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이동통신에서 무선채널할당과 CPU 작업 스케줄링 관계 연구
A Study on the Channel Allocation and CPU Job scheduling Scheme in Cellular Network 원문보기

퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, v.16 no.5, 2006년, pp.575 - 580  

허보진 (공주대학교 컴퓨터공학과) ,  손동철 (백석대학교 정보통신공학과) ,  김창석 (공주대학교 컴퓨터교육과) ,  이상용 (공주대학교 컴퓨터공학과)

초록
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일반 컴퓨터에서 프로세스나 태스크 별로 CPU를 할당하는 기법은 다양하다. 또한 한정된 자원을 효율적으로 사용해야하는 이동통신망에서 멀티미디어 서비스 요구에 따른 무선 트래픽 채널을 할당하는 기법은 무선이라는 특수 환경으로 인해 제약을 받을 수밖에 없다. 이동망의 기지국의 경우 여러 무선 가입자 보드로부터 요구되는 서비스별 트래픽 요구에 대한 채널 할당과 이에 대한 메인보드에서 처리해야 하는 작업 스케줄링은 무선과 CPU라는 서로 다른 환경을 잘 매핑하는 과제를 안고 있다. 본 논문에서는 음성과 데이터 호를 동시에 서비스하는 셀룰러 시스템에서 멀티미디어 서비스 트래픽 특성을 고려한 주파수할당과 작업 스케줄링이라는 두 가지 요소를 접목하는 방법과 이에 적합한 작업 스케줄링 방식을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is important matter that inflect well allocated frequency resource in cellular network and is still more serious element in environment that provide multimedia services. This paper describes model and algorithm that increase two elements that is frequency allocation and job scheduling that consid...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 작업 스케줄링의 문제점 가운데 하나는 멀티미디어 정보를 가지고 있는 데이터 가운데 음성, 동영상 같이 실시간 처리를 요구하는 데이터에 대한 프로세스의 우선순위를 기존의 상용 운영체제방식과 같이 CPU 사용량에 따라 계산하여 CPU를 오래 점유한 프로세스의 우선순위를 낮추기 때문에 CPU 사용량이 많은 멀티미디어 프로세스의 우선순위를 낮추어 실시간 처리를 어렵게 하는 것이다. 고에서는 이런 문제점을 해결하고 무선채널 점유 시간과 CPU 할당을 잘 접목한 작업 스케줄링에 대한 알고리즘을 그림 5와 같이 제안하고자 한다.
  • 본 논문에서는 일정 수준 이상의 성능이 유지되는 경우 어느 정도의 전송 에러에 크게 영향을 받지 않는 실시간 트래픽 호와 전송 에러에 민감한 비실시간 트래픽 호 서비스를 동시에 수행하는 기지국에서 서비스 특성을 고려한 채널 할당방식을 제안한다. 부하가 적은 경우 모든 호를 소프트 핸드오프가 가능하도록 기본 CDMA 채널에 할당하고 트래픽 부하가 증가하여 주파수간 하드 핸드오프가 발생하는 경우에는 실시간 트래픽 호에 비해 비실시간 트래픽 호의 주파수간 하드 핸드오프가 적게 발생하도록 트래픽 채널을 할당한다.
  • 본 논문은 이런 환경에서 멀티미디어 서비스 요구에 따른 주파수 할당과 실제 기지국, 제어국, 단말기에서 서비스별로 CPU를 어떻게 할당할 것인가 하는 작업 스케줄링에 관계된 것을 연관시켜 보는 시도측면에서 기술되었다. 멀티미디어 서비스인 이미지, 데이터, 음성, 동영상의 속성 중 우선 동영상과 이미지를 고려하지 않고, 서비스 속성을 대표하는 음성 및 데이터 호를 동시에 서비스하는 기지국에서, 서비스 요구에 의한 주파수 할당을 효율적으로 하고 그 알고리즘에 의해 CPU 처리 속도를 높이기 위한 두 가지 다른 환경을 접목하는 모델과 방법론을 제공한다.

가설 설정

  • - 셀은 정육각형 모양이고 반경 Req는 2km이며 19개의 셀이 있다고 가정하였다.
  • - 음성호의 수는 20개, 데이터호의 수는 10-15개로, 음성트래픽의 전송률은 12.2kbps, 데이터트래픽은 64kbps로 가정한다.
  • - 핸드오프호를 위한 큐 크기 K=10, h는 최대 60%를 가정한다.
  • - 호의 평균 주기는 1/u이고 120초라고 가정한다.
  • 셀은 반경이 R인 정육각형 셀과 면적이 동일한 반경이 丄인 원으로 가정하며 Rh°ut은 셀프 셀의 핸드오프 추가 (Add)영역이고 Rhin은 인접 셀의 핸드오프 추가 영역이다. 호 발생은 포아송 과정을 따르며 셀 내에 균일하게 분포되어있다고 가정한다.
  • 이동통신환경하에서는 채널이 무선이 므로 확률 통계적으로 가정을 하며 시뮬레이션을 위해 일정한 파라메터들은 상수 값으로 고정시켰다. 또한 블러킹률과 강제절단률 측면에서 제안된 PRCQ방식은 NPC(No priority Channel) 방식과 PRC(Priority with Reserved Channel) 방식과 비교하여 시뮬레이션 하였다.
  • 영역이다. 호 발생은 포아송 과정을 따르며 셀 내에 균일하게 분포되어있다고 가정한다.
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참고문헌 (7)

  1. R. M. Tong, 'The Evaluation of Fuzzy Models Derived from Experimental Data', Fuzzy Sets and Systems, Vol. 4, pp. 1-12, 1980 

  2. 권수근, 전형구, 김광식, 안지환, 조경록, '트래픽 특성을 고려한 CDMA 셀룰러 시스템에서의 채널 할당 방법' 

  3. 김광식, 'CDMA 이동 네트웤에서 셀영역 분할에 기반한 채널할당 방법', 충북대학교 박사학위 논문, 2002 

  4. 은성배, 진성기, '상용 실시간 운영체제에서의 프로세스 스케줄링에 대한 고찰', 전자공학회지 제 29권 제 9호, 2002 

  5. 이정훈, Felix M Villarreal, '멀티미디어 프로세스를 위한 개선된 EDF 스케줄링 방법', 한국정보과학회 가을 학술발표논문집 Vol.25, No.2, 1998 

  6. 허보진, 손동철, 김창석, 이상용, '이동통신에서 멀티미디어 트래픽 속성에 따른 채널 할당 방식과 작업스케줄링 기법', 퍼지 및 지능시스템학회 논문지, Vol.16, No.4, 2006 

  7. 최성구, 'DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 멀티미디어 서비스를 위한 트래픽제어 기법 및 성능분석', 박사학위 논문, 2001 

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