다중 셀 OFDMA 환경에서 OFDMA 무선망 제어 부를 사용 할 필요 없이 각 셀에서 독립적으로 자원 할당을 하기 위한 기법을 제안하였다. 셀 간 동일 채널 간섭을 최소화 하도록 설계 된 할당 가능한 부반송파 영역을 각 셀에 정해주고, 이 영역 안에서 동적 자원 할당을 하도록 하였다. 할당 가능 영역의 제한으로 발생하는 frequency selection diversity의 감소와 CCI가 집중되는 현상 사이의 Trade off 관계를 이용하기 위하여, frequency selectivity가 높은 채널을 위한 균등한 할당 영역 경계 (EB) 방식과 selectivity가 낮은 채널 환경을 위한 유연 적 할당 영역 경계 (FB) 방식을 제안하였다. 이러한 할당 영역 경계 방식들을 사용하여, Capacity와 Outage 측면에서 경계 방식을 사용하지 않고 동적 자원 할당을 한 경우에 비하여 우수한 성능을 얻을 수 있었다.
FTTx(Fiber-To-The-Curb/Home/Office) 실현을 위한 PON(Passive Optical Network) 기술 중 하나인 EPON(Ethernet PON)은 가장 널리 사용되는 이더넷(Ethernet) 기술을 기반으로 하여 기존 장비와의 호환이 용이하고, 적은 비용으로 광 네트워크의 높은 전송 대역폭을 가입자에게 제공할 수 있는 장점이 있다. 효율적인 전송 제어를 위하여 EPON에서는 이더넷의 MAC(Media Access Control) 프로토콜에 제어기능을 추가한 다점제어 프로토콜(MPCP: Multi-Point Control Protocol)을 사용한다. EPON에서는 ONU(Optical Network Unit) 내부에서 이루어지는 자원관리 방식 또는 ONU간 효율적인 전송 제어 알고리즘에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. ONU간 제어 알고리즘 중 하나인 IPS(Interleaved Polling with Stop)는 전체 ONU들의 시간슬롯 요구량을 고려함에 따라 합리적인 자원 할당이 가능하다. 그러나 각 전송주기 사이에 채널 비사용 구간이 존재하여 채널 사용도가 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 각 전송 주기 사이의 시간을 활용하여 채널 사용도를 높일 수 있는 자원할당 알고리즘을 제안하고 모의 실험을 통하여 성능을 평가한다. 모의실험 결과 제안된 알고리즘은 각 전송주기 사이의 채널 비사용구간을 활용함으로써 기 제안된 IPS, FGDBA(Fast Gated Dynamic Bandwidth Allocation) 방식과 비교하여 적은 평균 프레임 전송지연과 약 15%의 자원 사용률을 개선하였다.
다중 사용자를 위한 OFDM 시스템은 열악한 무선 전송 환경에서도, 고품질, 높은 신뢰성 통신을 제공하기 위해 각 사용자의 채널환경에 따른 적절한 변조방식과 코딩율을 선택하는 adaptive modulation and coding (AMC)가 사용된다. 기지국에서 AMC기술을 사용하여 각 단말기를 최상의 성능으로 동작시키기 위해서는, 각 단말기의 하향링크에 대한 모든 부반송파 채널 정보를 필요로 한다. 그러나 실질적인 시스템 환경 하에서는 한정된 상향링크 자원으로 인하여 모든 부반송파의 채널 정보를 전송하는 것은 현실적으로 적합하지 않다. 본 논문에서는 AMC 시스템의 성능을 최적화 시키기 위하여 기존의 시스템보다 더 적은 양의 Channel Quality Indicator (CQI) 피드백을 사용하는 새로운 기술을 자원할당을 위한 Flexible Block-wise Loading (FBL) 알고리즘과 결합한다. 제안된 알고리즘은 기존의 고정 부반송파 그룹 할당에서 탈피하여 가변적으로 부반송파 그룹의 크기를 조절하여 할당함으로서 sector throughput과 outage probability의 성능을 향상시킨다.
비디오나 오디오 스트림과 같은 처리 요구 조건이 주기적으로 발생하는 데이터들은 전송이나 재생 시 시간적인 제약조건을 가진다. 일반적인 실시간 스케줄링 알고리즘은 이러한 연속성을 고려하지 아니하므로 멀티미디어 데이터를 스케줄링하기에 적절하지 않다. 비율조정 비례지분 스케줄러는 멀티미디어 데이터의 연속성을 고려하여 설계된 스케줄링 알고리즘이다. 이 알고리즘은 태스크가 자신의 지분보다 더 많은 자원을 할당받지 못하도록 제어하기 위해 비율조정기를 사용한다. 그러나 엄격한 비율조정기로 인해 비율조정 비례지분 스케줄러는 자원 할당의 공정성을 보장하지 못하게 된다. 이는 과부하상황에서 시스템의 성능이 급격하게 감소되는 원인이 된다. 본 논문에서 제시하는 수정된 비례지분 스케줄러는 연속성, 시간 제약성과 같은 멀티미디어 데이터의 특성을 고려할 뿐만 아니라 비율조정기를 수정하여 자원 할당의 공정성을 유지하고 과부하 시에 성능이 점진적으로 저하되게 한다. 또한 우선권 정책을 사용하여 문맥교환 횟수를 줄인다. 본 논문에서 제시하는 스케줄링 알고리즘의 성능을 측정하기 위해 스케줄링 알고리즘의 유연성을 측정할 수 있는 평가 방법을 제시하고, 평가 결과를 보인다.
본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(OFDMA, Orthogonal frequency Division Multiple Access)에서 전송률의 비율적 제한 조건(Constraint)이 고려된 자원 할당 방식에 대해 논의한다. 제안된 자원 할당 방식은 비트 오율, 전송 전력 및 전송 비율 등에 관한 제한 조건 하에서 사용자들이 요구하는 다양한 서비스를 만족하면서 최대의 시스템 전송률을 얻기 위한 최적화 문제를 다룬다. 본 문제에 관한 최적의 해(optimal solution)는 상당히 복잡하므로 부 채널 할당과 전력 할당을 나누어 복잡도를 낮춘 부 최적 해(Suboptimal solution)를 제안한다. 먼저, 각 사용자에게 할당될 부 채널의 수를 사용자들의 평균 신호 대 잡음비와 전송률 비율을 기반으로 결정한다. 이어서 사용자에게 할당될 부 채널은 변형된 max-min 알고리즘에 따라 결정되고 이를 기반으로 최적화 문제에 대한 Lagrange dual 문제의 해를 구하는 최적의 전력 할당 방식을 제안한다. 또한 보다 낮은 복잡도를 갖는 전력 할당을 위해 반복적 전송 비율 검출 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 모의실험을 통해 본 논문에서는 제안하는 알고리즘이 사용자 간의 전송률에 관한 공평성(fairness)을 정확히 만족하면서 시스템의 전송률을 극대화할 수 있음을 분석한다.
고속의 멀티미디어 서비스를 요구하는 추세에 따라 대역폭 효율이 높은 다중 사용자 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 자원 할당 방법에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 다중 사용자 OFDM 시스템에서 제한된 자원을 이용하는 자원 할당 방식을 제안한다. 제안된 방식은 기존 알고리즘에 비하여 간략화된 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 사용하면서 전체 데이터 전송률을 최대화하는 부반송파 할당 알고리즘이다. 간략화된 CSI 구조를 사용하기 때문에 각 사용자의 정확한 정보를 알 수 없지만, 사용자의 최소 요구 데이터 전송률, 평균 채널 이득 정보를 이용하여 QoS를 만족시킬 수 있는 사용자의 후보를 정하여 부반송파를 할당한다. 결과적으로 기존의 방식에 비해 적은 채널 정보를 사용하여 더 많은 사용자에게 QoS를 만족시킬 수 있다.
무선 이동망에서 점점 증가하는 멀티미디어 트래픽의 QoS(Quality of Service)를 위해서는 충분한 자원이 제공되어야 한다. 하지만 무선망에서의 자원은 한정적이므로 이를 효율적으로 활용해야 멀티미디어 트래픽에 대한 QoS 보장이 가능하다. 이 논문에서는 무선망에서의 멀티미디어 트래픽에 대한 QoS 보장 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 이동단말이 위치한 주위 셀의 자원들을 미리 예약하는 방식을 기반으로 하는 admission control 방법이다.
본 논문에서는 최적의 설계 자동화를 위한 최소자원 할당 알고리듬을 제안한다. 제안된 할당 알고리듬은 연산자 간을 연결하는 신호선이 반복적으로 이용되어 연결 신호선 수가 최소가 될 수 있도록 기능 연산자를 할당한다. 레지스터 할당 시 연결구조에 따라 가중치를 갖는 구간 그래프를 구성한다. 최소의 클러스터 파티션 알고리듬을 이용하여 생성된 최대 크기의 클러스터들에 연결구조가 고려된 레지스터들을 할당한다. 또한 연결구조에 대한 멀티플렉서의 중복 입력을 제거하고 연산자에 연결된 멀티플렉서 간의 입력을 교환하는 입력 정렬 과정으로 연결 구조를 최소화한다. 또한, 벤치마크 실험을 통하여 제안된 알고리즘의 효용성을 보인다.
최근 고속의 멀티미디어 서비스를 요구하는 추세에 따란 대역폭 효율이 높은 다중 사용자 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 자원 할당 방법에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 모든 사용자가 각각의 최소 데이터 율과 일정한 오류 확률을 요구하는 멀티미디어 환경에서 시스템 성능을 향상시키기 위해서는 제한된 자원을 얼마나 효율적으로 활용할 수 있는지가 중요하다. 기존 방법에 비해서 서비스를 사용하지 못하는 사용자들에게 할당된 부반송파들을 서비스를 사용할 수 있는 사용자들에게 분배함으로써 부반송파를 더욱 효율적으로 사용할 수 있다. 제안된 자원 할당 방법은 기존의 방법에 비해 실제 사용자가 시스템을 이용할 수 있을 지 없을지 판단하기 위한 임시 저장 공간이 약간 증가하나 결과적으로 부반송파를 효율적으로 사용하여 더 많은 사용자가 시스템을 이용할 수 있다.
그리드 컴퓨팅의 기본 개념은 여러 대의 저 성능 컴퓨터 자원을 통합하여 고성능 컴퓨팅 환경을 구축하는 것이다. 이런 환경을 관리하기 위해서는 요청된 작업에 대해 자원 관리 시스템의 효율적인 자원 탈당 기능이 중요하다. 본 논문에서는 효과적인 자원의 선택을 위해 CPU의 종합적인 성능을 평가하는 UC 단위 모델을 제안하고, 제안된 모델을 기준으로 자원관리 시스템에서 저 성능 컴퓨터 자원을 효율적으로 할당 할 수 있도록 저 성능 자원 우선 알고리즘을 제안하며, 이를 이용한 에이전트 기반 자원관리 시스템을 구현한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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