Abstract
To provide efficient video streaming service over a wireless networks, the rate adaptation scheme should be applied at the low layer and the quality adaptation scheme should be considered at the high layer. In this paper, we propose a new cross-layer design which includes rate adaptation scheme at the MAC/PHY layers and quality control at the application layer. Proposed rate adaptation scheme improves the wireless channel utilization by transmitting the consecutive frames and selects optimal transmission mode by calculating the goodputs for each transmission mode. Based on selected transmission mode, the rate adaptation scheme calculates the rate limits and informs that to the application layer. Then the video streaming application utilizes this rate limits to adjust the quality of the video stream. Through performance evaluations, we prove that our cross-layer design improves the quality of the wireless video streaming service by means of the proposed rate adaptation scheme.
무선랜 환경에서 효율적인 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서, 네트워크 하위 계층은 무선 채널의 상태 변화에 적응적으로 전송모드를 조절할 수 있어야 하며, 상위 계층의 비디오 스트리밍 응용은 선택된 전송모드에 따라 적절히 서비스되는 비디오 스트림의 품질을 조절할 수 있어야 한다. 상대적으로 높은 대역폭을 요구하는 비디오 스트리밍 응용을 위해서 본 논문에서는 새로운 전송률 적응기법을 포함하는 크로스레이어 디자인을 제안한다. 제안하는 새로운 전송률 적응기법은 연속적인 프레임 전송을 통해 무선 채널의 대역폭을 보다 효율적으로 사용하며, 전송모드별 Goodput 계산을 통해 최적의 성능을 보이는 전송모드를 선택하게 된다. 선택된 전송모드를 기반으로 무선 채널의 한계 대역폭을 계산하며, 이를 상위 계층의 비디오 스트리밍 응용에 알려줌으로써 전송되는 비디오 스트림의 품질을 조절하게 된다. 즉, 네트워크 하위 계층과 상위 계층과의 연동을 통해 무선랜 환경에서 보다 효율적인 비디오 스트리밍 서비스를 제공할 수 있게 된다. 시뮬레이션을 이용한 성능 검증을 통해 제안하는 새로운 전송률 적응기법의 성능 향상을 검증하였으며 크로스레이어 디자인을 통해 비디오 스트리밍 서비스의 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
