• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.197-207
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• 2006

공정 패킷 스케줄러에서 트래픽 흐름의 속도에 의해 결정되는 최대전달지연이 그 흐름의 요구 지연규격을 위반할 경우 예약속도를 높여서 이를 줄여야 한다. 이러한 과잉예약의 결과로 전송대역폭이 손실되나, 이전연구에서 사용되었던 레이턴시, 공정성 및 구현복잡성의 세가지 성능지표로는 손실대역폭을 평가할 수 없다. 본 논문에서는 스케줄링 서버 자원의 손실특성을 평가할 수 있는 대역폭 이용도 지표를 제안하고, 대역폭 및 페이로드(payload) 이용도 측면에서 공정 패킷 스케줄러의 성능을 분석 및 평가하였다. 평가결과 요구 지연규격이 느슨할수록 높은 페이로드 이용도를 얻을 수 있었고, 특히 WFQ급 레이턴시를 갖는 스케줄러의 페이로드 이용도가 SCFQ에 비해 50%까지 개선됨을 발견할 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1020-1029
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• 2006

대용량 QoS(Quality-of-Service) 라우터의 구현을 위해서는 보다 낮은 복잡도의 공정패킷 스케줄러가 요구된다. 타임스탬프기반 공정패킷 스케줄러의 이상적 복잡도는 O(logV), 여기서 V는 최대 수락 흐름 수, 이지만 최근 빈(bin)개념을 도입하여 O(1)으로 대폭 줄였다. 하지만 지연 특성이 악화되고 대역폭 이용도 특성이 저하될뿐만 아니라 엄격한 지연규격의 트래픽 흐름을 수용할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 가변 복잡도를 갖는 MBST(Mini-Bin based Start-Time) 스케줄러를 제안하고 성능특성을 분석하였다. MBST 스케줄러는 대역폭 이용도를 높이기 위해 시작시각 기반 스케줄러의 타임스탬프 계산 방식을 적용하고, 지연 특성을 개선하기 위해 미니빈(mini-bin) 개념을 도입한다. 성능 평가 결과 대역폭 이용도의 저하 없이 시작시각 기반 스케줄러의 복잡도를 $1.8{\sim}5$배 낮출 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.323-332
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• 2006

실시간 멀티미디어 응용의 서비스 품질을 보장하는 공정 패킷 스케줄링 알고리즘은 타임스탬프 계산시 사용되는 패킷의 기준시각 측면에서 종료시각 방식과 시작시각 방식으로 나된다. 전자는 트래픽 흐름의 속도에 반비례하는 레이턴시 특성으로 인해 트래픽 흐름의 예약속도 조정으로 다양한 지연규격을 지원할 수 있어 대부분의 스케줄러에 적용되고 있으나 과잉예약에 따른 대역폭 손실이 발생한다. 반면 후자는 과잉예약에 따른 대역폭 손실은 없으나 흐름의 수에 종속되는 레이턴시 특성으로 인해 다수의 지연규격을 수용하기 어려운 문제점이 있다. 본 논문에서는 다수 지연규격(multiple delay bounds)을 효과적으로 지원할 수 있는 시작시각 기반 공정 패킷 스케줄러를 제안하고, 제안된 스케줄러의 성능특성을 분석한다. 분석결과 종료시각 기반 스케줄러보다 최대 30% 높은 이용도 특성을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권2호
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• pp.579-603
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• 2018

In this paper we propose a QoS-enhanced intelligent stochastic optimal fair real-time packet scheduler, QUEST, for 4G LTE traffic in routers. The objective of this research is to maximize the system QoS subject to the constraint that the processor utilization is kept nearly at 100 percent. The QUEST has following unique advantages. First, it solves the challenging problem of starvation for low priority process - buffered streaming video and TCP based; second, it solves the major bottleneck of the scheduler Earliest Deadline First's failure at heavy loads. Finally, QUEST offers the benefit of arbitrarily pre-programming the process utilization ratio.Three classes of multimedia 4G LTE QCI traffic, conversational voice, live streaming video, buffered streaming video and TCP based applications have been considered. We analyse two most important QoS metrics, packet loss rate (PLR) and mean waiting time. All claims are supported by discrete event and Monte Carlo simulations. The simulation results show that the QUEST scheduler outperforms current state-of-the-art benchmark schedulers. The proposed scheduler offers 37 percent improvement in PLR and 23 percent improvement in mean waiting time over the best competing current scheduler Accuracy-aware EDF.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1453-1460
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• 2014

WFQ (Weighted Fair Queuing) provides not only fairness among traffic flows in using bandwidth but also guarantees the Quality of Service (QoS) that individual flow requires, which is why it has been applied to the resource reservation protocol (RSVP)-capable router. The RSVP allocates an enough resource to satisfy both the rate and end-to-end delay requirements of the flow in the condition of no packet loss, and the WFQ scheduler guarantees those QoS requirements with the allocated resource. In practice, however, most QoS-guaranteed services allow a degree of packet loss, especially from 0.1% to 3% for Voice over IP. This paper discovers that the packet loss rate of each traffic flow is determined by only its time-stamp adjustment value, and then enhances the WFQ to provide a differentiated packet loss guarantee under general traffic conditions in terms of both traffic characteristics and QoS requirements. The performance evaluation showed that the proposed WFQ could increase the utilization of bandwidth by 8~11%.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.1536-1546
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• 2008

인터넷에서 품질 보장형 서비스를 지원하는 RSVP-라우터는 WFQ 기반의 패킷 스케줄러를 탑재하여 트래픽 흐름들이 요구하는 서비스 품질을 보장한다. WFQ 기반 RSVP-라우터의 성능을 개선하기 위해 LOFQ(Latency optimized fair queuing) 기반 RVP-라우터가 제안되었으나 RESV 메시지의 확장을 요구하며 시뮬레이션을 통해서만 성능을 평가할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 RESV 메시지를 사용하는 LOFQ 기반 RSVP-라우터를 제안하고 라우터의 성능을 분석하는 알고리즘을 개발하여 두 가지 방식의 LOFQ 기반 RSVP-라우터의 성능을 평가하였다. 평가 결과 패킷 크기가 작을 경우 제안방식이 확장 RESV 메시지를 사용하는 방식보다 낮은 성능개선 효과를 보이지만 패킷 크기가 큰 영역에서는 동일한 성능개선 특성을 보였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권3호
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• pp.331-338
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• 2006

실시간 멀티미디어 응용의 서비스 품질을 지원하는 공평 패킷 스케줄러는 대부분 패킷의 예상되는 전송 종료시점을 그 패킷의 타임스탬프로 사용하는 종료시각 방식을 채택하고 있다. 이 방식은 예약속도로 레이턴시를 통제할 수 있는 장점을 가지나 속도-지연 결합 특성으로 인해 스케줄러 대역폭의 이용 효율이 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 지연 자원 개념을 도입하고, 속도-지연 결합 특성에 의해 손실되는 지연 자원을 속도 자원으로 변환하여 스케줄러 대역폭의 이용 효율을 높이는 스케줄링 방식을 제안한다. 성능 평가 결과 기존 방식보다 50% 이상 우수한 대역폭 이용도 특성을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1030-1037
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• 2017

Traffic flows of real-time multimedia services such as Internet phone and IPTV are bounded on the end-to-end delay. Packets violating their delay limits will be dropped at a router because of not useful anymore. Service providers promise the quality of their providing services in terms of SLA(Service Level Agreement), and they, especially, have to guarantee the packet loss rates listed in the SLA. This paper is about a method to guarantee the required packet loss rate of each traffic flow keeping the high network resource utilization as well. In details, it assures the required loss rate by adjusting adaptively the timestamps of packets of the flow according to the difference between the required and measured loss rates in the lossy Weighted Fair Queuing(WFQ) scheduler. The proposed method is expected to be highly applicable because of assuring the packet loss rates regardless of the fluctuations of offered traffic load in terms of quality of services and statistical characteristics.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권7A호
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• pp.611-619
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• 2005

본 논문은 IEEE 802.16e 기반의 TDD-OFDMA 하향 링크에서의 수율 공평성 및 서비스 커버리지 보장을 위한, WFS(weighted Fair scheduling) 알고리즘과 TGS(Throughput Guarantee Scheduling) 알고리즘을 제안하고, RR(Round Robin), PF(Proportional Fair), FFTH(Fast Fair Throughput), FTH(Fair Throughput) 스케줄링 알고리즘과의 비교를 통한 성능 분석을 수행하였다. 제안된 알고리즘의 성능은 64 kbps와 128 kbps 의 두 개의 최소 사용자 수율 요구 조건에서의 서비스 커버리지, 유효 섹터 수율, 공평성 평가를 통하여 분석되었다. 상대적으로 낮은 64 kbps 요구 조건에서, 제안된 알고리즘은 lxEV-DV 공평성 기준을 만족시키면서, 기존의 스케줄링 방식들보다 서비스 커버리지 내의 가용 사용자 수를 증가시켰다. 또한 128 kbps 요구 조건에서는 PF 스케줄링 방식에 비하여 유효 섹터 수율의 손실이 거의 없이, 서비스 커버리지를 증가시킬 수 있음을 보였다.

• ETRI Journal
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• 제28권1호
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• pp.31-44
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• 2006

In a packet switching network, congestion is unavoidable and affects the quality of real-time traffic with such problems as delay and packet loss. Packet fair queuing (PFQ) algorithms are well-known solutions for quality-of-service (QoS) guarantee by packet scheduling. Our approach is different from previous algorithms in that it uses hardware time achieved by sampling a counter triggered by a periodic clock signal. This clock signal can be provided to all the modules of a routing system to get synchronization. In this architecture, a variant of the PFQ algorithm, called digitized delay queuing (DDQ), can be distributed on many line interface modules. We derive the delay bounds in a single processor system and in a distributed architecture. The definition of traffic contribution improves the simplicity of the mathematical models. The effect of different time between modules in a distributed architecture is the key idea for understanding the delay behavior of a routing system. The number of bins required for the DDQ algorithm is also derived to make the system configuration clear. The analytical models developed in this paper form the basis of improvement and application to a combined input and output queuing (CIOQ) router architecture for a higher speed QoS network.