An Efficient Algorithm of Network Bandwidth Allocations for Multimedia Services

Providing a multimedia service requires efficient network bandwidth allocation scheduling. Typically, transmission of information with bursty characteristics, such as a video data stream, utilizes some type of smoothing technique that reduces the transmission rate fluctuation. While capable of a drastic reduction in the peak transmission rate, even the optimum smoothing algorithm proposed to date, however, is rather inadequate for multi-stream applications that share network bandwidth since such an algorithm has been designed and applied toward handling each independent stream. In this paper, we proposed an efficient bandwidth allocation algorithm that addresses these shortcomings. The proposed bandwidth allocation algorithm is divided into two steps, a static bandwidth allocation and a dynamic bandwidth allocation. In the former case, the peak rate reduction is achieved by maintaining the accumulated data in the user buffer at a high level, whereas the concept of real demand factor is employed to meet the needs of multi-stream bandwidth allocation in the latter case, Finally, the proposed algorithm's performance was verified with ExSpect 6.41, a Petri net simulation tool.

멀티미디어 서비스를 위한 효율적인 대역폭 할당

멀티미디어 서비스 제공에는 네트워크의 효율적인 대역폭 할당 스케줄링이 요구된다. 비디오 데이터 스트림 같은 burstiness 특성을 갖는 정보를 전송하기 위해서는 전송률의 변화를 감소시키는 smoothing 기법을 사용하게 되는데, 현재까지 제안된 최적 smoothing 알고리즘은 peak rate를 크게 줄이고 있지만, 각각의 독립적인 데이터 스트림에 적용되었기 때문에, 네트워크 대역폭이나 프로세서 등을 공유하는 다중 스트림에 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제점의 해결을 위한 효율적인 대역폭 할당 알고리즘을 제안한다. 대역폭 할당 스케줄링을 정적 대역폭 할당과 동적 대역폭 할당으로 구분해서, 정적 대역폭 할당에서는 사용자 버퍼의 누적 데이터 양을 높게 유지시킴으로써 peak rate를 감소시켰다. 동적 대역폭 할당에서는 real demand factor를 새로운 변수를 이용하여 다중 스트림의 대역폭할당에 적합한 알고리즘을 구현하였다. 마지막으로, 페트리 네트 모의실험 도구인 ExSpect 6.41을 통해서 제안된 알고리즘의 성능을 입증하였다.