A Study of Performance Analysis on Effective Multiple Buffering and Packetizing Method of Multimedia Data for User-Demand Oriented RTSP Based Transmissions Between the PoC Box and a Terminal

PoC Box 단말의 RTSP 운용을 위한 사용자 요구 중심의 효율적인 다중 수신 버퍼링 기법 및 패킷화 방법에 대한 성능 분석에 관한 연구

PoC(Push-to-talk Over Cellular) is an integrated technology of group voice calls, video calls and internet based multimedia services. If a PoC user can not participate in the PoC session for various reasons such as an emergency situation, lack of battery capacity, then the user can use the PoC Box which has a similar functionality to the MM Box in the MMS(Multimedia Messaging Service). The RTSP(Real-Time Streaming Protocol) method is recommended to be used when there is a transmission session between the PoC box and a terminal. Since the existing VOD service uses a wired network, the packet size of RTSP-based VOD service is huge, however, the PoC service has wireless communication environments which have general characteristics to be used in RTSP method. Packet loss in a wired communication environments is relatively less than that in wireless communication environment, therefore, a buffering latency occurs in PoC service due to a play-out delay which means an asynchronous play of audio & video contents. Those problems make a user to be difficult to find the information they want when the media contents are played-out. In this paper, the following techniques and methods were proposed and their performance and superiority were verified through testing: cross-over dual reception buffering technique, advance partition multi-reception buffering technique, and on-demand multi-reception buffering technique, which are designed for effective picking up of information in media content being transmitted in short amount of time using RTSP when a user searches for media, as well as for reduction in playback delay; and same-priority packetization transmission method and priority-based packetization transmission method, which are media data packetization methods for transmission. From the simulation of functional evaluation, we could find that the proposed multiple receiving buffering and packetizing methods are superior, with respect to the media retrieval inclination, to the existing single receiving buffering method by 6-9 points from the viewpoint of effectiveness and excellence. Among them, especially, on-demand multiple receiving buffering technology with same-priority packetization transmission method is able to manage the media search inclination promptly to the requests of users by showing superiority of 3-24 points above compared to other combination methods. In addition, users could find the information they want much quickly since large amount of informations are received in a focused media retrieval period within a short time.

PoC(Push-to-talk Over Cellular)는 그룹 음성 및 영상 통화와 인터넷, 멀티미디어 서비스를 통합한 단말 기술이다. PoC는 부재, 긴급 상황, 배터리 방전 등과 같은 다양한 이유로 인해 PoC 세션에 참여하지 못하는 사용자에게 종래 MMS 서비스에서의 MM Box와 비슷한 기능을 가진 PoC Box를 사용하는 기능을 제공하고 있다. PoC 표준안에서는 PoC Box에서 PoC 단말로 미디어 전송 시 RTSP (Real-Time Streaming Protocol)를 사용하도록 권장하고 있다. 기존의 RTSP를 적용한 VOD 서비스의 경우는 빠른 유선 네트워크 망을 고려하여 패킷의 크기를 크게 구현하는 반면 PoC 서비스는 무선 통신 환경이기 때문에 이러한 특성을 고려한 RTSP 전송 방법이 필요하다. 무선 통신 환경에서는 패킷의 손실률이 비교적 유선 통신 환경에서보다 다소 높기 때문에 PoC 단말 측에서 미디어 재생 시 화면 끊김 현상, 영상과 음성의 비동기화 발생, 버퍼링 대기 시간 등이 발생한다. 따라서 PoC 단말 측에서의 이러한 문제점은 사용자가 미디어 콘텐츠를 재생하는데 있어 자신이 원하는 정보를 빠르게 습득하기 어렵게 만든다. 본 논문에서는 RTSP를 이용하여 사용자가 미디어 검색 시 단시간 내에 전송되는 미디어에서 효과적으로 중요한 정보를 습득하고 재생 지연 현상을 줄일 수 있는 "교차 이중 수신 버퍼링 기법", "사전 분할 다중 수신 버퍼링 기법", "On-Demand 다중 수신 버퍼링 기법"과 전송 시 미디어 데이터의 패킷화 방법인 "동일 순위 패킷화 전송 방식", "우선 순위 패킷화 전송 방식"을 제안하였고 실험을 통해 그 성능의 적정성 및 우수성을 검증하였다. 실시된 시뮬레이션 성능 평가에서 사용자의 미디어 검색 성향에 따라 제안된 다중 수신 버퍼링 및 패킷화 방식이 기존 단일 수신 버퍼링 방식과 비교하여 효율성 및 우수성 평가에서 6-9점 이상 우수한 결과를 보였다. 그 중 On-Demand 다중 수신 버퍼링 기법은 동일순위 패킷화 방법과 사용될 때 타 기법과 비교하여 3-24점 사이의 우수성을 보임으로써 사용자의 다양한 미디어 검색 성향에 대해 빠르게 대응할 수 있었다. 또한 단시간 내에 사용자가 집중적으로 미디어 검색이 이루어지는 재생 시간대에 대해 많은 미디어 데이터를 수신 받기 때문에 단말 사용자에게 빠른 정보를 제공할 수 있었다.