현재 사용되고 있는 LTE/LTE-A 이동통신망의 성능은 일반적인 무선 통신 서비스를 제공하는데 충분히 높은 대역폭과 낮은 지연시간을 제공하고 있지만, 차세대 이동통신망의 주요 서비스가 될 가상현실, 원격 제어 등의 초저지연 서비스를 지원하기 위해서는 수 ms 수준의 낮은 지연시간이 필요하다. 그러나 LTE/LTE-A 시스템에서의 상향링크 전송은 단말이 전송에 필요한 무선자원을 획득하기 위해 기지국으로부터 자원을 할당받는 스케줄링 승인 과정이 선행되어야 한다. 이 과정은 고정적인 지연시간을 가져오고, 상향링크 전송에서 낮은 지연시간을 달성하는데 걸림돌이 된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 스케줄링 승인 과정으로 인해 발생하는 지연시간을 줄이기 위해 새로운 상향링크 전송 방법인 Cut-in 상향링크 전송방법을 제안한다. 제안하는 상향링크 전송방법의 검증을 위해 모의실험을 수행하였으며, 이 결과를 통하여 제안하는 상향링크 전송방법이 기존 LTE/LTE-A 상향링크 전송 방법보다 낮은 지연시간을 발생시킴을 보인다.
본 논문에서는 5G 시스템에서 저지연 통신들을 위한 효율적인 세션 관리 기법을 제안한다. 본 논문에서의 효율적인 세션 관리 기법은 저지연 통신들을 위한 세션 설정 실패 시 불필요한 재시도 제어 오버헤드를 방지, 단말의 배터리 소모를 막고 네트워크 리소스 낭비를 방지할 수 있도록 제안한다. 제안하는 기법은 만약 단말이 네트워크 실패 혹은 리소스 부족으로 인하여 5G 시스템과의 저전력 통신을 위한 Always-on PDU 세션 설정이 실패했을 때, 5G 네트워크로부터 실패 관련 특정 정보를 포함한 NAS 메시지에 의하여 단말의 Always-on PDU 세션 재설정을 제한한다. 실험 결과, 현재 3GPP 5G 시스템에서의 세션 관리 방안과 비교하여 제안하는 ESMS는 불필요한 제어 오버헤드를 최소화하고, 단말의 배터리 효율성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
무선 이동 통신기술과 이동 단말의 발달로 이종망간 핸드오버에 대한 요구가 증가하고 있다. IETF는 All-IP 기반 네트워크에서 이종 엑세스 네트워크 사이의 핸드오버를 위한 표준을 정의하는 MIPv6와 FMIPv6를 개발하였다. MIPv6는 단말의 핸드오버가 수행되는 동안 긴 지연 시간과 패킷 손실을 유발함으로써 시간에 민감한 서비스의 세션 연속성을 보장하지 못했다. FMIPv6는 핸드오버 준비 과정에서 주소를 미리 구성하고 엑세스 라우터가 패킷을 버퍼링 하도록 함으로써 패킷 손실의 가능성을 줄였다. 그러나 FMIPv6는 여전히 핸드오버의 마지막 과정으로 바인딩 갱신을 수행해야 하는데, 이로 인한 지연 시간은 실시간 애플리케이션에 지연을 유발한다. 본 논문에서는 FMIPv6와 호환가능하며 바인딩 갱신에 필요한 시간을 줄일 수 있는 새로운 프로토콜을 제안하고, 성능분석을 통해 기존 프로토콜의 핸드오버 지연시간과 비교한다.
Softswitch is the core BcN equipment which voice and multimedia switching based on the IP Technologies. It is designed to replace the Class 5(local Exchange) and Class 4(Toll Exchange) switch based on the circuit wired and wireless switching network technologies. Softswitch gets its name because typically it is a software based solution implemented on general purpose computers/servers. While the traditional PSTN switches are rely on dedicated facilities for T and S inter-connection and are designed primarily for voice communications. Packet based Softswitch is divided the control of call and bearer, very different from Public telephone network. Sometimes Call Agent or Media Gateway Controller, a key component in the VoIP solution, is also called Softswitch. This paper will suggest the software architecture of softswitch for performance in call processing part, also suggest the session management model to cover call setup latency.
Contouring accuracy of CNC machine tools is very important for high-speed and high-precision machining. In particular, large contour error may occur during corner tracking. In order to reduce the corner contouring error, acceleration and deceleration control or tool-path planning methods have been suggested. However, they do not directly control the corner contouring error. In the meantime, network servo systems are widely used because of their easiness of building and cost effectiveness. Communication latency between the master controller and servo drives, however, may deteriorate contouring accuracy especially during corner tracking. This paper proposes a control strategy that can accurately calculate and directly control the corner contouring error. A prediction control is combined with the above control to cope with communication latency. The proposed control method is evaluated through computer simulation and experiments. The results show its validity and usefulness.
Mobile cellular technology is evolving to accommodate a variety of vertical services, expanding the application from human-to-human communication to the Internet of Things(IoT). In particular, the fourth industrial revolution, bringing in a new vision in future smart factory, necessitates a new paradigm shift in wireless communication. Low latency and high reliability is a key issue in wireless applications for industrial IoT such as factory automation. In this paper, we review the recent progress in 5G URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication) and discuss use cases, requirements, challenging technical issues, and potential solutions to support wireless factory automation such as discrete automation and process automation.
In the EH-WSN(Energy Harvesting Wireless Sensor Network), the routing protocol must consider the power condition of nodes such as residual power and energy harvesting rate. Many EH-WSN studies have emphasized the power aspect and make the urgency of sensed data less important. However, in applications such as environmental monitoring, stability and latency become more important issues than power efficiency for urgent data. In this paper, we designed a routing protocol that can set path according to data urgency. To this end, relay nodes are determined considering the urgency of date. Nodes with poor power do not participate in routing when normal data is generated, so that urgent data can be transmitted reliably with low latency. The performance of the proposed routing protocol is analyzed by computer simulation.
Industrial networks has been developing various technologies from fieldbus technology to industrial Ethernet and time-sensitive networking. The industry expects that the 5G mobile network will solve the diverse and highly specific industrial site requirements. Accordingly, 3GPP has been developing standard functions to provide ultra-high reliability, ultra-high speed, ultra-connection, and ultra-low latency services, and 3GPP Rel-16 began developing ultra-low latency and ultra-high reliability communication functions for 5G mobile networks to support vertical industries. In this paper, we show the related standardization trends and requirements to apply industrial IoT service scenarios to 5G mobile networks, and in particular, we introduce 5G system features and extended 5G system architecture to provide time sensitive communication and time synchronization services.
어플리케이션 특성에 따라 링크 대역폭 요구량이 다양하게 분포하는 이종 (heterogeneous) 아키텍처 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 설계에 있어 링크 지연 시간이 독립적으로 설정될 수 있는 비동기식 프로토콜을 적용할 경우 동기식 설계에 비해 성능 향상의 기회가 확대될 수 있다. 본 논문에서는 비동기식 NoC에서 각 링크의 대역폭 요구량과 도선 길이에 따른 지연 시간 모델을 제시하고 이를 최적화하는 simulated annealing (SA) 기법을 이용한 플로어플랜 기반 토폴로지 생성 알고리즘을 제안하였다. 생성된 토폴로지와 각 링크의 도선 길이를 기반으로 대응하는 도선 지연시간을 계산하고 로직 합성 단계를 거쳐 생성된 gate-level netlist와 표준지연시간 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 성능을 측정하였다. 링크 도선 길이를 고려하지 않은 일반적인 토폴로지 생성 알고리즘인 TopGen과 비교하여, 제안된 알고리즘이 다양한 어플리케이션 실험에서 평균 13.7% 지연 시간 단축 효과 및 처리량 측면 지표인 실행 시간에서 평균 11.8% 감소 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
여러개의 프로세서와 IP들로 이루어진 MPSoC 시스템은 모듈간 통신을 위해 NoC가 지원되어야 한다. NoC는 스위치의 추가만으로 시스템을 쉽게 확장할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 시스템의 복잡도가 증가함에 따라 NoC를 구성하는 스위치의 수가 증가하게 되며, 증가된 스위치로 인해 전체 시스템 면적과 데이터 전송 latency가 증가하게 된다. 본 논문에서는 network interface를 공유하여 시스템에서 요구되는 스위치의 수를 감소시켜 전체 시스템의 면적 및 데이터 전송 latency를 감소시키는 방안을 제시한다. Network interface에 연결된 모듈간 버퍼를 공유하는 방식을 사용하여 network interface의 면적을 감소시켰다. 실험결과 스위치 수 및 network interface의 면적감소로 인해 전체 시스템의 면적은 기존에 비해 평균 46.5% 감소하였으며, 데이터 latency는 평균 17.1% 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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