Channel zapping time is a crucial issue in Internet Protocol Television (IPTV) Quality of Experience (QoE) performance. One way to reduce channel zapping time is a predictive tuning method, which reduces channel zapping time by prejoining channels that are likely to be selected next, in addition to the currently watched channel. This method can reduce overall channel zapping time to nearly zero. However, the bandwidth efficiency of this method is low. This paper presents an improved predictive tuning method that satisfies required channel zapping time with minimized bandwidth usage. Unlike existing methods, the proposed method determines the most efficient number of prejoining channels in a surfing period and in a viewing period differently by estimating expected channel zapping time and expected bandwidth usage with a Semi-Markov Process. We also propose a prejoining channel selection method according to the combined button and channel preference. Mathematical models are developed to evaluate the channel zapping time and bandwidth usage of the proposed method. Simulation is also performed to verify the method. Studies show that the proposed method achieves the required channel zapping time with less bandwidth consumption and more stable network than previous works.
채널 변경 시간 (channel zapping time)은 IPTV 서비스의 고객 체감 품질 (Quality of Experience, QoE) 주요 지표 중 하나이다. 채널 변경 시간을 줄이기 위한 방법 중 하나로 현재 시청 중인 채널과 함께 이용자가 선택할 가능성이 높은 채널들의 데이터를 미리 수신하여 다음 채널 변경 시 지연이 발생하지 않도록 하는 사전 가입 방식 (prejoining method)이 있다. 이러한 방법은 채널 변경 시간을 효과적으로 줄일 수 있는 반면, 많은 네트워크 대역폭을 소모하는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 채널 선택에서의 이용 행태를 활용하여 요구되는 채널 변경 시간을 만족시키면서 네트워크 대역폭의 사용량을 최소화할 수 있는 개선된 사전 가입 방식을 제안한다. 본 논문에서는 일정한 수의 채널을 사전 가입하는 기존의 연구들과 달리 시청 중에 사전 가입되는 채널의 수와 채널 변경 중에 사전 가입되는 채널의 수를 이용자의 채널 변경 회수 및 시간의 특성에 맞춰 적절히 할당함으로써 네트워크 대역폭의 사용량을 최소화 하고 있다. 제안된 방식에서는 이용자의 채널 변경 회수 및 시간을 준 마코프 과정(Semi-Markov Process)을 이용하여 모델링하고, 이를 통해 사전 가입 채널 수 할당에 따른 채널 변경 시간과 사용 네트워크 대역폭을 예측함으로써 최적의 사전 가입 채널 수를 구하고 있다. 또한, 사전 가입 채널 선택 과정에서 기존 연구에서 고려되지 않은 이용자의 리모트 컨트롤러 버튼에 대한 선호도를 활용함으로써 채널 변경 시간을 최소화 하고 있다. 본 논문에서는 이용자의 채널 이동 행태를 기반으로 버튼에 대한 선호도와 채널에 대한 선호도가 결합된 각 채널의 선택 확률을 구함으로써 다양한 사용자 유형에서도 최적의 성능을 발휘하는 사전 가입 채널 선택 방법을 제안한다. 수학적 모델과 시뮬레이션을 통한 실험 결과는 본 논문에서 제안된 방법이 기존의 방법보다 적은 네트워크 대역폭을 사용하면서 요구되는 채널 변경 시간을 만족시키는 것을 보여준다.
