주문형 비디오 서버와 같은 작업을 하는 멀티미디어 서버에서 검색 요청에 대한 보다 효율적인 서비스는 데이터 배치 기법에 의해 많은 영향을 받는다. 특히 사용자들에게 가장 인기있는 몇몇 비디오 데이터들은 많은 사용자들에 의해 동시에 요청되기도 하지만 짧은 시간 간격을 두고 연속적으로 요청되기도 하므로 인기있는 비디오 데이터일수록 데이터의 서로 다른 많은 부분이 동시에 검색될 수 있도록 효율적으로 배치시키는 것이 필요하다. 본 논문에서는 비디오 데이터의 인기도 즉 요청 정도에 따라 스트라이핑 폭을 동적으로 결정하는 배치 정책을 제안하고 실험읕 통해 기존의 정책과 비교한다.
최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하면서 고성능 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 높아지고 있는 추세이다. DSP 기반의 시스템은 범용성에 기인하여 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있으나 주문형반도체 보다 높은 가격과 전력소모 그리고 낮은 성능을 가진다. ASIP는 주문형반도체의 저비용, 저전력, 고성능과 범용 프로세서의 유연성이 결합된 새로운 형태의 프로세서로서, 단일 칩 상에 H.264, VC-1, AVS, MPEG 등과 같은 다양한 멀티미디어 비디오 표준 및 OFDM과 같은 통신 시스템을 지원하고 또한 고성능의 처리율과 계산량을 요구하는 차세대 비디오 표준의 구현을 위한 효과적인 해결책으로 주목되고 있다. 본 기술 문서에서는 ASIP의 특징과 애플리케이션의 가속 방법, ASIP을 위한 컴파일러 설계 및 응용에 관하여 기술한다.
주문형 비디오 시스템에서 사용자 요청의 초기대기시간과 메모리 요구량을 줄이기 위해서는 각 사용자 요청에 할당되는 버퍼의 크기를 최소화하는 것이 필요하다. 이는 초기대기시간과 메모리 요구량이 사용자 요청에 할당되는 버퍼의 크기에 따라 지수적으로 증가하기 때문이다. 그러나 기존의 버퍼 할당 기법은 시스템이 완전 부하인 상태만을 고려하여 버퍼 크기를 결정하고 할당함으로써 필요이상의 큰 버퍼를 각 사용자 요청에 할당한다. 그래서 본 논문에서는 시스템의 실행시간 정보(runtime information)를 활용하여 버퍼크기를 결정하고 할당함으로써 불필요한 메모리 할당을 없애는 동적 버퍼 할당 기법을 제안한다. 동적 버퍼 할당 기법은 특정 버퍼 스케쥴링 방식에 의존된 것이 아니기 때문에 기존의 모든 버퍼 스케쥴링 방식에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 성능 평가를 통해 동적 버퍼 할당 기법의 우수성을 보인다.
IPTV 서비스는 사업자별로 구성되어 있는 폐쇄적 서비스망에서 VoD 및 방송서비스를 특징으로 하였다. 사업자별 폐쇄성은 사용자의 이용환경의 제약뿐만 아니라 서비스 자원의 이용효율성을 저하시킴으로써, 중복투자 등의 비용적인 부담을 초래하게 되었다. 또한, 다양한 유무선 단말의 수용과 사용자 특성을 고려한 다양한 서비스의 제공요구는 사업자간 또는 서비스 제공자간의 서비스 자원의 상호 공유의 동기를 부여하게 되었다. 이에 본 논문은 오픈 IPTV 서비스 플랫폼에서 제공하는 다양한 서비스 요소들을 융합하여 새로운 융합서비스를 생성하고 제공하는 일련의 구조에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 주문형 비디오 서비스를 융합서비스의 예로 삼았으며, 주문형 비디오 서비스를 제공함에 있어, 사용자의 주어진 특성(예를들면, 성별, 연령대 등)에 따른 콘텐츠의 추천을 확장하여, 사용자의 사회적 성향을 반영함으로써, 성별, 연령대에 따른 획일적인 콘텐츠 제공을 극복하고 사용자의 개별적인 성향을 반영하는 콘텐츠 제공방법을 연구하였다.
VOD 서비스는 초고속 인터넷을 이용하여 정보 서비스, 동영상 콘텐츠 및 방송 등을 실시간으로 제공하는 것이다. 본 연구에서 구현하는 VOD 시스템은 기존 인터넷망에 멀티캐스트 기술을 접목하여, 비트열변환 방식과 다수개 영상저장 방식을 비교한다. 이로부터 동영상을 각 가정의 PC에 고화질 주문형 비디오/영화, TV 등 다양한 고품질 서비스를 제공할 수 있을 것이다.
최근 디지털 TV와 차세대 멀티미디어 서비스 요구는 방송 사업자가 기존의 단방향 방송 서비스 제공에서 벗어나 시청자가 참여할 수 있는 TV-Commerce, 양방향 광고, TV-AnyTime, 주문형 비디오(VOD) 등의 사용자 요구 중심의 다양한 양방향 방송 서비스를 제공할 수 있게 된 환경을 요구하게 되었고 더 나아가 차세대 서비스는 영상 자체의 주문형 요구를 수행하거나 더 나아가 차세대 서비스는 영상 자체의 주문형 요구를 수행하거나 고정되어지지 않은 다양한 영상에 대한 서비스 수행 환경이 필요하게 되었다. 본 연구에서 구현된 시스템은 사용자에게 일방적으로 데이터를 전송하는 기존의 시스템과 달리 제작자가 아닌 일반 사용자가 원하는 시나리오를 작성하면 이를 구성하여 적용 가능한 3D 객체 단위 동영상을 합성 서비스 할 수 있는 기능 구조를 가진다.
본 논문은 멀티캐스트 전송을 이용한 사용자 기반의 VOD 서비스를 구현하였다. 기존의 서버 기반의 멀티캐스트 시스템을 제공하였지만 구현된 시스템은 사용자 요구 기반의 멀티캐스트 시스템을 제공한다. 멀티캐스트 에이전트 스케줄러(Multicast Agent Scheduler: MAS)는 사용자의 요구를 수집하고 요구된 비디오 아이템과 서비스 시간에 따라서 멀티캐스트 그룹과 포트 번호를 발생한다. 그러면 그것은 VOD서버와 서비스를 요구한 사용자에게 즉시 멀티캐스트 주소와 포트 번호를 전송한다. 그리고 VOD서버는 멀티캐스트 그룹 주소로 요구한 스트림을 전송하고, 사용자는 자동으로 그룹 주소에 가입한다. 멀티캐스트 에이전트 스케줄러는 같은 스케줄링 시간 안에 있는 다른 사용자들이 동일한 비디오를 요구하였을 때 같은 멀티캐스트 그룹 주소를 할당한다. 제안된 VOD 시스템은 동시에 많은 사용자에게 서비스할 뿐 아니라 서버의 부하를 크게 줄일 수 있음을 확인하였고, 이것을 마이크로 소프트의 WMT(Windows Media Technology)에 적용하였다.
본 논문에서는 패칭 방식의 멀티캐스트 주문형 비디오 시스템에서 VCR 서비스를 지원하는 방법을 제시한다. 지원하는 VCR 서비스로는 점프와 일시 정지/해제가 있으며, 각 서비스에 대하여 채널 및 세션 관리에 대한 허용제어 알고리즘을 제안한다. VCR 서비스를 지원하는 과정에서 채널 조인이 필요한 경우, 서비스되고 있는 정규 채널을 공유하게 하고 공유 불가능한 부분에 대하여 패칭 채널을 할당하는 패칭 기법을 적용함으로써 서비스에 대한 대기시간을 줄였다. 이 방법은 VCR 서비스 지원을 위해 별도의 전용 채널을 사용하는 기존의 연구와 비교하여 공유 가능한 채널 크기만큼 네트워크 대역폭을 절약할 수 있다. 또한 패칭 과정에서 디스크에 저장된 데이타를 우선적으로 사용하여 불필요한 패칭 채널의 할당을 방지함으로써 네트워크 대역폭을 추가로 절감하였다. 이를 위하여 기존의 패칭 기법에서 관리해야 하는 정보를 확장하여 디스크 데이타의 유효성을 검사할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 논문에서는 선착순 스케줄링을 사용하여 허용 제어 단계에서 VCR 동작에 필요한 대기시간을 클라이언트에게 즉시 알려주는 방식을 사용한다.
주문형 비디오 시스템에서 초기 대기시간과 메모리요구량의 최소화는 중요하다. 초기대기시간의 최소화는 빠른 응답시간의 서비스를 제공할 수 있게 하고 메모리 요구량의 최소화는 동일한 메로리량으로 더 많은 동시 사용자 용청을 서비스할수 있게 한다. 주문형 비디오 시스템에서는 사용자 요청에서 할달되는 버퍼 크기가 증가함에 따라 초기대기시간과 메모리 요구량이 증가하므로 사용자 요청에 할당되는 버퍼의 크키를 최소화해야한다. 그러나 기존의 정적 버퍼 할당 기법은 시스템이 완전 부하된 상태에 있다는 가정하에서 버퍼 크기를 결정하여 시스템이 불안정 부하인 경우에는 사용자 요청에서 필요 이상으로 큰 버퍼를 할당한다. 본 논문에서는 시스템의 완전 부하 상태 뿐만 아니라 불와전 부하 상태에서도 사용자 요청에게 최소 크기의 버퍼를 할당하는 동적 버퍼 할당 기법을 제안한다. 동적 버퍼 할당기법은 서비스 중인 사용자 요청 수와 이들 요청들을 서비스하는 동안에 도착하는 사용자 요청수에 기반하여 버퍼크기를 동적으로 결정한다. 또한 분석과 시뮬레이션을 통하여 동적 버퍼 할당 기법이 초기대기시간과 지원 가능한 동시 사용자 요청수에 있어서 정적 버퍼 할당 기법에 비해 크게 우수함을 보인다. 시뮬레이션 결과, 동적 버퍼 할당 기법이 정적 버퍼 할당 기법에 비해 평균 초기대기시간을 29%~65%줄이고, 다수의 디스크들로 구성된 시스템에서는 서비스한 평균 동시 사용자 요청수를 48%~67% 증가시킨것으로 나타났다. 이와같은 결과는 동적 버퍼 할당 기법이 주문형 비디오 시스템의성능과 용량을 크게 향상시킴을 보여주는것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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