본 논문에서는 방송, 통신, 인터넷이 하나가 되는 BcN 환경에서 멀티캐스트 서비스를 위한 연결 수락 제어(Call Admission Control) 방안에 대하여 알아본다. 제한된 시스템의 처리 용량으로 인해 서비스 요청에 대하여 적절하게 연결 수락을 제어함으로써 QoS를 효과적으로 지원하는 것이 필요하다. 그 방법으로 하나의 멀티캐스트 서비스에 대하여 세 가지 등급으로 나누어, 각 등급마다 처리할 수 있는 역치(Threshold)를 정하여 제한된 역치 범위 안에서 서비스 요청을 수락할 수 있다. 특히, 시스템 입장에서 등급별 서비스 요청에 대하여 수락 및 거절함에 따른 이익(Reward)과 손실(Penalty)을 근거로 정의되는 시스템 cost 모델인 GAIN을 정의하여 최대한의 이득을 가져올 수 있는 역치의 범위를 정하고, 이를 근거로 서비스 요청을 제어한다. 성능 분석을 위하여 시스템을 M/M/m/m으로 모델링하여 다양한 환경에서 GAIN을 알아보고, 제안된 알고리즘의 효과를 보인다.
Wieselthier, Jeffrey E.;Nguyen, Gam D.;Ephremides, Anthony
Journal of Communications and Networks
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제4권3호
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pp.230-245
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2002
Usually the network-throughput maximization problem for constant-bit-rate (CBR) circuit-switched traffic is posed for a fixed offered load profile. Then choices of routes and of admission control policies are sought to achieve maximum throughput (usually under QoS constraints). However, similarly to the notion of channel “capacity,” it is also of interest to determine the “network capacity;” i.e., for a given network we would like to know the maximum throughput it can deliver (again subject to specified QoS constraints) if the appropriate traffic load is supplied. Thus, in addition to determining routes and admission controls, we would like to specify the vector of offered loads between each source/destination pair that “achieves capacity.” Since the combined problem of choosing all three parameters (i.e., offered load, admission control, and routing) is too complex to address, we consider here only the optimal determination of offered load for given routing and admission control policies. We provide an off-line algorithm, which is based on Lagrangian techniques that perform robustly in this rigorously formulated nonlinear optimization problem with nonlinear constraints. We demonstrate that significant improvement is obtained, as compared with simple uniform loading schemes, and that fairness mechanisms can be incorporated with little loss in overall throughput.
멀티미디어 콘텐츠 스트림 서비스를 이용하는 사용자들의 서비스 품질에 대한 요구를 만족시키기 위해 사용자 실적 또는 등급에 따라 자원을 배분하고 서비스 요청과 서비스 품질을 제어하기 위한 방안이 필요하다. 본 논문에서는 스트림 서버 자원을 효율적으로 분배하명서 사용자들에게 제공되는 서비스 품질을 제어하는 방안으로서 사용자 등급별 QoS 보장을 위한 서비스 요청 필터링 알고리즘(URFA : User Request Filtering Algorithm)을 제안한다. URFA는 사용자들의 요금 실적과 서비스 이용 실적 등을 고려하여 사용자 등급(우수 등급, 기본등급)을 나누고 등급별 스트림 서버의 승인비율을 제어함으로써 서버자원의 이용효율을 높이고 사용자 등급에 따라 품질 수준을 제어할 수 있도록 하였다.
We consider a multiserver system with two classes of customers with preemption, which is a widely used system in the analysis of cognitive radio networks. It is known that the optimal admission control for this system is of threshold type. We express the expected total discounted profit using the total number of customers, thus reducing the stochastic optimization problem with a two-dimensional state space to a problem with a one-dimensional birth-and-death structure. An efficient algorithm is proposed for the calculation of the expected total discounted profit.
본 논문에서는 호 수락 제어 문제를 해결하기 위해 퍼지 논리 제어기의 장점과 신경망의 학습 능력을 이용한 ATM 망의 호 수락 제어 시스템을 제안하였다. ATM 망의 새로운 호는 현재 서비스 중인 호의 서비스 품질(QoS : quality of service)이 영향을 받지 않을 경우 망에 접속이 된다. 신경망 호 수락 제어 시스템은 입/출력 패턴의 학습으로 예측성 잇게 호 수락/거절을 하는 시스템이다. 본 논문의 퍼지 신경망 호 수락 제어 시스템에서는 학습 속도 개선을 위해 학습율과 모맨텀 상수에 퍼지 추론을 적용하였다. 이 시스템은 시뮬레이션을 통해 기존의 신경망 방법과 퍼지 신경망 방법에서의 학습 횟수 측정으로 제안 알고리즘의 우수성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 퍼지 학습 규칙에 근거한 퍼지 신경망 CAC(call admission control) 방식이 종래의 신경망 이론에 근거한 CAC 방식보다 학습 속도면에서 약 5배의 속도 향상이 있었다.
본 논문에서는 퍼지추론과 신경망 학습을 이용하여 무선망의 핸드오프호 손실율 가능성 분포의 상한계 값을 추정하고, 이를 기반으로 한 호 수락제어를 제안한다. 퍼지규칙의 소속함수는 신경망 오류역전파 알고리즘으로 튜닝하고, 핸드오프호 손실율의 상한계 값은 퍼지집합의 가중치 평균에 기초하여 추정한다. 이 방법은 호 손실율 값을 실제보다 과도하게 큰 값으로 추정하는 것을 방지하고, 추정된 값이 실제값보다 작을 때는 실시간적으로 자기보상을 실시하여 호 수락 제어시 호 손실율을 줄인다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법에 의한 핸드오프 호 손실율의 상한계 값의 추정성능을 보이고, 이를 이용한 호 수락제어 방법이 핸드오프 호 손실율을 사용자가 원하는 핸드오프 호 손실율 이하로 유지할 수 있음을 보인다.
We apply a "sliding-window" Maximum Likelihood(ML) estimator to estimate traffic parameters On-Off source and develop a method for estimating stochastic predicted individual cell arrival rates. Based on these results, we propose a simple Connection Admission Control(CAC)scheme for delay sensitive services in broadband onboard packet switching satellite systems. The algorithms are motivated by the limited onboard satellite buffer, the large propagation delay, and low computational capabilities inherent in satellite communication systems. We develop an algorithm using the predicted individual cell loss ratio instead of using steady state cell loss ratios. We demonstrate the CAC benefits of this approach over using steady state cell loss ratios as well as predicted total cell loss ratios. We also derive the predictive saturation probability and the predictive cell loss ratio and use them to control the total number of connections. Predictive congestion control mechanisms allow a satellite network to operate in the optimum region of low delay and high throughput. This is different from the traditional reactive congestion control mechanism that allows the network to recover from the congested state. Numerical and simulation results obtained suggest that the proposed predictive scheme is a promising approach for real time CAC.
ATM망에서 트래픽 제어는 서비스 질을 향상시키기 위한 방법으로 폭주가 일어난 후에 처리하는 반응 제어와 폭주가 발생하기 전에 처리하는 예방 제어의 2가지 방법이 있다. 특히 예방 제어의 방법은 연결 수락 제어, 사용 매개변수 제어, 망 매개변수 제어, 우선 순위 제어가 있다. 본 논문에서는 리키 버켓 기법에 점핑 윈도우 기법을 복합한 이중구조로 설계된 효율적인 사용 매개변수 제어 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 먼저 리키 버켓를 사용하여 최대비트율을 제어하고, 점핑 윈도우를 사용하여 평균비트율의 위반여부를 판단하여 트래픽 제어를 한다. 제안된 알고리즘의 성능평가를 위하여 On/Off 트래픽 소스 모델을 가정하고 시뮬레이션 한 결과 기존 리키 버켓 기법보다 셀 손실률의 저하를 보였고, 버켓 크기도 감소시킬 수 있었다.
The paper presents a control architecture aimed at implementing bandwidth optimization combined with call admission control (CAC) over a digital video broadcasting (DVB) return channel satellite terminal (RCST) under quality of service (QoS) constraints. The approach can be applied in all cases where traffic flows, coming from a terrestrial portion of the network, are merged together within a single DVB flow, which is then forwarded over the satellite channel. The paper introduces the architecture of data and control plane of the RCST at layer 2. The data plane is composed of a set of traffic buffers served with a given bandwidth. The control plane proposed in this paper includes a layer 2 resource manager (L2RM), which is structured into decision makers (DM), one for each traffic buffer of the data plane. Each DM contains a virtual queue, which exactly duplicates the corresponding traffic buffer and performs the actions to compute the minimum bandwidth need to assure the QoS constraints. After computing the minimum bandwidth through a given algorithm (in this view the paper reports some schemes taken in the literature which may be applied), each DM communicates this bandwidth value to the L2RM, which allocates bandwidth to traffic buffers at the data plane. Real bandwidth allocations are driven by the information provided by the DMs. Bandwidth control is linked to a CAC scheme, which uses current bandwidth allocations and peak bandwidth of the call entering the network to decide admission. The performance evaluation is dedicated to show the efficiency of the proposed combined bandwidth allocation and CAC.
Next Generation Networks(NGN)는 IP 기반 멀티서비스, multi-access 네트워크로 정의할 수 있다. 여러 종류의 서비스와 access기술이 공존함에 따라 access 네트워크나 코어 네트워크에서의 다양한 전송기술 채택이 NGN의 자연스러운 진화의 방향으로 자리 잡았다. Differentiated Services (DiffServ)와 Multi-protocol Label Switching(MPLS), 혹은 이들이 혼합된 형태의 전송기술들이 복합된 전송 네트워크를 통과하는 플로우들은 통합과 분리를 반복해서 경험하게 된다. 본 연구에서는 이런 환경 하에서 플로우의 단대단 (End-to-end) 지연시간 최대치를 구하는 방법을 제시한다. 이 방법은 네트워크 간 통합플로우에 관한 정보, 특히 각 네트워크에서의 통합플로우별 최대 인입 burst size 값을 교환하는 것을 가정한다. 이를 기반으로, 요청된 단대단 성능 요구를 만족하는지를 판별하고 admission 여부를 정하는 기준을 제시한다. 더 나아가 몇 가지의 실제상황에 가까운 시나리오를 가지고 simulation하여 이 기준을 평가해 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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