KR100889864B1

KR100889864B1 - 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100889864B1
Application number: KR1020020048260A
Authority: KR
Inventors: 이소영; 이승준; 이영대
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2009-03-24
Also published as: CN1647468A; AU2003252556A1; KR20040016063A; CN1647468B; EP1532777A4; WO2004017577A1; EP1532777A1

Abstract

본 발명은 UMTS에서 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법 및 시스템에 관한 것으로 특히, 멀티미디어 데이터를 압축하여 하향링크로 방송 또는 멀티캐스트하여 전송하는 시스템에 있어서, 다수의 단말에서 전체문맥을 형성하는데 실패한 경우 송신측인 UTRAN이 전체문맥형성상태로 빨리 천이되도록 하고, 동적문맥을 형성하는데 실패한 경우 UTRAN이 동적문맥형성상태로 빨리 천이되도록 하여, 다수의 단말들이 ROHC 기법의 U-mode로 헤더압축된 MBMS 데이터를 정상적으로 수신할 수 있도록 함으로써, 전송효율을 높일 수 있도록 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있는 것으로, 단말의 RRC 계층에서 UTRAN으로부터 전송받은 패킷을 단말의 헤더압축담당계층에 전달하여, 그로부터 문맥을 형성하지 못했을 경우, 송신측인 UTRAN의 RRC계층으로 RRC메시지를 이용해 문맥손상정보를 전송하고, 상기 UTRAN의 RRC계층에서 상기 단말로부터 수신된 문맥손상정보를 문맥형성상태의 종류에 따라 각각 누적한 후, UTRAN의 RRC계층 또는 헤더압축담당계층에서 문맥손상정보의 개수가 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 비교 판단하여 임계값보다 크거나 같은 경우, 헤더압축담당계층은 다시 이전의 전체문맥형성상태 또는 동적문맥형성상태로 천이하여, 해당하는 문맥형성을 위한 패킷을 전송하도록 함으로써 달성할 수 있다.

Description

멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COMPRESSING AND TRANSMITTING MULTIMEDIA DATA}

도 1은 일반적인 UMTS 망의 구성도.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN사이의 무선접속 인터페이스 프로토콜의 구조도.

도 3은 일반적인 ROHC U-mode의 압축기 상태와 천이과정을 보인 상태도 .

도 4는 일반적인 MBMS의 점대다 특성을 보인 예시도.

도 5는 일반적인 종래의 ROHC 기법의 U-mode 동작 과정을 보인 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시예에서 MBMS 데이터를 ROHC 기법을 이용하여 압축 전송하기 위한 시스템의 구성을 보인 블록도.

도 7은 본 발명의 실시예에서 MBMS 데이터를 ROHC 기법을 이용하여 압축 전송하는 과정을 보인 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

610 : 단말 611,621 : 무선자원제어(RRC)계층

620 : UTRAN 612,622 : 헤더압축담당계층

본 발명은 무선 이동 통신 시스템에서 데이터 압축 전송 방법에 관한 것으로, 특히 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다.

무선 이동 통신은 비약적인 발전을 하여 무선 이동 전화기는 유선 전화기보다 더 많이 사용되게 되었다. 그러나 일반 음성 통화 이상의 대량의 데이터 통신을 무선 접속 망을 통하여 무선 이동 전화기에 제공하는 서비스에 있어서는 무선 이동 통신은 아직 기존의 유선 통신 시스템의 성능을 따라가지 못하고 있다. 이에 이러한 대량의 데이터 통신을 가능하게 하는 통신 시스템을 IMT-2000 이라 칭하고, 세계 각국에서 기술 개발을 추진하고, 그 표준화에 국가간의 협력이 진행되고 있다.

유럽식 IMT-2000 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)는 유럽식 표준인 GSM(Global System for Mobile Communications)시스템으로부터 진화한 제3세대 이동통신시스템으로, GSM 핵심망(Core Network)과 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 접속기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동통신서비스의 제공을 목표로 한다.

UMTS의 표준화 작업을 위해 1998년 12월에 유럽의 ETSI, 일본의 ARIB/TTC, 미국의 T1 및 한국의 TTA 등은 제3세대 공동프로젝트(Third Generation Partnership Project : 이하, 3GPP라 약칭함)라는 프로젝트를 구성하였고, 현재까 지 UMTS의 세부적인 표준명세서(Specification)를 작성 중에 있다.

3GPP에서는 UMTS의 신속하고 효율적인 기술개발을 위해 망 구성요소들과 이들의 동작에 대한 독립성을 고려하여 UMTS의 표준화 작업을 5개의 기술규격 그룹(Technical Specification Groups; 이하, TSG라 약칭함)으로 나누어 진행하고 있다.

각 TSG는 관련된 영역내에서 표준규격의 개발, 승인, 그리고 그 관리를 담당하는데, 이들 중에서 무선접속망(Radio Access Network : 이하 RAN이라 약칭함) 그룹(TSG RAN)은 UMTS에서 WCDMA 접속기술을 지원하기 위한 새로운 무선접속망인 UMTS 지상무선망(Universal Mobile Telecommunications System Terrestrial Radio Access Network ; 이하, UTRAN이라 약칭함)의 기능, 요구사항 및 인터페이스에 대한 규격을 개발한다

도1은 일반적인 UMTS 망의 구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이, UMTS 시스템은 크게 단말과 UTRAN(100) 및 핵심망(200)으로 이루어져 있다.

상기 UTRAN(100)은 하나 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems : RNS)(110)(120)으로 구성된다.

상기 무선망부시스템(110)(120)은 무선망제어기(Radio Network Controller ; 이하 RNC라 약칭함)(111)와, 이 RNC(111)에 의해서 관리되는 하나 이상의 Node B(112)(113)로 구성된다.

상기 RNC(111)는 무선자원의 할당 및 관리를 담당하며 핵심망(200)과의 접속 점 역할을 담당한다.

상기 Node B(112)(113)는 상향링크로는 단말의 물리계층에서 보내는 정보를 수신하고 하향링크로는 단말로 데이터를 송신하여 단말에 대한 UTRAN(100)의 접속점(Access Point)역할을 담당한다.

상기 핵심망(200)는 회선교환 서비스를 지원하기 위한 MSC(Mobile Switching Center)(210), GMSC(Gateway Mobile Switching Center)(220)와, 패킷교환 서비스를 지원하기 위한 SGSN(Serving GPRS Support Node)(230), GGSN(Gateway GPRS Support Node)(240)이 구비되어 구성된다.

특정 단말에게 제공되는 서비스는 크게 회선교환 서비스와 패킷교환 서비스로 구분되는데 예를 들어, 일반적인 음성전화 서비스는 회선교환 서비스에 속하고 인터넷 접속을 통한 웹브라우징 서비스는 패킷교환 서비스로 분류된다.

우선, 회선교환 서비스를 지원하는 경우 RNC(111)는 핵심망(200)의 MSC(210)와 연결되고, 이 MSC(210)는 다른 망으로부터 들어오거나 나가는 접속을 관리하는 GMSC(220)와 연결된다.

패킷교환서비스에 대해서는 핵심망(200)의 SGSN(230)과 GGSN(240)에 의해서 서비스가 제공된다. 상기 SGSN(230)은 RNC(111)로 향하는 패킷통신을 지원하고, 상기 GGSN(240)은 인터넷망 등 다른 패킷교환망으로의 연결을 관리한다.

다양한 망 구성요소들 사이에는 서로간의 통신을 위해 정보를 주고 받을 수 있는 인터페이스(Interface)가 존재하는데, RNC(111)와 핵심망(200)과의 인터페이스를 Iu 인터페이스라고 정의한다.

Iu 인터페이스가 패킷교환 영역과 연결된 경우에는 'Iu-PS'라고 정의하고 회선교환영역과 연결된 경우에는 'Iu-CS'라고 정의한다

도2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN(100)사이의 무선접속 인터페이스(Radio Access Interface) 프로토콜의 구조를 나타낸다.

도2의 무선접속인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층, 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.

상기 사용자평면은 음성이나 IP 패킷의 전송등과 같이 사용자의 트래픽정보가 전달되는 영역이고, 상기 제어평면은 망의 인터페이스나 호의 유지 및 관리 등의 제어정보가 전달되는 영역을 나타낸다.

도2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interface; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하, 상기 도2의 각 계층을 설명한다.

상기 L1계층 즉, 물리(Physical)계층은 다양한 무선전송 기술을 이용하여 상위 계층에 정보전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위계층인 매체접속제어(Medium Access Control)계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널에는 매체접속제어계층과 L1계층인 물리계층 사이의 데이터가 이동한다.

상기 L2계층에는 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC이라 약칭함)계층, 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC라 약칭함)계층, 패킷데이터수렴프로토콜(Packet Data Convergence Protocol; 이하 PDCP라 약칭함)계층이 있다.

MAC계층은 무선자원의 할당 및 재할당을 위한 MAC 파라미터의 재할당 서비스를 제공하며, 상위계층인 RLC계층과 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있다. 전송되는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공되는데, 일반적으로 제어평면의 정보를 전송할 경우에는 제어채널(Control Channel)을 이용하고, 사용자 평면의 정보를 전송하는 경우에는 트래픽 채널(Traffic Channel)을 사용한다.

RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스데이터단위(Service Data Unit : 이하, SDU라 약칭함)의 분할 및 연결 (Segmentation and Concatenation) 기능을 수행할 수 있다. 상위로부터 전달된 RLC SDU는 RLC계층에서 처리용량에 맞게 크기가 조절된 후 헤더(Header)정보가 더해져 프로토콜데이터단위(Protocol Data Unit; 이하, PDU라 약칭함)의 형태로 MAC계층에 전달된다. RLC계층에는 상위로부터 내려온 RLC SDU 또는 RLC PDU들을 저장하기 위한 RLC버퍼가 존재한다.

PDCP계층은 RLC계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 네트워크 프로토콜을 통해 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스상에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해 PDCP계층은 유선망에서 사용되는 불필요한 제어정보를 줄여주는 기능을 수행하는데, 이러한 기능을 헤더압축(Header Compression)이라 한다. 헤더압축기법은 IETF(Internet Engineering Task Force)라는 인터넷 표준화그룹에서 정의하는 RFC2507과 RFC3095(Robust Header Compression : ROHC)를 사용할 수 있다. 이들 방법은 데이터의 헤더(Header)부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여 보다 적은 제어정보를 전송하므로 전송될 데이터량을 줄일 수 있다.

방송/멀티캐스트제어(Broadcast/Multicast Control, 이하 BMC라 약칭함)계층은 핵심망에서 전달된 셀방송메시지(Cell Broadcast Message, 이하 CB메시지라 약칭함)을 스케줄링하여, 특정 셀로 상기 셀방송메시지를 전송함으로써, 상기 셀에 위치하는 모든 단말들은 상기 셀방송메시지를 수행한다. 특히 BMC 계층은 방송기능만을 담당하는데 사용이 되고, CB메시지는 단말간에 또는 단말과 시스템간에 문자 및 숫자로만 구성된 최대 '1230'옥텟(octet)으로 구성된 단문메시지(Short Message)이다.

UTRAN 측면에서 보면, 상위에서 전달된 CB메시지는 메시지ID, 시리얼 넘버, 코딩 스킴 등의 정보가 더해져서 BMC메시지 형태로 RLC계층으로 전달된다. 상기 BMC메시지는 CTCH(Common Traffic Channel) 논리채널을 통해 MAC계층으로 전달되는데, 이때 CTCH논리채널은 FACH(Forward Access Channel) 전송채널에 매핑되고, 상기 FACH전송채널은 SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)물리채널에 매핑된다.

L3계층의 가장 하부에는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층이 있다.

RRC계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선운반자 (Radio Bearer)들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 상기 무선운반자는 단말과 UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미하며, 일반적으로 무선운반자가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정임을 의미한다.

참고로, RLC계층은 상위에 연결된 계층에 따라 사용자평면에 속할 수도 있고 제어평면에 속할 수도 있다. 제어평면에 속하는 경우는 RRC계층으로부터 데이터를 전달 받는 경우에 해당되고, 그 외의 경우는 사용자평면에 해당한다.

또한, 도2에서 알 수 있듯이 RLC계층과 PDCP계층의 경우에는 하나의 계층 내에 여러개의 엔터티(Entity)들이 존재할 수 있다. 이는 일반적으로 하나의 단말이 여러 개의 무선운반자를 갖고 하나의 무선운반자에 대하여 오직 하나의 RLC엔터티 및 PDCP엔터티가 사용되기 때문이다.

이하, PDCP계층에서 헤더압축을 위해 사용되는 ROHC(Robust Header Compression) 헤더압축기법에 대해 설명하기로 한다.

ROHC 압축기법은 일반적으로 RTP(Real-time Transport Protocol)/UDP(User Datagram Protocol)/IP(Internet Protocol) 패킷의 헤더정보를 줄이는데 사용된다. 이때, RTP/UDP/IP 패킷이란 상위로부터 내려온 데이터가 RTP와 UDP 및 IP를 통과하여 관련 헤더들이 첨부된 패킷을 의미하는 것으로, 데이터가 인터넷을 통하여 목적지까지 전달되어 복구되는데 필요한 다양하고 많은 헤더정보를 포함한다.

상기 ROHC 압축기법은 한 패킷스트림(Packet Stream)에 속하는 연속된 패킷에서 패킷 헤더 각각의 필드 값이 거의 일정하다는 사실을 바탕으로 한다. 따라서, ROHC 압축기법은 패킷 헤더 필드 전체를 전송하는 것이 아니라, 가변하는 필드를 전송한다.

참고로, 압축하지 않은 RTP/UDP/IP 패킷의 전체헤더크기는 IPv4(IP version 4)의 경우 '40'옥텟(Octet)이고, IPv6(IP version 6)인 경우 '60'옥텟인 반면, 패이로드(Payload)라는 순수 데이터부분의 크기는 일반적으로 '15~20'옥텟이다. 이로부터 실제로 전송할 데이터보다 데이터를 전송할 때 포함되는 제어정보가 훨씬 큰 구조를 가지고 있으므로 전송효율이 매우 낮음을 알 수 있다. 따라서, 헤더압축기법을 이용한다면 제어정보의 양은 크게 줄일 수 있으며 ROHC 헤더압축방법을 이용하는 경우 줄어든 헤더의 크기는 보통 '1'옥텟에서 '3'옥텟 정도에 불과하다.

ROHC 압축기법은 크게 Uni-directional mode(이하, U-mode라 약칭함), Bi-directional Optimistic mode(이하 O-mode라 약칭함) 및 Bi-directional Reliable(이하, R-mode라 약칭함)의 3가지 모드로 나뉜다.

U-mode는 송신측에서 수신측으로의 단방향통신을 하고, O-mode 또는 R-mode는 송신측에서 실시간 패킷을 전송하고, 수신측에서 송신측으로 전송상태정보를 전송한다. 따라서, 상기 O-mode와 R-mode의 ROHC 압축기법은 데이터의 헤더압축패킷의 전송뿐만 아니라, 수신측으로부터 ROHC 상태정보(ACK 또는 NACK)를 받아 실시간 트래픽 패킷의 역방향 전송을 제어한다.

수신측에서 송신측으로 전달되는 ROHC 상태정보는 모드에 따라 사용목적이 다를 수 있으며, O-mode에서는 주로 NACK관련 정보를 보내 압축효율을 증가시키고, R-mode는 ROHC 상태정보를 이용한 엄격한 논리(Logic)를 사용하여 보다 견고한(Robustness) 헤더압축기법을 지원하도록 한다.

상기 ROHC 압축기법 중 U-mode에 대해 좀 더 상세히 살펴보면, 압축기는 전체문맥 형성상태, 동적문맥 형성상태 및 전체문맥 완전상태의 세 가지 상태를 갖는데, 각 상태별로 전송 가능한 압축헤더패킷의 종류가 다르며, 동작방법 또한 상이하고 정적문맥과 동적문맥으로 구성된다.

상기 U-mode의 각 상태는 도3에서 알 수 있듯이, 전체문맥 형성상태는 전체문맥이 하나도 형성되지 않았거나, 전체문맥이 완전히 손상되어 다시 구성해야 하는 상태를 의미한다. 그리고, 동적문맥 형성상태는 전체문맥 중 동적문맥 부분이 손상되어 다시 구성되어야 하는 상태를 의미하며, 전체문맥 완전상태는 전체문맥이 손상 없이 완전한 상태를 의미한다.

상기 각각의 상태는 주기마다 타임아웃(Timeout)이 되어 다른 상태로 천이되며, 각각의 주기는 상이하다. 예컨대, 전체문맥 완전상태에서 동적문맥 형상상태로의 천이주기보다는 전체문맥 완전상태에서 전체문맥 형성상태로의 천이 주기가 훨씬 크다.

다음, 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스(Multimedia Broadcast/Multicast Service, 이하 MBMS로 약칭함)에 대해서 설명한다.

MBMS는 기존의 BMC계층에서 제공하는 셀방송 서비스(Cell Broadcast Service, 이하 CBS라 약칭함)가 멀티캐스트 기능을 지원하지 않을 뿐만 아니라, 전 송 가능한 단문 메시지의 크기가 최대 '1230'옥텟으로 한정되는 등, 멀티미디어 서비스 제공에 한계가 있어 제안된 서비스이다.

또한, 상기 MBMS는 도4에서 알 수 있듯이, 단방향 점대다 베어러 서비스(Point to Multipoint Bearer Service)를 이용하여 오디오, 그림, 영상 등의 멀티미디어 데이터를 다수의 단말에게 동시에 전달하는 서비스로써, 방송(Broadcast) 모드와 멀티캐스트 모드를 지원한다. 즉, MBMS 방송서비스와 MBMS 멀티캐스트 서비스를 지원한다.

우선, MBMS의 방송모드는 방송지역(Broadcast Area)에 있는 모든 사용자들에게 멀티미디어 데이터를 전송하는 서비스로서, 한 PLMN내에는 하나 이상의 방송 지역이 존재할 수 있으며, 하나의 방송지역에서 하나 이상의 방송서비스가 제공될 수 있고, 하나의 방송서비스가 여러 방송지역에도 제공될 수 있다.

여기서, 방송지역이란 방송서비스가 가능한 영역을 말한다.

또한, MBMS의 멀티캐스트모드는 멀티캐스트지역(Multicast Area)에 있는 어떤 특정 사용자 그룹에게만 멀티미디어 데이터를 전송하는 서비스로서, 한 PLMN내에는 하나 이상의 멀티캐스트지역이 존재할 수 있으며, 하나의 멀티캐스트지역에서 하나 이상의 멀티캐스트 서비스가 제공될 수 있고, 하나의 멀티캐스트 서비스가 여러 멀티캐스트지역에도 제공될 수 있다.

여기서, 멀티캐스트지역이란 멀티캐스트 서비스가 가능한 영역을 말한다.

이와 같이, MBMS는 멀티미디어를 방송 또는 멀티캐스팅으로 전송하는 서비스로서, 패킷의 크기가 상당히 크기 때문에 헤더압축기법을 이용하여 패킷의 많은 부 분을 차지하고 있는 헤더부분을 압축함으로써, 데이터의 전송효율을 높이고자 하며, 이때 MBMS 서비스용 헤더압축기법으로 ROHC를 사용한다.

그러나, MBMS는 단방향 점대다 서비스로서 ROHC 상태정보를 수신할 수 없기 때문에, ROHC의 3가지 모드 중에서 U-mode 만이 사용 가능한데, U-mode는 단방향 전송시에만 사용 가능하며, 도5에서 알 수 있듯이 MBMS의 수신측인 단말이 전체헤더패킷을 성공적으로 수신하여 전체문맥(Context)을 정상적으로 형성하였는지, 또는 동적문맥이 손상되었는지 여부와 관계없이 각각의 상태에서 해당 패킷을 전송한다.

다시 말해, MBMS는 데이터의 전송 효율을 높이기 위해 ROHC 압축기법을 이용하여 멀티미디어 데이터의 헤더부분을 '1∼2'옥텟으로 압축하는데, 단방향 서비스라는 특성 때문에 ROHC 기법 중 U-mode만이 사용 가능하지만, 실제적으로 U-mode는 점대점(Point to Point) 링크에서의 헤더압축을 위한 방법이기 때문에, MBMS와 같이 점대다(Point to Multipoint) 링크에 그대로 적용하여 사용하기엔 문제점이 있다.

U-mode의 점대다 링크에서의 동작 시 문제점을 보다 구체적으로 설명한다.

예를 들어, 송신측인 UTRAN에서 멀티미디어 데이터를 헤더 압축하여 하나의 서비스를 수신하고자 하는 여러 단말들에게 방송 및 멀티캐스팅으로 동시 전송할 경우, 전송되는 헤더패킷의 종류가 전체헤더패킷 또는 동적문맥 형성패킷이라면, 상기 패킷을 수신한 수신측에서는 전체문맥 또는 동적문맥을 형성하는데, 이때 상기 문맥들을 형성하는데 성공하면 이후에 전송되는 압축헤더패킷이 성공적으로 복 원 가능하지만, 문맥 형성에 실패할 경우에는 이후에 전송되는 압축헤더패킷은 복원이 불가능하다. 즉, 단말들이 MBMS서비스를 수신할 수 없게 되는 것이다.

따라서, 종래에는 상기와 같이 단말들이 전체헤더패킷 또는 동적문맥 형성패킷을 수신하여 전체문맥 또는 동적문맥을 형성하는데 실패할 경우, 전체문맥 완전상태에서 동적문맥 형성상태로, 또는 전체문맥 완전상태에서 전체문맥 형성상태로의 천이 주기가 되어, 즉 타임아웃(Timeout)이 되어 전체문맥 형성상태에서 새로운 동작이 시작될 때까지 기다려야 하기 때문에, 결국 문맥 형성에 실패한 단말들은 상당한 기간동안 MBMS 서비스를 수신할 수 없게 되어, 서비스의 효용성에 문제가 발생하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 종래에는 점대다(Point to Multipoint) 특성을 갖는 MBMS데이터를, 점대점 링크에서의 헤더압축방법인 ROHC기법의 U-mode를 이용하여 압축하고자 할 때, 다수의 단말이 전체문맥을 형성하는데 실패한 경우 송신측인 UTRAN에서 전체문맥 형성상태로 천이되기 전까지, 또는 동적문맥을 형성하는데 실패한 경우 동적문맥 형성상태로 천이되기 전까지 계속해서 헤더 압축된 MBMS데이터를 수신할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출한 것으로, 다수의 단말에서 전체문맥을 형성하는데 실패한 경우 송신측인 UTRAN이 전체문맥형성상태로 빨리 천이되도록 하고, 동적문맥을 형성하는데 실패한 경우 UTRAN이 동적문맥형성상태로 빨리 천이되도록 하여, 다수의 단말들이 ROHC 기법의 U-mode로 헤더압축된 MBMS 데이터를 정상적으로 수신할 수 있도록 함으로써, 전송효율을 높일 수 있도록 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 문맥형성상태의 종류에 따라 MBMS 데이터를 ROHC 기법의 U-mode를 이용하여 압축 전송하는 UTRAN과, 수신된 패킷으로부터 해당 문맥을 형성하고, 문맥형성 실패 시 해당하는 문맥손상정보를 송신측인 UTRAN으로 전송하는 단말을 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 UTRAN은 RRC계층을 통해 단말에서 전송되어진 전체문맥손상정보의 개수 및 동적문맥손상정보의 개수를 누적하고, RRC계층 또는 헤더압축담당계층을 통해 그 누적된 각 문맥손상정보의 개수가 기 설정된 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 비교 판단하도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 RRC 계층 또는 헤더압축담당계층은 각 문맥손상정보의 개수와 임계값을 비교한 결과, 문맥손상정보의 개수가 기 설정된 소정의 임계값보다 크거나 같은 경우, 헤더압축담당계층을 이전의 해당하는 문맥형성상태로 빠르게 상태천이를 할 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 단말은 문맥을 형성하는데 성공하지 못하였을 경우, 단말의 RRC계층에서 송신측인 UTRAN의 RRC계층으로 종류에 따른 문맥손상정보를 RRC메시지로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수신측에서 문맥형성에 성공하지 못한 경우의 문맥손상정보의 개수를 누적하고, 상기에서 누적된 문맥손상정보의 개수가 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 검출하여, 임계값보다 크거나 같은 경우 이전의 해당 문맥형성상태로 빠르게 천이시킨다.
따라서, 본 발명은 MBMS 데이터를 ROHC 기법의 U-mode를 이용하여 압축 전송하는 경우, 만약 수신측인 단말에서 전체헤더패킷으로 전체문맥을 형성하는데 실패하게 되면, 즉 전체문맥이 손상되었으면 전체문맥손상정보를 송신측인 UTRAN으로 전송하고, UTRAN은 수신측으로부터 전송되는 전체문맥손상정보의 개수가 기 설정되어 있던 전체문맥손상정보에 대한 임계값보다 커지게 될 경우, 헤더압축담당계층의 압축기로 하여금 전체문맥형성상태로 상태천이를 하도록 하여, 전체헤더패킷을 전송하게 함으로써, 전체문맥을 최대한 빨리 형성하도록 하여 단말로 하여금 MBMS 서비스를 수신하도록 함을 특징으로 한다.
또한, 수신측인 단말에서 동적문맥형성패킷으로 동적문맥을 형성하는데 실패하게 되면, 즉 동적문맥이 손상되었으면 동적문맥손상정보를 송신측인 UTRAN으로 전송하고, UTRAN은 수신측으로부터 전송되는 동적문맥손상정보의 개수가 기 설정되어 있던 동적문맥손상정보에 대한 임계값보다 커지게 될 경우, 헤더압축담당계층의 압축기로 하여금 동적문맥형성상태로 상태천이를 하도록 하여, 동적문맥형성패킷을 전송하게 함으로써, 동적문맥을 최대한 빨리 형성하도록 하여 단말로 하여금 MBMS 서비스를 수신하도록 함을 특징으로 한다.

본 발명은 무선 이동 통신에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에 적용될 수도 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 구성 및 기술적 수단은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법은,
압축기법을 사용하여 멀티미디어 데이터를 전송하는 압축 전송 방법에 있어서,
다수의 단말들에게 문맥정보를 전송하는 단계; 상기 다수의 단말들 중 적어도 하나의 단말로부터 상기 문맥정보의 문맥손상정보를 수신하는 단계; 상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수와 임계값을 비교하는 단계; 및 상기 비교하는 단계에 따라 상기 다수의 단말들에게 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 본 발명에 따른 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법은,
압축기법을 사용하여 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
네트워크로부터 문맥정보를 수신하는 단계; 상기 문맥정보와 연관된 문맥손상정보를 전송하는 단계; 및 상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수와 임계값을 비교하는 상기 네트워크로부터 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.

도6은 본 발명의 실시예에서 MBMS 데이터를 ROHC 기법을 이용하여 압축 전송하기 위한 시스템의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 문맥형성상태의 종류에 따라 MBMS 데이터를 ROHC 기법의 U-mode를 이용하여 압축 전송하는 UTRAN(620)과, 수신된 패킷으로부터 해당 문맥을 형성하고, 문맥형성 실패 시 해당하는 문맥손상정보를 송신측인 UTRAN(620)으로 전송하는 단말(610)을 구비하여 MBMS 데이터를 압축 전송하도록 구성한다.

상기 UTRAN(620)은 RRC계층(621)을 통해 단말(610)에서 전송되어진 전체문맥손상정보 및 동적문맥손상정보를 수신하여 각각의 개수를 누적하고, RRC계층(621) 또는 헤더압축담당계층(622)에서 그 누적된 각 문맥손상정보의 개수가 기 설정된 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 비교 판단하도록 구성한다.

상기 각 문맥손상정보의 개수와 임계값을 비교한 결과, 문맥손상정보의 개수가 기 설정된 소정의 임계값보다 크거나 같은 경우, 헤더압축담당계층(622)을 이전의 해당하는 문맥형성상태로 빠르게 상태천이를 할 수 있도록 한다.

이때, 상기 임계값은 UTRAN의 RRC계층(621)에 존재할 수도 있고, UTRAN의 헤더압축담당계층(622)에 존재할 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서 MBMS 서비스를 위해 UTRAN에서 사용되는 헤더압축기법인 ROHC의 U-mode는, 단순히 문맥형성을 위한 패킷을 전송하는데 그치지 않고, 수 신측인 단말로부터 성공적으로 문맥형성이 되었는지에 대한 정보를 전송받아, 소정비율 이상 단말에서 문맥형성이 성공할 수 있도록 유지 관리함으로써, 전송효율을 높일 수 있도록 고려한 기술이다.

도6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 단말(610)의 헤더압축담당계층(612)은 UTRAN의 헤더압축담당계층으로부터 전송받은 패킷이 문맥을 손상시키는 경우, 단말의 헤더압축담당계층(612)은 상기 문맥손상정보를 RRC계층으로 전달하고, 상기 단말의 RRC계층은 송신측인 UTRAN의 RRC계층으로 RRC메시지를 이용해 문맥손상정보를 전송한다. 상기 UTRAN(620)의 RRC계층(621)은 상기 단말로부터 수신된 문맥손상정보를 문맥형성상태의 종류에 따라 각각 누적한다.

이후, UTRAN(620)의 RRC계층(621) 또는 헤더압축담당계층(622)은 문맥손상정보의 개수가 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 비교 판단한다.

따라서, 상기 문맥손상정보의 개수가 임계값보다 크거나 같은 경우, 헤더압축담당계층(622)은 다시 이전의 전체문맥형성상태 또는 동적문맥형성상태로 천이하여, 해당하는 문맥형성을 위한 패킷을 전송하도록 한다.

이를 간략하게 단계별로 기술하면, 수신측인 단말(610)에서 문맥형성에 성공하지 못한 경우에, 송신측인 UTRAN(620)은 수신측에서 전송되는 문맥손상정보의 개수를 누적하는 단계와, 상기에서 누적된 문맥손상정보의 개수가 소정의 임계값보다 크거나 같은지 여부를 검출하여, 해당 문맥형성상태로 빠르게 천이시켜 압축헤더패킷을 전송하는 단계로 이루어진다.

도7은 본 발명의 실시예에서 MBMS 데이터를 ROHC 기법을 이용하여 압축 전송 하는 과정을 보인 송신측의 흐름도로서, 이를 참조하여 상기 각 단계별 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하나의 MBMS 서비스를 제공하는 영역에 있어서, 수신측에서 전체문맥이 형성되지 않거나 손상되어 송신측인 UTRAN에서 전체헤더패킷을 전송해야 하는, 즉 UTRAN의 전체문맥형성상태에서의 동작과정에 대해 설명한다.

송신측이 전체문맥형성상태일 경우(S701) UTRAN은 단말로부터 전송받을 전체문맥이 손상된 단말의 개수를 저장하기 위한 변수(Failure₁)를 일단 초기화한 후(S702), 전체헤더패킷을 단말로 전송한다(S703).

그런 다음, UTRAN은 단말에서 전체헤더패킷으로 전체문맥이 정상적으로 형성되었는지 여부에 상관없이, 압축헤더패킷을 전송하기 시작한다(S704).

그러던 중, UTRAN이 단말로부터 전체문맥손상정보를 수신하게 되면(S708, S709), UTRAN은 단말에서 전체헤더패킷으로 인해 전체문맥이 손상되었다는 것을 인지한 후, 전체문맥이 손상된 단말의 개수를 하나 증가시켜 상기 변수에 저장하고(S710), 그 변수에 저장된 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값(N1_Threshold)보다 크거나 같은지 비교하여(S711), 크거나 같은 경우 다시 전체문맥형성상태로 돌아가 상기 전체헤더패킷전송 과정을 반복 수행한다(S701∼S703).

물론, 전체문맥이 손상된 단말의 개수가 임계값보다 작은 경우에는, 변수에 저장된 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수를 그대로 유지하고, 압축헤더패킷 전송 과정을 계속 수행한다(S704).

상술한 바와 같이 본 발명에서는 수신측인 단말에서 전체문맥이 손상된 경우, 단말의 RRC 계층이 송신측인 UTRAN의 RRC계층으로 전체문맥손상정보를 RRC메시지로 알리게 되고, 이때 UTRAN은 전체문맥이 손상된 단말의 개수에 대한 임계값을 갖고 있게 되는데, 상기 임계값은 UTRAN의 RRC 계층 또는 UTRAN의 헤더압축 담당계층에 존재할 수 있다.

따라서, UTRAN의 RRC계층에 임계값이 존재할 경우, UTRAN의 RRC계층은 여러 단말들로부터 전송되어 누적된 전체문맥이 손상된 단말의 개수를 임계값과 비교하여, 상기 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 큰 경우에는 헤더 압축 상태로 하여금 전체문맥형성상태로 천이시켜 전체헤더패킷을 다시 전송하도록 하고, 임계값이 UTRAN의 헤더압축담당계층에 존재할 경우, UTRAN의 RRC계층은 여러 단말로부터 전송되어 누적된 전체문맥이 손상된 단말의 개수를 헤더압축담당계층으로 전달하여, 헤더압축담당계층에서 임계값을 비교하게 하고, 이때 상기 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 큰 경우, 헤더 압축 상태로 하여금 전체문맥형성상태로 천이하여, 다시 전체헤더패킷을 전송하도록 한다.

상기와 같이 전체문맥이 손상된 단말의 개수가 임계값보다 크거나 같아 다시 전체문맥형성상태로 천이될 경우 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수는 0으로 초기화된다.

다음, 하나의 MBMS 서비스를 제공하는 영역에 있어서, 수신측에서 동적문맥이 형성되지 않거나 손상되어 송신측인 UTRAN에서 동적문맥형성패킷을 전송해야 하는, 즉 UTRAN의 동적문맥형성상태에서의 동작과정에 대해 설명한다.

송신측이 동적문맥형성상태일 경우(S705) UTRAN은 동적문맥이 손상된 단말의 개수를 저장하기 위한 변수(Failure₂)를 일단 0으로 초기화한 후(S706), 동적문맥형성패킷을 단말로 전송한다(S707).

그런 다음, UTRAN은 단말에서 동적문맥형성패킷으로 동적문맥이 정상적으로 형성되었는지 여부에 상관없이, 압축헤더패킷을 전송하기 시작한다(S704).

그러던 중, UTRAN이 단말로부터 동적문맥손상정보를 수신하게 되면(S708, S709), UTRAN은 단말에서 동적문맥형성패킷으로 인해 동적문맥이 손상되었다는 것을 인지한 후, 동적문맥이 손상된 단말의 개수를 하나 증가시켜 상기 변수(Failure₂)에 저장하고(S712), 그 변수에 저장된 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값(N2_Threshold)보다 크거나 같은지 비교하여(S713), 크거나 같은 경우 다시 동적문맥형성상태로 돌아가 상기 동적문맥형성패킷 전송과정을 반복 수행한다(S705∼S707).

물론, 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 작은 경우에는, 변수에 저장된 동적문맥이 손상된 단말의 개수를 그대로 유지하고, 압축헤더패킷 전송 과정을 계속 수행한다(S704).

상술한 바와 같이 본 발명에서는 단말에서 동적문맥이 손상된 경우, 단말의 RRC 계층이 UTRAN의 RRC계층으로 동적문맥손상정보를 RRC메시지로 알리게 되고, 이때 UTRAN은 동적문맥손상정보에 대한 임계값을 갖고 있게 되는데, 상기 임계값은 UTRAN의 RRC 계층 또는 UTRAN의 헤더압축담당계층에 존재할 수 있다.

따라서, UTRAN의 RRC계층에 임계값이 존재할 경우, UTRAN의 RRC계층은 여러 단말들로부터 전송되어 누적된 동적문맥이 손상된 단말의 개수를 임계값과 비교하여, 상기 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 큰 경우에는 헤더 압축 상태로 하여금 동적문맥형성상태로 천이시켜 동적문맥형성패킷을 다시 전송하도록 하고, 임계값이 UTRAN의 헤더압축담당계층에 존재할 경우, UTRAN의 RRC계층은 여러 단말로부터 전송되어 누적된 동적문맥이 손상된 단말의 개수를 헤더압축담당계층으로 전달하여, 헤더압축담당계층에서 임계값을 비교하게 하고, 이때 상기 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 큰 경우, 헤더 압축 상태로 하여금 동적문맥형성상태로 천이하여, 다시 동적문맥형성패킷을 전송하도록 한다.

상기와 같이 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 크거나 같아 다시 동적문맥형성상태로 천이되는 경우 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수는 0으로 초기화된다.

특히, 전체문맥형성상태의 동작방법에 있어서, 전체문맥이 손상된 단말의 누적 개수가 임계값보다 크거나 같아 전체문맥형성상태로 천이되는 경우, 천체문맥이 손상된 단말의 누적 개수 뿐만이 아니라 동적문맥이 손상된 단말의 누적 개수 또한 0으로 초기화 된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 멀티미디어 데이터의 압축 전송 시스템 및 방법은, 다수의 단말에서 전체문맥을 형성하는데 실패한 경우 송신측인 UTRAN이 전체문맥형성상태로 빨리 천이되도록 하고, 동적문맥을 형성하는데 실패한 경우 UTRAN이 동적문맥형성상태로 빨리 천이되도록 함으로써, 다수의 단말들이 ROHC 기법의 U-mode로 헤더압축된 MBMS 데이터를 정상적으로 수신할 수 있도록 하여, 전송효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

압축기법을 사용하여 멀티미디어 데이터를 전송하는 압축 전송 방법에 있어서,

다수의 단말들에게 문맥정보를 전송하는 단계;

상기 다수의 단말들 중 적어도 하나의 단말로부터 상기 문맥정보의 문맥손상정보를 수신하는 단계;

상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수와 임계값을 비교하는 단계; 및

상기 비교하는 단계에 따라 상기 다수의 단말들에게 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 문맥정보는 전체문맥정보 또는 동적문맥정보인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제2항에 있어서, 상기 문맥손상정보는 전체문맥손상정보 또는 동적문맥손상정보인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
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제1항에 있어서, 상기 문맥손상정보는 무선자원제어(RRC: Radio Resource Control) 메세지를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 압축기법은 ROHC (Robust Header Compression) 기법의 U-mode인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 비교하는 단계는 무선자원제어(RRC: Radio Resource Control) 계층 또는 헤더압축담당계층에서 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제7항에 있어서, 상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수가 상기 임계값보다 크거나 같으면, 헤더압축상태를 전체헤더패킷을 재전송하기 위한 전체문맥형성 상태로 천이하거나 동적헤더패킷을 재전송하기 위한 동적문맥형성상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
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제8항에 있어서, 상기 임계값이 상기 헤더압축담당계층에 존재할 경우, 상기 헤더압축담당계층은 상기 헤더압축상태를 전체문맥형성상태 또는 동적문맥형성상태로 천이시키는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
제8항에 있어서, 상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수가 상기 임계값보다 작으면, 압축헤더패킷 전송을 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 압축 전송 방법.
압축기법을 사용하여 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

네트워크로부터 문맥정보를 수신하는 단계;

상기 문맥정보와 연관된 문맥손상정보를 전송하는 단계; 및

상기 문맥손상정보를 전송한 단말들의 수와 임계값을 비교하는 상기 네트워크로부터 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 문맥정보는 전체문맥정보 또는 동적문맥정보인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 문맥손상정보는 전체문맥손상 정보 또는 동적문맥손상정보인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 문맥손상정보는 무선자원제어(RRC: Radio Resource Control) 메세지를 통해서 전송되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터를 수신하는 방법.
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