In the wireless communication systems, the demand of multimedia services is also increased. Unlike typical data packets, realtime service such as VoIP packets have delay bound and low loss rate requirement. In this paper we propose a new scheduling algorithm that be able to allocate resources to the different kinds of services such as VoIP and data packet. The proposed algorithm considers both time delay and channel condition toe determine the priority. Simulation results show that the proposed algorithm works more efficiently than the conventional algorithms.
본 논문에서는 데이터수집을 위한 MDC(mobile data collector) 기반의 무선센서네트워크를 고려한다. 이러한 네트워크에서는 MDC들이 이동하며 주위환경으로부터 데이터를 수집한 후 싱크노드에게 전달한다. 단일 MDC를 사용하는 기존 방식에서는 높은 데이터 수집 지연 문제가 발생한다. 복수의 MDC를 사용하는 일부 기존 방안에서는 네트워크 수명최대화에 초점을 두고 데이터 전달 지연에 대한 고려는 하지 않았다. 기존 방안의 이러한 제약을 극복하기 위하여 본 논문에서는 MDC의 개수가 주어진 상황에서 패킷지연을 최소화하는 문제와, 최대 허용 패킷 지연이 주어진 상황에서 필요한 MDC의 수를 최소화 하는 문제를 고려한다. 이를 위해서 두 개의 최적화 문제가 구성되었으며 MDC들의 이동거리와 이동시간 추정 모델을 개발하였다. Interior-point 알고리즘을 이용하여 최적화 문제에 대한 해를 구했으며, 제안된 방안을 검증하기 위한 수치결과와 분석을 제시하였다.
공정 패킷 스케줄러에서 트래픽 흐름의 속도에 의해 결정되는 최대전달지연이 그 흐름의 요구 지연규격을 위반할 경우 예약속도를 높여서 이를 줄여야 한다. 이러한 과잉예약의 결과로 전송대역폭이 손실되나, 이전연구에서 사용되었던 레이턴시, 공정성 및 구현복잡성의 세가지 성능지표로는 손실대역폭을 평가할 수 없다. 본 논문에서는 스케줄링 서버 자원의 손실특성을 평가할 수 있는 대역폭 이용도 지표를 제안하고, 대역폭 및 페이로드(payload) 이용도 측면에서 공정 패킷 스케줄러의 성능을 분석 및 평가하였다. 평가결과 요구 지연규격이 느슨할수록 높은 페이로드 이용도를 얻을 수 있었고, 특히 WFQ급 레이턴시를 갖는 스케줄러의 페이로드 이용도가 SCFQ에 비해 50%까지 개선됨을 발견할 수 있었다.
High-rate wireless personal area network (HR-WPAN) has been standardized by the IEEE 802.15.3 task group (TG). To support multimedia services, the IEEE 802.15.3 TG adopts a time-slotted medium access control (MAC) protocol controlled by a central device. In the time division multiple access (TDMA)-based wireless packet networks, the packet scheduling algorithm plays a key role in quality of service (QoS) provisioning for multimedia services. In this paper, we propose an adaptive cross-layer packet scheduling method for the TDMA-based HR-WPAN. Physical channel conditions, MAC protocol, link layer status, random traffic arrival, and QoS requirement are taken into consideration by the proposed packet scheduling method. Performance evaluations are carried out through extensive simulations and significant performance enhancements are observed. Furthermore, the performance of the proposed scheme remains stable regardless of the variable system parameters such as the number of devices (DEVs) and delay bound.
본 논문에서는, 세션별 결정적 지연품질의 보장이 주어짐과 동시에, 세션간 서비스품질의 안정성이 지원되는 패킷 스케쥴링 알고리즘인 "클래스별 서비스 차등제공" (CSL: Class level Service Lagging) 알고리즘[6]에 대하여, 시뮬레이션을 통한 기능 검증과, 실질적 구현에 관련된 이슈를 분석하였다. 서비스품질의 안정성 면에서 CSL알고리즘과 EDD(Earliest Due Date) 방식과의 차별성을 확인하였다. 구현의 복잡성에 대한 검토에서, CSL알고리즘은 sorting을 제외하고는, 0(1)의 복잡성을 갖도록 구현될 수 있음을 보였다. 공평큐잉의 기본 골격이 유지됨으로써, 다양한 형태의 공평큐잉 구현에 쉽게 적용될 수 있는 점은 CSL알고리즘이 갖는 주요 특징이다. TCP/IP 네트워크에서와 같이, 사용자의 의지에 의존하는 TCP 혼잡제어의 환경에서, 세션간 서비스품질의 안정성 보장은 필수적이며, 이러한 측면에서 CSL알고리즘이 갖는 적합성을 확인하였다.합성을 확인하였다.
최근 고속데이터통신방법을 사용하는 3세대 이동통신 서비스가 널리 보급됨에 따라 VoIP와 같은 다양한 실시간 데이터 서비스에 대한 요구 또한 증대되고 있다. VoIP 패킷은 일반적인 데이터패킷과 달리 한계지연시간이 있으며 낮은 손실율을 필요로 한다. 우리는 이러한 VoIP 패킷의 특징을 고려함과 동시에 데이터 패킷과 통합적으로 스케줄링이 가능한 스케줄링 알고리즘을 제안하고자 한다. 본 알고리즘은 기본적으로 지연시간 및 채널상태를 함께 고려하여 스케줄링 하되 VoIP 패킷이 큐에 머물러 있는 시간이 증가함에 따라 채널상태에 대한 가중치를 줄이고 지연시간에 대한 가중치를 높임으로서 스케줄링 우선권을 할당한다. 실험을 통해 우리는 이 알고리즘이 기존의 방법에 비해 높은 성능을 가지고 있음을 입증할 수 있었다.
본 논문은 가변 패킷을 사용하는 일반적인 망에서 실시간 세션이 이종의 여러 스케줄러들을 통과할 때 네트워크가 보장하는 지연의 한계를 추출하는 범용 도구를 제안한다. 이 도구는 이질적인 각 스케줄러를 동질적인 서비스 곡선 서버로 특성화한다. 우리는 서비스 곡선 서버가 LR 서버보다 엄격히 큰 범주의 스케줄러들을 특성화할 수 있음을 보인다 즉, 모든 LR 서버는 서비스 곡선 서버로 특성화할 수 있고, 또한 RC-EDF와 SC 알고리즘조차도 서비스 곡선 서버로 정확히 특성화할 수 있음을 보인다. 이와 같이 서비스 곡선 서버는 LR 서버에 비해서 범용성 관점에서 큰 장점이 있으면서도 분석 결과가 정확하다. 우리는 LR 서버들로 분석할 수 있는 네트워크의 경우도 서비스 곡선 서버로 분석했을 때, 두 경우 모두 동일한 지연의 한계를 추출함을 수학적으로 증명한다.
IEEE 802.1 TSN(Time Sensitive Network) TG(Task Group)는 이더넷을 기반으로 지연시간 보장 및 패킷 무손실 서비스를 제공하는 기술의 표준화를 진행 중이다. 본 연구는 다양한 TSN 기술 중 패킷 포워딩 기술에 주목한다. TSN의 포워딩 기술은 크게 동기형과 비동기형으로 구분할 수 있다. 동기형은 시간 동기화 기술을 바탕으로 정해진 시간 구간을 정해진 class에 할당하는 기술이지만 대규모 네트워크에서 사용하기 어렵다. 비동기 기술은 트래픽 regulation과 class 별 스케줄링을 바탕으로 지연시간 보장을 약속하지만 필요 이상으로 복잡한 구조를 가진다. 본 논문에서는 비동기형 TSN 네트워크 구조를 보다 간단히 만들면서도 지연시간을 보장하는 방안을 제시하였다. 이를 통해 플로우의 상태를 저장하여 regulation 결정에 사용해야 하는 복잡성을 배제할 수 있었다. 이러한 간단한 구조에도 불구하고 높은 우선순위 트래픽의 최대 패킷길이를 일정 수준 이하로 제한하면 TSN의 요구사항을 만족시킴을 보였다.
A new TCP protocol can succeed for large bandwidth delay product when it meets network bandwidth utilization efficiency and fair sharing. We introduce a novel congestion control algorithm which employs queueing delay information in order to calculate the amount of congestion window increment in increase phase, and reduces congestion window to optimal estimated bound as packet loss occurs. Combination of such methods guarantees that the proposal utilizes fully network bandwidth, recovers quickly from packet loss in wireless link, and preserves fairness for competing flows mixed short RTT and long RTT. Our simulations show that features of the proposed TCP meet the desired requirements.
본 논문에서는 프레임 기반 패킷 전송 스케쥴링을 위한 지연 감축 방안을 제안한다. ATM과 같은 초고속 통신망은 사용자에게 대역폭과 패킷 지연과 같은 성능을 보장하여야 한다. 스케쥴링 방법에 있어 프레임 기반 구조는 사용자에게 요구되는 대역폭의 지원과 간단한 레이트-제어 방법을 제공하지만 나쁜 지연 특성을 가지게 된다. 본 논문에서 제안한 지연 감축 방법은 HRR (Hierarchical Round-Robin)과 같은 계층적 프레임 구조를 사용하지만 지연 특성을 좋게 하기 위해 고정된 우선순위를 갖는 라운드 로빈 방식을 사용하지 않고, 동적으로 우선순위를 변화시킴으로써 광대역과 협대역 연결간의 지연에 있어서의 불평등을 해소하였다. 해석적 비교 및 모의실험 결과 제안된 HFIFO 방법이 기존의 HRR과 같은 프레임 구조의 장점을 그대로 따르면서, 연결간 공정한 지연품질 제공하며 전체 지연 값을 줄일 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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