A Priority-Based Bandwidth Management Method in Public Safety Networks

After Sewol ferry disaster occurred in April 2014, Korean government began investing to deploy LTE-based public safety network until the year of 2017. In order to reduce the operating and capital costs, resource sharing scheme among public safety network and commercial LTE networks is considered as one of the viable approaches. This thesis proposes a method of allocating bandwidth of public safety network based on various priorities required for disaster scenarios and stages in a resource sharing environment. In order to obtain the highest efficiency, we formulate the bandwidth allocation problem as a Fractional Knapsack Problem. Greedy algorithm was applied to solve the problem. For performance evaluation, we created several disaster scenarios and set suitable parameters for each scenario based on a disaster manual. The proposed method is compared with two typical methods, which are Class-based bandwidth allocation and Uniform bandwidth allocation. The results showed that the better performance in terms of the sum of the values and the amount of lost bytes.

재난 안전 통신망에서 우선순위를 고려한 대역폭 관리 방법

2014년 세월호 침몰사고 발생 이후로 한국 정부는 LTE를 기반으로 한 재난안전통신망 구축을 추진하기 시작했다. 현재 구축비용과 망 구축에 걸리는 시간의 소요로 인해 상용망 활용이 중요시 되고 있다. 그러나 상용망을 사용할 경우 재난이 발생하면 일반인 사용자의 통화가 폭주하여 통신장애의 가능성을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 재난안전통신망이 상용망 활용 시 통화폭주로 인해 통신 장애가 발생할 때, 재난상황의 특성을 고려한 우선순위를 이용하여 대역폭을 할당해 더 좋은 품질의 서비스를 제공하는 방법을 제안하였다. 최고 효율을 얻기 위해 Fractional Knapsack Problem으로 문제를 정의한 후 Greedy algorithm을 통해 대역폭을 할당하는 방법을 제안하였다. 또한 성능 평가를 위해 제안하는 방법과 계급 우선 할당 방법, 균등 할당 방법을 비교하여 성능을 검증하였다. 할당된 사용자들의 Value의 합, 손실된 트래픽량을 비교했을 때 제안한 방법의 성능이 더 좋은 것을 확인 할 수 있었다.