LTE 시스템에서 단말이 기지국에 데이터를 전송하기 위해서는 기지국이 physical downlink control channel (PDCCH)을 통해 역방향 자원 할당 제어 정보를 방송해야 한다. PDCCH 메시지의 크기 및 전송 횟수는 셀 내 단말의 수에 비례하여 증가하기 때문에 narrowband LTE (NB-LTE) 시스템의 경우 다수의 단말에 의해 발생하는 PDCCH의 오버헤드 증가 문제가 네트워크에 심각한 혼잡을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 PDCCH의 오버헤드 감소를 위해, 제안하는 간소화 된 PDCCH 정보 비트 구성 방법을 사용하여 PDCCH 메시지의 크기를 줄인다. 또한, PDCCH 메시지의 전송 횟수를 감소시키는 semi-persistent scheduling (SPS) 기법을 NB-LTE 시스템에 적용하여 성능을 평가한다. 모의실험을 통해 SPS의 경우 PDCCH의 오버헤드가 감소하였으며, 시스템의 사용 효율이 높아짐을 보였다.
메시지 처리기란 다양한 클라이언트로부터 오는 메시지를 받아 처리하는 서버 소프트웨어이며, 메시지의 종류에 따라 마감기한 이내에 처리해야 하는 실시간 메시지와 비실시간 메시지를 처리한다. 최근 마이크로프로세서 기술의 발전과 리눅스의 빠른 보급에 따라 메시지 처리기는 멀티코어 기반의 리눅스 서버에서 구현되고 있으며, 멀티코어 환경에서는 코어를 효율적으로 사용해야 시스템의 성능을 극대화 시킬 수 있다. 멀티코어를 효율적으로 사용하기 위한 다양한 실시간 스케줄러가 제안되어 있지만, 많은 연구들이 이론적 분석이나 시뮬레이션에 국한되어 있고, 리눅스를 위해 제안된 일부 알고리즘들도 커널을 수정하거나 특정 커널 버전에서만 동작된다는 단점이 있다. 본 논문에서는 멀티코어 환경에서 쓰레드를 사용자 수준에서 코어에 직접 매핑하는 리눅스 기반 메시지 처리기의 구조를 제안한다. 구현된 메시지 처리기에서는 기존의 RM(Rate Monotonic) 알고리즘을 수정하여 사용하였고, 특정 코어에 최대한 실시간 메시지를 몰아서 처리하도록 First fit 기반의 빈패킹(Bin-Packing) 알고리즘을 사용하여, 실시간 메시지의 위배율을 보장하면서 비실시간 메시지의 응답시간의 지연을 최소화하였다. 성능평가를 위하여 LITMUS 프레임 워크에서 제공하는 2가지 멀티코어 스케줄링 알고리즘(GSN-EDF, P-FP)을 이용하여 메시지 처리기를 구현한 후 제안된 시스템과 비교한 결과, 비실시간 메시지의 응답시간이 2가지 알고리즘 대비 최대 17~18%까지 향상되는 것을 확인하였다.
배열 재분산은 분산 메모리 컴퓨팅 환경에서 응용 프로그램의 수행 속도를 빠르게 하기 위해 많이 사용되고 있다. 특히 GEN BLOCK간 재분산은 동적으로 부하가 변화하는 경우 최적화된 성능을 보이기 위해 필요하다. 배열 재분산에 관한 기존 연구들은 대부분 CYCLIC(N)등과 같은 정규 분산 패턴간 재분산에 대해서만 이루어져 왔다. 그러나 GEN BLOCK등과 같은 비정규 분산 패턴간 재분산에서 발생하는 메시지패싱들은 정규 분산 패턴간 재분산과는 다른 특정을 보이기 때문에 이에 대한 새로운 연구가 필요하다. 본 논문은 GEN BLOCK간 재분산에서 발생하는 메시지패싱들에 정규 분산 패턴간 재분산에서 발견되 는 규칙성은 없는 반면 공간 지역성 (spacial locality)이 존재함을 보이고, 이를 기반으로 최소 스텝 정리와 최소 크기 정리가 재분산의 성능을 향상시키는데 중요함을 증병하였으며, 기존의 리스트 스케줄링 방식에 재구성 단계(relocation phase)를 추가함으로써 최적 스케줄을 생성하는 알고리즘을 제시하였다. 마지막으로 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 , CRAY T3E와 IBM SP2에서 성능 평가를 수행 하였으며, 그 결과 분산 메모리 병렬 머신에서 최소 스텝 정리와 최소 크기 정리를 만족하는 스케줄이 GEN BLOCK간 재분산의 성능 향상에 중요함을 보였다.
Several distributed scheduling policies have been proposed with the objective of attaining the maximum throughput region or a guaranteed fraction throughput region. These policies consider only the theoretical throughput and do not account the lost in throughput due to the time complexity of implementing an algorithm in practice. Therefore, we propose a novel concept called effective throughput to characterize the actual throughput by taking into account the time complexity. Effective throughput can be viewed as the actual transmitted data without including the control message overhead. Numerical results demonstrate that in practical scheduling, time complexity significantly affects throughput. The performance of throughput degrades when the time complexity is high.
In recent years, distributed control systems(DCS) using fieldbus such as CAN have been applied to process systems but it is very difficult to design the DCS while guaranteeing the given end-to-end constraints such as precedence constraints, time constraints, and periods and priorities of tasks and messages. This paper presents a scheduling method to guarantee the given end-to-end constraints considering aperiodic, periodic and non-real-time message and task simultaneously. The presented scheduling method is the integrated one considering both tasks executed in each node and messages transmitted via the network and is designed to be applied to a general DCS that has multiple loops with several types of constraints, where each loop consists of sensor nodes with multiple sensors, actuator nodes with multiple actuators and controller nodes with multiple tasks.
This paper presents a mathematical model to determine the optimal length of static messages that can achieve more efficient use of a FlexRay network. In order to determine the optimal length of static message, the proposed model evaluates the given set of messages with respect to a network utilization index, which is defined in this work. The efficient use of a FlexRay network is achieved by reallocating any static message whose length is equal or greater than the resulting value to the dynamic segment. The effectiveness of the proposed method is investigated by applying to the SAE benchmark data.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권1호
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pp.1-17
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2016
The separated management and operation of commercial IP/optical multilayer networks makes network operators look for a unified control plane (UCP) to reduce their capital and operational expenditure. Software-defined networking (SDN) provides a central control plane with a programmable mechanism, regarded as a promising UCP for future optical networks. The general control and scheduling mechanism in SDN-based optical burst switching (OBS) networks is insufficient so the controller has to process a large number of messages per second, resulting in low network resource utilization. In view of this, this paper presents the burst-flow scheduling mechanism (BFSM) with a proposed scheduling algorithm considering channel usage. The simulation results show that, compared with the general control and scheduling mechanism, BFSM provides higher resource utilization and controller performance for the SDN-based OBS network in terms of burst loss rate, the number of messages to which the controller responds, and the average latency of the controller to process a message.
IEEE 802.11p is a standard MAC protocol for wireless access in vehicular environments (WAVEs). If a packet collision happens when a safety message is sent out, IEEE 802.11p chooses a random back-off counter value in a fixed-size contention window. However, depending on the random choice of back-off counter value, it is still possible that less important messages are sent out first while more important messages are delayed longer until sent out. In this paper, we present a new scheme for safety message scheduling, called the enhanced message priority mechanism (EMPM). It consists of the following two components: the benefit-value algorithm, which calculates the priority of the messages depending on the speed, deceleration, and message lifetime; and the back-off counter selection algorithm, which chooses the non-uniform back-off counter value in order to reduce the collision probability and to enhance the throughput of the highly beneficial messages. Numerical results show that the EMPM can significantly improve the throughput and delay of messages with high benefits when compared with existing MAC protocols. Consequently, the EMPM can provide better QoS support for the more important and urgent messages.
In this example, a message passing based multicomputer system with general interdonnedtion network is considered. After multicomputer systems are developed with morm-hole routing network, topologies of interconecting network are not major considertion for process management and resource sharing. Tehre is an independeent operating system kernel oneach node. It communicates with other kernels using message passingmechanism. Based on this architecture, the problem is how mech does performance degradation will occur in the case of processor sharing on multicomputer systems. Processor sharing between application programs is veryimprotant decision on system performance. In almost cases, application programs running on massively parallel computer systems are not so much user-interactive. Thus, the main performance index is system throughput. Each application program has various communication patterns. and the sharing of processors causes serious performance degradation in hte worst case such that one processor is shared by two processes and another processes are waiting the messages from those processes. As a result, considering this problem is improtant since it gives the reason whether the system allows processor sharingor not. Input data has many parameters in this simulation . It contains the number of threads per task , communication patterns between threads, data generation and also defects in random inupt data. Many parallel aplication programs has its specific communication patterns, and there are computation and communication phases. Therefore, this phase informatin cannot be obtained random input data. If we get trace data from some real applications. we can simulate the problem more realistic . On the other hand, simualtion results will be waseteful unless sufficient trace data with varisous communication patterns is gathered. In this project , random input data are used for simulation . Only controllable data are the number of threads of each task and mapping strategy. First, each task runs independently. After that , each task shres one and more processors with other tasks. As more processors are shared , there will be performance degradation . Form this degradation rate , we can know the overhead of processor sharing . Process scheduling policy can affects the results of simulation . For process scheduling, priority queue and FIFO queue are implemented to support round-robin scheduling and priority scheduling.
파장 분할 다중화(WDM) 기반의 다중 채널 망에서는 송신 노드의 수신 노드가 메시지 전송 기간동안 동일한 파장으로 동조될 수 있도록 하는 효율적인 프로토콜을 제안한다 이 프로토콜에서는 일단 송신 노드가 하나의 데이터 채널을 점유하면 메시지 전송이 완료되기 전까지는 점유한 데이터 채널을 독점적으로 사용할 수 있으며 따라서 송수신 장치의 변조로 인한 오버헤드를 줄일수 있다 또한 제안된 프로토콜은 전체 정보를 필요로 하지 않기 때문에 망에 접속되어 있는 노드의 수의 변화에 무관하게 동작할 수 있으며 어떠한 새로운 노드도 망이 초기화 요구없이 언제든지 망에 접속할 수 있다 이 프로토콜을 이용하면 데이터 채널과 목적지 충돌 현상도 방지할 수 있다 제안된 프로토콜은 유한 노드 수의 모델에서 분석되었으며 처리율-지연 특성이 성능 측정을 위한 파라메타로서 조사되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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