본 논문은 IPTV, VoD와 같은 비디오 스트리밍 트래픽에 대해 큐 길이 변동을 최소화하여 안정적인 지연변이를 보장할 수 있는 스케줄링 방안을 제안한다. MPEG-4 및 H.264와 같은 코덱은 가변 비트율(VBR)로 영상 프레임을 전송하기 때문에 일정 시간 내에 전송되어야 하는 트래픽의 양이 매우 유동적이다. 기존 스케줄링 방안을 이용하여 영상 프레임을 전송할 경우 VBR 특성으로 인해 종단간 패킷 전달 지연변이의 증가를 초래한다. 이에 우리는 대량으로 유입되는 스트리밍 트래픽에 대하여 패킷의 대량 유입 크기와 도착률을 고려하여 서비스율을 적응적으로 제어함으로써 큐 길이 변화율을 최소화할 수 있는 스케줄링 방안을 제안한다. 제안 방안을 이용할 경우 큐 길이 변동의 최소화를 통해 보다 안정적으로 영상 서비스 패킷을 전달할 수 있다. 제안 방안의 유효성을 확인하기 위해 우리는 큐잉 모델을 이용하였으며, 또한 OPNET 시뮬레이션을 수행하였다.
멀티미디어를 실시간으로 서비스하는 비디오 서버의 설계 시, 네크워크 가용공간, 버퍼 공간 및 디스크 전송률 등이 고려되어야 하며, 특히 버퍼 공간과 디스크 전송률을 동시게 고려하는 기법이 제시되었지만, VOD 서버에서는 보통 MPEG데이터가 VBR 형식으로 되어 있기 때문에 CBR로 모델링하면 시스템의 가용성이 떨어지게 된다. 또한 수용제어를 위한 버퍼 예약기법에서는 VBR 형태로 데이터를 모델링하는 기법들이 제시되었지만, 이 경우에도 디스크 전송률을 계산할 때는 CBR형식으로 가정하거나 아예 고려를 하지 않기 때문에 역시 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 없다. 본 논문에서는 VBR 비디오 서버의 설계를 위하여 서버에서 처리되는 각 스트림들을 하드 실시간 태스크 모델로 모델링하고 실시간 태스크들을 효율적으로 처리할 수 있는 실시간 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 이 실시간 스케쥴링 알고리즘을 디스크 액세스의 승인제어, 디스크 스케쥴링, 버퍼 관리에 이용하므로서 연속성을 보장할 수 있는 효율적인 VBR 연속 미디어 서버를 설계할 수 있다. 비디오 서버의 성능은 시뮬레이션을 이용하여 분석하였다.
스트리밍 비디오 시스템의 QoS에 관한 기존 연구가 네트워크의 관점에서 비디오 스트림의 전송률을 조절하는 기법위주로 이루어져 균일한 화질을 제공받고자 하는 사용자에게 VBR 스트리밍 비디오의 장점을 제공하기 어려웠다. 본 논문에서는 스트리밍 비디오 시스템에서 클라이언트의 대역폭 변화에도 사용자에게 균일한 화질을 제공하기 위하여 CBR 스트리밍 비디오의 장점을 VBR 스트리밍 비디오에 적용하는 비디오 코덱을 설계한다.
A method for computing effectiv ebandwidth of aggregated varable bit rate (VBR) moving picture experts group (MPEG) video traffic is proposed. To compute statistical characteristics of aggregated MPEG traffic, first we split input MPEG traffic into I, B, and P frame traffics and aggregate respective I, B, and P frame traffics according to the frame type. Second statisticsal characteristics of the aggregated MPEG traffic are obtained using those of aggregated I, B, and P frame traffics. The effective bandwidth of the aggregated I frame traffic is computed by using the gaussian bound. Using the modified equivalent capacity, we obtain the effective bandwidths of aggregated B and P frame traffics and then compute the effective bandwidth of the combined B and P frame traffic. Finally the effective bandwidth of the aggregated MPEG traffic is computed by adding the gaussian bound of the aggregated I frame traffic and modifed equivalent capacity of combined B and P frame traffic. Computer simulation shows that the proposed method estimates effective bandwidth of the aggregated MPEG traffic well.
본 논문에서는‘shifting-level (SL) process’을 기초로 한 모델을 사용하여, VBR 부호화된 영상트래픽의 long-range dependence (LRD) 특성이 대기체계에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 연구 내용은 제1부와 제2부로 나누어 전개된다. 제 1부에서는 실제 영상트래픽의 자기상관함수가 exponential과 hyperbolic의 복합함수로 매우 정확히 표현될 수 있음을 보이고, 이러한 조건을 만족하는 SL process with compound correlations(SLCC)를 제안한다. 대표적인 SRD 모델인 DAR(1)모델과의 대기성능 비교를 통하여 hyperbolic한 상관도가 대기체계에 끼치는 영향을 분석한다. 분석결과 영상의 LRD 특성이 대기체계에 끼치는 영향의 중요도는 단순히‘Yes/No’로 답할 수 없으며, 트래픽 부하가 높아지면 그 영향이 강하게 나타나고, 반대로 트래픽 부하가 낮은 경우에는 무시할 수 있을 정도로 약하게 나타남을 알 수 있다. 여기에 사용하는 SL/D/1/K 대기체계의 해석방법을 제2부에서 다루게 된다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권11호
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pp.4519-4533
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2015
Hypertext Transfer Protocol (HTTP) adaptive streaming has become a new trend in video delivery. An HTTP adaptive streaming client needs to effectively estimate resource availability and demand. However, due to the bitrate of the video encoded in variable bitrate (VBR) mode, a bitrate mismatch problem occurs. With the rising demand for mobile devices, the likelihood of cases where two or more HTTP adaptive streaming clients share the same network bottleneck and competing for available bandwidth will increase. These mismatch and competition issues lead to network congestion, which adversely affects the Quality of Experience (QoE). To solve these problem, we propose a video rate adaptation scheme for the HTTP video streaming to guarantee and optimize the QoE. The proposed scheme estimates the available bandwidth according to the bitrate of each segment and also schedules the segment request time to expedite the response to the bandwidth variation. We used a multi-client simulation to prove that our scheme can effectively cope with drastic changes in the connection throughput and video bitrate.
CDMA2000 1xEV-DO 이동통신 시스템에서 주문형 비디오 서비스를 고품질로 제공하면서도 합리적 수준의 시스템 성능을 제공하는 무선 MAC 스케줄러를 재안한다. 제안하는 스케줄러는 응용 계층에 존재하는 비디오 데이터 정보를 MAC 계층에 존재하는 스케줄러가 활용하여 주문형 비디오 서비스의 품질이 개선되도록 한다. 우리는 시뮬레이션 실험을 통해서 제안하는 방식이 이전에 제안된 비디오 트레이스 방식과 비교 했을 때 VBR(Variable-Bit-Rate) 비디오의 비디오 프레임 변화가 클수록 더 뛰어난 품질과 성능을 제공함을 보인다.
일반적으로 유선 및 무선 ATM망에서 서비스 품질(QoS)에 대한 요구 사항은 서비스 유형에 따라 다르며, 실시간 비디오 서비스는 셀 손실보다 셀 전송 지연에 더 민감하다. 셀 손실 방지를 강조하고 있는 기존 핸드오프 방안들은 QoS를 만족시키기 위해 셀 전송 지연이 큰 단점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 실시간 VBR 서비스에서 핸드오프 동안 새로운 기지국으로 전달될 셀 들 중에서 ATM 셀 헤더의 셀손실 우선순위(CLP)가 낮은 셀은 전달하고 CLP가 높은 셀은 폐기함으로써 셀 전송 지연을 최소화하는 방안을 제안한다. 제안된 방안은 MPEG 비디오 프레임을 대상으로 시뮬레이션을 통해 실시간 VBR 서비스의 QoS를 만족시키고 신속한 핸드오프에 적절하다는 것을 보여 주었다.
This paper presents variable bit rate(VBR) rate control scheme based on MPEG-4 VM8 rate control scheme. An initial Q searching method provides more accurate bit allocation for the first frame. A frame skipping and RD Model update scheme when coded frame quality is too low or high prevents image quality fluctuation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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