• ETRI Journal
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• 제43권3호
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• pp.447-458
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• 2021

The quality of experience (QoE) of video streaming is degraded by playback interruptions, which can be mitigated by the playout buffers of end users. To analyze the impact of playout buffer dynamics on the QoE of wireless adaptive hypertext transfer protocol (HTTP) progressive video, we model the playout buffer as a G/D/1 queue with an arbitrary packet arrival rate and deterministic service time. Because all video packets within a block must be available in the playout buffer before that block is decoded, playback interruption can occur even when the playout buffer is non-empty. We analyze the queue length evolution of the playout buffer using diffusion approximation. Closed-form expressions for user-perceived video quality are derived in terms of the buffering delay, playback duration, and interruption probability for an infinite buffer size, the packet loss probability and re-buffering probability for a finite buffer size. Simulation results verify our theoretical analysis and reveal that the impact of playout buffer dynamics on QoE is content dependent, which can contribute to the design of QoE-driven wireless adaptive HTTP progressive video management.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권8호
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• pp.3856-3872
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• 2018

HTTP-based adaptive streaming (HAS) has recently been widely deployed on the Internet. In the HAS system, a video content is encoded at multiple bitrates and the encoded video content is segmented into small parts of fixed durations. The HAS client requests a video segment and stores it in the playout buffer. The rate adaptation algorithm employed in HAS clients dynamically determines the video bitrate depending on the time-varying bandwidth. Many studies have shown that an efficient rate adaptation algorithm is critical to ensuring quality-of-experience in HAS systems. However, existing algorithms have problems estimating the network bandwidth because bandwidth estimation is performed on the client-side application stack. Without the help of transport layer protocols, it is difficult to achieve accurate bandwidth estimation due to the inherent segment-based transmission of the HAS. In this paper, we propose an alternative approach that utilizes the playout buffer occupancy rather than using bandwidth estimates obtained from the application layer. We start with a queueing analysis of the playout buffer. Then, we present a buffer-aware rate adaptation algorithm that is solely based on the mean buffer occupancy. Our simulation results show that compared to conventional algorithms, the proposed algorithm achieves very smooth video quality while delivering a similar average video bitrate.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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• pp.413-417
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• 2009

The use of scalable video coding scheme has been regarded as a promising solution for guaranteeing the quality of service of the video streaming over the Internet because it is a capable coding scheme to perform quality adaptation depending on network conditions. In this paper, we use a streaming model that transmits base layer using TCP and enhancement layers using DCCP, which try to provide transmission reliability of the BL and TCP friendliness. Unlike pervious works, the proposed algorithm performs rate adaptation based on playout buffer status. The PoB status of the client is sent back periodically to the server and serves as a network congestion indicator. Experimental results show that our scheme improves streaming quality comparing with pervious scheme in the case of not only constant/dynamic background flows but also VBR-encoded video sequence.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1976-1985
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• 2015

비디오 스트리밍 수신기의 재생 버퍼에 있는 패킷량은 네트워크 상태에 따라 변화되며 지연 및 지터의 영향으로 인해 포화 및 고갈 현상이 일어날 수 있다. 특히, 유입되는 비디오 트래픽의 양이 재생 버퍼의 최대 양을 넘으면 버퍼 오버플로우(buffer overflow)문제가 발생된다. 버퍼 오버플로우는 화질의 열화를 발생시키고 스킵(skip) 현상으로 인해 재생의 불연속성을 발생시킨다. 또한 네트워크 혼잡으로 인하여 패킷의 유입이 늦어지면 버퍼 언더플로우(buffer underflow) 문제에 의한 버퍼링에 의해 영상의 멈춤 현상이 일어날 수 있다. 상기 문제들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 토큰버킷(Token Bucket)의 주요 파라미터인 토큰 발생률 파라메타와 버킷의 최대 용량 파라미터를 각각의 비디오 패킷들의 패턴에 따라서 자동적으로 설정하는 토큰버킷 기법을 장착한 비디오 스트리밍 수신기를 제안한다. NS-2(Network Simulator-2)와 JSVM(Joint Scalable Video Model)을 이용하는 시뮬레이션 결과는 제안하는 토큰버킷 파라메타 자동설정 기법이 기존의 수동설정 기법보다 3개의 시험 비디오 시퀀스들에 대해 오버플로우/언더플로우 횟수와 패킷 손실 비율 및 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)측면에서 우수한 성능을 제공함을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5512-5517
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• 2012

본 논문에서는 만족스런 서비스 품질을 제공하는 페트리 네트 기반의 멀티미디어 동기화 모델을 제안한다. 제안한 모델은 실시간 특징을 나타내는 데이터의 서비스 품질을 보장할 수 있는 가변적 버퍼를 적용하였다. 본 논문은 동기화 구간 조정을 처리하기 위해 지연 지터를 적용함으로써 트래픽 증가로 인한 미디어 데이터의 손실 시간 및 지연시간의 변화로 인한 데이터 손실을 감소시켰다. 그리고 스무딩 버퍼의 대기 시간을 가변으로 처리함으로써 지연시간의 변화로 인한 불연속을 감소시켰다. 제안된 논문은 고품질 서비스의 보장을 요구하는 시스템에 적합하며, 재생율 증가와 손실율 감소 등 서비스 품질을 향상시켰다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권3호
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• pp.299-306
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• 2010

IPTV 및 VoIP 서비스는 높은 이동성과 전송 속도를 보장하는 Mobile WiMAX 네트워크 상에서 제공할 수 있는 유용한 응용 서비스들이다. IPTV의 오디오 전송이나 VoIP의 통화 품질에 영향을 미치는 요소 중 전송 경로의 잦은 변경이나 경로간 전송 시간의 차이에 따라 발생하는 지터에 의한 패킷 손실은 지터 버퍼를 이용하여 완화할 수 있다. 본 논문에서는 Mobile WiMAX 네트워크 상에서 이동 단말의 전력 소모 절감을 위해 사용되는 PSC-II 모드를 사용할 때의 오디오 및 음성 서비스의 품질(Quality of Service)과 지터 버퍼 크기의 상관관계에 대해 연구, 분석한다. 이를 위해 절전 모드 사용으로 인해 추가로 발생하는 지연 시간을 포함한 서비스의 종단간 지연시간 모델과 종단간 지연시간을 기준으로 한 서비스 품질 기준을 제시하였다. 또한, 제시한 모델의 다양한 파라미터에 따른 시뮬레이션 분석 결과를 통해 절전 모드를 사용할 경우에는 지터 버퍼의 크기 증가에 따른 지연으로 인한 패킷 손실이 오히려 오디오 및 VoIP 서비스 품질 측면에서 좋지 않은 영향을 미칠 수 있음을 보였다.

• 산업공학
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• 제22권1호
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• pp.95-103
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• 2009

During the past few years, design of experiments (DOE) has been gaining acceptance in the telecommunications research community as a mean for designing and analyzing experiments economically and efficiently. In addition, the need for introducing a systematic robust design methodology (i.e., one of the most popular DOE methodologies) to network simulations has been increasing. In this paper, we present an architecture of voice over IP (VoIP) application and the E-Model for calculating the perceived quality of service (QoS). Then, we apply the Taguchi robust design methodology to optimize the perceived QoS of VoIP application, and describe the detailed step-by-step procedures. We have used ns-2 simulator to collect experimental data in which the SN ratio, a robustness measure, is analyzed to determine an optimal design condition. The analysis shows that "initial delay time in playout buffer" is a major control factor for ensuring robust behaviors of the perceived QoS of VoIP. Finally, we verify the proposed optimal design condition using a confirmation experiment.