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이동망 환경에서 멀티미디어 응용을 위한 QoS 신호 프로토콜의 설계 및 구현

Design and Implementation of a QoS Signaling Protocol for Multimedia Applications in Mobile Network Environments

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.11 no.5, 2008년, pp.673 - 684  

김홍태 (한국외대 컴퓨터및정보통신공학과) ,  정성호 (한국외대 컴퓨터및정보통신공학부)

초록
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본 논문에서는 IP 기반 무선 액세스 망들이 혼재하는 환경에서 이동 노드핸드오버 후에도 멀티미디어 응용의 서비스품질(QoS)을 지속적으로 제공할 수 있는 신호 프로토콜을 제안한다. RSVP 기반의 기존 QoS신호 프로토콜들은 이동 노드(Mobile Node)의 핸드오버 시 이중 자원예약으로 인해 자원 낭비를 초래할 수 있으며, 신속한 자원 예약/해제가 이루어지지 않아 이동망 환경에 사용되기에는 적합하지 않다. 본 논문에서 제안된 신호 프로토콜은 이동 노드가 접속하게 되는 새로운 액세스 망에서 멀티미디어 응용이 요구하는 자원을 신속하게 예약함으로써 끊김없는 QoS를 제공하며, 또한 이중 자원예약 문제를 해결하여 자원 낭비를 방지한다. 본 논문에서는 제안된 신호 프로토콜의 설계 및 구현 구조를 제시하고, 구현된 신호 프로토콜을 테스트베드에 탑재하여 측정한 성능을 분석한다. 성능 분석 결과, 이동 노드가 이전의 액세스 망에서 새로운 액세스 망으로 접속된 후에도 구현된 신호 프로토콜을 사용한 자원예약을 통해 멀티미디어 응용의 QoS가 제공되는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a signaling protocol which can support QoS for multimedia applications continuously after handover of a mobile node in the network environment where IP-based wireless access networks co-exist. Since existing RSVP-based signaling protocols can cause the waste of network reso...

주제어

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 IP 기반 무선 액세스 망들이 혼재하는 환경에서 이동 노드의 핸드오버 후에도 멀티미디어 응용의 QoS를 지속적으로 제공할 수 있는 신호 프로토콜을 제안하였다. 제안된 QoS 신호 프로토콜은 이동 노드의 핸드오버가 발생하여도 이동한 새로운 위치에서 대역폭과 같은 망 자원을 신속하게 예약할 수 있어 끊김없는 QoS 서비스를 제공하고, 기존 자원을 신속히 해제하여 이중 자원예약 문제를 해결할 수 있다.
  • 본 논문에서는 IP 기반의 무선 액세스 망들이 혼재하는 이동망 환경에서 이동 노드의 핸드오버를 고려하여 종단간 QoS를 효과적으로 지원할 수 있는 신호 프로토콜을 제안한다. 제안된 신호 프로토콜은 이동 노드의 핸드오버가 발생하여도 이동한 새로운 위치에서 대역폭과 같은 망 자원을 신속하게 예약할 수 있어 끊김없는 QoS를 제공할 수 있으며, 이중 자원예약이 발생하지 않도록 하여 자원 낭비를 방지한다.
  • 예를 들면 핸드오버로 인하여 발생하는 옛 경로(old path), 새 경로(new path), 변경되지 않는 경로(unchanged path) 상의 예약상태 갱신(update)을 신속하게 수행하는 방안, 이중 자원예약 해결 방안, Mobile IPv6와 QoS 신호 프로토콜과의 연동 등을 위한 구체적인 방안이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 이동성 지원기능을 갖는 QoS 신호 프로토콜을 제시하여 끊김없는 서비스가 제공될 수 있도록 한다.
  • 본 절에서는 IP 기반 이동망 환경에서 멀티미디어 QoS 지원이 가능하도록 NSIS 신호 프로토콜의 기능을 확장한 새로운 QoS 신호 프로토콜의 설계 및 구현 구조를 제시한다. 제안한 신호 프로토콜의 동작환경은 그림 4에 나타낸 것과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차세대 통신망의 구조는 어떤 형태가 될 것으로 전망하는가? 차세대 통신망의 구조는 IP 기반의 코어 망(Core Network)을 중심으로 다양한 액세스 기술(Access Technology)을 사용하는 액세스 망들(Access Networks)이 가입자와 코어 망을 연결하는 형태가 될 것으로 전망된다[1,2,3]. IP 기반의 차세대 통신망이 구축되어 사용자가 요구하는 서비스를 성공적으로 제공하기 위해서는 종단간(End-to-End: E2E)에 최적의 서비스품질(Quality of Service: QoS)을 보장하는 것이 중요하다.
QoS 모델과 메커니즘 방안들이 QoS를 보장하기 위해 상용 망에 적용되어 사용되는 것을 보기 힘든 이유는? 이러한 BE 모델의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 QoS 모델과 메커니즘이 제시되어 왔으나, 제시된 방안들이 QoS를 보장하기 위해 상용 망에 적용되어 사용되는 것을 보기 힘든 것이 현실이다. 이는 관련 표준화 기구 및 연구 기관들이 서로 다른 QoS 기술을 연구해 왔고, 각 망이 사용하는 QoS 모델 및 메커니즘이 상이하여 실질적으로 종단간 QoS 보장이 어렵기 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 다양한 망들이 혼재하는 환경에서 종단간에 일관성있게 망 자원을 예약할 수 있는 QoS 신호 프로토콜이 필요하다.
RSVP 기반 QoS 신호 프로토콜들은 이동망 환경을 충분히 고려하지 않고 설계되어 이동망 환경에 적용할 경우 무엇을 충족시키지 못하는가? 기존의 RSVP 기반 QoS 신호 프로토콜들은 이동망 환경을 충분히 고려하지 않고 설계되어 이동망 환경에 적용할 경우, 노드의 이동과 관련된 정보를 활용하기 힘들고, 상이한 액세스 망들이 혼재하는 환경에 적용되기 어려우며, 성능, 확장성, 이중 자원예약 방지, 신속한 자원예약/해제 등과 같은 신호 프로토콜의 주요 요구사항들을 충족시키지 못한다. 이러한 RSVP 기반 프로토콜들의 문제점을 해결하고자 이동망 및 이종망 환경을 고려하여 망의 변화를 빠르게 수용하고, 아울러 복잡도를 증가시키는 불필요한 기능을 제거함으로써 기존 프로토콜들보다 더 효율적으로 동작할 수 있는 프로토콜을 표준화하는 작업이 IETF의 NSIS(Next Steps In Signaling) WG(Working Group)에서 진행되고 있다.
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