IEEE 802.11e에서 네트워크 적응적인 H.264 비디오 스트리밍

Abstract

무선 네트워크 환경의 불안정한 채널 상태는 패킷 손실과 패킷 재전송을 발생시키게 되고 그로 인해 비디오 스트리밍과 같은 시간적 제약을 가지는 서비스의 품질을 저하시키는 문제점을 갖는다. 이러한 무선 네트워크에서의 효율적인 멀티미디어 전송을 위해 최근에 QoS 기능을 강화한 IEEE 802.11e가 표준화되었다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e 네트워크를 기반으로 네트워크 적응적인 H.264 비디오 스트림 전송기법에 관해 기술한다. 향상된 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서는 현재의 무선 네트워크 상태에 적응적인 스트림 전송이 필요하다. 네트워크 상태는 패킷 손실률이나 가용 대역폭 측정을 통해 예측할 수 있으며, 이렇게 측정된 네트워크 상태를 크로스-레이어 기법을 기반으로 응용계층에 알려줌으로써, 현재 네트워크가 전송하지 못할 것으로 판단되는 데이터를 우선순위에 따라 차등적으로 제거하게 된다. 전송될 가능성이 없는 데이터를 미리 제거함으로써 시스템 리소스를 보다 효율적으로 사용하게 되며, 결과적으로 사용자에게 제공되는 스트리밍 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다. 시뮬레이션 및 시스템구현을 이용한 성능검증을 통하여 제안하는 기법이 사용자에게 끊김없이 부드럽게 재생되는 비디오 스트리밍 서비스를 제공함으로써 서비스 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. An instable wireless channel condition causes more packet losses and retransmissions due to interference, fading, station mobility, and so on. Therefore video streaming service over a wireless networks is a challenging task because of the changes in the wireless channel conditions and time-constraints characteristics of the video streaming services. To provide efficient video streaming over a wireless networks, QoS-enhanced MAC protocol, IEEE 802.11e, is standardized recently. Tn this paper, we propose a new network-adaptive H.264 video streaming mechanism in the IEEE 802.11e wireless networks. To improve the quality of video streaming services, video stream has to adapt to the changes in the wireless channel conditions. The wireless channel conditions are estimated by the packet loss probability and informed to the application layer by the cross-layering. According to the wireless channel information, the video streaming application filters out the low-priority data. This adaptation mechanism efficiently uses system resources because it drops the low-priority data in advance. Therefore, our cross-layer design can provide improved video streaming services to the end-user. Through the implementation and performance evaluation, we prove that the proposed mechanism improves the QoS of the video streaming by providing the smoothed playback.