KR20110069489A - 무선 환경에서 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 상기 기술적 과제는 주문형 비디오 데이터를 1차 분할하는 단계; 상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 첫번째 분할 데이터를 피보나치 방식으로 2차 분할하는 단계; 상기 2차 분할된 데이터를 피보나치 방식으로 전송하는 단계;및 상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 상기 첫 번째 분할 데이터를 제외한 데이터들을 스태거드 방식으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법에 의해 이용자 대기 시간과 이용자 동시 채널 접속 수를 동시에 감소시킬 수 있어 무선 환경에서 유사형 주문형 비디오 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

VoD, 피보나치, 스태거드

Description

무선 환경에서 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법{broadcasting method for mobile near video on demand}

본 발명은 주문형 비디오에 관한 것으로, 특히 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[국가관리번호 : 2008-S-006-02, 과제명 : 유무선 환경의 개방형 IPTV(IPTV 2.0) 기술개발]

주문형 비디오(VoD) 서비스에서 인기 있는 비디오 데이터의 경우에, 짧은 시간동안에 여러 번의 전송 요청이 입력된다. 이 경우에 주문형 비디오(VoD:Video on Demand) 서비스 서버는 전송 요청이 입력된 다수의 이용자들 각각에 채널을 할당하고, 동일한 컨텐츠를 여러 번 반복해서 전송해야 한다. 그래서 서버측 대역폭이 짧은 시간 내에 소진되고, 추가적으로 서비스를 요청하는 이용자들에게 할당할 대역폭을 확보할 수 없게 된다. 즉, 서비스를 제공할 수 있는 수에 제한이 있다.

이 같은 문제점을 해결하고자 제안된 기술이 유사 주문형 비디오(NVoD:Near Video on Demand) 서비스이다. 이는 이용자의 요청에 따라 비디오 데이터를 전송 할 때, 멀티캐스트 방식을 이용하여 전송하는 방식이다. 유사 주문형 서비스 서버는 비디오 데이터를 전송할 때, 네트워크에서 해당 스트림을 복사하여 다수의 이용자들에게 전송할 수 있게 한다. 이 같이 스트림을 재사용함으로써 기존 유니캐스트 방식인 주문형 비디오(VoD) 서비스 경우보다 서버 대역폭을 줄일 수 있다.

그런데 유사 주문형 비디오(NVoD:Near Video on Demand) 서비스 방법을 이용하는 서비스 서버는 정해진 계획에 따라 비디오 데이터를 분할하여 전송한다. 일반적으로 서비스 서버는 비디오 데이터를 특정한 기준을 가지고 다수의 데이터로 분할한다. 그리고 각 분할된 데이터를 각자 다른 채널을 통해 일정 주기로 반복 전송한다. 서비스 이용자는 비디오 데이터 수신 시에 서버로부터 전송되는 각 스트림에 동시 접속하여 비디오 데이터를 수신하고, 수신 후에는 비디오 순서에 맞게 순차적으로 재생한다. 이런 유사 주문형 비디오 서비스는 특정 주기를 갖고 비디오를 반복 전송하는 구조적 특징으로 인해, 요청 시점에 따라 서비스 이용자가 서비스를 받기 전까지 대기해야 하는 대기 시간이 존재한다. 이러한 대기 시간은 서버 대역폭 할당량에 따라 거의 상쇄 가능하다. 게다가 일정한 대역폭으로도 이용자 수에 거의 상관 없이 많은 수의 사람들에게 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있기 때문에, 그 활용도는 앞으로도 매우 커질 것으로 전망된다.

기존에 연구된 브로드캐스팅 방법의 경우 재생시 끊김 현상을 방지하기 위하여 이용자가 여러 개의 비디오 스트림을 동시에 받아야했다. 즉, 다음 재생할 부분을 미리 단말의 저장장치에 캐싱(chching)하는 과정이 필요하기 때문에 동시에 여러개의 비디오 스트림에 접속해야 한다. 하지만 무선 단말이나 모바일 단말과 같은 제한된 대역폭을 갖는 단말에서는 동시에 여러 개의 비디오 스트림을 수신하는 구조가 서비스의 제한을 초래할 수 있다. 이용자 측의 단말에 동시 접속을 위한 충분한 대역폭이 확보되지 않았을 경우, 다음 재생할 부분을 캐시하지 못할 수 있고, 이는 재생 시 끊김 현상을 초래하여 서비스 품질의 저하를 가져오게 된다. 따라서 제한된 대역폭을 갖는 단말을 위한 브로드캐스팅 구조를 설계할 때에는, 동시 스트림 접속 수를 가능한 적게 유지해야 한다.

본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 대역폭이 한정된 단말 환경에서 유사 주문형 비디오 서비스를 제공함에 있어 이용자 대기 시간과 이용자가 서비스를 받기 위해 동시에 접속해야 하는 채널 수를 감소시키는 데이터 전송 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제는 주문형 비디오 데이터를 1차 분할하는 단계; 상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 첫번째 분할 데이터를 피보나치 방식으로 2차 분할하는 단계; 상기 2차 분할된 데이터를 피보나치 방식으로 전송하는 단계;및 상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 상기 첫 번째 분할 데이터를 제외한 데이터들을 스태거드 방식으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면 피보나치 방식과 스태거드 방법을 혼합하여 사용함으로써 이용자 대기 시간과 이용자 동시 채널 접속 수를 동시에 감소시킬 수 있어 무선 환경에서 유사 주문형 비디오 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치의 구성도이다.

일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치는 데이터 분할부(100)와 데이터 전송부(110)를 포함한다.

데이터 분할부(100)는 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법은 먼저, 전송할 비디오 데이터를 1차적으로 분할한다. 일 실시예에 있어서 1차적으로 분할하는 것은 피보나치 전송 방식으로 전송할 부분과, 스태거드 전송 방식으로 전송할 부분을 나누는 것이다. 1차적으로 분할하는 것은, 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치에서 스태거드 전송 방식으로 데이터 전송하도록 할당된 채널 수보다 하나 더 많은 수만큼 전체 비디오 데이터를 분할한다. 그런데 이때, 스태거드 전송 방식으로 데이터 전송하도록 할당된 채널 수를 1로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고 데이터 분할부(100)는 1차적으로 분할된 데이터들 중 첫번째 분할된 데이터를 2차로 더 분할한다.

데이터 전송부(110)는 피보나치 전송부(112)와 스태거드 전송부(114)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 피보나치 전송부(112)는 데이터 분할부(100)에서 2차 분할된 데이터들을 피보나치 방식으로 전송한다. 그리고 스태거드 전송부(114)는 1차적으로 분할되었던 나머지 데이터들을 스태거드 전송 방식으로 전송한다.

도 2 는 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스의 데이터 전송 방법의 흐름도이다.

일 실시예에 따른 데이터 전송 방법은 먼저, 전송할 비디오 데이터를 1차적으로 분할한다(10). 일 실시예에 있어서 1차적으로 분할하는 것은 피보나치 전송 방식으로 전송할 부분과, 스태거드 전송 방식으로 전송할 부분을 나누는 것이다. 1차적으로 분할하는 것은, 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치에서 스태거드 전송 방식으로 데이터 전송하도록 할당된 채널 수보다 하나 더 많은 수만큼 전체 비디오 데이터를 분할한다. 그런데 이때, 스태거드 전송 방식으로 데이터 전송하도록 할당된 채널 수를 1로 설정하는 것이 바람직하다.

그리고 1차적으로 분할된 데이터들 중 첫번째 분할된 데이터를 2차 분할한다(20). 그리고 2차 분할된 데이터들을 피보나치 방식으로 전송하고(30), 1차적으로 분할되었던 나머지 데이터들을 스태거드 전송 방식으로 전송한다(40). 스태거드 전송 방식으로 데이터 전송하도록 할당된 채널 수를 1로 설정된 경우에, 2차 분할하는 것은 해당 비디오 데이터를 전송하기 위해 할당된 채널 수보다 하나 적은 수만큼 분할한다.

이하, 도 3 내지 5를 참조하여 유사 주문형 비디오 서비스 데이터 전송방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치는 전체 채널 수가 k개인 경우에, 스태거드 세그먼트에 m개의 채널을 할당하였다고 가정한다.

먼저, 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치는 전송할 비디오 데이터를 m+1개로 분할한다. 그리고 분할된 데이터들 중 첫번째 분할된 데이 터를 다른 것들과 분리한다. 그리고 첫번째 분할된 데이터 전송을 위해 k-m개의 채널을 할당하여 피보나치 방식으로 전송한다. 이때 데이터 전송을 위해 기존에 분류된 첫번째 분할된 데이터를 피보나치 데이터 분할 방식으로 더 분할하여, 2차 분할된 데이터들을 k-m개의 채널을 통해 전송하는 것이다.

전송되는 비디오 데이터 전체 길이를 L, 피보나치 수열의 일반항을

이라하면, 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법은 이용자가 서비스를 받기 위해 최대로 대기하는 시간

을 다음과 같이 나타낼 수 있다. 여기서,

은 첫번째 분할된 데이터에서 2차 분할된 데이터들 중 n-1번째 데이터의 상대적 크기를 나타낸다. 이때, n은 2보다 크거나 같다.

일 실시예에 따른 데이터 전송방법은 서로 다른 두 가지 전송 방식을 혼합하여 이용하기 때문에, 각 채널의 할당 수의 기준이 되는 m값에 따라 다른 구조를 가질 수 있고, 그 구조에 따라

값이 달라질 수 있다. 이때

를 최소화하는 m값은 다음과 같다.

여기서 N은 자연수의 집합이고, k와 L은 정수 값이라고 가정한다.

도 3 은 L을 1이라 가정한 경우에, m 값에 따른 이용자 최대 대기 시간의 그래프이다. 도 3 의 그래프를 참조하면,

값을 최소화하는 m 값은 1임을 알 수 있다. 즉, m=1일 경우에 이용자 대기 시간을 최소화할 수 있다.

따라서 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치는 비디오 데이터를 두 개의 1차 분할 데이터로 분할하고, 각각을 피보나치 전송 방식과, 스태거드 전송 방식으로 전송한다.

이때, 피보나치 전송방식으로 전송되는 앞부분을 피보나치 세그먼트(F segment)라 하고, 스태거드 전송방식으로 전송되는 뒷부분을 스태거드 세그먼트(S segment)라 한다.

그리고 피보나치 세그먼트를 피보나치 브로드캐스팅의 데이터 분할 방식으로 분할하여 k-1개의 채널을 통해 전송한다. 그리고 스태거드 세그먼트를 비디오 데이터 전체 길이의 1/2에 해당하는 주기로 반복 전송한다.

도 4 및 도 5 는 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 데이터 전송 구조 설명을 위한 예시도이다.

구체적으로 도 4 는 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치에서 비디오 데이터 전송을 위해 5개 채널을 할당한 경우에 데이터 전송 방법을 설 명하기 위한 예시도이다.

전술한 바와 같이 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치는 두 개의 1 차 분할 데이터로 분할하여 피보나치 세그먼트(F segment)와 스태거드 세그먼트(S segment)로 나눈다. 그리고 피보나치 세그먼트(F segment)를 피보나치 브로드캐스팅의 데이터 분할 방식에 따라 2 차 분할 데이터(s1, s2, s3, s4)들로 분할하여 4개(5-1)의 채널을 통해 전송한다.

서비스 이용자는 요청 시점에서 피보나치 브로드캐스팅 방식으로 피보나치 세그먼트(F segment)를 두 개의 채널을 이용하여 수신한다. 그리고 하나의 채널을 이용하여 스태거드 세그먼트(S segment)를 수신한다.

유사 주문형 비디오 서비스에서는 현재 재생되고 있는 분할된 데이터의 재생이 끝나기 전에 다음 재생할 분할된 데이터의 시작 부분을 미리 수신해야 끊김 없는 재생이 가능하다. 그런데 모든 분할된 데이터들이 일정한 주기를 갖고 반복해서 전송되기 때문에 동시에 여러 스트림에 접속하지 않으면 비디오 재생 시에 끊김 현상이 발생하게 된다. 따라서 서비스 품질(QoS:Quality of Service)을 보장하기 위해서 이용자 단말에 넓은 대역폭을 요구한다.

일 양상에 따라 스태거드 방식의 브로드캐스팅에서는 전체 비디오 데이터를 분할하지 않고, 일정 주기로 반복해서 전송하기 때문에 서비스 이용자가 채널을 건너뛰며 이동할 필요가 없다. 즉, 서비스 이용자는 서비스를 받기 위해 하나의 채널에 해당하는 대역폭만 가지면 된다. 반면, 피보나치 방식의 브로드캐스팅에서는 서비스 제공 서버가 전체 비디오 데이터를 다수의 분할 데이터로 분할하고, 분할 데이터들을 지정된 채널을 통해 전송한다. 각 분할 데이터들은 비디오의 서로 다른 부분을 포함하기 때문에, 서비스 이용자 단말에서 비디오 데이터를 재생하기 위해 서비스 이용자는 채널을 건너뛰면서 비디오 데이터를 다운받아야 한다. 즉, 끊김 없는 비디오 재생을 위해 현재 재생하고 있는 분할 데이터의 재생이 끝나기 전에 다음 분할 데이터의 시작 부분을 수신해야 하는데, 피보나치 방식의 브로드캐스팅에서는 분할 데이터의 크기가 점점 증가하기 때문에, 분할 데이터의 시작 부분을 수신하기 위해서는 여러 개의 채널을 통해 동시에 데이터를 수신해야 한다.

피보나치 방식의 브로드캐스팅에서는 다음 분할 데이터 크기가 직전 두 개의분할 데이터 크기를 합한 크기이다. 따라서 다음 분할 데이터를 수신하기 위해서는 동시에 적어도 두 개의 분할 스트림에 접속하여 데이터를 수신해야 한다.

따라서 일 실시예에 따른 데이터 전송 방식에 따른 유사 주문형 비디오 데이터 서비스를 제공받는 사용자 단말은 기본적으로 2개의 채널을 동시에 이용하여 비디오 데이터를 수신한다.

그러나 채널의 동시 접속 수는 서비스 이용자의 서비스 요청 시점에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 도 4 에 도시된 바와 같이, s1, s2, s3, s4에 해당하는 피보나치 세그먼트를 수신하기 위해 2 개 채널을 사용하고, 스태거드 세그먼트를 수신하기 위해 하나의 채널만 사용할 수 있다.

도 5 는 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스 제공 장치에서 비디오 데이터 전송을 위해 5개 채널을 할당한 경우에 일시적으로 이용자 동시 채널 접속 수가 3개가 되는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.

즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 서비스 이용자의 요청 시점에 따라 최대 3 개의 비디오 스트림에 동시에 접속하여 비디오 데이터를 수신해야 한다. 이용자 동시 채널 접속 수가 3 이 되는 경우는, 스태거드 세그먼트의 첫 부분을 수신하기 전에 피보나치 세그먼트의 마지막 2차 분할된 분할 데이터를 제외한 나머지 데이터들을 모두 수신할 수 없는 경우이다. 서비스 이용자가 스태거드 세그먼트의 시작 부분 이전에 근접하여 서비스 요청을 하는 경우, 이용자는 피보나치 세그먼트의 마지막 2차 분할된 데이터를 제외한 나머지 데이터들을 수신하기에 시간이 부족하다. 따라서 이용자는 스태거드 세그먼트를 수신하기 위해 추가로 하나의 채널을 더 필요로 하고, 이용자 동시 채널 접속수가 일시적으로 3으로 증가한다. 결과적으로 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에 따르면, 최대 이용자 동시 접속 수가 세 개이면 충분하고, 끊김 없는 유사 주문형 비디오 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

한편, 전술한 데이터 전송 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다.

이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1 은 일 실시예에 따른 유사 주문형 서비스 제공 장치의 구성도,

도 2 는 일 실시예에 따른 유사 주문형 비디오 서비스의 데이터 전송 방법의 흐름도,

도 3 은 L을 1이라 가정한 경우에, m 값에 따른 이용자 최대 대기 시간의 그래프,

도 4 및 도 5 는 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 데이터 전송 구조 설명을 위한 예시도이다.

Claims (1)

1. 주문형 비디오 데이터를 1차 분할하는 단계;

   상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 첫번째 분할 데이터를 피보나치 방식으로 2차 분할하는 단계;

   상기 2차 분할된 데이터를 피보나치 방식으로 전송하는 단계;및

   상기 1차 분할된 주문형 비디오 데이터들 중 상기 첫 번째 분할 데이터를 제외한 데이터들을 스태거드 방식으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유사 주문형 비디오 서비스를 위한 데이터 전송 방법.

Images