송신되지 않는다는 것을 알 수 있다. 사용자 데이터가 (각각 20msec의) 이용가능한 물리 레이어 슬롯보다 더 적게 송신될 수 있는 경우, dtx는 후속 슬롯에서 사용되며, 시스템에서 다른 사용자에 대한 간섭을 감소시킨다.
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 예를 들어, DCCH 및 SCH와 같은 이용가능한 다중의 고정된 데이터 레이트 채널을 구성함으로써, CBR 채널의 세트는 VBR 채널과 유사하게 작동할 수 있다. 즉, 다중의 고정된 레이트 채널을 구성하는 것 은, CBR 채널이 의사-VBR 채널로서 작동하게 한다. 의사-VBR 채널을 이용하는 기술은, 복수의 이용가능한 일정한 비트 레이트 통신 채널로부터의 CBR 채널의 비트 레이트에 대응하는 가능한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈를 결정하는 단계, 및 데이터의 가변 비트 레이트 스트림을 인코딩하여, 그에 의해, 각각의 데이터 패킷의 사이즈가 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈들 중 하나의 사이즈에 매칭되도록 복수의 데이터 패킷을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 통신 채널의 구성은 세션의 시작부에서 확립되고, 그 후, 세션 전반에 걸쳐 변경되지 않거나 단지 빈번하지 않게 변경된다. 예를 들어, 상기 예에서 설명된 SCH는 일반적으로 구성에 설정되고, 전체 세션 전반에 걸쳐 그러한 구성에서 유지한다. 즉, 설명된 SCH는 고정된 레이트 SCH이다. 또 다른 실시형태에서, 채널 구성은 세션동안 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 가변 레이트 SCH (V-SCH) 는 각각의 시간 슬롯에 대해 그의 구성을 변경할 수 있다. 즉, 하나의 시간 슬롯동안, V-SCH는 2x RC3와 같은 일 구성으로 구성될 수 있고, 다음의 시간 슬롯에서, V-SCH는 16x RC3와 같은 상이한 구성 또는 V-SCH의 임의의 다른 가능한 구성으로 구성될 수 있다. V-SCH는 부가적인 플렉서빌러티 (flexibility) 를 제공하고, EBR 기술에서 시스템 성능을 개선할 수 있다.
통신 채널의 구성이 전체 세션에 대해 고정되면, 애플리케이션 레이어 패킷 또는 슬라이스는 그들이 이용가능한 물리 레이어 데이터 패킷들 중 가용한 하나에 적합하도록 선택된다. 예를 들어, 표 2의 케이스 1에 나타낸 바와 같이, DCCH 및 SCH가 RS1 및 2x RC3로서 구성되면, 애플리케이션 레이어 슬라이스는, 0바이트, 20바이트, 40바이트, 또는 60바이트 패킷들 중 어느 하나에 적합하도록 선택될 것이다. 유사하게, 표 2의 케이스 4에 나타낸 바와 같이, 채널들이 RS1 및 16x RC3로 구성되었다면, 애플리케이션 레이어 슬라이스는 0바이트, 20바이트, 320바이트, 또는 340바이트 패킷들 중 어느 하나에 적합하도록 선택될 것이다. V-SCH 채널이 사용되었다면, 각각의 슬라이스에 대해 2개의 상이한 구성들 사이에서 변하는 것이 가능하다. 예를 들어, DCCH가 RS1으로 구성되고 V-SCH가 RC3로서 구성되면, 표 2의 케이스 1 내지 4에 대응하여, 임의의 V-SCH 구성들, 즉, 2x RC3, 4x RC3, 8x RC3 또는 16x RC3 사이에서 변하는 것이 가능하다. 이들 다양한 구성들 사이에서의 선택은, 표 2의 케이스 1 내지 4에 나타낸 바와 같이 0바이트, 20바이트, 40바이트, 60바이트, 80바이트, 100바이트, 160바이트, 180바이트, 320바이트, 또는 340바이트의 물리 레이어 데이터 패킷을 제공한다. 따라서, 이러한 예에서, V-SCH 채널을 사용하는 것은, 애플리케이션 레이어 슬라이스가 표 2의 케이스 1 내지 4에 리스팅된 10개의 상이한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈들 중 임의의 것에 적합하도록 선택되게 한다.
유사한 기술이 데이터 채널 (DCH) 을 사용하여 광대역 CDMA (WCDMA) 에서 사용될 수 있다. V-SCH와 유사한 DCH는 상이한 물리 레이어 패킷 사이즈를 지원한다. 예를 들어, DCH는 40옥텟 (octet) 의 배수로 0 내지 nx의 레이트를 지원할 수 있고, 여기서, 'nx' 는 DCH 채널의 최대 할당 레이트에 대응한다. nx의 통상적인 값은 64kbps, 128kbps 및 256kbps를 포함한다. WCDMA의 경우, 데이터에 전달된 패킷의 사이즈는 "전송 포맷 결합 표시기 (Transport Format Combination Indicator; TFCI)" 를 사용하는 부가적인 시그널링을 사용하여 표시되므로, 가변 사이즈의 패킷이 EBR에서와 같이 사용되는 경우, MS는 블라인드 검출 (Blind Detection) 을 행해야할 필요가 없으며, 그에 의해, MS에 대한 계산적인 부담을 감소시킨다. 본 발명에서 설명된 EBR 개념은, TFCI에 의한 것과 같이, 패킷 사이즈의 블라인드 검출 및 명시적 표시 (Explicit Indication) 양자에 적용가능하다.
애플리케이션 레이어 데이터 패킷이 물리 레이어 데이터 패킷에 적합하도록 애플리케이션 레이어 데이터 패킷을 선택함으로써, 총 데이터 레이트를 갖는 일정한 비트 레이트 통신 채널의 조합은 VBR 통신 채널과 유사한 성능, 및 일부 경우에는, VBR 통신 채널보다 우수한 성능을 갖는 VBR 데이터 스트림을 송신할 수 있다. 일 실시형태에서, 가변 비트 레이트 데이터 스트림은 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈에 매칭하는 사이즈인 데이터 패킷의 스트림으로 인코딩되어, 그 후, 일정한 비트 레이트 채널의 조합을 통해 송신된다. 또 다른 실시형태에서, 가변 비트 레이트 데이터 스트림의 비트 레이트가 변함에 따라, 그 가변 비트 레이트 데이터 스트림은 상이한 사이즈 데이터 패킷으로 인코딩될 수도 있고, 일정한 비트 레이트 채널의 상이한 조합은 그 데이터 패킷을 송신하기 위해 사용될 수도 있다.
예를 들어, 비디오 데이터의 상이한 프레임은 상이한 사이즈일 수도 있으므로, 따라서, 고정된 비트 레이트 통신 채널의 상이한 조합은 그 상이한 사이즈 비디오 프레임의 송신을 수용하기 위해 선택될 수도 있다. 즉, 가변 비트 레이트 데이터는, 일정한 비트 레이트 통신 채널의 총 비트 레이트를 가변 비트 레이트 스트림의 비트 레이트에 매칭하도록, 하나 이상의 일정한 비트 레이트 통신 채널에 데이터 패킷을 할당함으로써, 일정한 비트 레이트 채널을 통해 효율적으로 송신될 수 있다.
또 다른 양태는, 가변 비트 레이트 데이터 스트림을 나타내기 위해 사용된 비트의 총 수를 미리-선택된 최대 비트 수에 제한하도록 인코더가 제약될 수 있다는 것이다. 즉, 가변 비트 레이트 데이터 스트림이 비디오와 같은 멀티미디어 데이터의 프레임이면, 그 프레임은, 각각의 슬라이스가 독립적으로 디코딩될 수 있도록 슬라이스를 선택하고 슬라이스의 비트의 수는 미리-선택된 수의 비트에 제한되는 슬라이스로 분할될 수도 있다. 예를 들어, DCCH 및 SCH 채널이, 각각, RS1 및 2x RC3로 구성되면 (표 2의 케이스 1), 인코더는, 슬라이스가 20바이트, 40바이트, 또는 60바이트 중 어느 하나보다 크지 않도록 제약될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 멀티미디어 데이터를 송신하기 위해 EBR을 사용하는 것은 cdma2000 패킷 데이터 채널 (PDCH) 을 사용할 수 있다. PDCH는 n*45 바이트인 데이터 패킷을 송신하도록 구성될 수 있으며, 여기서, n = {1, 2, 4, 8} 이다. 또한, PDCH를 사용하면, 예를 들어, 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터는, 이용가능한 물리 레이어 패킷 사이즈에 매칭하는 "슬라이스" 로 파티셔닝될 수 있다. cdma2000에서, PDCH는 순방향 PDCH (F-PDCH) 및 역방향 PDCH (R-PDCH) 의 이용가능한 서로 다른 데이터 레이트를 갖는다. cdma2000에서, F-PDCH는 R-PDCH보다 조금 더 작은 이용가능한 대역폭을 갖는다. 대역폭에서의 이러한 차이가 이용될 수 있지만, 일부 경우에서는, R-PDCH를 F-PDCH와 동일한 대역폭으로 제한하는 것이 유리하다. 예를 들어, 제 1 MS가 비디오 스트림을 제 2 MS로 송신하면, 그 비디오 스트림은 R-PDCH를 통하여 제 1 MS에 의해 송신되고 F-PDCH를 통하여 제 2 MS에 의해 수신될 것이다. 제 1 MS가 R-PDCH의 전체 대역폭을 사용하면, 데이터 스트림의 일부는 제 2 MS로의 F-PDCH 송신의 대역폭과 일치하도록 제거되야 한다. 더 작은 대역폭을 갖는 채널을 통해 제 2 MS에 송신될 수 있도록 제 1 MS로부터의 송신물을 재포맷하는 것과 관련된 어려움을 완화시키기 위해, R-PDCH의 대역폭은, 그 대역폭이 F-PDCH의 대역폭과 동일하도록 제한될 수 있다. F-PDCH 대역폭을 제한하는 일 방식은, R-PDCH를 통해 전송된 애플리케이션 데이터 패킷 사이즈를 F-PDCH에 의해 지원되는 애플리케이션 데이터 패킷 사이즈로 제한하고, 그 후, R-PDCH 물리 레이어 패킷의 나머지 비트에 대해 "스터핑 비트 (stuffing bit)" 를 부가하는 것이다. 즉, 스터핑 비트가 F-PDCH 데이터 패킷에 매칭하도록 R-PDCH 데이터 패킷에 부가되면, R-PDCH 데이터 패킷은, 예를 들어, 단지 스터핑 비트의 드롭에 의해 공칭 변화를 갖는 F-PDCH 순방향 링크상에서 사용될 수 있다.
바로 전에 설명된 기술을 사용하면, 표 3은, 4개의 가능한 데이터 레이트 케이스에 대하여 F-PDCH 및 R-PDCH에 대한 가능한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈, 및 R-PDCH에 부가될 "스터핑 비트" 의 수를 리스팅한다.
Figure 112006092485200-PCT00008
DCCH 플러스 SCH를 사용하는 EBR에 의하면, 비디오 스트림과 같은 멀티미디어 스트림이 슬라이스로 분할되면, 일반적으로 더 작은 슬라이스 사이즈는 에러 복원도를 개선하지만, 압축 효율은 떨어질 수도 있다. 유사하게, 더 큰 슬라이스가 사용되면, 일반적으로 압축 효율에서는 증가가 있지만, 개별 패킷의 손실이 더 많은 데이터의 손실을 야기하기 때문에, 시스템 성능은 손실된 패킷으로 인해 열화할 수도 있다.
상기 예가, 전용 채널, 다양한 무선 구성에서 DCCH 플러스 SCH, 및 PDCH와 같은 공유 채널을 사용하여 EBR을 설명하였지만, 또한, 다른 채널 및 채널들의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, EBR은 PDCH 플러스 SCH, 또는 PDCH 플러스 DCCH, 및 3개 모두 함께 사용될 수 있다. 또한, 데이터를 송신하기에 이용가능한 임의의 다른 채널들이 EBR로 사용될 수 있다.
유사하게, 비디오 슬라이스와 같은 멀티미디어 데이터를 물리 레이어 패킷의 이용가능한 사이즈에 매칭하는 기술은, 다른 공중 경유 표준에 기초한 시스템에서 수행될 수 있다. 예를 들어, GSM, 또는 GPRS, 또는 EDGE에 기초한 시스템에서, 비디오 슬라이스와 같은 멀티미디어 프레임은 이용가능한 시간슬롯에 매칭하도록 사이징될 수 있다. 상술된 바와 같이, 많은 GSM, GPRS 및 EDGE 디바이스는 다중의 시간슬롯을 수신할 수 있다. 따라서, 이용가능한 시간슬롯의 수에 의존하여, 프레임의 인코딩된 스트림은 비디오 슬라이스가 물리 패킷에 매칭되도록 제약될 수 있다. 즉, 멀티미디어 데이터는 패킷 사이즈가 GSM 시간슬롯과 같은 물리 레이어 패킷의 이용가능한 사이즈에 매칭하도록 인코딩될 수 있고, 사용된 물리 레이어 패킷의 총 데이터 레이트는 멀티미디어 데이터의 데이터 레이트를 지원한다.
도 10은, DCCH 및 SCH를 사용하는 cdma2000 시스템상에서 EBR을 사용하여 10fps 비디오 스트림의 송신을 도시한 다이어그램이다. 이러한 예에 있어서, DCCH 및 SCH는, 각각, RS1 및 2x in RC3로 구성된다 (표 2의 케이스 1) 고 가정한다. 이러한 구성에서, 각각의 20msec 시간 슬롯내에서 이용가능한, 4개의 물리 레이어 패킷 사이즈, 즉, 0, 20, 40 및 60바이트가 존재한다. 비디오 프레임 레이트가 100msec의 프레임 주기에 대해 10fps이기 때문에, 5개의 시간 슬롯까지 데이터의 개별 프레임을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 각각의 비디오 프레임은 최대 5개의 프레임으로 파티셔닝될 수 있고, 각각의 슬라이스는 0, 20, 40 또는 60 중 하나일 수 있다.
도 10의 예에서, 5개의 MPEG-4 비디오 프레임 (1002, 1004, 1006, 1008 및 1010) 이 존재한다. 비디오 프레임들 중 2개, 즉 처음의 비디오 프레임 및 마지막 비디오 프레임은, 각각, 데이터의 250바이트 및 200바이트를 포함하는 I 프레임 (1002 및 1010) 이다. I 프레임들 사이의 3개의 프레임 (1004, 1006 및 1008) 은, 각각, 데이터의 20, 80, 50바이트를 포함하는 P 프레임이다. 또한, 도 10에 도시된 것은 20msec 시간 슬롯으로 구성된 데이터 스트림이다.
상술된 바와 같이, 이러한 예에서, 5개의 시간 슬롯까지 각각의 비디오 프레임을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 프레임은, 데이터가 송신되지 않는 시간의 양을 최대화하도록 슬라이스로 파티셔닝될 것이다, 즉, 채널이 dtx에 존재하는 시간을 최대화한다. 이러한 방식으로 파티션을 선택하는 것은, 데이터가 송신될 시간의 양을 감소시키므로써 통신 시스템에서 전체 간섭을 감소시킬 수도 있다. 다른 예에서, 다른 고려사항들은 다른 선택 방법으로 안내할 수도 있다. 예를 들어, 일부 상황에서, MS와 BS사이의 통신의 진행 또는 일부 최소 레벨을 유지하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, BS가 MS의 전력 제어를 효과적으로 유지할 능력이 있을 수도 있도록 통신의 충분한 레벨이 존재하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 데이터의 일부 양이 모든 시간 슬롯 또는 시간 슬롯의 원하는 수에서 송신되도록 슬라이스를 파티셔닝하는 것이 바람직할 수도 있다.
도 10에 도시된 예에서, 슬라이스는, 데이터를 송신하기 위한 시간 슬롯의 최소의 수로 최대 패킷 사이즈를 사용하기 위해 사이징될 것이다. 이러한 예 (표 2의 케이스 1) 에서, 최대 패킷 사이즈는 60바이트이므로, 프레임은 가능한 소수의 60바이트 슬라이스로 분할될 것이다. 제 1 의 I 프레임 (1002) 은 250바이트이고, 5개의 슬라이스로 분할될 것이며, 처음 4개의 슬라이스는 사이즈가 60바이트이고 제 5 슬라이스는 10바이트일 것이다. 인코딩된 슬라이스는 시간 슬롯 (1022, 1024, 1026, 1028 및 1030) 에 할당된다. 처음 4개의 시간 슬롯 (1022, 1024, 1026 및 1028) 은 60바이트 물리 레이어 패킷을 송신하기 위해 DCCH＋SCH를 사용하도록 구성되고, 제 5 시간 슬롯 (1030) 은 10바이트 슬라이스를 송신하는 DCCH 및 SCH dtx로 구성된다. 따라서, 250바이트인 제 1의 I 프레임은 5개의 시간 슬롯 (1022, 1024, 1026, 1028 및 1030) 동안 송신된다.
시간 슬롯 (1030) 에서 송신되는 10바이트 슬라이스는 그의 관련 20바이트 물리 레이어 데이터 패킷을 완전히 충진하지 않는다. 물리 레이어에서 초과 용량이 존재하는 이와 같은 상황에서, 스터핑 비트는 물리 레이어 데이터 패킷을 "충진" 하기 위해 부가될 수 있다. 또는 다른 방법으로, 슬라이스의 인코딩이 여분의 물리 레이어 용량을 이용하기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, 인코딩된 것의 양자화 파라미터는 슬라이스에 대해 증가될 수 있으며, 슬라이스에서 송신되는 비디오의 일부의 품질을 개선할 수 있다. 후속 P 프레임이 개선된 품질의 결과만큼 많은 데이터를 요구하지 않을 수도 있기 때문에, 비디오의 일부의 품질의 개선은 유리하다.
제 2 비디오 프레임 (1004) 은 사이즈가 20바이트인 P프레임이다. 또한, 5개의 시간 슬롯 (1032, 1034, 1036, 1038 및 1040) 은 이러한 프레임의 송신에 대해 이용가능하다. 이러한 프레임이 단지 20바이트이기 때문에, 20바이트를 송신하는 DCCH 및 SCH dtx로 구성되는 제 1 시간 슬롯 (1032) 동안 완전히 송신될 수 있다. 데이터의 전체 프레임이 제 1 시간 슬롯 (1032) 에서 송신될 수 있기 때문에, 이러한 프레임에 대해 이용가능한 나머지 4개의 시간 슬롯 (1034, 1036, 1038 및 1040) 은 dtx로 구성된다.
제 3 비디오 프레임 (1006) 은 사이즈가 80바이트인 P 프레임이다. 또한, 5개의 시간 슬롯 (1042, 1044, 1046, 1048 및 1050) 이 이러한 프레임의 송신을 위해 이용가능하다. 이러한 비디오 프레임을 60바이트의 제 1 슬라이스로 파티셔닝하는 것은 제 2 슬라이스에 20바이트를 남긴다. 따라서, 제 1 슬라이스는, 60바이트 슬라이스를 송신하기 위해 DCCH＋SCH를 사용하도록 구성된 시간 슬롯 (1042) 에서 송신된다. 제 2 슬라이스는, 20바이트를 송신하는 DCCH 및 dtx로 구성된 SCH로 구성되는 제 2 시간 슬롯 (1044) 에서 송신된다. 나머지 3개의 시간 슬롯 (1046, 1048 및 1050) 은 dtx로 구성된다.
제 4 비디오 프레임 (1008) 은 사이즈가 50바이트인 P 프레임이다. 또한, 5개의 시간 슬롯 (1052, 1054, 1056, 1058 및 1060) 은 이러한 프레임의 송신을 위해 이용가능하다. 이러한 프레임의 사이즈가 DCCH 또는 SCH 중 하나의 물리 레이어 패킷보다 더 크기 때문에, 60바이트의 결합된 DCCH＋SCH 물리 레이어 패킷 사이즈가 사용될 것이다. DCCH＋SCH 물리 레이어 패킷을 충진하기에 불충분한 데이터가 있기 때문에, 품질을 개선하기 위해 인코딩되는 것을 조정하는 스터핑 비트, 또는 일부 다른 기술이 물리 레이어 패킷을 생성하기 위해 이용될 수도 있다. 따라서, 슬라이스는, 60바이트 슬라이스를 송신하기 위해 DCCH＋SCH를 사용하도록 구성된 시간 슬롯 (1052) 에서 송신된다. 나머지 4개의 시간 슬롯 (1054, 1056, 1058 및 1060) 은 dtx로 구성된다.
이러한 예에서의 제 5 또는 마지막 비디오 프레임 (1010) 은 사이즈가 200바이트인 I 프레임이다. 또 다시, 5개의 시간 슬롯 (1062, 1064, 1066, 1068 및 1070) 은 이러한 프레임의 송신을 위해 이용가능하다. 프레임은 3개의 60바이트 슬라이스 및 1개의 20바이트 슬라이스로 파티셔닝된다. 3개의 60바이트 슬라이스는, 60바이트를 송신하기 위해 DCCH＋SCH로 구성된 시간 슬롯 (1062, 1064 및 1066) 에서 송신된다. 20바이트인 제 4 슬라이스는 20바이트 슬라이스를 송신하는 DCCH 및 SCH dtx로 구성된 시간슬롯 (1068) 에서 송신된다. 이러한 프레임에 대해 이용가능한 마지막 시간 슬롯 (1070) 은 dtx로 구성된다.
상기 예에서, 시간 슬롯이 20바이트 이하인 데이터 패킷을 송신했었던 경우, 그 데이터 패킷은 DCCH에 할당되었다. 또한, 데이터 패킷은, 대신, SCH에 할당되었을 수 있다.
도 11은, 피크 신호 대 잡음 비 (PSNR) 에 의해 측정된 바와 같이, 가변 비트 레이트 채널 및 명시적 비트 레이트 채널을 사용하여 송신된 수 개의 샘플 비디오 시퀀스에 대해 품질을 비교하는 바 차트이다. 도 11에 도시된 바와 같이, DCCH 및 SCH에 대한 채널 구성의 다양한 조합은, 종래의 VBR과 비교한 것과 거의 동일한 PSNR을 전달하기 위해 적절한 입도 (granularity) 를 제공한다. 따라서, 이들 예에 있어서, 5개의 시간 슬롯에 걸친 10개의 상이한 데이터 레이트 조합들의 조합은, VBR 채널에 의해 무한한 입도로 제공되는 성능에 매우 근접한 성능을 제공하는 의사 가변 레이트 채널을 효과적으로 생성한다.
EBR 기술의 양태에 따라, 각각의 비디오 프레임에 대해, 모든 가능한 DCCH 및 SCH 물리 레이어 패킷 사이즈 조합의 스펙트럼이 생성된다. 그 후, 고려된 슬라이스 사이즈에 매칭하는 물리 레이어 패킷 사이즈의 선택이 행해진다. 선택된 물리 레이어 패킷 사이즈의 임의의 초과 데이터 레이트 용량은, 품질을 조정하기 위한 바이트의 스터핑, 또는 인코더 파라미터의 변경, 또는 다른 기술들에 의해 "충진" 될 수도 있다. 스터핑 바이트를 사용하는 경우, 스터핑 바이트의 양을 최소화하기 위해, 더 정밀한 매크로블록 양자화기 (더 큰 양자화 파라미터) 가 사용될 수도 있으며, 더 작은 사이즈의 더 많은 슬라이스를 발생한다. 도 12는 DCCH 및 V-SCH의 통상적인 슬라이스 분포의 히스토그램을 도시한 바 차트이다.
도 11 및 12, 그리고 표 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 적절한 제어 메커니즘은 이용가능한 물리 레이어 패킷 사이즈 또는 페이로드 사이즈에 멀티미디어 인코더 슬라이스 사이즈를 매칭하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 "매칭" 의 결과는, 실제의 일정한 비트 레이트 채널과 비교하는 경우, 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터가 압축 효율을 떨어뜨리지 않고 가변 비트 레이트 채널을 통해 송신될 수 있으며 에러 복원도가 개선될 수 있다.
도 13은, 피크 신호 대 노이즈 잡음 비 (PSNR) 에 의해 측정된 바와 같이, VBR 채널 및 EBR-PDCH 채널을 통해 송신되는 다양한 비디오 시퀀스의 품질의 시뮬레이션을 비교하는 바 차트이다. 도 13에 도시된 바와 같이, VBR 송신과 비교하여 EBR-PDCH 송신에 대해 PSNR에서 매우 작은 감소가 존재한다.
도 14는 멀티미디어 인코더의 슬라이스 사이즈의 분포를 도시한 바 차트이다. 이러한 예에서, 멀티미디어 인코더는, 각각의 멀티미디어 프레임의 마지막 슬라이스를 제외하고 90바이트의 슬라이스 사이즈에 제약되며, 그 멀티미디어 프레임은 사이즈에서 90바이트 또는 45바이트 중 하나의 옵션을 갖는다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이러한 예에서, 슬라이스의 90%이상은 사이즈가 90바이트이며, 더 큰 패킷 사이즈 때문에 패킷 손실로 인한 열화 없이 효율적인 채널 이용을 유도한다.
도 13 및 14의 품질 비교 차트는, EBR-PDCH의 경우, 이용가능한 물리 레이어 패킷 사이즈에 멀티미디어 인코더 슬라이스 사이즈 또는 코덱 슬라이스 사이즈를 매칭하기 위한 적절한 제어 매커니즘의 사용이, 실제의 VBR과 비교하는 경우 압축 효율을 떨어뜨리지 않고 멀티미디어 데이터의 높은 품질의 송신을 발생할 수 있다는 것을 도시한다.
상기 예는, AVC/H.264 비디오 코덱과 같은 멀티미디어 인코더가 EBR 및 VBR 모드에서 유사한 압축 효율을 달성할 수 있다는 것을 도시한다. 상기 예에 의해 나타낸 바와 같이, DCCH 플러스 V-SCH와 같은 전용 채널 및 PDCH와 같은 공유 채널 양자에서의 EBR은 VBR과 유시한 성능을 달성한다. (예를 들어, MPEG-4 및 H.263＋와 같은) 비디오 코덱과 같은 다른 멀티미디어 인코더가 대체된 블록 차이에 대해 모션 추정 및 DCT 변환을 사용하기 때문에, 유사한 EBR 동작이 다른 비디오 코덱 및 다른 무선 채널에 대해 가능하다는 것이 기대된다. 또한, 레이트 제어 메커니즘이 ITU 및 ISO/IEC 비디오 코덱 규격에서 구현을 위해 남겨진다는 것을 나타낸다. 따라서, EBR은 기존의 표준에 컴플리안트하고, 컴플리안트 디코더는 EBR 레이트 제어로 인코딩된 비디오 스트림을 디코딩할 수 있을 것이다.
상기 예가 cdma2000과 같은 CDMA에 기초한 시스템에 대해 설명되어 왔지만, 동일한 기술은 다른 공중 인터페이스에 적용가능하다. 예를 들어, GSM, GPRS, 또는 EDGE에 기초한 시스템은 상술된 바와 같은 동일한 시스템을 사용할 수도 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 이들 시스템은 무선 프레임의 다중의 시간 슬롯내에서 데이터를 송신한다. 시간 슬롯의 수에 기초하는 멀티미디어 슬라이스 사이즈 및 이에 따른 이용가능한 데이터 레이트를 선택하는 것은, CDMA에 기초한 시스템에서 이용가능한 채널에 기초하여 슬라이스 사이즈를 선택하는 것과 유사할 것이다. 마찬가지로, CDMA 물리 패킷에 매칭하도록 슬라이스를 사이징하는 것과 유사하게, 시간 슬롯에 매칭하도록 슬라이스를 사이징함으로써, 에러 복원도가 개선된다.
이들 예들에 도시된 바와 같이, EBR의 일 양태는, 예를 들어, cdma2000 (V-SCH＋DCCH, SCH＋DCCH, PDCH) 및 WCDMA (DCH) 에 대해 정의된 바와 같이, 물리 레이어 패킷 사이즈의 이용가능한 세트에 멀티미디어 데이터 프레임의 슬라이스를 매칭하는 것이다. 일 실시형태에서, 예를 들어, MS와 같은 수신 노드는, 통신 채널 구성 및 그에 따른 물리 레이어 패킷 사이즈를 인프라구조의 PDSN과 협의한다. 스트리밍 및 브로드캐스트 애플리케이션에 있어서, MS와 PDSN 사이의 협의에 더하여 MS와 콘텐츠 서버 사이의 협의가 존재할 수도 있다. 따라서, 엔드 (end)-포인트 애플리케이션과 하부 네트워크 사이의 엔드-투-엔드 조정이 존재한다.
일 실시형태에 의하면, 제 1 채널은, 일부 가변 비트 레이트 및 일정한 비트 레이트 채널을 포함하는 다중의 논리 채널로 구성될 수도 있는 가변 레이트 채널, 및 이에 따른 가변 물리 레이어 패킷 사이즈를 포함한다. 비디오 인코더는, 0 버퍼-딜레이를 갖는 비디오 정보의 송신을 허용하는 비디오 트래픽의 세이핑 (shaping) 을 지원하는 레이트 제어 버퍼를 포함할 수도 있다. 일정한 비트 레이트 채널은, 예를 들어, P-타입 비디오 프레임이 송신되는 전용 제어 채널 (DCCH) 을 포함할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 다중의 수신 노드들 사이에서 공유되는 가변-레이트 보충 채널 (V-SCH) 을 포함하는 제 2 무선 채널이 제공될 수도 있다. 제 2 무선 채널은 제 1 무선 채널의 레이트보다 더 큰 레이트를 가질 수도 있다. 일부 실시형태에서, I-타입 비디오 프레임은 가변-레이트 보충 채널 (V-SCH) 을 통해 송신된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 각각의 비디오 프레임은 다수의 물리 레이어 프레임을 통해 전송된다. 예를 들어, 전용 제어 채널 (DCCH) 는 제 1 레이트를 갖고, 가변-레이트 보충 채널 (V-SCH) 은, 제 1 레이트, 제 2 레이트, 제 3 레이트, 제 4 레이트 및 제 5 레이트와 같이 다중의 레이트를 갖는다. 또한, 양자의 채널은 아무것도 송신되지 않는 DTX 레이트를 갖는다. 각각의 물리 레이어 프레임의 지속 기간 동안, 다수의 송신 포맷은, 전용 제어 채널 (DCCH) 과 가변-레이트 보충 채널 (V-SCH) 의 레이트들의 조합에 대해 정의된다. 다수의 구성은, 적어도 송신 포맷의 수 및 물리 레이어 프레임의 수의 산물이다. 비디오 프레임의 슬라이스 사이즈는, 비디오 프레임의 사이즈에 기초하여 구성들 중 하나에 대응할 수도 있다. 인코더는, 비디오 프레임의 사이즈에 기초하여, 물리 레이어 패킷의 이용가능한 사이즈에 매칭하는 원하는 슬라이스 사이즈 및 구성을 선택하는 레이트 제어 모듈을 포함할 수도 있다. 그로서, 비디오 레이턴시 (latency) 는, 이용가능한 채널 레이트들 중 하나에 인코딩 레이트를 매칭함으로써 전용 채널 및 공유 채널 양자에 대해 감소될 수 있다.
일 기술에서, 전달된 데이터의 사이즈는 MS에 의해 추정되며, 이러한 프로세스는 "블라인드 검출" 로 지칭된다. "명시적 표시" 로 지칭되는 또 다른 기술에서, 전달된 데이터의 사이즈는 부가적인 시그널링을 사용하여 표시될 수 있으므로, 그에 의해, 블라인드 검출을 행할 필요를 제거한다. 예를 들어, WCDMA의 경우, 전달된 데이터 패킷의 사이즈는, 가변 사이즈의 패킷이 EBR에서와 같이 사용되는 경우, "전송 포맷 결합 표시기 (TFCI)" 를 사용하여 표시될 수도 있으므로, MS는 블라인드 검출을 행해야할 필요가 없으며, 그에 의해, MS에 대한 계산적인 부담을 감소시킨다. 설명된 EBR 개념은 패킷 사이즈의 블라인드 검출 및 명시적 표시 양자에 적용가능하다. 따라서, MS에 도달한 물리 레이어 패킷 사이즈는 시간에 걸쳐 상이한 사이즈일 수도 있다는 것이 명백하지만, MS는, WCDMA에서 TFCI에 의한 것과 같이, 패킷 사이즈의 블라인드 검출 또는 패킷 사이즈의 명시적 시그널링 중 하나에 의해 그 패킷의 사이즈를 식별할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, SCH 할당은 매우 낮은 레이트이다 (예를 들어, 32kbps). 이것은, 매우 많은 사용자가 월시 (Walsh) 공간을 고갈시키지 않고 네트워크에서 지원될 수 있도록 행해진다. 이러한 경우, 비디오 품질은, 비디오 프레임이 n*T초에서 시간 슬롯을 점유하게 함으로써 개선되며, 여기서, T = 1/초당_프레임이다.
또 다른 실시형태에서, 각각의 비디오 프레임을 T초로 제한하는 대신에, n개의 비디오 프레임이 n*T초를 공유한다. 예를 들어, 비디오 스트림이 10fps 레이트를 가지면, 매 100msec마다 프레임을 송신하는 대신, 매 200msec마다 2개의 프레임을 송신하는 것이 가능하다. 도 15는 200msec 주기에 걸쳐 2개의 10fps 비디오 프레임을 송신하는 일 예를 도시한 다이어그램이다. 도 15의 예에서, DCCH 및 SCH는, 각각, RS1 및 RC3의 2x로 구성된다고 가정된다 (표 2의 케이스 1). 이러한 구성에서, 이용가능한 각각의 20msec 시간 슬롯마다, 4개의 물리 레이어 패킷 사이즈, 즉, 0, 20, 40 및 60바이트가 존재한다. 이러한 예에서, 2개의 10fps 비디오 프레임은 매 200msec마다 송신된다. 따라서, 2개의 비디오 프레임은, 데이터의 양자의 프레임이 송신되는 10개의 시간 슬롯을 공유한다. 따라서, 각각의 비디오 프레임은, 2개의 프레임에 대한 슬라이스의 결합된 총 수가 더 적은 슬라이스의 10이도록, 0, 20, 40 또는 60바이트 중 하나일 수 있는 슬라이스로 파티셔닝될 수 있다.
도 15의 예에서, 2개의 MPEG-4 비디오 프레임 (1502 및 1004) 이 존재한다. 제 1 비디오 프레임 (1502) 은 사이즈가 540바이트인 I 프레임이고, 제 2 프레임 (1504) 은 사이즈가 60바이트인 P 프레임이다. 이러한 예에서, I 프레임 (1502) 은, 각각 사이즈가 60바이트인, 9개의 슬라이스로 분할될 수 있고, P 프레임 (1504) 은 사이즈가 60바이트인 하나의 슬라이스로 분할될 수 있다. I 프레임 (1502) 은, 60바이트 물리 레이어 패킷을 송신하기 위해 DCCH＋SCH를 사용하도록 구성된 9개의 시간 슬롯 (1510, 1512, 1514, 1516, 1518, 1520, 1522, 1524 및 1526) 동안 송신될 수 있다. P 프레임 (1504) 은, 60바이트 물리 레이어 패킷을 송신하기 위해 DCCH＋SCH를 사용하도록 구성된 단일 시간 슬롯 (1518) 동안 송신될 수 있다. 따라서, 2개의 10fps 비디오 프레임은 200msec 주기 동안 송신되며, 10fps의 평균 레이트를 발생한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 각각의 비디오 프레임을 T초로 제한하는 대신, n개의 비디오 프레임은 n*T 초를 공유한다. 따라서, 트레이드오프가, 주파수 도메인 (domain) 제한 (피크 레이트, 월시 공간) 과 시간 도메인 제한 (딜레이) 사이에서 달성된다. 이러한 예에서, I 프레임 (1502) 은 9개의 시간 슬롯에 할당되었고, P 프레임 (1504) 은 하나의 시간 슬롯에 할당되었다. 또한, 프레임들 사이에서의 시간 슬롯의 임의의 다른 할당이 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 8개, 7개, 또는 6개의 시간 슬롯은 하나의 프레임에 할당될 수 있고, 2개, 3개 또는 4개의 시간 슬롯은, 각각, 또 다른 프레임에 할당될 수 있다. 또한, 도시된 이러한 예는 2개의 프레임들 사이에서 시간 슬롯을 공유하지만, 또한, 시간 슬롯은 임의의 수의 프레임들 사이에서 공유될 수 있다는 것이 고려된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 채널은, 가변 딜레이를 갖는 공유 패킷 데이터 채널 (PDCH) 과 같이 다중의 레이트를 지원하는 가변 비트 레이트 채널을 포함한다. 가변 비트 레이트 채널의 레이트는 비디오 인코더로부터의 비디오 정보 패킷의 인코딩 레이트에 매칭된다. 제어기는, 제어기가 고정된 딜레이를 갖는 제 1 무선 채널을 통해 비디오 정보를 송신하는 것을 보장하기 위해 수신 노드로의 리소스를 중재하는 스케줄러를 포함할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 수신 노드는 스터핑 비트를 부과함으로써 F-PDCH 레이트에 매칭하도록 R-PDCH 레이트를 제한한다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제어기의 스케줄러는 PDCH에서 SMG에 대한 딜레이를 사용한다.
또한, 또 다른 실시형태에서, 제 3 무선 채널이 제공될 수도 있다. 또한, 전송 노드는 오디오/스피치 정보의 프레임을 생성하는 오디오 인코더를 포함할 수도 있다. 서빙 노드는 전송 노드로부터 오디오/스피치 정보의 프레임을 수신하고, 오디오/스피치 정보의 패킷을 제어기에 서빙한다. 제어기는 제 3 무선 채널을 통해 오디오/스피치 정보의 패킷을 하나 이상의 수신 노드에 송신한다. 역방향 링크 송신 또는 업 링크 송신에 있어서, 각각의 수신 노드는 제 3 무선 채널을 통해 제어기에 오디오/스피치 정보의 패킷을 송신할 수도 있다.
도 16은 무선 통신 채널을 통해 멀티미디어 데이터를 송신하는 방법을 도시한 흐름도이다. 흐름은 정보를 송신하기 위해 사용될 수 있는 이용가능한 통신 채널이 결정되는 블록 1602에서 시작한다. 예를 들어, 이용가능한 통신 채널 및 그의 구성은 콘텐츠 서버, 또는 PDSN, 과 콘텐츠의 수신자 사이에서 협의될 수 있다. 흐름은 이용가능한 통신 채널의 패킷 사이즈뿐만 아니라 통신 채널의 조합의 패킷 사이즈가 결정되는 블록 1604로 진행한다. 그 후, 정보 유닛은 슬라이스로 파티셔닝된다. 슬라이스의 수는, 정보 유닛 간격 동안 송신을 위해 이용가능한 시간 슬롯의 수에 의해 결정될 수도 있으며, 슬라이스의 사이즈는 그 사이즈가 이용가능한 데이터 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택된다. 예를 들어, 슬라이스의 수는, 정보 유닛 간격 동안 발생하는 송신물의 수에 의존할 수 있다. 흐름은 블록 1608 로 진행하고 슬라이스는 물리 레이어 패킷에 할당된다.
도 17은, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 구성된 무선 통신 디바이스 또는 이동국 (MS) 의 블록도이다. 통신 디바이스 (1702) 는, 네트워크 인터페이스 (1706), 코덱 (1708), 호스트 프로세서 (1710), 메모리 디바이스 (1712), 프로그램 제품 (1714), 및 사용자 인터페이스 (1716) 를 포함한다.
인프라구조로부터의 신호는 네트워크 인터페이스 (1706) 에 의해 수신되어 호스트 프로세서 (1710) 에 전송된다. 호스트 프로세서 (1710) 는 신호를 수신하고, 신호의 콘텐츠에 의존하여 적절한 액션 (action) 으로 응답한다. 예를 들어, 호스트 프로세서 (1710) 는 수신 신호 자체를 디코딩할 수도 있거나, 디코딩을 위해 코덱 (1708) 으로 그 수신 신호를 라우팅할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 수신 신호는 네트워크 인터페이스 (1706) 로부터 코덱 (1708) 으로 직접 전송된다.
일 실시형태에서, 네트워크 인터페이스 (1706) 는, 무선 채널을 통해 인프라구조에 인터페이스하는 트랜시버 및 안테나일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 네트워크 인터페이스 (1706) 는 지상선을 통해 인프라구조에 인터페이스하기 위해 사용되는 네트워크 인터페이스 카드일 수도 있다. 코덱 (1708) 은, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU) 과 같은 디지털 신호 프로세서 (DSP), 또는 범용 프로세서로서 구현될 수도 있다.
호스트 프로세서 (1710) 및 코덱 (1708) 양자는 메모리 디바이스 (1712) 에 접속된다. 메모리 디바이스 (1712) 는, WCD의 동작 동안, 데이터를 저장할뿐만 아니라, 호스트 프로세서 (1710) 또는 코덱 (1708) 에 의해 실행될 프로그램 코드를 저장하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 호스트 프로세서, 코덱, 또는 양자는, 메모리 디바이스 (1712) 에 임시적으로 저장된 프로그래밍 명령의 제어하에서 동작할 수도 있다. 또한, 호스트 프로세서 (1710) 및 코덱 (1708) 은 그들 자신의 프로그램 저장 메모리를 포함할 수 있다. 프로그래밍 명령이 수행되는 경우, 호스트 프로세서 (1710) 또는 코덱 (1708), 또는 양자는, 예를 들어, 멀티미디어 스트림을 디코딩 또는 인코딩하는 것과 같은 그들의 기능을 수행한다. 따라서, 프로그래밍 단계는 각각의 호스트 프로세서 (1710) 및 코덱 (1708) 의 기능을 구현하므로, 호스트 프로세서 및 코덱은, 각각, 원하는 바대로 콘텐츠 스트림을 디코딩 또는 인코딩하는 기능을 수행하게 할 수 있다. 프로그래밍 단계는 프로그램 제품 (1714) 으로부터 수신될 수도 있다. 프로그램 제품 (1714) 은, 호스트 프로세서, 코덱, 또는 양자에 의한 실행을 위해, 프로그램 단계를 메모리 (1712) 에 저장 및 전송할 수도 있다.
프로그램 제품 (1714) 은, RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터뿐만 아니라, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 컴퓨터 판독가능 명령을 저장할 수도 있는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체와 같은 다른 저장매체와 같은 반도체 메모리 칩일 수도 있다. 또한, 프로그램 제품 (1714) 은, 네트워크로부터 수신되고 메모리내에 저장되며 그 후 실행되는 프로그램 단계를 포함하는 소스 파일일 수도 있다. 이러한 방식에서, 본 발명에 따른 동작을 위해 필요한 프로세싱 단계는, 프로그램 제품 (1714) 상에 수록될 수도 있다. 도 17에서, 호스트 프로세서가 그 저장 매체로부터 정보를 판독할 수도 있고, 그 저장 매체로부터 정보를 기입할 수도 있도록 호스트 프로세서 (1710) 에 커플링되는 예시적인 저장 매체가 도시된다. 또 다른 방법으로, 저장 매체는 호스트 프로세서 (1710) 와 일체형일 수도 있다.
사용자 인터페이스 (1716) 는 호스트 프로세서 (1710) 및 코덱 (1708) 양자에 접속된다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 (1716) 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 (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 기술은 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 수도 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수도 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 개시된 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (52)

  1. 무선 통신 시스템을 통해 정보를 송신하는 방법으로서,
    무선 통신 시스템에서 정보 유닛의 간격 동안 발생하는 송신물의 수를 결정하는 단계; 및
    상기 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝 (partition) 하는 단계를 포함하며,
    상기 슬라이스의 수는, 상기 정보 유닛의 상기 간격 동안의 상기 송신물의 수 이하인, 정보 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛을 파티셔닝하는 단계는, 레이트 제어 모듈을 갖는 인코더를 포함하는, 정보 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 가변 비트 레이트 데이터 스트림을 포함하는, 정보 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 비디오 데이터를 포함하는, 정보 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 오디오 데이터를 포함하는, 정보 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 CDMA 시스템인, 정보 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 시간 슬롯에서 데이터를 송신하는, 정보 송신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    이용가능한 통신 채널의 가능한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈를 결정하는 단계; 및
    상기 슬라이스가 상기 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈들 중 하나 이상을 초과하지 않는 사이즈를 갖도록 상기 슬라이스를 제약하는 단계를 더 포함하는, 정보 송신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 GSM 시스템인, 정보 송신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 EDGE 시스템인, 정보 송신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 GPRS 시스템인, 정보 송신 방법.
  12. 무선 통신 시스템을 통해 정보를 송신하는 방법으로서,
    이용가능한 통신 채널에서 정보 유닛의 간격 동안 발생하는 송신물의 수를 결정하는 단계;
    상기 이용가능한 채널의 가능한 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈를 결정하는 단계; 및
    상기 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝하는 단계를 포함하며,
    상기 슬라이스의 수는 상기 정보 유닛의 상기 간격 동안 상기 송신물의 수 이하이고, 상기 슬라이스의 사이즈는 상기 이용가능한 통신 채널의 상기 물리 레이어 데이터 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택되는, 정보 송신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    정보를 파티셔닝하는 단계는, 가변 사이즈의 파티션을 생성할 수 있는 레이트 제어 모듈을 장비한 소스 인코더를 포함하는, 정보 송신 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    고정된 레이트로 발생하는 복수의 정보 유닛을 더 포함하는, 정보 송신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 정보 유닛은 정보의 프레임인, 정보 송신 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 가변 비트 레이트 데이터 스트림을 포함하는, 정보 송신 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 멀티미디어 데이터를 포함하는, 정보 송신 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 비디오 데이터를 포함하는, 정보의 송신 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 오디오 데이터를 포함하는, 정보 송신 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 CDMA 채널인, 정보 송신 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GSM 채널인, 정보 송신 방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 EDGE 채널인, 정보 송신 방법.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 GPRS 채널인, 정보 송신 방법.
  24. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 시간 슬롯 채널인, 정보 송신 방법.
  25. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝하도록 인코더를 제약하는 단계를 더 포함하며,
    개별 슬라이스의 사이즈는 물리 레이어 데이터 패킷의 사이즈 이하인, 정보 송신 방법.
  26. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝하도록 인코더를 제약하는 단계를 더 포함하며,
    슬라이스의 수는, 상기 정보 유닛의 상기 간격 동안의 상기 송신물의 수 이하인, 정보 송신 방법.
  27. 무선 통신 시스템을 통해 정보를 송신하는 방법으로서,
    무선 통신 시스템에서 복수의 정보 유닛 간격 동안 발생하는 송신물의 수를 결정하는 단계; 및
    복수의 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝하는 단계를 포함하며,
    상기 슬라이스의 수는, 상기 복수의 정보 유닛 간격 동안의 상기 송신물의 수 이하인, 정보 송신 방법.
  28. 복수의 통신 채널을 수용하도록 구성되는 수신기; 및
    상기 수신된 복수의 통신 채널을 수용하여 상기 채널을 디코딩하도록 구성되는 디코더를 포함하며,
    상기 디코딩된 채널은 데이터의 멀티미디어 스트림을 생성하도록 누적되는, 무선 통신 디바이스.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 통신 채널로부터 수신된 데이터 패킷의 사이즈는 인코더에 의해 추정되는, 무선 통신 디바이스.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 통신 채널로부터 수신된 데이터 패킷의 사이즈는 부가적인 시그널링으로 표시되는, 무선 통신 디바이스.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 데이터의 멀티미디어 스트림은 가변 비트 레이트 데이터 스트림인, 무선 통신 디바이스.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 스트림은 비디오 스트림인, 무선 통신 디바이스.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 스트림은 전화 원격 회의 (teleconference) 스트림인, 무선 통신 디바이스.
  34. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 CDMA 채널인, 무선 통신 디바이스.
  35. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 GSM 채널인, 무선 통신 디바이스.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 GPRS 채널인, 무선 통신 디바이스.
  37. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 EDGE 채널인, 무선 통신 디바이스.
  38. 이용가능한 통신 채널의 물리 레이어 패킷 사이즈를 결정하도록 구성되는 제어기; 및
    정보 유닛에 포함되는 데이터를 패킷으로 파티셔닝하도록 구성되는 인코더를 포함하며,
    개별 패킷 사이즈는 상기 이용가능한 통신 채널의 이용가능한 물리 레이어 패킷 사이즈들 중 하나를 초과하지 않도록 선택되는, 무선 통신 디바이스.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 물리 레이어 패킷을 송신하도록 구성되는 송신기를 더 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 가변 비트 레이트 데이터 스트림을 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 멀티미디어 데이터를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 비디오 데이터를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 정보 유닛은 오디오 데이터를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  44. 제 38 항에 있어서,
    복수의 정보 유닛을 더 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 복수의 정보 유닛은 일정한 레이트로 발생하는, 무선 통신 디바이스.
  46. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 CDMA 채널인, 무선 통신 디바이스.
  47. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 GSM 채널인, 무선 통신 디바이스.
  48. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 GPRS 채널인, 무선 통신 디바이스.
  49. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은 EDGE 채널인, 무선 통신 디바이스.
  50. 데이터를 인코딩하는 방법을 수록한 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 방법은,
    무선 통신 시스템에서 정보 유닛의 간격 동안 발생하는 송신물의 수를 결정하는 단계; 및
    상기 정보 유닛을 슬라이스로 파티셔닝하는 단계를 포함하며,
    상기 슬라이스의 수는 상기 정보 유닛의 상기 간격 동안의 상기 송신물의 수 이하인, 컴퓨터 판독가능 매체.
  51. 데이터를 인코딩하는 방법을 수록한 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 방법은,
    이용가능한 통신 채널의 가능한 물리 레이어 패킷 사이즈를 결정하는 단계;
    정보 유닛의 간격 동안 발생하는 이용가능한 통신 채널의 송신물의 수를 결정하는 단계; 및
    상기 정보 유닛에 포함되는 데이터를 슬라이스로 파티셔닝하는 단계를 포함하며,
    상기 슬라이스의 수는 상기 정보 유닛의 상기 간격 동안의 상기 송신물의 수 이하이고, 상기 슬라이스의 사이즈는 물리 레이어 패킷의 사이즈를 초과하지 않는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  52. 브로드캐스트 콘텐츠를 디코딩하는 방법을 수록한 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 방법은,
    복수의 일정한 비트 레이트 통신 채널을 수용하는 단계; 및
    수신된 상기 복수의 통신 채널을 디코딩하여 데이터의 가변 비트 레이트 멀티미디어 스트림을 생성하도록 상기 수신된 복수의 통신 채널을 누적하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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