KR20130123417A - 손실성 프로토콜들을 통한 데이터 패킷 전송들을 제어하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

손실성 프로토콜들을 통한 데이터 패킷 전송들을 제어하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20130123417A
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마티아스 라압스
마티아스 함머
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인스티튜트 퓌어 룬트퐁크테크닉 게엠베하
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Abstract

데이터 패킷 전송을 위한 방법이 개시된다. 제 1 그룹의 데이터 패킷들은 제 1 비트레이트로 전송되고, 이러한 제 1 그룹은 제 1 페이로드를 포함한다. 상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 체크되고, 전송 품질이 제 1 임계치를 초과하면, 제 2 그룹의 데이터 패킷들이 제 1 비트레이트보다 더 높은 제 2 비트레이트로 전송된다. 제 2 그룹의 데이터 패킷들은 페이로드, 및 수신기가 전달된 페이로드의 일관성을 체크하도록 허용하는 부가적인 제어 데이터(C1)를 포함한다.

Description

손실성 프로토콜들을 통한 데이터 패킷 전송들을 제어하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING DATA PACKET TRANSMISSIONS OVER LOSSY PROTOCOLS}
본 발명은 디지털 데이터 전송을 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 손실성 프로토콜들을 통한 데이터 패킷 전송들의 비트레이트를 제어하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
디지털 전송에서, 상이한 비트레이트로 데이터를 전송하는 것이 가능하다는 것은 알려져 있다.
예로서, 인터넷은 웹 서버들 상에 저장된 비디오들을 시청하기 위한 가능성을 사용자들에게 제공한다. 상이한 사용자들이 네트워크에 대한 상이한 형태의 접속들(예를 들면, 무선 접속 또는 케이블 접속 또는 광섬유 접속)을 가질 수 있기 때문에, 웹 서버들은 사용자들로 하여금 그들이 지원할 수 있는 비디오 품질, 즉, 비트레이트를 선택하도록 허용한다. 비트레이트가 더 높을수록, 비디오의 품질이 더 높지만, 에러 전송의 가능이 더 높다.
데이터가 TCP(Transmission Control Protocol) 프로토콜을 통해 전송되면, 에러의 경우에, 데이터가 다시 전송되고, 사용자는 전송에서의 지연 및 부정확한 스트리밍만을 지각한다.
데이터가 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜을 통해 전송되면, 수신기가 데이터 스트림의 정확한 순서를 재구성할 수 없을 것이기 때문에, 에러 전송이 치명적일 수 있다.
오늘날, 비트레이트의 선택은 전통적인 시행 착오 접근법으로 달성되며, 여기서 사용자는 제 1 비트레이트로 통신을 설정하려고 시도하고, 이어서 사용자가 품질 및 전송 에러들 간의 최상의 절충안을 찾을 때까지 비트레이트를 증가 또는 감소시키려고 시도한다.
본 발명의 목적은, 데이터를 손실할 위험성이 감소되면서 비트레이트를 증가시키려고 시도하는 것을 허용하는, 데이터 패킷들을 전송하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가적인 목적은 비트레이트의 자동 선택을 허용하는, 데이터 패킷들을 전송하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 추가적인 목적들은 첨부된 청구항들의 특징들을 통합하는 데이터를 전송하기 위한 시스템 및 방법에 의해 달성되고, 첨부된 청구항들은 본 기재의 필수 부분을 형성한다.
본 발명의 일 양상에서, 제 1 그룹의 데이터 패킷들은 제 1 비트레이트로 전송된다. 이러한 제 1 그룹의 데이터 패킷들은 제 1 페이로드를 포함한다. 상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 체크되고, 데이터 품질이 제 1 임계치를 초과하면, 제 2 그룹의 데이터 패킷들이 제 1 비트레이트보다 더 높은 제 2 비트레이트로 전송된다. 제 2 그룹의 데이터 패킷들은 제 2 페이로드, 및 수신기가 전달된 페이로드의 일관성을 체크하도록 허용하는 추가적인 제어 데이터를 포함한다.
따라서, 상기 방법은, 전송이 정해진 비트레이트로 작동한다는 것이 체크된 후에, 더 높은 비트레이트로 데이터를 전송함으로써 비트레이트를 증가시키려고 시도하는 것이 가능한 스테이지를 제공하고, 이로써 비트레이트는 제어 데이터(페이로드 대신에)를 전송될 한 그룹의 데이터 패킷들에 부가함으로써 증가된다. 이러한 방식으로, 더 높은 비트레이트를 갖는 전송이 실패할 경우에, 부가된 제어 데이터를 사용함으로써 패킷의 데이터를 복구하는 것이 가능하고, 더 높은 비트레이트를 갖는 전송이 작동하는 경우에, 증가된 비트레이트를 유지하고, 정보 콘텐츠, 특히, 다음 그룹의 데이터 패킷들의 페이로드를 증가시키는 것이 가능하다.
따라서, 이러한 방법이 패킷들을 손실하지 않고 비트레이트를 증가시키는 것을 허용하고, 이것은 UDP 프로토콜과 같은 특정 전송 프로토콜에서 매우 중요하다는 것이 명백하다.
하나의 바람직한 실시예에서, 비트레이트의 선택은 전송 에러들의 수와 같은 객관적인 데이터 또는 수신기에 의해 계산되고 바람직하게 전송기에 제공될 수 있는 패킷 손실 레이트와 같은 다른 파라미터들에 기초하여 전송 품질을 평가함으로써 자동 및 동적 방식으로 달성된다. 이러한 방식에서, 채널 품질이 시간에 따라 변하면, 상기 방법은 비트레이트의 자동 수정을 허용한다.
일 실시예에서, 비트레이트에 의존하는 임계치와 전송의 품질(또는 그와 연관된 파라미터)을 비교함으로써 비트레이트를 증가시키기 위한 결정이 이루어지고, 이러한 방식에서, 비트레이트가 증가함에 따라 품질에 대해 더 엄격한 조건들을 부여하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은, 본 발명에 따라 데이터 패킷 전송들의 비트레이트를 최적화하기 위한 방법 및 시스템의 바람직하고, 비배타적인 실시예들의 상세한 설명을 판독할 때 더 명백하게 될 것이고, 상기 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 예들로서 설명된다.
도 1은 컴퓨터 서버가 데이터를 클라이언트 서버로 전송하는 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 시스템에 의해 구현되는 데이터를 전송하기 위한 방법의 흐름도.
도 3은 도 2의 방법의 상이한 스테이지들에서 전송되는 상이한 데이터 패킷들을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 방법의 상이한 스테이지들에서 전송되는 데이터 패킷들의 제 2 실시예를 도시한 도면.
도 5는 도 1의 시스템에 의해 구현 가능한 데이터를 전송하기 위한 방법의 제 2 실시예의 흐름도의 세부 사항을 도시한 도면.
이러한 도면들은 본 발명의 상이한 양상들 및 실시예들을 예시하고, 적절한 경우에, 상이한 도면들 내의 동일한 구조들, 컴포넌트들, 물질들 및/또는 엘리먼트들이 유사한 참조 번호들에 의해 표시된다.
도 1은 컴퓨터 네트워크(4)에 접속된 복수의 클라이언트 컴퓨터들(2a-2b) 및 컴퓨터 서버(3)를 포함하는 통신 시스템(1)을 도시한다. 바람직한 실시예에서, 컴퓨터 네트워크(4)는 인터넷이고, 컴퓨터 서버(3)는 서비스들을 클라이언트 컴퓨터들(2a 및 2b)에 제공하는 웹 서버이고, 예로서 웹 서버는 주문형 비디오(예를 들면, TV 프로그램, 영화들 등)를 분배한다.
본 발명의 목적을 위해, 컴퓨터는 개인용 컴퓨터로만 의도되지 않아야 하고, 오히려, 컴퓨터는 넓은 의미에서 사용자에 의해 동작될 수 있고 데이터를 프로세싱할 수 있는 디바이스로서 이해되어야 하고, 비제한적인 예로서, 클라이언트 컴퓨터는 데이터 접속(예를 들면, 인터넷 접속)을 갖는 랩 톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 팜(palm), VoIP(Voice over IP) 폰, 스마트 폰, TV 세트 또는 셋-톱-박스일 수 있다.
컴퓨터 네트워크 형태 및 클라이언트들에 전달되는 서비스는 본 발명에서 구속되지 않고, 이것은 2 개의 컴퓨터들이 데이터를 교환하는 상이한 네트워크들에서 애플리케이션을 설립할 수 있고, 비제한적인 예로서, 네트워크(4)는 LAN(Local Area Networks), WAN(Wide Area Networks), MAN(Metropolitan Area Network)과 같은 컴퓨터 네트워크 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 또는 LTE(Long Term Evolution)과 같은 텔레폰 네트워크일 수 있다.
도 1로 돌아가면, 시스템(1)은 도 2를 참조하여 기재된 바와 같은 통신 방법을 구현하도록 적응된다.
클라이언트 컴퓨터(2a)는 인터넷(4)을 통해 데이터의 스트리밍을 (특히 UDP 프로토콜에 따라) 전송하도록 컴퓨터 서버(3)(본 경우에 웹 서버)에 요청한다(단계 201). 예로서, 클라이언트 컴퓨터(2a)는 웹 서버(3) 상에 저장된 비디오 콘텐츠를 시청하도록 요청한다.
바람직한 실시예에서, 클라이언트 컴퓨터(2a)의 요청은 접속의 형태 및/또는 클라이언트 접속의 대역폭 요건들에 관련된 정보를 포함한다.
컴퓨터 서버는 전송을 위한 제 1 비트레이트를 선택하고(단계 202), 이러한 비트레이트는 미리 결정된 비트레이트 또는, 바람직하게는, 단계(201)에서 클라이언트 컴퓨터(2a)에 의해 이루어진 서비스 요청을 통해 수신된 클라이언트 접속에 대한 정보에 기초하여 선택된 비트레이트일 수 있다.
일 실시예에서, 전송될 데이터는 정해진 압축 비트레이트로 이미 압축되고, 따라서 패킷들이 전송되는 비트레이트는 접속에 의해 지원되는 최대 비트레이트 및 전송될 Z 개의 패킷들의 최대 압축 비트레이트 사이의 최대치로서 선택된다. 데이터가 가변 압축 비트레이트를 갖는 경우에, 예를 들면, 멀티미디어 데이터의 경우에, 전송 비트레이트는 평균 또는 최대 압축 비트레이트로서 선택된다.
이어서, 컴퓨터 서버는 제 1 그룹의 Z 개의 데이터 패킷들(Z는 정수)을 서비스를 요청한 클라이언트 컴퓨터로 전송하고(단계 203), 이전 방법 단계에 정의된 바와 같은 비트레이트로 전송이 이루어진다.
바람직한 실시예에서, 각각의 데이터 패킷(도 3에서 번호(301)로 표시됨)은, 적어도 수신된 페이로드가 완전한지 및 손상되지 않았는지, 즉, 전송 에러들이 존재하는지를 이해하기 위해 수신기에 의해 사용되는 페이로드(P) 및 제어 데이터(C)를 포함한다.
보다 일반적으로, Z 개의 데이터 패킷들은, 동일한 데이터 패킷에 통합될 수 있거나 개별적인 데이터 패킷들로서 전송될 수 있는 페이로드 및 제어 데이터를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, 페이로드는 하나의 컴퓨터로부터 다른 컴퓨터로 전송되는 실제 데이터, 제어 데이터 및 페이로드와 상이한 헤더 정보로서 의도된다.
클라이언트 컴퓨터는 이러한 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 동안에 얼마나 많은 에러들이 발생하였는지를 계수하고(단계 204), 즉, 클라이언트 컴퓨터는 얼마나 많은 데이터 패킷들 또는 얼마나 많은 비트들이 클라이언트 컴퓨터에 의해 정확히 수신되지 않았는지를 계수한다.
일단 Z 개의 데이터 패킷들이 수신되면, 클라이언트 컴퓨터(2a)는 컴퓨터 서버(3)에 전송 품질을 통지한다. 예로서, 클라이언트 컴퓨터(2a)는 전송 에러들의 수에 관련된 정보를 생성하고, 이를 컴퓨터 서버(3)로 전송하고, 상기 정보는 전송 품질에 반비례한다. 컴퓨터 서버(3)는 이러한 정보를 수신하고, 이어서, 전송 에러들이 미리 결정된 임계치 ε와 동일하거나 이를 초과하는지를 체크한다(단계 205). 에러들이 이러한 임계치를 초과하면, 상기 방법은 더 낮은 비트레이트를 갖는 연속 전송을 제공하고, 따라서 상기 방법들은 비트레이트를 감소시키는 것(단계 206)을 제공하고, 다시 단계(203)로 돌아간다.
에러들이 임계치 ε 미만이면, 상기 방법은 비트레이트를 증가시키는 것이 가능한지, 비트레이트가 이미 채널에 의해 지원되는 최대치인지를 평가하는 것(단계 207)을 제공하고, 이어서, 상기 방법은 동일한 최대 비트레이트로 또 다른 그룹의 Z 개의 데이터 패킷들을 전송하기 위한 단계(203)로 다시 돌아가고, 그렇지 않다면, 상기 방법은 클라이언트 컴퓨터가 더 높은 비트레이트 통신을 지원할 수 있는지를 알기 위해 비트레이트를 증가시키는 것을 제공한다.
일 실시예에서, 임계치 ε는 비트레이트에 의존한다.
일 실시예에서, 비트레이트를 증가시키는 것은 도 3의 도움으로 기재된 방식으로 이에 의해 성취된다.
전송될 다음의 데이터 패킷들(도 3에서 번호(302)로 표시됨) 각각에 대해, 컴퓨터 서버(3)는 전송될 대응하는 데이터 페이로드(P)에 부가될 부가적인 제어 데이터(C1)를 생성하고(단계 208), 따라서 새로운 데이터 패킷은 이전에 전송된 데이터 패킷들의 동일한 양의 정보 콘텐츠 및 부가적인 제어 정보(C1)를 포함한다.
데이터 패킷들의 구조의 수정을 요구하지 않는 도 4에 도시된 또 다른 실시예에서, 비트레이트의 증가는 부가적인 데이터 패킷들(도 4의 403)로서 제어 정보(C1)를 부가함으로써 획득된다.
양자의 경우들에서, 제어 데이터(C1)는 원하는 비트레이트를 획득하도록 치수 조절된다.
일 실시예에서, 상기 방법은 미리 결정된 비트레이트 값들을 갖는 전송을 제공하고, 따라서 비트레이트가 증가 또는 감소될 때마다, 전송을 위해 다음의 인접한 더 높거나 더 낮은 값이 선택된다.
또 다른 실시예에서, 상기 방법은 클라이언트 컴퓨터로부터 수신된 피드백에 기초하여 비트레이트를 선택하는 것을 제공하고, 정해진 비트레이트에서 전송의 품질이 특히 양호하면, 값에서 다음 비트레이트보다 더 높은 비트레이트가 선택되고, 예로서, 비트레이트에 대한 결정은 클라이언트 컴퓨터에 의해 등록된 에러들의 수에 의존할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 비트레이트는 클라이언트 컴퓨터로부터 수신된 피드백에 기초하여 및 전송 품질에 대해 매번 계산된다.
바람직한 실시예에서, 부가적인 제어 데이터(C1)는 FEC(Forward Error Correction) 방법을 사용하여 생성되어, 그들은 전송 에러들로 인해 손실된 페이로드 데이터를 복구하는데 사용될 수 있다. 제어 데이터를 생성하기 위한 다른 방법들이 전송 에러들을 찾고 바람직하게는 또한 데이터 에러들을 복구하기 위해 수신기에 의해 사용될 수 있는 데이터를 제공한다면, 그 다른 방법들이 사용될 수 있다. 이어서, 상기 방법은, 도 3의 실시예에서, 각각 페이로드(P), 제어 데이터(C) 및 부가적인 제어 데이터(C1)를 포함하는 Z 개의 데이터 패킷들에 의해 구성되는 새로운 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 것(단계 209)을 제공한다.
명백히 비트레이트가 단계(209)에서 도 4를 참조하여 위에 기재된 바와 같이 부가적인 패킷들로서 부가적인 제어 데이터를 부가함으로써 증가되면, 상기 방법은 Z1(Z1 > Z) 개의 데이터 패킷들의 새로운 그룹을 전송하는 것을 제공할 것이다. 따라서, 이러한 새로운 그룹은 단계(203)에서 제 1 그룹의 Z 개의 데이터 패킷들을 통해 전송되는 것과 동일한 전체 페이로드를 전송할 것이지만, 이것은 부가적인 제어 패킷들(C1)을 전송할 것이다.
이어서, 컴퓨터 서버는 클라이언트 컴퓨터로부터 피드백을 수신하기 위해 기다릴 것이며(단계 210), 상기 피드백은 발생된 전송 에러들의 수에 관련된 정보를 전달한다.
다시, 컴퓨터 서버는 에러들이 특정 임계치 ε를 초과 또는 미만인지를 체크하고(단계 211), 즉, 컴퓨터 서버는 품질이 특정 임계치보다 높은지를 체크한다. 에러들이 임계치 ε 미만이면, 상기 방법은 다시 단계(203)로 돌아가고, 컴퓨터 서버는 증가된 비트레이트를 갖지만 부가적인 제어 데이터(C1)를 갖지 않는 제 3 그룹의 데이터 패킷들을 전송할 것이다. 따라서, 이러한 데이터 패킷들은 단계(209)에서 이전에 전송된 패킷들에 관련하여 더 많은 데이터, 즉, 더 많은 정보 콘텐츠를 전달할 것이다. 도 3은 증가된 비트레이드로 더 많은 데이터를 전송하는 것을 허용하는, 증가된 페이로드를 갖는 데이터 패킷(303)의 예를 도시한다. 대안적으로, 페이로드의 증가는 도 4에 도시된 바와 같이 부가적인 제어 데이터(C1) 대신에 페이로드를 부가함으로써 획득될 수 있고, 여기서 제 3 그룹의 데이터 패킷들은 부가적인 데이터 패킷(404)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 단계(211)에서 단계(203)로 다시 돌아갈 때, Z는 값(Z1)으로 설정되어, 다음의 단계(203)에서, 전송되는 데이터 패킷들의 수가 단계(209)에서 전송되는 데이터 패킷들의 수와 동일하고, 즉, 단계(203)에서의 비트레이트는 단계(209)에서 테스트된 비트레이트일 것이다.
단계(211)에서 확인 응답된 에러들이 임계치 ε와 동일하거나 이를 초과하면, 상기 방법은 다시 단계(206)로 돌아가고, 비트레이트가 감소된다.
상기 방법은 클라이언트 컴퓨터(2a)로 전송될 모든 데이터 패킷들이 전송될 때까지 반복되고, 이로써 비트레이트의 자동 및 동적 조절을 허용한다.
도 3 및 도 4는 이전에 기재된 방법의 상이한 단계들 동안에 상이한 데이터 패킷들의 콘텐츠를 인지하는 것을 허용한다.
도 3에서, 데이터 패킷들(301)은 제 1 비트레이트로 전송되는 데이터 패킷들, 즉, 단계(202-203)에서 컴퓨터 서버에 의해 클라이언트 컴퓨터로 전송된 제 1 패킷들이다. 도 3의 실시예에서, 각각의 데이터 패킷(301)은 P 비트들(P는 정수)을 갖는 페이로드(3010) 및 C 비트들(C는 정수)을 갖는 제어 데이터(3011)를 포함한다.
데이터 패킷들(302)은, 상기 형태의 제 1 그룹의 데이터 패킷(301)의 양호한 수신으로 인해 비트레이트를 증가시키기 위한 결정 후에 단계(209)에서 전송된 데이터 패킷들이다. 각각의 데이터 패킷(302)은 P 비트들(P는 정수)을 갖는 페이로드(3020) 및 C 비트들(C는 정수)을 갖는 제어 데이터(3021) 및 비트레이트를 증가시키기 위해 필요한 C1 비트들(C1은 정수)을 갖는 부가적인 제어 데이터(3022)를 포함한다. 따라서, 제 2 그룹의 데이터 패킷들(302)의 전송 비트레이트는, 이제 패킷 당 더 많은 비트들을 포함하는 패킷들의 포맷을 변경함으로써 증가된다.
데이터 패킷들(303)은 상기 방법이 단계(211)로부터 단계(203)로 돌아갈 때 증가된 비트레이트로 전송된 데이터 패킷들이다. 각각의 데이터 패킷(303)은 P1 비트들(P1은 P보다 더 큰 정수)을 갖는 페이로드(3030) 및 C0 비트들(C0는 정수)을 갖는 제어 데이터(3031)를 포함한다.
화살표(310)는, 단계(203)로부터 단계(209)로 진행될 때, 즉, 상기 방법이 증가된 비트레이트로 통신을 시도하려고 할 때 데이터 패킷 포맷에서의 변화를 나타낸다. 화살표(320)는 단계(211)로부터 단계(203)로 진행될 때, 즉, 패킷들(302)의 전송이 양호한 것으로 테스트된 경우에, 상기 방법이 증가된 비트레이트로 통신을 계속하도록 결정하고 따라서 페이로드를 증가시키고 부가적인 제어 데이터(C1)를 삭제할 때, 데이터 패킷들에 의해 전송된 전체 페이로드의 변화를 나타낸다.
화살표들(330 및 340)은, 상기 방법이 정해진 비트레이트를 갖는 전송에서 실패하고 따라서 비트레이트를 감소시키도록 결정할 때 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다. 특히, 화살표(330)는 단계(206)를 경유하여 단계(211)로부터 단계(203)로의 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다. 화살표(340)는 단계(206)를 경유하여 단계(205)로부터 단계(203)로의 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다.
도 4에서, 패킷들(401 및 402)은 제 1 비트레이트로 전송된 패킷들, 예를 들면, 단계(202-203)에서 컴퓨터 서버에 의해 클라이언트 컴퓨터로 전송된 제 1 패킷들이다. 도 4의 실시예에서, 패킷(401)은 페이로드(4010)를 포함하는 데이터 패킷이고, 반면에, 패킷(402)은 제어 데이터(4011)를 전송한다. 패킷들(401 및 402) 모두는 동일한 포맷을 갖고, 동일한 수의 M 비트들(M은 정수)을 포함한다.
도 4의 실시예에 따라, 비트레이트의 증가는 도 3을 참조하여 기재된 바와 같이 데이터 패킷들의 포맷을 변경하는 대신에 데이터 패킷들의 수를 증가시킴으로써 획득된다. 이러한 이유로, 제 2 그룹의 데이터 패킷들은, 상기 형태의 제 1 그룹의 데이터 패킷(401 및 402)의 양호한 수신으로 인해 비트레이트를 증가시키기 위한 결정 후에 단계(209)에서 전송된 데이터 패킷들인 데이터 패킷들(401a, 402a 및 403)을 포함한다. 데이터 패킷들(401a 및 402a)은 동일한 형태의 패킷들(401 및 402)이며, 따라서 설명되지 않는다. 패킷(403)은 비트레이트를 증가시키기 위해 필요한 부가적인 제어 데이터(4022)를 전송한다. 데이터 패킷들(401a, 402a 및 403)은 모두 동일한 포맷 및 동일한 수의 M 비트들을 갖는다.
상기 방법이 단계(211)로부터 단계(203)로 돌아갈 때, 도 4의 실시예에서, 제 3 그룹의 데이터 패킷들(401b, 402b 및 404)이 전송된다. 패킷들(401b 및 404)은, 페이로드(4010) 및 페이로드(4040)를 각각 포함하는 데이터 패킷들이고, 패킷(402b)은 제어 데이터(4011)를 전송한다. 모든 패킷들(401b 및 402b 및 404)은 동일한 포맷을 갖고, 동일한 수의 M 비트들(M은 정수)을 포함한다.
화살표(410)는, 단계(203)로부터 단계(209)로 진행될 때, 즉, 상기 방법이 증가된 비트레이트를 갖는 통신을 시도하려고 할 때 전송된 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다.
화살표(420)는, 단계(211)로부터 단계(203)로 진행될 때, 즉, 패킷들(302)의 전송이 양호한 것으로 테스트된 경우에, 상기 방법이 증가된 비트레이트로 통신을 계속하도록 결정하고 따라서 패킷들(404)을 부가하고 부가적인 제어 데이터(C1)(도 4의 패킷(403))를 삭제함으로써 페이로드를 증가시킬 때 전송된 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다.
화살표(430 및 440)는, 상기 방법이 정해진 비트레이트를 갖는 전송에서 실패하고 따라서 비트레이트를 감소시켜야 할 때 전송된 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다. 특히, 화살표(430)는 단계(206)를 경유하여 단계(211)로부터 단계(203)로의 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다. 화살표(440)는 단계(206)를 경유하여 단계(205)로부터 단계(203)로의 데이터 패킷들의 변화를 나타낸다.
위의 개시물은, 본 발명이 의도된 목적들을 이행하고, 특히 종래 기술의 몇몇의 단점들을 극복하는 것을 보여준다.
본 발명에 따라 데이터를 전송하기 위한 시스템 및 방법은, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 개념 내에 속하는 것으로 고려되는 다수의 변화들 및 변동들에 영향을 받기 쉽다. 모든 세부 사항들은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다른 기술적으로 동등한 부분들에 의해 대체될 수 있다.
하나의 변형예에서, 비트레이트를 증가시키기 위해 조직적인 FEC 데이터(예를 들면, 데이터(C1))를 정해진 데이터 패킷에 부가(도 2의 단계(208))하는 대신에, 수신기가 전달된 패킷의 일관성을 체크하고 결국 데이터를 복구하도록 허용하면서, 비트레이트를 증가시키기 위해 비-조직적인 방식을 사용하는 것이 가능하다. 비-조직적인 방식을 사용하는 일 예에서, 상기 방법은 페이로드 및 제어 데이터(C)를 인코딩된 것보다 더 많은 비트들을 포함하는 더 긴 데이터 패킷으로 인코딩하는 것을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 데이터 패킷(302)의 데이터(페이로드 및 제어)를 대체하기 위해 비-조직적인 FEC 데이터를 사용하는 것이 가능하다.
위의 실시예들에서, 비트레이트를 증가 또는 감소시키기 위한 결정이 에러들 ε의 수에 의존함에도 불구하고, 전송 품질을 나타내는 다른 파라미터들이 고려될 수 있다. 일 실시예에서, 비트레이트를 증가 또는 감소시킬지 여부에 대한 결정(도 2의 단계들(205 및 211))은 손실된 패킷의 수 및 전달된 패킷의 총수 사이의 가중된 비율로서 계산된 패킷 손실 레이트에 의존하고, 여기서 상이한 가중치들이 더 높거나 더 낮은 우선 순위 패킷들에 할당된다. 전송의 품질은 패킷 손실 레이트의 역으로서 측정된다. 예로서, 패킷 손실 레이트는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00001
여기서 R은 패킷 손실 레이트이고, Pl은 낮은 우선 순위를 갖는 패킷들이고, Ph는 높은 우선 순위를 갖는 패킷들이고, Pll은 손실된 낮은 우선 순위 패킷들이고, Plh는 손실된 높은 우선 순위 패킷들이고, a 및 b는 b > a인 상수들이다.
패킷 손실 레이트는 서비스의 품질을 고려하는 것을 허용하는데, 왜냐하면, 서비스 품질이 낮은 우선 순위 패킷들 것보다 높은 우선 순위 패킷들의 손실이 더 중요한 것으로 고려되기 때문이다. 일 실시예에서, R은 비트레이트에 의존하고, 바람직하게는, 비트레이트가 증가함에 따라, 더 낮은 R이 수용 가능한 그러한 방식으로 선택 또는 계산되어, 비트레이트가 더 높을수록 콘텐츠의 지각된 품질이 더 낮은 비트레이트에 대한 것보다 더 양호하다.
또한, 위에 기재된 방법들은 (예를 들면, 에러들 또는 패킷 손실 레이트의) 측정된 양(n)과 단일 임계치(예를 들면, 도 2의 실시예에서 ε)를 비교함으로써 비트레이트를 증가 또는 감소시키도록 결정하는 것을 제공한다. 하나의 단일 임계치의 사용은 필수적이지 않고, 바람직한 변형예에서, 상기 방법은 2 개의 상이한 임계치들의 사용을 제공하고, 하나의 임계치(ε1)는 비트레이트를 증가시키기 위한 것이고, 하나의 임계치(ε2)는 비트레이트를 감소시키기 위한 것이다. 이어서, 도 2의 단계(205)는 도 5에 개시된 바와 같은 평가 단계들의 시퀀스에서 확장될 수 있고, 여기서 전송 에러들의 수를 측정하는 것이 가정되고, 블록(205)은 블록(205*)에 의해 대체된다. 에러들의 수가 ε1보다 낮다면, 상기 방법은 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 단계(207)로 돌아간다. 에러들의 수가 ε1보다 크지만, ε2보다 낮다면, 상기 방법은 동일한 비트레이트로 다음 그룹의 패킷들을 전송하는 것을 제공하고, 따라서 상기 방법은 도 2의 단계(203)로 이동한다. 에러들의 수가 ε2보다 크다면, 상기 방법은 비트레이트를 감소시키는 것을 제공하고, 상기 방법은 단계(206)로 돌아간다.
이러한 해결책은 비트레이트의 더 안정된 상태를 제공한다.
위에 기재된 방법이 비트레이트의 완전히 자동적인 제어를 보여줌에도 불구하고, 본 발명은 또한 사용자가 비트레이트의 선택에 개입되는 혼합된 제어 방법들에 적용된다.
일 실시예에서, 상기 방법은, 클라이언트 컴퓨터가 어떠한 지점에서 품질이 저하되는지를 결정하고, 비트레이트의 증가를 중지하도록 서버 컴퓨터에 통지할 때까지 비트레이트의 "계속적인" 증가를 제공한다. 용어 "계속적인" 증가는 느린 증가로서 이해되어야 하고, 예를 들면, 비트 레이트는 각각의 단계에서 1 및 10 bit/s 사이에서(바람직하게는 1 및 3 bit/s 사이에서) 증가한다. 이러한 해결책은, 클라이언트 컴퓨터가 실행될 다른 애플리케이션들에 대한 자원들을 유지하기를 원하는 경우에 유용할 수 있다.
이전에 기재된 방법의 또 다른 변형예에서, 컴퓨터 클라이언트는 컴퓨터 서버에 대해 위에 기재된 바와 같이, 비트레이트를 증가 또는 감소시킬지 여부를 결정하기 위해 모든 평가를 실행한다. 이러한 경우에, 클라이언트 컴퓨터는 (증가되거나 감소된) 선택된 비트레이트에 대한 정보를 직접적으로 컴퓨터 서버로 전송하고, 컴퓨터 서버는 선택된 비트레이트로 데이터 패킷들을 전송한다. 일 실시예에서, 클라이언트 컴퓨터는 또한;
- 비트레이트가 "일시적인지(provisional)" 및 클라이언트 컴퓨터가 새로운 비트레이트를 테스팅하기 위해 부가적인 제어 데이터(C1)를 갖는 데이터 패킷들, 예를 들면, 도 3의 실시예에서 데이터 패킷들(302), 또는 도 4의 실시예에서 패킷들(401a, 402a 및 403)을 전송해야 하는지, 또는
- 비트레이트가 "이미 테스팅되었는지" 및 클라이언트 컴퓨터가 부가적인 제어 데이터가 없는 데이터 패킷들, 예를 들면, 도 3의 실시예에서 데이터 패킷들(303), 또는 도 4의 실시예에서 패킷들(401b, 402b 및 404)을 전송해야 하는지를 컴퓨터 서버에 통지할 수 있다.
따라서, 도 2를 참조하여 위에 기재된 방법의 결정 단계들이 클라이언트 컴퓨터 또는 클라이언트 서버에 의해 취해질 수 있다는 것이 명확하다.
시스템 및 방법이 특히 첨부된 도면들을 참조하여 기재되었지만, 본 개시물 및 청구항들에서 참조되는 번호들은 본 발명의 더 양호한 이해를 위해서만 사용되고, 청구된 범위를 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 데이터 패킷 전송을 위한 방법으로서,
    제 1 비트레이트로 제 1 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계(203) ― 상기 제 1 그룹은 제 1 페이로드를 포함함 ― ;
    상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질을 체크하는 단계(205);
    상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 제 1 임계치를 초과하면, 제 2 비트레이트로 제 2 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계(208-209) ― 상기 제 2 그룹은 제 2 페이로드 및 수신기가 전달된 제 2 페이로드의 일관성을 체크하도록 허용하는 부가적인 제어 데이터(C1)를 포함하고, 이로써 상기 제 2 비트레이트는 상기 제 1 비트레이트보다 더 높음 ― 를 포함하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질을 체크하는 단계(211),
    상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 제 2 임계치를 초과하면, 상기 제 2 비트레이트로 제 3 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제 3 그룹은 상기 제 2 페이로드보다 더 많은 비트들을 포함하는 페이로드를 포함하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질을 체크하는 단계(211),
    상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들의 상기 전송 품질이 제 2 임계치 미만이면, 상기 제 1 비트레이트로 제 4 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제 4 그룹은 상기 제 1 페이로드의 동일한 수의 비트들을 포함하는 페이로드를 포함하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 제 3 임계치 미만이면, 제 3 비트레이트로 한 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계(205-206)를 더 포함하고,
    상기 제 3 비트레이트는 상기 제 1 비트레이트보다 더 낮은,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 상기 제 1 임계치 및 상기 제 3 임계치 사이에 포함되면, 상기 제 1 비트레이트로 한 그룹의 데이터 패킷들을 전송하는 단계(205-203)를 더 포함하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 페이로드 및 상기 제 2 페이로드는 동일한 수의 비트들을 갖는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 제어 데이터는 FEC 방식에 따라 생성되는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 제어 데이터는 상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들 중 하나의 패킷의 각각의 페이로드를 코딩하기 위해 사용되고, 이로써 상기 수신기는 수신된 패킷들을 디코딩함으로써 전달된 페이로드의 일관성을 체크할 수 있는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 비트레이트는 전송의 시작 전에 상기 수신기에 의해 생성된 정보에 의존하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들은 상이한 압축 비트레이트로 코딩된 데이터 패킷들을 포함하고,
    상기 제 1 비트레이트는 상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 압축 비트레이트들의 평균 또는 최대치인,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송 품질은 전송 에러들의 수(ε)의 역으로서 측정되는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    데이터 패킷들은 우선 순위 방식에 기초하여 분류되고,
    전송 품질은,
    Figure pct00002
    과 같이 정의된 패킷 손실 레이트의 역으로서 측정되고,
    여기서 R은 상기 패킷 손실 레이트이고, Pl은 낮은 우선 순위를 갖는 패킷들이고, Ph는 높은 우선 순위를 갖는 패킷들이고, Pll은 손실된 낮은 우선 순위 패킷들이고, Plh는 손실된 높은 우선 순위 패킷들이고, a 및 b는 b > a인 상수들인,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치는 데이터 패킷들이 전송되는 비트레이트에 의존하는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 비트레이트의 증가를 정지시키기 위한 명령을 생성할 수 있고,
    상기 제 2 그룹의 데이터 패킷들은, 상기 제 1 그룹의 데이터 패킷들의 전송 품질이 상기 제 1 임계치를 초과하는 경우 및 상기 수신기에 비트레이트의 증가를 정지시키기 위한 명령이 제공되지 않는 경우에 전송되는,
    데이터 패킷 전송을 위한 방법.
  15. 데이터 패킷들을 클라이언트 컴퓨터로 전송하고 상기 클라이언트 컴퓨터로부터 데이터를 수신하도록 구성된 컴퓨터 서버로서,
    상기 컴퓨터 서버는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 구성되는,
    컴퓨터 서버.
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