제한된 무선 채널을 여러 사용자들에게 공정성과 수율을 보장하면서 서비스하고자 제안된 무선 자원 관리기법이 채널 스케줄러이다. 비례 공정 스케줄링 알고리즘은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)/TDM 시스템에서 사용되고 있는 채널 스케줄러로서, 이 알고리즘은 사용자들의 시간적인 공정성을 고려한 상황에서 수율을 높인 것이다. 본 논문에서는 CDM 방식이 결합된 AMC/TDM/CDM 시스템에서 사용 가능한 채널 스케줄러를 제안하였다. CDM 방식을 사용하기 때문에 TDM만을 사용하는 시스템에서처럼 매 시간 슬롯에 한 사용자만을 서비스하는 것이 아니라, 다중 코드 채널을 사용하여 여러 사용자들을 서비스할 수 있다. 따라서 매 순간 다중 채널의 사용자들에게 제한된 송신 전력을 할당하는 문제가 발생한다. 이것을 해결하기 위해서 본 논문에서는 water-filling 알고리즘을 적용한 water-filling fairness(이하 WF2) 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. WF2 스케줄링 알고리즘은 water-filling 스케줄링 알고리즘에 사용자들의 평균 신호 대 간섭 전력비를 고려하여 사용자간의 공정성을 부여한 알고리즘이다. 본 논문에서는 레일레이 페이딩과 음영 및 경로 손실을 고려한 시스템 레벨 모의 실험을 통해 WF2 스케줄링 알고리즘의 성능을 분석하였다.
We identified the performance problems of scheduling algorithms such as FCFS, and demonstrated the superiority of WFQ in terms of realtime performance measures. For this purpose, we presented the service scenario and performed the analysis for the delay bound and fairness which are required to support the realtime applications in the Internet.
This paper considers the efficient design of routing path and wavelength assignment in the single-hop WDM optical transport networks. The connection demands between node-pairs are given and a connection between a pair of nodes must be made by only one lightpath. It is assumed that no wavelength conversion is allowed and the physical topology of the network and the number of available wavelengths of a physical link are also given. This paper proposes the method to route a path and assign a wavelength to the path, which guarantees fairness to every node pair. In order to guarantee fairness and maximize connections, an optimization model is established, which successively maximizes minimum connection ratio to the demand of each node pair. A heuristic algorithm with polynomial iterations is developed for the problem since the problem is NP-hard. The heuristic algorithm is implemented and applied to the networks with real problem sizes. The results of the application are compared with GAMS/OSL.
In this paper, we consider resource allocation with proportional fairness in the downlink orthogonal frequency division multiple access relay networks, in which relay nodes operate in decode-and-forward mode. A joint optimization problem is formulated for relay selection, subcarrier assignment and power allocation. Since the formulated primal problem is nondeterministic polynomial time-complete, we make continuous relaxation and solve the dual problem by Lagrangian dual decomposition method. A near-optimal solution is obtained using Karush-Kuhn-Tucker conditions. Simulation results show that the proposed algorithm provides superior system throughput and much better fairness among users comparing with a heuristic algorithm.
To support Quality of Service (QoS) in the existing Internet, Differentiated Service (Diff-Serv) has been proposed. But, the unfairness between TCP connections remains as a serious problem not only in the conventional best-effort service Internet but also in new Diff-Serv network. In this paper, we propose the Balancing Marker Algorithm (BMA) improving the fairness between individual connections of aggregated sources in a Diff-Serv network. This algorithm is based on the 3-level priority marking method. We compared the 2-level packet priority marker with the Balancing Marker proposed in this paper. And we showed that the BMA improved the fairness and the throughputs between the individual connections with different delays in an aggregated source.
Journal of information and communication convergence engineering
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제5권3호
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pp.205-208
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2007
The IEEE 802.11 is a MAC protocol which has been standardized by IEEE for Wireless Local Area Networks (WLANs). In the IEEE 802.11 WLANs, network nodes experiencing collisions on the shared channel need to backoff for a random period of time, which is uniformly selected from the Contention Window (CW). This contention window is dynamically controlled by the Binary Exponential Backoff (BEB) algorithm. However, the BEB scheme suffers from a fairness problem; some nodes can achieve significantly larger throughput than others. This paper proposes a new backoff algorithm for the IEEE 802.11 DCF scheme. This algorithm uses the hop count for considering fairness. It causes flows with high hop count to generate short backoff interval than those with low hop count, thus getting high priority. Therefore, when a collision occurs, the modified IEEE 802.11 DCF assigns higher priority to flow to be close to a destination.
이동통신 환경에서 하향링크 스케줄링 기법은 무선 시스템의 성능을 크게 좌우할 정도로 매우 중요하다. 그러나 무선 시스템에서 가장 잘 알려진 기존의 비례 공평성 (Proportional Fairness: PF) 스케줄링 기법은 사용자 별 무선 채널 품질만을 고려하여 자원을 할당하기 때문에 전송해야할 하향 트래픽 유입량이 많은 사용자의 경우 원활한 전송이 불가능하다. 이를 해결하기위해 전송 대기 큐의 크기를 고려하여 자원을 할당하게 될 경우 전송 대기 큐의 누적으로 인해 낮은 채널 품질을 갖는 사용자에게 자원 할당이 집중되어 전체 시스템 전송률을 저하시킨다. 이에 본 논문에서는 하향 트래픽 유입량을 추가적으로 고려하여 기존 PF 스케줄링 알고리즘을 확장함으로써 낮은 채널 품질을 갖는 사용자의 전송이 지연되는 기존 PF 스케줄링 알고리즘의 문제점을 해결하는 동시에 이로 인해 발생할 수 있는 전체 시스템 전송률 저하 문제를 최소화 할 수 있는 트래픽 유입량 기반 하향링크 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 기존 스케줄링 알고리즘의 문제점을 해결하고 높은 성능을 보임을 확인하였다.
TCP Vegas 버전은 현재 인터넷에서 가장 많이 사용되고 있는 TCP Tahoe나 Reno 버전에 비하여 높은 성능과 안정된 서비스를 제공한다. 그러나 TCP vegas는 다른 버전의 TCP와 병목 링크를 공유하여 사용하게 되면 TCP Tahoe나 Reno 버전에 비하여 상대적으로 낮은 성능을 나타낸다. 이는 각 버전의 TCP가 수행하는 혼잡제어 알고리즘의 차이에서 기인하는 것으로 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 링크의 대역폭에 따른 TCP의 최대 성능을 유지할 수 있는 최소한의 윈도우 크기를 분석하고 중간 라우터의 큐에서 각 TCP 연결에 적절한 윈도우 크기를 할당하기 위한 패킷 폐기 정책을 수행함으로써 TCP의 성능을 유지하면서 공정성을 개선할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능평가는 각 TCP 연결에 의하여 종단 시스템간에 전송된 데이터 바이트 수를 기준으로 측정하였으며, 그 결과 제안한 알고리즘은 높은 TCP 성능을 유지하면서 공정성이 개선됨을 확인하였다.
본 논문은 IEEE 802.11 무선랜에서의 업링크와 디운링크 플로우간의 공평성 문제를 다룬다. 기존 연구에서는 AP의 최소 Contention Window (CWmin) 값을 단말의 CWmin 값보다 작게 설정하여 무선랜에서의 업링크와 다운링크 트래픽 간의 공평한 채널 사용을 보장하고자 하였다. 기존 논문의 해결책과 달리 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 공평성 개선뿐만 아니라 동시에 시스템의 전체 throughput을 높일 수 있는 CWmin 값을 찾는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 제안 알고리즘에서는 AP가 다운링크 플로우를 가지고 있는 단말의 수와 업링크 플로우을 가지고 있는 단말의 수를 실시간으로 확인하고 최적의 CWmin 값을 계산하여 단말에게 알린다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 단말간의 공평한 채널 사용을 보장함과 동시에 시스템의 throughput을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.
무선랜은 MAC 프로토콜과 스케줄링 알고리듬과 같은 다양한 기술을 이용하고 있으며 이런 기술 대부분은 주로 공평성과 서비스 차등화를 주로 다루고 있다. 그러나 대부분의 무선랜 시스템은 하나의 QoS 측면만을 고려하고 있기 때문에 이러한 기술을 동시에 제공하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 공평성과 차등서비스를 동시에 제공하기 위해서 Distributed Fair Scheduling(DFS)기법과 Enhanced Distributed Coordinated Function(EDCF) 기법을 이용하여 빠른 처리를 요구하는 트래픽의 처리뿐만 아니라 같은 우선순위를 갖는 트래픽의 공평성을 보장할 수 있는 F-EDCF를 제안하고 Markov 프로세스를 이용한 성능평가를 통하여 그 타당성을 검토한다. 성능평가에서 기존의 BDCF 방식보다 평균 전송량과 공평성뿐만 아니라 지연시간 또한 개선됨을 확인 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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