개인무선네트워크에서 멀티미디어 데이터전송을 위한 효율적인 채널할당 기법에 관한 연구
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 조영종
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2006. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신대학원 정보통신
- 본문언어 한국어
초록/요약
국문 요약 최근, 근거리 무선 ad hoc 접속을 가능하게 해주는 WPAN(Wireless Personal Area Network)에 전념하는 광범위한 연구 노력이 진행되었다. WPAN의 첫 번째 기술로서, 출현한 것이 Bluetooth이다. 그러나 Bluetooth의 데이터 속도는 1 Mbps 미만이고, 따라서, 버스트 데이터나, 실시간 멀티미디어 트래픽을 지원하기는 어려운 제한적인 능력을 가지고 있다. 가까운 장래에 근거리 응용 DEV들은 고 품질의 비디오와 분산 오디오 그리고 다수의 메가-바이트 데이터 전송이 요구될 것으로 예상되는 데, 새로운 고속의 WPAN 표준이 802.15.3 연구 그룹에 의해 개발되어 지고 있다. 표준은 일반적으로 고속 WPAN으로 언급되어 지는데, 현재 55Mbps 까지 의 데이터 속도를 제공하고, 데이터 속도는 머지않아, 수백 Mbps까지 증가할 것이다. 높은 데이터 속도는 매 짧은 시간 내에 거대한 멀티미디어 파일, 비디오 스트리밍 과 MP3 와 같은 오디오 파일을 무선으로 전송하는 데 적합하다. 802.15.3 WPAN은 몇 개의 DEV로 구성되는 데, 그것들 중의 하나는 피코넷의 PNC(Piconet Coordinator)역할을 하도록 요구되어 진다. DEV가 일상적인 기준으로 채널 시간을 필요로 한다면, 그것은 PNC에게 등시성 채널 시간을 요청할 것이다. 채널 시간 요구 명령을 받을 때, PNC는 요구되어 진 채널 시간이 가능하다면, DEV를 위한 채널을 할당한다. 현재의 표준문서는 회선경쟁을 하는 소스 DEV들 사이에 채널 시간을 효율적으로 할당할 수 있는 특별한 구조를 권고하지 않았기 때문에, 첫 번째 입력에 대해서 첫 번째로 서비스하는 것을 기본 원리로 하여 채널 시간을 할당하는 PNC를 가정한다. 이와 같이 요구된 채널 시간이 사용할 수 없거나, 어떤 이유에서든 간에 요구를 지원할 수 없다면 DEV의 요구는 거절되거나, 좀더 작은 채널시간이 선택될 것이다. 802.15.3 WPAN의 등시적인 시간 할당은 고품질과 실시간의 비디오와 오디오의 분산을 위해서 꽤 유용할 것으로 기대된다. 미래 응용DEV들 사이에서, 비디오 전송은 PAN을 포함한 무선 이동 네트워크에서 트래픽의 대 부분을 점유할 것으로 예상된다. 이 논문에서는 효율적인 멀티미디어 데이터 전송을 위한, 802.15.3 WPAN에 관한 기 제시된 동적 채널 할당 기법의 분석을 통한 문제점을 살펴보고, 동적채널할당의 제한성을 보완하기 위한 하이브리드(혼성) 채널할당 방법을 제시한다.
more초록/요약
Abstract Recently, extensive research effort has been devoted to wireless personal are networks (WPANs). Bluetooth has emerged as the first WPAN technology. The data rate of Bluetooth is , however, less than 1 Mbps, and thus it has a limited capability such that it is hard to supported bursty data or real-time multimedia traffic. As the short-range applications in the near future are expected to require high quality video and audio distributions and multi-mega-byte data transfers, a new high-rate W PAN standard is being developed bye IEEE 802.15.3 task group. The standard, commonly referred to as high-rate W PAN provides the data rate currently up to 55 Mbps, and the rate will be increased to several hundreds Mbps shortly . The high rate is suitable for the wireless transfer of huge multimedia files, streaming video and like MP3 in a very short time. 802.15.3 WPAN consists of several devices (DEVs), and one DEV among them is required to assume the role of the piconet coordinator(PNC) of piconet. If a DEV needs channel time on a regular basis, it asks the PNC for isochronous channel time. The PNC, upon receiving the channel time request command, allocates channel time for the DEV if the requested channel time is available. As the current draft standard does not recommend any special mechanism to efficiently allocate the channel time among competing source DEVs, we assume PNC assigns the channel time on the first-come-first-serve basis, If, thus, the requested channel time is not available or the PNC can not support the request for any reason, the DEV's request shall be rejected or it may choose to use a smaller channel time. The isochronous time allocation capability of the 802.15.3 WPAN is expected to be quite useful for the distribution of high-quality and real-time video and audio. Among the future application, video is anticipated to occupy a large portion of the traffic in wireless mobile. In this paper, we look into the defect through analysis of previous dynamic channel allocation technique and present hybrid channel allocation techniques to do the supplementation the defect of the dynamic channel assignment.
more목차
목 차
국문요약........................................................................ i
목 차.................................................................... iii
그 림 목 차 .................................................................. iv
표 목 차 .................................................................... v
제 1 장 서 론 ................................................................. 1
제 2 장 IEEE 802.15.3 HR-WPAN 개요 ............................... 4
제 3 장 동적 채널 할당 기법............................................. 15
3.1 스케줄링 알고리즘 ................................................ 15
3.1.1 MES 스케줄링 ............................................... 15
3.1.2 Maximum Traffic 스케줄링 .............................. 22
3.1.3 Size-based 스케줄링 ..................................... 27
3.1.4 우선 순위 스케줄링 ......................................... 36
3.1.5 체널 적응형 스케줄링 ...................................... 39
3.1.6 Lazy 패킷 스케줄링 ...................................... 40
3.2 Application-Aware MAC ....................................... 42
제 4 장 동적채널할당의 제한성 및 해결방안 ....................... 47
4.1 고정채널할당과 동적채널할당의 비교 ....................... 47
4.1.1 고정채널할당 ................................................. 47
4.1.2 동적채널할당 ................................................. 48
4.2 혼성채널할당 ....................................................... 50
제 5 장 결론 ................................................................. 51
참고문헌 ..................................................................... 53
Abstract ...................................................................... 55
목차
그 림 목 차
그림 1. IEEE 802.15.3 WPAN의 계층 구조 .......................... 6
그림 2. IEEE 802.15.3 HR-WPAN의 피코넷 구조 .................. 7
그림 3. IEEE 802.15.3 HR-WPAN의 슈퍼 프레임 구조 ........... 7
그림 4. Backoff 절차의 예시 ........................................... 11
그림 5. ACK를 사용하지 않는 경우의 CTR ........................ 12
그림 6. Imm-ACK을 사용하는 경우의 CTR........................ 12
그림 7. 여러 개의 프레임을 전송할 경우의 CTR ................. 13
그림 8. 비경쟁 구간에서의 채널 액세스 절차 ..................... 14
그림 9. 페이딩 채널에 대한 두 가지 상태의 Markov............. 16
그림 10. 순간적인 CTA의 분산 업-데이트 방법 .................. 20
그림 11. MBS 방법의 CTA 분산 ...................................... 21
그림 12. MT 스케줄링의 이점 ......................................... 23
그림 13. 802.15.3 MAC의 슈퍼프레임 ............................... 24
그림 14. lazy 패킷 스케줄링 ........................................... 41
그림 15. MPEG 프레임에 관한 동적 채널 시간 할당 ............ 44
그림 16. 채널 시간 할당 방식 비교 ................................... 45
그림 17. 2개의 흐름에 대한 채널 시간 할당 기법 비교 .......... 46
표 목차
표 1. IEEE 802.15.3 HR-WPAN IFS 변수 값 ...................... 10
표 2. IEEE 802.15.3의 매개변수 ....................................... 25
표 3. 확장된 기한을 이용한, 오버로드된 시스템에서 유휴 용량 의 재 사용과 할당의 비교............................................... 34
표 4. 서로 다른 프레임 간격을 가진 흐름들의 평균 작업 실패율.............................................................................. 35
표 5. 우선순위에 따른 가중치 ......................................... 37
표 6. 고정 채널 할당 기법과 동적 채널 할당 기법 비교 ........ 49
