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JP2007143142A - 無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置 - Google Patents

無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、データ伝送時無線ネットワークの資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法及び装置を提供する。
【解決手段】 無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置が提供される。
本発明の一実施形態による無線ネットワークにおけるデータ伝送方法は、無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供する段階、前記送信データを前記無線ネットワークに送信する段階、前記送信データの伝送成功率を計算する段階及び前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する段階を含む。
【選択図】 図1

Description

本発明は無線ネットワークにおけるビデオデータの伝送に係り、さらに詳細にはビデオデータ伝送時、無線ネットワークの資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法及び装置に関する。
IEEE802.11a/b/g、cdma2000、UMTS、WiBro等の無線通信技術の発展と大衆化でホームネットワーク、無線インターネットが広く使われる予定で、これらサービスのキラーアプリケーションとしてビデオストリーミングが予想される。特に、DMB(デジタルマルチメディアブロードキャスティング)のような放送システムが構築されながら無線通信におけるビデオストリーミングの重要性が浮び上がっている。
無線ネットワークでは、不安定なチャネル状況でパケット紛失が発生して受信側のユーザーが感じるビデオ品質に問題を引き起こすことができる。
ユーザーが感じるビデオ品質に異常がないようにするために従来には紛失されたパケットを再伝送したり、伝送速度を遅らせて再伝送する方法を用いている。さらに具体的に、データフレームをパケットを分けて伝送する時、所定パケットが伝送に失敗する場合、ビデオ送信装置は他のパケットの伝送を中止する。そして、伝送に失敗したパケットを成功的に伝送する時まで再伝送する。伝送に失敗したパケットをあらかじめ指定された回数だけ再伝送した後にも成功的に伝送されない場合、送信側はパケット伝送速度を下げて再伝送する。このような過程を経て伝送に失敗したパケットが成功的に伝送されれば、ビデオ送信装置は次のパケットを伝送する。
ところが従来のデータ伝送方法は、指定された帯域幅を最大限に活用してデータを無欠に伝送するのに重点を置いている。そのため制限された無線ネットワーク資源を効率的に用いていることができないという問題がある。
これで多くの発明(例えば、米国公開特許2003−0005382‘System and method for frame retransmission in a broadcast communication system’)が提示されたが上述した問題は相変らず解決されていない。
したがって無線ネットワークを介してビデオデータを伝送する場合、無線ネットワークの限られた資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法と装置が必要である。
米国公開特許第2003−0005382号公報
本発明は前記した問題点を改善するために案出したものであって、データ伝送時無線ネットワークの資源を効率的に用いることができるデータ伝送方法及び装置を提供することに目的がある。
しかし本発明の目的は以上で言及した目的に制限されないし、言及されないまた他の目的は下記の記載から当業者に明確に理解されることができることである。
前記目的を達成するために本発明の実施形態によるデータ伝送方法は、無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供する段階、前記送信データを前記無線ネットワークに送信する段階、前記送信データの伝送成功率を計算する段階及び前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する段階を含む。
前記目的を達成するために本発明の一実施形態による無線ネットワークにおけるデータ伝送装置は、無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供するビデオデータ処理部、前記送信データを前記無線ネットワークに送信する送信部、前記送信データの伝送成功率を計算する計算部及び前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する判断部を含む。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になることである。しかし本発明は以下で開示する実施形態に限られることでなく相異なる多様な形態で具現されることができ、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにして、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供することであり、本発明は請求項の範ちゅうにより定義されるだけである。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指称する
前記したような本発明による無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置によれば、次のような効果がある。
第一に、制限された無線ネットワーク資源を効率的に用いることができるという長所がある。
第二に、保存部を効率的に用いることができるという長所がある。
以下、本発明の実施形態によって無線ネットワークにおけるデータ伝送方法及び装置を説明するためのブロック図または処理フローチャートに対する図面を参考にして本発明について説明するようにする。この時、処理フローチャート図面の各ブロックとフローチャート図面の組合はコンピュータプログラムインストラクションにより行われることができることを理解することができることである。これらコンピュータプログラムインストラクションは汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載されることができるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサを介して行われるそのインストラクションがフローチャートブロックで説明した機能を行う手段を生成するようになる。これらコンピュータプログラムインストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を指向することができるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリーに保存されることも可能であるので、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリーに保存されたインストラクションはフローチャートブロックで説明した機能を行うインストラクション手段を含む製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能であるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成してコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を行うインストラクションはフローチャートブロックで説明した機能を実行するための段階を提供することも可能である。
また、各ブロックは特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示すことができる。また、いくつの代替実行例ではブロックで言及された機能が順序を外れて発生することも可能なことを注目しなければならない。例えば、相次いで示されている2個のブロックは事実実質的に同時に行われることも可能であってまたはそのブロックが時々該当する機能によって逆順で行われることも可能である。
図1は本発明の第1実施形態によるビデオ送信装置100の構成を示す例示図である。
本実施形態で使われる‘〜部’という用語、すなわち‘モジュール’または‘テーブル’等はソフトウェア、FPGA(Field Programmable Gate Array)または注文型半導体(Application Specific Integrated Circuit、ASIC)のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールはある機能を行う。しかしモジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限られる意味ではない。モジュールはアドレッシングできる保存媒体にあるように構成されることもできて一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されることもできる。したがって、一例でモジュールはソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素とモジュール内で提供する機能はさらに小さな数の構成要素及びモジュールで結合したり追加的な構成要素とモジュールでさらに分離されることができる。その上、構成要素及びモジュールはデバイス内の一つまたはそれ以上のCPUを再生させるように具現されることもできる。
図示されたビデオ送信装置100は入力部110、フレーム分類部120、ビデオデータ処理部130、送信部140、計算部150、判断部160、保存部170、制御部180及び受信部190を含む。
入力部110はMPEGのようなビデオデータを入力を受ける。
フレーム分類部120は入力部110を介して入力されたビデオデータをフレーム別に分類する。例えば、MPEGビデオデータはIフレーム、Bフレーム、Pフレームに分類することができる。この場合、各フレームデータがMPEG TS(トランスポートストリーム)パケットに分けられる時フレーム分類部120は各TSパケット毎にI/P/Bフレームタイプを表示しておく。
ビデオデータ処理部130は入力部110を介して入力されたビデオデータを処理する。図2はビデオデータ処理部130の構成をさらに詳細に示したブロック図である。
図示されたビデオデータ処理部130は、コーダー131、インターリーバ132及び伝送パケッタイザ133を含むことができる。
コーダー131はFEC(フォワードエラーコレクション)方式によってフレームデータをコード化する。FECはフレームデータに一定大きさのデータを付加して、この付加したデータを介して流失されたりエラーが発生したデータを復旧することができるようにするのを言う。FEC方式によるコーディングアルゴリズムとしてはリードソロモンコーディングアルゴリズム、ビタビ(Viterbi)アルゴリズムを例に挙げることができる。
リードソロモンアルゴリズムを用いる場合、実際データの大きさがK byteであり、エンコーディングされたデータがN byteの場合エンコーディング率はRS(N、K)で示すことができる。ここで、コーディングによって付加したデータの大きさRはN−Kである。リードソロモンアルゴリズムで、発生したエラーの大きさがR/2より小さい場合にはデータを復旧することができる。すなわち、Rの大きさを大きくするほどエラーを復旧することができる範囲が増加する。しかしRを大きくするためにはNを大きくしなければならなく、これは伝送するデータ量が多くなるのを意味する。
コーダー131はエンコーディング時付加するデータすなわち、エラーを復旧することができるデータの大きさはフレームの重要度によって差等的に付加することができる。例えば、コーダー131は他のフレームに比べてIフレームにさらに多くの復旧データを付加することができる。なぜなら、IフレームはBフレームとPフレームが参照するフレームであるため、Iフレームにエラーが発生すればこれを参照するBフレームとPフレームにもエラーが発生するためである。
また、コーダー131は無線ネットワークの状況によってデータをエンコーディングする方式を調節することができる。例えば、伝送したパケットにおけるエラー発生率が少ない場合、コーダー131はエンコーディング時付加するデータの量を減らすことができる。またはIフレームにだけ復旧データを付加して、Pフレームには復旧データを付加しないようにエンコーディング方式を変更することができる。
インターリーバ132は、コード化されたフレームデータをインターリービングする。ここで、インターリービングと言うことは、それぞれのパケットを複数個のブロックに分けて、他のパケットのブロックと統合して新しいパケットに作ることを意味する。すなわち、図2のように、210、220、230、240パケットにエンコーディングしたフレームデータを複数個のブロックに分けて、211パケットに210、220、230及び240パケットの一部を保存して、212、213、214パケットにも同様に一部を保存する。このようにインターリービングを行えば、パケット伝送時パケット単位でエラーが発生しても、エラーが発生したパケットによりフレームまたはビデオデータが全部消失することを防止することができる。
さらに具体的に、図2で、インターリービングを行わずにパケット伝送した時、210パケットが流失されるならば、210パケットが有しているフレームの特定データが全て流失される。インターリービングを行った後パケットを伝送すれば、211パケットが流失されても、210、220、230及び240パケットの一部が流出することである。すなわち、211パケット流失によるエラーが他のパケット220、230、240に分散されるためフレームまたはビデオデータが全部消失する場合を防ぐことができる。また、リードソロモンアルゴリズムによれば、各フレームデータで発生したエラーの大きさがR/2より小さい場合にはFECにより流失されたデータを復旧することができる。
一方、コード化されたデータがインターリーブされる時、インターリービングブロックの大きさは無線ネットワークの状態によって調節することができる。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合、インターリーバ132はインターリービングブロックの大きさを小さく設定することができる。反対に、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合、インターリーバ132はインターリービングブロックの大きさを大きく設定することができる。
伝送パケッタイザ133は、インターリーブされたフレームデータを複数個のパケットに分離して、各パケットのヘッダー部分に順次番号を追加する役割をする。順次番号は、後述するビデオ受信装置400が受信されたデータを整列することに使われる。すなわち、ビデオ送信装置100でパケットが伝送された順序とビデオ受信装置400にパケットが受信された順序が異なる場合、ビデオ受信装置400は順次番号を利用してパケットを整列する。
一方、インターリーブされたデータがパケッタイジングされる時、UDPパケットの大きさは無線ネットワークの状態によって調節することができる。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはUDPパケットの大きさを減らすことができる。反対にデータ伝送率が低い場合にはUDPパケットの大きさを増加させることができる。
送信部140はパケットを重要度によって区分して伝送する。このために送信部140は複数の優先順位Qを含むことができる。すなわち、表示されたフレームタイプによって相異なる優先順位Qに保存された後、ビデオ受信装置400に伝送される。
一方、送信部140はあらかじめ決まった伝送パラメーターによってパケットを伝送する。伝送パラメーターでは伝送に失敗したパケットを再伝送するのに必要な再伝送回数(Retry limit)、データ伝送率及び一度に伝送することができるデータの最大サイズ(Maximum Transfer unit;MTU)等を例に挙げることができる。このような伝送パラメーターは無線ネットワークの状況によって調節することができる。さらに具体的に、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはMTUを減らすことができる。反対にエラー発生率が低い場合にはMTUを増加させることができる。
計算部150は、送信部140を介してパケットが伝送されれば、伝送したパケットを含むフレームに対するパケット伝送成功率を計算する。例えば、送信部140を介してIフレームを構成するパケットが伝送されたとすれば、Iフレームを構成する全体パケットのうちから成功的に伝送されたパケットの比率を計算する。そしてこれに対する情報を後述される判断部160に提供する。
判断部160は、計算部150から提供を受けたパケット伝送成功率が臨界値以上であるのかを判断して、判断結果によってパケット伝送を制御する。すなわち、該パケットを含むフレームデータのパケット伝送を完了して次のフレームデータのパケットを伝送したり、伝送時失敗したパケットを再伝送する。さらに具体的な説明は図6を参照して後述するようにする。
保存部170は第1保存部(図示せず)と第2保存部(図示せず)を含む。
第1保存部は、エンコーディング率、インターリービングブロック大きさ、UDPパケット大きさ、及びパケット伝送と関連した伝送パラメーター例えば、データ伝送率、MTU及び再転送回数に対する情報を保存する。また、第1保存部は、エンコーディング率によるエラー復旧率及びパケット伝送成功率に対する臨界値を保存する。(表1)のようにテーブル化して保存されることができる。
(表1)はリードソロモンコーディングアルゴリズムを適用した場合、エンコーディング率によるエラー復旧率及びパケット伝送成功率に対する臨界値を示したものである。
Figure 2007143142
(表1)を参照すると、IフレームがRS(255、127)のエンコーディング率でエンコーディングされた場合(単位、byte)、パケット伝送成功率に対する臨界値は75%であることが分かる。これは、Iフレームが伝送パケッタイザ133により12個のパケットに分けられた場合、9個以上のパケットが成功的に伝送されてこそビデオ受信装置400でデータを復旧することができることを意味する。
一方、第2保存部はパケット伝送時、伝送に失敗したパケットを保存する。このような保存部170はROM(リードオンリメモリ)、PROM(プログラマブルROM)、EPROM(イレーザブルプログラマブルROM)、EEPROM(エレクトリカリイレーザブルプログラマブルROM)、フラッシュメモリーのような非揮発性メモリー素子またはRAM(ランダムアクセスメモリ)のような揮発性メモリー素子またはハードディスクドライブ(HDD)のような保存媒体のうち少なくとも一つで具現されることができるがこれに限られない。
受信部190は後述されるビデオ受信装置400から無線ネットワーク状態情報を受信する。無線ネットワークの状態情報にはパケット伝送率、エラー発生率に対する情報が含まれることができる。受信部190に受信された無線ネットワーク状態情報は制御部180に提供される。
制御部180は無線ネットワークの環境によってビデオ送信装置100内の他の構成要素を制御する役割をする。例えば、制御部180は送信部140を制御してデータ伝送率、最大伝送ユニットの大きさを調節する。さらに具体的に、802.11aの場合、54Mbps、48Mbps、36Mbps、24Mbps、11Mbps等の多様なデータ伝送率を提供するが、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合、制御部180はデータ伝送率を54Mbpsに設定する。これに比べて無線ネットワークのエラー発生率が高い場合にはデータ伝送率を54Mbpsさらに低く設定する。
また、制御部180は無線ネットワークの状態によって第2保存部に保存されたデータすなわち、伝送失敗したパケットの再伝送回数を適応的に設定する。例えば、無線ネットワークのエラー発生率が高い場合、制御部180はパケット再伝送回数を大きく設定する。反面、無線ネットワークのエラー発生率が低い場合には再伝送回数を低く設定する。また、制御部180は、データの重要度によって、再伝送回数を適応的に設定することができる。言い換えると、重要度が高いデータ、例えばIフレームが流失される場合他のフレームに影響を及ぼすことができるので再伝送回数を高く設定することができる。反面Bフレームの場合は流失されても他のフレームに大きく影響を及ぼさないので再伝送回数を低く設定することができる。
図3は本発明の実施形態によるビデオ送信装置100内でのデータの流れを示したものである。
図3を参照すると、入力部110を介して入力されたビデオデータはフレーム分類部120によりフレーム別に分類される。例えば、MPEGビデオデータの場合、I、B、Pフレームに分類する。以後、分類されたフレームデータがMPEG TS(トランスポートストリーム)パケットに分けられる時、各TSパケットには該フレームタイプが表示される。
以後、該フレームタイプが表示されたTSパケットはエンコーダ131によりあらかじめ決まったエンコーディング率によりエンコーディングされる。すなわち、各フレームタイプの重要度に合うように設定されたエンコーディング率によってエンコーディングされる。
このようにエンコーディングされたデータは無線ネットワークの状況に合うように設定されたインターリービングブロック大きさに合せて複数個のブロックに分けられた次に相互に混ざるようになる。
インターリーブされたフレームは伝送パケッタイザ133により順次番号が付加されてパケットに分類した後、送信部140を介してビデオ受信装置400に伝送される。パケット伝送時、該フレームに対するパケット伝送成功率が臨界値以上である場合には該フレームに対するパケット伝送が終了されて、次のフレームのパケットが伝送される。また、パケット伝送時、伝送失敗したパケットは第2保存部に保存される。第2保存部に保存されたパケットは、該フレームに対するパケット伝送率があらかじめ指定された臨界値以下であって、フレーム単位での伝送が完了した場合、送信部140を介して再伝送される。
次に、図4は本発明の第1実施形態によるビデオ受信装置400の構成を示したブロック図である。
図示されたビデオ受信装置400は、受信部410、パケット整列部420、ビデオデータ処理部430、出力部440情報収集部450及び送信部460を含む。
受信部410は無線ネットワークを介してビデオ送信装置100で送信されたパケット及び再伝送されたパケットを受信する。この時、受信されたパケットはフレームタイプによって別途のQに保存される。
パケット整列部パケットソータ420は受信されたパケットのヘッダーに含まれた順次番号を参照して、順次に受信されないパケットを整列する。この時整列する方法は複数のフレームQ(図示せず)からパケットを一つずつ持ってきて最も小さな順次番号を有するパケットをシーケンスQ(図示せず)に保存する。その次に選択されたパケットが出たフレームQから次のパケットを持ってきて再び最も小さな順次番号を比較する。このような過程を各フレームQが空くようになる時まで繰り返して受信されたパケットを整列する。
ビデオデータ処理部430はパケット整列部420により整列されたパケットを処理してビデオデータを再生する役割をする。さらに具体的に、ビデオデータ処理部430は、デパケッタイザ431、デインターリーバ432及びデコーダ433を含む。
デパケッタイザ431は受信されたパケットを組み合わせてフレームデータを生成する。この時、デパケッタイザ431はパケットのヘッダーに含まれている情報すなわち、コード化されたデータの大きさ及び順次番号を利用してドロップされたパケットを捜し出して、ドロップされたパケットの大きさだけダミーデータを満たしてフレームデータを生成する。
デインターリーバ432は、デパケッタイザ431により生成されたフレームデータをデインターリービング(de−interleaving)する。このように、デインターリービングをすれば、ダミーデータがフレーム全体に分散されるので、損失されたパケットによりフレームの特定部分のデータが全部消失されることを防ぐことができる。
デコーダ433は、デインターリービングされたフレームデータをデコーディングする。すなわち、ビデオ送信装置100でエラー復旧のために付加した復旧情報を利用して本来のビデオデータを抽出する。
ビデオ出力部440はビデオデータ処理部430により処理されたビデオデータを出力する。
情報収集部450はデコーディングされた後のエラー発生率等のような無線ネットワーク状態情報を収集する。
送信部460は情報収集部450により収集された無線ネットワーク状態情報をビデオ送信装置100に送信する役割をする。
図5は本発明の実施形態によるビデオ受信装置400内におけるデータの流れを示したものである。
図5を参照すると、ビデオ送信装置100で伝送したパケットはビデオ受信装置400の受信部410に受信される。この時、受信部410ではビデオ受信装置400で復旧可能なだけのパケットが受信される。受信されたパケットはパケット整列部420により順番どおり整列される。以後、デパケッタイザ431によりドロップされたパケットの位置に、該パケットの大きさだけのダミーデータが満たされてフレームデータが生成されれば、フレームデータはデインターリーバ432によりデインターリービングされる。デインターリービングされたフレームはデコーダ433によりデコーディングされた後、ビデオ出力部440を介して出力される。
次に図6及び図7を参照して本発明の第1実施形態によるデータ送受信方法に対して説明する。
図6は本発明の実施形態によるビデオ送信装置100における作業処理過程を示したフローチャートである。
まず、制御部180は受信部190を介してビデオ受信装置400から無線ネットワークの状態情報を受信する(S601)。ここで、無線ネットワークの状態情報にはパケット伝送率、エラー発生率等の情報が含まれることができる。制御部は受信された無線ネットワークの状態情報によってビデオデータ処理に必要な各種パラメーター及びデータ送信に必要な伝送パラメーターを設定する。
以後、ビデオ入力部110を介して入力されたビデオデータはフレーム別に分類される(S602)。例えば、MPEGビデオデータの場合、I、B、Pフレームに分類する。タイプ別に分類されたフレームデータTSパケットに分けられた後、ビデオ処理部によりコーディング、インターリービング、そしてパケッタイジングされる(S603)。この時、I/P/Bフレームタイプの重要度に合うように制御部180により設定されたエンコーディング率、インターリービングブロック大きさ、UDPパケット大きさが適用される。例えば、Iフレームは重要度が最も高いので、他のフレームに比べて高いエンコーディング率でエンコーディングされることができる。
一方、ビデオフレームだけでなく、システムに関する情報とヘッダー、オーディオTSパケットも伝達されるのに、このうちからシステム情報とヘッダーはIフレームのような重要度で処理されてコード化されることができる。そしてオーディオTSパケットは各I/P/Bフレームに含まれて共にエンコーディングされることができる。
パケットに作る過程であるパケッタイジングまで終わったパケットは送信部140を介してビデオ受信装置400に伝送される(S604)。この時、伝送に失敗したパケットは第2保存部に別途に保存される(S611)。
一方、送信部140を介してパケットが伝送されれば、計算部150は該パケットを含むフレームに対するパケット伝送成功率を計算して、判断部160に提供する。例えば、伝送したパケットがIフレームのパケットならば(S610)、計算部150はIフレームに対するパケット伝送成功率(すなわち、Iフレームを構成する全体パケットのうち成功的に伝送されたパケットの比率)を計算して、判断部160に提供する。
判断部160は計算部150から提供を受けたパケット伝送成功率が臨界値以上であるのかを判断する(S620)。例えば、IフレームがRS(255、127)のエンコーディング率でエンコーディングされた場合、判断部160は計算部150から提供を受けたパケット伝送成功率が75%であるかを判断する。さらに具体的に、Iフレームが12個のパケットにパケッタイジングされた場合、判断部160は9個以上のパケットが成功的に伝送されたのかを判断する。
判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以上であれば(S620、はい)、判断部160はこれを送信部140に知らせて該フレームのパケット伝送が中止されて(S621)、次のフレームのパケットが伝送されることができるようにする(S622)。例えば、Iフレームに対する12個のパケットのうち1番目のパケットから9番目のパケットまで全て成功的に伝送されたとすれば、判断部160はIフレームに対するパケット伝送が中止されて、次のフレーム例えば、Bフレームのパケットが伝送されることができるようにする。もしも、第2保存部に一次伝送に失敗したパケットが保存されている場合、判断部160は保存されたパケットが廃棄されることができるようにする(S621)。
判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以下ならば(S620、いいえ)、判断部160は伝送したパケットが該フレームの最終パケットであるかを判断する(S630)。すなわち、該フレームのパケットが全て伝送されたのかを判断する。
判断結果、該フレームのパケットが全て伝送されない場合(S630、いいえ)、判断部160は該フレームの次のパケットが送信部140を介して伝送することができるようにする(S604)。例えば、Iフレームに対するパケットのうち、1番目のパケットから7番目のパケットが全て成功的に伝送された場合、パケット伝送成功率は75%以下であって、Iフレームのパケットが全て伝送されたことでないので、判断部160は、次のパケットすなわち、Iフレームの8番目のパケットが伝送されることができるようにする。
判断結果、該フレームのパケットが全て伝送された場合(S630、はい)、判断部160は第2保存部に保存されているパケットすなわち、最初伝送時、伝送に失敗したパケットが再伝送されることができるようにする(S650)。例えば、Iフレームに対する12個のパケットのうち、総8個のパケットが成功的に伝送された状態で12番目のパケットを伝送した結果、伝送に失敗した場合、パケット伝送成功率は75%以下であって、Iフレームのパケットが全て伝送された状態であるので、判断部160は、第2保存部に保存されている4個のパケットのうち一つが再伝送されることができるようにする。この時、再伝送されるパケットは先に保存された順序通り再伝送されたり任意の順序通り再伝送されることができる。
また、再伝送されるパケットのデータ伝送率は初期データ伝送率に比べて低く設定されることが望ましい(S640)。例えば、初期データ伝送率が54Mbpsだったら、再伝送されるパケットは24Mbpsのデータ伝送率で伝送することが望ましい。このように、再伝送されるパケットのデータ伝送率を初期データ伝送率に比べて低く設定することによって、再伝送されるパケットの伝送成功率を高めることができる。
このように、パケットが再伝送されれば、判断部160はパケット伝送成功率が臨界値以上になったのかを再び判断する(S660)。
判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以上であれば(S660、はい)、判断部160は第2保存部に保存されているパケットが全て廃棄されることができるようにする(S661)。そして、次のフレームのパケットが伝送されることができるようにする(S662)。例えば、第2保存部に保存された4個のパケットのうち一つのパケットを再伝送した結果、成功的に伝送された場合、12個のパケットのうち9個のパケットが成功的に伝送されたので、パケット伝送成功率が75%になる。これは、ビデオ受信装置400では9個のパケットを利用してIフレームを復旧することができることを意味する。したがって、判断部160は第2保存部に保存されている4個のパケットが廃棄されることができるようにした次に、次のフレーム例えば、Bフレームのパケットが伝送されることができるようにする。
判断結果、パケット伝送成功率が臨界値以下ならば(S660、いいえ)、判断部160は該パケットが指定された再伝送回数だけ再伝送されたのかを判断する(S670)。
判断結果、指定された再伝送回数だけ再伝送されない場合(S670、いいえ)、判断部160は該パケットが指定された回数だけ再伝送されることができるようにする(S671)。例えば、制御部180により再伝送回数が3回に設定された場合、判断部160は一次再伝送されたパケットが送信部140を介して3次まで再伝送されることができるようにする。
判断結果、指定された再伝送回数だけ再伝送が行われた場合(S670、はい)、判断部160は該パケットが廃棄されるようにしたり、別途に保存されるようにした後、第2保存部に保存されたパケットのうちから他のパケットを再伝送する(S650)。そして、前述した段階(S650ないしS671)を反復する。
図7は本発明の実施形態によるビデオ受信装置400における作業処理過程を示したフローチャートである。
ビデオ受信装置400の受信部410はビデオ送信装置100から復旧可能なだけのパケットを受信する(S710)。以後、パケット整列部420は受信されたパケットを順番どおり整列する(S720)。以後、デパケッタイザ431はドロップされたパケットの位置にドロップされたパケットの大きさに該当するダミーデータを満たしてフレームデータを生成する(S730)。フレームデータが生成されれば、デインターリーバ432によりデインターリービングされた次に、デコーダ433によりデコーディングされた後、ビデオ出力部440を介して表示される(S740)。
一方、ビデオ受信装置400の情報収集部450はデコーディングされたデータからどれほどのエラーが発生するかを計算して無線ネットワークの状態情報を生成する。そして、送信部460を介してこの状態情報をビデオ送信装置100に送信する(S750)。
次に、図8及び図9を参照して本発明の第2実施形態によるビデオ送信装置800の構成及び作業処理過程に対して説明する。
ここで、図8は本発明の第2実施形態によるビデオ送信装置800の構成を示したブロック図であって、図9は本発明の第2実施形態によるビデオ送信装置800の作業処理過程を示したフローチャートである。
本発明の第2実施形態によるビデオ送信装置800は次を除いては前述した第1実施形態によるビデオ送信装置100の構造と同じである。
すなわち、計算部850は送信部890を介して伝送したパケットが伝送に失敗した場合(S910、いいえ)、伝送に失敗したパケットを含むフレームに対するパケット伝送失敗率を計算する。そしてこれを判断部860に提供する。例えば、Iフレームに対するパケットが伝送に失敗した場合、計算部850はIフレームに対するパケット伝送失敗率(すなわち、Iフレームを構成する全体パケットのうち伝送に失敗したパケットの比率)を計算して判断部860に提供する。
判断部860は計算部850から提供を受けたパケット伝送失敗率がエラー復旧率以上であるのかを判断して(S911)、判断結果によって伝送に失敗したパケットが第2保存部(図示せず)に保存されたり(S912)、廃棄されるようにする(S913)。
さらに具体的な説明のためにIフレームがRS(255、127)のエンコーディング率でエンコーディングされて、16個のパケットにパケッタイジングされた場合を例に挙げて説明する。
Iフレームに対する16個のパケットのうち、1番目のパケットを伝送した結果、伝送に失敗した場合、計算部850は1番目のパケットの伝送失敗によるパケット伝送失敗率を計算する。この場合、パケット伝送失敗率は約6%である。
以後、判断部860は計算部850で提供されたパケット伝送失敗率がエラー復旧率以上であるのかを判断する(S911)。すなわち、パケット伝送失敗率が25%以上であるかを判断する。
判断結果、パケット伝送失敗率が25%以下であるので(S911、いいえ)、判断部860は1番目のパケットが廃棄されるようにする(S913)。2番目のパケット、3番目及び4番目のパケットも伝送に失敗しても、パケット伝送失敗率は25%以下である。したがって、判断部860は2番目のパケット、3番目のパケット及び4番目のパケットが全て廃棄されるようにする(S913)。
もしも、5番目のパケットも伝送に失敗した場合、パケット伝送失敗率は25%以上になる(S911、はい)。したがって、判断部860は5番目のパケットから第2保存部に保存されることができるようにする(S912)。このような方法で伝送に失敗したパケットを保存すれば、第2保存部の空間をさらに効率的に用いることができる。
図10はエンコーディング率による無線ネットワークの帯域幅使用頻度を標準化してグラフで示したのである。
図10は無線ネットワークでエラーがない場合の帯域幅を1に標準化したのである。図10を参照すると、平均エラー率が0%ないし20%の値を有する場合、平均エラー率が高いほど帯域幅使用率が高いということが分かる。一例で、商用化された技術であるMadWiFiでは、平均エラー率が0%ないし2%の場合、0.22くらいの帯域幅10を用いるのに比べて、平均エラー率が2%ないし5%の場合、0.4くらいの帯域幅11を用いていることが分かる。
また、所定平均エラー率で、例えば2%ないし5%の平均エラー率で、ビデオデータがRS(255、239)またはRS(255、223)またはRS(255、191)のエンコーディング率でエンコーディングされた場合、MadWiFiに比べて無線ネットワークの帯域幅を少なく用いていることが分かる。なぜなら、MadWiFiでは、伝送に失敗したパケットが成功的に伝送される時まで該パケットが再伝送されるのに比べて、本発明の実施形態では、伝送したパケットのパケット伝送成功率によってパケット伝送を制御するためである。
図11は本発明の実施形態によってデータを伝送する場合、エンコーディング率によるパケット当たり再伝送比率を示したグラフである。
図11を参照すると、本発明の実施形態によるデータ伝送方法によってパケットを伝送する場合、同じ平均エラー率で、例えば15%ないし20%の平均エラー率で、商用化された技術であるMadWiFiに比べてパケット当たり再伝送回数が顕著に減少することが分かる。
以上のように例示された図面を参照にして本発明の実施形態を説明したが、本発明は本明細書に開示された実施形態と図面によって限定されないし、その発明の技術思想範囲内で当業者により多様な変形ができることはもちろんである。
本発明の第1実施形態によるビデオ送信装置の構成を示したブロック図である。 図1に示された送信装置のビデオ処理部の構成をさらに具体的に示したブロック図である。 本発明の第1実施形態によるビデオ送信装置におけるデータの流れを示した例示図である。 本発明の第1実施形態によるビデオ受信装置の構成を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態によるビデオ受信装置におけるデータの流れを示した例示図である。 本発明の第1実施形態によるビデオ送信装置における作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の第1実施形態によるビデオ受信装置における作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の第2実施形態によるビデオ受信装置の構成を示したブロック図である。 本発明の第2実施形態によるビデオ受信装置で作業処理過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態を適用した場合、エンコーディング率による無線ネットワークの帯域幅使用頻度を標準化して示したグラフである。 本発明の実施形態を適用した場合、エンコーディング率によるパケット当たり再伝送回数を標準化して示したグラフである。
符号の説明
100 ビデオ送信装置
120 フレーム分類部
130 ビデオデータ処理部
131 エンコーダ
132 インターリーバ
133 伝送パケッタイザ
140 送信部
150 計算部
160 判断部
170 保存部
400 ビデオ受信装置
420 パケット整列部
431 デパケッタイザ
432 デインターリーバ
433 デコーダ
440 出力部

Claims (22)

  1. 無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供する段階と、
    前記送信データを前記無線ネットワークに送信する段階と、
    前記送信データの伝送成功可否によって伝送成功率を計算する段階と、
    前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する段階とを含むことを特徴とする、データ伝送方法。
  2. 前記伝送するデータはビデオデータであって、
    前記データにIフレーム、Pフレーム、Bフレームであるかを表示して前記データを分類する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  3. 前記提供する段階は、FECエンコーディングを行う段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  4. 前記提供する段階は、前記送信データをインターリービングする段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の、データ伝送方法。
  5. 前記計算する段階は、
    前記送信データの中で伝送に失敗したデータがある場合、前記送信データの伝送失敗率を計算する段階と、
    前記伝送に失敗したデータを保存する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  6. 前記保存する段階は、
    前記伝送失敗率が前記送信データのエラー復旧率より小さい場合に、前記伝送に失敗したデータを廃棄する段階を含むことを特徴とする請求項5に記載のデータ伝送方法。
  7. 前記臨界値は前記送信データのエラー復旧率により決定されることを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  8. 前記制御する段階は、
    前記伝送成功率が前記臨界値以上である場合、前記送信データの中で未伝送されたデータの伝送を中止する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  9. 前記制御する段階は、
    前記伝送成功率が前記臨界値以下である場合、前記送信データの伝送完了可否を判断する段階と、
    前記判断結果によって、前記送信データの中で伝送に失敗したデータを再伝送する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ伝送方法。
  10. 前記再伝送する段階は、前記伝送に失敗したデータの伝送速度を減少させる段階を含むことを特徴とする請求項9に記載のデータ伝送方法。
  11. 前記再伝送する段階は、前記再伝送されたデータによる前記送信データの伝送成功率が前記臨界値以上であるか否かによって前記伝送に失敗したデータの再伝送を制御する段階を含むことを特徴とする請求項9に記載のデータ伝送方法。
  12. 無線ネットワークに伝送するデータを所定単位別にエンコーディングして前記伝送するデータのエラーを復旧するための情報が付加された送信データを提供するビデオデータ処理部と、
    前記送信データを前記無線ネットワークに送信する送信部と、
    前記送信データの伝送成功率を計算する計算部と、
    前記伝送成功率が所定臨界値以上であるか否かによって前記送信データの伝送を制御する判断部を含むことを特徴とするデータ伝送装置。
  13. 前記伝送するデータはビデオデータであって、
    前記データにIフレーム、Pフレーム、Bフレームであるかを表示して前記データを分類するフレーム分類部をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  14. 前記ビデオデータ処理部はFECエンコーディングを行うことを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  15. 前記ビデオデータ処理部は前記エンコーディングした送信データをインターリービングすることを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  16. 前記送信データの中で伝送に失敗したデータを保存する保存部をさらに含み、前記計算部は、前記送信データの伝送失敗率を計算することを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  17. 前記判断部は、前記伝送失敗率と前記送信データのエラー復旧率を比較した結果、前記伝送失敗率が前記送信データの前記エラー復旧率より小さい場合に、前記伝送に失敗したデータを廃棄することを特徴とする請求項16に記載のデータ伝送装置。
  18. 前記臨界値は前記送信データのエラー復旧率により決定されることを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  19. 前記判断部は、前記伝送成功率が前記臨界値以上である場合、前記送信データの中で未伝送されたデータの伝送を中止することを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  20. 前記判断部は、前記伝送成功率が前記臨界値以下である場合、前記送信データの伝送完了可否を判断して、前記判断結果によって前記送信データの中で伝送に失敗したデータを再伝送することを特徴とする請求項12に記載のデータ伝送装置。
  21. 前記判断部は、前記伝送に失敗したデータの伝送速度を減少させることを特徴とする請求項20に記載の、データ伝送装置。
  22. 前記判断部は、前記再伝送されたデータによる前記送信データの伝送成功率が前記臨界値以上であるか否かによって前記伝送に失敗したデータの再伝送を制御することを特徴とする請求項20に記載のデータ伝送装置。
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