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KR101185200B1 - 무선 네트워크들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 네트워크들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR101185200B1
KR101185200B1 KR1020087012040A KR20087012040A KR101185200B1 KR 101185200 B1 KR101185200 B1 KR 101185200B1 KR 1020087012040 A KR1020087012040 A KR 1020087012040A KR 20087012040 A KR20087012040 A KR 20087012040A KR 101185200 B1 KR101185200 B1 KR 101185200B1
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피에라폴 틴나콘스리수팝
크리스토퍼 지. 로트
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콸콤 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 패킷 스위치형 무선 통신 시스템들에서 실시간 정보의 적응 인코딩의 제공과 관련된다. 일 실시예에서, 레이트 적응 유닛은, 무선/유선 네트워크들과의 통신에서 무선 액세스 모듈로부터 (데이터 지연, 패킷 손실, 송신 전력 헤드룸, 채널 조건, 섹터 로딩, 버퍼링된 데이터의 양 등과 같은) 데이터 송신과 관련한 로컬 및 단대단 피드백 정보를 수신하고, 이러한 피드백 정보에 따라 실시간 정보 인코딩을 적응시키록 구성될 수 있다.

Description

무선 네트워크들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ADAPTIVE ENCODING OF REAL-TIME INFORMATION IN WIRELESS NETWORKS}
본 출원은 "METHODS AND SYSTEMS FOR ADAPTIVE REAL-TIME INFORMATION ENCODING IN WIRELESS COMMUNICATIONS"라는 명칭으로 2005년 10월 21일 출원된 미국 가출원 No.60/729,017을 우선권으로 청구하며, 상기 출원은 본 출원의 양수인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신들에 관한 것이며, 특히 개시된 실시예는 패킷 스위칭형 무선 통신 시스템들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩의 제공과 관련된다.
무선 통신 시스템들은 다수의 사용자에게 다양한 타입의 통신(예를 들어, 음성 및 데이터)을 제공하기 위해 널리 이용된다. 이러한 시스템들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 또는 다른 다중 액세스 기술들에 기초할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 IS-95, cdma2000, IS-856, WCDMA, TD-SCDMA 및 다른 표준들과 같은 하나 이상의 표준들을 구현하기 위해 설계될 수도 있다.
무선 통신 시스템들에서 멀티미디어 서비스들(예를 들어, 실시간 비디오 및 오디오, 무선 게임, 및 다른 멀티미디어 데이터)의 요구가 증가함에 따라, 효율적이고 높은 품질의 멀티미디어 서비스들을 제공하기 위한 시도가 존재한다.
적응 실시간 멀티미디어 소스들(예를 들어, 화상 전화(VT))은, 예를 들어, (인터넷과 같은)유선 환경에서의 멀티미디어 소스들과 비교하면, 오늘날의 무선 환경에서 여전히 초기 단계에 머물고 있다. WCDMA 시스템에서, 예를 들어, 현재 방식은 특정 대역폭 또는 비트 레이트 내에서 적합하게 하기 위해 모든 비디오 프레임들을 인코딩하는 것이다. 상이한 비디오 시퀀스들과 불변적으로 관련된 다양한 복잡성의 측면에서, 고정된 비트 레이트는 소정의 비디오 시퀀스들에 대해선 불필요하게 높을 수 있고, 따라서 인지되는 품질에서 주목할 만한 향상을 달성하지 못하며, 또한 다른 비디오 시퀀스에 대해선 수용불가능하게 낮으며 결국 현저히 낮은 인지되는 품질을 제공한다. 오늘날의 무선 패킷 데이터 네트워크(예를 들어, 높은 레이트 패킷 데이터(HRPD) 타입 시스템)와 관련하여, (WCDMA 시스템에서와 같이) VT 흐름에 대해 어떠한 고정되거나 미리 결정된 트래픽 레이트가 없다. VT 및 다른 실시간 멀티미디어 서비스들에 대한 증가하는 요구의 측면에서, 결국 무선 통신 시스템들에서 VT 및 다른 실시간 정보 인코딩을 발전시키고자 하는 요구가 존재한다.
무선 패킷 데이터 네트워크에서, 인코더(예를 들어, 액세스 터미널과 같은 무선 통신 장치에 배치됨)는 역방향 링크(RL) 트래픽 채널(이는 액세스 터미널에서의 로컬 정보이며, 이하에서 상세히 설명됨)로부터의 현재의 단대단 트래픽 채널은 물론, 수신 디코더에서 디코더 버퍼로부터의 단대단(E2E) 피드백 신호를 추론할 수도 있다. 따라서, (예를 들어, 디코더에 도달하는 정보가 실제 버퍼링 없이 디코딩될 수 있도록 하는 방식으로) 실시간 정보 인코딩을 실행하면서, 이용가능한 피드백 정보에 기초하여, 실제 채널 성능(예를 들어, RL 트래픽 채널 조건, 단대단 정체/지연/손실 상황들 등)에 따라 인코더가 자신의 인코딩 레이트를 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 방식은 프레임 지연이 효율적으로 제어될 수 있게 하고, 그 결과 무선 환경에서 VT 및 다른 실시간 정보 송신의 품질 및 효율성을 향상시킨다. (무선 환경에서 VT의 경우, (예를 들어, 데스크탑으로부터 인터넷으로의) 첫 번째 호핑(hop)은 통상적으로 병목 현상은 아니며, 첫 번째 호핑의 이용가능한 대역폭 및 조건은 시간에 따라 신속하게 변화하지도 않음을 주목해야 한다. 따라서, 로컬 트래픽 채널 정보는 이러한 환경에서 VT 인코딩 레이트를 조종하는데 필요하지 않을 수도 있다.)
개시된 실시예들은 패킷 스위치형 무선 통신 시스템들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩을 제공하는 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 계속되는 설명에서, VT는 본 발명의 양상을 설명하기 위한 예로서 사용될 수도 있다. 이는 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다. 개시된 다양한 실시예들 및 양상들이 무선 통신 시스템들에서 소정의 실시간 정보의 적응적인 인코딩에 적용가능할 수도 있다.
설명된 인코더는 비디오, 오디오, 게임, 및 다른 실시간(예를 들어, 대화식) 데이터를 포함하는(하지만 이에 한정되지는 않음) 소정의 실시간 시간 정보를 인코딩하기 위해 구성된 액세스 터미널(AT)과 같은 무선 통신 장치와 관련(예를 들어, 그 내에 상주)될 수도 있다.
여기서 설명된 AT는 무선 전화, 셀룰러 전화, 랩탑 컴퓨터, 무선 멀티미디어 장치, 무선 통신 개인용 컴퓨터(PC) 카드, 개인용 디지털 보조기(PDA), 외부 또는 내부 모뎀 등을 포함하는 다양한 타입의 장치를 의미할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다. AT는 무선 채널을 통해 및/또는 (예를 들어, 광섬유 또는 동축 케이블에 의해)유선 채널을 통해 통신하는 소정의 데이터 장치일 수도 있다. AT는 액세스 유닛, 가입자 유닛, 모바일국, 모바일 장치, 모바일 유닛, 모바일 폰, 모바일, 원격국, 원격 터미널, 원격 유닛, 사용자 장치, 사용자 설비, 휴대용 장치 등과 같은 다양한 이름들을 가질 수도 있다. 상이한 AT들이 시스템에 통합될 수도 있다. AT들은 이동식 또는 고정식일 수도 있으며, 통신 시스템 전반에 걸쳐 분포될 수도 있다. AT는 소정의 순간에 순방향 링크(FL) 및/또는 RL 상에서 액세스 네트워크(AT)와 통신할 수도 있다. FL(또는 다운로드)는 AN으로부터 AT로의 송신을 지칭한다. 역방향 링크(또는 업링크)는 AT로부터 AN으로의 송신을 지칭한다.
설명된 AN은 통신 시스템의 네트워크 부분을 지칭할 수도 있으며, 기지국(BS), 기지국 송수신기 시스템(BTS), 액세스 포인트(AP), 모뎀 풀 송수신기(MPT), (예를 들어, WCDMA 타입 시스템에서) 노드 B 등의 기능을 포함 및/또는 구현할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 더욱이, 셀은 AN에 의해 서비스되는 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 셀은 하나 이상의 섹터들로 분할될 수도 있다.
다양한 특징, 특성 및 실시예들이 더욱 상세하게 설명된다.
도1은 통신 시스템의 실시예이다.
도2는 시간 함수로서 역방향 링크 데이터 지연의 그래프에 의해 설명된, 레이트 적응 방식의 실시예이다.
도3은 단대단 데이터 지연에 기초한 레이트 적응 방식에서 세트 임계치들을 적응적으로 조정하는 실시예이다.
도4는 소정의 개시된 실시예를 구현하기 위해 사용될 수도 있는 프로세스의 흐름도이다.
도5는 소정의 개시된 실시예를 구현하기 위해 사용될 수도 있는 프로세스의 흐름도이다.
도6은 소정의 개시된 실시예들이 구현될 수 있는 장치의 블록도이다.
도7A-7C는 손실 패킷 정보에 기초하여 인코딩 프레임 타입을 적응적으로 선택하는 실시예이다.
도8은 소정의 개시된 실시예들을 구현하기 위해 사용될 수 있는 프로세스의 흐름도이다.
도1은 여기서 설명되는 다양한 실시예가 구현될 수 있는 통신 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 예로써, 레이트 적응 유닛(또는 모듈)(130)과 함께, 인코더(120)는 AT(110)에 상주할 수도 있다. 인코더(120)는 인코딩 레이트들의 범위를 갖도록 구성될 수도 있다. 인코더(120)는 AT(110)에서 무선 액세스 모듈(140)을 통해 무선/유선 네트워크들(150)을 액세스할 수도 있다. 무선/유선 네트워크들은 하나 이상의 AN, 백홀 및 코어 네트워크들, 및 다른 네트워크 기반 구조를 포함할 수도 있다. 무선 액세스 모듈(140)은 예를 들어, 미디어 액세스 채널(MAC)층, 물리층, 및 무선/유선 네트워크들(150)로의 액세스를 제공하기 위해 구성된 다른 수단을 포함할 수도 있다. 소정의 실시예에서, 예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)에서 물리/MAC 층은 무선/유선 네트워크들(150) 내의 AN과 통신하고 AN에서 이용가능한 소정의 로컬 피드백 정보를 수신하도록 구성될 수도 있다. 디코더 버퍼(180)와 함께 디코더(170)는 무선/유선 네트워크들(150)을 통해 인코더(120)로부터의 인코딩된 데이터를 디코딩하도록 구성된, 다른 AT(160)에 상주할 수도 있다.
시스템(100)에서, 레이트 적응 유닛(130)은 데이터 송신과 관련한 피드백 정보를 수신하고(그 피드백 정보는 무선 액세스 모듈(140)로부터의 "로컬 피드백 정보(도 1에서 "로컬"로 표시되었음)" 및 "단대단 피드백 정보"(도 1에서 "E2E"로 표시되었음)를 포함할 수 있음), 이하에서 더욱 상세히 설명되듯이, 이러한 피드백 정보에 따라 실시간 정보 인코딩을 적응시키도록 구성될 수 있다.
설명된 "로컬 피드백 정보"란 용어는, RL 데이터 지연(예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)에서 물리/MAC 층에 의해 제공됨), RL 채널 조건(예를 들어, AT의 송신 전력 헤드룸, 추정된 채널 레이트 등), RL 섹터 로딩 상태들(예를 들어, RL 상의 송신기들의 수, RL에서 측정된 RoT(rise-over-thermal) 등과 관련됨), RL 물리/MAC층 패킷 페이로드(예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)에서 물리/MAC 층에 의해 제공됨), RL 손실 패킷 정보(예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)에서 물리/MAC층에 의해 제공됨), 무선 액세스 모듈(140)에서 현재 버퍼링된 데이터의 양 등을 포함하는(그러나 이에 한정되지는 않음), (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)에 의해 제공된) 인코더(120)에서 실질적인 지연 없이 용이하게 이용가능한 피드백 정보를 지칭할 수도 있다.
설명된 "단대단 피드백 정보"라는 용어는, 단대단 데이터 지연, 단대단 지터, 디코더 버퍼 상태들, 코어 네트워크 및 백홀 트래픽 지연, 단대단 누락 패킷 정보 등을 포함하는(그러나 이에 한정되지 않음), 예를 들어, (도1에 파선으로 도시된 바와 같은) 무선/유선 네트워크들(150) 및 무선 액세스 모듈(140)을 통해 수신기(예를 들어, 디코더(170))로부터 전송기(예를 들어, 인코더(120)로) 송신된 피드백 정보를 지칭할 수도 있다. 단대단 피드백 정보는 (예를 들어, FL 상에서 측정된 신호-대-잡음+간섭 비율(SINR)가 반영된 바와 같은) FL 채널 조건, (예를 들어, AN에서 스케줄러를 공유하는 사용자들의 수와 관련된) FL 섹터 로딩 상태들 등을 고려할 수도 있다.
소정의 실시예에서, 단대단 데이터 지연은 도1에 도시된 바와 같이, 디코더(170)에서 결정되고, 예를 들어, 무선/유선 네트워크들(150) 및 무선 액세스 모듈(140)을 통해 레이트 적응 유닛(130)에 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 단대단 데이터 지연은, 예를 들어, 유선/무선 네트워크들(150) 및 무선 액세스 모듈(140)을 통해, 레이드 적응 유닛(130)이 디코더(170)로부터 수신하는 피드백 정보에 기초하여 추론(또는 추정)될 수도 있다. 단대단 피드백 정보는 예를 들어, 트래픽 스트림에 삽입된 RTP(실시간 전송 프로토콜) 제어 프로토콜(RTCP)을 통해 또는 애플리케이션-정의된 메시지들을 통해 수신기로부터 송신기로 전달될 수도 있다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 RL 데이터 지연에 따른 인코딩 레이트를 적응시킬 수도 있다. 예를 들어, 레이트 적응 유닛(130)은, 만일 RL 데이터 지연이, 예를 들어, 미리 결정된 임계치(또는 "지연 타겟")와 비교하여 크다고 간주될 경우, 인코딩 레이트를 감소시킬 수도 있다. 레이트 적응 유닛(130)은, 만일 RL 데이터가 지연 타겟보다 충분히 작은 경우, (예를 들어, 품질을 개선하기 위해) 인코딩 레이트를 증가시킬 수도 있다. 예로서, 비디오 인코딩을 고려해 보자. 인코더는 MPEG-4, H.263, 또는 H.264 타입 시스템에서와 같이, 양자화 파라미터(QP)에 의해 자신의 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. QP는 예를 들어, {1,...,31} 사이의 범위일 수도 있는, 소정의 프레임에 대한 양자화 스텝 크기를 나타낸다. 더 작은 QP는 더욱 우수한 비디오 품질을 도출하며, 소정의 프레임에 대해 더 큰 프레임 크기를 초래한다. 대조적으로, 더 큰 QP는 열악한 비디오 품질을 도출하고 더 작은 프레임 크기를 초래할 수도 있다. 소정의 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 현재 QP 값에 기초하여 다음 프레임에 대한 QP 값을 조정하기 위해 RL 데이터(예를 들어, 프레임) 지연을 이용할 수도 있다. 만일 발생된 RL 프레임 지연이 (예를 들어, 지연 타겟과 비교하여) 디코더 버퍼(180)에 대해 크다고 간주되면, QP는 다음 프레임 크기(결국 장래의 프레임 지연)를 감소시키기 위해 증가할 수도 있다. 역으로, 만일 RL 프레임 지연이 작다(예를 들어, 지연 타겟 미만)고 간주되면, QP는 예를 들어, 지연 타겟 내로 RL 프레임 지연을 유지하는 방식으로 비디오 품질을 향상시키기 위해 감소될 수도 있다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 인코딩된 데이터가 디코더(170)로 전송될 수도 있는 주파수를 변경시킴으로써 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. 예를 들어, VT 애플리케이션들에서, 상기 사항은 피드백 정보에 따른 인코딩된 비디오 프레임의 조정을 포함할 수도 있다.
소정의 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 RL 채널 조건, RL 섹터 로딩 상태 등에 따라 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. 이들은, 정보가 실질적으로 적시에 인터럽트 없이 디코더(170)에 도달하게 하고 충분한 품질로 디코딩되게 하는 것을 보장하면서, 인코더(120)가 무선/유선 네트워크들(150)에서 시변적인 이벤트들(예를 들어, AT의 송신 전력 헤드룸에서 갑작스런 변경들, 네트워크 정체, 및/또는 상이한 로딩의 섹터들 사이에서 핸드오프되고 있는 AT(110))에 반응하게 한다. 예를 들어, 레이트 적응 유닛(130)(및/또는 무선 액세스 모듈(140))은 RL 채널 조건, RL 섹터 로딩 상태, 및 다른 피드백 정보에 기초하여 추정된 채널 레이트(예를 들어, 무선 채널에서 이용가능한 처리량)를 우선 결정하고, 이어 추정된 채널 레이트에 기초하여 실제 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은, 섹터가 조금 로딩될 때 인코딩 레이트를 증가시키고, 섹터가 심하게 로딩될 때 인코딩 레인트를 저하시키도록 구성될 수도 있다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 예를 들어, AT(100)의 송신 전력 헤드룸과 같은 RL 채널 조건에 따라 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. 이는 제한된 전력을 갖는(예를 들어, 제한된 전력 헤드룸을 갖는, 또는 자신의 섹터의 에지에서 위치된) AT가 인코딩 레이트를 낮춤으로써 수용가능한 품질 레벨로 실시간적으로 정보 인코딩을 전달(예를 들어, VT 애플리케이션들)하게 한다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은 RL 물리층 패킷 페이로드 및/또는 MAC층 패킷 페이로드에 따라 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. 예를 들어, 인코더는 RL 물리/MAC층 패킷 페이로드(보다 작은)와 호환하는 인코딩 레이트로 정보를 인코딩할 수도 있다.
일 실시예에서, 레이트 적응 유닛(130)은, (도1에 도시된 바와 같이) 무선/유선 네트워크들(150)을 통해 디코더 버퍼(180)와 함께 디코더(170)에 의해 제공될 수도 있는 단대단 피드백 정보(예를 들어, 단대단 데이터 지연)에 따라 인코딩 레이트를 조정할 수도 있다. 예를 들어, AT(110)가 열악한 FL 조건 또는 심각하게 로딩된 FL 섹터에 있는 경우, 레이트 적응 유닛(130)은 인코딩 레이트를 감소시킴으로써, 섹터 로딩을 경감시키고, 정보가 실질적으로 적시에 인터럽트 없이 디코더(170)에 도달하고 충분한 품질로 디코딩되는 것을 보장할 수도 있다. AT(100)가 우수한 단대단 상태에 있는 경우, 레이트 적응 유닛(130)은 인코딩 레이트를 증가시킬 수도 있으며, 그 결과, 지연 요구들을 계속 만족시키면서 우수한 전체적인 품질을 제공한다.
VT 애플리케이션들에서, 예를 들어, 누락 비디오 프레임들 또는 지연된 비디오 프레임 도달은 현재 인코딩 레이트가 너무 크다는 것을 나타낼 수도 있다. 이러한 경우, QP는 이에 상응하게 조절될 수도 있는데, 예를 들어 프레임 크기를 감소시키기 위해 증가된다. 소정의 실시예에서, 단대단 피드백 정보는 이하에서 상세히 설명되듯이, 레이트 적응 제어 방식들에서 세트 임계치들을 조정하도록 사용 될 수도 있다.
도2는 레이트 적응 제어 방식의 실시예를 도시하는데, 여기서 VT 애플리케이션에 대한 시간의 함수로서 RL 데이터 지연의 그래프가 예로써 설명된다. RL 데이터(예를 들어, 프레임) 지연은 무선 액세스 모듈(140)에서 이용 가능한 로컬 프레임 정보에 기초하여 측정(또는 추정)될 수도 있으며, 도1에 도시된 바와 같이, 레이트 적응 모듈(130)로 제공될 수도 있다. 예를 들어, (Ti+D)(i=1,2,3,4)로 표시된 하나 이상의 세트 임계치들은 RL 데이터 지연을 조정하기 위해 사용될 수도 있는데, 여기서 파라미터(D)는 이하에서 상세히 설명되듯이, 단대단 데이터(예를 들어, 프레임) 지연의 효과를 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 만일 소정의 예에서 RL 데이터 지연이 예를 들어, (T3+D)와 (T4+D) 사이인 특정 임계치를 초과할 때, QP는 지연을 감소시키기 위해 조정되는데, 예를 들어 (QP+QP3)로 증가될 수도 있다. 만일 다른 예에서 RL 데이터 지연이 예를 들어, (T1+D)와 (T2+D) 사이인 다른 임계치에 미달하면, QP는 우수한 품질을 제공하기 위해 조정되는데, 예를 들어 (QP-QP2)로 감소될 수도 있다.
도3은 (도2의 실시예에서와 같은)단대단 지연 정보가 레이트 적응 제어 방식에서 세트 임계치들을 조정하는데에 어떻게 사용될 수 있는지를 나타낸 실시예를 도시한다. 예로써, 박스(310)은 시간의 함수로서 RL 데이터 지연을 나타내는데, 이는 무선 액세스 모듈(140)에서 결정(예를 들어, 특정 또는 추정)될 수도 있으며, (도1에 설명된 바와 같이) 레이트 적응 유닛(130)에 제공될 수도 있다. 박스(320)는 시간의 함수로서 단대단 데이터 지연을 나타내는데, 상기 레이트 적응 유닛(130)은 (전술한 바와 같이) 무선 액세스 모듈(140)으로부터 단대단 데이터 지연을 수신할 수도 있다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 만일 단대단 데이터 지연이 (예를 들어, 포인트(322)에서) 낮은 임계치(TL) 미만이면, 박스(310)에서 세트 임계치들(Ti, i=1, 2, 3, 4)은 섹션(312)이 설명하는 바와 같이 증가할 수도 있다(도2에 도시된 바와 같이 세트 임계치들에서 큰 D를 포함하는 것과 동일할 수도 있음). 만일 단대단 데이터 지연이 (예를 들어, 포인트(324)에서) 상부 임계치(TH)를 초과하면, 박스(310)에서 세트 임계치들 (Ti, i=1, 2, 3, 4)은 섹션(314)이 설명하 바와 같이 감소할 수도 있다(도2에 도시된 바와 같이 세트 임계치들에서 작은 D를 포함하는 것과 동일할 수도 있음).
도4는 프로세스(400)의 흐름도를 도시하는데, 이는 소정의 개시된 실시예를 구현하기 위해 사용될 수도 있다. 단계(410)는 (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)로부터) RL 데이터 지연을 수신한다. 단계(420)는 RL 데이터 지연을 하나 이상의 세트 임계치들과 비교하고 이에 따라 인코딩 레이트를 조절한다. 단계(430)는 (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)로부터) 단대단 데이터 지연을 수신한다. 단계(440)는 수신된 단대단 데이터 지연에 기초하여 세트 임계치들을 조정한다. 이어서, 프로세스(400)는 단계(410)로 복귀한다.
도5는 예를들어 VT 애플리케이션에서 도4의 프로세스(400)와 같은 소정의 설명된 실시예들을 구현하기 위해 사용될 수도 있는 프로세스(500)의 흐름도를 도시한다. 단계(510)는 (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)로부터) RL 데이터 지연을 수신한다. 단계(520)는 RL 데이터 지연을 하나 이상의 세트 임계치들과 비교한다. 만일 RL 데이터 지연이 (예를 들어, 도2에 도시된 바와 같은 미리 결정된 임계치를 참조하여) 높은 것으로 간주되면, 단계(530)가 이어지고 QP를 증가시킨다. 이와 상반되게, 만일 RL 데이터 지연이 낮은 것으로 간주되면, 단계(540)가 이어지고 QP를 감소시킨다. 택일적으로 만일 RL 데이터 지연이 수용가능(또는 "OK")한 것으로 간주되면, 어떠한 조정도 행해질 필요가 없다. 이어서, 단계(550)가 이어지고 단대단 데이터 지연을 수신한다. 이어 단계(560)는 (예를 들어, 도3에 도시된 바와 같이, 소정의 미리 결정된 임계치들을 참조하여) 단대단 데이터 지연이 수용가능한지를 결정한다. 만일 단대단 데이터 지연이 높은 것으로 간주되면, 단계(570)가 이어지고, (도3에 도시된 바와 같이) 세트 임계치들을 감소시킨다. 만일 단대단 데이터 지연이 낮은 것으로 간주되면, 단계(580)가 이어지고, (도3에 도시된 바와 같이) 세트 임계치들을 증가시킨다. 택일적으로, 만일 단대단 데이터 지연이 수용가능(또는 "OK")한 것으로 간주되면, 어떠한 조정도 행해질 필요가 없다. 프로세스(500)는 계속하여 단계(510)로 복귀한다.
(위의 도2-도5에서 설명된 바와 같은) 소정의 실시예에서, 레이트 적응 제어 방식은, 예를 들어, RL 데이터 지연과 관련된 고속(또는 내부) 루프 및 (도1에 개념적으로 설명된 바와 같이) 단대단 데이터 지연과 관련된 저속(또는 외부) 루프를 포함하는 두 제어 루프들을 포함하여 구현될 수도 있다. 이러한 두 루프 방식은 로컬 피드백 정보에 의해 제공된 작은 지연 및 단대단 피드백 정보에 의해 제공된 큰 지연 모두를 효율적으로 이용할 수도 있다. (후자의 경우, 단대단 특성을 추정하기 위해 요구된 추가의 시간이 또한 존재할 수 있다.) 일 실시예에서, 두 개의 제어 루프는 인코더/디코더 시스템이 지연과 품질 사이의 원하는 절충에 따라 자신의 성능을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 지연은 소정의 상황에서 제어 방식에 대해 "타겟 측정"으로 사용될 수도 있고(따라서, 품질이 그것에 영향을 받음); 상기 품질은 다른 상황들에서 제어 방식에 대해 타겟 측정으로 사용될 수도 있다(따라서, 데이터 지연은 그것에 영향을 받음).
다른 실시예에서, 레이트 적응 제어 방식은, 예를 들어, RL 데이터 지연, 단대단 데이터 지연, 또는 (전술한 바와 같은) 다른 타입의 피드백 정보에 기초하여 단일 제어 루프를 이용할 수도 있다. 다른 레이트 적응 방식들이 또한 구현될 수도 있다. 따라서, 설명된 레이트 적응 방식들은 소정의 실시간 정보의 인코딩을 제어하도록 사용될 수도 있다.
도6은 소정의 개시된 실시예들이 구현될 수도 있는 장치(660)의 블록도를 도시한다. 장치(600)는 (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)로부터의) 다른 로컬 피드백 정보 및 RL 데이터 지연을 수신하도록 구성된 로컬 피드백 수신 유닛(또는 모듈(610)); 하나 이상의 세트 임계치들을 생성 및/또는 조정하도록 구성된 임계치 조정 유닛(620); 임계치 조정 유닛(620)에 의해 제공된 세트 임계치들과 타겟 측정(예를 들어, RL 데이터 지연)을 비교하도록 구성된 비교 유닛(630); 및 비교 유닛(630)으로부터의 출력에 기초하여 (예를 들어, VT 애플리케이션들에서와 같은 QP 또는 프레임 레이트에 의해) 인코딩 레이트를 조정하도록 구성된 레이트 조정 유닛(640)을 포함할 수도 있다. 장치(600)는 (예를 들어, 무선 액세스 모듈(140)로부터) 단대단 피드백 정보를 수신하고 이를 임계치 유닛(620)으로 제공하도록 구성된 E2E 피드백 수신 유닛(650)을 포함한다. 임계치 유닛(620)은 (전술한 바와 같이) 단대단 피드백 정보에 기초하여 세트 임계치들을 추가로 조정할 수도 있다.
소정의 상황에서, 예를 들어 VT 애플리케이션에서 인코딩될 후속 프레임에 대한 프레임 타입과 같은 인코딩될 정보의 다음 유닛을 결정하기 위해, (예를 들어, RL 물리층 자동 반복 요청(ARQ), RL 하이브리드 ARQ, 및/또는 RLMAC-ARQ에 의해 국부적으로 제공된) RL 손실 패킷 정보를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 예로써, 도7A-도7C는 RL 손실 패킷 정보에 기초하여 인코딩 프레임 타입을 적응적으로 선택하는 실시예를 도시한다. VT 애플리케이션에서, 예측 프레임들(또는 P-프레임들)에 대한 디코딩 의존성 때문에, 손실된 I-프레임 또는 P-프레임은 도7A에 도시된 바와 같이, 후속 P-프레임들에 대해 전파 에러들을 유발한다. 이러한 상황에서, 만일 인코더가, 영상 그룹(Group-of-Picture)의 마지막까지 누락 프레임에 관하여 잔여 P-프레임들을 계속 전송하면, 잔여 프레임들의 시각적 품질은 현저히 감소될 수도 있다. 따라서, 손실 프레임들에 관한 로컬 피드백 정보를 이용함으로써, 인코더는 도7B에 설명된 바와 같이, 에러들의 전파를 방해하지 않기 위해 I-프레임으로서 다음 프레임을 인코딩할 수도 있다. 인코더는 도7C에 도시된 바와 같이, 기준 프레임이 가장 최근에 성공적으로 송신된 프레임인 새로운 P 프레임으로서 다음 프레임을 인코딩할 수도 있다.
도8은 소정의 개시된 실시예를 구현하도록 사용될 수도 있는 프로세스(800)의 흐름도를 도시한다. 단계(810)는 무선 액세스 모듈로부터의 데이터 송신과 관 련된 피드백 정보를 수신한다. 단계(820)는 수신된 피드백 정보에 따라 실시간 정보를 인코딩한다.
프로세스(800)에서, 단계(820)는 피드백 정보에 따라 인코딩 레이트를 업데이트하는 것을 더 포함하며, (전술한 바와 같이) 실시간 정보를 인코딩 레이트로 인코딩할 수도 있다. 단계(820)는 (도7A-도7C에 도시된 바와 같이) 피드백 정보에 따라 인코딩될 정보의 다음 유닛을 결정(예를 들어, VT 애플리케이션들에서와 같이 인코딩될 후속 프레임에 대한 프레임 타입을 선택)하는 단계를 또한 포함한다.
개시된 실시예는 패킷 스위칭형 무선 통신 시스템들에서 실시간 정보의 적응적인 인코딩의 소정의 실시예를 제공한다. 다른 실시예 및 구현예가 존재한다.
설명된 다양한 유닛들/모듈들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 다양한 유닛이 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 프로세싱 장치(DSPD), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로세서들, 마이크로프로세서들, 제어기들, 마이크로제어기들, 프로그램가능한 로직 장치들(PLD), 다른 전자 유닛들, 또는 소정의 이들 조합 내에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어 구현의 경우, 다양한 유닛들이 설명된 기능들을 구현하는 모듈들(예를 들어, 절차, 함수 등)로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛에 저장되고 프로세서(또는 프로세싱 유닛)에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에서 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있으며, 이 경우, 메모리 유닛은 다양한 공지된 수단에 의해 프로세서와 통신가능하게 결합될 수 있다.
다양한 개시된 실시예는 AT, 및 실시간 정보를 인코딩하도록 구성된 다른 수단에서 구현될 수도 있다.
기술 분야의 당업자는 정보 및 신호들이 다양한 기술들을 사용하여 표현될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 전술한 설명을 통해 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 지시들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자들, 광학계 또는 입자들 또는 이들의 소정 조합을 통해 구현될 수도 있다.
당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 논리적인 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그들의 조합으로서 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 상기 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성을 명백히 설명하기 위해, 다양한 요소들, 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성에 관련하여 전술되었다. 상기 기능성이 하드웨어로 실행되는지 또는 소프트웨어로 실행되는지의 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 따라 결정한다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능성을 실행할 수 있지만, 상기 실행 결정들은 본 발명의 영역으로부터 벗어나는 것으로 해석될 수 없다.
본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명되는 논리들, 논리 블럭들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 요소들, 또는 본 명세서에 개시된 기능을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합을 사용하여 실행되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 장치들의 조합으로서 실행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그들의 조합에서 즉시 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능한 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 저장 매체 형태로 당업자에게 공지된다. 예시적인 저장 매체는 저장매체로부터 정보를 판독하고 정보를 기록할 수 있는 프로세서에 접속된다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서의 필수 구성요소이다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 터미널 내에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 디바이스내에서 이산요소들로서 상주할 수 있다.
개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시 예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 원리 및 신규한 특징에 부합하는 광의의 사상에 따른다.

Claims (37)

  1. 무선 통신들에서 실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치로서,
    무선 액세스 모듈로부터 데이터 송신과 관련된 피드백 정보를 수신하도록 구성된 레이트 적응 유닛(rate-adaptation unit); 및
    상기 피드백 정보에 따라 실시간 정보를 인코딩하도록 구성된 인코더를 포함하고,
    상기 피드백 정보는 상기 액세스 터미널 장치 내에서 지연없이 이용가능한 로컬 피드백 정보(local feedback information), 및 무선 통신 네트워크를 통해 제 2 액세스 터미널로부터 전송되는 단대단 피드백 정보(end-to-end feedback information)를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인코더는 상기 피드백 정보에 따라 인코딩 레이트(encoding rate)를 적응(adapt)시키도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인코딩 레이트는 양자화 파라미터 및 프레임 레이트 중 적어도 하나에 의해 조절되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인코더는 상기 피드백 정보에 부분적으로 기초하여, 인코딩될 상기 실시간 정보의 유닛을 결정하도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 로컬 피드백 정보는 역방향 링크 손실 패킷 정보와 관련되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 인코더는 인코딩될 후속 프레임에 대한 타입을 선택하도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임 타입은 I-타입 프레임 및 P-타입 프레임 중 하나와, P-타입 프레임과 관련된 기준 프레임을 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 역방향 링크 데이터 지연 및 단대단 데이터 지연 중 적어도 하나를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 피드백 정보는 역방향 링크 채널 상황을 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 역방향 링크 채널 상황은 상기 액세스 터미널 장치와 관련된 추정된 채널 레이트 및 송신 전력 헤드룸 중 적어도 하나를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 역방향 링크 섹터 로딩 상태를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 역방향 링크 물리층 패킷 페이로드 및 역방향 링크 MAC층 패킷 페이로드 중 적어도 하나를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 무선 액세스 모듈에 버퍼링된 데이터의 양과 관련되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 네트워크와 통신 상태에 있도록 구성된 상기 무선 액세스 모듈을 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  16. 무선 통신들에서 실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치로서,
    무선 액세스 모듈로부터 데이터 송신과 관련된 피드백 정보를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 피드백 정보에 따라 실시간 정보를 인코딩하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 피드백 정보는 상기 액세스 터미널 장치 내에서 지연없이 이용가능한 로컬 피드백 정보, 및 무선 통신 네트워크를 통해 제 2 액세스 터미널로부터 전송되는 단대단 피드백 정보를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인코딩 수단은 상기 피드백 정보에 따라 인코딩 레이트를 적응시키도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인코딩 레이트는 양자화 파라미터 및 프레임 레이트 중 적어도 하나에 의해 조정되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 인코딩 수단은 상기 피드백 정보에 부분적으로 기초하여, 인코딩될 상기 실시간 정보의 유닛을 결정하도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 인코딩 수단은 인코딩될 후속 프레임에 대한 타입을 선택하도록 또한 구성되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  21. 무선 통신들에서 실시간 정보 인코딩을 위한 방법으로서,
    무선 액세스 모듈로부터 데이터 송신과 관련된 피드백 정보를 액세스 터미널에서 수신하는 단계; 및
    상기 피드백 정보에 따라 실시간 정보를 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 피드백 정보는 상기 액세스 터미널 내에서 지연없이 이용가능한 로컬 피드백 정보, 및 무선 통신 네트워크를 통해 제 2 액세스 터미널로부터 전송되는 단대단 피드백 정보를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 실시간 정보를 인코딩하는 단계는 상기 피드백 정보에 따라 인코딩 레이트를 적응시키는 단계를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    양자화 파라미터 및 프레임 레이트 중 적어도 하나에 의해 인코딩 레이트를 조정하는 단계를 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 실시간 정보를 인코딩하는 단계는 상기 피드백 정보에 부분적으로 기초하여, 인코딩될 상기 실시간 정보의 유닛을 결정하는 단계를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    인코딩될 후속 프레임에 대한 프레임 타입을 선택하는 단계를 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 로컬 피드백 정보는 역방향 링크 손실 패킷 정보와 관련되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  27. 삭제
  28. 제21항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 역방향 링크 데이터 지연 및 단대단 데이터 지연 중 적어도 하나를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 로컬 피드백 정보는 역방향 링크 채널 상황을 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 역방향 링크 채널 상황은 상기 액세스 터미널과 관련된 추정된 채널 레이트 및 이용가능한 송신 전력 중 적어도 하나를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 역방향 링크 섹터 로딩 상태를 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  32. 제21항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 무선 액세스 모듈에 버퍼링된 데이터의 양과 관련되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  33. 제22항에 있어서,
    역방향 링크 데이터 지연을 수신하는 단계;
    상기 역방향 링크 데이터 지연을 적어도 하나의 임계치와 비교하는 단계; 및
    상기 비교에 따라 상기 인코딩 레이트를 조정하는 단계를 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    단대단 데이터 지연을 수신하는 단계; 및
    상기 단대단 데이터 지연에 부분적으로 기초하여 상기 적어도 하나의 임계치를 조정하는 단계를 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 인코딩 레이트는 양자화 파라미터 및 프레임 레이트 중 적어도 하나에 의해 조정되는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 방법.
  36. 제17항에 있어서,
    역방향 링크 데이터 지연을 수신하기 위한 수단;
    상기 역방향 링크 데이터 지연을 적어도 하나의 임계치와 비교하기 위한 수단; 및
    상기 비교에 따라 상기 인코딩 레이트를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    단대단 데이터 지연을 수신하기 위한 수단; 및
    상기 단대단 데이터 지연에 부분적으로 기초하여 상기 적어도 하나의 임계치를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는,
    실시간 정보 인코딩을 위한 액세스 터미널 장치.
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