유무선환경에서 QoS 보장을 위한 RTP/RTCP를 이용한 응급원격진료시스템 설계

Abstract

[한글]

최근 무선통신 기술의 급속한 발전으로 인해서 다양한 이동 컴퓨터들이 등장하여 인터넷을 이용하고 있다. 특히, 개인휴대폰을 이용하여 인터넷에 접속하고 PDA(Personal Digital Assistants)를 이용하여 인터넷상에서 원하는 서비스를 제공받는 것은 점점 보편화되어지고 있다. 이를 바탕으로 의료계에서도 원격진료와 같은 고품질의 의료서비스를 제공하게 되었다.

하지만 무선망의 낮은 대역폭과 이동 컴퓨터의 처리능력 제한, 적은 메모리 공간, 디스플레이 크기 제약 등은 응급원격진료서비스 시스템에서 고정된 병원 등과 같은 유선망의 멀티미디어 데이터를 이동 중인 의사나 응급차에 있는 컴퓨터가 수신 받는 데에 있어서 문제점들로 등장하고 있다.

또한 기존의 응급원격진료서비스 시스템에서는 최초의 서비스 과정에서 정적인 QoS(Quality of Service)를 자동으로 감지하여 서비스해주는 기능이 부재하였다. 이 뿐만 아니라 인터넷을 통하여 실시간으로 환자의 영상데이터를 전송하기 위해서는 채널의 충분한 대역폭, 적은 지연과 적은 패킷 손실 등의 조건이 보장되어야 하지만 현재의 인터넷, 특히 무선 네트워크망에서는 멀티미디어 데이터 전송에 필요한 QoS(Quality of Service)를 만족시키는 네트워크 계층에서의 어떠한 기능도 제공하지 못한다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 응급원격진료시스템에 실시간 수송 프로토콜(RTP: Real-time Transport Protocol)과 실시간 수송 제어 프로토콜(RTCP: Real-time Transport Control Protocol)을 이식하고, 유무선망 양단의 최종 사용자(End-user)사이에 트랜스코딩 (Transcoding)기능을 수행하는 특별한 서버인 프록시 서버(Proxy server)를 두어 새로운 응급원격진료시스템 구성하였다.

새롭게 구성된 응급원격진료시스템에서 각종 모의 테스트를 통해 RTP/RTCP의 효용성과 실제로도 제대로 적용이 되는지를 실험하였다. 이를 통해 RTP/RTCP를 이용하여 새롭게 구성된 응급원격진료시스템에서 네트워크 상태정보를 추출할 수 있었을 뿐만 아니라 기존의 네트워크 상태 분석 툴인 Sniffer 프로그램을 통해 얻은 네트워크 상태 정보와 약간의 미세한 차이는 있으나 거의 비슷한 결과를 가져왔다. 또한 시간에 따른 RTT, Throughput, Jitter, Packet loss등의 정보를 알게 되어 네트워크 상태를 파악할 수 있었으며, 이를 기반으로 transcoding 기능을 수행하는 proxy server에서 송신측에서 수신한 환자의 영상을 네트워크 상태에 맞게 가변적으로 조절할 수 있었다

[영문]Because of the progress in wireless communication technology recently, various kinds of mobile computing machine have appeared, and enabled to take the Internet service with them. Specially, it is becoming increasingly universal to connect the Internet using mobile computing machine like cellular phones or PDA (Personal Digital Assistants). This has made it possible for emergency telemedicine services to provide high quality medical ones.

However, there are also problems, which are insufficient bandwidths over wireless networks, restrictive computing power of mobile computers, insufficient memory spaces, small display panel size and row resolution to transfer multimedia medical data from a hospital to doctors over wireless networks and ambulances' telemedicine systems. Also, the existing emergency telemedicine system does not have functions that detect QoS automatically in an initial service process. In addition, for delivering patients' video data over the Internet at realtime, those should be guaranteed, sufficient network bandwidths, short round trip times, low packet loss and so on. However, the Internet, especially of wireless networks, does not provide functions that monitor QoS necessary to the multimedia data transfer in the network layer.

Therefore, for the solution of these problems, we have organized a new emergency telemedicine system using realtime transport protocol and realtime transport control protocol, and by designing a proxy server to execute video transcoding located between a patient system and a doctor system over heterogeneous network.

we have tested the usability of RTP/RTCP and applicability through field tests in newly designed emergency telemedicine system. Through these tests, we have get network status information similar to those obtained from network analysis tools. In addition as obtaining network parameters like RTT, throughput, jitter, packet loss and more, we have understood the network status and could transcode patient video stream in the proxy server