• 제목/요약/키워드: Proportional Fairness

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ATM망에서 ABR 서비스를 위한 혼잡회피 알고리즘의 성능 분석 및 평가 (A Performance Analysis and Evaluation of Congestion Avoidance Algorithm for ABR service over ATM Networks)

  • 하창승;조익성
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.80-91
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    • 2002
  • ATM 네트워크의 목적은 다양한 네트워크의 접속을 지원하는 것이다. ATM 망에서 ABR 서비스는 CBR, VBR에 할당된 전송률을 제외한 나머지를 이용해서 데이터를 전송한다. 오디오 또는 비디오 데이터와 같이 실시간 전송이 필요한 서비스들은 전송지연이 제한되는 CBR이나 VBR 트래픽을 이용하여 제공할 수 있지만, 이런 경우에는 전체 전송률을 효과적으로 사용하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 ABR 스위치의 스위치 알고리즘인 ERICA(Explicit Rate Indicate Avoidance) 스위치 방식과 EPRCA(Enhanced Proportional Rate Control Algorithm) 스위치 방식의 성능을 평가하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션의 평가 기준으로 과도상태와 정상상태에서 각 송신원에서의 전송률(ACR:Allowed Cell Rate)의 변화, 큐 길이, 링크 대역폭 이용률과 전송률의 공평성 여부를 사용하였다. 실험결과 EPRCA 스위치 방식은 ERICA 방식보다 뛰어난 반응 특성을 나타내는 결과를 얻을 수 있었으며, 안정성과 페어웨어 특성은 ERICA 스위치 방식이 EPRCA 스위치 방식보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

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TCP-GT: A New Approach to Congestion Control Based on Goodput and Throughput

  • Jung, Hyung-Soo;Kim, Shin-Gyu;Yeom, Heon-Young;Kang, Soo-Yong
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제12권5호
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    • pp.499-509
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    • 2010
  • A plethora of transmission control protocol (TCP) congestion control algorithms have been devoted to achieving the ultimate goal of high link utilization and fair bandwidth sharing in high bandwidth-delay product (HBDP) networks. We present a new insight into the TCP congestion control problem; in particular an end-to-end delay-based approach for an HBDP network. Our main focus is to design an end-to-end mechanism that can achieve the goal without the assistance of any network feedback. Without a router's aid in notifying the network load factor of a bottleneck link, we utilize goodput and throughput values in order to estimate the load factor. The obtained load factor affects the congestion window adjustment. The new protocol, which is called TCP-goodput and throughput (GT), adopts the carefully designed inversely-proportional increase multiplicative decrease window control policy. Our protocol is stable and efficient regardless of the link capacity, the number of flows, and the round-trip delay. Simulation results show that TCP-GT achieves high utilization, good fairness, small standing queue size, and no packet loss in an HBDP environment.

HSDPA 시스템에서 요금 기반의 패킷 스케줄링 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Packet Scheduling Algorithm Based on Pricing in HSDPA System)

  • 손주희;박세권;박용완;이경락;장재성;문순주
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권3C
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    • pp.219-227
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    • 2006
  • 본 논문에서는 이동통신사업자가 서비스 종류에 따라 서로 다른 트래픽 요금기준을 적용하는 점을 이용하여 시스템에서의 전체적인 요금을 최대화하는 패킷 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 스케줄링되는 각 사용자의 채널상태를 나타내는 SIR(signal to interference ratio)값과 각 사용자가 요청하는 서비스 종류에 근거하여 각 사용자의 요금 함수치를 산출하여 스케줄링한다. 제안하는 알고리즘의 성능을 측정하기 위하여 HSDPA 시스템에서 Max C/I, 비례공정 알고리즘, 라운드 로빈 알고리즘과 비교 분석한다. 성능 비교분석 결과 제안하는 알고리즘이 우수한 수율(throughput)을 유지하면서 이동통신 사업자의 수익(revenue)도 최대화됨을 보여준다.

실시간 및 비실시간 패킷서비스를 위한 통합 패킷 스케줄링 (Integrated Packet Scheduling Algorithm for real-time and non-real-time packet service)

  • 이은영;박형근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.967-973
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    • 2009
  • 최근 고속데이터통신방법을 사용하는 3세대 이동통신 서비스가 널리 보급됨에 따라 VoIP와 같은 다양한 실시간 데이터 서비스에 대한 요구 또한 증대되고 있다. VoIP 패킷은 일반적인 데이터패킷과 달리 한계지연시간이 있으며 낮은 손실율을 필요로 한다. 우리는 이러한 VoIP 패킷의 특징을 고려함과 동시에 데이터 패킷과 통합적으로 스케줄링이 가능한 스케줄링 알고리즘을 제안하고자 한다. 본 알고리즘은 기본적으로 지연시간 및 채널상태를 함께 고려하여 스케줄링 하되 VoIP 패킷이 큐에 머물러 있는 시간이 증가함에 따라 채널상태에 대한 가중치를 줄이고 지연시간에 대한 가중치를 높임으로서 스케줄링 우선권을 할당한다. 실험을 통해 우리는 이 알고리즘이 기존의 방법에 비해 높은 성능을 가지고 있음을 입증할 수 있었다.

On the Formulation and Optimal Solution of the Rate Control Problem in Wireless Mesh Networks

  • Le, Cong Loi;Hwang, Won-Joo
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권5B호
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    • pp.295-303
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    • 2007
  • An algorithm is proposed to seek a local optimal solution of the network utility maximization problem in a wireless mesh network, where the architecture being considered is an infrastructure/backbone wireless mesh network. The objective is to achieve proportional fairness amongst the end-to-end flows in wireless mesh networks. In order to establish the communication constraints of the flow rates in the network utility maximization problem, we have presented necessary and sufficient conditions for the achievability of the flow rates. Since wireless mesh networks are generally considered as a type of ad hoc networks, similarly as in wireless multi-hop network, the network utility maximization problem in wireless mesh network is a nonlinear nonconvex programming problem. Besides, the gateway/bridge functionalities in mesh routers enable the integration of wireless mesh networks with various existing wireless networks. Thus, the rate optimization problem in wireless mesh networks is more complex than in wireless multi-hop networks.

DVB-RCS 망에서 Soft-QoS 기반의 Borrowing 기법을 사용한 호 수락 제어 (Call Admission Control using Soft QoS-based Borrowing Scheme in DVB-RCS Networks)

  • 이희봉;장영민;이호진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권2A호
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    • pp.61-65
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    • 2005
  • 본 논문에서는 DVB-RCS (Digital Video Broadcast-Return Channel via Satellite) 망에서 호 수락제어 (CAC)를 위한 Soft-QoS 기반의 borrowing 기법을 제안한다. 제안된 기법은 위성 망에서 사용 가능한 자원이 부족할 때 새로운 호를 받아들이기 위해 서비스 중인 호 중 일부에서 일시적이고 공평하게 대역폭을 가져온다. 각각의 호에서 가져오는 대역폭의 양은 각 사용자의 critical bandwidth ratio에 비례하며 critical bandwidth ratio는 제안된 기법에서 이용하는 QoS 파라메타 중 하나이다. 시뮬레이션 결과는 제안된 기법이 호의 blocking 확률과 대역폭 효율 측면에서 성능의 향상이 있음을 보여준다.

Proportionally fair load balancing with statistical quality of service provisioning for aerial base stations

  • Shengqi Jiang;Ying Loong Lee;Mau Luen Tham;Donghong, Qin;Yoong Choon Chang;Allyson Gek Hong Sim
    • ETRI Journal
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    • 제45권5호
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    • pp.887-898
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    • 2023
  • Aerial base stations (ABSs) seem promising to enhance the coverage and capacity of fifth-generation and upcoming networks. With the flexible mobility of ABSs, they can be positioned in air to maximize the number of users served with a guaranteed quality of service (QoS). However, ABSs may be overloaded or underutilized given inefficient placement, and user association has not been well addressed. Hence, we propose a three-dimensional ABS placement scheme with a delay-QoS-driven user association to balance loading among ABSs. First, a load balancing utility function is designed based on proportional fairness. Then, an optimization problem for joint ABS placement and user association is formulated to maximize the utility function subject to statistical delay QoS requirements and ABS collision avoidance constraints. To solve this problem, we introduce an efficient modified gray wolf optimizer for ABS placement with a greedy user association strategy. Simulation results demonstrate that the proposed scheme outperforms baselines in terms of load balancing and delay QoS provisioning.

버퍼의 문턱치값을 이용한 DQDB망의 공평성 개선 및 혼잡 제어에 관한 연구 (A study on improving fairness and congestion control of DQDB using buffer threshold value)

  • 고성현;조진교
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.618-636
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    • 1997
  • DQDB(Distributed Queue Dual Bus) protocol, the IEEE 802.6 standard protocol for metropolitan area networks, does not fully take advantage of the capabilities of dual bus architecture. Although fairness in bandwidth distribution among nodes is improved when using so called the bandwidth balancing mechanism, the protocol requires a considerable amount of time to adjust to changes in the network load. Additionally, the bandwidth balancing mechanism leaves a portion of the available bandwidth unused. In a high-speed backbone network, each node may act as a bridge/ router which connects several LANs as well as hosts. However, Because the existence of high speed LANs becomes commonplace, the congestionmay occur on a node because of the limitation on access rate to the backbone network and on available buffer spaces. to release the congestion, it is desirable to install some congestion control algorithm in the node. In this paper, we propose an efficient congestion control mechanism and fair and waster-free MAC protocol for dual bus network. In this protocol, all the buffers in the network can be shared in such a way that the transmission rate of each node can be set proportional to its load. In other words, a heavily loaded node obtains a larger bandwidth to send the sements so tht the congestion can be avoided while the uncongested nodes slow down their transmission rate and store the incoming segments into thier buffers. this implies that the buffers on the network can be shared dynamically. Simulation results show that the proposed probotol significantly reduces the segment queueing delay of a heavily loaded node and segment loss rate when compared with original DQDB. And it enables an attractive high throughput in the backbone network. Because in the proposed protocol, each node does not send a requet by the segment but send a request one time in the meaning of having segments, the frequency of sending requests is very low in the proposed protocol. so the proposed protocol signigificantly reduces the segment queuing dely. and In the proposed protocol, each node uses bandwidth in proportion to its load. so In case of limitation of available buffer spaces, the proposed protocol reduces segment loss rate of a heavily loaded node. Bandwidth balancing DQDB requires the wastage of bandwidth to be fair bandwidth allocation. But the proposed DQDB MAC protocol enables fair bandwidth without wasting bandwidth by using bandwidth one after another among active nodes.

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영점 강제 다중 사용자 MIMO 전송 시 셀 간 정보 교환을 활용한 협력적 PF 스케줄러의 성능 평가 (Performance Evaluation of Inter-Sector Collaborative PF Schedulers for Multi-User MIMO Transmission Using Zero Forcing)

  • 이지원;성원진
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.40-46
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    • 2010
  • 다중 사용자 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 협력적 전송을 기반으로 한 협력적 PF (Proportional Fair) 스케쥴러를 사용하는 경우 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능의 개선이 가능하다. 단일 셀 기반의 기존 PF 알고리듬은 여러 채널 환경에 대하여 그 성능이 평가되어 왔으나 여러 개의 기지국들이 스케쥴링에 참여하여 한 프레임 동안 다수의 사용자를 스케쥴링하는 알고리듬의 제시 및 성능 평가는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 서로 다른 셀에 속하는 인접한 세 섹터에 위치한 기지국들이 사용자들의 채널 정보를 교환하여 다중 사용자에게 자원을 할당하는 협력적 PF 스케쥴러를 분산 다중 사용자 MIMO 시스템에 적용하고 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능을 평가한다. 또한 그 성능을 기지국 간의 채널 정보 교환 없이 자원을 할당할 사용자를 각자 선택하는 병렬적 PF 스케쥴러와 자원 할당 시 선택할 수 있는 동시 사용자 그룹의 모든 조합을 검색하는 full-search 협력적 PF 스케쥴러의 평균 전송률의 로그 합 성능과 비교 분석한다. 본 연구에 적용된 협력적 PF 스케쥴러는 하위 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능 측면에서 병렬적 PF 스케쥴러보다 우수한 성능을 보인다. 또한 모든 조합을 검색함으로서 가장 큰 평균 전송률의 로그 합 성능을 나타내는 full-search 협력적 PF 스케쥴러의 성능의 대부분을 달성하면서도 연산 복잡도를 크게 감소시킨다.

다수 지연규격을 지원하는 시작시각 기반 공정패킷 스케줄러 (A Start-Time Based Fair Packet Scheduler Supporting Multiple Delay Bounds)

  • 김태준
    • 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.

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