KR20140001884A - 네트워크 서비스에 대한 체감 품질 관리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

네트워크 서비스에 대한 체감 품질 관리를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 QoE(Quality of Experience) 관리 방안을 제공하는데, 여기서 QoE 피드백은 QoS 프로비저닝 기법의 사용을 최적화하여 네트워크 리소스의 활용 효율성을 개선하는데 사용된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 사용자 디바이스에 제공되는 네트워크 서비스에 관한 QoE 관리 방법은 사용자가 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 사용자 디바이스에 디스플레이하는 단계; 사용자로부터 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 수신하는 단계; 네트워크 서비스의 목표 QoE 값을 네트워크 QoS 파라미터들의 함수로서 평가하는 단계; 및 목표 QoE 값이 예상 QoE 값보다 작은 경우 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하는 단계를 포함한다.

Description

네트워크 서비스에 대한 체감 품질 관리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR QUALITY OF EXPERIENCE MANAGEMENT FOR NETWORK SERVICES}
본 발명은 일반적으로 네트워크 기술에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 네트워크 서비스에 대한 체감 품질(Quality of Experience)(QoE) 관리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
제한된 대역폭의 제약 하에서 인터넷 및 에러가 발생하기 쉬운 무선 네트워크를 통해 강인한 비디오 전달을 성취하기 위해, MAC 계층(예를 들어, WiMAX 네트워크의 ARQ 및 하이브리드 ARQ)부터 애플리케이션 계층(예를 들어, H.264에서의 에러 내성 비디오 코딩(error-resilient video coding))까지의 범위에서, 서비스 품질(Quality of Service)(QoS) 프로비저닝 기법들이 제안되고 있다. 보통, 이들 QoS 프로비저닝 기법들은 패킷 손실률, 지연, 이용가능 대역폭 등과 같은 QoS 메트릭에 의해 측정될 수 있는 일정한 QoS 성능 레벨을 보장할 수만 있으면 비디오 서비스에 대한 최종 사용자의 체감을 개선하는 것을 도울 것이다.
그러나 QoS는 단지 서비스 제공자의 관점으로부터 최후의 목적으로 여겨지는 최종 사용자에 의해 관측되는 비디오 서비스의 QoE와 동일하지 않은 네트워크 성능 메트릭이다. 비디오 QoE는 네트워크 성능뿐 아니라 특정 비디오 애플리케이션 및 관측자의 시각 시스템에도 의존한다. 예를 들어, 패킷 손실률이 1%인 경우, 모션 활동이 낮은 일부 비디오 콘텐츠에 대한 인식 비디오 품질은 여전히 우수하지만, 이 경우 모션 활동이 높은 일부 다른 비디오 콘텐츠에 대한 시각적 아티펙트는 성가실 것이다. 그러나 QoS 조정이 비디오 서비스의 QoE 관리에 항상 효과적인 것은 아니다.
또한, 비디오 시스템이 특정 애플리케이션을 위한 타깃 QoS로 설계되면, 시스템 성능 및 채택된 QoS 프로비저닝 기법들이 고정된다. 관심 비디오 프로그램의 인식된 품질이 만족스럽지 않은 경우에도 사용자는 수신된 비디오 서비스의 품질을 제어할 수 없다. 일반적으로, 타깃 QoS 레벨은 지속적이고 우수한 비디오 QoE를 보장하기 위해 최악의 채널 조건에 따라 설계되는데, 이는 네트워크 리소스의 낭비일 수 있다. 비록 종래 기술의 기법 문제가 비디오 서비스의 관점에서 설명되었지만, 당업자는 다른 네트워크 서비스들도 동일한 단점을 갖는다는 것을 이해할 것이다.
최종적으로, 홈 네트워크에는, 예를 들어 파일 다운로드, TV 프로그램 스트리밍, 및 웹 브라우징 등과 같은 실행 중인 여러 애플리케이션이 존재할 수 있다. 이들 애플리케이션은 리소스를 위해 경쟁하며 이들의 개별 QoS를 개선하기 위해 독립적인 기법들을 채택할 때, 훨씬 더 나쁜 네트워크 열화가 일어날 수 있으며, 이는 차례로 최종 사용자에 대한 훨씬 더 나쁜 QoE를 초래한다. 이 경우에도, 사용자는 QoE 열화에 대해 아무것도 할 수 없다.
전술한 내용을 고려하면, QoE (Quality of Experience) 관리 방안이 제공되며, 여기서 QoE 피드백은 QoS 프로비저닝 기법의 사용을 최적화하는데 사용되며, 이로써 네트워크 리소스의 활용 효율을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 사용자 디바이스에 제공되는 네트워크 서비스에 관한 QoE 관리 방법은, 사용자가 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 사용자 디바이스에 디스플레이하는 단계; 사용자로부터 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 수신하는 단계; 네트워크 서비스의 목표 QoE 값을 네트워크 QoS 파라미터들의 함수로서 평가하는 단계; 및 목표 QoE 값이 예상 QoE 값보다 작은 경우 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 서비스 제공자 네트워크, 및 서비스 제공자 네트워크로부터 제공된 네트워크 서비스를 수신하는 적어도 하나의 사용자 디바이스를 갖는 홈 네트워크를 연결하기 위한 게이트웨이는, 네트워크 서비스의 목표 QoE 값을 네트워크 QoS 파라미터들의 함수로서 평가하도록 적응된 제1 유닛; 및 목표 QoE 값이 네트워크 서비스의 최종 사용자에 의해 입력된 예상 QoE 값보다 작은 경우 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하도록 적응된 제2 유닛을 포함한다.
본 발명의 이들 및 그 밖의 다른 양태, 특징, 및 이점들은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 트리플 플레이 홈 네트워크의 일반적인 구조를 도시한 예시적인 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 QoE 관리 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.
도 2b는 목표 QoE 레벨을 생성하는 상이한 타입의 방법을 도시한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 STB 내의 UI 모듈의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 QoE 관리 정보 디스플레이 및 QoE 요청 입력을 위한 TV 리모컨을 도시한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 QoE 관리를 위한 UI를 도시한 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4 및 도 5의 예시를 위한 UI 모듈 300의 작업 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 QoE 요청 메시지의 프레임 구조를 도시한 예시적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 코디네이터(coordinator) 유닛의 작업 흐름을 도시한 흐름도이다.
다음의 설명에서, 본 발명의 일 실시예의 다양한 양태들이 설명될 것이다. 설명을 위해, 특정한 구성 및 상세가 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 발명은 여기에 개시된 이러한 특정한 상세 없이도 실시될 수도 있다는 점이 당업자에게 명확할 것이다.
도 1은 종래의 트리플-플레이 홈 네트워크(triple-play home network)의 일반적인 구조를 도시한 예시적인 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 데스크톱, 전화기, TV 세트(STB), 및 랩톱과 같은 홈 디바이스가 유선 또는 무선 인터페이스(예를 들어, IEEE 802.11)를 통해 홈 게이트웨이에 연결된다. 홈 게이트웨이는 예를 들어, DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)를 통해 TV 헤드엔드 또는 인터넷에 연결될 수 있다. 이들로 제한되는 것은 아니지만, 파일 다운로드, IPTV, 및 웹 브라우징을 포함하는 홈 네트워크에서 실행되는 여러 서비스가 있을 수 있다. 전통적으로, 최종 사용자는 이들 수신 네트워크 서비스의 QoE에 대해 아무것도 할 수 없다.
전술한 기술적 문제를 고려하여, 본 발명의 일 실시예는 홈 네트워크에서 네트워크 서비스의 QoE 관리 방법 및 시스템을 제공한다. 일 측면에 따르면, 최종 사용자가 네트워크 서비스의 QoE를 평가하기 위한 사용자 상호작용 인터페이스(user interactive interface)를 제시할 수 있는 QoE 관리 유닛이 제공된다. 예를 들어, 사용자 상호작용 인터페이스를 통해, 이전 QoE 요구사항이 근본 네트워크 기술들에 의해 충족될 수 없으면, 최종 사용자는 개별 네트워크 서비스에 대한 자신의 예상 QoE 요구사항들을 입력하고 애플리케이션들에 대한 자신의 QoE 요구 사항들에 우선순위를 정할 수 있다. 프레임워크의 다른 측면에 따르면, QoS 조정 유닛이 제공된다. QoS 조정 유닛은 어느 것이 기본 QoS 프로비저닝 모듈의 사용을 최적화하여 더 우수한 전체 QoE 성능을 획득하는지에 기초하여 QoE 관리 유닛으로부터 예상 QoE 요구사항을 수신할 수 있다.
다음으로, 도 1에 도시된 홈 네트워크를 위한 QoE 관리 방법 및 시스템의 일 실시예의 동작의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 제공될 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 QoE 관리 시스템의 구조를 도시한 블록도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, QoE 관리 시스템은 QoE 관리 유닛(201) 및 코디네이터(coordinator) (또는 트러블슈터(troubleshooter)라고 지칭됨) 유닛(202)을 포함한다.
QoE 관리 유닛(201)은 홈 디바이스 중 어느 하나 이상에 사용자 상호작용 인터페이스(203)를 제시하여, 사용자로 하여금 네트워크 서비스에 관한 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하게 할 수 있다. 사용자 상호작용 인터페이스(203)는 홈 디바이스 중 하나 이상에 임의의 적절한 방식으로 디스플레이될 수 있다. 홈 네트워크를 통해 네트워크 서비스의 일부 또는 전부에게 QoE 관리 페이지를 제공하며, 이로써 사용자는 서비스마다 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하는 것이 허용된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, QoE 관리 유닛(201)은 TV, VoIP(Voice over IP), 파일 다운로드, 웹 브라우징 등과 같이, 네트워크를 통해 다양한 네트워크 서비스에 각각 대응하는 복수의 QoE 평가 모듈(1 내지 N)을 포함한다. 각각의 QoE 평가 모듈은 사용자 상호작용 인터페이스를 통해 사용자에 의해 입력된 네트워크 서비스의 예상 QoE 레벨을 수신하고, 코디네이터 유닛(202)에 그것을 송신할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 코디네이터 유닛(202)은 QoS 조정 유닛(202a) 및 네트워크 조건 검출 모듈(202b)을 포함한다. 네트워크 조건 검출 모듈(202b)은 패킷 손실률, 지연, 및 이용가능 대역폭과 같은 네트워크 QoS 메트릭을 측정하고, 이들 메트릭을 QoS 조정 유닛(202a)에 제공한다. QoS 조정 유닛(202a)은 QoS 메트릭에 기초하여 네트워크 서비스의 목표 QoE 레벨을 생성하고, 목표 QoE 레벨이 수신된 예상 QoE 레벨 미만인지 여부에 따라 QoS 프로비저닝 기법에 대한 조정이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
전술한 목표 QoE 레벨은 공지된 방법에 의해 생성될 수 있다. 도 2b는 목표 QoE 레벨을 생성하는 상이한 타입의 VQA(Visual Quality Assessment) 방법을 도시한 예시적인 도면이다. 입력에 따라, 목표 QoE 레벨을 생성하는 방법은 도 2b에 도시된 바와 같이 패킷 계층 모델, 비트스트림 레벨 모델, 미디어 계층 모델, 및 하이브리드 모델로서 분류될 수 있다. 미디어 계층 모델은 화상 신호(picture signal)를 이용하여 작동되며, 이로써 비디오 품질의 콘텐츠 종속 특성들을 획득할 수 있지만, 화상의 손실된 부분의 명백한 지식을 갖지 않는다. 예를 들어, Journal of Zhejiang University - Science A, 7(0), 131-136, (2006)에 실린 H. Rui, C. Li, S. Qiu의 논문 "Evaluation of packet loss impairment on streaming video"에서는, 강한 공간적 불연속성이 손실의 힌트라는 가정을 사용하여 에러 영역을 검출하는 알고리즘이 설계되어 있다. 패킷 계층 모델, 예를 들어 Information and Media Technologies 4(1): 1-9 (2009)에 실린 Kazuhisa Yamagishi, Takanori Hayashi의 논문 "video-quality planning model for videophone services"에 개시된 방안은 패킷 네트워크 프로토콜 헤드 정보, 네트워크 파라미터(예를 들어, 대역폭, 패킷 손실률, 지연 등), 및 코덱 구성 정보에 기반한다. 명확하게, 이 모델은 비디오 콘텐츠 인식 불가(agnostic)하지만, 전송 에러에 대해서는 충분한 지식을 갖는다. IEEE Trans, on Multimedia, 6(2), 327-334, (2004)에 실린 A. R. Reibman, V. A. Vaishampayan, Y. Sermadevi의 논문 "Quality monitoring of video over a packet network"는 비트스트림 레벨 모델의 일례를 설명하고 있으며, 비트스트림 및 패킷 헤더에도 기반한다. 이에 따라, 패킷 헤더 정보를 분석함으로써 전송 에러를 인식할 뿐 아니라, 비디오 비트스트림을 부분적으로 디코딩함으로써 비디오 콘텐츠 특성 및 더 상세한 인코딩 파라미터들에 대해 접근한다. 하이브리드 모델은 화상 신호와 패킷 헤더 및 비트스트림 정보의 조합을 사용하여, 비디오 품질을 예측하여 예측 정확도를 개선하는 반면 계산 복잡성이 높아진다.
변형예로서, 코디네이터 유닛(202)은 사용자 상호작용 인터페이스에서 사용자에게 네트워크 서비스의 목표 QoE 레벨을 디스플레이할 수 있는 QoE 관리 유닛(201)에, 생성된 목표 QoE 레벨을 송신할 수 있다. 목표 QoE 레벨의 디스플레이는 사용자가 네트워크 서비스에 관한 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하는데 불필요하다는 점에 주의한다. 그러나, QoE에 대한 더 적절한 정보는 사용자가 사용자 상호작용 인터페이스를 통해 네트워크 서비스의 QoE를 관리하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 또한, 근본 네트워크가 사용자들의 모든 QoE 요구사항을 동시에 충족시킬 수 없는 경우, 사용자 상호작용 인터페이스는 또한 코디네이터 유닛(201)으로부터 수신된 진단 정보를 디스플레이할 수 있으며, 이는 사용자로 하여금 서비스에 대한 자신의 QoE 요구사항에 우선순위를 정하게 한다.
QoE 관리 유닛(201) 및 코디네이터 유닛(202)은 동일한 디바이스, 예를 들어 클라이언트 디바이스, 홈 게이트웨이, 또는 서버에 물리적으로 존재할 수 있다.
QoE 관리 유닛(201) 및 코디네이터 유닛(202)은 상이한 디바이스에 물리적으로 존재할 수 있다. 이 경우, 일례로서, QoE 관리 유닛(201)은 클라이언트 디바이스, 예를 들어 STB에 물리적으로 존재할 수 있다. 전술한 바와 같이, QoE 관리 유닛(201)은 사용자가 서비스마다 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하고 코디네이터 유닛(202)에 예상 QoE 레벨을 송신하기 위해 QoE 관리 페이지를 제시할 수 있다. 예상 QoE 레벨은 QoS 프로비저닝 기술 조정을 위한 소정의 트리거링 임계치로서 코디네이터 유닛(202)에 의해 사용될 수 있다. 코디네이터 유닛(202)은 홈 게이트웨이에 물리적으로 존재할 수 있다. 정해진 일정한 조건에 의해 트리거링되는 경우, 예를 들어, 전술한 서비스의 목표 QoE 레벨 및 예상 QoE 레벨에 의해 트리거링되는 경우, 코디네이터 유닛(202)은 근본 QoS 프로비저닝 기법을 조정 및 최적화할 것이다. 코디네이터 유닛(202)은 QoE 관리 페이지에 제시하기 위한 QoE 관리 유닛(201)에 진단 정보를 전송하여 최종 사용자로 하여금 상이한 서비스에 대한 자신의 QoE 요구사항을 선택하거나 이들의 우선순위를 정하게 하는 것을 용이하게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 당업자는 서비스가 외부 네트워크로부터 홈 게이트웨이에 도달한 시점에 홈 게이트웨이에 설치된 코디네이터 유닛(202)은 서비스 QoE를 측정할 수 있지만, 클라이언트 디바이스에 설치된 QoE 관리 유닛(201)은 최종 사용자에 의해 입력된 서비스의 QoE를 측정할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이 경우, 도 1에 도시된 홈 네트워크에서, 인-홈 네트워크 이슈로 인한 QoE 성능 저하만이 QoS 프로비저닝 기법들의 조정/최적화에 관해 고려된다. 네트워크에 의해 일어나지 않은 QoE 성능 저하의 경우, 예를 들어, 서비스의 소스 때문에, 홈 게이트는 QoS 프로비저닝 기술을 조정하려 하지 않을 것이다. 예를 들어, TV 프로그램을 위해 측정된 목표 QoE 레벨이 사용자에 의해 요청되는 예상 QoE 레벨보다 낮은 경우, 홈 네트워크에서 QoS 기법들을 조정하는 것 대신에, 홈 게이트웨이는 진단 정보를 전송하여 높은 비디오 품질을 갖는 다른 TV 프로그램을 사용자가 선택하도록 제안하거나 높은 압축 품질을 갖는 다른 코딩 스트림을 위한 애플리케이션 서버에 최종 사용자를 대리하여 요청을 전송할 것이다.
다음으로, IPTV 서비스에 관한 QoE 관리 유닛(201)의 QoE 평가 모듈 1의 동작이 일례로 설명될 것이다. 이러한 관점에서 다른 QoE 평가 모듈들이 유사하다는 것이 당업자에게 이해될 수 있을 것이다.
셋톱 박스(set-top-box)(STB)에 존재할 수 있는 QoE 평가 모듈 1(예를 들어, ITU-T P.NAMS에 정의된 비디오 모델)은 사용자가 TV 프로그램에 대한 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하기 위한 사용자 상호작용 인터페이스(203)를 TV 스크린에 제시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 QoE 평가 모듈 1의 구조를 도시한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, QoE 평가 모듈 1은 TV 스크린에 QoE 관리 페이지를 제시하고 IPTV 서비스의 예상 QoE 레벨에 대한 사용자의 입력을 캡처하기 위한 상호작용 유닛(301)을 포함한다. QoE 평가 모듈 1은 상호작용 유닛(301)으로부터 입력된 예상 QoE를 수신하고, QoE 요청 메시지를 송신하여 비디오 서비스에 관한 사용자의 QoE 요구사항을 코디네이터 유닛(202)에 알리는 프로세싱 유닛(302)을 더 포함한다.
일례로서, 도 4에 도시된 바와 같은 TV 리모컨(400)은 사용자가 QoE 관리 기능을 활성화 및 구현하는데 사용될 수 있는데, 여기에는 비디오 품질의 QoE 레벨과 같은 서비스에 대한 자신의 예상 QoE 레벨들을 입력하는 것이 포함된다. 리모컨(400)에는 사용자가 QoE 평가 모듈 1을 활성화하기 위한 "QoE" 버튼(401)이 패널에 제공된다. "QoE" 버튼(401)이 눌린 후, 사용자 상호작용 인터페이스가 TV 스크린에 디스플레이될 것이다. 일례로서, 사용자 상호작용 인터페이스는 도 5에 도시된 바와 같은 QoE 관리 페이지(503a)일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, QoE 관리 페이지(503a)는 이들로 제한되는 것은 아니지만 VoIP, TV, 파일 다운로드, 웹 브라우징을 포함하는 홈 네트워크에서의 인-홈 비디오 서비스의 전부 또는 일부의 QoE 관리 정보를 목록화한다. 비디오 서비스마다, QoE 관리 정보는 2개의 카테고리의 정보, 즉 QoE 레벨 및 진단 정보를 포함할 수 있다. 사용자는 리모컨(400)의 "업-애로우(UP-ARROW)" 버튼(402) 또는 "다운-애로우(DOWN-ARROW)" 버튼(403)을 통해 커서를 이동시켜서 관심 비디오 서비스를 선택할 수 있다. 도 5는 TV 서비스의 QoE 레벨이 예시 목적으로 선택되는 경우의 일례를 도시한다. 커서가 QoE 레벨 항목 아래의 TV 서비스로 이동하면, TV 서비스에 관한 다른 QoE 관리 페이지(503b)가 디스플레이된다. QoE 관리 페이지(503b)는 코디네이터 유닛(202)으로부터 제공될 수 있는 TV 서비스의 목표 QoE 레벨 및 사용자가 TV 서비스의 자신의 예상 QoE 레벨을 입력하기 위한 빈칸을 제시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 목표 QoE 레벨은 3.0이고, 코디네이터 유닛(202)으로부터 수신된 값에 따라 변할 수 있다.
사용자가 리모컨(400)의 "업-애로우" 버튼(402) 또는 "다운-애로우" 버튼(403)을 통해 커서를 예상 QoE 레벨의 빈칸으로 이동시키면, 품질 컬러 바(quality-colour-bar)(501)가 도시된다. 품질 컬러 바(501)는 사용자가 선택한 예상 품질 레벨을 각각 표현하는 상이한 컬러를 갖는 복수의(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 5개의) 컬러 밴드를 포함한다. 예를 들어, 품질 컬러 바(501)는 품질 저하의 주관적 인식의 상이한 레벨, 즉 품질 하향 순서로 "5: 인식 불가", "4: 인식 가능하지만 성가시지 않음", "3: 약간 성가심", "2: 성가심" 및 "1 : 매우 성가심"을 각각 표현하는 밝은 녹색 밴드(501a), 밝은 청색 밴드(501b), 황색 밴드(501c), 주황색 밴드(501d), 및 적색 밴드(501e)를 포함한다. 목표 QoE 레벨의 값들은 품질 컬러 바의 값들과 동일한 의미를 가질 수 있다.
최종 사용자는 도 4에 도시된 바와 같이, 리모컨(400)의 "업-애로우" 버튼(402) 또는 "다운-애로우" 버튼(403)을 눌러서 컬러 밴드들(501a, 501b, 501c, 501d, 및 501e)을 통해 품질 블록(502)을 이동시킴으로써 대응 품질 레벨을 선택하고 "OK" 버튼(405)을 눌러 TV 서비스의 자신의 예상 QoE 레벨의 입력을 확인할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 품질 블록(502)이 컬러 밴드(501b)에 위치하는 경우, 이 컬러 밴드에 의해 표현되는 품질 레벨에 대한 프롬프트 정보(prompt information)(이 경우, "4: 인식 가능하지만 성가시지 않음")가 디스플레이되어 사용자의 동작을 용이하게 할 것이다. 사용자는 리모컨에서 "리턴(Return)" 버튼(404)을 누름으로써 직전의 QoE 관리 페이지로 복귀할 수 있다.
사용자가 리모컨(400)의 "업-애로우" 버튼(402) 또는 "다운-애로우" 버튼(403)을 통해 커서를 진단 정보로 이동시키면, 다른 QoE 관리 페이지(503c)가 디스플레이될 것이다. 예를 들어, 사용자의 QoE 요청 전부가 충족될 수 없을 때 진단 정보는 코디네이터 유닛(202)에 의해 생성될 수 있다. 일례에서, 진단 정보는 각 서비스의 점유 대역폭의 일러스트레이션(illustration)을 갖는 제한된 대역폭을 표시하거나, 제안된 조정을 갖는 패킷 손실률을 표시하거나, 사용자가 높은 인코딩 품질 레벨의 다른 비디오 프로그램을 선택하지 않으면 비디오 서비스의 QoE 레벨이 충족될 수 없다는 것을 표시할 수 있다. 이하, 코디네이터 유닛(202)의 프로세싱의 일 실시예가 설명될 것이다.
사용자는 "OK" 버튼(405)을 누름으로써 비디오 서비스의 예상 QoE 레벨의 자신의 선택을 확인하면, QoE 관리 페이지(503a)의 상태에서 "리턴" 버튼(404)을 누름으로써 QoE 관리 페이지를 나갈 수 있다.
전술한 QoE 관리 페이지는 단지 예시적인 것으로서 그 밖의 다른 종류의 QoE 관리 페이지들이 설계 및 사용될 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해될 수 있다.
도 6은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 QoE 평가 모듈 1의 작업 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단계(S601)에서, TV 프로그램이 TV 스크린에 디스플레이된다.
다음 단계(S602)에서, QoE 평가 모듈 1의 상호작용 유닛(301)은 리모컨(400)의 "QoE" 버튼(401)이 사용자에 의해 눌렸음을 나타내는 "QoE" 신호가 리모컨(400)으로부터 수신되는지 여부를 검출한다. 그 결과가 "예"이면, 절차는 단계(S603)로 진행하며, 여기서 상호작용 유닛(301)은 TV 스크린에 QoE 관리 페이지를 디스플레이할 것이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 QoE 관리 페이지(503a)가 TV 스크린에 디스플레이될 수 있다. 그 후, 상호작용 유닛(301)은 사용자의 입력을 대기할 것이다. 다음 단계(S604)에서, 상호작용 유닛(301)이 리모컨(400)의 "리턴" 버튼(404)이 사용자에 의해 눌렸음을 나타내는 "리턴" 신호를 수신하면, 절차는 단계(S601)로 복귀할 것이다. "리턴" 신호가 수신되지 않으면, 상호작용 유닛(301)은 사용자의 입력을 계속 대기할 것이다.
단계(S605)에서, 상호 작용 유닛(301)이 리모컨(400)으로부터 "업-애로우" 신호 또는 "다운-애로우" 신호를 수신하면, 절차는 다음 단계(S606)로 진행하여 커서가 QoE 관리 페이지(503a)에서 이동되는 곳을 판단할 것이다. 커서가 QoE 레벨의 "TV" 항목으로 이동하면, 단계(S607)에서 대응하는 QoE 관리 페이지가 TV 스크린에 디스플레이될 것이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 QoE 관리 페이지(503b)가 디스플레이될 수 있다. 당업자는 커서가 다른 서비스 위에 있으면, 503b와 유사한 대응하는 QoE 관리 페이지가 디스플레이될 것이라는 점을 이해할 것이다. 커서가 "진단 정보"로 이동되면, 단계(S608)에서, 대응하는 QoE 관리 페이지가 TV 스크린에 디스플레이될 것이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 QoE 관리 페이지(503c)가 디스플레이될 수 있다. QoE 관리 페이지들(503b 및 503c)이 사용되는 경우 다음의 절차가 설명될 것이다.
QoE 관리 페이지(503b)에서, 목표 QoE 레벨이 "목표 QoE 레벨" 항목 아래 실시간으로 도시된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상호작용 유닛(301)은 리모컨(400)으로부터 "업-애로우" 신호 또는 "다운-애로우" 신호를 수신하고, 커서가 "예상 QoE 레벨"로 이동되어 있는지 여부를 판단할 것이다. 결과가 "예"이면, 단계(S610)에서, 디폴트 품질 저하 레벨(501)에서 "품질 블록"(502)을 갖는 "품질 컬러 바"(501) 및 "인식 불가"의 대응하는 간략한 프롬프트 정보가 디스플레이된다. 단계(S607 또는 S608) 이후 S609’에서 "리턴" 신호가 수신되면, 절차는 단계(S603)로 복귀하며 TV 스크린에 QoE 관리 페이지를 디스플레이할 것이다.
다음의 단계(S611)에서, 상호작용 유닛(301)은 "업-애로우" 신호 또는 "다운-애로우" 신호가 리모컨(400)으로부터 수신되었는지 여부를 판단할 것이다. 결과가 "예"이면, 단계(S612)에서, 품질 블록(502)이 TV 스크린에 컬러 밴드들(501a, 501b, 501c, 501d, 및 501e)을 통해 대응적으로 이동될 것이고, 품질 블록(502)이 컬러 밴드 중 하나에 위치하는 경우 대응하는 프롬프트 정보가 디스플레이될 것이다. 다음 단계(S613)에서, 상호작용 유닛(301)이 리모컨(400)의 "OK" 버튼(405)이 사용자에 의해 눌렸음을 나타내는 "OK" 신호를 수신하면, 사용자로부터 입력된 예상 QoE 레벨을 획득한 후, 스크린에 페이지(503b)의 "예상 QoE 레벨"뿐 아니라 입력 값을 디스플레이한다. QoE 레벨 입력은 "서비스 ID"를 갖는 QoE 레벨 입력을 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)(TCP) 패킷으로 캡슐화하여 이 패킷을 QoE 요청 메시지로서 코디네이터 유닛(202)에 송신할 수 있는 프로세싱 유닛(302)으로 송신될 수 있다. QoE 요청 메시지의 프레임 구조의 일례가 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 예상 QoE 레벨 입력은 MOS 값의 형태이다. 다른 프레임 구조들이 또한 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단계(S615)에서, 리모컨(400)으로부터의 "리턴" 신호가 상호작용 유닛(301)에 의해 수신되면, 절차는 단계(S607)로 복귀하여 QoE 관리 페이지(503b)를 디스플레이할 것이다.
도 8은 코디네이터 유닛(202)의 작업 흐름을 도시한 흐름도이다. 단계(S801)에서, 네트워크 조건 검출 모듈(202b)은 코디네이터 유닛(202)이 물리적으로 구현된 홈 게이트웨이 지점에서 인식된 비디오 서비스의 목표 QoE 레벨을 획득한다. 목표 QoE 레벨은 QoS 파라미터를 측정하고/거나 비디오 비트스트림을 스캔함으로써 획득될 수 있다.
다음 단계(S802)에서, QoE 조정 모듈(202a)은 홈 네트워크 외부로부터 들어오는 비디오 서비스의 목표 QoE 레벨이 사용자의 예상 QoE 레벨보다 낮은지 여부를 판단한다. 단계(S802)의 결과가 "아니오"이면, QoE 조정 모듈(202a)은 높은 압축 품질을 갖는 다른 코딩 스트림을 위한 애플리케이션 서버에 요청을 전송할 것이다. S802의 결과가 "예"이면, 다음 단계(S803)에서, QoE 조정 모듈(202a)은 네트워크 조건 검출 모듈(201c)로 하여금 패킷 손실률 및 홈 네트워크에서의 각 서비스의 이용가능 대역폭을 검출하게 지시할 것이다. 전술된 "홈 네트워크 외부로부터 들어오는 비디오 서비스의 목표 QoE 레벨"에 의해, 비디오 서버, 예를 들어, TV 헤드엔드의 출력에서 업스트림 네트워크 조건 및 압축 비디오 품질에 기초하여 측정된 목표 QoE를 의미한다. 단계(S802)에 따르면, 비디오가 홈 네트워크에 진입하기 전에 비디오 서비스의 QoE 열화가 일어났는지 여부가 판단되었다. 열화가 일어났다면, 품질 열화 문제가 홈 네트워크 내에서 취급되지 않아야 한다.
단계(S804)에서, QoE 조정 모듈(202a)은 이용가능 대역폭이 단계(S803)의 검출 결과에 기초하여 홈 네트워크에서 실행되는 모든 서비스들의 QoE 요구사항들을 충족시킬 만큼 충분한지 여부를 판단할 것이다. 단계(S804)의 결과가 "아니오"이면, 단계(S805)에서, QoE 조정 모듈(202a)은 필요한 경우 서비스의 예상 QoE 레벨들에 대한 사용자의 선택 또는 우선순위 정함에 따라, 서비스들을 재스케줄링하여 실행 중인 애플리케이션 서비스의 QoE 성능들을 트레이드오프할 것이다. S804의 결과가 "예"이면, 단계(S806)에서, 목표 QoE 레벨이 예상 QoE 레벨과 일치하지 않는 경우(즉, 목표 QoE 레벨이 예상 QoE 레벨 미만인 경우) 클라이언트 디바이스에 설치된 QoE 관리 유닛(201)으로부터 송신된 예상 QoE 레벨에 따라, QoE 조정 모듈(202a)은 이용가능한 QoS 프로비저닝 기법들(예를 들어, 비디오 트랜스코더(video transcoder)가 존재하는 경우 적응형 변조 및 코딩, 애플리케이션 계층 하이브리드 FEC 및 ARQ, 인트라 매크로블록 리프레시)을 반복적으로 최적화할 것이다.
기존의 QoS 프로비저닝 기법들의 범위는 물리(PHY) 계층으로부터 애플리케이션 계층까지이며, 예를 들어, PHY 계층에서의 적응형 변조 및 코딩 기법, Wimax 무선 액세스 네트워크에서의 MAC 계층 ARQ(automatic retransmission request)/Hybrid ARQ, 애플리케이션 계층 하이브리드 FEC 및 ARQ, 및 비디오 트랜스코더가 홈 게이트웨이에 존재하는 경우 인트라 매크로블록 리프레시와 같은 에러 내성 비디오 코딩 도구를 포함한다. 이들 QoS 프로비저닝 기법들은 크로스 계층 최적화 방식으로 홀로 또는 함께 사용될 수 있다. 단순한 예시에서, QoS 조정이 트리거링되면, PHY 계층에서, MCS(modulation & coding scheme) 레벨이 점진적이고 반복적으로 증가되어, 목표 QoE 레벨이 예상 QoE를 충족시킬 때까지 시스템 자원 소비를 대가로 전송 에러에 대한 강인성을 개선한다. 진보된 크로스-계층 QoS 최적화에서, 상이한 계층에서의 QoS 프로비전 기법들의 최적 조합을 위한 반복적 탐색이 목표 QoE 레벨이 예상 QoE 레벨을 충족시킬 때까지 수행될 수 있다.
첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 예시적인 실시예에서 수많은 변형이 이루어질 수 있으며, 그 밖의 다른 배열들이 고안될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. 사용자 디바이스에 제공되는 네트워크 서비스에 대한 QoE 관리 방법으로서,
    사용자가 상기 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 상기 사용자 디바이스에 디스플레이하는 단계;
    상기 사용자로부터 상기 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 수신하는 단계;
    상기 네트워크 서비스의 목표 QoE 값을 네트워크 QoS 파라미터들의 함수로서 평가하는 단계; 및
    상기 목표 QoE 값이 상기 예상 QoE 값보다 작은 경우 상기 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 QoS 파라미터는 패킷 손실률, 이용가능 대역폭, 및 지연을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 상기 사용자가 상기 예상 QoE 값의 입력으로서 선택하기 위한 복수의 평균 평가 스코어(mean opinion score)를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 서비스는 파일 다운로드, 비디오 스트리밍, 및 웹 브라우징을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 서비스의 목표 QoE 값이 상기 네트워크의 내부에서 평가되는지 또는 외부에서 평가되는지에 기초하여 상기 네트워크 내부 또는 외부에서 상기 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 서비스 제공자 네트워크와 상기 서비스 제공자 네트워크로부터 제공되는 네트워크 서비스를 수신하는 적어도 하나의 사용자 디바이스를 갖는 홈 네트워크를 연결시키기 위한 게이트웨이로서,
    상기 네트워크 서비스의 목표 QoE 값을 네트워크 QoS 파라미터들의 함수로서 평가하도록 구성되는 제1 유닛(202b); 및
    상기 목표 QoE 값이 상기 네트워크 서비스의 최종 사용자에 의해 입력되는 예상 QoE 값보다 작은 경우 상기 네트워크 서비스의 QoS 파라미터들을 조정하도록 구성되는 제2 유닛(202a)
    을 포함하는 게이트웨이.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 예상 QoE 값은 적어도 하나의 사용자 디바이스로부터 송신되는 게이트웨이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 사용자 디바이스에 대한 상기 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 사용자가 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 상기 적어도 하나의 사용자 디바이스에 디스플레이하도록 구성되는 제3 유닛(201)을 더 포함하는 게이트웨이.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 사용자 디바이스는,
    상기 적어도 하나의 사용자 디바이스에 대한 상기 네트워크 서비스의 예상 QoE 값을 사용자가 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 상기 적어도 하나의 사용자 디바이스에 디스플레이하도록 구성되는 제3 유닛(201)을 포함하는 게이트웨이.
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