기존의 분산 객체 미들웨어가 제공하는 RPC(Remote Procedure Call) 기반의 메시지전송 방식은 내부 오버헤드로 인해 실시간성을 요구하는 스트림 데이타의 전송에는 부적합하다. 그래서 OMG (Object Management Group)에서는 분산 환경에서도 실시간 스트리밍을 지원 할 수 있는 새로운 AV (Audio and Video) 스트림 서비스 참조 모델을 제안하였다. 그러나 이 모델은 오직 참조 모델이기 때문에 실제 구현 방법에 따라 재 정의해야 할 부분이 많이 남아 있다. 특히 실제 네트워크 환경을 고려한 혼잡 제어와 같은 기능이 없기 때문에 스트림 전송의 QoS를 제어할 수가 없다. 이러한 고려는 최근 연구되어 지고 있는 다양한 스트림 전송 플랫폼들이 가져야 할 고급 기능으로 전체 네트워크의 효율 증가를 위해서도 반드시 필요하다. 본 논문에서는 분산 환경의 장점을 최대한 부각시킬 수 있는 OMG의 스트림 서비스 참조 모델을 재 정의한 스트림 전송 플랫폼을 설계하고 구현하였다. 제안한 플랫폼은 스트림 전송을 위한 새로운 TCP-Friendly 프로토콜인 SRTP(Smart RTP)를 하부 구성 요소로 제공하며 이를 이용하여 본 플랫폼을 통한 스트리밍 응용들의 효율을 향상시켰다.
본 논문은 차세대 통합망 환경에서 IPTV와 같은 영상 스트리밍 서비스를 위해 종단간 가용대역폭 모니터링을 통하여 영상 품질을 제어할 수 있는 영상 품질 제어 시스템(VQCS)을 제안한다. IPTV 서비스를 통해 영상, 음성 및 게임과 같은 다양한 멀티미디어 서비스들을 제공할 수 있으며 이런 서비스들은 대용량의 대역폭을 소비하게 된다. 이때 네트워크 가용대역폭이 부족할 경우 영상 끊김, 형태 왜곡 및 잔상과 같은 영상 품질 저하가 발생하게 된다. 영상 스트리밍 서비스의 품질을 안정적으로 제어하기 위해서는 가용대역폭 모니터링 방안이 요구된다. 이에 우리는 단말 내의 영상 품질 제어 시스템에서 IP 헤더 내의 전체길이(Total Length) 필드를 이용하여 단위시간 동안 링크를 점유하고 있는 패킷 양 계산을 통해 가용 대역폭을 측정하였으며, 가용대역폭 정보를 기반으로 네트워크 내의 스케일러빌리티 추출기는 영상 스트림 데이터율을 적응적으로 선택하여 대역폭 부족으로 인한 영상 스트리밍의 품질 저하를 막아 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
협력 통신은 각 노드가 데이터를 협력하여 전송하는 것으로, 자신의 노드 뿐 만 아니라 주변의 다른 노드들을 이용하여 데이터를 전송하는 통신 방식이다. 협력 통신을 하고 있는 모든 이동 노드로 부터 기지국으로 수신된 데이터를 결합하여 협력 다이버시티를 얻으므로 열악한 무선채널 환경에서 발생하는 극심한 페이딩을 억제시킴으로써 사용자의 QoS를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 H.264/AVC에서 제공하는 에러에 대한 복원력을 높이기 위한 여러 가지 방식 중에서 유동적 매크로블록 순서화를 이용하고, 무선 채널에서는 협동 다이버시티를 이용하여 비디오 전송을 통해 화질을 향상 시킬 수 있는 기술을 제안한다. 사용자는 눈동자 추적기를 착용하고 있어서 소스 노드에게 현재 눈동자의 위치를 주기적으로 전송하고, 소스 노드는 그에 맞는 관심 영역 중심 코딩을 하게 된다. 관심영역과 비 관심영역으로 구분된 비디오를 서로 다른 채널을 통해서 전송함으로써 화질측면에서 더 높은 만족도를 얻게 됨을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제5권5호
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pp.1049-1068
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2011
In this paper a simple and effective call admission control (CAC) scheme is proposed for the emerging interleave-division multiple-access (IDMA) systems, supporting a variety of traffic types and offering different quality of service (QoS) requirements and priority levels. The proposed scheme is signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) evolution based CAC (SE-CAC). The key idea behind the scheme is to take advantage of the SINR evolution technique in the process of making admission decisions, which is developed from the effective chip-by-chip (CBC) multi-user detection (MUD) process in IDMA systems. By virtue of this semi-analytical technique, the MUD efficiency can be estimated accurately. Additionally, the computational complexity can be considerably reduced. These features make the scheme highly suitable for IDMA systems, which can combat intra-cell interference efficiently with simple CBC MUD. Analysis and simulation results show that compared to the traditional CAC scheme considering MUD efficiency as a constant, the proposed SE-CAC scheme can guarantee high power efficiency and throughput for multimedia traffic even in heavy load conditions, illustrating the high efficiency of CBC MUD. Furthermore, based on the SINR evolution, the SE-CAC can make accurate estimation of available resource considering the effect of MUD, leading to low outage probability as well as low blocking and dropping probability.
일반적인 VOD시스템은 서버-클라이언트 구조로 되어 있다. 따라서 다수의 클라이언트의 요청이 있을 경우 서버에 부하가 집중되어 서버 시스템의 네트워크 대역폭의 한계로 인해 QoS가 보장된 VOD 서비스가 어렵다. 특히 다수의 클라이언트 요청으로 인한 네트워크 대역폭 요구량의 증가는 서버 시스템 자원 소모의 결정적인 요인이다. 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방법으로 멀티캐스트, 브로드캐스트, P2P 등 많은 기법들이 연구되었다. 그중 브로드캐스트 기법은 추가적인 대역 폭의 할당 없이 다수의 사용자에게 스트림을 전송할 수 있으므로 효과적이다 하지만 브로드캐스트 기법은 초기 서비스 지연시간이 길다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 브로드캐스트 기법의 문제점인 초기 서비스 지연시간을 P2P 기반의 캐싱 기법을 적용하여 제거하고, 이때 필요한 버퍼 공간을 최소화 할 수 있는 P2Prefix 브로드캐스트 기법을 제안한다.
본 논문에서는 방송과 통신의 융합을 고려한 고속가입자망의 구현을 위해 비대칭 WDM-EPON을 제안하였다. 이 방식에서는 OLT에서 각 가입자 노드로의 하향 전송에는 WDM (Wavelength Division Multiplexing) 전송방식을 이용함으로써 방송 및 다양한 멀티미디어 서비스를 수용하기 위한 넓은 대역폭을 만족하였다. 반면에 넓은 대역폭이 필요하지 않는 상향전송에는 WDM방식보다는 상대적으로 값이 싼 EPON 전송방식을 채택하였다. 본 논문에서는 물리계층에서의 전송시험 결과를 제시한다. ONU가 홈게이트웨이에 이용되기 위해서는 접속 프로토콜은 홈게이트웨이의 트래픽 형태에 적절해야만 한다. 음성의 경우 시간 지연에 민감한 반면 데이터는 덜 민감하다. 본 논문에서는 가입자망에서 다양한 형태의 데이터를 함께 수용할 수 있는 새로운 동적 대역할당 프로토콜을 제시하였으며 이의 성능을 분석하였다. 시간 지연에 민감한 신호의 성능을 보장하기 위해 최대 사이클 타임을 규정하였으며, 하향 제어신호가 급격히 늘어나는 것을 방지하기 위해 최소 윈도우를 규정하였다. 제안된 EPON 프로토콜이 기존 방식에 비해 가지는 장점들을 시뮬레이션에 의해 보였다.
최근 네트워크 사용자의 가치 변화와 이용 패턴을 살펴보면, 단순 웹 정보, 단방향 정보습득의 일방적인 데이터 전달에서, 멀티미디어 활용의 증가, 보안 및 개인화의 요구 증대, 자유로운 이동성에 대한 욕구 증가 등의 변화가 생기고 있다. 이러한 욕구의 변화로 인해 개별적으로 제공되는 각각의 서비스는 점차 융합화된 형태의 통합 서비스로 발전하고, 네트워크 또한 각각의 서비스를 위한 개별 망에서 이용자의 다양한 통합 욕구를 실현시켜 주는 지능형 통합망의 형태로 발전할 것으로 전망되며, 관련한 기술의 핵심이 되는 통신망 제어기술 또한 급속히 발전하고 있다. 본 논문에서는 자원의 효율적 사용은 물론 다중 도메인 (multi-domain)환경에서 다계층 (multi-layer)간의 정보 전달을 최소화하고, 최적의 경로선택을 할 수 있는 방법을 제안하였다. 기존의 경로선택에서 각각의 계층에 대한 정보를 이용하여 경로를 선택한 것에 비하여 다계층 구조상에서 다 계층의 정보를 활용하여 경로선택에 대한 다각화를 통한 최적의 경로선택이 수행되도록 제안하였다.
3G Long Term Evolution (3G LTE)은 OFDMA와 MIMO기반 무선접속 기술을 이용해 다양한 모바일 멀티미디어 서비스를 제공하는 차세대 이동통신 시스템이다. 기존 WCDMA기반 시스템과 여러 면에서 차이가 있지만, 3G LTE는 Physical Resource Block (PRB)을 무선전송 자원으로 사용하고, 모든 서비스가 PS 도메인을 통해 이루어진다는 점에서 새로운 자원관리 방식의 개발을 필요로 한다. 본 논문은 Adaptive Partitioning 기반의 다운링크 호 수락제어 방식을 제안한다. 실시간과 비실시간 호를 구분하여 호 종류별로 최대 사용가능 자원량을 미리 지정하고, 한계 초과시 잉여자원량에 비례하여 확률적으로 호를 수락하는 방식이다. 이러한 adaptive 개념은 이미 다른 호 수락제어에서 사용되어 왔지만, PRB의 특징을 활용한 적용방식을 고안하고 PRB utilization과 payload ratio을 이용해 기지국 자원사용량을 측정하는 것은 본 논문의 특징이다. 시뮬레이션을 통해 다른 방식들과 성능 비교한 결과, 실시간 신규 호의 수락을 우선할 수 있었으며, 전체 시스템 성능 또한 우수한 것으로 확인되었다.
본 논문에서는 차세대 무선 네트워크에서 품질이 보장된 광 대역의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network(WDM-PON) 기반의 무선 액세스 네트워크 및 효율적인 이동성 지원 프로토콜을 제안한다. 제안된 차세대 무선 액세스 네트워크는 WDM-PON 기술을 활용하여 광대역의 무선 액세스 네트워크를 구성하며, 새롭게 제안된 로컬 채널을 활용하여 서브 액세스 네트워크간의 빠르고 효율적인 로컬 데이터 및 핸드오프 데이터를 전송한다. 제안된 IP 기반의 이동성 지원 프로토콜은 초기 데이터 전송 시 이동 노드에게 최적화된 경로를 제공함으로써 데이터 전송의 효율성을 증가시킨다. 또한, 제안된 방식은 Hierarchical Mobile IPv6(HMIPv6)와 Fast Handovers for MIPv6(FMIPv6)의 장점들을 효과적으로 결합하여 빠르고 효율적인 핸드오프를 지원함으로써 이동 노드에게 품질이 보장된 신뢰성있는 서비스를 제공한다. 제안된 방식의 성능 분석은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이루어졌으며, 다양한 네트워크 환경에서 핸드오프 지연시간, 패킷 손실 등에 대하여 기존의 방식과 비교 분석하였다.
인터넷의 발달과 함께 멀티미디어 스트리밍은 비디오 콘텐츠를 전달하는데 중요한 수단이 되었으며 스트리밍 되는 데이타의 양도 점점 증가하고 있다. 하지만 스트리밍의 양이 증가함에 따라 가변적 네트워크 대역폭을 갖는 IP 네트워크 환경 상에서 실시간 QoS를 보장하기 어려워진다. 본 논문에서는 한정된 가용 대역폭과 트랜스코딩 코스트를 고려하면서 동시에 다중 앵글 콘텐츠의 인지적 화질을 최대화하는 최적화 적응 프레임워크를 제안한다. 제안된 다중 앵글 서비스 프래임워크에서 사용자는 같은 이벤트에 대해 다른 뷰 앵글로 캡쳐된 다중 비디오 스트림들 중에 사용자가 원하는 뷰를 선택할 수 있다. 이러한 향상된 서비스는 시간에 따른 네트워크 대역폭 변화와 같은 네트워크의 스트리밍 문제를 수반한다. 이를 위해 본 논문에서는 제안된 비디오 적응 프래임워크에서 다중 앵글 비디오 콘텐츠는 주어진 대역폭에 맞게 전달하기 위해 다른 비트율로 인코딩되며 적절한 비디오 스트림이 선택되거나 트랜스코딩 될 수 있다고 가정한다. 각 사용자의 선호도에 따른 다양한 위치에서 캡쳐된 콘텐츠의 선택적 소비를 위해, 각 앵글에 제공되는 비트스트림은 다양한 비트율로 인코딩될 수 있고, 제약된 대역폭 환경에서 실시간으로 변하는 비트율에 최적화된 콘텐츠를 전송하기 위해 콘텐츠를 트랜스 코딩되거나 서브 비트스트림이 선택되도록 한다. 이러한 가정을 기반으로 제안된 최적화 적응 프래임워크에서 트랜스 코딩하는데 걸리는 시간을 트랜스코딩 코스트로 정의하고 주어진 트랜스코딩 코스트와 제한된 네트워크 대역폭을 만족하며 동시에 인지적 화질을 최대화하는 방법을 수식화 한다. 또한 제안된 방법의 효율성을 증명하기 위한 다양한 실험 결과를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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