[한마 논문] 무선 환경을 고려한 웹 기반 적응형 비디오 스트리밍 서비스 성능 향상에 관한 연구

  웹 기반 적응형 비디오 스트리밍 서비스는 서버에 다양한 품질로 인코딩된 비디오 청크를 저장시켜 두고 클라이언트가 네트워크의 상황에 맞는 품질의 청크를 요청해서 재생하는 방식으로 서비스가 이루어진다.

  하지만 빈번하게 변화하는 무선 환경에서 네트워크의 통신 상태만을 고려한 청크 품질 선택 방식은 클라이언트에서 재생되는 비디오 품질의 변화 회수와 변화의 정도를 증가시키게 되어 사용자가 느끼는 체감 품질을 떨어뜨리게 된다. 또한 유선 환경을 고려해서 설계된 TCP를 그대로 사용하기 때문에 전송 품질의 변화를 더욱 가중시킨다.
이 논문은, 비디오 품질 변화는 최소화하면서 평균 품질 수준을 보장하는 웹 기반 적응형 스트리밍 서비스 방법을 제안한다. 클라이언트 측의 재생 버퍼 내에 남아 있는 데이터의 양과 청크의 개수로 전송 상태를 분류하고 상태별로 다음 요청 청크의 품질과 새로운 TCP 연결을 사용할 것인지를 결정한다.

  제안하는 방식에서는 청크 품질의 변화량을 줄이기 위해 지수 가중 이동 평균과 평균 변화량을 계산하여 요청 청크의 품질을 결정하며 잦은 TCP 연결 비용을 줄이기 위해 새로운 TCP 연결은 가급적 줄이도록 한다.
제안하는 방식의 성능을 평가하기 위하여 기존 방식과 제안한 방식의 품질 변화율과 변화량, 버퍼 내 유지되는 데이터 양과 청크의 개수, 그리고 재생의 끊어짐을 나타내는 재버퍼링 발생 횟수로 비교한다.

  성능 평가 결과, 무선 환경에서 재생 버퍼 상태에 따라 청크의 품질을 조절하고 새로운 TCP 연결 여부를 결정하는 제안 방식이 사용자의 체감 품질을 더 높일 수 있음을  확인할 수 있었다.

김인혜(공학박사)