이 논문에서는 큐의 점유량을 줄이고 링크 효율성과 공평성을 제공하며 버퍼관리기법을 사용하는 뛰어난 ERICA 스위치 알고리즘을 제안한다. 제안된 버퍼관리기법은 서로 다른 3개의 하위 임계치, 폭주 통보 임계치, 상위 임계치인 버퍼 임계치를 가지고 있다. 각각의 버퍼 임계치는 상황에 따라 송신원에게 임의 폭주 상태를 다르게 보고한다. 따라서, 송신원은 보다 빠르게 망의 폭주 상태를 알 수 있고 폭주로부터 빨리 회복할 수 있다. 실험 결과들에 따라, 제안된 알고리즘은 기존의 ERICA보다 효율적으로 보여 주고 있다. 특히, 제안된 스위치 알고리즘은 큐의 점유량도 줄이고 공평성 유지를 최적화하여 폭주제안 기법을 제공한다.
본 논문에서는 영상압축을 위한 버퍼제약에 의한 적응양자화 알고리즘에 대해서 논하고져 한다. 버퍼제약에 의한 알고리즘은 source coding과 더불어 그간 연구되다가, 최근에는 비트율 왜곡의 이름으로 연구가 더욱 진전돼 오고 있다. 여기에서 우리는 버퍼 occupancy의 값이 비트율 왜곡의 측정치에서 Lagrange multiplier 형식으로 통합되는 것을 제안한다. 여기서 제안하는 알고리즘이 Viterbi 알고리즘과는 반대로 최적치에는 약간 못미치는 성능을 보여주지만, 대신 계산의 복잡도가 매우 낮을 뿐 아니라, 버퍼 제어 알고리즘의 안정도를 Liapnov의 안정화이론을 이용해서 간단하게 설명 할 수 있다는 것이다.
3GPP는 RLC 프로토콜 명세서에서 신뢰할 수 있는 데이타 전송을 위해 window에 의해 조절되는 selective-repeat ARQ 방식을 채택하였다. 3GPP의 ARQ는 selective-repeat ARQ 부류에 속하므로 재정렬 문제가 불가피하게 야기된다. 긴 재정렬 시간은 throughput 및 지연 성능의 열화를 빚어내고 재정렬 버퍼의 범람을 불러올 수 있다. 또한 데이타의 상실 및 지연에 모두 민감한 서비스의 요구 조건을 수용하기 위해 재정렬 시간은 반드시 통제되어야 한다. 3GPP ARQ에서 window의 크기나 상태 보고 주기를 줄여 재정렬 버퍼의 점유량을 감소시킬 수 있다. 이로 인해 throughput 및 지연 성능이 저하되고 역방향 채널의 자원이 잠식된다. 재정렬 버퍼의 점유량을 줄이는 동시에 throughput 및 지연 성능의 열화를 억제하기 위한 방안으로 본 논문에서는 post-threshold 방식과 pre-threshold 방식이라는 threshold에 의존하는 점유량 조절 방식을 제안한다. 제안한 방식의 효과성을 판단하기 위해 fading 채널 등 실제적인 환경에서 최고 점유량, 최대 throughput, 평균 지연을 조사한다. 모의 실험 결과로부터 제안한 방식이 점유량과 throughput 간에 trade-off를 불러옴을 관찰한다. 또한 post-threshold 방식은 3GPP의 ARQ와 비교하여 재정렬 버퍼의 점유량을 증가시키지 않고 throughput 및 지연 성능을 향상시킬 수 있음을 확인한다.
위성망과 같이 DBP(Delay Bandwidth Product)가 큰 고속망에서 전송 지구국의 버퍼는 일시적인 막힘 현상에 의한 전송 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 큐 현상을 충분히 소화하도록 설계되어야 한다. 뿐만 아니라 버퍼의 어떠한 상태 하에서도 막힘 없는 유연한 전송 패킷의 흐름과 수많은 연결 트래픽 간의 공정성을 보장하고 접속 서비스의 특성에 따라서 정의되는 QOS를 충족시키는 기술이 중요하다. 기존의 버퍼알고리즘들은 여러 네트워크 환경의 다양한 변화에 적절히 대응하지 못하여 위성망과 같은 특수한 네트워크에 적합하지 않다. Floyd에 의해 제안된 RED(Random Early Detection) 알고리즘은 기존의 버퍼 알고리즘과 비교하여 뛰어난 버퍼관리 성능을 보여왔다. 하지만 RED 알고리즘 방식은 TCP 패킷의 연결 수나 네트워크의 변화에 적절히 대응하지 못하여 위성망과 같이 다수의 사용자가 동시 다발적으로 발생할 수 있는 환경에서는 적합하지 못하다. 본 논문에서는 입력 비율에 따라 향상된 버퍼 활용도를 가진 TARED(Target Adaptive REB) 알고리즘이 위성망을 포함한 네트워크 환경에서 향상된 성능을 보이고 제안된 TARED 알고리즘을 이용하면 입력 비율에 따른 버퍼의 점유 레벨의 오버플로우나 언더플로우가 없이 전체 시스템의 성능을 향상시킴과 동시에 네트워크의 적응능력과 시스템의 안정화에 우수함을 보일 수 있었다.
위성망과 같이 DBP(Delay Bandwidth Product)가 큰 고속망에서 전송 지구국의 버퍼는 일시적인 막힘 현상에 의한 전송 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 큐 현상을 충분히 소화하도록 설계되어야 한다. 뿐만 아니라 버퍼의 어떠한 상태 하에서도 막힘 없는 유연한 전송 패킷의 흐름과 수많은 연결 트래픽 간의 공정성을 보장하고 접속 서비스의 특성에 따라서 정의되는 QOS를 충족시키는 기술이 중요하다. 기존의 버퍼알고리즘들은 여러 네트워크 환경의 다양한 변화에 적절히 대응하지 못하여 위성망과 같은 특수한 네트워크에 적합하지 않다. Floyd에 의해 제안된 RED(Random Early Detection) 알고리즘은 기존의 버퍼 알고리즘과 비교하여 뛰어난 버퍼관리 성능을 보여왔다. 하지만 RED 알고리즘 방식은 TCP 패킷의 연결 수나 네트워크의 변화에 적절히 대응하지 못하여 위성망과 같이 다수의 사용자가 동시 다발적으로 발생할 수 있는 환경에서는 적합하지 못하다. 본 논문에서는 입력 비율에 따라 향상된 버퍼 활용도를 가진 TARED(Target Adaptive REB) 알고리즘이 위성망을 포함한 네트워크 환경에서 향상된 성능을 보이고 제안된 TARED 알고리즘을 이용하면 입력 비율에 따른 버퍼의 점유 레벨의 오버플로우나 언더플로우가 없이 전체 시스템의 성능을 향상시킴과 동시에 네트워크의 적응능력과 시스템의 안정화에 우수함을 보일 수 있었다.
매크로셀과 펨토셀로 중첩 구성된 LTE 펨토셀 망은 매크로셀 영역을 확대시키고 증가된 패킷 용량을 수용할 수 있다. 특히 이동 멀티미디어 서비스는 지연 및 손실에 의해 서비스 연속성이 영향을 받기 때문에 이동 멀티미디어 서비스의 QoS 요구사항을 유지하기 위한 효율적인 자원 관리 방안이 필요하다. 본 논문에서는 LTE 펨토셀 망에서 멀티미디어 서비스의 효율적인 QoS를 제공하기 위한 방안의 하나로 수락 제어와 부하 제어와 밀접하게 연계된 자원 할당 방안을 제안한다. 제안된 방안은 매크로셀 및 펨토셀내 자원 점유 상태의 변화에 따라 부하제어를 수행하고 실시간 서비스에는 자원 점유의 우선권을 주며, 비실시간 서비스에 대해서는 버퍼링을 통하여 최대 자원을 일시적으로 할당하는 방식을 적용한다. 제안된 방안의 성능을 시뮬레이션에 의하여 분석한다.
유연생산시스템은 많은 병렬적이고 동시 발생적인 기계들, 장치들, 수송 시스템들로 구성되며, 이러한 것들은 각각 버퍼들, 도구들, 라우터들로 나누어진다. 시스템에서 여러 생산품들의 병렬적인 흐름은 자원들을 이용하기 위해 서로 경쟁하게 되며, 유연생산시스템의 이러한 특징들로 인해 교착상태가 발생한다. 교착상태는 상대방이 점유하고 있는 자원을 서로 요구하는 과정에서 흐름이 멈추어진 상태를 말하므로, 이러한 교착상태의 탐지와 회피는 매우 중요한 문제이다. 이 사실에 근거하여 일반 플레이스와 자원공유플레이스 사이의 관계를 나타내는 DAPN(Deadlock Avoidance Petri Wet)을 정의하여 교착상태를 탐지하고 회피하기 위한 새로운 알고리즘을 연구하였다. 또한 제안된 알고리즘을 유연생산시스템의 특징을 가진 모델에 적용하여 그 결과를 제시한다.
오늘날 네트워크는 높은 대역폭과 높은 지연을 갖는 HBDP (High Bandwidth Delay Product) 네트워크의 특징을 보인다. 기존 TCP는 혼잡윈도우 크기의 느린 증가와 급격한 감소로 인하여 HBDP 네트워크에 부적절하다. 기존 TCP의 문제점을 해결하기 위해 연구된 TCP들은 손실기반 TCP와 지연기반 TCP로 구분한다. 대다수의 TCP는 기존 Slow Start 동작을 사용하며 오버슈트로 인한 대량의 패킷 손실을 초래한다. Congestion Avoidance 동작의 경우 손실기반 TCP는 대역폭 낭비와 RTT (Round Trip Time) 공정성 문제가 있으며 지연기반 TCP는 낮고 느린 대역폭 점유 문제가 있다. 제안하는 기법은 병목구간의 버퍼상태를 통해 혼잡제어를 함으로써 Slow Start와 Congestion Avoidance의 문제를 개선한다. 성능평가를 통해 HBDP 네트워크에서 제안하는 기법이 기존 TCP보다 향상된 성능을 보임을 확인하였다.
본 논문에서는 고속 프로토타입 TCP 트래픽 제어 프레임워크를 TCP 기반의 신뢰할 수 있는 전송 및 윈도우 기반 혼잡제어로 확대한다. TCP의 소요 대역폭 응답의 적극성을 LTS(large time scale) 네트워크 상태의 함수 형태, 즉 RTT(round-trip time)가 결정한 피드백 루프의 한계를 넘어서는 정보의 형태로 조정하는 LTS 모듈과 TCP를 연계시키는 방법으로 수행한다. 특히, TCP 트래픽의 ACK를 지연시키는 메커니즘을 제시하고, 제어된 ACK 흐름은 TCP 활동의 트래픽 특성을 비교 평가한다. 링크 사용 또는 버퍼 점유에 대한 정보를 사용함으로서 혼잡 제어에 대한 ACK 지연을 통보할 수 있고, ACK 지연 메커니즘을 다양한 네트워크 노드에서 구현된다. 본 논문에서는 이러한 혼잡 제어를 통한 연결의 공정성 뿐 아니라 고속 TCP 프로토타입이 패킷 손실을 보다 효과적으로 줄이며, 시뮬레이션 결과를 통해 요구된 버퍼 크기에 대한 처리량이 뛰어남을 입증하였다.
WSN은 센서 탐지에 의한 데이터 전송을 목적으로 사용하며 이러한 송신 이벤트의 데이터 전송량은 일반적으로 용량이 작다. 이러한 이유로 일반적인 WSN MAC 프로토콜은 에너지 효율을 높이기 위하여 듀티 사이클 방식을 적용하지만, 이는 WMSN 환경에서 요구되는 대용량 멀티미디어 데이터 전송에 적합하지 않다. 본 논문에서는 WMSN 요구를 만족시키기 위하여 MAC 계층에서의 새로운 대용량 데이터 전송 기법을 제안하며, 기존 WSN 환경의 경쟁기반 MAC 프로토콜에서 도입하는 듀티 사이클 기법과 공존하여 적용할 수 있도록 설계하였다. 또한, 제안하는 대용량 데이터 전송기법은 송신 버퍼의 상태와 채널 환경을 고려하여 사용 유무를 결정하도록 설계되었으며, 송수신 노드가 대용량 데이터 전송 시점에서 이웃 노드에게 간섭받지 않고 채널 점유를 보장받을 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 제안 방식의 객관적 성능을 평가하기 위하여 기존 듀티 사이클 기법을 지속적으로 운영하는 MAC과 제안하는 대용량 전송 방식을 혼용하여 운영하는 MAC을 모두 실험하고 그 결과를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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