KR20210157653A - Iptv 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법 - Google Patents

Iptv 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법 Download PDF

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KR20210157653A
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Abstract

IPTV 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예는, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 함으로써 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능한 프리페칭(prefetching) 장치 및 방법을 제공한다.

Description

IPTV 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법{Method and Apparatus for Prefetching for Changing IPTV Channels}
본 개시는 IPTV 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, IPTV 채널 변경을 위한 사용자 입력을 기반으로 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 함으로써 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능한 프리페칭 장치 및 방법에 대한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
IPTV(Internet Protocol Television) 서비스는 인터넷 통신망을 기반으로 방송 서비스를 제공한다. 케이블/위성/지상파 방송과 같은 기존의 방송 서비스는 사용자들의 요구에 관계없이 모든 채널들을 항상 IPTV 단말 측으로 전송하기 때문에, 불필요한 대역폭 낭비가 발생한다. 한편, IPTV 서비스는 IP(internet Protocol) 멀티캐스트(multicast) 방식을 이용하여 사용자 요청에 따른 채널만을 IPTV 단말 측으로 전송하기 때문에, 요구되는 대역폭(bandwidth)을 대폭 감소시킴으로써, 가입자 회선의 대역폭 부족 문제를 완화시키고 네트워크 자원의 효율적인 사용을 가능하게 한다.
그러나, IPTV 서비스는 선택된 채널이 사용자의 IPTV 단말 측에 출력되기까지의 채널 변경 지연(channel change delay)이 필연적으로 발생한다. IPTV 서비스의 확장에 있어서, 이러한 채널 변경 지연을 감소시키는 것은 중요한 이슈이며, 지연 문제를 해결하기 위한 몇 가지 효과적인 프리페칭(prefetching) 기법들이 존재한다. 예컨대, 사용자가 현재 시청하고 있는 채널 이외에, 현재 시청하고 있는 채널의 인접 채널들(비특허문헌 1 참조), 사용자의 선호도가 높은 채널들(비특허문헌 2 참조), 또는 사용자의 채널 재핑(channel zapping) 행동 패턴에 기반하는 예측 채널들(비특허문헌 3 참조) 등과 같은 일정 개수의 채널들이 IPTV 단말 측으로 미리 전달되도록 할 수 있다. 즉, 일정 개수의 채널들을 프리페칭하여 미리 수신되도록 함으로써, 기존의 방법들은 채널 변경 지연에 대처한다. 미리 수신되고 있는 채널들 중의 하나로 채널이 변경되는 경우, 사용자는 지연 없이 변경된 채널을 시청할 수 있다. 그러나, 미리 수신되고 있는 채널들 중의 하나로 사용자가 채널 변경을 하지 않은 경우, 기존의 프리페칭 기법들은 채널 변경 지연을 감소시킬 수 없을 뿐만 아니라 네트워크 대역폭 및 IPTV 단말의 컴퓨팅 능력만 낭비된다는 문제가 있다. 또한, 프리페칭 채널들의 정확한 인입 시점이 정의되지 않으며, 프리페칭 채널들이 항상 전송된다면 심각한 네트워크 트래픽이 유발된다는 문제도 있다.
따라서, 기존의 프리페칭 기법들이 갖는 비효율, 대역폭 낭비 및 트래픽 유발과 같은 문제를 해결하면서도 채널 변경에 따른 지연을 감소키는 것이 가능한 프리페칭 방법을 필요로 한다.
비특허문헌 1: C. Cho, I. Han, Y. Jun, and H. Lee, "Improvement of channel zapping time in IPTV services using the adjacent groups join-leave method," in International Conference on Advanced Communication Technology, 2004, vol. 2, pp. 971-975. 비특허문헌 2: H.C. Joo, H. Song, D.B. Lee, I.K. Lee, "An effective IPTV channel control algorithm considering channel zapping time and network utilization," IEEE Transactions on Broadcasting, 2008, vol. 54, no. 2, pp. 208-216. 비특허문헌 3: Y. Kim, J.K. Park, H.J. Choi, S Lee, H Park, J Kim, Z, "Reducing IPTV channel zapping time based on viewer's surfing behavior and preference," IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, 2008, no. 4536621. 비특허문헌 4: Philips Semiconductors, Remote Control System RC-5 Including Command Tables, Philips Semiconductors, 1992.
본 개시는, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드(headend) 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 함으로써 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능한 프리페칭(prefetching) 장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, IPTV(Internet Protocol Television) 단말이 수행하는 프리페칭 방법에 있어서, 채널 선택(channel selection)을 위한 입력 신호를 획득하는 과정; 상기 입력 신호가 제1 숫자인 경우, 상기 제1 숫자에 대응하는 제1 프리페칭(prefetching) 채널에 대한 연결 메시지를 생성하여 IPTV 헤드엔드(headend) 측으로 전송하는 과정; 및 상기 제1 숫자에 해당하는 입력 신호를 획득한후 기 설정된 대기 시간 이내에 상기 입력 신호를 획득하되 상기 입력 신호가 제2 숫자인 경우, 상기 제1 프리페칭 채널에 대한 차단 메시지를 생성하여 상기 IPTV 헤드엔드 측으로 전송하고, 상기 제1 숫자와 상기 제2 숫자의 조합에 기반하는 제2 프리페칭 채널에 대한 연결 메시지를 생성하여 상기 IPTV 헤드엔드 측으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, IPTV(Internet Protocol Television) 단말의 채널 선택(channel selection)을 위한 입력 신호를 획득하는 입력부; 상기 입력 신호가 제1 숫자인 경우, 상기 제1 숫자에 대응하는 제1 프리페칭(prefetching) 채널에 대한 연결 메시지를 생성하고, 상기 제1 숫자에 해당하는 입력 신호를 획득한 후 기 설정된 대기 시간 이내에 상기 입력 신호를 획득하되 상기 입력 신호가 제2 숫자인 경우, 상기 제1 프리페칭 채널에 대한 차단 메시지를 생성하고, 상기 제1 숫자와 상기 제2 숫자의 조합에 기반하는 제2 프리페칭 채널에 대한 연결 메시지를 생성하는 프리페칭 제어부; 및 상기 연결 메시지 또는 상기 차단 메시지를 IPTV 헤드엔드(headend) 측으로 전송하는 메시지 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 프리페칭 방법이 포함하는 각 과정을 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 하는 프리페칭(prefetching) 장치 및 방법을 제공함으로써, 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능해지는 효과가 있다.
또한 본 실시예에 따르면, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입되도록 하는 프리페칭 장치 및 방법을 제공함으로써, 명확히 정의된 시점에 사용자가 시청을 원하는 단일 프리페칭 채널이 인입되도록 하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 방법의 순서도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 방법이 적용되는 채널 변경 시나리오의 예시도이다.
도 4는 IPTV 서비스 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 채널 변경 지연을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 6은 채널 변경 과정을 나타내는 개략적인 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 실시예는 IPTV 채널 변경을 위한 프리페칭 장치 및 방법에 대한 내용을 개시한다. 보다 자세하게는, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력을 기반으로 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 함으로써 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능한 프리페칭(prefetching) 장치 및 방법을 제공한다.
도 4는 IPTV 서비스 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
IPTV 서비스 시스템은 일반적으로 콘텐츠 제공장치, IPTV 단말 및 애그리게이션 라우터/애그리게이션 스위치(aggregation router/aggregation switch)의 전부 또는 일부를 포함한다.
콘텐츠 제공장치는 IPTV 백본 망(backbone network) 및 라우터/스위치를 이용하여 복수의 IPTV 단말 측으로 모든 TV 채널의 콘텐츠를 구성하는 IP 패킷들을 멀티캐스트 방식을 이용하여 전송한다. 여기서, 콘텐츠 제공장치는 IPTV 헤드엔드(Headend)일 수 있다. IPTV 단말을 보유한 사용자는 원하는 TV 채널을 선택하여, 선택한 콘텐츠를 시청할 수 있다.
한편, 라우터/스위치 측으로 IGMP(Internet Group Message Protocol) 메시지를 전송함으로써, IPTV 단말은 TV 채널을 변경할 수 있다. 예컨대, 사용자가 신규 채널을 입력한 경우, IPTV 단말은 이전 시청 채널의 인입을 중단하기 위한 IGMP Leave 메시지를 전송하고, 신규 채널이 인입되도록 하기 위한 IGMP Join 메시지를 라우터/스위치 측으로 전송한다.
사용자가 채널 변경 시, 채널 변경을 위한 입력 신호를 발생시킬 수 있는 어느 디바이스든 이용 가능한 것으로 가정한다. 예컨대, 리모콘(remote control) 조작, 스마트폰의 터치, IPTV 단말 상에서의 버튼 조작 등을 이용하여 사용자는 채널 변경을 시도할 수 있다. 다양한 디바이스가 이용됨에도, 채널 변경 과정은 동일할 수 있으므로, 이하 리모콘이 생성하는 입력 신호를 위주로 설명한다.
도 5는 채널 변경 지연을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
IPTV 서비스가 갖는 채널 변경 지연은 명령어 처리 지연(command processing delay), 네트워크 지연(network delay), 디코딩 지연(decoding delay), 버퍼링 지연(buffering delay), A/V 동기화 지연(Audio/Video synchronization delay) 등을 순차적으로 포함한다. 여기서, 명령어 처리 지연은 채널 변경을 위해 리모컨의 첫 번째 숫자 키가 눌려진 시점부터 시청하고자 하는 신규 채널 번호에 대한 결정이 완료되기까지의 지연이다. 네트워크 지연은, IPTV 단말이 신규 채널에 해당하는 IGMP Join 메시지를 IPTV 헤드엔드 측으로 전송한 시점부터 요청된 신규 채널의 첫 번째 패킷을 수신하기까지의 지연이다. 디코딩 지연은 채널 변경 시 인트라 프레임(intra frame)을 수신하기 위해 필연적으로 발생되는 지연이다. 영상 데이터의 복호화 장치는 인트라 프레임의 디코딩 후에 GOP(Group Of Pictures)에 포함된 다른 인터 프레임들(inter frames)을 디코딩할 수 있으므로, 비디오 스트림의 초기 수신 과정에서 첫 번째 인트라 프레임을 찾기까지의 지연이 발생할 수 있다. 버퍼링 지연은 네트워크 상에서 부가된 지터(added jitter)를 제거하기 위한 초기 버퍼링에 따른 지연이다. A/V 동기화 지연은 비디오 신호와 오디오 신호 간의 동기를 일치시키기 위해 필요한 지연이다.
이하, 도 6의 예시를 이용하여 명령어 처리 지연에 대하여 구체적으로 기술한다.
도 6은 채널 변경 과정을 나타내는 개략적인 예시도이다.
사용자는 리모컨의 숫자(0 ~ 9) 키 입력을 이용하여 시청하고자 하는 채널 번호를 선택한다. IPTV 단말은 각 숫자 키에 대한 IR(Infrared) 신호를 수신하여 해당되는 숫자 키를 획득하고, 도 6에 예시된 바와 같이 TV 화면 상에 수신한 숫자를 순서대로 출력한다. 선택 키에 대한 IR 신호의 수신 또는 기 설정된 대기시간의 종료 이후에, IPTV 단말은 채널 번호 선택을 완료할 수 있다. 명령어 처리 지연 중에서, 선택 키의 입력 또는 기 설정된 대기시간에 기인하여 발생하는 지연은 일반적으로 3 초 이내인 것으로 알려져 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 장치의 블록도이다.
본 개시에 따른 실시예에 있어서, 프리페칭 장치(100)는 IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 함으로써 채널 변경에 따른 지연을 감소시킨다. 프리페칭 장치(100)는 입력부(102), 프리페칭 제어부(104) 및 메시지 전송부(106)의 전부 또는 일부를 포함한다.
입력부(102)는 현재 채널을 시청하는 동안 채널 선택을 위한 입력 신호를 획득한다. 여기서 현재 채널은 사용자가 현재 시청 중인 채널을 의미한다. 입력 신호는 숫자(0 ~ 9) 키 및 선택 키를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자가 리모콘을 이용하여 채널 선택을 위한 키를 입력하면, IPTV 단말이 사용자 입력에 대한 IR 신호를 수신하고, 입력부(102)는 수신된 IR 신호에 해당되는 입력 신호를 획득할 수 있다.
프리페칭 제어부(104)는 입력 신호를 이용하여 채널 변경을 위한 프리페칭 채널을 결정하고, 프리페칭 채널에 대한 정보를 포함하는 IGMP 메시지를 생성한다. 프리페칭 제어부(104)는 프리페칭 채널에 대한 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 공지하기 위한 IGMP Join 메시지를 생성할 수 있다, 입력 신호가 복수의 숫자를 포함하는 경우, 입력 신호의 순서에 기반하여 프리페칭 제어부(104)는 프리페칭 채널의 변경에 대한 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 공지하기 위한 IGMP Leave 메시지 및 IGMP Join 메시지를 생성할 수 있다.
입력 신호가 선택 키이거나 기 설정된 대기시간이 종료되어 채널 번호 선택이 완료된 이후, 채널 번호 선택이 완료되기 전에 형성된 최종 프리페칭 채널에 대하여, 프리페칭 제어부(104)는 IPTV 헤드엔드로부터 인입 중인 최종 프리페칭 채널로 렌더링(rendering) 채널을 변경할 수 있다.
메시지 전송부(106)는 IGMP 메시지를 IPTV 헤드엔드 측으로 전송한다. 특히 IGMP Join 메시지가 전송됨으로써, 프리페칭 채널이 IPTV 단말 측으로 인입(loading)될 수 있다.
채널 변경 지연을 감소시키기 위하여, IPTV 단말은 적어도 2 개 이상의 콘텐츠 디코더(decoder) 블록(미도시)과 디코딩된 콘텐츠를 선택할 수 있는 렌더링 스위치(rendering switch)를 포함할 수 있다. 프리페칭 채널이 인입된 이후, IPTV 단말은 프리페칭 채널과 현재 채널에 대한 수신 및 디코딩을 병렬로 진행할 수 있다. 다만, 채널 번호 선택이 완료되기 전까지, 프리페칭 제어부(104)는 현재 채널에 대한 렌더링을 유지한다. 채널 번호 선택이 완료되기 전에 형성된 최종 프리페칭 채널에 대하여, 채널 번호 선택이 완료된 이후 프리페칭 제어부(104)는 렌더링 스위치를 조절하여, 현재 채널로부터 최종 프리페칭 채널로 렌더링 채널을 변경할 수 있다. 최종 프리페칭 채널이 IPTV 시스템에서 지원되지 않는 채널인 경우, 프리페칭 제어부(104)는 현재 채널에 대한 렌더링을 유지한다.
도 1의 도시는 본 실시예에 따른 예시적인 구성이며, 방송 시스템, 입력의 형태, 프리페칭 제어부의 동작, IGMP 메시지 전송부의 구조에 따라 다른 구성요소 또는 구성요소 간의 다른 연결을 포함하는 다양한 구현이 가능하다. 예컨대, 적용되는 방송 시스템이 케이블 TV 시스템인 경우, 메시지 전송부는 케이블 TV용 채널, 즉 캐리어 주파수(carrier frequency)를 선택 또는 차단을 수행하는 구성요소로 대치될 수 있다.
본 실시예에 따른 프리페칭 장치(100)는 IPTV 단말 상에 구현될 수 있다. IPTV 단말은 전송대역의 제한을 받는 유선 또는 무선 전송로를 이용하여 TV 채널을 제공받을 수 있는 어느 기기든 될 수 있다. 예컨대, IPTV 단말은 STB(Set-top Box) 형태의 단말일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 스마트폰, 태블릿(tablet), 노트북(notebook) 등과 같은 이동형 단말을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 프리페칭 장치(100)는 사용자의 채널 선택 입력을 기반으로 프리페칭 채널을 결정하여, IPTV 단말 내에서 명령어 처리 지연 요소 delaycommand와 기타 다른 지연 요소 delayothers(네트워크 지연, 디코딩 지연, 버퍼링 지연, 및 A/V 동기화 지연을 포함함)가 병렬적으로 진행되도록 함으로써 채널 변경 지연을 감소시킬 수 있다. 채널 변경 지연을 줄이기 위해 명령어 처리 지연 구간 동안 프리페칭 장치(100)는 사용자의 리모콘 조작에 따른 채널 선택 입력을 기반으로 시청하고자 하는 채널의 스트림이 IPTV 단말 측으로 프리페칭되도록 한다. 예컨대, 사용자가 리모컨의 숫자 키를 누를 때마다, 프리페칭 장치(100)는 조합된 채널 번호에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측으로 전송하여 시청하고자 하는 채널이 프리페칭되도록 할 수 있다.
채널 변경에 대한 임의의 시나리오에서 프리페칭 장치(100)는 다음과 같이 채널 변경 지연을 정량적으로 감소시킬 수 있다. 먼저, 사용자가 리모컨의 선택 키를 누름으로써 채널 번호 선택을 완료된 경우, 프리페칭 장치(100)는 min(delayothers, 연속된 리모콘 키 입력 간의 간격) 만큼 채널 변경 지연을 감소시킬 수 있다. 또는, 기 설정된 대기시간 종료에 따라 채널 번호 선택이 완료된 경우, 프리페칭 장치(100)는 min(delayothers, 기 설정된 대기시간) 만큼 채널 변경 지연을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 방법의 순서도이다.
프리페칭 장치(100)는 변수를 초기화 한다(S200). 입력 신호의 개수 N(N은 영(zero) 이상의 정수) 및 숫자 키의 조합 combN은 모두 영으로 초기화된다.
프리페칭 장치(100)는 현재 채널이 유지되는 동안 채널 선택(channel selection)을 위한 입력 신호를 획득한다(S202). 여기서 현재 채널은 사용자가 현재 시청 중인 채널을 의미한다.
프리페칭 장치(100)는 입력 신호가 숫자 키인지를 확인하여(S204), 입력 신호가 숫자 키인 경우, 숫자 키를 조합하여 숫자 키의 조합 combN을 생성한다(S206).
N 번째 숫자 키까지 입력된 경우, 숫자 키의 집합은 {num1, num2, ..., numi, numN}으로 표현될 수 있다. 여기서 numi는 i 번째 입력 신호에 해당하는 숫자 키를 나타내고, 범위는 0부터 9까지이다. N 개의 숫자 키를 이용하여, 수학식 1에 나타낸 바와 같이 숫자 키의 조합 combN이 생성될 수 있다.
Figure pat00001
프리페칭 장치(100)는 IPTV 시스템이 지원하는 채널 맵(channel map)이 combN에 해당하는 프리페칭 채널을 포함하는지의 여부를 확인하여(S208), 채널 맵이 combN에 해당하는 프리페칭 채널을 포함하지 않는 경우, 프리페칭 장치(100)는 프리페칭 채널 설정을 위한 IGMP 메시지를 전송하지 않은 채로, 다음 키에 대한 입력 신호를 기다린다. 예컨대, 첫 번째 숫자 키에 해당하는 프리페칭 채널이 존재하지 않는 경우, 프리페칭 장치(100)는 IGMP Join 메시지를 전송하지 않는다. 또한 수학식 1에 따른 두 개 이상의 숫자 키 조합에 해당하는 프리페칭 채널이 존재하지 않는 경우, 프리페칭 장치(100)는 IGMP Join 메시지 및 IGMP Leave 메시지를 전송하지 않는다.
반면, 채널 맵이 combN에 해당하는 프리페칭 채널을 포함하는 경우, 프리페칭 장치(100)는 combN-1 채널에 해당하는 멀티캐스트 스트림에 대한 IGMP Leave 메시지를 전송한다(S212). 입력 신호가 첫 번째(N=1) 숫자 키인 경우, combN-1 채널에 해당하는 IGMP Leave 메시지는 전송되지 않는다.
프리페칭 장치(100)는 combN 채널에 해당하는 멀티캐스트 스트림에 대한 IGMP Join 메시지를 전송한다(S214). IGMP Join 메시지를 전송하여 combN 채널을 프리페칭함으로써, 상응하는 멀티캐스트 스트림이 IPTV 단말 측으로 인입될 수 있다.
전술한 바와 같이 채널 변경 지연을 감소시키기 위하여 IPTV 단말은 적어도 2 개 이상의 콘텐츠 디코더 블록을 포함하여, 프리페칭 채널이 인입된 이후, 프리페칭 채널과 현재 채널에 대한 수신 및 디코딩을 병렬로 진행할 수 있다. 다만, 채널 번호 선택이 완료되기 전까지, 프리페칭 장치(100)는 현재 채널에 대한 렌더링을 유지한다.
프리페칭 장치(100)는 기 설정된 대기시간이 종료되었는지를 확인하되(S216), 종료 전에 입력 신호가 추가로 획득되면(S202), 전술한 바와 같은 절차들(S204 내지 S214 단계)의 전부 또는 일부를 반복한다.
기 설정된 대기시간이 종료되거나 입력 신호가 선택 키인 경우, 즉 채널 번호 선택이 완료된 경우, 채널 번호 선택이 완료되기 전에 형성된 최종 프리페칭 채널에 대하여, 프리페칭 장치(100)는 채널 맵(channel map)이 최종 프리페칭 채널을 지원하는지의 여부를 확인한다(S218).
채널 맵이 최종 프리페칭 채널을 지원하는 경우, 프리페칭 장치(100)는 IPTV 헤드엔드로부터 인입 중인 최종 프리페칭 채널로 렌더링 채널을 변경한다(S220). 이미 최종 프리페칭 채널과 현재 채널에 대한 수신 및 디코딩을 병렬로 진행하는 중이므로, IPTV 단말은 기 설정된 시간이 경과한 후에 최종 프리페칭 채널에 대한 렌더링을 시작할 수 있다. 여기서 기 설정된 시간은, 최종 프리페칭 채널에 대한 IGMP Join 메시지 전송부터 최종 프리페칭 채널의 A/V 출력이 생성되기까지의 시간으로서, 전술한 바와 같은 delayothers보다는 길게 설정되어야 한다.
반면, 채널 맵이 최종 프리페칭 채널을 지원하지 않는 경우, 프리페칭 장치(100)는 현재 채널에 대한 렌더링을 유지한다(S222).
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 프리페칭 방법이 적용되는 채널 변경 시나리오의 예시도이다.
도 3에 나타낸 예시는 48번으로의 채널 변경 과정으로서, 도 3의 (a)의 예시는 기존 방식에 따른 채널 변경 시나리오이고, 도 3의 (b)의 예시는 본 실시예에 따른 채널 변경 시나리오이다.
도 3의 (a)의 예시에서는, 4번 및 8번 키가 모두 입력되고, 선택 키가 입력되거나 기 설정된 대기시간의 종료에 따른 채널 번호 선택 완료 후에 48번 채널에 대한 IGMP Join 메시지가 IPTV 헤드엔드 측으로 전송된다. 이 시점(T2)부터 delayothers가 경과한 시점(T4)에 48번 채널에 해당하는 콘텐츠에 대한 재생이 시작될 수 있다.
한편, 도 3의 (b)의 예시에서는, 두 번째 숫자 키인 8번 키가 입력되면 48번 채널에 대한 IGMP Join 메시지가 IPTV 헤드엔드 측으로 전송된다. 이때부터 이미 48번 채널에 해당하는 콘텐츠가 IPTV 단말 측으로 인입되고 있으므로, 더 이상의 숫자 키가 입력되지 않는다면, 8번 키가 입력된 시점(T1)부터 delayothers가 경과한 시점(T3)에 48번 채널에 해당하는 콘텐츠에 대한 재생이 시작될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 프리페칭 방법이 적용되는 경우, T2-T1(또는 T4-T3) 만큼의 지연이 감소될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입되도록 하는 프리페칭 장치 및 방법을 제공함으로써, 명확히 정의된 시점에 사용자가 시청을 원하는 단일 프리페칭 채널이 인입되도록 하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
이하 본 실시예에 따른 프리페칭 방법의 성능을 제시하기 위한 실험례에 대하여 설명한다.
성능 실험은 테스트용 IPTV 네트워크 상에서 실행되었다. 성능 실험에 이용된 리모컨은 RC-5 전송 프로토콜에 기반으로 동작하는데(비특허문헌 4 참조), 키 입력에 해당하는 IR 신호를 송신하기 위해 RC-5 전송 프로토콜은 24.9 msec 길이를 갖는 프레임을 사용한다. 키 입력과 관련하여, 기 설정된 대기시간은 2 초, 연속된 키 입력 간 간격은 0.5 초로 설정되었다. 실험에 이용된 IPTV 시스템이 지원하는 채널 맵에서, 한 자릿수/두 자릿수/세 자릿수 채널의 개수는 각각 9/80/177이다. 모든 IPTV 채널의 영상 콘텐츠는 FHD(Full High-definition) 해상도를 가지며, GOP 간격은 0.5 초이다. 실험례에서는, 프리페칭이 적용되지 않는 기존 방식 및 본 실시예에 따른 프리페칭 방법 각각에 대하여 60 회의 채널 변경이 시도된 후, 평균/최대/최소 채널 변경 지연이 측정되었다.
기존 방식과 본 실시예에 따른 프리페칭 방법의 채널 변경 지연에 대한 비교 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.
Figure pat00002
선택 키의 입력 및 기 설정된 대기시간의 종료에 따른 채널 변경에 대하여, 본 실시예에 따른 프리페칭 방법이 기존 방식 대비하여 채널 변경 지연을 감소시키고 있다. 특히, 기 설정된 대기시간의 종료에 따른 채널 변경 시, 본 실시예에 따른 프리페칭 방법은 2.875 초의 평균 채널 변경 지연을 보임으로써, 기존 방식에 따른 4.247 초의 평균 채널 변경 지연과 대비하여 탁월한 성능 향상을 보이고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, IPTV 채널 변경을 위한 채널 선택 입력의 발생 시마다, 채널 선택 입력에 해당하는 채널 변경 정보를 IPTV 헤드엔드 측에 전달하여 사용자가 시청을 원하는 채널이 IPTV 단말 측으로 사전인입(pre-loading)되도록 하는 프리페칭(prefetching) 장치 및 방법을 제공함으로써, 채널 변경 지연을 감소시키는 것이 가능해지는 효과가 있다.
본 실시예에 따른 각 순서도에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 순서도에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것이 적용 가능할 것이므로, 순서도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적 회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체"에 저장된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송) 및 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 프로그램가능 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 프로그램가능 프로세서, 데이터 저장 시스템(휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 종류의 저장 시스템이거나 이들의 조합을 포함함) 및 적어도 한 개의 커뮤니케이션 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 서버, 네트워크 기기, 셋탑 박스, 내장형 장치, 컴퓨터 확장 모듈, 개인용 컴퓨터, 랩탑, PDA(Personal Data Assistant), 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치 중 하나일 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 프리페칭 장치 102: 입력부
104: 프리페칭 제어부 106: 메시지 전송부

Claims (7)

  1. IPTV(Internet Protocol Television) 단말이 수행하는 프리페칭 방법에 있어서,
    채널 선택(channel selection)을 위한 입력 신호를 획득하는 과정;
    상기 입력 신호가 제1 숫자인 경우, 상기 제1 숫자에 대응하는 제1 프리페칭(prefetching) 채널에 대한 연결 메시지를 생성하여 IPTV 헤드엔드(headend) 측으로 전송하는 과정; 및
    상기 제1 숫자에 해당하는 입력 신호를 획득한 후 기 설정된 대기 시간 이내에 상기 입력 신호를 획득하되 상기 입력 신호가 제2 숫자인 경우, 상기 제1 프리페칭 채널에 대한 차단 메시지를 생성하여 상기 IPTV 헤드엔드 측으로 전송하고, 상기 제1 숫자와 상기 제2 숫자의 조합에 기반하는 제2 프리페칭 채널에 대한 연결 메시지를 생성하여 상기 IPTV 헤드엔드 측으로 전송하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 메시지에 대응하는 프리페칭 채널이 상기 IPTV 단말 측으로 인입된 이후, 상기 IPTV 단말은 상기 프리페칭 채널과 현재 채널에 대한 수신 및 디코딩을 병렬로 진행하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력 신호가 선택 키이거나 상기 기 설정된 대기시간이 종료되어 채널 번호 선택이 완료된 이후, 상기 채널 번호 선택이 완료되기 전에 형성된 최종 프리페칭 채널에 대하여, 상기 현재 채널에서 상기 최종 프리페칭 채널로 렌더링(rendering) 채널을 변경하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 방법.
  4. IPTV(Internet Protocol Television) 단말의 채널 선택(channel selection)을 위한 입력 신호를 획득하는 입력부;
    상기 입력 신호가 제1 숫자인 경우, 상기 제1 숫자에 대응하는 제1 프리페칭(prefetching) 채널에 대한 연결 메시지를 생성하고, 상기 제1 숫자에 해당하는 입력 신호를 획득한 후 기 설정된 대기 시간 이내에 상기 입력 신호를 획득하되 상기 입력 신호가 제2 숫자인 경우, 상기 제1 프리페칭 채널에 대한 차단 메시지를 생성하고, 상기 제1 숫자와 상기 제2 숫자의 조합에 기반하는 제2 프리페칭 채널에 대한 연결 메시지를 생성하는 프리페칭 제어부; 및
    상기 연결 메시지 또는 상기 차단 메시지를 IPTV 헤드엔드(headend) 측으로 전송하는 메시지 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프리페칭 제어부는,
    상기 연결 메시지에 대응하는 프리페칭 채널이 상기 IPTV 단말 측으로 인입된 이후, 상기 프리페칭 채널과 현재 채널에 대한 수신 및 디코딩이 병렬로 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프리페칭 제어부는,
    상기 입력 신호가 선택 키이거나 상기 기 설정된 대기시간이 종료되어 채널 번호 선택이 완료된 이후, 상기 채널 번호 선택이 완료되기 전에 형성된 최종 프리페칭 채널에 대하여, 상기 현재 채널에서 상기 최종 프리페칭 채널로 렌더링(rendering) 채널을 변경하는 것을 특징으로 하는 프리페칭 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 프리페칭 방법이 포함하는 각 과정을 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
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Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
비특허문헌 1: C. Cho, I. Han, Y. Jun, and H. Lee, "Improvement of channel zapping time in IPTV services using the adjacent groups join-leave method," in International Conference on Advanced Communication Technology, 2004, vol. 2, pp. 971-975.
비특허문헌 2: H.C. Joo, H. Song, D.B. Lee, I.K. Lee, "An effective IPTV channel control algorithm considering channel zapping time and network utilization," IEEE Transactions on Broadcasting, 2008, vol. 54, no. 2, pp. 208-216.
비특허문헌 3: Y. Kim, J.K. Park, H.J. Choi, S Lee, H Park, J Kim, Z, "Reducing IPTV channel zapping time based on viewer's surfing behavior and preference," IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, 2008, no. 4536621.
비특허문헌 4: Philips Semiconductors, Remote Control System RC-5 Including Command Tables, Philips Semiconductors, 1992.

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