본 논문은 촉감기반 네트워크 시스템을 위한 적용형 전송기법들에 대한 기존의 연구들을 소개한다. 우선 촉감기반 네트워크 시스템의 구조와 데이터 유행에 따라서 촉감기반 네트워크 시스템을 분류하고 촉감기반 시스템을 위한 네트워크 QoS 요구 조건에 관한 기존의 연구들을 정리한다. 촉감기반 시스템을 위한 기존의 네트워크 적응형 전송기법에 대해서 네트워크 지연 및 지터 보상 기법, 손실 제어, 그리고 전송률 제어 기법들로 나누어 소개한다. 촉감기반 네트워크 시스템을 위한 기존의 연구들을 정리하므로써 더 효율적인 네트워크 적응형 전송 기법들의 개발을 위한 기반을 마련하고자 한다.
무선 네트워크 환경은 채널의 페이딩 현상 및 채널 잡음으로 인해 다량의 패킷 손실 및 전송 지연의 변동이 유발되며 이는 스트리밍 미디어의 급격한 화질 열화를 발생시킨다. 이러한 채널 변동이 심한 무선 네트워크 환경에서 성공적으로 미디어를 전송하기 위해서는 유동적이고 네트워크에 적응적인 전송 기법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 무선 채널의 변동에 적응적이고 패킷 손실을 최소화하는 패킷 단위 interleaved FEC와 delay-constrained ARQ로 이루어진 응용계층 레벨에서의 네트워크적응형 전송오류 제어 기법을 제안한다. 또한 제안 기법을 포함한 각종 전송오류 제어 (혼합) 기법들을 검증하기 위해 시뮬레이션 툴을 개발하였다. 이를 통해 전송 계층에서의 전송오류 제어 성능을 확인하고, 전송되는 영상에 대한 객관적인 품질 평가를 진행한다. 진행된 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 전송오류 제어 기법이 전송 계층에서의 전송오류 제어 성능을 향상시키며, 나아가서 전송되는 영상의 품질을 개선함을 확인한다.
본 논문은 적응형 오류제어 기법을 바탕으로 신뢰성 있는 UDP 기반의 미디어 고속 전송을 제안한다. 제안된 적응형 전송기법은 대역폭의 변화에 효과적으로 대처하기 위해서 네트워크 모니터링을 기반으로 잉여 데이터의 양을 제어한다. 수신측 피드백은 패킷 손실의 유형, 전송률 등의 수신 상황을 송신측이 인지하도록 하여 앞으로 발생될 네트워크 상황을 예측하고 이를 바탕으로 전송률과 적응형 FEC 코드 조합을 적응적으로 제어함으로써 신뢰성 있는 전송을 가능하게 한다. 제안된 시스템의 성능을 측정하기 위한 고속 네트워크에서의 전송 실험은 수백 Mbps의 전송 속도를 보이며 향상된 신뢰성을 보여준다.
Multi-hop wireless mesh networks (WMNs) suffer from significant packet losses due to insufficient available bandwidth and high channel error probability. To conquer packet losses, end-to-end (E2E) error control schemes have been proposed. However, in WMNs, E2E error control schemes are not effective in adapting to the time-varying network condition due to large delay. Thus, in this paper, we propose a network-adaptive error control for video streaming over WMNs that flexibly operates E2E and hop-by-hop (HbH) error control according to network condition. Moreover, to provide lightweight support at intermediate nodes for HbH error control, we use path-partition-based adaptation. To verify the proposed scheme, we implement it and evaluate its transport performance through MPEG-2 video streaming over a real IEEE 802.11a-based WMN testbed.
본 논문에서는 패킷 오류가 발생하는 IP 망을 통해 비디오 전송 서비스를 제공하기 위한 효율적인 망 적응적 ARQ 기반의 오류 제어 기법을 제안한다. 재전송에 요구되는 지연시간이 허용되고 재전송을 위한 피드백 채널의 사용이 가능한 경우, IP 망에서 패킷 손실이 발생하면 수신 단말은 서버에게 손실된 패킷의 재전송을 요청할 수 있다. 그러나 망 상황과 동시에 전송되는 피드백 메시지의 수를 고려하지 않고 무조건적인 재전송을 요청할 경우 손실된 패킷이 복호화에 필요한 시점까지 도착할 것인지가 보장되지 않는다. 제안된 ARQ 기법은 추정된 망 상태를 기반으로 조건적으로 재전송 요청 여부를 결정하고, 유효한 재전송 요청 시점을 결정하여 보다 효율적인 ARQ가 적용될 수 있도록 한다. 제안된 망 적응적 ARQ 기반의 오류 제어 기법의 성능을 검증하기 위하여, 패킷 손실 네트워크 환경을 NIST-Net을 기반으로 구현하며 실험 결과를 통해 제안된 기법의 우수한 오류 강인 성능을 검증한다.
무선 네트워크 환경에서의 미디어 전송은 채널의 패이딩 현상 및 채널 잡음 등으로 인한 다량의 패킷손실과 전송지연의 변동으로 급격한 화질 열화를 발생시킨다. 이러한 채널 변동이 심한 무선 네트워크 환경에서 성공적으로 미디어를 전송하기 위해서 FEC (Forward Error Correction), ARQ (Automatic Repeat reQuest) 및 인터리빙을 사용하여 오류를 복구한다. 하지만 각각의 오류제어 모드는 채널 상황 및 오류 패턴에 따라 효율성이 다르기 때문에, 채널 상황에 적응적으로 변경할 수 있는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 무선채널 변동을 송 수신측의 피드백 정보를 통해 측정하고 이에 따라 유동적으로 가장 적합한 오류제어 모드를 선택하여 패킷손실을 최소화하는 네트워크 적응형 전송오류제어 기법인 NASTE(Network-Adaptive Selective Transport Error control)를 제안한다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위해 IEEE 802.11g 무선랜 환경에서 NASTE 를 구현해서, MPEG-2 미디어 전송할 때 발생하는 패킷오류를 복구함으로써 전체적인 전송률 개선을 검증한다.
최선형 서비스를 지향하는 인터넷에서 양질의 미디어 스트리밍을 서비스하기 위해서는 시간에 따라 변하는 네트워크 대역폭에 적응할 수 있는 스트리밍 기법이 필요하다. 본 논문에서는 미디어 패킷들의 중요도에 기반 한 적응형 전송 기능을 가진 MPEG-4 스트리밍 시스템을 설계하고 구현한다. 구현 시스템은 기초 스트림 제공자, 동기계층, DMIF 계층 등의 기본 MPEG-4 시스템 구성요소들과 데이터 우선순위화에 따른 FEC 제어 기반 적응형 전송 모듈로 구성된다. 구체적으로, 동기 계층 패킷들은 객체 단위에 기반하여 우선순위화되어 전송모듈로 전달되며 신뢰적 전송을 위해 FEC 부호화된다. FEC 조합은 수신측 피드백 정보에 따라 동적으로 조절되며 대역폭 제한에 맞추어 중요도가 떨어지는 패킷들을 폐기한다. 에뮬레이션기반 테스트베드에서의 실험 결과는 제안 시스템이 네트워크 대역폭 변동의 영향을 줄이고 스트리밍 서비스의 질을 향상시킬 수 있음을 보여준다.
ATM은 패킷 데이터 서비스 통신에 적합한 통신방식으로 데이터, 음성, 영상 등의 서비스를 동시에 지원할 수 있다. 이러한 ATM의 QoS를 보증하기 위해서는 패킷 데이터를 전송하는 소스 비율에 대해 네트워크 초과적조 조건을 조절하는 것이 필요한데 대부분의 제어알고리즘이 임계값을 기반으로 한 피드백 제어방식이다. 그러나 실시간 음성 트래픽과 같은 서비스는 네트워크 상에서 데이터 서비스 동안에 동적인 연결이 설정되고 종료될 수 있으므로 피드백 제어정보가 지연된다면 고속으로 서비스된 음성 데이터에 대한 품질은 소스와 목적지 사이의 시간 지연으로 인해 손실될 수 있다. 본 논문에서 제시한 최소평균제곱오차에 근거를 둔 제어 알고리즘은 예시적인 피드백 제어로 피드백 제어를 위해 미지함수의 기울기와 버퍼크기를 이용하여 미래의 버퍼크기를 예측하려 하였으며 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시한 제어 알고리즘은 효과적임이 증명되었다.
ATM은 패킷 데이터 서비스 통신에 적합한 통신방식으로 데이터, 음성, 영상 등의 서비스를 동시에 지원할 수 있다. 이러한 ATM의 QoS를 보증하기 위해서는 패킷 데이터를 전송하는 소스 비율에 대해 네트워크 초과적조 조건을 조절하는 것이 필요하는데 대부분의 제어알고리즘이 임계값을 기반으로 한 피드백 제어방식이다. 그러니 실시간 음성 트레픽과 같은 서비스는 네트워크 상에서 데이터 서비스 동안에 동적인 연결이 설정되고 종료될 수 있으므로 피드벡 제어정보가 지연된다면 고속으로 서비스된 음성 데이터에 대한 품질은 소스의 목적지 사이의 시간 지연으로 인해 손실될 수 있다. 본 논문에서는 제시된 최소평균제곱오차에 근거를 둔 제어 알고리즘은 예시적인 피드백 제어로 피드백 제어를 위해 미지함수의 기울기와 버퍼크기를 이용하여 미래의 버퍼크기를 예측하려 하였으며 시뮬레이션 질과 본 논문에서 제시한 제어 알고리즘은 효과적임이 증명되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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