KR20100094973A

KR20100094973A - 중첩 변조를 사용하는 무선 데이터 멀티캐스트용의 강건한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20100094973A
Application number: KR1020107008678A
Authority: KR
Inventors: 핀-한 호; 페이 만 제임스 쉐
Original assignee: 핀-한 호; 페이 만 제임스 쉐
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-08-27
Also published as: CA2700448A1; TW200926654A; WO2009039638A1; CN101939931A; US20100296428A1

Abstract

데이터를 무선 네트워크를 통해 무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 송신하는 방법은 상기 복수의 수신기에 가변 멀티캐스트로서 데이터를 송신하기 위해 다중 해상도 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 생성하도록 중첩 코드화된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 인가하도록 구성된다. 그 방법은 그 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하고; 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하고; 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키고; 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩시키고; 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하는 것으로 구성된다.

Description

중첩 변조를 사용하는 무선 데이터 멀티캐스트용의 강건한 시스템 및 방법{A ROBUST SYSTEM AND METHOD FOR WIRELESS DATA MULTICASTING USING SUPERPOSITION MODULATION}

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 특히 무선 데이터 멀티캐스팅을 인에이블하는 기술에 관한 것이다.

무선 통신 시스템은 음성, 데이터, 비디오, 그 변형 또는 결합 등과 같은 각종 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 사용된다. 그러한 시스템은 가용한 시스템 자원을 공유함으로써 다수의 유저(또는 수신기)에 통신을 동시에 제공할 수 있고, 거기에서 하나 이상의 정보 인스턴스(instances)가 다수의 수신기에 의해 예측되어 질 수 있다. 그런 시스템의 예가 코드 분할 다중 접속(code division multiple access (CDMA))시스템, 시분할 다중 접속(time division multiple access (TDMA))시스템, 주파수 분할 다중 접속(frequency division multiple access (FDMA))시스템, 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency-division multiple access(OFDMA))시스템 및 시분할 동기 코드 분할 다중 접속(time division-Synchronous code division multiple access (TD-SCDMA))시스템을 포함한다.

같은 콘텐츠(예를 들어, 데이터, 비디오, 오디오 등)에 관심있는 수신기 그룹들간의 정보로써 송신된 신호를 멀티캐스팅하거나 공유하는 것은 무선 또는 심지어 유선 기반구조에서 큰 대역폭 데이터를 전달하기 위한 효과적이고 가변적인(scalable) 방법인데 왜냐하면 데이터에 대한 같은 복제의 이중 전달이 방지되기 때문이다. 그러나, 멀티-유저 페이딩 다이버시티는 무선 매체에서 내부 특성이고, 거기에서 수신기는 어느 순간에 기지국(BS)(또는 송신기)과 관련해서 다른 채널 조건을 공통적으로 갖는다. 수신기들간의 이종 채널 조건하에서, 송신 매체를 효율적으로 사용하는 모든 수신기들에 공통 정보를 보내기 위한(멀티캐스트 하기 위한) 단일 최적의 송신율 또는 전략은 어려워진다. 도 2는 소스로부터 데이터를 표시하는 멀티캐스트 신호가 IEEE 802.16 포인트 대 포인트 네트워크에서 BS로부터 모든 관심있는 수신기 즉 가입국(SSs)으로 송신되는 순간을 예시하고, 거기에서 그 멀티캐스트 신호가 고 송신율(예를 들어, 16QAM)의 계획으로 변조된다. 그 변조시에 다른 SSs간의 이종 채널 조건으로 인해, 16QAM으로 변조된 멀티캐스트 신호가 그 채널에서 저 신호 대 잡음비(SNR)를 갖고 (디코딩하기 위해 적은 SNR을 요구하는 변조 계획이면서 저 송신율을 갖는)BPSK만을 지원하는 SSs에 의해 디코드될 수 없다. 각 수신기의 채널 상태가 시간-변화하고, BPSK만을 지원하는 수신기는 다음 순간에 16QAM을 지원할 수 있는 것을 의미하고, 역 또한 가능하다. 그러나, BS가 데이터를 항시 멀티캐스팅하는 BPSK를 보존해서 계속 사용하는 경우에, 채널들은 양호한 채널 조건을 갖는 16QAM으로 지원된 SSs에 대해 낭비적으로 충분히 이용하지 않게 된다.

중첩 변조가 단일 무선 신호에서 다른 수신기에 지향된 다수의 정보 인스턴스를 끼워넣기 위해 송신기에서 적용될 수 있다. 그런 특정 신호에서 복조의 다중 해상도는 그 신호를 부분적으로 디코드하기 위해, 그 채널이 불량할 때, 자체의 정보를 얻기 위해 수신기에 의해 사용될 수 있다. 반면에, 양호한 채널 수신기가 관심없는 정보를 우선 디코드하고 그것을 전체 신호에서 제거함으로써 같은 신호를 완전히 디코드하고 자체의 관심있는 정보를 얻는다. 그러나, 페이딩 채널의 순시 및 변동 특성으로 인해, 신호(특히 높은 비디오 품질에 대해 관심있는 정보)에서 소정의 데이터량은 채널 불량인 순간에 일반적으로 양호하게 동작하는 채널을 갖는 수신기에서도 영원히 손실되거나 에러로 된다. 그것은 품질 보증을 요구하는 다수의 상업적인 적용예에서 상당한 제한을 가져온다.

무선 멀티캐스팅에 대한 종래 기술의 방식에는 몇 가지 형태가 있다.

형태-1 방식:

이 방식은 최적의 처리율 및 얻을 수 있는 수신기 비디오 품질을 이루기 위해 교차 계층(cross-layer) 설계에서 송신율, 전력 할당, 에러 보호 계획 또는 그 결합을 조절함으로써 채널 조건을 적응시키는 것이다.

그러나, 이 적응 방식은 1대 1 통신에 일반적으로 촛점을 두고 있다. 이중 전달은 같은 비디오 데이터를 보내기 위해 각 수신기 및 BS간에 일반적으로 요구되어, 다수의 수신기용 대규모 비디오 또는 데이터 스트리밍에 대해 시스템 용량을 크기 조정하기 위해 대역폭을 효과적으로 사용하지 못하게 한다.

형태-2 방식:

이 방식은 BS에서 송신시 멀티캐스트에 적용한다. 단일 송신율 또는 계획은 모든 수신기에 대해 멀티캐스트 신호를 통해 선택되어, 수신기 모두가 선택된 계획에 따라 비디오 신호를 동시에 수신할 수 있다.

그러나, 그 선택된 송신율 또는 계획이 멀티-유저 채널 다이버시티 문제로 인해 수신기 모두에 대해 최적이지는 않다. 일부 수신기의 채널은 사용되지 못하거나 일부 수신기가 그 수신된 신호를 디코드할 수 없는 데 왜냐하면 송신 계획의 SNR 요구사항이 이행되지 못하기 때문이다. 이 방식하의 구현예는 가변 비디오 코딩 특성 및 중첩 코딩을 함께 고려하지 못해서 멀티-유저 채널 다이버시티를 멀티캐스트 환경을 통해 극복한다. 종래 기술 방식은 다른 수신기에 대해 송신 블럭내에서 다른 데이터를 브로드캐스트하는 중첩 변조를 일반적으로 사용한다. 그 종래 기술은 이종 채널 조건하에서 같은 비디오를 같은 관심있는 그룹으로 보내는 중첩 변조를 포함하고 있지 않다.

형태-3 방식:

이 방식은 기지국에서 송신시 멀티캐스트를 중첩 변조하여, 일부 수신기는, 그 채널이 높은 순서의 변조 계획에 의해 변조된 추가 데이터를 디코드하기에 충분하게 양호한, 기회동안 추가 데이터를 때때로 수신할 수 있다.

퀄컴[1]에 의한 WO/2005/032035는 다수의 안테나 통신 시스템에서 브로드캐스트하는 중첩 변조/복조를 수행하는 기술을 나타낸다. 그 시스템은 송신기에서 다수의 안테나를 갖는 다중 입력 단일 출력(multiple-input single out (MISO) )시스템, 수신기에서 다수의 안테나를 갖는 단일 입력 다중 출력(single-input multiple-output (SIMO))시스템, 또는 송신기 및 수신기 모두에서 다수의 안테나를 갖는 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple output (MIMO)) 시스템일 수 있다.

She et al. [3]은 IPTV 서비스용 비디오 스트림을 WIMAX를 통해 멀티캐스트하기 위해 계층화된 비디오 코딩에 통합한 중첩 변조를 사용하여, 멀티캐스트 신호의 다중 해상도 변조를 생성함으로써 멀티-유저 채널 다이버시티의 내부 문제를 극복할 수 있다. 같은 멀티캐스트 신호에 의해, 양호한 채널 조건을 갖는 수신기는 모든 비디오 품질에 대해 기본 및 보강(enhancement) 품질 층 모두로부터 데이터를 복조할 수 있는 반면에, 불량한 채널 조건을 갖는 수신기는 기본 품질 층의 데이터를 계속 복조하고 얻을 수 있다.

[1] 및 [3]은 무선 멀티캐스트 송신하에서 비디오 품질의 강건성(robustness) 및 용량을 더 개선하기 위해 중첩 변조와 결합해서 보호 코드를 전략적으로 사용할 가능성을 논의하지 않고 있다. 수신기로 하여금 불량한 채널 상태동안 "기본 층" 데이터만을 얻게 하는 인스턴스에서 높은 품질 비디오 데이터의 손실을 복원하는 것 및/또는 양호한 채널 상태동안 얻어진 "보강 층" 데이터를 사용하는 것은 어디 나와 있지 않다. Chan et al. [2]는 스프레드-스펙트럼 CDMA(code-division multiple access ) 셀룰러 네트워크를 통해 디지털 비디오를 이송하기 위해 끼워넣어진 멀티캐스트/브로드캐스트 방식을 연구한다. CDMA 시스템의 간섭 제한되고 대역폭 제한된 특성 모두를 고려할 때, 저자는 채널 코딩 전략 및 적응형 전력 할당에 통합한 교차 계층 방식을 제의하고 더 유능한 수신기 및 시스템 용량에 대한 서비스 품질(quality-of-service (QoS)) 모두를 최대화하는 동안 기본 QoS를 덜 유능한 수신기에 동시 전달하기 위해 이산 코사인 변환 기반의 가변 동작-보상된 비디오 인코더를 끼워 넣어진 다중 해상도 변조 계획으로 효과적으로 결합시킨다. 그 방식하에 개시된 방법을 사용할 때, 소정의 데이터량은, 관련된 채널 조건이 불량하거나 양호하지 않은, 시간슬롯 동안 계속 손실되거나 에러로 되는 높은 품질 비디오층에서 특히 얻어지지 않는다. 포함된 비디오 코딩에 따라, 높은 품질 층에서 불완전한 비디오 데이터 세트가 수신기에 결코 유용하지 않다. 그러므로, 높은 품질 층의 부분 데이터만을 얻는 시간슬롯에서 수신된 데이터가 중첩 코드화된 멀티캐스트를 낭비해서 사용된다.

형태-4 방식:

이 방식은 더 안정한 전달을 인에이블하기 위해 비디오 데이터상에 보호 인코딩을 인가한다. 수신된 데이터량이 선택된 보호 인코딩 계획의 복원 요구사항을 충족하는 경우에 불량한 채널 조건으로 인해 손실된 데이터는 복원될 수 있다.

같은 데이터를 재송신함으로써 그 손실된 데이터를 복원하는 것은 다수의 유선 및 무선 통신에 공통이나, 에러 횟수 및 수신기수가 많을 때 특히 대역폭을 많이 요구하는 비디오 스트리밍 서비스에서, 지원 또는 효율을 확대하지 못한다. Mujumdar et al. [5] 는 유니캐스트(unicast) 및 멀티캐스트 송신 모두에서 무선 LANs를 통한 실시간 비디오 스트리밍의 문제를 다룬다. 순방향 에러 제어(forward error control (FEC)) 코딩을 자동 재송 요구(Automatic Repeat reQuest (ARQ)) 프로토콜과 효과적으로 결합하는 새로운 하이브리드 ARQ 알고리즘은 본 개시에서 제안된다. 다수의 유저 시나리오에서, 실시간 비디오 멀티캐스트의 문제는 멀티캐스트 유저 공간에 걸쳐 최대 후회(regret) 비용 함수의 최적화로서 공식화된다. 제안된 아이디어인 데이터 복원은 손실된 패킷의 개별 재송신없이 자체의 소실 데이터 패킷을 대치하기 위해 단일 패리티 패킷을 다수의 수신기에 보낸다. 이 방식은 본 글에서 언급했듯이 적은 멀티캐스트의 근거리 네트워크에서만 효율적이다.

Chou et al. [4]는 비디오 프레임 그룹(GoF)과 같이 비디오 정보 세트를 설명하기 위해 MDC 패킷 세트를 발생시키는 계층화된 다수의 기술(description) 코드를 분석한다. 각 MDC 패킷은 다수의 품질층의 데이터를 포함한다. 저 대역폭 고객은 기본 MDC층을 수신하기 위해 적은 MDC 패킷 세트를 얻음으로써 비디오 품질의 기본층을 얻을 수 있는 반면에 고 대역폭 고객은 완전하거나 큰 MDC 패킷 세트를 얻음으로써 높은 비디오 품질을 위해 기본 및 보강 품질 층을 얻을 수 있다. 그러나, 무선 멀티캐스트 및 솔루션의 보호 코드를 멀티-유저 채널 다이버시티 문제에 적용하는 것은 전혀 논의 및 예시하지 않고 있다. 더 중요하게는, 각 MDC 패킷은 예측 목적으로 완전히 수신된다고 가정한다. 그러나, MDC 패킷의 부분 수신은 무선 통신에 공통적으로 발생하는 데, 그것이 이 연구에서 어떻게 이용되거나 논의되고 있지 않다.

종래 기술에서 보호 인코딩, 특히 다수의 기술(description)을 갖는 보호 인코딩은 송신기 대 수신기 또는 수신기 그룹들 간에 다수의 네트워크 경로를 갖는 유선 기본구조에서 작동하도록 설계되고, 거기에서 각 패킷이 비디오 비트스트림에 대해 품질 층 모두의 보호된 데이터를 포함한다. 송신기 및 수신기를 연결하는 유선 매체의 송신 용량 및 접속도/신뢰도는 무선 채널의 그것보다 일반적으로 매우 높은 신뢰도를 갖는다. 그러므로, 패킷 손실은 트래픽 정체현상으로 인한 중계 장치의 버퍼 오버플로우 때문이거나 송신 버퍼의 긴 대기 시간으로 인한 송신 중지 때문이다.

MDC 패킷 그룹을 수신기 또는 수신기 그룹에 송신할 때, 각 패킷은, 일관된 송신 용량이 전달 경로를 따라 각 패킷에 제공될 때, 같은 손실 확율을 다소간 경험하게 된다. 많은 낮은 품질 층 패킷이 반드시 수신되게 하는 것이 중요하다. 그렇치 않으면, 수신된 높은 품질 층은 비디오 품질을 개선하는 데 사용되지 못한다. 그것은 낮은 품질 층 데이터의 중요성이 높은 층 데이터의 그것보다 더 높다는 것을 의미한다. 그러므로, 낮은 품질 데이터는 더 강건한 보호를 필요로 하여 패킷 수신 요구사항(즉 요구된 적은 MDC 패킷)을 낮춘다. 리드-솔로몬[RS (N, K)] 코드를 보호 코드로 사용하는 경우에, 일정한 N 길이의 보호된 정보 블럭중 성공적으로 수신된 정보 블럭의 소수 K는, 특히 제한된 MDC 패킷수를 송신하기 위해 대역폭 제한이 있는 데서, 낮은 품질 층 데이터를 쉽게 복원하기 위해 선택되야 하는 것을 의미한다. 그러므로, 종래 기술은 낮은 층으로부터 높은 층으로 증가하는 K 값 순서를 사용하고, 거기에서 낮은 층에서 데이터의 중요성이 높아진다.

유선으로 된 기본구조하에서, 다수의 품질 층의 비트스트림 데이터를 포함하는 패킷은 복원 효과에 기여하기 위해 대체로 완전히 손실되거나 수신된다. MDC 패킷의 부분 수신은 의미가 없거나 이전에 제안된 계획에서 전혀 사용하고 있지 않다.

반대로, 송신기 및 수신기간의 무선 채널의 송신 용량 및 접속도는 시간-변화되고 채널 페이딩 효과로 인해 신뢰하지 못하는 데, 그 채널 페이딩 효과는 변동된 송신 용량 및 높은 패킷 손실율을 특징으로 한다. 그것은 수신기들간에 이종의 채널 조건하에서 공통 정보를 다수의 수신기에 동시에 멀티캐스트하기 위해 송신기로써 큰 도전을 하게 한다. BS에서 모든 품질 층의 데이터를 단순히 포함하고 단일 또는 모노-해상도 변조 계획을 사용해서 송신된 멀티캐스트 신호는 모든 수신기에 의해 완전히 수신될 수 없는 데, 왜냐하면 적게 수행하는 채널 조건에서 그 수신기의 복조 능력 및 수신율이 제한되기 때문이다. 그것은 무선에서 예를 들어 가변 비디오 비트스트림을 멀티캐스트 하기 위해 매우 특정한 문제를 제기하여, 단일 멀티캐스트 송신내에서 다중 해상도 변조 계획의 지원을 필요로 하는 반면에, 부분 및 전체 비디오 품질이 각기 적게 수행하고 양호한 채널 조건으로써 수신기에 대해 같은 멀티캐스트 신호로부터 계속 얻어질 수 있다.

상기 언급된 장점을 다루는 멀티캐스팅을 인에이블하는 시스템 및 방법이 필요하다. 특히, 수신기들간에 이종의 채널 조건 및 다이버스 에러의 강건한 데이터 복원을 효과적으로 처리하는 멀티캐스팅용 시스템 및 방법이 필요하다. 특히 상대적으로 다량의 데이터(예를 들어, 높은 품질 비디오)에서 양호한 데이터 용량을 사용하는 멀티캐스팅용 시스템 및 방법이 필요하다. 광범위한 수신기에 알맞은 방법으로 그 장점을 제공하는 무선 멀티캐스팅용 시스템 및 방법이 필요하여, 기존의 수신기 또는 상대적으로 낮은 비용의 수신기를 사용해서 비용 효과있는 구현예를 인에이블시킨다. 수신기의 채널 불량시 "기본 스트림" 데이터 및, 중첩 코딩을 멀티캐스트 또는 브로드캐스트와 관련하여 사용하는, 그 채널 양호시 "보강 스트림"데이터를 얻는 수신기에 대한 데이터 용량(예를 들어, 비디오 비트스트림 송신의 경우에 비디오 품질을 개선)을 더 개선하는 시스템 및 방법이 필요하다.

본 발명의 하나의 양태에서, 무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 상기 무선 네트워크를 통해 데이터를 송신하는 방법이 제공되고, 그 방법은 복수의 수신기에 가변 멀티캐스트로서 데이터를 송신하기 위해 다중 해상도 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 생성하도록 중첩 코드화된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태에서, 무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 무선 네트워크를 통해 데이터를 송신하는 방법이 제공되고, 그 방법은, (a) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하는 것과; (b) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하는 것과; (c) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키는 것과; (d) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩하는 것; 및 (e) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특정한 양태에서, 변조 수단이 품질층에 따라 변화된다. 복수의 변조 수단이 제공되고, 그 각 변조 수단이 품질 층으로 하여금 중첩된 무선 신호를 형성하도록 하기 위해 선택된다. 상대적으로 낮은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되고, 상대적으로 높은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 상대적으로 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 적용되고, 덜 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 적용된다.

본 발명의 다른 양태에서, 데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 시스템이 제공되고, 그 무선 네트워크에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는, (a) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하고; (b) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 상기 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하고; (c) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키고; (d) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩시키고; 및 (ⅴ) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하기 위해 동작가능하고, 그 후에 그 복수의 각 수신기가 그 변조된 층을 수신하기 위해, 그 층을 복조하고 디코드하기 위해, 및 그 층으로부터 상기 데이터를 재구성하기 위해 동작가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되고, 그 컴퓨터 프로그램 제품이 그 무선 네트워크에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터에 의해 특징지어지고, 그 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는, (a) 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체; 및 (b) 상기 컴퓨터로 하여금 설정된 동작을 수행하게 할 수 있는 상기 소프트웨어 명령을 구비하는 것을 특징으로 하고, 그 설정된 동작은, (ⅰ) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하는 단계와; (ⅱ) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 상기 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하는 단계와; (ⅲ) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키는 단계와; (ⅳ) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩시키는 단계; 및 (ⅴ) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하는 단계를 포함하고, 그 후에 그 복수의 각 수신기가 그 변조된 층을 수신하기 위해, 그 층을 복조하고 디코드하기 위해, 및 상기 층으로부터 상기 데이터를 재구성하기 위해 동작가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 하나 이상의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 시스템에 의해 무선 네트워크를 통해 송신된 데이터를 수신하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되고, 상기 데이터가 송신전에 인코드되고, 변조되고, 중첩되고, 그 컴퓨터 프로그램 제품이 하나 이상의 가입국에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터에 의해 특징지어지고, 그 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는, (a) 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체; 및 (b) 상기 컴퓨터로 하여금 설정된 동작을 수행하게 할 수 있는 상기 소프트웨어 명령을 구비하는 것을 특징으로 하고, 그 설정된 동작은, (ⅰ) 송신된 신호 블럭을 수신하는 단계와; (ⅱ) 상기 송신된 신호 블럭을 중첩된 데이터 세트로 복조시키는 단계와; (ⅲ) 그 중첩된 데이터 세트를 하나 이상의 인코드된 층으로 분리시키는 단계와; (ⅳ) 상기 하나 이상의 인코드된 층을 하나 이상의 품질 층으로 디코드시키는 단계와; (ⅴ) 하나 이상의 상기 품질 층의 손실되거나 파손된 데이터를 복원하는 단계; 및 (ⅵ) 상기 하나 이상의 품질 층으로부터 상기 데이터를 재구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 압축된 가변 비트스트림을 2개의 품질 층으로 예시한 도면.
도 2는 IEEE 802 포인트 대 포인트 네트워크에서 BS로부터 멀티캐스트 신호를 모든 관심있는 수신기 즉 가입국에 송신하는 순간을 예시한 도면.
도 3은 층i에서 N 길이의 보호된 유닛을 형성하기 위해 각

데이터 블럭에 강건성을 추가하는 프로세스의 예시도.
도 4는 RS 코드(N,

)에 의해 형성된 층i의 보호된 유닛 예시도.
도 5는 SPC 멀티캐스트 신호 대형(formation)을 대기하는 L1 및 L2 버퍼에서 층 1 및 층 2의 PUs의 저장을 예시한 도면.
도 6은 비디오 비트스트림의 모든 품질 층의 PUs 모두를 중첩 코드화된 멀티캐스트로 송신하는 기지국의 예시도.
도 7은 SS-1, SS-2 및 SS-3가 기지국으로부터 연속 SPC 멀티캐스트 신호를 동시에 수신하는 실시예에서 멀티유저의 다이버시티 페이딩 조건의 예시도.
도 8은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명에 따른 손실된(lost) PUs의 복원 예시도.
도 9는, PUs가 시간슬롯들 중 하나에 계속 수신되지 않을 때도, Gof의 완료한 비디오 스트림 세트를 계속 복원할 수 있는 프로세스의 예시도.
도 10은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명의 구성요소에서 동작 순서의 예시도.
도 11은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명에 의해 이루어진 이득을 표현한 예시도.
도 12는 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명에 의해 비디오의 1프레임에서 이루어진 개선을 표현한 예시도.

개요

본 발명은 하기에서 설명되는 고급 접속원 및 채널 코딩 방법 및 시스템, 및 그 변형에 의해 WIMAX, LTE, 유사하거나 진화한 무선 표준을 사용하는 무선 통신 네트워크와 같은 무선 통신 솔루션에서 데이터 멀티캐스팅의 용량 및 강건성을 증대하기 위해 동작가능하다. 본 발명의 적용예는 무선을 통한 IPTV 또는 모바일 TV 서비스, 인터넷 기반의 광고 또는 1대 다수의 비디오 통신에서 소정의 품질 보증을 위해 WIMAX를 통한 광대역 멀티미디어 서비스에 관련되어 진다.

본 발명은 본 발명의 4개의 주요한 양태를 다음에서 설명된다. 그것들은 예시를 위해 제시된 설계 파라미터 및 시나리오의 예로 개별적으로 설명된다. 그러나, 본 발명은 제시된 예 및 관련된 파라미터로 제한되지 않으며, 확장, 변환, 또는 유도되어 적용가능한 다른 변형된 적용예로 되어진다. 본 발명은 본 발명의 특정한 구현예로 제한되지 않게 된다. 또한, 본 발명의 개시는 특정한 수 또는 시퀀스를 요구하지 않는 다. 사실상, 본 기술에 숙련된 자는 본 발명을 벗어남이 없이 본 발명을 구현할 수 있으므로 하기 설명된 하나 이상의 방법 단계는 서로 포함되거나 확장되어서 설명된 여럿의 단계를 구비한다.

본 발명의 하나의 양태에서, 멀티캐스팅/브로트캐스팅 시스템 및 방법은 제공되는 데, 거기에서 복수의 수신기 각각이 소스(편리성을 위해 본 개시에서 "소스"로 불리우는 라이브(live) 데이터 발생기 또는 하나의 데이터 파일 또는 데이터 파일 더미(collection)), 또는 그 소스 일부 사용시의 상당한 품질을 그 소스 전체에 대해 제공하기에 충분한 데이터 파일의 일부로부터 데이터를 수신할 수 있고, (ⅰ) 보호 코딩을 그 소스에 인가하고 (ⅱ) 중첩 코딩을 채널에 인가함으로써 수신기로부터 수신기로 채널 조건을 변화시킨다. 그 소소로부터의 데이터는 다수의 품질 층으로 발생되거나 각 층상에서 보호가 이루어진다.

본 발명의 하나의 양태에서, 다른 품질 층의 데이터는 다음의 다른 변조 계획으로 변조될 수 있는 데, 즉 (1) 상대적으로 낮은 품질층의 데이터는 상대적으로 낮은 SNR 요구사항을 갖는 계획을 사용해서 변조되고, (2) 보강되었거나 상대적으로 높은 품질 층의 데이터는 상대적으로 높은 SNR 요구사항을 갖는 계획을 사용해서 변조된다. 양호한 채널 상태를 갖는 수신기가 변조 계획에서 그 데이터를 상대적으로 높은 SNR 요구사항으로써 복조할 수 있다면, 그 변조 계획에서 그 데이터를 상대적으로 낮은 SNR 요구사항으로써 복조할 수 있다. 그렇지 않으면, 그 수신기는, 그 채널이 양호하지 않을 때, 그 계획에서 그 데이터를 상대적으로 낮은 SNR 요구사항으로써 계속 복조할 수 있다. SCM를 갖는 기지국에서 송신에 대한 시간슬롯 주기동안, 수신기는 시간슬롯 일부에 대해 양호한 채널 조건을 가질 수 있어서, 기본 품질 층으로부터 데이터를 복조하고 수신하는 기회, 및 보강 품질 층으로부터 데이터를 복조하고 수신하는 다른 기회를 발생시킨다. 반면에, 불량한 채널 조건하의 시간슬롯의 나머지 일부에서 그 수신기는 기본 품질층으로부터 데이터를 복조하고 수신하는 기회를 계속 가질 수 있다(데이터 스트림에는 2개의 품질 층만이 있다고 가정). 반면에 불량한 채널 조건하의 시간슬롯들중 나머지 일부에서 수신기는 기본 품질 층으로부터 데이터를 복조 및 수신할 기회를 계속 가진다. 단일 송신내에서 부분 데이터 수신시 더 양호한 입도(granularity)는 유선의 기반구조에서 멀티캐스팅되는 경우에 발생하지 않고, 거기에서 각 송신의 멀티캐스트 패킷은 성공적으로 수신되거나 수신되지 않는다.

본 발명에 따른 선택적 변조는 종래 기술에 따라 행해지는 것에 반대로 되어 양호한 결과를 갖는다. 종래 기술에서는 낮은 품질 데이터가 높은 중요성을 나타낸다. 그러나, 사실상, 채널 페이딩 효과로 인해, 무선 멀티캐스트에서 송신기 및 수신기간의 송신 용량 및 접속성을 시간 변화시켜서, 본 발명은 양호한 결과를 갖는다.

본 발명의 다른 양태에서, 상대적으로 강건한 보호 인코딩 수단은 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성되는 품질 층에 인가되고, 덜 강건한 보호 인코딩 수단은 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성되는 품질 층에 인가된다. 그것은 왜냐하면 본 발명에서 사용된 SCM에 따라 상대적으로 낮은 품질 층의 데이터를 수신할 기회(또는 시간슬롯)가 시간슬롯의 주기 전체와 관계없이 상대적으로 높은 품질 층의 데이터를 수신할 기회보다 일반적으로 많아지고 더 쉬워지게 되기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따라, 상대적으로 높은 복조 SNR 요구사항을 갖는 상대적으로 높은 품질층에서의 데이터는 더 강건한 보호 코드를 사용해서 보호되어, 그 소스로부터 정보층 전체가 높은 품질 층상의 보호 코드에서 소수

를 사용해서 쉽게 복원되어 질 수 있다.

다시 말해서, 종래 기술이 강건성/보호 효과를 감소시키는 낮은 층에서 개시할 때 K값을 증가시키게 되지만, 본 발명은 본원에 설명된 파라미터를 고려해 볼 때 무선 멀티캐스트에서 개선된 결과와 반대로 직감에 반대로 된다.

본 발명은 제 1층으로부터 연속 층으로 K값(감소하는 순서)을 순서매길때 종래 기술과는 반대 방식을 취하고, 보호 인코딩을 사용하는 종래 기술과는 역이다. 상대적으로 높은 층의 데이터는 낮은 층의 데이터보다 상대적으로 덜 중요할 지라도 더 강건하게 보호된다.

본 발명은 고급 접속원 및 채널 코딩 기술 및 그 변형에 의해 WIMAX, LTE, TDSCDMA 시스템 또는 어떤 미래의 무선 광대역 시스템과 같이 무선 통신망에서 데이터 멀티캐스팅의 용량 및 강건성을 증대하기 위한 것이다. 그것은 무선을 통한 IPTV 또는 모바일 TV 서비스, 인터넷 기반의 광고 또는 1대 다수의 비디오 통신에서 소정의 품질 보증을 위해 WIMAX를 통한 현대의 광대역 멀티미디어 서비스에 특히 중요하다.

본 발명의 하나의 잠재적인 실시예는 비디오 스트림을 다수의 무선 수신기에 동시에 송신한다. 그 잠재적인 실시예는 본 발명의 시스템 및 방법을 예시하기 위해 사용되나, 상기 언급했듯이, 본 발명은 그 실시예로 제한되지 않는다.

Ⅰ. 가변 비디오 코딩에 의한 비디오 스트림

비디오 프레임 그룹(Gof)과 같은 정보 세트를 표현하는 데이터는 고급 코딩 계획에 의해 2개 이상의 개념적인 품질 층(즉, 계층 구조를 갖는 연속 정보, 여기서 높은 층의 데이터가 낮은 층을 개선하여 정보 전체를 양호하게 제공한다)을 갖는 가변 비트스트림으로 인코드되고 압축된다. Gof는 하나 이상인 많은 비디오 프레임으로 구성된다. 소정의 파라미터 및 코딩 방법은 본원에서 설명되나, 본 발명은 개념적인 품질 층 또는 품질 분할 형태에 대한 특정한 가변 비디오 코딩, 또는 전체 품질 레벨수로 제한되지 않는다. 이종의 수신 성능을 갖는 수신기는 수신된 데이터의 층수에 따라 소정의 정보 품질을 계속해서 재구성할 수 있다.

도 1은 압축된 가변 비트스트림을 2개의 품질 층(11, 13)(품질 층수가 하나이상의 다수이다)으로 예시하고, 각 Gof(17)는 가변 비디오 코딩(19)에 의해 인에이블된다. Gof(17)의 비디오 데이터의 서브세트 또는 최소의 수락가능한 비디오 품질에 대한 가장 중요한 정보는 비트스트림의 기본 층(13)(또는 층 1)에 일반적으로 포함되는 반면에, 같은 Gof(17)의 서브세트 또는 나머지 정보는 비트스트림의 보강층(또는 층 2)으로 통상적으로 불리우는 제 2 또는 연속 층(11)에 놓여진다. 수신기 장치에서 디코더에 의해 인식된 비디오 프레임의 품질은, 보강층(11)의 데이터가 완전히 또는 부분적으로 얻어지는 경우에, 어느 정도로 개선될 수 있다.

Ⅱ. 보호/ 리던던시 코딩에 의해 강건성을 비디오 스트림에 추가함

층i에서 비트스트림 데이터는 모든 층들간에

로 되는 특정한 특성을 갖는 각 블럭에서

바이트 크기를 갖는 다수의 데이터 블럭으로 분할되고, 소수

값은 낮은 품질 층을 나타낸다. 데이터 블럭의

바이트 모두는 그것에 인가되어 보호 코딩에 인가되어 N 바이트 길이로 보호된 유닛(PUs)(또는 각 패킷이 패킷ID로 1바이트 크기인 경우에 N 바이트 길이의 보호된 유닛)으로 된다.

본 발명은, 최소한의

패킷이 있거나 적게 성공적으로 수신될 때, 그 계획이 층 i의 모든 N 또는 확장된 패킷수를 복원하기만 하면, 심지어 일부 패킷이 수신시 손실되거나 에러일때, 특정한 보호 코딩 방식으로 제한되지 않아서 N 또는 확장된 패킷수를 발생시킨다. 보호 코딩 알고리즘의 완전하지 않은 목록은 리드-솔로몬(Reed-Solomon), 파운틴(Fountain), 토네이도(Tornado) 등과 같은 코딩으로 구성되고, 그 모두는 당 분야에 숙련된 자에게는 일반적으로 공지되어 있다.

리드-솔로몬(RS) 기반의 보호 코드에서, RS 코드는 2개의 수 N, K에 의해 설명될 수 있는 데, 여기서 N는 코드 워드의 길이이고 K는 코드워드에서 데이터 심벌수이다.

토네이도 코드 [6][7]를 사용할 때, K보다 약간 심벌수가 많으며 N 길이의 보호된 유닛이 원래의 K 정보 유닛을 복원하기 위해 필요로 된다. 그러나, 그것은 보다 신속한 선형적인 인코딩 및 디코딩 시간을 갖는다.

N 및 K의 선택은 중요한 데 왜냐하면 본 발명의 목적이 비디오 또는 연속 정보를 높은 품질로 강건하게 복수의 수신기로 멀티캐스트하는 것이기 때문이다. N 및 K의 값에 영향을 미치는 하나의 주요한 파라미터가 그룹에서 최악의 수신기 채널 상태이다.

각 품질 층의 최종 N 및 K에 대한 결정은 상기 설명된 적응형 알고리즘을 수신기의 채널 상태 모두의 피드백으로 구현하고 보호 코딩 프로그램과 상호작용함에 의해 수신기들 간에 평균해서 또는 현재 최악의 채널에 따라 적응해서 온라인(실시간으로)으로 이루어진다. 그 값의 선택시 예측된 비디오 품질(PSNR) 또는 나머지의 필요한 파라미터를 수신기에 의해 얻어지기 위해 예측된 데이터량이 유지되거나 최대로 되야한다. 이상적으로, K/N 값(리던던시 오버헤드 비율)은 최소화 되야한다.

오프라인에서 K/N 값의 결정은 배치된 멀티캐스팅 사이트에서 고정된 수신기 모두의 통계적인 채널 조건 기록을 사용해서도 이루어질 수 있는 데, 왜냐하면 고정된 수신기의 채널 변화가 장기간의 평균값을 갖는다. 그 값은, K/N 값(리던던시 오버헤드 비율)이 최소로 되는 동안, 예측된 비디오 품질(PSNR) 또는 나머지의 필요한 파라미터에 대한 통계적인 기록 모두에서 발견된 최악의 채널 상태를 커버하도록 선택된다.

도 3은 층

(35)에서 N 길이의 보호 유닛을 형성하기 위해 각

데이터 블럭(31)에 강건성을 추가하는 프로세스를 예시한 것이다. 예를 들어, Gof가 N 길이의 개념적인 품질 층(35)을 갖는 가변 비트스트림으로 인코드된다고 가정한다. 층

(35)의 비트스트림은

바이트 크기를 각기 갖는 다수의 데이터 블럭(31)으로 분할된다. 예를 들어 파라미터 N 및

(즉 RS(N,

))를 갖는 리드 솔로몬은 각

데이터 블럭에 인가될 수 있어서 층

(35)의 N 길이의 패킷(33)(또는 PUs)을 형성한다.

도 4는 RS 코드(N,

)에 의해 형성된 층

의 PUs(33)를 예시한다. 비트스트림 데이터의 다른 품질 층의 그 PUs(33)는 도 3에 도시된 바와 같은 강건성을 추가한 후에 그 품질 층(또는 레벨)에 일시적으로 대응하는 다른 버퍼에 저장된다(반드시 저장될 필요는 없다).

Ⅲ. 중첩 코드화된 멀티캐스팅을 갖는 변조

그런 관점에서, 비트스트림의 PUs는 그룹 신호 형태로 기지국(BS)(또는 송신기)에 의해 무선 송신을 대기하는 버퍼에서 대기하게 되고, 관심있는 수신기 그룹에 의해 동시에 수신될 수 있다. 그런 종류의 1 대 다수의 송신이 지원되고 IEEE 802.16d/e(또는 WIMAX), IEEE 802.11(또는 WiFi), HSDPA, CDMA, 및 기타의 떠오르는 무선 기술과 같은 다수의 무선 기술에서 "멀티캐스팅"으로 불리워진다.

변조는 디지털 정보의 변환을 무선 송신을 위해 무선파 세트 형태(또는 변조된 신호)로 인에이블시킨다. WIMAX와 유사한 고급 광대역 무선 기술은 다수의 변조 계획을 지원하여 BS 및 SS(또는 수신기)간의 채널 상태에 따라 적응해서 중간에 스위치된다.

단일 변조 방식을 BS의 무선 멀티캐스트 송신에 사용하는 대신에, 본 발명의 하나의 양태에서 중첩 변조가 사용되고, 다른 변조 계획이 동시에 사용되어 다른 데이터 세트로부터 변조된 신호를 동시에 형성한다. 다수의 변조된 신호가 중첩되어 멀티캐스트 신호의 단일 송신 블럭을 형성한다. 적용 시나리오에 따라, 각 버퍼(품질 층에 대응하는)의 PUs가 소정의 송신율로 특정한 변조 계획에 의해 변조되어 다른 버퍼에서 같은 패킷ID에 속하는 PUs 모두가 동시에 변조되어 중첩 코드화된(SPC) 멀티캐스트 신호를 한번에 형성한다.

각 중첩 코드화된 송신의 데이터를 보내는 송신율

도 5는 SPC 멀티캐스트 신호(63) 대형을 대기하는 L1 및 L2 버퍼(51 , 53)에 층 1 및 층 2의 PUs를 저장하는 것을 예시한다. 비디오 스트림에 2개만의 품질 층이 있다고 가정하면, 본 발명은 도 4에 도시했듯이 RS 코드를 하기에서 파라미터로 사용해서 각 층에 대해 보호된 유닛을 발생시킬 수 있다. 층 1 및 층 2의 PUs 모두는 L1 및 L2 버퍼(51, 53) 각각에 저장된다. 무선 송신시 설정된 시간슬롯(예를 들어, 시간 t=1에서)에서, L1 버퍼(51)에서 패킷 ID=1를 갖는 PUs는 BPSK(레벨-1 데이터)(57)과 변조되어, 특정한 비트 에러율(BER)을 갖는 복조에서 채널의 낮은 신호 대 잡음율(SNR)을 요구한다. 무선 송신의 같은 시간슬롯에 대해, 다른 측에서, 패킷 ID=1를 갖는 L2 버퍼(53)의 PUs는 QPSK(59)과 동시에 변조되어, 같은 BER의 복조에서 높은 SNR을 요구한다. L1 및 L2 버퍼(51, 53)로부터 변조된 신호 모두(61)가 중첩되어 멀티캐스트 송신시 결합되어 변조된 신호(63)를 동시에 형성한다.

도 6은 비디오 비트스트림의 품질 층 모두의 PUs 모두를 중첩 코드화된 멀티캐스트로써 송신하는 기지국을 예시한다. BS는 다음의 가용한 시간슬롯(예를 들어, 시간 t=2에서) 등에서 다음의 PUs 세트에 대해 상기에서 개요를 서술한 같은 프로세스를 모든 버퍼에서 패킷 ID=2(65)으로써 반복한다. 같은 Gof의 PUs 모두가 일단변조되고 멀티캐스트되면, 같은 프로세스가 비디오 스트림의 종료시까지 다음의 Gof 등에 대해 반복된다. 본 발명의 동작에서, BS는 최적의 순서계획 방침(scheduling policy)에 따라 그리고 더 중요하게는 최소의 요구된 송신 자원으로써 (예를 들어)비디오 스트림을 송신할 수 있다.

각 시간슬롯t내에서, 층

에 대해 버퍼상에 인가된 변조 계획의 송신율

은 MDC 패킷의 그 층에 속하는 PUs 모두를 멀티캐스트하기에 충분히 신속해야한다. 그렇치 않으면, PU의 수 및 크기와 시간슬롯의 지속기간은 조절되야 된다. 그것은 BS가 장기간의 안정도를 이루기 위해 필요한 상태일 수 있어서, 각 송신에서 변조 계획을 선택하는 다음의 제한으로 공식화되고, 즉,

여기서,

는 {BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM} 세트에서 변조 계획의 송신율(초당 비트)이고;

는 품질층

까지의 비디오스트림의 비트 위치이고;

는 층상의 RS 코드값이고; t는 순서계획 방침에 의해 멀티캐스트 송신에 할당된 하나의 시간슬롯의 지속기간이다. BS는 다음의 가용한 송신 시간슬롯(예를 들어, 시간t=2에서)등에서 모든 버퍼의 2^nd기술(description)에 속하는 다음의 PUs 세트에 대해 같은 중첩 프로세스를 반복한다.

Ⅳ.각 개별적인 수신기(또는 가입국/ SS )에서의 복조

복조는 무선파 세트를 디지털 정보로 바꾸기 위한 변조의 역 절차이다. 본 발명에 따라 SSs(또는 수신기) 모두는 BS의 범위내에서 같은 시간슬롯으로 같은 중첩 코드화된 멀티캐스트 신호를 수신하기 위해 동작 된다. 그러나, 그들 모두가 시간 변화(time-varying) 채널 조건(또는 페이딩 채널의 멀티-유저 다이버시티)의 불균질성으로 인해 같은 멀티캐스트 신호로부터 처음에 얻어지는 데이터 모두를 복조 및 수신할 수는 없다. SS 및 BS간의 채널 상태의 강도는 계량가능한 신호 대 잡음비(SNR)값에 의해 측정될 수 있다. 채널의 SNR 값이 높은 품질 층 데이터에 대한 버퍼(예를 들어, L2 버퍼)에 적용된 변조 계획의 SNR 요구사항을 충족할 수 있을 때, SS가 그 시간슬롯의 수신된 멀티캐스트 신호내에서 기본 층 및 보강 층의 PUs 모두를 복조 및 수신하도록 동작가능하다. 그렇치 않으면, SS는 같은 멀티캐스트 신호로부터 (예를 들어, L1 버퍼에 있는)낮은 품질 층에 속하는 PUs만 복조 및 수신하고, 채널 상태가 매우 불량한 경우에, PUs를 그렇게 할 수 없다. 수신되어 중첩 코드화된 멀티캐스트 신호로부터 층 1 및 2의 복조된 데이터는 수신기 장치에서 비디오 재생용 비디오 디코더 및 보호 디코더로 통과하기 전에 수신기의 대응하는 버퍼에 일시적으로 저장될 수(반드시는 아니지만) 있다.

도 7은 SS-1(71), SS-2(73) 및 SS-3(75)가 기지국으로부터 연속 SPC 멀티캐스트 신호를 동시에 수신하는 실시예에서 멀티유저의 다이버시티 페이딩 조건을 예시한다. 페이딩 채널 조건의 멀티-유저 다이버시티로 인해, 시간 t=1에서 SS-1(71) 및 SS-2(73) 모두가 같은 멀티캐스트 신호내에서 비디오 품질 층 모두의 모든 PUs(77, 79)를 복조 및 수신할 수 있는 데, 왜냐하면 그 채널 조건이 QPSK 및 BPSK 모두를 지원하는 양호한 SNR이기 때문이다. 그러나, SS-3(75)는 SS-3(75) 및 BS간에 적게 수행하는 채널의 낮은 SNR값으로 인해 층 1에 속하는 PUs(81)만을 복조 및 수신할 수 있다. 시간 t=2에서, SS-1(71)의 채널은 층 1의 PUs(83)만을 복조 및 수신하기에 충분한 낮은 불량한 SNR값으로 되는 반면에, SS-2(73) 및 SS-3(75) 모두는 QPSK 및 BPSK를 지원하기에 충분한 SNR을 갖는 채널 상태를 가져서 멀티캐스트 신호에서 층 1 및 층 2의 PUs(85, 87)가 복조되고 완전히 수신된다.

Ⅴ.손실되고 에러인 보호 유닛의 복원

멀티캐스트 송신에서 중첩 코드화된 변조/복조를 사용함으로써 그 SSs(또는 수신기)는 무선 멀티캐스트로 번지지정된 패킷의 같은 신호로부터 높은 비디오 품질에 대해 더 많은 정보를 얻을 기회를 갖는 반면에, 불량한 채널 품질을 갖는 나머지 SSs는 같은 멀티캐스트 신호로부터 낮은 층 데이터를 복조만을 함으로써 기본적인 비디오 품질을 계속 수신할 수 있다. 그러므로, 높은 품질 층의 일부 PUs는, 관련된 채널 조건이 불량한, 시간슬롯에서 계속해서 손실되거나 에러로 된다. 본 발명의 다른 새로운 양태는, SS가 층

의

PUs를 성공적으로 복조하고 수신할 때, 심지어 다중 해상도 변조가 단독으로 사용할 때도, 다른 품질 층의 손실되거나 에러인 PUs를 복원하게 된다.

손실되거나 에러인 보호 유닛의 복원은 "보호/리던던시 코딩에 의해 비디오 비트스트림에 강건성을 추가"할 때 상기 설명된 보호 인코딩을 사용해서 수행될 수 있다.

도 8은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명에 따라 손실된 PUs의 복원을 예시한다. SS-1(89)는 시간슬롯 t=1 및 t=3에서 층 2의 PUs(91, 93)를 수신하고 SS-2(95)는 처음 2개의 시간슬롯으로부터 층 2의 PUs(97, 99)를 수신한다. 종료시에, SS-1(89)및 SS-2(95) 모두는 자체의 손실된 PUs를 개별적으로 복원할 수 있어서 2개의 품질 층의 완전한 비디오 비트스트림 데이터 세트를 최고 품질의 비디오 재생을 위해 전달한다. 층 2의 K₂ PUs(여기서 K₂ =2)가 2개의 다른 시간슬롯에서 복조되고 수신될 때, 복원은 성공적으로 이루어질 수 있는 데, 왜냐하면 리드-솔로몬 코드 RS(4,2)가 강건성을 추가하는 프로세스동안 층 2의 PUs를 형성하기 위해 사용되기 때문이다.

도 9는, PUs가 시간슬롯들중 하나에서 수신되지 않을 때도, Gof의 완전한 비디오 스트림 세트를 계속 복원할 수 있는 프로세스를 예시한다. 예를 들어, SS-3 (101)가 시간슬롯 t=3에서 네가티브 네트워크 효과로 인해 103 모두에서 어떤 신호도 수신하지 못하는 불량한 채널 시나리오에서도, 2개의 품질 층의 완전한 비디오 비트스트림 세트는 계속해서 복원될 수 있는 데, 왜냐하면 층 1의 PUs를 수신하는 3개의 시간슬롯(105, 107, 109)이 계속해서 있기 때문이다.

구현예

무선 네트워크에서 본 발명의 일 실시예는 고속의 기간망(예를 들어, 이더넷 수동 광 통신망을 통한 IP 또는 기가비트 이더넷 통신망)을 통해 IPTV 서비스 제공자의 비디오 소스에 연결하는 기지국(BS 또는 송신기) 및 복수의 가입국(수신기)을 포함한다. 그 기기는 최종의 광대역 무선 접속(WBA) 통신망을 형성하고 다른 이웃들과 도시에 배치되고, 거기에서 비디오 스트림이 가입국을 설치한 이웃/지역사회 각각에 무선으로 멀티캐스트될 수 있다.

도 10은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명의 구성요소의 동작 순서를 예시한다. 도 10의 각종 양태는 하기에서 충분히 더 설명된다.

비디오 인코딩 및 디코딩

본 발명은 비디오 비트스트림의 송신으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 비디오 코딩은 아날로그 또는 디지털 비디오 신호로부터 인코드된 비트스트림을 비디오 품질의 하나 이상의 개념적인 품질 층(또는 레벨)으로써 발생시킬 수 있는 가변 비디오 코딩 방법으로 작동한다. 그런 종류의 비디오 인코더는 하드웨어 칩세트, 소프트웨어, 기기에서 구동하는 소프트웨어 또는 유사한 형태로 구현될 수 있어서, 보호 코드를 추가하는 다른 시스템내에 집적되거나 그 시스템과 인터페이스한다. 예를 들어, H.264/AVC-part 10 표준을 사용하는 소프트웨어 인코더가 가변 비트스트림을 다수의 품질 층으로써 발생시키기 위해 사용된다.

그 비디오 인코더는 무선 송신시 비디오 비트스트림을 이송하는 고속 통신망을 통해 연결된 기지국에 근접 위치되거나 먼 거리에서 원격으로 설치된다. 비디오 디코더는 수신된 비트스트림 데이터를 디코드하고 그 비디오를 수신기 장치(예를 들어, 모바일 폰 또는 휴대용 미디어 플레이어)에서 즉시 디스플레이한다. 때로는, 비디오 디코더는 수신기 위치에서 셋 탑 박스 장치에 설치되어, TV, 평판 모니터, 또는 기타의 비디오 디스플레이 장치와 같이 디스플레이 유닛과 인터페이스 한다.

보호 코드의 추가

비디오 비트스트림의 보호 코딩은 보호 알고리즘(예를 들어,리드-솔로몬, 터보 제품 코드)을 갖는 시스템상에서 소프트웨어 프로그램 또는 하드웨어 칩세트에 의해 구현되어 비디오 인코더로부터 들어오는 비디오 비트스트림 데이터를 프로세스하고 인코드한다. 그 비트스트림은 보호 코딩을 위해 소프트웨어 또는 시스템에 원격으로 통과된다. 어떤 경우에는, 비디오 인코더는 그 보호 프로세싱을 위해 소프트웨어의 다른 부분으로서 같은 시스템내에 실장되고, 거기에서 그 비트스트림이 같은 소프트웨어 또는 시스템내에서 통과된다. 보호된 비트스트림은 다른 클래스 및/또는 그룹 형태로 분류된 후 변조에 대기하는 BS에서 대응하는 데이터 버퍼에 통과된다.

중첩 코드화된 멀티캐스트

구현예로서, 중첩 변조가, 하드웨어 칩세트 또는 프로그램가능한 하드웨어 칩세트내의 프로그램에 구성된 전력 및 송신 시간 할당 방침에 따라, 변조를 위해 버퍼로부터 보호된 비디오 비트스트림 데이터를 받아들이기 위해 및 변조된 신호를 함께 신호 멀티캐스트 송신 블럭으로 중첩시키기 위해, 예를 들어 BS내의 하드웨어 칩세트 또는 프로그램가능한 하드웨어 칩세트에 의해 구현될 수 있다. 그 칩세트는 데이터의 선처리를 위해 상기 설명된 구성과 인터페이스할 수 있다.

그 데이터의 선처리는 각 층의 보호된(또는 보호안된) 비트스트림을 변조 및 무선 송신을 대기하는 대응하는 버퍼로 얻게 하기 위해 애플리케이션 또는 네트워크 층과 인터페이스하는 송신 시스템의 MAC 층에 대한 하드웨어의 소프트웨어 또는 코드에서 구현될 수 있다. 송신뿐만 아니라 데이터 통합성을 위한 다수의 버퍼, 그 데이터 동기화, 지속성(persistence) 및 기타의 필요한 프로세싱은 이런 구성으로 또한 구현될 수 있다.

중첩 코드화된 멀티캐스트의 복조

종첩 코드화된 멀티캐스트 신호의 복조는 고정되거나 휴대가능한/모바일 가입국(수신기)에서 하드웨어 칩세트 또는 프로그램가능한 하드웨어 칩세트에 의해 또한 구현될 수 있어서 수신된 신호의 복조를 실행하고 그 복조된 데이터를 수신기 장치의 대응하는 버퍼로 통과시킨다.

손실되거나 에러인 데이터의 복원

시스템상의 소프트웨어 프로그램 또는 하드웨어 칩세트는 수신기 장치내에서 구현될 수 있거나 수신기 장치에 링크되어, 버퍼와 같이 수신기에 링크된 메모리 수단에 성공적으로 복조되고 저장되는 보호된 비디오 비트스트림 유닛을 디코딩하는 비디오 소스 또는 송신기 시스템상에 사용된 같은 보호 알고리즘을 지원한다. 복원된 비트스트림 데이터는 추가의 비디오 디코딩을 위해 비디오 디코더로 통과된다. 그런 소프트웨어가 수신기에 상주하는 기타의 소프트웨어와 집적되거나 그 수신기에 링크되고, 또는 하드웨어 칩세트 기능은 수신기와 관련된 기존의 하드웨어와 집적된다.

복조된 데이터의 프로세싱은 수신기 시스템의 MAC 층에서 하드웨어의 소프트웨어 프로그램 또는 코드에서 구현되고, 그 수신기 시스템은 PHY 층의 복조 유닛 및 수신기 시스템의 보호 디코더간에 인터페이스 할 수 있다. 보호 디코더가 수신기 시스템에서 소프트웨어 또는 하드웨어 디코더를 사용해서 구현될 수 있다. 결국, 비디오 디코더는, 그 디코더가 비디오 인코더에서 사용된 같은 가변 비디오 코딩 표준을 지원할 수 있는 한, 수신기 시스템에 실장된 소프트웨어 또는 하드웨어에서 구현될 수 있다.

구현예의 변형

본 발명의 시스템은 본 발명의 하나의 양태에서 집적된 형태로 제공된다. 예를 들어, 비디오 인코딩, 보호 코딩, 선처리, 및 중첩 변조가 같은 송신기 시스템으로 집적되거나 비디오 인코딩 및 보호 코딩이, 선처리 및 중첩 변조가 송신기 시스템으로 집적되는 동안, 비디오 소스를 보내는 시스템으로 집적될 수 있다.

비슷하게, 중첩 복조, 복조된 데이터의 프로세싱, 및 비디오 디코딩이 같은 수신기 시스템으로 집적되어지거나 중첩 복조 및 복조된 데이터의 프로세싱은, 보호 디코딩 및 비디오 디코딩이 비디오 디스플레이 시스템에서 집적되는 동안, 무선 수신 시스템에서 집적될 수 있다.

그러나, 본 발명은, 도 10에서 이전에 예시했듯이, 구성의 동작 순서가 유지되는 한 그 구현예로 제한되지 않는다.

다음의 내용은 본 발명의 장점을 예시하는 시뮬레이션이고, 거기에서는 양호한 비디오 품질을 제공한다. 그 파라미터들이 본 발명의 장점을 예시하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 좁히려는 것이 아니며 그 파라미터로써 본 발명이 동작가능하게 된다.

시뮬레이션에는 초당 30 프레임의 일정한 프레임율을 갖는 비디오 소스와, 기본 품질 층 및 보강 층인 2개의 품질 층과, 그 기본 품질층을 구비하는 고정된 퍼센티지의 비디오 데이터와, 그 기본 품질 층에 대해 BPSK 및 그 보강 층에 대해 16QAM을 사용해서 행해진 중첩 변조가 포함된다. 그 시뮬레이션은 2개의 SSs도 포함하는 데, 하나는 고 평균 채널 SNR을 가지며 또 하나는 저 평균 채널 SNR을 갖는 다. 레일리 페이딩이 시뮬레이트되어 채널내 요동이 하나의 송신 프레임으로부터 다음 프레임으로 발생한다. 제 1시뮬레이션에서, 그 기본층이 각 프레임에 대해 비디오 데이터의 40%를 포함한다. 제 2시뮬레이션에서, 그 기본층이 각 프레임에 대해 비디오 데이터의 80%를 포함한다. 상기 설명했듯이 레일리 페이딩 채널이 변화하고 명료성을 위해 채널 조건이 일정하다고 가정하면, 그 시뮬레이션에서 수신된 비디오 품질이 양호해진다.

SSs에 의해 인식된 PSNR에 따라 비디오 품질을 프레임 단위로 비교하는 경우에, SSs 모두가 종래의 계획보다 더 양호한 품질을 수신하는 것을 알 수 있다. PSNR로 이루어질 수 있는 이득도는, 기본층에 포함된 비디오 데이터의 퍼센티지가 감소함에 따라, 증가함을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 하나의 양태에서 본 발명에 의해 이루어진 이득을 표현한 예시도이다. 본 발명의 방법을 사용하는 PSNR이 종래 기술의 SPCM의 그것보다 더 높다.

도 12는 본 발명의 양태에서 본 발명에 의해 비디오의 1프레임에서 이루어진 개선을 표현한 예시도이다. 경험한 손실율, 및 비디오 프레임의 가시적인 품질은 종래 기술(도 12(c) 및 12(d))의 그것에 비해 본 발명(도 12(a) 및 12(b))에서 개선된다.

인식된 비디오 품질 보증에 대한 적응형 파라미터 선택

상기 설명했듯이 최적의 인코딩 및 송신 파라미터에 대해 그 방법을 사용하는 것이 이루어진다. 그러나, 신속한 발견에 의해 대안적으로 진전되어 성능 최적화 및 계산 속도간의 타협을 개시한다. 멀티-유저 채널 다이버시티 및 단기간 채널 요동으로 인한 비디오 멀티캐스트의 품질 충격은 양호하게 완화될 수 있다.

최적의 인코딩 및 송신 파라미터의 결정

비디오 또는 정보원의 일반적인 비율-왜곡 이론에 따라, 왜곡D(R)(즉, 비디오 품질 측정, 여기서 적은 왜곡은 양호하게 인식가능한 품질로 된다)은 정보를 표현하기 위해 사용된 비트수만큼 순간적으로 감소한다. 수신기에서 얻어진/복원된 비트스트림의 총량이 증가하는 경우에, 수신기에 의해 인식되는 인코드된 비디오 프레임(또는 정보 세트) 그룹의 왜곡이 감소한다는 것이 타당하다.

발명된 기술에 대해 비디오 Gof 또는 정보 세트의 수신가능한/복원가능한 비트스트림의 총량을 설명하는 모델은 본 발명에서 진전되고, 실제 환경에서 본 발명을 구현하거나 배치하는 데 요구된 최적의 인코딩 파라미터, 송신율 및/또는 전력 할당을 결정하는 최적화를 용이하게 한다.

상기 설명했듯이, 보호 인코딩 파라미터의 최적 선택에 영향을 주는 각종 요소는 각 개념적인 품질 층의 데이터를 보내기 위해 선택된 변조율

및 품질층

의데이터에 대한 각 변조에서의 전력 할당을 포함한다. 긴 기간의 안정도를 위해, 층

에 대해 버퍼상에 인가된 변조율

은 시간슬롯t내에서 그 층의 기술(description)의 PUs 모두를 멀티캐스트 출력하기에 충분하게 신속하고, 그 신속함은 리드-솔로몬 코드를 사용하는 경우에 그 층의 K 및 N와 같은 보호 파라미터 및 비트스트림량에 의해 영향받는다.

BS가 층

에 대해 변조 계획

을 일단 선택하면, 특정한 송신율

에서 SS-m에 의한 층

의 성공적인 변조는, 관련된

가 다음과 같이 요약되는 요구된 SNR 하한을 이행하는 경우에만, 발생할 수 있고, 즉,

그 하한은 WiMAX를 기반으로 유도되나, 그 하한이 대응하는 SNR 하한을 포함함으로써 다른 기존 또는 새로운 변조 계획에도 확장될 수 있다. 층

의 성공적인 복조를 위해 요구된 SNR 하한을 이행하는 것이 임계적으로 된다. 그렇치 않으면, SPCM 신호가 부분적으로나 전체적으로 디코드되지 못한다.

SS-m에서 층

비트스트림을 수신하는,

로 표기되는, 예측된 비트 에러율(BER)은 하기 도시된 근사 관계로써 관련된 채널의

에 의해서도 영향을 받는다. 그 근사치는 종래 기술에서 제공했듯이 표기된 변조 계획에 대해 공통적으로 가정된다. 그들은 다음의 공식을 유도하기 위해 본원에서 사용된다. 그러나, 본 발명에 의해 제공된 다음의 공식 및 프레임워크는, 어떤 BER 근사치가 새롭거나 기존의 변조 계획에 대해 변조될 때, 계속 적용가능하고, 즉

여기서 Q(.)이 Q함수이다.

및

을 고려해 볼 때, 평균 손실 확율

은 다음과 같이 유도되고, 부분 MDC 패킷에서 층

의 PUs의 전체 컬럼은 손실되거나 에러로 되고, 즉

가 부분 MDC 패킷에서 층

의 PUs의 로우(row)수를 설정한다.

본 발명의 하나의 양태에서, 수신기에서 품질 층의 삭제 복원은 수신된 패킷(또는 PUs)수라기보다 Gof의 층에서 수신된 부분 MDC 패킷수(즉, PUs 컬럼수)의 함수이다. 그러므로, SS-m에서 층

의 N PUs 길이의 전체 로우는, 최소한의

가 층

의 그 로우에서 성공적으로 수신되는 경우에만, 복원가능하다.

는 층

의 N 부분 MDC 패킷 그룹에서 패킷 삭제수를 나타내는 임의 변수이다. Gof에 대해 SS m에서의 층

의 N 부분 MDC 패킷에서 소수의 삭제 또는

을 얻을 확율은 다음과 같이 근사치 계산되고, 즉

층

의 비트스트림이, 층

이 완전히 복원되거나 수신되는 경우에만, 유용하다고 고려할때, SS-m에 의해 얻어진 Gof에서 층

의 수신가능하고 복원가능한 비트스트림의 평균수

은 다음과 같고, 즉

포함된 손실 문제 모두는 비트 에러가 연속 시간슬롯에 걸쳐 BS에서 다수의 서비스들간의 데이터 송신의 인터리빙으로 인해 독립적으로 분배되는 사실을 기반으로 독립적으로 된다. 그러므로, SS-m에 의해 L층을 갖는 Gof의 수신가능하고 복원가능한 비트스트림의 총 평균수

(비트로 표기)는 다음과 같이 표기되고, 즉

도 2에서 예시했듯이 Gof의 왜곡 및 비트스트림 경계간에는 직접적인 관계가 있으므로,

값은 분석을 위해 SS-m에 대해 Gof의 비디오 품질 측정으로 고려된다. 다른 적용 시나리오에서, 특정한 방침은 IPTV 서비스에서 다른 QoS 요구사항 및 시스템 제약을 포함하는 소정의 동작 요구사항하에서 다른 층에 대해 RS 코드에서 알맞은 전력 할당, 변조 계획, 또한 N 및 K의 값을 선택함에 의해

을 최적화하기 위해 생성된다.

최적화의 예

본 발명에서 제공된 모델이 상기 설명된 어떤 파라미터를 최적화하기 위해 사용된다. 다음의 논의는 단지 하나의 예시이고 선행한 논의의 범위를 좁히지 않는다. 하기의 공식은 상기에서 제공했듯이 본 발명의 모든 변형에 적용되는 것을 의미하지 않는다.

그 목적은 설명했듯이 각 송신의 총 전력 비용과 같이 N값의 보호 오버헤드 제한을 고려할 때 및 다른 제약에 대해 각 GoF에서 알맞은 전력 할당 세트

및 소스 데이터 할당

을 선택함에 의해 왜곡을 최소화할 수 있다.

2개의 품질 층을 갖는 비디오 비트스트림이 변화하는 평균 SNRs으로써 WiMAX BS 를 통해 SSs세트로 멀티캐스트된다고 가정하고, 여기서 각 SS의 채널 상태가 단기간 채널 요동으로 레일리 페이딩되게 되고 ω로 표기된 시간 윈도우상에서 개별 채널측-정보 피드백에 따라 평가된다. N값을 고려할 때, e _l _,m 값은 품질층

에 할당된 전력 및 변조 계획인

값을 포함하면서 동작 포인트 세트에 의해 결정되어, GoF의 수신가능하고 복원가능한 비트스트림의 총량을 기반으로 SS-m에서 발생한 최종의 비디오 품질을 차례로 반영한다. SS-j* 는 평균해서 시간 윈도우ω동안 최악의 채널 상태를 갖는 수신기로 되게 한다. SPCM 신호가 SSs 모두에 의해 공유하고 수신가능하므로, 최적의 전력 세트

및 변조율R _m _,l 세트가 SS-j*에서 GoF의 비디오 품질을 개선하기 위해 선택된다. 그러므로, 그 목적은 GoF의 수신된 비디오 비트스트림의 총수

를 최대화하기 위한 것이고, 즉

그런 최적화 목적은

인데서 SS j 가 시간 윈도우동안 다이버스 및 페이딩 채널에서 SS

에 의한 것보다 더 많은 비디오 비트스트림을 수신한다고 가정하는 것을 기반으로 하며, 그로 인해 비디오 품질이 양호하게 된다. 품질 층 모두에 대해 가능한

,

및

값 모두의 최적화는 다음과 같이 제약되고, 즉

이 예에서, L=2인데 왜냐하면 현재의 예에서 2개만의 비디오 데이터의 품질층이 있기 때문이다. 상기 분석 공식을 기반으로, Gof에 대해 각 중첩 코드화된 멀티캐스트 송신에서 최적의 동작 포인트,

는 비선형이고 이산적이어서, 상업적으로 가용한 인터저(integer) 프로그램 솔버(solver)에 의해 해결될 수 없다. 제안된 프레임워크의 동작 포인트 전체의 가능한 공간이 통상적인 배치에서 제한되고 적은 수의 결합으로 되므로, 최적화 문제는 반복적인 검색 방식과 같이 덜 복잡하나 실제적인 알고리즘을 사용해서 효율적으로 처리될 수 있고, 거기에서 전력 할당 쌍을 각기 평가하는 이산비가 N으로 관련되는 제한된 실제적인 K값 세트를 갖는 제한되어 가능한 변조 계획 세트에서 총 전력 제약내에서 세트될 수 있다. 본 발명을 사용해서 최적화된 멀티캐스트 송신의 최종 총 수신가능한 비트스트림

뿐만 아니라 각 품질 층의 관련된 SNRs, 지원가능한 변조 및 최종 에러율(품질 층이 복원불가능할 확율)은 가능한 동작 결합 모두로 평가된다. 그러므로 최적의 인코딩 및 송신율이 중첩 코드화된 멀티캐스트 신호를 발생시키기 위해 결정된다.

품질 층i의 데이터에 대한 각 변조의 전력 할당

설정된 거리에서, 품질 층

의 수신된 데이터의 비트 에러율(BER)은 기지국에서 송신동안 품질 층

의 데이터 상에 인가된 변조에 할당된 전력에 영향을 받는다. 각 품질 층

에 대한 N 및 K의 온라인 및 오프라인 결정은 품질 층

의 현재의(실시간 계산에서) 및 최악의(오프라인 계산에서) BER의 피드백에 따라 설계되어 비디오 비트스트림의 예측된 비디오 품질(PSNR)을 이룬다. 또한 다른 한편으로, 기지국에 의해 모든 지원된 가능한 송신율R _M _,l 및 K={K ₁, K ₂, ....K _i }세트뿐만 아니라 N값을 고려해볼때, 최적화가 각 송신된 신호에 사용된 변조 계획에 또는 송신된 신호 세트를 통해 적합한 전력P={P ₁, P ₂, ...P _i }을 할당하도록 되어 수신기에서 가장 양호한 모든 비디오 품질이 제공된다.

11:보강 층 데이터, 13: 기본 층 데이터, 19:가변 비디오 인코더,

Claims

무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 상기 무선 네트워크를 통해 데이터
를 송신하는 방법에 있어서,
상기 복수의 수신기에 가변 멀티캐스트로서 데이터를 송신하기 위해 다중 해상도 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 생성하도록 중첩 코드화된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 신호를 인가하는 단계
를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 상기 무선 네트워크를 통해 데이터를 송신하는 방법.
무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 상기 무선 네트워크를 통해 데이터
를 송신하는 방법에 있어서,
(a) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하는 단계와;
(b) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 상기 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하는 단계와;
(c) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키는 단계와;
(d) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩하는 단계; 및
(e) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하는 단계
를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에 연결된 복수의 수신기에 상기 무선 네트워크를 통해 데이터를 송신하는 방법
제 2항에 있어서, 상기 기본 정보를 최저층에 제공하고 성공적으로 강화되거나 정제된(enriched or refined) 정보를 성공적으로 더 높은 층에 제공하는
것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 복수의 변조 수단을 제공하고, 데이터 손실을 감소시키기 위해 특정한 변조 수단이 다른 수신기에서 무선 네트워크 조건차를 기반으로 선택되는
것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 상대적으로 낮은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단을 사용하고, 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 상대적으로 높은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단을 사용하는
것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 상대적으로 낮은 송신율과 관련된 변조 수단을 사용하고, 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 상대적으로 높은 송신율과 관련된 변조 수단을 사용하는
것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 상대적으로 더 강건한 보호 인코딩 수단을 인가하여 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 적은 데이터량에 의해 이루어질 수 있고, 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 상대적으로 덜 강건한 보호 인코딩 수단을 인가하여 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 상대적으로 더 많은 데이터량에 의해 이루어질 수 있는
것을 특징으로 하는 방법.
데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 시스템에 있어서,
상기 무선 네트워크에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는,
(a) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하고;
(b) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 상기 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하고;
(c) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키고;
(d) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩시키고; 및
(ⅴ) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하기 위해
동작가능한 것을 특징으로 하고,
그 후에 상기 복수의 각 수신기가 그 변조된 층을 수신하기 위해, 그 층을 복조하고 디코드하기 위해, 및 상기 층으로부터 상기 데이터를 재구성하기 위해 동작가능한
것을 특징으로 하는 데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 시스템.
제 8항에 있어서, 기본 정보가 최저층에 제공되고 성공적으로 강화되거나 정제된 정보를 성공적으로 높은 층에 제공되는
것을 특징으로 하는 시스템.
제 8항에 있어서, 복수의 변조 수단이 제공되고, 데이터 손실을 감소시키기 위해 특정한 변조 수단이 다른 수신기에서 무선 네트워크 조건차를 기반으로 선택되는
것을 특징으로 하는 시스템.
제 8항에 있어서, 상대적으로 낮은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되고, 상대적으로 높은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질층에 대해 사용되는
것을 특징으로 하는 시스템.
제 8항에 있어서, 상대적으로 낮은 송신율과 관련된 변조 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되고, 상대적으로 높은 송신율과 관련된 변조 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되는
것을 특징으로 하는 시스템.
제 8항에 있어서, 상대적으로 더 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 인가되어 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 적은 데이터량에 의해 이루어질 수 있고, 상대적으로 덜 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 인가되어 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 상대적으로 더 많은 데이터량에 의해 이루어질 수 있는
것을 특징으로 하는 시스템.
데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
상기 무선 네트워크에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는,
(a) 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체; 및
(b) 상기 컴퓨터로 하여금 설정된 동작을 수행하게 할 수 있는 상기 소프트웨어 명령을 구비하는 것을 특징으로 하고,
상기 설정된 동작은,
(ⅰ) 상기 데이터를 하나 이상의 품질 층으로 분리하는 단계와;
(ⅱ) 보호 또는 강건성 수단을 적용해서 각 품질 층의 상기 데이터를 개별 보호된 층 데이터 스트림으로 변환하는 단계와;
(ⅲ) 반드시 같을 필요는 없는 상기 각 보호된 층 데이터 스트림에 대해 변조 수단을 사용해서 상기 각 보호된 층 데이터 스트림을 변조시키는 단계와;
(ⅳ) 층 모두의 상기 변조된 데이터를 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭으로 중첩시키는 단계; 및
(ⅴ) 상기 단일 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 송신 블럭을 상기 무선 네트워크에 링크된 복수의 수신기로 송신하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하고,
그 후에 상기 복수의 각 수신기가 그 변조된 층을 수신하기 위해, 그 층을 복조하고 디코드하기 위해, 및 상기 층으로부터 상기 데이터를 재구성하기 위해 동작가능한
것을 특징으로 하는 데이터를 무선 네트워크를 경유해서 복수의 수신기에 송신하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14항에 있어서, 기본 정보가 상기 최저층에 제공되고 성공적으로 강화되거나 정제된 정보를 성공적으로 더 높은 층에 제공되는
것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14항에 있어서, 복수의 변조 수단이 제공되고, 데이터 손실을 감소시키기 위해 특정한 변조 수단이 다른 수신기에서 무선 네트워크 조건차를 기반으로 선택되는
것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14항에 있어서, 상대적으로 낮은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되고, 상대적으로 높은 SNR 요구사항과 관련된 변조 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질층에 대해 사용되는
것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14항에 있어서, 상대적으로 낮은 송신율과 관련된 변조 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되고, 상대적으로 높은 송신율과 관련된 변조 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 대해 사용되는
것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14항에 있어서, 상대적으로 더 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 높은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 인가되어 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 적은 데이터량에 의해 이루어질 수 있고, 상대적으로 덜 강건한 보호 인코딩 수단이 상대적으로 낮은 품질 데이터로 구성하는 품질 층에 인가되어 그 층의 복원이 그 층에서 성공적으로 수신된 상대적으로 더 많은 데이터량에 의해 이루어질 수 있는
것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
하나 이상의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 시스템에 의해 무선 네트워크를 통해 송신된 데이터를 수신하는 시스템으로서, 상기 데이터는 송신전에 인코드되고, 변조되고, 중첩되고, 그 시스템은 하나 이상의 가입국에 링크된 수신 컴퓨터에 의해
(a) 송신된 신호 블럭을 수신하고;
(b) 상기 송신된 신호 블럭을 중첩된 데이터 세트로 복조시키고;
(c) 상기 중첩된 데이터 세트를 하나 이상의 인코드된 층으로 분리시키고;
(d) 상기 하나 이상의 인코드된 층을 하나 이상의 품질 층으로 디코드시키고;
(e) 하나 이상의 상기 품질 층의 손실되거나 파손된 데이터를 복원하고;
(f) 상기 하나 이상의 품질 층으로부터 상기 데이터를 재구성하기 위해
동작가능한 것을 특징으로 하는 하나 이상의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 시스템에 의해 무선 네트워크를 통해 송신된 데이터를 수신하는 시스템.
하나 이상의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 시스템에 의해 무선 네트워크를 통해 송신된 데이터를 수신하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 데이터는 송신전에 인코드되고, 변조되고, 중첩되고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품이 하나 이상의 가입국에 링크된 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터에 의해 특징지어지고, 상기 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 컴퓨터는,
(a) 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체; 및
(b) 상기 컴퓨터로 하여금 설정된 동작을 수행하게 할 수 있는 상기 소프트웨어 명령을 구비하는 것을 특징으로 하고,
상기 설정된 동작은,
(ⅰ) 송신된 신호 블럭을 수신하는 단계와;
(ⅱ) 상기 송신된 신호 블럭을 중첩된 데이터 세트로 복조시키는 단계와;
(ⅲ) 상기 중첩된 데이터 세트를 하나 이상의 인코드된 층으로 분리시키는 단계와;
(ⅳ) 상기 하나 이상의 인코드된 층을 하나 이상의 품질 층으로 디코드시키는 단계와;
(ⅴ) 하나 이상의 상기 품질 층의 손실되거나 파손된 데이터를 복원하는 단계; 및
(ⅵ) 상기 하나 이상의 품질 층으로부터 상기 데이터를 재구성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 시스템에 의해 무선 네트워크를 통해 송신된 데이터를 수신하는 컴퓨터 프로그램 제품.