802.16m EMD를 적용한 패킷스케쥴링 성능평가
- 주제(키워드) 패킷스케쥴링 , 802.16m EMD , 802.16m
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김재훈
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신대학원 정보통신
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000011476
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
4G에서는 데이터 전송성능이 획기적으로 증대되어, 정지 또는 저속의 이동간에는 1Gbps, 60km/h 이상의 고속이동시에는 100Mbps 이상의 전송속도를 유지할 수 있을 것이다. 802.16m은 IEEE에서 표준화한 4G시스템으로, 현재 상용화되어 활용되고 있는 802.16e와의 호환성을 유지한 상태로 IMT-Advanced 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 표준화 되고 있으며, LTE-Adv와 경쟁구도를 그리고 있다. 4G 이동통신서비스가 시작되면 그동안 유선에서만 이용할 수 있었던 VOIP, IPTV, 3D GAME 등과 같은 서비스를 무선환경에서도 이용할 수 있을 것으로 예상된다. 이는 엄청난 트래픽의 증대를 이끌 것이며 인터넷 트래픽 제어의 핵심요소인 패킷스케쥴링의 중요성이 점차 부각될 것이다. 패킷스케쥴링은 서비스 실행 순서를 결정하여 여러 가지 QoS의 전달지연을 보장하는 방법으로 단순성(simplicity), 공평성(fairness), 성능보장(performance guarantees), 효율성(throughput)의 네가지 상충적인 요구사항을 만족해야한다. 본 연구에서는 네가지 상충적인 요구사항을 보장하기 위한 대표적 패킷스케쥴링에 대한 성능분석을 4G 시스템 규격에 맞추어 분석했다. 시스템의 규격은 802.16m EMD를 바탕으로 구성하여 시뮬레이션하였다. 공평성 측면의 대표적인 알고리즘인 Round-Robin은 전송효율이 떨어지는 반면에 모든 단말에게 공평한 전송용량을 주었다. 기회적 패킷 스케쥴링 알고리즘은 라운드로빈 방식에 비해 throughput은 최대 25%까지 향상되었으며 tc값이 클수록 throughput은 향상되는 추세를 보였다. 또한 네트워크 환경이 busy한 상태에서 보다 효과적인 성능을 보임을 알 수 있었다. QoS를 고려한 기회적 패킷스케쥴링 방식은 K*값을 적절히 조정하면 QoS와 throughput을 만족 시키는 적당한 지점을 확인할 수 있다. K*=2 였을 때 throughput은 단지 1.8% 감소하는 반면 주어진 UGS와 RTPS의 지연시간은 대폭 감소함을 볼 수 있었다. 본 연구는 패킷스케쥴링에 대한 기본이론을 함양 할 수 있고 향후 4G 시스템 망구성에 참고 할 수 있을 것이며, 802.16m 환경을 적용하는 타 연구에 시뮬레이션 환경의 기준을 제시할 수 있을 것이다.
more초록/요약
4G will be able to transmit data at higher speeds. For low mobility users it will be possible to have a transmission speed of up to 1Gbps, for high mobility users (over 60 km/h) the maximum speed will be 100Mbps. 802.16m which is standardized as 4G system by IEEE, has a goal of satisfying IMT-advanced's needs while it maintains the compatibility with 802.16e which has been commercialized and used all over the world. However they compete against LTE-Adv. Once 4G service starts, it will be possible to use some services based on wire system such as VOIP, IPTV, 3D GAME, in wireless system. It will cause a lot of traffic, and the Packet scheduling which is the main factor of internet traffic control, will become more important. Packet scheduling is a method which decides the service execution order to guarantee transmission delay of various QoS, and it has to fulfill 4 conflicting requirements : simplicity, fairness, performance guarantees, throughput. In this study, I investigated the capability of typical packet scheduling, which is required to fulfill 4 requirements, based on 4G system standard. Round-Robin, which is a representative algorithm of fairness, has its advantage of equal distributing capacity to terminals while it has low transmission efficiency. Opportunity packet scheduling algorithm has elevated throughput up to 25% compared to Round-Robin' method and showed tendency that throughput rises up as tc value rises. Also, it showed that it is more effective capacity when the network circumstance is busy. By using Opportunity packet scheduling method with QoS, the point that satisfy both QoS and throughput could be found if K* value is appropriately adapted. For example, in case of K*=2, while throughput decreased only 1.8%, the given UGS and RTPS delay time decreased significantly. This study could foster basic theory of packet scheduling, be used for reference to oncoming 4G system network construction, and present the standards of simulation environment to other studies which apply 802.16m environment.
more목차
제 1장 서론 1
제 2장 패킷스케쥴링 2
제 1절 패킷스케쥴링 이론 2
제 2절 무선망의 특성과 고려요소 3
1. 무선망의 특성 3
2. 패킷스케쥴링 고려요소 4
제 3장 패킷스케쥴링 방법 7
제 1절 기존에 연구되었던 패킷스케쥴링 알고리즘 분석 8
1. 라운드로빈 방식 8
2. CSDP 8
3. M-LWDF 방식 10
4. IWFQ 11
5. CIF-Q 11
6. WFS 12
7. 기회적 스케쥴링 13
8. QoS를 고려한 기회적 스케쥴링 방법 18
제 4장 802.16m EMD를 적용한 성능분석 20
제 1절 802.16m EMD 분석 20
1. EMD에 명시된 3가지 테스트 시나리오 20
제 2절 시뮬레이션 환경 23
1. 시스템 구성 23
2. MS의 이동모델 24
3. Pathloss Models 25
4. 서비스의 종류와 트래픽 모델 28
제 3절 성능평가 32
1. Round-Robin scheduling algorithm 32
2. Opportunity scheduling algorithm 33
3. QoS를 고려한 Opportunity scheduling algorithm 36
제 5장 결론 37
참고문헌 39
