KR20130005404A - 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20130005404A
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Abstract

본 발명은 대용량의 동영상 등의 컨텐츠에 대해 짧은 시간에 많은 사용자에게 동일한 내용의 대용량 컨텐츠를 전송할 때, FEC, ARQ, CRC, 패리티 검사(parity check)와 같은 전송 오류를 제어하여 멀티캐스트 방식으로 대용량의 컨텐츠를 스트리밍함으로써, 네트워크 부하를 최소화하여 서비스 제공자의 네트워크 사용 비용을 최소화 할 수 있도록 된, 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템은, 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(FEC)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 NM 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 컨텐츠 제공장치; 및 상기 컨텐츠 제공장치로부터 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 전송속도를 확인하고, 상기 NM 개의 컨텐츠 스트림 중 상기 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하여, 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠를 수신하는 사용자 단말기를 포함한다.

Description

멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법{Multicast based content downloading system and method}
본 발명은 동영상 등의 컨텐츠를 전송하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 대용량의 동영상 등의 컨텐츠에 대해 짧은 시간에 많은 사용자에게 동일한 내용의 대용량 컨텐츠를 전송할 때, FEC(Forward Error Correction), ARQ(Automatic Repeat Quest), CRC(Cyclic Redundancy Check), 패리티 검사(parity check)와 같은 전송 오류를 제어하여 멀티캐스트 방식으로 대용량의 컨텐츠를 스트리밍함으로써, 네트워크 부하를 최소화하여 서비스 제공자의 네트워크 사용 비용을 최소화 할 수 있도록 된 것이다.
일반적으로, 미디어 스트리밍 기술은 캠코더로부터 실시간으로 캡쳐된 멀티미디어 데이터가 인코더에 의해 인코딩된 후, 미디어 서버의 UDP/IP, RTP/RTCP 레이어 상에서 동작하는 코덱(CODEC)에 의해 압축된 멀티미디어 스트림으로 RTSP(Real Time Streaming Protocol)의 제어에 따라 스트리밍 방식으로 유무선 인터넷망을 통해 단말기의 미디어 플레이어로 전송하는 것이다.
여기서, 스트리밍 방식은 멀티미디어 데이터의 시간적 특성을 이용하는 방식으로 전체 데이터를 한번에 다운로드받지 않는 대신, 소량의 데이터를 지속적으로 네트워크를 통하여 전송받으면서 전송받는 만큼의 데이터를 사용자의 단말기에서 재생하는 방식으로서, 다운로드 방식보다는 장시간의 컨텐츠를 제공하는 데에 적합한 방식이다.
한편, 네트워크 환경의 발달로 서비스 제공자(Service provider)는 컨텐츠를 사용자에게 푸시(push)하는 서비스(service)를 출시하기 시작했다. 특히 멀티미디어 데이터의 경우, 선호도 기반 또는 인기 컨텐츠를 다수의 서비스에 가입한 사용자의 모바일 단말기에 미리 푸시 해 두어 사용자가 오프라인(offline) 또는 스트리밍 서비스를 받기 어려운 상황에서도 미리 다운로드 받은 컨텐츠를 재생할 수 있도록 하는 서비스가 많이 기획되고 있다. 이러한 서비스를 위해서는 네트워크 코스트(cost)를 최소로 하는 기술이 필요하며, 현재에는 CDN(Content Delivery Network)을 활용하는 방법이 가장 널리 사용되고 있다.
그러나 사용자가 모바일 단말기를 사용하지 않는 시간대에 많은 사용자에게 대용량 컨텐츠를 전송하는 데에는 네트워크 사용 비용이 너무 커서 서비스의 상용화의 걸림돌이 되고 있다.
대한민국 특허등록 제437,860호
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 대용량의 동영상 등의 컨텐츠에 대해 짧은 시간에 많은 사용자에게 동일한 내용의 대용량 컨텐츠를 전송할 때, FEC(Forward Error Correction), ARQ(Automatic Repeat Quest), CRC(Cyclic Redundancy Check), 패리티 검사(parity check)와 같은 전송 오류를 제어하여 멀티캐스트 방식으로 대용량의 컨텐츠를 스트리밍함으로써, 네트워크 부하를 최소화하여 서비스 제공자의 네트워크 사용 비용을 최소화 할 수 있도록 된, 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 컨텐츠 제공장치; 및 상기 컨텐츠 제공장치로부터 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 전송속도를 확인하고, 상기 N×M 개의 컨텐츠 스트림 중 상기 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하여, 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠를 수신하는 사용자 단말기를 포함하는 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템이 제공된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자 단말기와 통신망을 통해 통신하기 위한 통신부; 상기 사용자 단말기에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 알려주는 연결 셋업부; 상기 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비하는 컨텐츠 준비부; 및 상기 준비된 컨텐츠를 M case의 서로 다른 전송률로 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 멀티캐스터(Multicaster)를 포함하는 컨텐츠 제공장치가 제공된다.
또한, 상기 멀티캐스터는, 상기 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 K번 반복하여 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 컨텐츠 제공장치와 통신망을 통해 통신하기 위한 통신부; 상기 컨텐츠 제공장치로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인하는 연결 셋업부; 상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중 접속할 멀티캐스트 연결 스트림을 결정하고, 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신하는 스트림 수신부; 상기 수신된 멀티캐스트 스트림을 저장하기 위한 저장부; 및 상기 수신된 멀티캐스트 스트림을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 사용자 단말기가 제공된다.
또한, 상기 스트림 수신부는, 상기 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택하고, 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교하여, 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정할 수 있다. 이를 위해 멀티캐스트 스트림 리스트에는 MxN개의 각 스트림에 대해 스트림의 대역폭과 스트림 시작시간이 포함된다.
또한, 상기 스트림 수신부는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 상기 스트림 수신부는, 상기 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원할 수 있다.
또한, 상기 스트림 수신부는, 전송시작시점이 T 간격으로 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 상기 스트림 수신부는, T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신할 수 있다.
그리고, 상기 스트림 수신부는, 상기 컨텐츠의 수신을 종료한 후 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 통신망을 통해 사용자 단말기에 컨텐츠를 제공하는 컨텐츠 제공장치를 포함하는 시스템의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법으로서, (a) 상기 컨텐츠 제공장치가 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 네트워크 전송속도를 사용자 단말기에 알려주는 단계; (b) 상기 사용자 단말기가 상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중에서 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하는 단계; (c) 상기 컨텐츠 제공장치가 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 단계; 및 (d) 상기 사용자 단말기가 상기 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠 스트림을 수신하는 단계를 포함하는 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법이 제공된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 사용자 단말기와 통신망을 통해 통신하는 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법으로서, (a) 상기 사용자 단말기에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 알려주는 단계; (b) 상기 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비하는 단계; 및 (c) 상기 준비된 컨텐츠를 M case의 서로 다른 전송률로 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법이 제공된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 컨텐츠 제공장치와 통신망을 통해 통신하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법으로서, (a) 상기 컨텐츠 제공장치로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인하는 단계; (b) 상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중 접속할 멀티캐스트 연결 스트림을 결정하는 단계; 및 (c) 상기 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신하는 단계를 포함하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법이 제공된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택하고, 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교하여, 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 상기 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 전송시작시점이 T 간격인 컨텐츠를 수신할 때 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신할 수 있다.
그리고, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 컨텐츠의 수신을 종료하고 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신할 수 있다.
본 발명에 의하면, 멀티캐스트(multicast)를 활용한 대용량 컨텐츠 다운로드를 통해 네트워크 부하를 최소화 하면서도 많은 사용자에게 대용량 컨텐츠를 전송할 수 있다. 또한 멀티캐스트 시 발생하는 전송오류를 FEC와 멀티스트림 전송, 스트림 반복전송을 통해 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치의 내부 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 내부 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 컨텐츠 제공장치가 통신망을 통해 사용자 단말기에 멀티캐스팅하는 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템(100)은, 컨텐츠 제공장치(110), 통신망(120) 및 사용자 단말기(130) 등을 포함한다.
컨텐츠 제공장치(110)는 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기(130)에 전송한다.
여기서, 컨텐츠 제공장치(110)는 예컨대, 영화나 음악 등의 컨텐츠를 스트리밍하는 서버가 될 수 있고, 원격지에서 사용자 단말기(130)에 컨텐츠를 스트리밍해 주는 서버 기능의 단말기나 원격 장치 등이 될 수 있다.
통신망(120)은 컨텐츠 제공장치(110)에서 사용자 단말기(130)에 비디오 등 컨텐츠를 전송하는 전송 경로를 제공하고, 사용자 단말기(130)가 컨텐츠 제공장치(110)에 접속하기 위한 접속 경로를 제공한다. 여기서, 통신망(120)은 WCDMA, HDPA, 3G, 4G 등 이동 통신망과, 블루투스(Bluetooth)와 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등 근거리 통신망과, 인터넷이나 PSTN 등 유선 통신망을 포함한다.
사용자 단말기(130)는 컨텐츠 제공장치(110)로부터 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 전송속도를 확인하고, N×M 개의 컨텐츠 스트림 중 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하여, 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠를 수신한다.
여기서, 사용자 단말기(130)는 컨텐츠 제공장치(110)로부터 컨텐츠를 유선 통신이나 무선 통신으로 스트리밍받는 예컨대, 셋탑박스(Set top box)나 IPTV 등의 미디어 장치가 될 수 있고, 휴대폰이나 스마트폰 등 클라이언트 기능의 사용자 단말기가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치의 내부 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치(110)는, 통신부(210), 연결 셋업부(220), 컨텐츠 준비부(230), 컨텐츠 데이터베이스(240) 및 멀티캐스터(Multicaster)(250) 등을 포함한다.
통신부(210)는 사용자 단말기(130)와 통신망(120)을 통해 통신한다.
연결 셋업부(220)는 사용자 단말기(130)에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 알려주는 역할을 한다.
컨텐츠 준비부(230)는 사용자 단말기(130)에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비한다.
컨텐츠 데이터베이스(240)는 오디오 및 비디오로 된 동영상 등 컨텐츠에 대해 다양한 종류에 따라 다양한 형태로 저장하고 있다.
멀티캐스터(250)는 준비된 컨텐츠를 M case의 서로 다른 전송률로 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기(130)에 전송한다.
이때, 멀티캐스터(250)는, N×M 개의 컨텐츠 스트림을 K번 반복하여 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기(130)에 전송할 수 있다.
또한, 멀티캐스터(250)는 미리 정해진 시간에 사용자 단말기(130)가 접속할 경우에 멀티캐스트 스트림 리스트를 사용자 단말기(130)에 전송하여 알려준 후, 사용자 단말기(130)에 의해 선택된 멀티캐스트 스트림에 대해 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠로 전송한다. 따라서, 사용자 단말기(130)는 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생할 경우에 FEC 패킷을 이용하여 손실된 패킷을 복원할 수 있다.
여기서, 멀티캐스트 스트림 리스트에는 N×M 개의 각 스트림에 대해 스트림의 대역폭과 가용 전송률 및 스트림 시작시간이 포함된다. 이때, 전송률이 같은 스트림의 경우, 시작시간이 각각 다르므로 시작시간이 포함되어야 한다. 그러나, 시작시간 간격이 T 시간으로 일정하므로 시작시간이 아니라 시작시간 순으로 각 스트림을 넘버링(Numbering)한 값과 T 시간이 얼마인지를 알리는 값으로 대체할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 내부 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기(130)는, 통신부(310), 연결 셋업부(320), 스트림 수신부(330), 저장부(340) 및 디스플레이부(350) 등을 포함한다.
통신부(310)는 컨텐츠 제공장치(110)와 통신망(120)을 통해 통신한다.
연결 셋업부(320)는 컨텐츠 제공장치(110)로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인한다.
스트림 수신부(330)는 멀티캐스트 스트림 리스트 중 접속할 멀티캐스트 연결 스트림을 결정하고, 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치(110)로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신한다.
저장부(340)는 수신된 멀티캐스트 스트림을 저장한다.
디스플레이부(350)는 수신된 멀티캐스트 스트림을 화면 상에 디스플레이한다.
또한, 스트림 수신부(330)는, 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택하고, 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 수신받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교하여, 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정할 수 있다.
또한, 스트림 수신부(330)는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 스트림 수신부(330)는, 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원할 수 있다.
또한, 스트림 수신부(330)는, 전송시작시점이 T 간격으로 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 스트림 수신부(330)는, T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신할 수 있다.
그리고, 스트림 수신부(330)는, 컨텐츠의 수신을 종료한 후 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 컨텐츠 제공장치(110)는, 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 네트워크 전송속도를 사용자 단말기에 전송하여 알려준다(S410).
이어, 사용자 단말기(130)는 멀티캐스트 스트림 리스트 중에서 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정한다(S420).
여기서, 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하는 것에 대해서는 도 6을 설명할 때 좀 더 상세하게 설명한다.
이어, 컨텐츠 제공장치(110) 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여(S430), 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송한다(S440).
이에, 사용자 단말기(130)는 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠 스트림을 수신한다(S450).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨텐츠 제공장치(110)는 사용자 단말기(130)에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 전송하여 알려준다(S510).
이어, 컨텐츠 제공장치(110)는 사용자 단말기(130)에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비한다(S520). 이때, 컨텐츠는 비디오, 프로그램을 포함할 수 있다.
이어, 컨텐츠 제공장치(110)는 준비된 컨텐츠를 도 7에 도시된 바와 같이 M case의 서로 다른 전송률로, 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기(130)에 전송한다(S530). 여기서, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 컨텐츠 제공장치가 통신망을 통해 사용자 단말기에 멀티캐스팅하는 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 나타낸 도면이다.
이때, 컨텐츠 제공장치(110)는 컨텐츠 스트림을 K번 반복하여 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기(130)는 컨텐츠 제공장치(110)로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인한다(S610).
이어, 사용자 단말기(130)는 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택한다(S620).
이때, 멀티캐스트 스트림 리스트에는 N×M 개의 각 스트림에 대해 스트림의 대역폭과 가용 전송률 및 스트림 시작시간이 포함된다. 이때, 전송률이 같은 스트림일지라도 시작시간이 각각 다르므로 시작시간이 포함되어야 한다. 그러나, 시작시간 간격이 T 시간으로 일정하므로 시작시간이 아니라 시작시간 순으로 각 스트림에 대해 넘버링(Numbering)한 값과 T 시간이 얼마인지를 알리는 값으로 대체하여 포함할 수도 있다.
이어, 사용자 단말기(130)는 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교한다(S630).
이어, 사용자 단말기(130)는 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정한다(S640).
이어, 사용자 단말기(130)는 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신한다(S650).
또한, 사용자 단말기(130)는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(130)는 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원할 수 있다. 여기서, 사용자 단말기(130)는 특정 시간 내에 패킷이 수신되지 않으면 패킷 손실이 발생한 것으로 인식하고, FEC 패킷과 N 개에서 손실된 패킷을 제외한 패킷을 활용하여 손실된 패킷을 복원할 수 있다. 예를 들면, FEC 패킷이 parity bit로 구성되고 N=2인 경우, FEC 패킷과 손실되지 않은 패킷의 XOR을 통해 손실된 패킷을 복원하는 것이다. 이때, FEC 패킷의 생성 방법이 다양하고 각 방법에 따른 복원 방법도 다르므로, 본 발명의 실시예에서는 특정 FEC 방법에 한정하지 않고 다양하게 적용할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(130)는 전송시작 시점 전에 전송되는 패킷에 대해 약속된 값을 가진 패킷으로 수신한 후 저장하지 않고 폐기할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(130)는, 전송시작시점이 T 간격인 컨텐츠를 수신할 때 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신할 수 있다. 이때, 이미 수신한 패킷은 무시한다.
또한, 사용자 단말기(130)는, 만약 T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신할 수 있다.
그리고, 사용자 단말기(130)는 컨텐츠의 수신을 종료하고 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신할 수 있다. 예를 들면, K번째 패킷이 손실되고 K+M번째 패킷이 현재 수신되고 있는 경우, 새로이 반복하여 수신하는 스트림 중에서 컨텐츠 제공장치(110)에서 아직 K번째 패킷을 전송하지 않으면서 K+M번째 패킷과 가장 가까운 패킷을 전송하고 있는 스트림을 선택하여 손실된 패킷을 수신하는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 대용량의 동영상 등의 컨텐츠에 대해 짧은 시간에 많은 사용자에게 동일한 내용의 대용량 컨텐츠를 전송할 때, FEC(Forward Error Correction), ARQ(Automatic Repeat Quest), CRC(Cyclic Redundancy Check), 패리티 검사(parity check)와 같은 전송 오류를 제어하여 멀티캐스트 방식으로 대용량의 컨텐츠를 스트리밍 함으로써, 네트워크 부하를 최소화하여 서비스 제공자의 네트워크 사용 비용을 최소화 할 수 있도록 된, 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 동영상 등의 컨텐츠를 네트워크를 통해 클라이언트에게 전송하는 시스템 및 장치에 적용할 수 있다.
또한, 대용량 컨텐츠를 네트워크를 통해 사용자 단말기에 전송해야 하는 서비스 및 시스템 등에 적용할 수 있다.
그리고, 사용자가 오프라인(offline) 또는 스트리밍 서비스를 받기 어려운 상황에서도 미리 다운로드 받은 컨텐츠를 재생할 수 있도록 하는 서비스나 장치에 적용할 수 있다.
100 : 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템 110 : 컨텐츠 제공장치
120 : 통신망 130 : 사용자 단말기
210 : 통신부 220 : 연결 셋업부
230 : 컨텐츠 준비부 240 : 컨텐츠 데이터베이스
250 : 멀티캐스터 310 : 통신부
320 : 연결 셋업부 330 : 스트림 수신부
340 : 저장부 350 : 디스플레이부

Claims (19)

  1. 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 컨텐츠 제공장치; 및
    상기 컨텐츠 제공장치로부터 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 전송속도를 확인하고, 상기 N×M 개의 컨텐츠 스트림 중 상기 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하여, 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠를 수신하는 사용자 단말기;
    를 포함하는 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 시스템.
  2. 사용자 단말기와 통신망을 통해 통신하기 위한 통신부;
    상기 사용자 단말기에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 알려주는 연결 셋업부;
    상기 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비하는 컨텐츠 준비부; 및
    상기 준비된 컨텐츠를 M case의 서로 다른 전송률로 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 멀티캐스터(Multicaster);
    를 포함하는 컨텐츠 제공장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티캐스터는, 상기 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 K번 반복하여 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공장치.
  4. 컨텐츠 제공장치와 통신망을 통해 통신하기 위한 통신부;
    상기 컨텐츠 제공장치로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인하는 연결 셋업부;
    상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중 접속할 멀티캐스트 연결 스트림을 결정하고, 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신하는 스트림 수신부;
    상기 수신된 멀티캐스트 스트림을 저장하기 위한 저장부; 및
    상기 수신된 멀티캐스트 스트림을 디스플레이하는 디스플레이부;
    를 포함하는 사용자 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, 상기 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택하고, 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교하여, 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, 상기 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, 전송시작시점이 T 간격으로 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 스트림 수신부는, 상기 컨텐츠의 수신을 종료한 후 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  11. 통신망을 통해 사용자 단말기에 컨텐츠를 제공하는 컨텐츠 제공장치를 포함하는 시스템의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법으로서,
    (a) 상기 컨텐츠 제공장치가 접속 가능한 멀티캐스트 스트림 리스트와 네트워크 전송속도를 사용자 단말기에 알려주는 단계;
    (b) 상기 사용자 단말기가 상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중에서 컨텐츠 제공장치에 접속할 멀티캐스트 스트림을 결정하는 단계;
    (c) 상기 컨텐츠 제공장치가 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정(Forward Error Correction)에 의한 패킷을 생성하여, 전송 시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠가 포함된 서로 다른 전송률의 M case 컨텐츠로 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 단계; 및
    (d) 상기 사용자 단말기가 상기 결정된 멀티캐스트 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 컨텐츠 스트림을 수신하는 단계;
    를 포함하는 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법.
  12. 사용자 단말기와 통신망을 통해 통신하는 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법으로서,
    (a) 상기 사용자 단말기에 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 알려주는 단계;
    (b) 상기 사용자 단말기에 전송할 컨텐츠를 패킷 단위로 나누고 순방향 에러 정정을 통해 FEC 패킷을 생성하여 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 준비하는 단계; 및
    (c) 상기 준비된 컨텐츠를 M case의 서로 다른 전송률로 전송시작 시점이 T 간격으로 다른 N case의 컨텐츠로 모두 N×M 개의 컨텐츠 스트림을 각각 멀티캐스팅하여 사용자 단말기에 전송하는 단계;
    를 포함하는 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 전송 방법.
  13. 컨텐츠 제공장치와 통신망을 통해 통신하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법으로서,
    (a) 상기 컨텐츠 제공장치로부터 네트워크 전송속도와 접속에 따른 멀티캐스트 스트림 리스트를 확인하는 단계;
    (b) 상기 멀티캐스트 스트림 리스트 중 접속할 멀티캐스트 연결 스트림을 결정하는 단계; 및
    (c) 상기 결정된 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 수신하는 단계;
    를 포함하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 멀티캐스트 스트림 리스트에서 현재 네트워크의 가용 전송률 이하의 멀티캐스트 스트림을 연결후보로 선택하고, 현재 단말기의 접속시도시간과 컨텐츠 제공장치에서 받은 멀티캐스트 스트림 리스트의 각 스트림의 전송시작시점을 비교하여, 아직 시작하지 않은 시점에 가장 가까운 멀티캐스트 스트림을 연결 스트림으로 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 미리 정해진 시간에 컨텐츠 제공장치의 멀티캐스터에 접속해 연결 스트림으로 결정된 멀티캐스트 스트림의 컨텐츠를 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 컨텐츠를 수신할 때 패킷 손실(Packet Loss)이 발생하는 경우에 상기 FEC 패킷으로 손실된 패킷을 복원하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 전송시작시점이 T 간격인 컨텐츠를 수신할 때 수신된 컨텐츠에 패킷 손실이 발생하여 손실된 패킷 수가 일정 수 이상인 경우에, T 시간 다음의 스트림에 접속해 컨텐츠를 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, T 시간 다음의 스트림이 없는 경우에 손실된 패킷에 대한 정보를 저장하고 연결 스트림으로 컨텐츠 제공장치로부터 FEC 패킷이 포함된 컨텐츠를 계속 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
  19. 제 4 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에, 상기 컨텐츠의 수신을 종료하고 손실된 패킷이 존재하는 경우에 새로 반복해 수신하는 멀티캐스트 스트림 중 손실된 패킷이 아직 전송되지 않은 스트림에 가장 가까운 스트림을 선택해 손실된 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 멀티캐스트 기반 컨텐츠 수신 방법.
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