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IEEE 802.11e EDCA에서 효율적인 대역폭 측정을 통한 Cross-Layer 기반의 비디오 전송 기법
신필규(Pilgyu Shin),이선헌(Sunhun Lee),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.35 No.3
최근 무선 환경에서 스트리밍 서비스의 서비스 품질을 향상시키기 위한 많은 연구가 진행되고있다. 무선 환경의 채널상태 불안정은 높은 전송 지연과 손실을 발생시키게 되고, 결과적으로 사용자 측면에서의 서비스 품질을 저하시키는 문제점을 가진다. 이러한 무선 환경에서의 서비스 품질을 향상시키기 위해 IEEE 802.11 Working Group에서는 IEEE 802.11e를 제안하였고, 이를 기반으로 하는 여러 기법들이 제안되었지만 네트워크 상태에 적응적이지 못한 기존 연구들은 전송큐의 오버플로우와 데이타 손실이 발생하여 전송하는 영상의 품질을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 모델을 기반으로 무선환경에서의 멀티미디어 스트리밍 서비스 품질의 향상을 위한 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 MPEG-4 영상의 각 프레임의 중요도에 따라 차별적으로 IEEE 802.11e EDCA 모델의 전송 방식을 적용하고, 수신측의 AC(Access Category)를 고려한 효율적인 대역폭 측정을 기반으로 한 송신측의 프레임 폐기를 통해 현재 네트워크 상태에 적응적인 전송율 조절을 한다. 실험 결과를 통해 제안한 기법이 무선 환경의 스트리밍 서비스의 종단간 서비스 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. Promoting quality of streaming service in wireless networks has attracted intensive research over the years. Instable wireless channel condition causes high transmission delay and packet loss, due to fading and interference. Therefore, they lead to degrade quality of video streaming service. The IEEE 802.11 Working Group is currently working on a new standard called IEEE 802.11e to support quality of service in WLANs. And several schemes were proposed in order to guarantee QoS. However, they are not adaptable to network condition. Accordingly, they suffered video qualitydegradation, due to buffer overflow or packet loss. In this paper, to promote quality of video streaming service in WLANs, we propose a cross-layer architecture based on IEEE 802.11e EDCA model. Our cross-layer architecture provides differentiated transmission mechanism of IEEE 802.11e EDCA based on priority of MPEG-4 video frames and adaptively controls the transmission rate by dropping video frames through the efficient bandwidth estimation based on distinction of each AC. Through the simulation, proposed scheme is shown to be able to improve end-to-end quality for video streaming service in WLANs.
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LTE 시스템에서 실시간 트래픽 서비스의 QoS 보장을 위한 패킷 스케줄링 알고리즘
신필규(Pilgyu Shin),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.40 No.4
LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 효율적으로 무선 자원을 활용하고 서비스의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해서는 패킷 스케줄링이 중요하다. 본 논문에서는 서비스 트래픽의 QoS 요구사항을 만족시키기 위한 새로운 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 스케줄링 기법은 수신단말의 버퍼 상태 변화 경향을 이용하여 계산한 수신 버퍼의 가중치와 네트워크 혼잡 상황에서 서비스 품질의 저하를 겪는 트래픽의 수를 최소화하기 위한 지연 가중치를 적용하여 스케줄링을 수행한다. 실험을 통해 제안하는 기법이 전송 지연과 패킷 손실률 등의 측면에서 기존 기법보다 나은 성능을 보임을 확인하였다. In LTE(Long Term Evolution) system, packet scheduling scheme is one of the important technical issues to use downlink resource efficiently and guarantee QoS(Quality of Service). In this paper, in order to guarantee QoS requirements of service traffics, we propose a new scheduling scheme that uses the new buffer and delay weighting factor. The new buffer weighting factor is calculated on the basis of the trend of the buffer state changes. In the congested network, using the new delay weighting factor to calculate the priority of transmission opportunity can minimize experiencing of quality degradation of service traffic flows. The simulation results show that the proposed scheduling scheme provides better performance of transmission delay and packet loss rate, compared with existing scheduling schemes.
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3GPP LTE 시스템에서 QoS 보장을 위한 전송 지연과 버퍼 상태를 고려한 스케줄링 기법
신필규(Pilgyu Shin),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.40 No.2
최근 증가하고 있는 멀티미디어 서비스는 높은 대역폭과 QoS(Quality of Service)의 보장을 요구하고 있으며, 차세대 무선 통신망에서는 이를 위한 해결책으로 3GPP의 표준인 LTE(Long Term Evolution) 기술을 사용하고 있다. LTE 시스템에서 효율적으로 하향링크의 자원을 활용하고 서비스의 QoS를 지원하기 위해서는 패킷 스케줄링에 관한 연구가 중요하다. 본 논문에서는 무선 채널 상태나 다양한 트래픽 종류의 전송 지연에 대한 고려 뿐만 아니라 단말의 수신 버퍼 상태까지 고려하여 QoS 요구사항을 보장하기 위한 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 스케줄링 기법은 패킷의 전송 지연과 최대 허용 지연 그리고 수신 버퍼의 상태를 기반으로 스케줄링을 위한 가중치를 조절한다. 실험을 통해 제안하는 기법이 패킷 전송률과 전송 지연 등의 측면에서 기존 기법보다 나은 성능을 보임을 확인하였다. Recently, the high bandwidth and the guaranteeing QoS(Quality of Service) are required to support the increasing demands for multimedia services. The LTE(Long Term Evolution) is one of the solutions for the next generation wireless communication systems. In order to use the downlink resource and support the QoS efficiently, the packet scheduling scheme is one of the important technical issues in LTE system. In this paper, in order to guarantee the QoS requirements, we propose a new scheduling scheme which considers the status of receiving buffer in a UE(User Equipment) as well as transmission delays for various traffic classes and wireless channel condition. To apply a proper weighting factor of the scheduling mechanism, the proposed scheduling scheme utilizes the waiting time of transmission queue, the maximum allowable delay, and the status of receiving buffer. The simulation results show that the proposed scheduling scheme provides a better performance of throughput and transmission delay, compared with existing scheduling schemes.
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IEEE 802.16j 멀티 홉 릴레이 네트워크에서 무선 자원 재사용을 고려한 통적 프레임 스케줄링 기법
신필규(Pilgyu Shin),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.2D
본 논문에서는 IEEE 802.16j MMR 네트워크에서 Access zone과 Relay zone의 경계를 사용자의 자원 사용량을 통해 동적으로 조절하여 무선자원의 효율성을 향상시키고 무선 자원 재활용을 고려하여 멀티 홉 전송 시 발생하는 전송 지연의 최소화하는 새로운 스케줄링 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 무선 자원의 효율성을 향상시키고 멀티 홉 전송 시 발생하는 전송 지연을 최소화하여 전체 네트워크 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
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IEEE 802.11e에서의 멀티미디어 트래픽 전송을 위한 Cross-layer기반의 프레임 우선순위화 기법
신필규(Pilgyu Shin),이선헌(Sunhun Lee),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2D
무선랜 환경에서의 효율적인 비디오 스트리밍을 하기위해서는 불안정한 네트워크 대역폭과 패킷지연, 패킷손실 등의 문제가 해결 되어야 한다. 본 논문에서는 서비스 품질의 보장을 위해 기존의 Best-effort에 기반한 IEEE 802.11 MAC 프로토콜을 향상시킨 IEEE 802.11e MAC 프로토콜을 이용하여 Cross-layer 기반의 프레임 우선순위화 기법을 제안 하였다. 멀티미디어 트래픽의 프레임 중요도에 따라 다르게 부여한 Priority를 이용해 IEEE 802.11e MAC 프로토콜의 차별화된 데이터 전송을 하였으며, 네트워크 상태 모니터링을 통해 중요도가 낮은 프레임을 우선적으로 폐기하는 적응적 전송율 조절 기법을 제안하였다. 실험결과는 제안하는 Cross-layer기반의 프레임 우선순위화 기법이 멀티미디어 스트리밍의 종단간 QoS를 향상 시킬 수 있음을 보여준다.
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사용자의 장치간 이동성을 지원하는 유무선 스트리밍 시스템 개발
신필규(Pilgyu Shin),이선헌(Sunhun Lee),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.1
디지털 컨버전스의 대표주자로서 전자 통신 업계의 첨단 아이템으로 부상하고 있는 홈 네트워크 기술은 가정 내의 전자기기가 네트워크로 구성되어 장치나 시간, 장소에 구애 받지 않고 사용자에게 다양한 서비스를 제공하는 기술이다. 이러한 기술 중의 디지털 엔터테인먼트 분야의 멀티미디어 영상 스트리밍 기술의 발전을 위해 홈 네트워크상에서의 미디어 스트리밍 서비스 제공시 사용자의 장치 간 이동성을 인식하고 무선 환경에서의 QoS를 지원하는 유무선 스트리밍 시스템을 구현하여 스트리밍 서비스를 받고 있는 사용자의 장치간 이동이 발생 하더라도 영상의 계속적인 재생이 가능하도록 하였으며, 무선 네트워크상의스트리밍 영상 재생 시 대역폭 측정을 통해 효율적인 미디어 영상 전송이 가능하도록 하는 유무선 스트리밍 시스템을 구현 하였다.
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