A Study on Guaranteed Quality of Service in Multiplexed MPEG video sources over BcN Network

BcN망에서 다중화된 MPEG 비디오소스의 QoS 보장 방식

  • Park Joon-Yul (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Lee Han-Young (Department of Information and Communication Engineering, Incheon City College)
  • 박준열 (홍익대학교 전자전기공학부) ;
  • 이한영 (시립인천전문대학 정보통신과)
  • Published : 2006.03.01

Abstract

In this paper, we propose Active bandwidth allocation scheme of multiplexed streamed MPEG video sequences over BcN network. In order to real time processing, multiplexed source is estimated by linear-prediction per measurement period. n the result target quality value were not sufficient, we proposed a over-allocation method and a reallocation one to guarantee QoS. We used two kinds of sources, one is random multiplexed source made of four different video sources, the other is the one considered the arrange of I frame in the sequence. With those sources, we analyzed the linear prediction, compared over-allocation with reallocation method. As a result, In both schemes, the objected target quality value is achieved, the sufficient valuce bandwidth under 10% when measurement period is over 1.8 sec, the utilization is over 0.9. Especially, the Target of quality value of the reallocation scheme is better at the same condition.

본 논문에서는 BcN 망에서 다중화된 MPEG 비디오 스트림을 전송 시 QoS를 보장하는 능동적 대역폭 할당 방법을 제안하였다. 실시간 처리를 위해 다중화 소스를 일정시간대별로 처리하는 '측정 대역폭 구간'으로 분류하고 단일 비디오 소스에서 사용되고 있는 선형예측 방법을 분석하여, 이 과정에서 만족할만할 품질 보장율을 얻지 못할 경우 보다 효율적으로 QoS를 보장하기 위한 능동적 대역폭 할당방법으로 과할당과 재할당의 분배방식을 이용한 두 가지 보장 방법을 제안하였다. 특성이 서로 다른 네 가지 비디오 소스를 트래픽 발생시기가 불규칙적이게 다중화시켜 생성한 랜덤 다중화소스와, 프레임내 I 픽쳐의 배열을 고려해서 생성시킨 GOP 다중화소스를 만들어 모의실험을 하였고 이를 통해 선형예측 방법의 성능평가와 제안된 과 할당 및 재할당방법의 성능을 비교평가 하였다. 실험 결과, 과할당방법과 재할당 방법 모두 측정구간을 1.8초 이상으로 하면 0.9이상의 대역폭 이용계수값에서 목표 품질 보장을 만족하면서 낮은 대역폭 점유를 얻을 수 있었고, 특히 대역폭의 효율적 운용의 경우 재할당방법이 같은 조건하에서 더 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. Pramod Pancha and Magda El Zarki. 'Bandwidth-Allocation Schemes for Variable-Bit- Rate MPEG Sources in BcN Networks', IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Techn Vol. 3, No. 3 June 1993 pp.102-105 https://doi.org/10.1109/76.224229
  2. Jean-Lien C. Wu, Yen-Wen Chen, and ?Chia-Chang Shiu, 'Traffic Modeling and Bandwidth Allocation for MPEG Video Sources in BcN Networks', IEEE 1995 pp.76-98
  3. A. Adas. 'Supporting Real Time VBR Video Dynamic Reservation Based on Linear Prediction', Proc. IEEE NFOCOM '96, pp.1476-1483, 1996 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1996.493097
  4. Hon-Wai chu, Danny H. K. Tsang. 'Dynamic Bandwidth Allocation for Real-time VBR Video Traffic in BcN Networks', IEEE 1997 https://doi.org/10.1109/ICCCN.1997.623328
  5. Didier J. LeGall. 'The MPEG Video Compression Algorithm', Signal Processing Image Comm. 4, pp. 129-140, 1992 https://doi.org/10.1016/0923-5965(92)90019-C
  6. I. Hsu, J. Walrand. 'Dynamic bandwidth allocation for BcN switches', Journal of Applied Probability Vol.33, no.3, pp.758-771, Sept. 1996 https://doi.org/10.2307/3215357
  7. S. Rampal, D. S. Reeves, I. Viniotis 'Dynamic resource allocation based on measured QoS', Technical Report TR 96-2, North Carolina State University
  8. 노병희, 김재균, 'ATM망에서의 임의의 시작 시간 배열을 갖는 다중화된 가변 비트율 MPEG 비디오 트패픽의 성능 해석', 한국통신학회
  9. 최장원 'ATM망에서의 MPEG 비디오 모델링에 관한 연구', 홍익대학교 전자공학과 석사 학위 논문 1998
  10. R. Vandenhouten, M. Rasche, H. Tentmeier, G. Goebbels. wxWindows SANTIS 1.1 (c)1995-1996 Inst. of Physiology, RWTH Aachen