모바일 와이맥스에서의 효율적인 무선링크 대역폭 활용을 위한 헤더압축기법인 ROHC RTP 프로파일의 성능 분석

우현제,김주영,권정민,이미정,Woo, Hyun-Je,Kim, Joo-Young,Kwon, Jeong-Min,Lee, Mee-Jeong 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.15 No.5

IP 기반 무선 광대역 서비스를 제공하는 모바일 와이맥스에서 물리적으로 제한적인 무선링크의 대역폭은 성능 저하의 큰 요인이 된다. 모바일 와이맥스 표준에서는 무선링크 대역폭의 효율적 활용을 위해 헤더 압축 기법인 PHS(Payload Header Suppression)를 정의하였으나, 제한적인 압축 가능 필드로 인해 PHS의 압축 효율성은 매우 낮다. 이에 본 논문에서는 높은 비트에러율과 긴 RTT(Round Trip Times) 및 제한적인 자원과 같은 특성을 지닌 무선 링크에 적절한 헤더 압축 기법으로 제안된 ROHC(Robust Header Compression)를 모바일 와이맥스에 적용하였을 때의 성능을 분석하고 PHS와 비교하였다. ROHC 성능에 대한 기존연구들은 무선링크에서의 비트에러에 대한 성능 분석에 초점을 맞추었으나, 맥 계층에서 에러 체크 기능을 제공하는 와이맥스와 같은 무선시스템의 경우 비트에러가 포함된 패킷이 상위 계층에 전달될 확률은 거의 없으므로 다른 측정 기준이 필요하다. 이에 본 논문에서는, 비트에러 대신 모바일 와이맥스 환경에서 발생할 수 있는 패킷 손실에 따른 ROHC의 성능 평가를 수행하였다. 다양한 ROHC 구현파라미터들이 ROHC 성능에 미치는 영향을 분석하고, ROHC와 기존의 방안인 PHS의 성능을 비교하였다. Mobile WiMAX provides wireless broadband services for data communication based on IP protocol. The limitation of physical bandwidth in the radio links may cause performance degradation in providing wireless broadband services in WIMAX. To enhance the efficiency of the radio link utilization, Payload Header Suppression (PHS) is defined as an optional header compression mechanism for mobile WiMAX. It has, however, a very limited compression capability since it has very restrictive compression fields. In this paper, hence, we assumed the application of Robust Header Compression (ROHC), a header compression scheme proposed for links characterized by high bit error ratios, long round-trip times (RTT), and scarce resource, to Mobile WiMAX, and studied its performance. Previous studies on ROHC performance merely focused on the impact of high bit error rate. However, bit error is virtually transparent to ROHC in the wireless systems like WiMAX, since the MAC provides the bit error checking function. In order to evaluate the performance of ROHC in the Mobile WiMAX environments, therefore, we evaluated the performance of ROHC with respect to the packet losses instead of bit error. We investigated the impact of the ROHC parameters that are recommended for the implementation in the ROHC and compared the performance of ROHC with PHS.

IEEE 802.16e 시스템에서의 CNG 모드 AMR 음성 코덱을 위한 개선된 ErtPS 스케줄링 알고리즘

우현제,김주영,이미정,Woo, Hyun-Je,Kim, Joo-Young,Lee, Mee-Jeong 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.5

IEEE 802.16e 시스템은 가변 비트율로 생성되는 묵음 삭제(Silence suppression) 지원 VoIP 트래픽 서비스의 QoS 제공을 위해, ErtPS(Extended real-time Polling Service) 상향링크 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. VoIP 서비스는 묵음을 삭제할 경우에 사용자에게 연결상태라는 것을 알리기 위해, 수신자의 청각에 편안한 잡음을 재생시키는 CNG(Comfort Noise Generation) 모드를 지원해야 한다. CNG 모드의 비음성 구간에서는 음성 구간에 비해 긴 패킷 전송 간격에 따라 낮은 전송률로 데이터를 생성한다. 따라서, 주기적으로 데이터 패킷을 생성하는 서비스 플로우를 위해 설계된 ErtPS 알고리즘을 음성 구간과는 다른 주기로 데이터를 생성하는 비음성 구간에 적용할 경우, 상향 링크의 자원이 비효율적으로 사용된다. 이에 본 논문에서는 CNG 지원 VoIP 트래픽에 대한 비음성 구간에서의 효율적인 자원 활용을 위해,개선된 ErtPS 방안을 제안하였다. 제안 방안에서는 사용자가 기지국에게 자신의 음성 상태의 변화를 알리면, 기지국은 사용자의 각 음성 상태에 따라 해당 주기로 대역폭을 할당한다. 이를 위해, 제안 방안에서는 802.16e 시스템에서 주기적으로 채널의 품질정보를 기지국에 전달하기 위해 사용되는 상향 링크 부채널인 CQI(Cannel Quality Information) 채널을 활용하였다. OPNET 시뮬레이터를 사용하여 제안 방안의 성능을 평가해 보았으며, ErtPS와 비교하여 상향 링크의 대역폭 활용과 패킷 전송 지연 면에서 성능이 향상되었음을 확인하였다. The Extended real-time Polling Service (ErtPS) is proposed tosupport QoS of VoIP service with silence suppression which generates variable size data packets in IEEE 802.16e systems. If the silence is suppressed, VoIP should support Comfort Noise Generation (CNG) which generates comfort noise for receiver's auditory sense to notify the status of connection to the user. CNG mode in silent-period generates a data with lower bit rate at long packet transmission intervals in comparison with talk-spurt. Therefore, if the ErtPS, which is designed to support service flows that generate data packets on a periodic basis, is applied to silent-period, resources of the uplink are used inefficiently. In this paper, we proposed the Improved ErtPS algorithm for efficient resource utilization of the silent-period in VoIP traffic supporting CNG. In the proposed algorithm, the base station allocates bandwidth depending on the status of voice at the appropriate interval by havingthe user inform the changes of voice status. The Improved ErtPS utilizes the Cannel Quality Information Channel (CQICH) which is an uplink subchannel for delivering quality information of channel to the base station on a periodic basis in 802.16e systems. We evaluated the performance of proposed algorithm using OPNET simulator. We validated that proposed algorithm improves the bandwidth utilization of the uplink and packet transmission latency

비정기적 데이터 수집 모드에 기반한 효율적인 홈 네트워크 서비스 제어 시스템의 설계

우현제,이미정,Woo, Hyun-Je,Lee, Mee-Jeong 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.6

분산 해쉬 테이블(DHT : Distributed Hash Table) 기반의 P2P는 기존 Unstructured P2P 방식의 단점을 보완하기 위한 방식이다. DHT 알고리즘을 사용하면 빠른 데이터 검색을 할 수 있고, 피어 개수에 무관하게 검색 효율을 유지할 수 있다. DHT 방식의 피어들은 라우팅 테이블을 최신으로 유지하기 위해 주기적으로 메시지를 보낸다. 모바일 환경의 경우, DHT방식의 피어들은 라우팅 테이블을 최신으로 유지하고 요청 실패를 줄이기 위해서 빠른 주기로 메시지를 보내야 한다. 하지만 이로 인해, 네트워크의 트래픽은 증가하게 된다. 본 연구자들은 기존 연구에서 리액티브 라우팅 테이블 업데이트 방식을 이용하여 기존 Chord에서의 라우팅 테이블 업데이트에 따른 부하를 줄이는 기법을 제안하였으나, 초당 요청 메시지 개수가 많아지게 되면 기존의 방식보다 트래픽 양이 많아지게 되는 단점을 가진다. 이에 본 논문에서는 전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위한 적응적인 라우팅 테이블 업데이트 방식을 제안한다. 본 연구자들은 제안된 방법에서 초당 요청 메시지의 개수에 따라 라우팅 테이블 업데이트 방식을 바꾸는 것을 제안하였다. 적응적인 Chord는 초당 요청 메시지의 개수가 어느 임계값보다 작아지면 리액티브 Chord를 사용하고, 그 반대의 경우에는 기존의 Chord를 사용하는 방식이다. 실험은 버클리 대학에서 만들어진 Chord 시뮬레이터(I3)를 이용하여 수행하였고, 실험을 통하여 제안된 방식이 기존 방식에 비해 성능이 향상되었음을 확인하였다. A DHT(Distributed Hash Table) based P2P is a method to overcome disadvantages of the existing unstructured P2P method. If a DHT algorithm is used, it can do a fast data search and maintain search efficiency independent of the number of peer. The peers in the DHT method send messages periodically to keep the routing table updated. In a mobile environment, the peers in the DHT method should send messages more frequently to keep the routing table updated and reduce the failure of a request. Therefore, this results in increase of network traffic. In our previous research, we proposed a method to reduce the update load of the routing table in the existing Chord by updating it in a reactive way, but the reactive method had a disadvantage to generate more traffic than the existing Chord if the number of requests per second becomes large. In this paper, we propose an adaptive method of routing table update to reduce the network traffic. In the proposed method, we apply different routing table update method according to the number of request message per second. If the number of request message per second is smaller than some threshold, we apply the reactive method. Otherwsie, we apply the existing Chord method. We perform experiments using Chord simulator (I3) made by UC Berkeley. The experimental results show the performance improvement of the proposed method compared to the existing methods.

사용자의 서비스 이용 패턴에 기반한 효율적인 홈 네트워크 제어 시스템에 대한 연구

우현제(Hyun-Je Woo),이미정(Mee-Jeong Lee) 한국통신학회 2009 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.6

모바일 와이맥스 환경에서의 효율적인 무선링크 자원 활용을 위한 ROHC Optimistic 모드의 개선 방안

김주영,우현제,이미정,권정민,Kim, Joo-Young,Woo, Hyun-Je,Lee, Mee-Jeong,Kwon, Jeong-Min 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.1

모바일 와이맥스에서 IP 기반의 무선 광대역 서비스를 효율적으로 제공하기 위해, 제한적인 무선링크의 대역폭을 보다 효율적으로 활용하는 방안이 필요하다. 모바일 와이맥스 표준에서 정의된 헤더 압축 기법인 PHS(Payload Header Suppression) 대신에 ROHC(RObust Header Compression) O(Bi-directional Optimistic) 모드를 사용할 경우, 압축효율성과 견고성 면에서 성능을 향상시킬 수 있으나[1, 2], 모바일 와이맥스의 음영서비스 지역이나 비트 에러로 인한 수신단에서의 연속적인 패킷의 손실이 발생할 경우 컴프레서와 디컴프레서가 유지하는 압축 정보가 비동기화되어 O 모드의 패킷 복구 실패율이 증가하게 되므로 이를 보완할 방안이 필요하다. 이에 본 논문에서는, 모바일 와이맥스 환경에서 패킷 손실에 대한 ROHC O 모드의 성능 향상을 위해 O 모드의 압축률과 견고성에 모두 영향을 미치는 Optimistic 파라미터의 값을 동적으로 조절하는 방안을 제안하고, OPNET 시뮬레이터를 사용하여 제안한 방안의 성능 분석을 하였다. In order to efficiently provide IP based Wireless Broadband services in Mobile WiMAX, schemes for more efficiently utilizing a limited bandwidth in radio links are needed. Robust Header Compression (ROHC), a standard header compression scheme proposed by IETF, Bi-directional Optimistic (O) mode provides higher compression efficiency and robustness compared with Payload Header Suppression (PHS) which is an optional header compression scheme for mobile WiMAX [1, 2]. However, if consecutive packet losses occur because of a Shadow Region of Mobile WiMAX or bit errors, header decompression failure rate of the ROHC O mode increases due to inconsistency of the compression information between the Compressor and the Decompressor. Therefore, a complementary mechanism is needed. In this paper, we propose an approach for the dynamic adjustment of an optimistic parameter, which has an effect on both the compression efficiency and the robustness, for improving the performance of ROHC O mode. We also analyze the performance of the proposed approach using an OPNET simulator.

댁 내에서의 안전관리를 위한 상황인지 시스템 설계

성윤영(Yoon-Young Sung),우현제(Hyun-je Woo),이미정(Mee-Jeong Lee) 한국통신학회 2009 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.6

사물인터넷에서 주기적 센싱 데이터 제어를 위한 스마트 디바이스 집합 구성 방안

성윤영(Yoon-young Sung),우현제(Hyun-je Woo),이미정(Mee-jeong Lee) 한국통신학회 2017 韓國通信學會論文誌 Vol.42 No.4