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채널 결합 기반 대용량 방송서비스를 위한 유효 대역폭 추정 알고리즘에 대한 연구
A Study on Effective Bandwidth Algorithms for Mass Broadcasting Service with Channel Bonding

용기택    (아주대학교 전자공학과   ); 신현철    (아주대학교 전자공학과   ); 이동열    (아주대학교 전자공학과   ); 유웅식    (한국전자통신연구원   ); 최동준    (한국전자통신연구원   ); 이채우    (아주대학교 전자공학과  );
  • 초록

    현재 HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 망에서 UHD(Ultra High Definition) 콘텐츠와 같은 대용량 방송콘텐츠 전송을 위한 대표적인 전송기술로, 다수의 채널을 결합시켜 논리적인 하나의 광대역 채널로 변경하여 데이터를 병렬 전송하는 방법이 대두되고 있다. 하지만 채널 결합을 통해 콘텐츠를 전송하는 시스템의 경우 하나의 콘텐츠 전송을 위해서 다수의 채널을 결합하기 때문에 채널 자원의 부족이 예상된다. 따라서 결합된 채널을 효율적으로 사용할 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 결합된 채널의 효율적인 대역폭 사용을 위하여 세 가지 방식의 VBR(Variable Bit Rate) 대역폭 추정 알고리즘을 분석하였다. 세 가지의 유효 대역폭 추정 방식은 Guerin이 제안한 가우시안 근사를 통한 유효 대역폭 추정, Lee가 제안한 비디오 프레임 특성을 기반으로 한 유효 대역폭 추정과 Nagarajan이 제안한 가우시안 트래픽을 기반으로 한 유효 대역폭 추정 알고리즘이다. 또한, 이들을 분석하여 대용량 방송 시스템으로의 적용가능성을 평가하였다. 성능 분석을 위한 시뮬레이션은 OPNET 시뮬레이터를 사용하였고, 성능 분석의 정확성을 위해 실제 HD 방송 트래픽을 분석하여 대용량 방송 트래픽을 생성하였다.


    parallel transmitting system with channel bonding method have been proposed to transmit mass content such as UHD(Ultra High Definition) in HFC(Hybrid Fiber Coaxial) networks. However, this system may lead to channel resource problem because the system needs many channels to transmit mass content. In this paper, we analyze three effective bandwidth approximation algorithms to use the bonding channel efficiently. These algorithms are the effective bandwidth of Gaussian approximation method algorithm proposed by Guerin, the effective bandwidth based on statistics of video frames proposed by Lee and the effective bandwidth based on Gaussian traffic proposed by Nagarajan. We also evaluate compatibility of algorithms to the mass broadcasting service. OPNET simulator is used to evaluate the performance of the algorithms. For accuracy of simulation, we make mass source from real HD broadcasting stream.


  • 주제어

    UHD .   VBR .   Effective Bandwidth .   Channel Bonding .   HFC.  

  • 참고문헌 (20)

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    2. "UHDTV Roadmap", ICT Standardization Roadmap 2010 
    3. 정세윤, 조숙희, 김성훈, 이응돈, 서정일, 강경옥, 박상규, 최진수, "UHDTV 서비스 기술 특허 동향 분석," 제24권, 제1호, 2009년 2월 
    4. Data-Over-Cable Service Interface Specifications DOCSIS 3.0, MAC and Upper Layer Protocols Interface Specification, CM-SP-MULPI v3.0- I08-080522, Cable Television Laboratories, Inc., MAY, 2008. 
    5. 조창연, 허준, 김준태, "초 고화질 텔레비전 방송을 위한 차세대 오픈 케이블 방식에 대한 연구," 방송공학회논문지, 제14권, 제2호, pp. 228-237, 2009년 3월 
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    11. W. Willinger, D. V. Wilson an E. Leland, "On the Self-Similarity Nature of Ethernet Traffic", IEEE/ACM Trans. on Networking, Vol. 2, pp. 1-15, Jan., 1994. 
    12. M. S. Taqqu, W. Willinger, J. Beran and R. Sherman, "Long-Range Dependency in Variable-Bit-Rate Video Traffic", IEEE Trans. on Communication, Vol. 43, pp. 1566-1579, Mar., 1995. 
    13. Yuxing Tian, "A Survey on Connection Admission Control in ATM Networks", proceedings of DePaul CTI Research Symposium, November 1999. 
    14. J.R. Ohm, "Multimedia communication technology: representation, transmission and identification of multimedia signals", Springer, 2004. 
    15. P. Kvackaj and I. Baronak, "Evaluation of Three CAC Methods: Gaussian Approximation Method, Method of Effective Bandwidth and Diffusion Approximation method", Journal of Electrical Engineering, Vol. 57, No. 6, pp.360-364, 2006. 
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    17. M. Dai, "A unified traffic model for mpeg-4 and h.264 video traces", IEEE Transactions on Multimedia, Vol 11, Issue 5, pp.1010-1023. Aug 2009. 
    18. H. Koumaras, "Analysis of H.264 video encoded traffic", INC 2005, Samos Island, Greece, July 2005. 
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    20. H. Heffes and D. M. Lucantoni, "A Markov modulated characterization of packetized voice and data traffic and related statistical multiplexer performance", IEEE J. Select. Areas Commun., vol. SAC-4, pp. 856-868, Sep. 1986 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jeong, Seong Soon 2013. "A Bandwidth a Allocation Scheme based on Bankruptcy theory in Distributed Mobile Multimedia Network" Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea = 전자공학회논문지, 50(4): 246~251     

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