본 논문에서는 OTT(Over The Top)가 채널상태에 따라 동적으로 최적화함으로서, 최고의 비디오 비트율(bit-rate)로 전송하기 위한 스마트 HLS(HTTP Live Stream) 플랫폼을 제안하였다. HLS 플랫폼은 스마트 OTT가 채널변경 시간을 최적화도록 HLS 서버와 OTT 클라이언트 사이의 대역폭을 모니터링 한다. 이를 위해 다중 비트율과 적정한 대역폭으로 비디오 스트림을 조정하도록 설계되었다. 제안한 스마트 OTT는 최적의 비트율로 버퍼링을 함으로서 라이브와 VOD(Video On Demand)비디오를 재생할 수 있다. 이러한 HLS 플랫폼은 세그먼트 형식의 H.265 MPEG-2 TS(Transport Stream) 비디오와 관련 정보를 담고 있는 m3u8 파일과 스마트 OTT가 연동한다. 이로서 설계한 단일 버퍼링 기반의 스마트 OTT는 동작 중인 채널 대역폭 효율과 복호화된 VOD에 대한 적응적 비트율을 활용함으로서 대역폭이 허용하는 최대의 데이터를 버퍼링으로 최적의 비디오를 전송할 수 있다.
본 논문에서는 이동 애드혹 네트워크에서 신뢰성 향상을 위한 액티브 네트워크를 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 DSR을 기본 프로토콜로서 액티브네트워크를 구성하였고, 송수신 노드를 액티브 노드로서 이용하였다. 신뢰성 향상을 위해 송신노드는 최근 보낸 데이터를 저장할 임시 버퍼를 생성한 후 수신노드의 요구에 의해 데이터 재전송을 수행하며 수신노드 당 흐름관리를 할 수 있는 기능을 추가하여 송신 액티브노드로 기능을 변경하였다. 수신노드는 손실된 데이터에 대한 재 전송요구와 흐름제어 기능을 추가하는 수신 액티브노드로 기능을 변경하였다. 그 결과로서, 제안된 액티브 노드는 움직임이 적은 이동 애드혹 네트워크에서는 100[%]에 근접하는 신뢰성을 보였고, 움직임이 많은 이동 애드혹 네트워크에서 보다 평균 3.5737% 증가한 95%의 데이터 수신율을 보장하였다.
ATM 망에서의 폭주로 인한 셀 손실은 피할 수 없기 때문에 영상 데이터 전송시 화질의개선 여지가 문제점으로 남아있다. ATM망에서 MPEG 비디오 전송시에 무차별적인 셀들의 손실은 서비스 품질의 심각한 저하를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 두 가지 방법을 제안한다. 첫째, MPEG 부호화기의 데이터 스트림의 트래픽 특성을 분석하여 높은 우선 순위의 데이터 스트림을 생성한다. 그리고 망의 폭주시에 가능한 한 낮은 우선 순위의 셀들을 폐기시키고 높은 우선 순위의 셀들을 전송하게 함으로써 사용자의 QOS를 보장한다. 이 때 부호화기의 데이터 스트림에 대한 우선 순위는 파라미터 ${\beta}$값의 증감에 따라 우선 순위 단계를 조절한다. 둘째, ${\beta}$값이 클수록 우선 순위가 높은 셀들의 수가 증가하게 된다. 이것은 망의 폭주시 우선 순위가 높은 셀의 손실을 초래한다. 이를 예방하기 위하여 본 연구에서는 사용량 감시 제어기를 설치하여 버퍼의 상태에 따라 전송률을 재 조절하는 방법을 취한다. 즉, 부호화기의 대역폭은 부호화기와 네트워크 사이의 재협상을 통하여 얻는다. 본 논문에서는 부호화기의 대역폭 요구사항을 최대 셀 전송률, 버스트 길이, 지속율을 다루는 사용 파라미터 제어(UPC)에 의하여 얻는다. 네트워크 인터페이스 카드(NIC : Network Interface Card)에 있는 적용 부호화기의 비트율 제어 알고리즘은 사용자의 QOS를 유지하기 위해 필요한 UPC 파라미터를 계산한다. 시뮬레이션시에는 동적인 UPC를 지원하는 ATM 네트워크 인터페이스 환경을 통하여 MPEG 부호화기의 비트율을 조절함으로써 측정하였다. 우선 순위가 주어진 데이터 스트림의 대역폭 재협상을 통한 실험의 결과는 대역폭의 이득과 우선 순위가 높은 데이터 스트림의 손실을 방지함으로써 영상의 화질이 개선됨을 보여준다.
본 논문에서는 채널상태에 동적으로 최적화한 HLS(Http Live Streaming)의 비트 율에 따라 전송하기 위해 적응 버퍼링을 제안하였다. 이러한 스마트 OTT(Over The Top) 플랫폼은 서버와 클라이언트 사이의 통신망 대역폭 용량을 분석하였다. 이를 위해 다중 비트율과 대역폭 조절기(resolution) 사이의 비디오 스트림의 전송속도를 조정하도록 설계하였다. 이러한 적응 버퍼링은 기본적인 HLS 버퍼 구조에 2개의 버퍼를 추가한다. 적응 버퍼링은 이전 채널과 다음 채널을 지속적으로 버퍼링을 한다. 제안한 스마트 OTT 플랫폼의 적응 버퍼링은 단일 버퍼링의 정적 HLS 방식 보다 우수하다. 이러한 방식은 HLS 사용자가 가용 통신망 속도를 분석함으로서 스마트 OTT 단말의 적을 버퍼링 속도를 조절 할 수 있기 때문이다. 이로서 스마트 OTT가 비트 율을 동적으로 최적화함으로서 라이브와 VOD 형태의 비디오를 전송하도록 구축하였다. 세그먼트 형식의 H.265 MPEG-2 TS 비디오정보인 m3u8 파일을 활용함으로서 HLS의 서버가 통신망 상황에 맞게 연동할 수 있으며, PLC(Power Line Control) 전송과도 연동할 수 있다.
미래의 통합 이동 통신망은 멀티미디어 데이터 서비스를 하기 위해 작은 셀로 망이 구성될 것이다. 셀이 작은 경우, 이동 호스트의 셀간 이동이 상대적으로 증가해서 잦은 핸드오프 처리로 서비스 중단이 빈번히 발생할 수 있을 뿐만 아니라 자원의 낭비도 많아지게 된다. 따라서 이런 문제를 해결하기 위해 이동 호스트의 이동성을 예측해서 멀티캐스트 연결을 구성해서 사전 핸드오프 처리를 하는 SGMH방법을 제안한다. SGMH방법의 성능 평가를 위해 핸드오프 처리과정의 데이터 및 제어 정보의 흐름을 분석하고, 망 종속 인자들을 도입해서 버퍼 오버헤드와 서비스 중단 시간 면에서 기존 핸드오프 방법들과 비교했다. 비교 분석한 결과는 제안한 방법이 기존의 방법보다 기지국에서의 버퍼 오버헤드뿐만 아니라 서비스 중단 시간을 줄일 수 있음을 보였다.Abstract For mobile multimedia data services, future mobile communication networks will consist of small cells. In case of smaller cell size, the number of user movements between cells will increase and more network resources will be consumed for processing frequent handoffs. This processing delay will cause frequent connection service disruptions. To solve these problems, a multicast-based handoff method ,called SGMH(Sub-Group Multicast-based Handoff), is suggested. SGMH method estimates future movements of mobile hosts and setups a dynamic multicast connection tree for procesing handoffs. For performance evaluation, we represent flows of data and control messages as timing diagrams and introduce several network related factors. In terms of buffer overhead and service disruption time we compared the SGMH method to other methods. The results show that SGMH method has better performance in that it can reduce consumption of network resources and minimize service disruption time.
핫 플러깅과 네트웍 자동 재구성, 등시성 전송 기능을 지원하는 IEEE1394는 멀티미디어 디지털 홈 네트웍의 표준이 되었다. 특히 최근 IEEE 1394 프로토콜이 흠 씨어터 서비스와 같은 QoS 보장형 멀티미디어 네트웍, 실시간 통신 기능을 가지는 디지털 계측 제어 프로토콜과 연동되는 환경에서 백본 네트웍 프로토콜, 혹은 실시간 코바(CORBA) 와 같은 실시간성을 지원해야 하는 미들웨어의 물리계층 프로토콜 등에 사용되면서 네트웍 디바이스 드라이버 수준에서의 실시간성 보장이 요구되고 있다. 실시간성을 보장하기 위해 IEEE 1394 네트웍 디바이스 드라이버는 우선 순위 기반의 패킷 처리 기능과 1394의 등시성 통신의 주기에 기반한 등시성 버퍼관리 기능의 지원이 필요하다. 그러나 기존 상용 OS의 네트웍 디바이스 드라이버는 등시성 전송과 같은 IEEE 1394의 특성을 제대로 반영하지 못하며 실시간 통신을 지원하지 않는다. 본 논문에서는 IEEE 1394 디바이스 드라이버 수준에서 실시간 전송을 보장하기 위한 네트웍 디바이스 드라이버의 구조를 제안한다.
모바일 애드 혹 네트워크상에서 DSR, AODV등 대부분의 on demand 라우팅 프로토콜들은 경로 탐색 과정에서 트래픽 로드를 고려하고 있지 않다. 최근 혼잡을 해결하고 트래픽 로트 밸런싱을 이루기 위해서 여러 알고리즘들이 제시되었으나 대부분 경로 탐색과정에서 단순히 대체 경로를 찾거나 혼잡이 발생된 노드를 회피하여 라우팅하는 기법들이었다. 본 논문에서는 이러한 이슈들에 대한 성능을 향상시키기 위해 혼잡이 발생된 노드에서 패킷 버스팅 기법을 사용하여 혼잡을 해결하고자 한다. 패킷 버스팅 기법은 IEEE 802.11e QoS 동작에서 소개되었으며 한번의 채널획득으로 여러 패킷을 보낼 수 있도록 한다. 이로써 혼잡이 발생한 노드는 버퍼링된 패킷을 신속하게 전송할 수 있으며, 병목현상을 막을 수 있다. 또한 정확하고 동적으로 혼잡상태를 결정하기 위하여 두 가지의 임계값을 정의한다. 하나는 인터페이스 큐길이이며, 다른 하나는 버퍼링 시간이다. 마지막으로 실험을 통하여 네트워크 트래픽이 많을 때 제안된 알고리즘이 기존의 일반적인 on demand 프로토콜보다 더 효율적이고 우수한 성능을 가짐을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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