KR20140104961A - 정체로 유도된 비디오 스케일링 - Google Patents

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KR20140104961A
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Abstract

액세스 노드와 방법은 통신 네트워크에서 데이터 스트림의 비트 속도를 조정한다. 액세스 노드와 방법은, 데이터 패킷 중 하나 이상을 점검하여 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 구성된 패킷 점검 유닛을 갖는다. 정체 유닛은 패킷 점검 유닛에 결합되며, 통신 네트워크에서 정체 레벨을 결정하도록 구성되며, 정체 레벨은 무선 채널의 용량과 관련되고, 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 무선 채널의 용량은 정체 레벨에 따라 변할 수 있다. 비디오 스케링일 유닛은 패킷 점검 유닛과 정체 유닛에 응답하여 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하도록 구성된다.

Description

정체로 유도된 비디오 스케일링{CONGESTION INDUCED VIDEO SCALING}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애플리케이션 정보와 링크 정체 정보를 사용하여 다중-액세스 통신 시스템에서 비디오 스케일링을 트리거링하는 시스템 성능의 최적화에 관한 것이다.
인터넷 프로토콜(IP) 네트워크와 같은 통신 네트워크에서, 각각의 노드와 서브넷은 임의의 주어진 시간에 효과적으로 전송될 수 있는 데이터 양을 제한한다. 유선 네트워크에서, 이러한 제한은 종종 장비 성능의 함수이다. 예컨대 기가비트 이더넷 링크(Gigabit Ethernet link)는 최대 10억비트 트래픽/초를 전송할 수 있다. 무선 네트워크에서, 용량은 사용된 채널 대역폭, 송신 기술 및 통신 프로토콜에 의해 제한된다. 무선 네트워크는 또한, 송신 시스템과 수신 시스템 사이의 신호 품질 및 서비스 영역에 할당된 스펙트럼 양에 의해 제약된다. 이들 제한 양상의 영향은 동적일 수 있기 때문에, 무선 시스템의 용량은 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 시스템은 그러므로 이들 가변적인 제한에 의해 제약된 것으로서 생각할 수 있다. 시간이 지남에 따라 변화하는 정체 레벨이 종종 시변 용량 특징의 핵심 원인이다.
용량 제약이 있는 다중-액세스 통신 시스템에서, 두 가지 목적이 보편적이다: 품질 목적을 달성하는데 필요한 속도로의 성공적인 정보 전송; 및 지연이나 중단(disruption)을 초래할 수 있는, 다른 전송에 충분히 서비스할 수 있는 시스템 성능에 대한 그러한 송신의 영향의 최적화. 종종, 이들 목적은 서로 충돌하며, 정체와 같은 변화하는 상태에 의해 복잡해 진다. 따라서 대립되는 염려를 서비스할 필요성을 해결하는 것은 시스템 최적화의 기회를 나타낸다.
한 사용자에게 서비스하려는 노력이 다른 시스템 사용자에게 유사하게 서비스하려는 노력과 절충하지 않음을 보장하려고 동시에 시도하면서, 사용자 단위로 효율적인 전송 목적을 달성하려는 시도에서 문제가 발생할 수 있다. 한 사용자의 사용자 경험 품질의 감소가, 다른 사용자에게 서비스를 제공하려는 노력이 불균형하게 되거나 정체와 같은 요인에 의해 복잡해질 때, 초래될 수 있다. 따라서, 정보 전송 성공은 사용자가 그 전송을 어떻게 경험하는지에 의해 판정할 수 있다. 즉, 사용자 경험의 품질이 성공적인 정보 전송을 판정하는 계측치(metric)일 수 있다. 통신 시스템은 일반적으로 사용자에게 제공된 서비스의 중단이나 지연을 회피함으로써 사용자 경험을 개선할 수 있다. 네트워크 용량의 시변 변화와 함께, 긍정적인 사용자 경험을 제공하는 통신 특징은 또한 네트워크에서의 정보 전송과 정체 레벨과 관련된 애플리케이션의 타입에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 이메일 애플리케이션의 경우, 정체로 인한, 메시지의 일부의 사용자로의 전달 지연은 메시지의 일부의 전달 실패보다 선호된다. 비디오 전달의 경우, 변경된 비디오가, 정체나 용량이나 채널 관련 특징에 대한 다른 변화로 인해 비디오 모두나 일부의 전달 지연, 비디오의 전달 중단 등보다 선호될 수 있다.
비디오 전달은 통신 시스템에서 많은 대역폭 사용을 나타내며, 비디오는 종종 음성 데이터, 이메일 데이터 등보다 사용자의 입장에서 더 큰 품질 기대치를 가지므로, 비디오 데이터를 생성하여 전송하는 것을 포함한, 통신 시스템에서 실행되는 애플리케이션의 경험의 품질을 유지하거나 최적화하면서 정체를 해결하고 응답을 결정하여 정체를 완화하는 개선된 해법에 대한 필요가 있다.
통신 네트워크에서 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는 시스템 및 방법을 제공한다.
일 양상에서, 통신 네트워크에서 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는 방법이 제공되며, 여기서 데이터 스트림은 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함한다. 이 방법은 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 단계; 통신 네트워크에서의 정체 레벨을 결정하는 단계로서, 상기 정체 레벨은 무선 채널의 용량과 관련되고, 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 상기 무선 채널의 용량은 정체 레벨에 따라 변할 수 있는, 단계; 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함한다고 결정되며 결정된 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨이거나 이를 초과한다면, 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하여, 데이터 패킷이 용량에 따라 무선 채널을 통해 전송될 수 있게 하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨이나 이를 초과한다고 결정된다면, 비트 속도는 용량에 따라 하향 조정되고; 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨 미만이라고 결정된다면, 비트 속도는 용량에 따라 상향 조정된다.
다른 양상에서, 통신 네트워크에서 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는 액세스 노드가 제공된다. 액세스 노드는, 데이터 패킷 중 하나 이상을 점검하여 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 구성된 패킷 점검 유닛; 패킷 점검 유닛에 결합되며, 통신 네트워크에서의 정체 레벨을 결정하도록 구성된 정체 유닛으로서, 정체 레벨은 무선 채널의 용량과 관련되며, 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 무선 채널의 용량은 정체 레벨로 변할 수 있는, 정체 유닛; 및 패킷 점검 유닛과 정체 유닛에 결합되며, 패킷 점검 유닛과 정체 유닛에 응답하여 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하도록 구성되는 비디오 스케일링 유닛을 갖는다. 또한, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함한다고 결정되며 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨이나 이를 초과한다고 결정된다면, 데이터 스트림의 비트 속도가 조정되며, 데이터 스트림의 비트 속도는 조정되어, 데이터 패킷이 용량에 따라 무선 채널을 통해 전송된다.
다른 양상에서, 롱 텀 에볼루션(LTE: Long Term Evolution) 네트워크에서의 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는, LTE 네트워크에서의 eNodeB가 제공되며, 데이터 스트림은 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함한다. eNodeB는 데이터 패킷을 수신하도록 구성된 백홀 인터페이스 유닛; 백홀 인터페이스 유닛에 결합된 데이터 애플리케이션 유닛; 및 데이터 애플리케이션 유닛에 결합된 LTE 프로토콜 스택의 하나 이상의 계층을 포함하는 LTE 프로토콜 유닛을 포함한다. 데이터 애플리케이션 유닛은, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함한다고 결정하고; LTE 네트워크에서의 정체 레벨에 응답하여 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하도록 구성된다.
다른 양상에서, 네트워크에서 통신 채널 상의 전송용 비디오 스트림을 스케일링하는 장치가 제공된다. 장치는 네트워크에 결합된 액세스 노드; 액세스 노드와 네트워크에 결합된 패킷 게이트웨이; 및 패킷 게이트웨이, 액세스 노드 및 네트워크에 결합된 비디오 스케일링 유닛을 포함한다. 비디오 스케일링 유닛은 액세스 노드로부터 트리거를 수신하고; 트리거를 처리하여 통신 채널 상에서 비디오 스트림을 전송하기 위한 원하는 데이터 속도를 결정하며; 및 통신 채널의 용량에 기반하여 대략 원하는 데이터 속도로 비디오 스트림의 비트 속도를 스케일링하도록 구성된다.
본 발명의 다른 특성과 장점은 예컨대 본 발명의 양상을 예시하는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 시스템 및 방법이 본 명세서에서 개시된 바와 같이 예시적인 실시예에 따라 구현될 수 있는 무선 통신 네트워크를 예시하는 블록도;
도 2는, 시스템 및 방법이 본 명세서에서 개시된 바와 같이 예시적인 대안적 실시예에 따라 구현될 수 있는 무선 통신 네트워크를 예시하는 블록도;
도 3은, 예시적인 실시예에 따라 액세스 노드를 예시하는 기능 블록도;
도 4a는, 예시적인 실시예에 따라 다운링크 비디오의 정체-트리거된 스케일링과 관련된 시스템을 예시하는 블록도;
도 4b는, 예시적인 실시예에 따라 업링크 비디오의 정체-트리거된 스케일링과 관련된 시스템을 예시하는 블록도;
도 5는, 예시적인 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 예시하는 블록도;
도 6a는, 예시적인 실시예에 따른 비디오 및 정체의 검출과 관련된 액세스 노드를 예시하는 블록도;
도 6b는, 예시적인 실시예에 따라 비디오 및 정체를 검출하여 비디오 스케일링을 실행하는 액세스 노드를 예시하는 블록도;
도 7a는, 예시적인 실시예에 따라 패킷 점검 모듈을 예시하는 기능 블록도;
도 7b는, 예시적인 실시예에 따라 패킷 점검 모듈과 관련된 패킷 분류기를 예시하는 블록도;
도 7c는, 예시적인 실시예에 따라 패킷 점검 모듈 내부의 애플리케이션 세션 검출 모듈을 예시하는 블록도;
도 8은, 예시적인 실시예에 따른 적응 비트 속도 변화의 비디오 스트리밍을 지원하는 무선 통신 시스템을 예시하는 블록도.
이하에서 본 명세서에서 더 상세하게 제기될 바와 같이, 여러 예시적인 실시예에 따라 본 명세서에서 개시된 시스템과 방법은, 와이어라인과 무선 기술을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 용량-제한된 통신 시스템과 같은 여러 통신 시스템에 따라 적용될 수 있고, 구현될 수 있거나 그 밖의 방식으로 사용될 수 있다. 예컨대, 여러 예시적인 및 대안적인 예시적 실시예가 셀룰러 2G, 3G, 4G(롱 텀 에볼루션("LTE"), LTE 어드밴스드, 와이맥스(WiMax)), 와아파이(WiFi), UMB(Ultra Mobile Broadband), 케이블 모뎀, 및 다른 와이어라인 또는 무선 기술과 같은 통신 표준에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되어 특정한 실시예를 기재하는 문구와 용어가 특정한 기술이나 표준에 적용될 수 있을지라도, 본 명세서에서 기재된 실시예는 이들 특정 표준으로만 제한되지 않는다. 특정 경우에, 여러 예시적인 실시예는 본 명세서에서 구체적으로 개시되거나 기재되지 않은 다른 표준, 기술 및 구현에 광범위하게 적용될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
실시예에 따라, 매크로셀(110), 피코셀(130) 및 기업용 펨토셀(140)을 포함하는 통신 시스템의 전개를 도 1에 예시한다. 예시적인 전개에서, 매크로셀은, 피코셀 및 기업용 또는 주거용 펨토셀을 포함하는 소형 폼 팩터(Small Form Factor: SFF) 기지국과 같은 기지국에 의해 사용된 하나 또는 많은 주파수 채널로부터 분리된 하나 또는 많은 주파수 채널 상에서 송수신할 수 있다. 그러한 구성은, 본 명세서에서 논의하고 기재된 실시예의 적용범위 내에 속할 수 있는 자체-구성 네트워크 프로토콜을 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 매크로셀과 SFF 기지국은 동일한 주파수 채널을 공유할 수 있다. 지리 및 채널 이용 가능성의 여러 가지 조합이 전체 통신 시스템의 처리량과 그에 따라 용량에 영향을 미칠 수 있는 다양한 간섭 시나리오를 만들 수 있다는 점에서 도전이 제기될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
통신 네트워크(100)에서 통상의 매크로셀(110), 피코셀(130) 및 기업용 펨토셀(140) 전개의 예를 도 1에 예시한다. 매크로 기지국(110)은 백홀 연결부(170)를 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있다. 가입자 국(Subscriber Station: SS)(150 및 150d)은 매크로 기지국(110)을 통해 네트워크에 연결될 수 있다. 가입자 국은 대안으로서 예컨대 이동 장치, 이동 국(Mobile Station: MS), 사용자 장비(User Equipment: UE), 고객 구내 장비(Customer Premise Equipment: CPE), 사용자 장치 또는 단순히 사용자로서 지칭할 수 있음을 주목해야 한다. 도 1에 예시한 네트워크 구성에서, 사무실 빌딩(120a)이 서비스범위 섀도우(coverage shadow)(104)를 초래한다. 서비스범위 섀도우는 건물, 지리적 및 지형 특성, 기상 및 다른 대상이나 현상에 의해 초래될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 서비스 및/또는 서비스 품질에 관한 잠재적 영향을 해결하기 위해, 백홀 연결부(170)를 통해 코어 네트워크(102)에 연결되는 피코 국(130)이 서비스범위 섀도우(104)에서 서비스범위를 가입자 국(150b 및 150e)에 제공하도록 위치할 수 있다. 피크 국(130)은, 서비스범위 영역이 사무실 빌딩(120a)으로 또는 그 내로 다소 연장하도록 위치할 수 있음을 더 이해할 것이다.
예시적인 사무실 빌딩(120b) 내부나 주위에서, 기업용 펨토셀(140)은 건물 내 서비스범위를 가입자 국(150c 및 150f)에 제공하고자 한다. 기업용 펨토셀(140)의 서비스범위가 사무실 건물(120b) 외부로 다소 연장하는 것이 가능하며, 또한 여러 이유로 서비스범위가 되지 않을 수 있는 사무실 건물(120b) 내부의 영역이 있을 수 있음을 이해해야 할 것이다. 기업용 펨토셀(140)은, 기업용 게이트웨이(103)에 의해 제공된 광대역 연결부(160)를 활용함으로써, 인터넷 서비스 제공자(Internet Service Provider: ISP) 네트워크(101)를 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있다. ISP 네트워크(101)가 당업자에 의해 이해될 여러 종래의 수단을 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있음을 또한 이해해야 할 것이다.
도 2에 예시된 대안적인 예시적 실시예에 따르면, 통신 네트워크(200)는, 주거 환경에 전개될 수 있는 주거용 펨토셀(240)과 매크로셀(110)을 포함할 수 있다. 매크로셀 기지국(110)은 백홀 연결부(170)를 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있다. 가입자 국(150a 및 150d)은 매크로 기지국(110)을 통해 네트워크에 연결될 수 있다. 주거지(220) 내부에서, 주거용 펨토셀(240)은 가정 내 서비스범위를 가입자 국(150g 및 150h)에 제공할 수 있다. 주거용 펨토셀(240)은, 케이블 모뎀이나 DSL 모뎀(203)에 의해 제공된 광대역 연결부(260)를 활용함으로써 ISP 네트워크(101)를 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있다. 앞서 주목한 바와 같이, ISP 네트워크(101)는, 당업자에 의해 이해된 다양한 방식 중 하나로 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있다. 주거용 펨토셀(240)은 주거지(220) 내부의 가입자 국(150g 및 150h)에 서비스할 수 있는 동안, 펨토셀(240)의 서비스범위는 거주지(220) 외부로 다소 연장할 수 있음을 이해할 수도 있다.
일부 예시적인 및 대안적인 예시적 실시예에 따르면, 예시적 액세스 노드(300)를 도 3에 도시한다. 액세스 노드(300)가 이동 WiMAX 기지국, GSM 무선 베이스 트랜시버 스테이션(BTS), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) NodeB, "eNB" 또는 "eNodeB"와 같은 LTE로 전개된 Node B, 케이블 모뎀 헤드 엔드, 또는 다른 와이어라인 또는 무선 액세스 노드 등일 수 있으며, 이들은 도 1 및 도 2에 도시한 예컨대 매크로 기지국(110), 피코 국(130), 기업용 펨토셀(140) 또는 주거용 펨토셀(240)과 관련된 폼 팩터를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 다양한 폼 팩터 중 임의의 것을 가짐을 이해해야 한다. 액세스 노드(300)는 예컨대 연결부(322)를 통해 송수신기 모듈(310)에, 연결부(321)를 통해 백홀 인터페이스 모듈(330)에, 및 연결부(323)를 통해 저장 모듈(340)에 통신 가능하게 결합된 프로세서 모듈(320)을 포함할 수 있다. 연결부(321, 322 및 323)는, 당업자에게 알려져 있는 바와 같은 버스 연결부, 직렬 연결부 등과 같은 다양한 연결부 중 임의의 것일 수 있음을 이해해야 할 것이다. 송수신기 모듈(310)은 예컨대 통신 프로토콜, 표준 등에 따라 다른 장치와의 다양한 타입의 통신을 송수신하도록 구성될 수 있다. 무선 송신을 수반하는 여러 예시적인 실시예에 따르면, 액세스 노드(300)는 무선 신호의 송수신을 위한 하나 이상의 안테나(301)를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 또는 대안적인 예시적 실시예에서, 액세스 노드(300)는, 송수신기 모듈(310)과 관련된 채널 외에 다른 통신 채널(들)을 통해 통신을 송수신할 수 있다. 예컨대, 기지국에서 송수신기 모듈(310)을 통해 수신된 통신은 처리 후 백홀 연결부(331) 상에서 송신될 수 있으며, 이러한 연결부는 예컨대 당업자에 의해 이해될 바와 같이 도 1에 도시한 표준 백홀 연결부(170)나 다른 타입의 백홀 연결일 수 있다. 유사하게, 백홀 연결부(331)로부터 수신된 통신은 송수신기 모듈(310)에 의해 송신될 수 있다. 백홀 인터페이스 모듈(330)은, 백홀 연결부(331) 상에서 접근 가능한 다른 노드, 장치 등과의 송수신을 용이하게 한다.
프로세서 모듈(320)은 액세스 노드(300)에 의해 송수신되는 통신을 처리하도록 구성될 수 있다. 저장 모듈(340)은 프로세서 모듈(320)에 의한 사용을 위해 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 저장 모듈(340)은, 프로세서 모듈(320)에 의해 판독되어 수행될 때, 액세스 노드(300)에 관해 본 명세서에서 기재한 여러 기능을 달성할 수 있는 컴퓨터로 판독 가능한 명령을 저장하도록 구성될 수 도 있다. 실시예에서, 저장 모듈(340)은, 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 1차 및 2차 저장 매체, 회전식 저장 매체, 탈착 가능한 저장 매체 및 하나 이상의 반도체 메모리 패키지, 또는 다른 메모리 패키지 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는 비-일시적인 기계로 판독 가능한 매체를 포함한다. 설명을 목적으로, 예컨대 도 1 및 도 2에 도시한 매크로 기지국(110), 피코 국(130), 기업용 펨토셀(140) 또는 주거용 펨토셀(240)과 같은 액세스 노드(300)와 관련된 여러 예시적인 및 대안적인 예시적 실시예는 특정한 기능을 갖는 것으로 기재된다. 여러 예시적인 실시예에 따라, 이 기능은 저장 모듈(340), 송수신기 모듈(310), 및 백홀 인터페이스 모듈(330) 또는 임의의 동작 가능한 세트, 서브세트 또는 그 조합과 관련된 프로세서 모듈(320)을 사용하여 수행될 수 있거나 달성될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
도 4a는 실시예에 따른 다운링크와 관련된 비디오의 정체로 트리거링된 스케일링을 위한 시스템의 블록도이다. 공통 채널 제어 모듈(410)은 예컨대 채널(409)과 같은 채널의 동작 및 그에 대한 액세스를 제어하여 정체에 대한 원인, 정체에 대한 기여 요인 등을 포함하여 정체에 대해 채널을 모니터링한다. 채널은, 다양한 이유로, 용량에 제약이 있으며 그에 따라 항상 주어진 용량을 수용할 수 있어서 주어진 원하는 비디오 속도를 지원할 수 있는 것은 아닌 채널을 지칭할 수 있음을 이해해야 할 것이다. 일부 경우에, 채널 용량은 최대 용량에 도달함으로써 제약이 될 수 있어서, 추가 용량에 대한 수요가 충족될 수 없다. 다른 예로, 용량은, 덜 효율적인 변조 및 코딩 방식을 사용할 필요가 용량을 최대 용량으로부터 더 낮은 용량으로 감소시킬 때와 같이, 최대 용량에 도달하는 것이 아닌 상태에 의해 제약될 수 있다. 공통 채널 제어 모듈(410)은, 예컨대 도 1 및 도 2에 도시한 매크로 기지국(110), 피코 국(130), 기업용 펨토셀(140) 또는 주거용 펨토셀(240)과 같은 무선 액세스 노드나, 케이블 모뎀 헤드 엔드 등과 같은 유선 액세스 노드일 수 있는 액세스 노드(300)의 실시예일 수 있거나 그러한 노드에 삽입될 수 있다. 공통 채널 제어 모듈(410)은 비디오 데이터(404)를 하나 이상의 비디오 클라이언트(440)에 채널(409)을 통해 전달할 수 있다. 실시예에서, 비디오 클라이언트(440)는 예컨대 UE(150)가 비디오 성능을 갖는 이동 핸드셋, 장치 등일 때와 같이 UE(150)의 일부일 수 있거나 그에 상주할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비디오 클라이언트(440)는 UE(150) 외부에 있을 수 있지만, 예컨대 UE(150)가 무선 동글(dongle)이며 비디오 클라이언트(440)가 예컨대 무선 동글을 허용하도록 구성되거나 무선 동글을 수용하도록 구성되거나 내장형 무선 성능을 갖는 다른 장치에 통신 가능하게 결합된 랩탑 또는 다른 장치를 포함한 다른 장치 상에 상주할 때와 같이, UE(150)를 통해 공통 채널 제어 모듈(410)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 이동 핸드셋이나 무선 동글 등을 포함하는 구성을 기재하였지만, 본 명세서에서 논의하고 기재한 실시예의 적용범위 내에 있을 수 있는 장치의 많은 가능한 순열 및 조합이 있음을 이해해야 할 것이다.
여러 실시예에 따른 동작을 더 양호하게 이해하기 위해, 비디오 스케일링 모듈(430)은, 비디오 소스로부터 생성된 라이브 비디오 데이터나 스트리밍 비디오 데이터와 같은 비디오 데이터(405)를 수신할 수 있으며, 예컨대 제어될 수 있는 기준인 프레임 크기, 해상도, 최대 비트 속도 등과 같은 기준을 기반으로 해서 비디오 데이터(405)를 스케일링할 수 있으며, 스케일링된 비디오 데이터를 링크(406)를 통해 공통 채널 제어 모듈(410)로 통과시킬 수 있다. 비디오 스케일링 모듈(430)은 당업자에게 알려져 있는 것들을 포함한 많은 방법 중 임의의 방법을 사용하여 비디오 데이터(405)를 스케일링할 수 있다. 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은, 프레임 크기, 해상도, 최대 비트 속도 등과 같은 선택된 기준을 충족하도록 선택한 파라미터 세트를 사용하여 인코딩함으로써 미처리(raw) 비디오 데이터에 액세스하여 비디오 데이터(405)를 스케일링한다. 더 높거나 더 낮은 상이한 비트 속도의 비디오를 원한다면, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오 데이터(405)를 상이한 파라미터를 사용하여 인코딩한다. 다른 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 이미 인코딩된 비디오 데이터(405)의 스트림에 액세스한다. 더 높거나 더 낮은 상이한 비트 속도의 비디오를 원한다면, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오를 트랜스코딩하여 원하는 비트 속도를 달성한다. 다른 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 이전에 상이한 인코더 파라미터로 인코딩되어 결국 상이한 비트 속도를 갖는 비트스트림의 복수의 카피에 액세스한다. 더 높거나 더 낮은 상이한 비트 속도의 비디오를 원한다면, 비디오 스케일링 모듈(430)은 제1 주어진 속도로 인코딩된 비디오 스트림의 현재의 인스턴스로부터 비디오 데이터 송신을 중지하고, 데이터 속도가 원하는 데이터 속도에 더 가깝게 매칭하도록 인코딩된 비디오 스트림의 인스턴스와 관련된 비디오 데이터의 송신을 개시한다. 본 실시예 및 다른 실시예에서, 용어, 스케일링은, 파라미터의 스케일의 변화를 의미할 수 있지만 이로 제한되지 않거나, 일반적으로 조정 등을 의미하는데 사용될 수 있으며, 직접 조정, 조정과 관련된 동작, 조정이 실행되게 하는 동작, 속도 변화, 다양한 이용 가능한 속도로부터의 선택 등을 지칭할 수 있으나 이로 제한되지 않음을 이해해야 할 것이다.
스케일링된 비디오가 비디오 스케일링 모듈(430)로부터 링크(406)를 통해 공통 채널 제어 모듈(410)로 전달된다. 여러 예시적인 실시예와 대안적인 예시적 실시예에 따르면, 비디오 스케일링 모듈(430)의 배치는 융통성이 있을 수 있음을 이해해야 한다. 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 미처리 비디오 콘텐츠 소스에 상주한다. 다른 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오의 인코딩된 카피가 저장되는 곳에 상주한다. 다른 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 액세스 노드(300)에 상주한다. 다른 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 LTE 패킷 게이트웨이(P-GW)와 같은 코어 네트워크 노드에 상주한다. 당업자는, 비디오 스케일링 모듈(430)이 예컨대 데이터를 채널(409)을 통해 비디오 클라이언트(440)에 송신하는 송수신기 모듈(310)과 같은 공통 채널 제어 모듈(410)의 일부분과 비디오 소스 사이에서 네트워크의 많은 곳에 상주할 수 있음을 이해해야 할 것이다.
예시적인 및 대안적인 예시적 실시예에 따르면, 링크(406)가 비디오 스케일링 모듈(430)과 공통 채널 제어 모듈(410) 사이의 네트워크 토폴로지에 따라 상이하게 구성될 수 있음을 주목해야 한다. 비디오 스케일링 모듈(430)이 콘텐츠 전달 네트워크(CDN: Content Delivery Network)에 상주하거나 그 밖의 방식으로 삽입되며 공통 채널 제어 모듈(410)이 도 1에 도시된 매크로 기지국(110), 피코 국(130) 등과 같은 무선 기지국에 상주한 실시예에서, 링크(406)는 CDN을 위한 인터넷으로의 액세스 링크를 포함할 수 있으며, 이러한 링크는 인터넷에서의 라우터 사이의 임의의 수의 호프(hop), 도 1로부터의 백홀 연결부(170)와 같이 백홀과 무선 운영자와 관련된 코어 네트워크에서의 패킷 게이트웨이나 다른 게이트웨이를 통한 액세스 노드(300)로의 경로를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 비디오 스케일링 모듈(430)은 무선 운영자와 관련된 코어 네트워크에서 패킷 게이트웨이에 상주할 수 있다. 그러한 경우에, 링크(406)는, 통상 백홀을 포함할 액세스 노드(300)와 패킷 게이트웨이 사이의 링크일 수 있다. 다른 예시적인 또는 대안적인 예시적 실시예에 따라, 비디오 스케일링 모듈(430)은 액세스 노드(300)에 삽입된 트랜스코더 또는 다른 비디오 스케일링 장치 또는 로직일 수 있다. 그러한 실시예(들)에서, 링크(406)는, 채널(409)을 통한 데이터의 송신을 제어하는 로직과 비디오 스케일링 모듈 사이의 내부 경로일 수 있다.
공통 채널 제어 모듈(410)은 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)과 피드백 전환 모듈(420)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 논의하고 기재한 여러 예시적인 및 대안적인 예시적 실시예와 관련된 회로, 모듈, 로직 등 외에, 공통 채널 제어 모듈(410)은 보통 액세스 노드(300)와 관련된 동작에 대해 다른 회로, 모듈, 로직 등을 포함할 수 있거나, 액세스 노드(300)와 보통 관련된 동작을 지원하는 다른 회로, 모듈, 로직 등과 관련될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 채널(409)을 모니터링하여, 정체가 발생하고 있는지를 결정한다. 정체의 결정은 많은 방식으로 실행될 수 있으며, 개별적으로나 부분적으로나 완전히 함께 삽입될 수 있는 여러 수단 또는 회로, 모듈, 로직 등에 의해 지원될 수 있다. 액세스 노드(300)와 통신하는 각각의 UE(150)는 통상 주어진 시간에 지정되거나 주어진 물리 계층(PHY) 동작 모드를 가질 것이다. PHY 동작 모드의 예는, 액세스 노드(300)와 UE(150) 사이에서, 채널(409)에 대해 또는 채널의 일부분에 대해 측정된 링크 품질 계측치에 기반하여 선택될 수 있고 변경될 수 있는 변조 및 코딩 방식을 포함할 수 있지만 이것으로 제한되지 않을 수 있다. 그러한 계측치는, 액세스 노드(300)에서 송수신기 모듈(310)과 관련된 저장, 모니터링 또는 측정 기능에 의해서나 UE(150)에서 유사한 저장, 모니터링 또는 측정 기능에 의해 얻을 수 있으며, UE(150)나 액세스 노드(300)의 이들 또는 다른 기능에 의해 얻은 측정 또는 통계로부터 유도할 수 있다. 그러한 계측치는 신호대잡음비(SNR), 수신된 신호 세기 지시자(Received Signal Strength Indicator: RSSI), 반송파 대 간섭파+잡음 비(Carrier to Interference plus Noise Ratio: CINR), 비트 에러 속도(Bit Error Rate: BER), 재송신 카운트 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. PHY 동작 모드의 선택은 얼마나 많은 채널(409)의 용량이 주어진 데이터 양을 송신하는데 필요한지를 결정한다. 예컨대, 모든 다른 PHY 모드 파라미터가 동일하다면, 액세스 노드(300)와 UE(150) 사이의 통신이 직교 위상 편이(QPSK) 변조를 사용한다면, 64 레벨 직교 진폭 변조(64-QAM)를 사용하는 경우와 비교하여 채널(409)의 용량의 많게는 세 배를 필요로 할 것이다. 실시예에서, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 주어진 시간에 각각의 UE의 PHY 동작 모드를 모니터링하며, PHY 동작 모드와 데이터 속도 필요의 함수, 커미트먼트(commitment), 또는 UE 상에서 동작하는 서비스의 수요에 기반하여 이용 가능한 시스템 용량을 계산한다. 그러한 함수는 본 명세서에서 참조로서 인용된 미국특허 제 7,023,798호에 상세하게 기재된다. 예컨대 이동성으로 인해 PHY 동작 모드가 변화함에 따라, 또는 여러 서비스에 대한 데이터 속도 필요나 커미트먼트가 변화하는 등에 따라, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은, 예컨대 기재된 상기 계측치나 다른 정체 관련 계측치와 관련된 주어진 정체 기준을 충족함으로써와 같이 하여, 채널(409)이 정체되는지를 결정한다.
택일적으로, 또는 상기 기재된 실시예 외에, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은, 어떤 시간에 및 어떤 순서로 채널(409)을 통해 어떤 데이터가 송신될 것인지를 결정하기 전 데이터를 저장하는데 사용된 큐나 버퍼의 깊이를 모니터링할 수 있다. 그러한 큐는, 예컨대 액세스 노드(300)의 저장 모듈(340)에 상주할 수 있다. 큐가 용량 임계치에 도달할 때나 큐가 오버플로우할 때, 정체가 발생하고 있는 것으로 간주됨을 정체 모니터링의 일 예로서 이해해야 할 것이다. 큐 점유도가 용량 임계치 미만으로 강하하면, 정체는 더 이상 발생하고 있지 않은 것으로 간주된다.
일부 실시예에서, 개별 UE는 채널(409)의 용량 제약과는 독립적으로 용량 제약을 가질 수 있다. 사용자 장비는, 개별 사용자나 사용자 그룹이나 등급에 대해 최대 대역폭의 한도를 정하는 서비스 레벨 협약에 의해 제약될 수 있다. 택일적으로, 서비스 제공자 정책은, 개별 UE는 활성 UE 유닛의 수나 일부 다른 기준에 의해 가능하게 가중된 특정 백분율의 채널(409)을 최대한 수신함을 기재할 수 있다. 두 경우에, 정체는 링크(409)의 정체, 개별적인 UE의 할당된 용량의 정체 또는 이들 둘 모두의 조합으로서 한정될 수 있다.
실시예에서, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 정체가 막 발생할 때 또는 발생할 가능성이 있을 때를 예측한다. 예컨대, 사용자 장치로부터의 신호 품질이 저하되고 있다면, 사용자 장치는 액세스 노드로부터 멀리 이동하고 있거나 다른 인접한 장치나 셀로부터의 간섭의 증가가 있을 수 있다고 가정될 수 있다. 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 정체를 예측할 수 있으며, 예컨대 정체가 임계치 레벨, 측정된 계측치 등에 도달하기 전과 같이 정체가 발생하기 전에 정체 감소 동작과 같은 동작을 선제적으로 취할 수 있어서, 정체가 실제로 예컨대 임계 레벨 등에 도달하거나 이를 초과했다면 궁극적으로 발생하게 될 품질 저하를 최소화하여, 그 후 결과적인 혼잡을 해결할 수 있다.
정체 모니터링 및 제어 모듈(415)이 채널(409) 상에서나 특정 UE와 관련된 채널(409)의 부분에서 정체를 검출할 때, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)에 의한 많은 동작이 가능하다. 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 허용 제어를 적용할 수 있으며, 이미 허용된 서비스를 중지, 제한 또는 그 밖에 저하시킬 수 있으며, 허용되지 않은 서비스의 허용을 거부할 수 있다. 당업자는, 그러한 허용 제어가 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)에 통합될 수 있거나 액세스 노드(300)에서나 패킷 게이트웨이에서와 같은 네트워크에서의 다른 곳에서 별도의 모듈로 위치할 수 있음을 이해할 것이다.
실시예에서, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)은 제어 정보를 피드백 전환 모듈(420)에 전달한다. 피드백 전환 모듈(420)은, 현재의 정체 관련 상태 하에서, 정체가 스케일링 비디오 스트림을 통해 더 낮은 속도로 완화될 수 있는지를 결정한다. 역으로, 정체 모니터링 및 제어 모듈(415)이, 사용자 장치가 더 효율적인 모듈 및 코딩으로 변화할 때 나타낸 바와 같이, 정체가 경감하였음을 결정한다면, 정체 경감에 관한 정보는 피드백 전환 모듈(420)에 전달될 수 있으며, 해당 모둘은 비디오가 더 높은 속도로 스케일링될 수 있는지를 결정할 수 있다. 피드백 전환 모듈(420)은 정체 정보를 현재의 정체 레벨로 비디오 스케일링을 적응시키는 것에 관한 비디오 스케일링과 관련된 동작으로 전환하여, 정체를 감소시키며, 정체를 초래하는 이벤트의 영향을 감소시키거나, 정체의 감소로 인해 발생한 잉여 용량을 이용한다.
실시예에서, 피드백 전환 모듈(420)과 비디오 스케일링 모듈(430) 사이의 제어 경로(407)는 요청 또는 명령이 전송되게 하여 비디오 스트림을 상이한 속도로 스케일링할 수 있다. 경로(407)는 경로(406)의 역방향의 일부로서 구현될 수 있거나, 예컨대 양방향 경로 등을 포함한 별도의 제어 정보 경로로서 삽입될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 피드백 전환 모듈(420)은, 비디오 스케일링 모듈(430)에 직접 명령하며 요청할 수 있는 성능을 가질 수 없다. 그러한 경우에, 피드백 전환 모듈(420)로 인해 비디오 클라이언트(440)는 비디오 스케일링 모듈(430)로부터 상이한 비디오 속도를 요청할 수 있다. 일부 비디오 클라이언트(440)는 수신된 비디오 흐름을 모니터링하는 로직을 포함한다. 후술될 비디오 검출 방법을 기반으로 해서, 공통 채널 제어 모듈(410)은, 특정한 비디오 클라이언트(440)가 일 속도로 비디오나 다른 패킷 흐름에 구체적으로 반응하여 비디오 속도의 증가나 감소에 대한 요청을 초래하는지를, 특정 구성요소나 다른 구성요소와의 상호 동작을 통해, 인식할 수 있거나 인식하게 될 수 있다. 공통 채널 제어 모듈(410)은, 피드백 전환 모듈(420)에 의한 결정을 기반으로 해서, 비디오의 비디오 클라이언트(440)로의 흐름을 제약할 수 있어서, 비디오 스케일링 모듈(430)로부터 더 낮은 속도에 대한 요청을 트리거링 할 수 있다. 역으로, 비디오의 비디오 클라이언트(440)로의 흐름은 공통 채널 제어 모듈(410)에 의해 완화될 수 있어서, 비디오 스케일링 모듈(405)로부터 증가한 비디오 속도를 요청하도록 비디오 클라이언트(440)를 트리거링할 수 있다.
대안적인 실시예에서, UE 애플리케이션(앱)은 비디오 클라이언트(440) 또는 그 일부와 관련되며, 제어 경로(408)를 통해 피드백 전환 모듈(420)과 통신할 수 있다. 그러한 경우에, 피드백 전환 모듈(420)은, 직접 또는 공통 채널 제어 모듈(410)의 관련 또는 지원 기능과 관련하여, 비디오 클라이언트(440)와 관련된 애플리케이션을 제어 채널(490)을 통해 명령하거나 요청할 수 있어서, 비디오 스케일링 모듈(430)에 더 요청하거나 명령하여 비디오 속도를 변화시킬 수 있다.
당업자는, 제어 채널(408)이 채널(409)을 통해 반송될 수 있다는 점과, 비디오 클라이언트(440)로부터 비디오 스케일링 모듈(405)로 전송된 요청, 메시지, 명령 등이, 요청, 메시지, 명령 등을 트리거링하거나 그 밖에 작성되게 하는 방식에 상관없이, 채널(409 및 409)의 조합을 통해 반송될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 공통 채널 제어 모듈(410)은 직접 또는 액세스 노드(300)의 다른 로직과 관련하여 비디오 클라이언트(440)로부터 비디오 스케일링 모듈(430)로의 그러한 명령 및 요청을 점검할 수 있어서, 의도한 동작이 성공적으로 트리거링됨을 보장할 수 있다. 의도한 동작이 발생하지 않는다면, 공통 채널 제어 모듈(410)은 동작을 트리거링하고자 의도된 메커니즘을 다시 적용할 수 있거나, 정체를 완화할 상이한 수단을 사용할 수 있다.
도 4b는 업링크와 관련된 비디오의 정체로 트리거링된 스케일링을 위한 시스템의 블록도이다. 실시예에서, 용량 제약된 채널일 수 있는 채널(409)은 비디오 스케일링 모듈(430)과 공통 채널 제어 모듈(410) 사이에서 링크를 제공한다. 그러한 구성은, 예컨대 비디오 스케일링 모듈(405)이 비디오 감시를 실행하였거나 작동시켰던 사용자 장치에 포함되거나 그러한 장치와 관련될 때, 존재할 것임을 당업자는 이해할 수 있다. 대안적으로, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오 작동 스마트폰, 랩탑, 또는 다른 사용자 장치에 통합될 수 있다. 도 4a와 관련하여 기재한 정체의 검출 및 스케일링을 트리거링하기 위한 방법이 도 4b에 적용됨을 주목해야 한다. 당업자는, 도 4b에 도시한 업링크 비디오의 정체로 트리거링된 스케일링을 위한 시스템과, 도 4a에 도시한 다운링크 비디오의 정체로 트리거링된 스케일링을 위한 시스템이 상호 배타적이지 않으며, 독립적으로 구현될 수 있지만 또한 동일한 시스템에서 구현될 수 있으며 동시에 동작할 수 있음을 이해할 것이다.
도 5는, 도 4a에 예시한 것과 같은 다운링크 비디오의 정체로 트리거링된 스케일링을 위한 시스템을 삽입한 통신 시스템(500)의 블록도이다. 비디오 콘텐츠(570)는 비디오 인코더(560)에 제공되는 비디오일 수 있다. 비디오 인코더(560)는 도 4a 및 도 4b의 비디오 클라이언트(440)와 같은 비디오 클라이언트에 의해 사용하기 위해 비디오를 인코딩한다. 비디오 인코더(560)는 스트리밍되고 있는 동안 비디오 콘텐츠를 인코딩할 수 있거나, 비디오 콘텐츠는 저장 및 추후 재생을 위한 시간에 앞서 인코딩될 수 있다. 비디오 인코더(560)는 다수의 상이한 포맷으로 비디오를 인코딩할 수 있으며, 명령으로 포맷 사이에서 스위칭할 수 있거나, 저장 및 추후 재생을 위해 상이한 속도로, 예컨대 선택된 속도로 인코딩된 비디오의 다중 카피를 생성할 수 있다. 비디오 서버(550)는 인코딩된 비디오에 대한 액세스를 비디오 클라이언트에게 제공할 책임이 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 라우터(540)나 인터넷을 포함하는 다른 장치는 비디오 서버(550)와 비디오 클라이언트(440) 사이에서 비디오의 전송을 용이하게 할 수 있다.
도 5의 실시예와 같은 예시한 실시예에서, 도 4a 및 도 4b의 비디오 클라이언트(440)는 사용자 단말/비디오 클라이언트(530)와 관련될 수 있다. 그러한 관련성은 단지 예시적인 것이며, 사용자 장치가 무선 동글이며 비디오 클라이언트가 무선 동글을 통해 액세스 노드(300)에 통신 가능하게 결합된 랩탑 상에 상주할 때와 같이 비디오 클라이언트(440)와 사용자 장치 사이에 다른 관계를 제한하거나 배제하지는 않음을 주목해야 한다. 비디오는, 예컨대 도 3의 액세스 노드(300)의 인스턴스와 관련될 수 있는 무선 액세스 모듈(520)에 데이터를 전송하는 하나 이상의 게이트웨이를 통해 인터넷으로부터 이동 네트워크로 전달된다. 실시예로, 무선 액세스 모듈(520)은 예컨대 LTE eNodeB 또는 WiMAX 기지국일 수 있다. 실시예로, 게이트웨이(510)는 LTE 패킷 게이트웨이(P-GW), 서빙 게이트웨이(S-GW) 또는 이들의 조합 등일 수 있다. 무선 액세스 모듈(520)은 공통 채널 제어 모듈(410)을 포함할 수 있으며, 예컨대 용량 제약된 채널(409)과 같은 채널을 통해 사용자 단말/비디오 클라이언트(530)로 및 이로부터의 데이터 송신을 제어할 수 있다.
도 4a 및 도 4b의 여러 모듈에 관해 앞서 기재한 바와 같이, 무선 액세스 모듈(520)은 채널(506) 상의 정체를 모니터링한다. 무선 액세스 모듈(520)은 대안적으로 또는 추가로, 심지어 복합 채널(506)이 정체되지 않은 경우에도, 개별 사용자 단말(530)의 정체 상황을 모니터링할 수 있다. 무선 액세스 모듈(520)은, 사용자 단말/비디오 클라이언트(530)로의 비디오 송신이 비디오 클라이언트가 요청된 속도가 비디오 품질을 더 양호하게 보존할 것이라고 여길 때 그 자신의 패킷 수신 및 디코더 큐 깊이를 모니터링하고 비디오 소스에 대해 상이한 비디오 속도를 요청할 리액티브 비디오 클라이언트를 삽입하는 타입일 수 있음을 검출할 수 있다. 또한, 무선 액세스 모듈(520)이, 비디오 클라이언트를 트리거링하여 네트워크의 어딘가의 비디오 스케일링 모듈(430)로부터 상이한 비디오 속도를 요청하기 위해 사용자 단말/비디오 클라이언트(530)로의 송신 속도를 의도적으로 증가시키거나 감소시킬 수 있음을 더 주목해야 한다. 대안적으로, 무선 액세스 모듈(520)은 비디오 클라이언트와 결합될 수 있는 사용자 단말/비디오 클라이언트(530) 상의 애플리케이션과 통신할 수 있어서, 비디오 클라이언트를 트리거링하여, 비디오 속도 변화를 요청할 수 있어서 정체를 완화할 수 있거나 미사용 용량을 이용할 수 있다.
여러 예시적인 및 대안적인 예시적 실시예에 따르면, 도 4a의 비디오 스케일링 모듈(430)은 네트워크 내의 여러 곳, 예컨대 도 5에 도시한 무선 액세스 모듈(520), 게이트웨이(510), 라우터(540), 비디오 서버(550) 도는 비디오 인코더(560)에 상주할 수 있다. 예컨대, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오 인코더(560)와 관련될 수 있으며, 이는 비디오 인코더가 상이한 해상도나 비트 속도로 디코딩할 수 있는 성능을 가질 수 있기 때문이다. 대안적으로, 비디오 스케일링 모듈(430)은 비디오 서버(550)에 위치할 수 있으며, 이는 비디오 서버가 상이한 해상도나 비트 속도로 인코딩된 비디오의 버전을 저장할 능력을 가질 수 있기 때문이며, 또는 게이트(510)에 위치할 수 있으며, 이는 게이트웨이가 트랜스코더를 포함할 수 있거나 이와 함께 위치할 수 있거나 포함할 수 있기 때문이다. 비디오 스케일링 모듈(430)이 비디오 콘텐츠(570)와 채널(506) 사이의 어딘가에 상주할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 실시예로, 비디오 스케일링 모듈(430)은 무선 액세스 모듈(520) 내에 상주할 수 있다. 도 5에 알 수 있는 바와 같이, 제어 경로(507)는, 비디오 스케일링 모듈(430)과 용량 제약된 링크(506 또는 409) 사이의 분리에 따라 상이한 엔드포인트를 가질 수 있으며 어느 정도의 네트워크 노드를 일주할 수 있다.
도 6a는, 무선 액세스 노드(520), 액세스 노드(300) 등의 실시예에 따라 비디오 및 정체의 검출을 위해 구성된 LTE eNodeB(600)를 도시한다. 도 6a에 도시한 실선 화살표는 더 큰 네트워크 내에 위치한 소스로부터 사용자 장비(UE)(690)로의 비디오를 포함하는 데이터와 같은 다운링크 데이터를 위한 데이터 경로를 도시함을 주목해야 한다. 다운링크 상에 제어 메시지가 또한 있을 수 있음과, 대응하는 업링크 경로가 통상 존재할 것임을 이해해야 한다. 업링크 상의 적어도 제어 메시지, 및 링크 등의 다른 구성요소가 예시용으로서 제어 경로(407 및 507)로서 도시된다. 제어 경로(407 및 507) 및 다른 제어 경로는 점선으로서 도시된다. 편의상 이 도면에서 도시하지 않은 다른 제어 경로가 존재할 수 있음을 더 이해해야 한다.
비디오 소스(680)는 네트워크(602)의 어딘 가에 있는 비디오 소스일 수 있다. 비디오 소스(680)는 예컨대 넷플릭스(Netflix) 또는 유투브(YouTube)와 같은 LTE 동작자 네트워크와 독립적인 비디오 소스일 수 있다. 대안적으로, 비디오 소스(680)는 예컨대 비디오 온 디맨드(VOD) 또는 다른 비디오 서비스를 제공하는 동작자가 제어한 비디오 콘텐츠 전달 네트워크(Content Delivery Network: CDN)일 수 있다. 당업자는, 비디오 소스(680)가 네트워크(602)와 같은 더 큰 네트워크 내의 다양한 위치에 상주할 수 있음과 비디오 데이터를 다중 UE에 동시에 서비스하는 많은 비디오 소스가 있을 수 있음을 이해할 것이다.
LTE 네트워크에서, UE를 목적지로 하는 비디오 데이터를 포함하는 모든 데이터는 다른 기능 중에서도 데이터 경로에서 패킷 게이트웨이(P-GW)(672)와 서빙 게이트웨이(S-GW)(671)를 갖는 전개된 패킷 코어(EPC: Evolved Packet Core)(670)를 통과한다. 일부 실시예에서, P-GW 및 S-GW 게이트웨이의 기능은 단일 장치에 결합될 수 있음을 이해해야 할 것이다. EPC(670)는 데이터를 백홀(170)을 통해 LTE eNodeB(600)에 제공할 수 있다. LTE eNodeB(600)는 백홀(170) 및 백홀 인터페이스 모듈(330)을 통해 데이터를 수신하며, 이러한 모듈은 백홀 인터페이스(333), UDP/IP 모듈(332) 및 eGTP-u 모듈(331)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 백홀 인터페이스 모듈(330)은, EPC(670)로의 데이터 전송을 용이하게 하는 프로토콜 스택 계층과 기가 이더넷 인터페이스와 같은 물리적 인터페이스를 포함할 수 있다.
다운링크 데이터는, 예컨대 도 7에 관해 이후에 더 상세하게 기재된 바와 같이 다운링크 데이터에서의 비디오의 존재를 검출하는 패킷 점검 모듈(610)에 의해 수신될 수 있다. 본 실시예에서, 패킷 점검 모듈(610)은 데이터 애플리케이션 모듈(605)의 일부분으로서 예시된다. 그러나 당업자는 다른 배치가 가능함을 인식할 것이다. 또한, 데이터 애플리케이션 모듈(605)은 또한, 터널을 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer: DRB)에 매핑하여, 코어 네트워크로부터 UE로, 논리 데이터 채널, 논리 데이터 링크, 논리 데이터 경로 등을 만드는 기능과 같은 다른 기능을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이로 인해 LTE eNodeB는 데이터 패킷을 위한 목적지 UE를 결정할 수 있다.
데이터는 예컨대 송신을 위한 다층 LTE 무선 인터페이스 스택과 같은 프로토콜 스택에 전달될 수 있다. LTE 무선 인터페이스 스택은 통상 다중 계층으로 구성되지만, 계층의 수와 계층 내의 기능의 정확한 할당은 본 발명의 적용범위에서 벗어나지 않고도 융통성을 넓히게 될 수 있음을 이해해야 한다. 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol: PDCP) 계층(660)은 일반적으로 암호화, 헤더 압축 및 패킷 큐잉을 책임질 수 있다. 무선 링크 제어(Radio Link Control: RLC) 계층(650)은 일반적으로 구획화와 재조립을 책임질 수 있다. 일부 실시예에서, RLC는 또한 무선 송신을 위해 패킷이나 프래그먼트를 디큐잉한다(de-queue). 매체 액세스 제어(Media Access Control: MAC)/스케줄러 계층(640)은 특히, 어떤 DRB가 무선 인터페이스 자원을 수신할 것인지와 또한 어떤 자원을 사용할지를 결정할 것이다. MAC/스케줄러 계층(640)은 RLC 계층(650)으로부터 선택된 DRB로부터 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 송수신기 모듈(310)에 삽입될 수 있는 물리 계층(PHY)(645)으로 데이터를 전달할 수 있다. PHY 계층(645)은 다운링크 데이터를 채널(409)을 통해 UE(690)에 송신한다.
실시예에서, MAC/스케줄러 계층(640)은, 예컨대 RSSI, SNR, CINR, 하이브리드 자동 리트라이 요청(HARQ) 재송신, BER, 패킷 에러 율(PER) 등과 같은, 각각의 UE(690)로부터 eNodeB(600)으로의 송신의 신호 품질에 관한 정보를 PHY 계층(645)으로부터 정보를 수신한다. MAC/스케줄러 계층(640)은 또한 LTE eNodeB(600)로부터 각각의 UE(690)로의 송신의 신호 품질에 관해 UE(690)에 의해 송신된 리포트로부터 유도한 정보를 수신한다. MAC/스케줄러 계층(640)은 신호 품질 관련 정보를 사용하여 각각의 UE(690)의 PHY 송신 모드를 결정하며, 그러한 모드는 데이터를 각각의 UE(690)에 송신하는데 필요한 채널(409)의 자원의 양을 결정한다. MAC/스케줄러 계층(640)은 또한 버퍼 점유도, 즉 각각의 DRB 또는 UE(690)에 대해 현재 큐되고 있는 데이터의 양을 인지하도록 구성될 수 있다. UE의 PHY 송신 모드, 대역폭 보증, 버퍼 점유도 등 중 적어도 하나나 이들의 조합은 정체가 존재하는지를 결정하는데 사용될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 대안적으로 또는 게다가, 버퍼나 큐 오버플로우로 인한 패킷 폐기 레벨이나 속도, 큐 지연시간 - 패킷이 송신 전에 큐에서나 큐된 조건에서 소비한 시간 길이 - , 또는 다른 계측치가 또한 정체를 결정하는데 사용될 수 있다. MAC/스케줄러 계층(640)은 정체를 데이터 애플리케이션 계층(605)에 지시한다. 대안적으로 또는 게다가, MAC/스케줄러 계층(640)은 정체를 허용 제어 모듈(ACM)(630)에 지시한다. 실시예에서, MAC/스케줄러 계층(640)은 도 4a의 정체 모니터링 및 제어 모듈(415) 모두나 일부분을 포함할 수 있다. 상기 기능이 MAC/스케줄러 계층(640)에 대해 기재되지만, 이들 기능은 PDCP(660) 또는 RLC(650)와 같은 다른 계층이나 모듈에서 또는 이들과 연결되어 또는 이들과 협력하여 실행될 수 있음을 이해해야 한다.
정체 정보, 대역폭 보증에 관한 정보, 다른 정보 등을 기반으로 해서, ACM(630)은 새로운 DRB가 허용될 수 있을 때를 결정할 수 있다. 이것은 또한 정체가 검출될 때 어떤 동작을 취해야 하는지를 결정할 수 있다. 예컨대, ACM(630)은 DRB를 중지하거나 활성화해제할 수 있으며, 특정한 DRB가 그 자원 소비 등을 감소시켜야 하는지를 결정할 수 있다. ACM(630)은 결정을 할 때 정책 모듈(620)로부터 입력을 고려할 수 있다. ACM(630)은 또한 특정한 DRB 상에서 전송된 비디오에 관한 패킷 점검 모듈(610)로부터의 정보와 같이 데이터 애플리케이션 모듈(605)로부터 입력을 수신할 수 있으며 고려할 수 있다.
실시예에서, 피드백 전환 모듈(420)은 데이터 애플리케이션 모듈(605)의 일부분이다. MAC/스케줄러 계층(640)으로부터 수신된 정체 정보, ACM(630)으로부터 수신된 정체 정보 또는 둘 모두를 기반으로 해서, LTE eNodeB(600)에서의 데이터 애플리케이션 모듈(605) 또는 다른 로직은, UE(690)를 목적지로 하는 비디오 데이터가 어느 정도의 자원을 사용하여 예컨대 상이하게 인코딩되는 것과 같이 스케일링되게 하는데 필요한 동작을 취한다. 도 4a에 관해 기재한 바와 같이, 비디오 인코딩의 제어는 요청이나 명령을 통해서 제어 경로(407 및 507) 상에서 비디오 소스(680)나 트랜스코더에 송신된 상이한 속도로 비디오를 스케일링할 수 있으며, 비디오 소스나 트랜스코더는 네트워크 장비의 중간 피스에 비디오 스케일링 모듈(430)의 실시예이다. 도 4a에 관해 기재한 대안적인 방법을 사용할 수 도 있다. 대안적인 실시예에서, 피드백 전환 모듈(420)은, 기재한 방법을 구현하여 비디오가 상이한 속도로 스케일링되게 하는 ACM(630)의 일부분이다.
당업자는, LTE eNodeB가 또한 이동성, 자체-구성 네트워크 등을 지원하는 기능과 같이 여기서 기재하지 않은 다른 기능을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명이 예로서 LTE eNodeB를 사용하여 기재되었을지라도, 당업자는, 본 발명은 또한 WiMAX 기지국, 3G 베이스 트랜시버 국 또는 케이블 모뎀 헤드 엔드와 같은 다양한 타입의 액세스 노드에 또한 삽입될 수 있음을 이해할 것이다.
상술한 기능은 또한 도 4b에 관해 기재되었던 바와 같이 업링크 비디오 검출 및 스케일링과 관련하여 적용될 수 있음을 주목해야 한다.
예시적인 및 대안적인 예시적 실시예에 따라, 도 6b는 LTE eNodeB 액세스 노드(601)를 도시한다. LTE eNodeB 액세스 노드(601)는 데이터 애플리케이션 모듈(615)을 포함한다. 데이터 애플리케이션 모듈(615)은 패킷 점검 모듈(616)과 트랜스코더(617)를 포함한다. 트랜스코더(617)는 도 4a에 도시한 비디오 스케일링 모듈(430)의 실시예일 수 있다. 본 실시예에서, 패킷 점검 모듈(616)은 스케일링될 비디오를 트랜스코더(617)에 전달한다. 스케일링될 필요가 없는 비디오를 포함하는 다른 데이터는 트랜스코더(617)를 우회하여, LTE 프로토콜 스택에 전달되어, 암호화 또는 헤더 압축, 큐잉, 스케줄링, 및 송신과 같이 추가 처리를 한다. 트랜스코더(617)는 비디오를 LTE 프로토콜 스택에 전달하기 전 이것을 스케일링한다. 본 실시예에서, 도 4a의 데이터 경로(406)는, PHY 계층(645)을 통한 PDCP 계층(660)과 같이 트랜스코더(617)로부터 LTE 프로토콜 스택으로의 경로와 같이 LTE eNodeB(601)에 완전히 포함된다.
도 6a 및 도 6b에 관해 기재한 방법은 상호 배타적이지 않으며, 동일한 액세스 노드에서 구현될 수 있다.
도 7a는, 패킷 점검 모듈(710)로서 도시된 패킷 점검 모듈(610 또는 616)의 예시적인 실시예의 양상을 예시한다. 예시한 실시예(들)에 따르면, 패킷 점검 모듈(710)은, 예컨대 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)이나 송신 제어 프로토콜(TCP) 패킷이 RTP 프로토콜을 사용하여 전송된 비디오 데이터를 포함하는지를 검출하도록 구성된 RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)과 실시간 프로토콜(RTP: Real-Time Protocol) 스트림 검출 모듈(720)을 포함할 수 있다. 패킷 점검 모듈(710)에 따르면, 다른 로직 모듈(740)에 의해 예시할 수 있는 다른 기능이 구현될 수 있음을 더 주목해야 한다. 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 두 방향으로 흐르는 입력 트래픽을 수신할 수 있으며, 다른 방향으로 흐르는 패킷으로부터의 정보를 사용하여 한 방향으로 흐르는 패킷을 분류할 수 있다. 패킷 점검 모듈(710)은, 트래픽 자체를 수신하기보다는 제2 패킷 점검 모듈로부터 다른 방향으로 흐르는 트래픽에 대한 정보를 수신할 수 있다.
RTP 스트림 검출 모듈(720)은 RTP 패킷 헤더의 포맷에 따라 UDP또는 TCP 패이로드의 처음 몇 바이트를 파싱하여(parse), RTP 헤더 필드의 값을 체크하여 두 엔드포인트 사이에서 흐르는 스트림이 RTP 스트림인지를 결정한다. RTP 헤더 포맷은 RTP 패이로드에서 반송되는 미디어 타입에 의존하지 않는 반면, RTP 패이로드 포맷은 미디어 타입에 특정된다. UDP 또는 TCP 패킷의 패이로드가 RTP 패킷을 포함한다면, RTP 헤더의 몇 필드의 값은 특수 패턴을 가질 것이다. RTP 스트림 검출 모듈(720)은 이들 패턴 중 하나나 이들 패턴의 조합을 사용할 수 있어서, 스트림이 RTP 스트림인지를 결정할 수 있다. 스트림이 RTP 스트림인지의 결정은 공동 계류중인 출원인 미국 특허 출원 제13/236,308호(발명의 명칭: "Systems and Methods for Prioritizing and Scheduling Packets in a Communications Network")와, 미국 특허 출원 제13/549,106호(발명의 명칭: "Systems and Methods for Prioritizing and Scheduling Packets in a Communications Network")에 상세하게 기재되어 있으며, 이들 출원은 참조로서 인용되어 있다.
스트림이 RTP 스트림인 것으로 검출된다면, 비디오 스트림 검출 모듈(730)은 RTP 패킷 헤더 필드와 RTP 패이로드에 관한 추가 점검을 실행하여, RTP 스트림이 비디오를 반송하는지와 어떤 비디오 코덱이 비디오 스트림을 생성하는 지를 검출할 것이다.
비디오에 관한 몇몇 RTP 패이로드의 패이로드 타입은 RFC 3551에 한정되어 있다(H.Schulzrinne 등, IETF RFC 3551, "RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control"). 그러나 동적으로 할당된 패이로드 타입의 비디오 코덱의 경우에, 코덱 파라미터는 세션 기재 프로토콜(Session Description Protocol: SDP) 메시지에 포함된다. 그러나 그러한 SDP 메시지는 비디오 스트림 검출 모듈(740)에 이용 가능하지 않을 수 있다.
RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)이, 패이로드 타입이 동적으로 할당되는 것을 검출한다면, 스트림에 관한 통계를 수집한다. 예컨대, RTP 헤더 필드 "시간 스탬프"의 값, RTP 패킷 크기 및 RTP 패킷 데이터 속도의 통계를 수집할 수 있다. RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)은 그 후 수집한 통계나 통계의 조합 중 하나를 사용할 수 있어서, RTP 스트림이 비디오 데이터를 반송하는지를 결정할 수 있다.
비디오 스트림은 보통 24FPS(프레임/초), 25FPS, 29.97FPS, 30FPS 또는 60FPS 등과 같은 일부 잘 한정된 프레임 속도를 갖는다. 실시예에 따르면, RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)은 RTP 스트림이 RTP 패킷 시간 스탬프의 값이 공통 프레임 속도의 역인 공통 프레임 시간 거리의 정수배로 변화하는지를 적어도 부분적으로 기반으로 해서 비디오 데이터를 반송하는지를 검출한다.
또한, 비디오 스트림은 보통 오디오 스트림과 비교하여 순시 데이터 속도에서 더 큰 변동과 더 높은 평균 데이터 속도를 가짐을 이해해야 한다. 다른 실시예에서, RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)은 RTP 스트림이 순시 RTP 데이터 속도에서의 변동과 평균 RTP 데이터 속도의 크기에 적어도 부분적으로 기반으로 해서 비디오 데이터를 반송하는지를 검출한다.
RTP 패이로드 포맷은 미디어 특정적이다. 예컨대, RTP 패킷에서의 H.264 패이로드는 항상 NAL 유닛 헤더로 시작하며, 이 헤더의 구조는 RFC 6814에 한정되어 있다(Y. K. Wang 등, IETF RFC 6184, "RTP Payload Format for H.264 Video"). 실시예로서, 비디오 스트림 검출 모듈(730)은 RTP 패이로드의 제1 몇 바이트의 패턴을 적어도 부분적으로 기반으로 해서 어떤 비디오 코덱이 RTP 스트림에 반송된 비디오 데이터를 생성하는지를 검출한다.
예컨대 앞서 기술한 배치 중 일부를 사용하여, 두 엔드포인트 사이를 흐르는 패킷이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하면, 분류 결과를 사용할 수 있다. 분류에 관한 정보는 또한, 앞으로의 패킷이 새롭게 검출된 세션과 관련된 정보를 사용하여 분류될 수 있도록 저장될 수 있다.
도 6b는 다운링크 방향에 대한 비디오 스케일링 동작을 도시할지라도, 당업자는, 본 명세서에서 기재된 바와 같이, 배치, 기술, 절차 등이 업링크 방향에 대해서도 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
도 7b는, 도 6a의 패킷 점검 모듈(610)이나 도 6b의 패킷 점검 모듈(616)과 같은 패킷 점검 모듈에 포함될 수 있는 예시적인 패킷 분류 모듈(750)의 양상을 예시하며, 이러한 모듈은 RTP 스트림 검출 모듈(710)의 기능을 예컨대 RTP 모듈(7532)에 포함할 수 있다. 패킷 분류 모듈(750)은, 특정한 인터넷 계층 프로토콜(7510)에 따른 IP 패킷의 패킷 헤더, 전송 계층 프로토콜(7520)의 프로토콜 데이터 유닛의 헤더에서의 정보와, 전송 계층 프로토콜의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 패이로드인 애플리케이션 계층 프로토콜(7530)의 메시지를 분석하여 패킷을 분류할 수 있다. 인터넷 계층 프로토콜(7510)은 IPv4(7511)나 IPv6(7512) 중 하나 이상이나 다른 인터넷 계층 프로토콜(7519)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 전송 계층 프로토콜(7520)은 UDP(7521)나 TPC(7522) 또는 다른 계층 프로토콜(7529)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 애플리케이션 계층 프로토콜은 RTSP(7531), RTP(7532), RTMP(7533), HTTP(7534) 중 하나 이상이나 다른 애플리케이션 프로토콜(7539)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
도 7c는 실시예에 따라 도 6a 또는 도 6b에 도시한 패킷 점검 모듈(610 또는 616)과 같은 패킷 점검 모듈의 일부분일 수 있으며 RTP 비디오 스트림 검출 모듈(730)의 기능을 포함할 수 있는 애플리케이션 세션 검출 모듈(760)을 예시한다. 애플리케이션 세션 검출 모듈(760)은 RTSP 세션 검출 모듈(7610), HTTP 순차 다운로드 세션 검출 모듈(7620), HTTP 스트리밍 세션 검출 모듈(7630), RTMP 스트리밍 세션 검출 모듈(7640), 및 다른 애플리케이션 세션 검출 모듈(7690) 중 하나 이상을 포함할 수 있어서 다른 애플리케이션의 세션을 검출할 수 있다. 각 세션 검출 모듈은 또한 네트워크에서 현재 활성 상태인 특정한 애플리케이션의 세션 세트를 보관한다.
당업자는, 다른 실시예에 따라, 패킷 점검 모듈(710)이 다른 패킷 속성을 점검하여 본 명세서에서 이하에서 더 상세하게 기재된 바와 같이 비디오 스트림을 검출하는 다른 모듈을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
실시예에 따라, 도 7a에 예시한 패킷 점검 모듈(710)은 데이터 스트림 중의 비디오와 같은 애플리케이션 등급 속성과 넷플릭스, 유투브 등과 같은 특정 애플리케이션 속성을 결정하기 위해 인터넷 프로토콜(IP) 소스와 목적지 어드레스를 점검할 수 있다. IP 소스와 목적지 어드레스로, 패킷 점검 모듈(710)은 리버스 도메인 네임 시스템(DNS) 룩업이나 인터넷 "WHOIS" 퀘리(query)를 실행할 수 있어서 인터넷-기반 트래픽을 공급하거나 수신하는 등록된 어사이니(assignee) 및/또는 도메인 네임을 구축할 수 있다. 도메인 네임 및/또는 등록된 어사이니 정보는, 도메인 또는 어사이니의 우선적 인식 목적을 기반으로 데이터 스트림에 대한 애플리케이션 등급과 특정한 애플리케이션 속성을 구축하는데 사용될 수 있다. 애플리케이션 등급 및 특정한 등급 정보는, 일단 유도하면, 저장되어 재사용될 수 있다. 예컨대, 하나 보다 많은 사용자가 넷플릭스에 액세스한다면, 패킷 점검 모듈(710)은 정보를 캐시하도록 구성될 수 있어서, 패킷 점검 모듈(6710)은 네트워크 상의 동일한 사용자 장치나 다른 사용자 장치에 의해 넷플릭스에 후속하여 액세스하기 위해 애플리케이션 등급 및 특정한 애플리케이션을 결정할 필요가 없을 것이다.
예컨대, 특정 IP 어드레스와 관련된 트래픽 스트림이 네임 '유투브(YouTube)'를 포함한 리버스 DNS 룩업이나 WHOIS 퀘리를 산출한다면, 이 트래픽 스트림은 특정한 애플리케이션 "유투브"를 사용하는 애플리케이션 등급 "비디오"의 단방향 스트림으로 간주될 수 있다. 실시예에 따르면, 도메인 네임이나 어사이니와 애플리케이션 등급 및 특정한 애플리케이션 사이의 포괄적인 매핑을 보관할 수 있다. 실시예에 따르면, 그러한 예시적인 매핑은 주기적으로 업데이트될 수 있어서, 매핑이 최신으로 유지됨을 보장할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 패킷 점검 모듈(710)은 헤더, 패이로드 필드 또는 여러 통신 프로토콜과 관련된 데이터 패킷 모두를 점검하여, 거기에 포함된 값을 특정 애플리케이션 등급이나 특정한 애플리케이션에 매핑하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 실시예에 따르면, 패킷 점검 모듈(710)은 HTTP 헤더에 포함된 호스트 필드를 점검하도록 구성될 수 있다. 호스트 필드는 통상, 앞서 기재한 실시예에 따른 바와 같이, 이 스트림을 특정 애플리케이션 등급이나 특정한 애플리케이션에 매핑하는데 사용될 수 있는 도메인이나 어사이니 정보를 포함한다. 예컨대, 패킷 점검 모듈(710)에 의해 검출된 "v11.lscache4.c.youtube.com"의 HTTP 헤더 필드는 애플리케이션 등급=비디오 스트림, 특정한 애플리케이션=Youtube에 매핑될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 패킷 점검 모듈(710)은 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP) 패킷 내에서 '콘텐츠 타입' 필드를 점검하도록 구성될 수 있다. 콘텐츠 타입 필드는, IETF(Internet Engineering Task Force)에 의해 한정된 다용도 인터넷 메일 확장(MIME: Multipurpose Internet Mail Extensions)에서 명시한 한정을 기반으로 해서 패이로드 타입에 관한 정보를 포함한다. 예컨대, 다음의 MIME 포맷은 유니캐스트 또는 방송 비디오 패킷 스트림: "video/mp4, video/quicktime, video/x-ms-wm."을 나타낼 것이다. 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은, 패킷 점검 모듈(710)이 HTTP 패킷 내에서 이들 MIME 타입 중 임의의 타입을 검출한다면, HTTP 패킷을 비디오 스트림 애플리케이션 등급에 매칭하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 데이터 스트림에 앞서 전송된 프로토콜을 점검하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 패킷 점검 모듈(710)은, 데이터 스트림을 전송하는데 사용된 프로토콜을 사용하여 이 정보를 식별하는 대신 데이터 스트림을 셋업하거나 구축하는데 사용되는 프로토콜을 기반으로 해서 애플리케이션 등급이나 특정 타입을 식별하도록 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 데이터 스트림에 앞서 전송된 프로토콜은, 초기화되면 전송 데이터 스트림을 식별되게 하는 애플리케이션 등급, 특정한 애플리케이션 및 특징에 관한 정보를 식별하는데 사용된다.
예컨대, 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은, 멀티미디어 스트리밍 세션을 구축하는데 사용될 수 있는 RTSP(Real Time Streaming Protocol)을 점검하도록 구성될 수 있다. RTSP 패킷은 TCP/IP 프레임 내에서 캡슐화되며, IP 네트워크에 걸쳐서 반송된다.
RTSP는, 메시지를 교환하는 클라이언트 및 서버와 멀티미디어 스트리밍 세션을 구축하고 제어한다. 클라이언트로부터 서버에 전송된 RTSP 메시지는 요청 메시지이다. 요청 메시지의 제1 라인은 요청 라인이다. 요청 라인은 다음의 3개의 요소로 형성된다: (1) 메소드; (2) 요청-URI; 및 (3) RTSP-버전. 전술한 요소는 당업자가 이해하게 될 바와 같이 프로토콜 요소와 관련됨을 이해해야 할 것이다. 따라서, 용어 "메소드"는 예컨대 주어진 메시지 등을 지칭한다.
RTSP는 OPTIONS, DESCRIBE, ANNOUNCE, SETUP, PLAY, PAUSE, TEARDOWN, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER, REDIRECT 및 RECORD를 포함하는 메소드를 정의한다. 아래는 메소드, DESCRIBE를 사용하는 클라이언트("C")와 서버("S") 사이의 메시지 교환의 예이다. 서버로부터의 응답 메시지가, 응답 메시지 헤더와 하나의 빈 라인만큼 분리된 메시지 본문을 갖는다.
Figure pct00001
RTSP 메시지의 요청-URI는 RFC 2396(T.Berners-Lee, et al., IETF RFC 2396, "Uniform Resource Identifier(URI): Generic Syntax")에서 한정된 대로 절대 URI를 항상 포함하도록 한정된다. RTSP 메시지에서 절대 URI는 네트워크 경로와 서버 상의 소스 경로를 모두 포함한다. 다음이 앞서 게재한 메시지의 절대 URI이다.
rtsp://s.companydomain.com:554/dir/f.3gp
RTSP-버전은 RTSP 규격의 어떤 버전이 RTSP 메시지에 사용되는지를 나타낸다.
실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 RTSP 요청 메시지에서 절대 URI를 점검하고 네트워크 경로를 추출하도록 구성될 수 있다. 네트워크 경로는 통상 도메인이나 어사이니 정보를 포함하며, 이러한 정보는 앞선 실시예에서 기재한 바와 같이 스트림을 특정 애플리케이션 등급이나 특정한 애플리케이션에 매핑하는데 사용된다. 예컨대 RTSP 절대 URI,"rtsp://v4.cache8.c.youtube.com/dir_path/video.3gp"는 분류자에 의해 검출될 수 있어서 애플리케이션 등급=비디오 스트림, 특정한 애플리케이션=유투브에 매핑될 수 있다. 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 클라이언트로부터 서버에 전송된 패킷을 점검하여 서버로부터 클라이언트에 전송된 관련 패킷을 분류한다. 예컨대, 클라이언트로부터 전송된 RTSP 요청 메시지로부터의 정보는 서버로부터의 응답을 분류하는데 사용될 수 있다.
RTSP 프로토콜은, PLAY 함수를 사용하여 알려진 범위 파라미터(Range parameter)를 사용하여 비디오 세션에 대한 재생 시간의 범위를 명시할 수 있다. 요청은 예컨대 정지 시간과 시작 시간을 포함하는 시간의 경계 범위를 포함할 수 있거나, 시작 시간만을 명시하는 시간의 개방-종결 범위를 포함할 수 있다. 시간 범위는 정상 재생 시간(normal play time: npt), 동화상 텔레비전 엔지니어 소사이어티(society for motion picture television engineer: smpte) 시간 또는 클록 파라미터를 사용하여 나타낼 수 있다. Npt 시간 파라미터는 시:분:초.프랙션 포맷이나 ISO 8601 당 절대 유닛 포맷 시간 스탬프로 표현할 수 있다. Smpte 시간 값은 시:분:초.프랙션 포맷으로 표현한다. 클록 시간 값은 ISO 8601 당 절대 유닛 포맷의 시간 스탬프로 표현된다. 표 1은 범위 파라미터 사용 예를 다음과 같이 예시한다:
Figure pct00002
실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 npt, smpte 또는 클록 필드를 사용하여 RTSP 메시지를 점검하여 비디오 스트림으로부터 범위 정보를 추출하도록 구성될 수 있다. 당업자는, RTSP 패킷 내의 npt, smpte 및 클록 파라미터가 상술한 정보를 통신하기 위해 교호하는 신택스를 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 대안적으로, 추가 포맷이나 파라미터가 가능하다.
RTSP 프로토콜은, 서버와 클라이언트 사이의 멀티미디어 세션의 세부내용을 통신하는데 사용되는 DESCRIBE 함수를 포함한다. DESCRIBE 요청은, 요청된 정보의 콘텐츠와 포맷을 명시하는 RFC 4566(RFC 2327를 대체함)에 한정된 세션 설명 프로 토콜(SDP: Session Description Protocol)을 기반으로 한다. SDP로, m-필드는 미디어 타입, 네트워크 포트, 프로토콜 및 포맷을 한정한다. 예컨대, 표 2에 기재한 SDP 매체 설명을 고려한다:
Figure pct00003
표 2의 제1 예에서, 오디오 스트림은 포트 49170 상에서의 데이터 전송을 위해 실시간 전송 프로토콜(RTP)를 사용하며 RTP 오디오 비디오 프로파일(AVP) 넘버 0에 기재한 포맷을 기반으로 해서 기재된다. 표2의 제2 예에서, 비디오 스트림은 포트 51372 상에서의 데이터 전송을 위해 RTP를 사용하며 RTP 오디오 비디오 프로파일(AVP) 넘버 31을 기반으로 해서 기재된다.
표 2의 두 RTSP 예에서, m-필드는 데이터 스트림을 특정한 애플리케이션 등급으로 분류하기에 충분하다. m-필드는 통신 프로토콜(RTP)과 IP 포트 넘버를 호출하므로, 뒤이은 데이터 스트림(들)이 식별될 수 있어서 막 유도된 분류 정보에 매핑될 수 있다. 그러나 특정한 애플리케이션으로의 분류는 이 정보만으로는 가능하지 않다.
서버로부터 클라이언트로 반환된 SDP 메시지는, 애플리케이션 등급이나 특정한 애플리케이션에 관한 추가 정보를 제공하는데 사용될 수 있는 추가 필드를 포함할 수 있다.
SDP 메시지는 RTP에 전송되는 비디오 및 오디오 스트림의 패이로드 타입을 포함한다. 일부 RTP 비디오 패이로드 타입은 RFC 3551에 한정된다. 예컨대, MPEG-1 또는 MPEG-2 기본 비디오 스트림의 패이로드 타입은 32이며, H.263 비디오 스트림의 패이로드 타입은 34이다. 그러나 H.264와 같은 일부 비디오 코덱의 패이로드 타입은 동적으로 할당되며, SDP 메시지는 비디오 코덱의 파라미터를 포함한다. 실시예에서, 비디오 코덱 정보는 비디오 데이터 스트림을 분류하고, 비디오 코덱 특징을 기반으로 비디오 스트림을 상이하게 취급하는데 사용될 수 있다.
SDP 메시지는 또한, RFC 4566에 한정되어 비디오의 프레임 속도를 나타내는 속성, "a=framerate:<frame rate>"을 포함할 수 있다. SDP 메시지는 또한 3GPP PSS(3GPP TS 26.234, "Transparent End-to-End Packet-switched Streaming Service, Protocols and Codecs")에 한정되고 SDP 메시지에 포함될 수 있어서 비디오의 프레임 크기를 나타낼 수 있는 속성, "a=framesize:<payload type number><width><height>"을 포함할 수 있다. 역사적인 이유로, 일부 애플리케이션은 "a=x-framerate:<frame rate>"나 "a=x-dimensions:<width><height>"와 같은 비-표준 속성을 사용할 수 있어서, "a=framerate:<frame rate>" 및 "a=framesize:<payload type number><width<height>"에서의 정보와 유사한 정보를 전달할 수 있다. 실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은 SDP 메시지를 점검하여, 대응하는 필드가 존재하면 비디오의 프레임 속도나 프레임 크기 또는 둘 모두를 추출하고, 프레임 속도나 프레임 크기 또는 둘 모두를 사용하여 추가 정보를 제공하여, 스트림을 특정 애플리케이션 등급이나 특정한 애플리케이션에 매핑하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 패킷 점검 모듈(710)은, 두 엔드포인트 사이를 흐르는 이들 패킷이 RTP 프로토콜(H. Schulzrinne, et al., IETF RFC 3550, "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications")을 사용하여 반송되는 비디오 데이터를 포함하는지를 직접 검출하도록 네트워크 패킷을 점검하고, 패킷 점검 모듈(710)은, 예컨대, SDP 메시지나 유사한 정보를 포함하는 임의의 다른 메시지가 패킷 점검 모듈(710)을 통과하지 않을 때나, 패킷 점검 모듈(710)이 그러한 메시지를 점검하지 않음을 선택하는 실시예에서, SDP 메시지나, RTP 스트림을 기재하는 정보를 포함하는 임의의 다른 메시지를 점검하지 않고도 점검을 실행한다. RTP 스트림은 두 엔드포인트 사이를 흐르며 RTP 프로토콜을 사용하여 데이터를 반송하는 패킷의 스트림인 반면, 엔드포인트는 [IP 어드레스, 포트 넘버] 쌍에 의해 한정된다.
도 8은, 무선 통신 시스템(500)의 실시예에 따라 적응 비트 속도 변화를 사용하여 정체로 유도한 비디오 스케일링을 지원하는 무선 통신 시스템(800)을 도시한다. 도 8에 도시되지 않을지라도, 하나 이상의 라우터나 게이트웨이가 도 5의 무선 통신 시스템(500)에서처럼 비디오 서버(850)와 무선 액세스 모듈(810) 사이에 위치할 수 있다.
무선 통신 시스템(800)에서, 비디오 서버(850)는 상이한 비트 속도를 갖는 비디오 스트림(852)을 제공할 수 있다. 비디오 서버(850)는 세 개의 상이한 비트 속도: 고, 중 및 저 비트 속도 중 임의의 것으로 비디오 스트림(852)을 페치할 수 있다. 일부 실시예에서, 비트스트림 개수 및 각 비트스트림의 비트 속도는 비디오 스트리밍을 시작하기 전 결정한다. 다른 실시예에서, 비트스트림의 개수와 각 비트스트림의 비트 속도는 비디오 스트리밍 세션 동안 동적으로 결정할 수 있다. 비디오 스트림 비트 속도를 변화시키는 상이한 배치와 기술이 가능하다. 실시예에서, 비디오 인코더는, 결합된 속도의 비디오 스트림을 생성하기 위해 비디오 스트리밍 전, 상이한 비트 속도의 다중 비트스트림을 생성한다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더는 동적으로 인코딩 파라미터를 변화시킬 수 있어서 단일의 그러나 가변적인 비트 속도의 비디오 비트스트림을 생성할 수 있다.
Microsoft HTTP 스무쓰 스트리밍, Apple HTTP 라이브 스트리밍, Adobe HTTP 다이내믹 스트리밍 및 MPEG/3GPP 다이내믹 어댑티브 스트리밍 오버 HTTP(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP: DASH)과 같은 HTTP 스트리밍이, 가변 비트 속도의 비디오 스트리밍을 지원하는 애플리케이션의 일 타입이다. HTTP 스트리밍에서, 각 비디오 비트스트림은 인코더에 의해 독립적으로 디코딩 가능한 영화 프래그먼트의 집합으로서 생성된다. 상이한 비트 속도의 비트스트림에 속한 비디오 프래그먼트가 재생 시간에 할당된다. 각 비트스트림의 평균 비트 속도와 각 프래그먼트의 재생 시간 지속시간과 같은 비트스트림 관련 정보가, 재생 리스트 파일 또는 매니페스트(manifest) 파일(813)로서 흔히 지칭하는 하나 이상의 파일에서 세션의 시작에서 클라이언트에 전송된다. 라이브 이벤트의 HTTP 스트리밍에서, 재생 리스트 파일이나 매니페스트 파일(813)은 특정 발표 기간에 적용될 수 있으며, 클라이언트는 새로운 재생 리스트 파일이나 매니페스트 파일(813)을 페치하여서, 비트스트림 및 비트스트림에서의 프래그먼트에 관한 업데이트된 정보를 얻을 필요가 있다.
클라이언트는, 재생될 비트스트림 및 프래그먼트에 대한 정보를 가지므로, 상이한 비트 속도의 비트스트림으로부터의 프래그먼트는 채널 상태의 클라이언트에 의한 현재의 추정을 기반으로 또는 예컨대 도 4a의 공통 채널 제어 모듈(410)로부터의 제어 정보를 기반으로 페치될 것이다. 도 8에 예시한 예에서, 클라이언트는 고 비트 속도의 비트스트림으로부터 제1 프래그먼트(801)를 요청하며, 저 비트 속도의 비트스트림으로부터 제2 프래그먼트(802)를 요청하며, 중 비트 속도의 비트스트림으로부터 마지막 2개의 프래그먼트(803 및 804)를 요청한다.
실시예에서, 도 4a의 공통 채널 제어 모듈(410)은 무선 액세스 모듈(810)과 같은 무선 액세스 모듈에 상주할 수 있다. 패킷 점검 모듈(도 7a의 (710)이나 도 6a의 (610)), 또는 도 7c의 애플리케이션 세션 검출 모듈(760)과 같은 구성요소는 HTTP 스트리밍 세션의 존재를 검출할 수 있고, 재생 리스트와 매니페스트 파일(851)의 카피를 보관할 수 있다. 비디오의 스케일링을 더 지시하기 위해, 실시예로, 무선 액세스 모듈(810)이나, 도 4a의 공통 채널 제어 모듈(410)과 같은 그 구성요소는 재생 리스트와 매니페스트 파일(851)을 변경할 수 있어서, 변경된 재생 리스트와 매니페스트 파일(813)을 사용자 단말/비디오 클라이언트(830)에 전송하기 전, 현재의 정체 상태와 양립할 수 없는 비디오 비트스트림에 관한 정보를 제거할 수 있다. 용어, "재생 리스트"와 "매니페스트 파일"은, 간략화를 위해, 본 명세서에서 일반적으로 지원 파일로서 지칭될 것이다. 당업자는, 기재하는데 사용된 용어로서, 이들 파일이 일반적인 의미를 변화시킬 수 있다는 점과, 이들 파일의 기능이 동일하게 남아 있고 본 발명의 적용범위 내에 속할 것임을 인식할 것이다. 공통 채널 제어 모듈(410)은, 특정 클라이언트 등에게 현재 이용 가능한 대역폭을 포함할 수 있지만 이로 제한되지는 않는 채널 상태를 추정한다. 실시예에서, 무선 액세스 모듈(810)은 채널 추정 결과를 클라이언트(830)에 전송하며, 클라이언트는, 적어도 부분적으로는 무선 액세스 모듈(810)에 의해 전송된 채널 추정 결과를 기반으로 해서 장래에 어떤 프래그먼트를 요청할 것인지를 결정한다. 다른 실시예에서, 무선 액세스 모듈(810)은 그 스케줄링을 변화시킬 수 있어서, 더 큰 대역폭이나 더 작은 대역폭을 제공할 수 있어, 클라이언트(830)에 의해 실행된 채널 대역폭 추정에 영향을 미쳐, 클라이언트가 더 높은 또는 더 낮은 비트 속도의 비트스트림으로부터 프래그먼트를 요청하게 하여 채널 활용을 개선할 수 있다. 예컨대, 무선 액세스 모듈(810)은 무선 링크 상의 정체를 검출하거나 예상한다면, 클라이언트(830)에 대한 대역폭 할당을 상당히 감소시킬 수 있어서, 클라이언트가 비트 속도 전환을 더 일찍 발생시키게 한다.
당업자는, 본 명세서에서 개시한 실시예에 연계하여 기재된 여러 예시적인 논리 블록, 모듈, 유닛 및 알고리즘 단계는 종종 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합으로서 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호변경가능성을 명확히 예시하기 위해, 여러 예시적인 구성요소, 유닛, 블록, 모듈 및 단계가 일반적으로 그 기능 면에서 기재되었다. 그러한 기능이 하드웨어나 소프트웨어로서 구현되는지는 전체 시스템에 가해진 설계 제약과 특정한 시스템에 의존한다. 당업자는 각 특정 시스템에 대해 다양한 방식으로 기재한 기능을 구현할 수 있지만, 그러한 구현 결정은 본 발명의 적용범위로부터의 이탈을 초래하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 게다가, 유닛, 모듈, 블록 또는 단계 내의 기능을 그룹으로 묶은 것은 설명을 용이하게 하기 위해서이다. 특정한 기능이나 단계는 본 발명으로부터 이탈하지 않고도 한 유닛, 모듈 또는 블록으로부터 옮길 수 있다.
본 명세서에 개시한 실시예와 연계하여 기재한 여러 예시적인 논리 블록, 유닛, 단계 및 모듈은 본 명세서에서 기재한 기능을 실행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능한 논리 장치, 이산 게이트나 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소 또는 이들의 조합으로 구현되거나 실행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 프로세서, 제어기 또는 마이크로제어기일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치의 조합, 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연결되는 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본 명세서에서 개시한 실시예와 연계하여 기재한 블록이나 모듈의 프로세스와 방법 또는 알고리즘의 단계는 직접 하드웨어로, 프로세서에 의해 수행되는 소프트웨어 모듈(또는 유닛)로, 또는 이들 두 가지의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 탈착 가능한 디스크, CD-ROM, 또는 임의의 다른 형태의 기계나 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시 가능한 저장 매체는 프로세서에 결합될 수 있어서, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 이에 정보를 기록할 수 있다. 대안으로서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다.
여러 실시예가 또한, 예컨대 주문형 집적회로("ASICs") 또는 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이("FPGAs")와 같은 구성요소를 사용하여 주로 하드웨어로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 기재한 기능을 실행할 수 있는 하드웨어 상태 머신의 구현은 또한 당업자에게 명백할 것이다. 여러 가지 실시예가 하드웨어와 소프트웨어 모두의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
개시한 실시예의 상기 기재로 인해, 당업자는 본 발명을 이용 또는 사용할 수 있다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변경은 당업자에게 충분히 명백할 것이며, 본 명세서에 개시한 일반 원리는 본 발명의 사상과 적용범위에서 이탈하지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 제시한 상세한 설명과 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 나타내며, 그러므로, 본 발명에 의해 광범위하게 생각해 볼 수 있는 요지를 대표함을 이해해야 한다. 본 발명의 적용범위는 당업자에게 자명하게 될 수 있는 다른 실시예를 충분히 포함함을 더 이해해야 한다.

Claims (36)

  1. 통신 네트워크에서 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는 방법으로서,
    상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 단계;
    상기 통신 네트워크에서의 정체(congestion) 레벨을 결정하는 단계로서, 상기 정체 레벨은 상기 무선 채널의 용량과 관련되고, 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 상기 무선 채널의 용량은 상기 정체 레벨에 따라 변할 수 있는 것인, 상기 결정하는 단계; 및
    상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함한다고 결정되고 상기 결정된 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨을 초과한다면, 상기 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하여, 상기 데이터 패킷이 상기 용량에 따라 상기 무선 채널을 통해 전송될 수 있게 하는 단계를 포함하는, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정체 레벨이 상기 미리 결정된 정체 레벨을 초과한다고 결정된다면, 상기 비트 속도는 상기 용량에 따라 하향 조정되고;
    상기 정체 레벨이 상기 미리 결정된 정체 레벨 미만이라고 결정된다면, 상기 비트 속도를 상기 용량에 따라 상향 조정하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 상기 단계는, 상기 데이터 패킷의 속성을 점검하여 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 상기 단계는, 상기 데이터 패킷이 실시간 프로토콜(RTP) 패킷을 포함하는 것을 결정하는 단계와, 상기 RTP 패킷과 관련된 헤더 정보의 콘텐츠를 기반으로 해서, 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 상기 단계는, 상기 데이터 패킷 중 하나 이상과 관련된 패이로드 타입이 동적으로 할당됨을 결정하여 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하는 상기 단계는, 하나 이상의 데이터 패킷의 헤더가 동적으로 할당된다면, 상기 데이터 패킷 중 하나 이상과 관련된 통계를 저장하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 데이터 패킷은 상기 무선 채널과 관련된 업링크를 통해 전송되는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 데이터 패킷은 상기 무선 채널과 관련된 다운링크를 통해 전송되는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 정체 레벨을 결정하는 단계는 상기 데이터 패킷이 전송되는 하나 이상의 장치와 관련된 물리 계층(PHY) 동작 모드를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 정체 레벨을 결정하는 단계는 상기 데이터 스트림과 관련된 수요 레벨이 상기 무선 채널의 용량을 초과함을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 정체 레벨을 결정하는 단계는 하나 이상의 장치와 관련된 물리 계층(PHY) 동작 모드의 변화를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 정체 레벨을 결정하는 단계는, 상기 PHY 동작 모드에서의 변화가 검출될 때 상기 무선 채널의 용량을 재계산하는 단계와, 상기 데이터 스트림과 관련된 수요가 상기 무선 채널의 용량을 초과함을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 정체 레벨을 결정하는 단계는 물리 계층(PHY) 모드와 관련된 통계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정체 레벨을 결정하는 단계는 정체 레벨을 예측하는 단계; 및
    상기 예측한 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨이나 이를 초과한다면, 상기 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하여, 상기 데이터 패킷이 상기 예측한 정체 레벨을 기반으로 해서 예측한 용량에 따라 상기 무선 채널을 통해 전송될 수 있게 하는 단계를 포함하는, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 통계는 상기 무선 채널과 관련된 신호대잡음비(SNR), 수신된 신호 세기 지시자(RSSI: Received Signal Strength Indicators), 반송파 대 간섭파+잡음 비(CINR: Carrier to Interference plus Noise Ratio), 비트 에러 속도(BER: Bit Error Rate), 재송신 카운트 중 하나 이상을 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 정체의 결정은 상기 데이터 패킷의 전송과 관련된 버퍼의 상태를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 무선 채널은 상기 데이터 스트림이 전송되는 복수의 장치로의 복수의 논리 링크를 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 데이터 스트림은 복수의 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP: HyperText Transfer Protocol) 스트림을 포함하되, 상기 HTTP 스트림 중 적어도 두 개는 상이한 속도를 가지며, 상기 비트 속도를 조정하는 것은 상기 데이터 패킷이 상기 용량에 따라 상기 무선 채널을 통해 전송될 수 있게 하는 상이한 속도 중 하나를 갖는 상기 HTTP 스트림 중 스트림을 선택하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 데이터 스트림은 지원 파일을 포함하며, 상기 데이터 패킷이 상기 무선 채널을 통해 전송될 수 있게 하는 상이한 속도 중 하나를 갖는 상기 HTTP 스트림 중 다른 스트림이 상기 지원 파일로부터 제거되는 것인, 데이터 스트림 비트 속도의 조정 방법.
  20. 통신 네트워크에서 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는 액세스 노드로서,
    상기 데이터 패킷 중 하나 이상을 점검하여 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 구성된 패킷 점검 유닛;
    상기 패킷 점검 유닛에 결합되며, 상기 통신 네트워크에서의 정체 레벨을 결정하도록 구성된 정체 유닛으로서, 상기 정체 레벨은 상기 무선 채널의 용량과 관련되며, 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 상기 무선 채널의 용량은 상기 정체 레벨에 따라 변할 수 있는, 정체 유닛; 및
    상기 패킷 점검 유닛과 상기 정체 유닛에 결합되며, 상기 패킷 점검 유닛과 상기 정체 유닛에 응답하여 상기 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하도록 구성되는 비디오 스케일링 유닛을 포함하되,
    상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함한다고 결정되며 상기 정체 레벨이 미리 결정된 정체 레벨을 초과한다고 결정된다면, 상기 데이터 스트림의 비트 속도가 조정되며, 상기 데이터 스트림의 비트 속도가 조정되어, 상기 데이터 패킷이 상기 용량에 따라 상기 무선 채널을 통해 전송되는 것인 액세스 노드.
  21. 제20항에 있어서, 상기 패킷 점검 유닛은, 상기 하나 이상의 데이터 패킷이 RTP 프로토콜을 사용하여 전송된 비디오 데이터를 포함하는 것을 검출하도록 구성된 실시간 프로토콜(RTP: Real-time protocol) 유닛을 더 포함하는 것인 액세스 노드.
  22. 제20항에 있어서, 상기 패킷 점검 유닛은, 상기 하나 이상의 데이터 패킷의 패킷 분류를 검출하여, 검출된 상기 데이터 분류를 기반으로 해서 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 구성된 검출 유닛을 더 포함하는 것인 액세스 노드.
  23. 제22항에 있어서, 상기 패킷 분류는 애플리케이션 등급 및 특정한 애플리케이션 속성 중 하나 이상을 포함하는 것인 액세스 노드.
  24. 제22항에 있어서, 상기 검출 유닛은 IP 소스 어드레스; 및 IP 목적지 어드레스 중 하나 이상을 더 검출하며, 상기 패킷 점검 유닛은, 리버스 도메인 네임 시스템(DNS: Domain Name System) 룩업 및 인터넷 "WHOIS" 퀘리 중 하나 이상을 실행하여, 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 더 구성된 것인 액세스 노드.
  25. 제22항에 있어서, 도메인 네임과 애플리케이션 등급과 특정한 애플리케이션 중 하나 이상 사이의 관련성 맵을 더 포함하는, 액세스 노드.
  26. 제20항에 있어서, 상기 데이터 패킷은 상기 무선 채널과 관련된 업링크를 통해 전송되는 것인 액세스 노드.
  27. 제20항에 있어서, 상기 데이터 패킷은 상기 무선 채널과 관련된 다운링크를 통해 전송되는 것인 액세스 노드.
  28. 제20항에 있어서, 상기 데이터 패킷은 매크로셀, 피코셀 및 기업용 펨토셀 중 하나와 관련되는 것인 액세스 노드.
  29. 제20항에 있어서, 상기 액세스 노드는 이동 WiMAX 기지국; GSM 무선 베이스 트랜시버 스테이션(BTS: Base Transceiver Station); 범용 이동 원격통신 시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunications System) NodeB; LTE 전개된 NodeB; 및 케이블 모뎀 헤드 엔드 중 하나를 포함하는 것인 액세스 노드.
  30. 제20항에 있어서, 상기 무선 채널은, 상기 데이터 패킷이 전송되는 하나 이상의 장치로의 복수의 논리 링크를 포함하는 것인 액세스 노드.
  31. 롱 텀 에볼루션(LTE: Long Term Evolution) 네트워크에서 무선 채널을 통한 전송용 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하는, LTE 네트워크에서 사용하기 위한 eNodeB로서,
    데이터 패킷을 수신하도록 구성된 백홀 인터페이스 유닛;
    상기 백홀 인터페이스 유닛에 결합된 데이터 애플리케이션 유닛; 및
    상기 데이터 애플리케이션 유닛에 결합된 LTE 프로토콜 스택의 하나 이상의 계층을 포함하는 LTE 프로토콜 유닛을 포함하되,
    상기 데이터 애플리케이션 유닛은,
    상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하고;
    상기 LTE 네트워크에서의 정체 레벨에 응답하여 상기 데이터 스트림의 비트 속도를 조정하도록 구성된 것인 eNodeB.
  32. 제31항에 있어서, 상기 데이터 애플리케이션은, 상기 데이터 패킷이 실시간 프로토콜(RTP) 패킷을 포함하는지를 결정하여, 상기 RTP 패킷과 관련된 헤드 정보의 콘텐츠를 기반으로 해서, 상기 데이터 스트림이 비디오 데이터를 포함하는 것을 결정하도록 구성되는 패킷 점검 유닛을 더 포함하는 것인 eNodeB.
  33. 네트워크에서 통신 채널 상의 전송용 비디오 스트림을 스케일링하는 장치로서,
    상기 네트워크에 결합된 액세스 노드;
    상기 액세스 노드와 상기 네트워크에 결합된 패킷 게이트웨이; 및
    상기 패킷 게이트웨이, 상기 액세스 노드 및 상기 네트워크에 결합된 비디오 스케일링 유닛을 포함하되,
    상기 비디오 스케일링 유닛은,
    상기 액세스 노드로부터 트리거를 수신하고,
    상기 트리거를 처리하여 상기 통신 채널 상에서 상기 비디오 스트림을 전송하기 위한 원하는 데이터 속도를 결정하며,
    상기 통신 채널의 용량을 기반으로 해서 대략 원하는 데이터 속도로 상기 비디오 스트림의 비트 속도를 스케일링하도록 구성되는 것인, 비디오 스트림의 스케일링 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 통신 채널은 복수의 장치와 관련된 복수의 논리 채널을 포함하는 것인, 비디오 스트림 스케일링 장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 통신 채널은 복수의 논리 채널을 포함하며, 상기 복수의 논리 채널 중 적어도 두 개의 채널은 상이한 원하는 데이터 속도를 갖는 것인, 비디오 스트림의 스케일링 장치.
  36. 제33항에 있어서, 상기 비트 속도를 스케일링하는 것은, 상기 원하는 데이터 속도가 상기 논리 채널의 용량을 초과할 때, 장치와 관련된 논리 채널에 대한 비트 속도를 스케일링하는 것을 포함하는 것인, 비디오 스트림 스케일링 장치.
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