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통계적 분석을 통한 무선 채널 품질이 사용자 체감 품질에 미치는 영향 분석
The analysis of the impact of the wireless channel quality on the quality of experience (QoE) through statistical analysis 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.9 no.4, 2014년, pp.491 - 498  

김범준 (계명대학교 전자공학과)

초록
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무선 접속을 통한 인터넷 서비스가 보편화된 최근 사람이 서비스를 이용하는 과정에서 실제로 느끼는 품질인 사용자 체감 품질(QoE; Quality of Experience)의 중요성이 더욱 강조되고 있는데 사용자 체감 품질은 서비스 품질 (QoS; Quality of Service)와 같이 객관적인 수치화가 불가능하다는 특징이 있다. 유선과는 달리 무선 접속을 통해서 제공되는 IP 서비스는 매우 많은 요인에 의해서 사용자 체감 품질이 영향을 받을 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 무선 접속 서비스인 HSPA (High Speed Packet Access)를 통해서 음성 서비스가 제공될 때 측정 가능한 품질지표를 선정하고 이들에 대한 실측값을 통계적으로 분석하여 서비스 품질과 사용자 체감 품질 지표와의 상관관계를 밝히고자 한다. 분석 결과 RSSI (Received Signal Strength Indicator)와 전송 지연의 상관관계가 매우 높고 그에 이어 전송 지연과 MOS (Mean Opinion Score)와 매우 높은 상관관계를 가짐을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As internet services are being provided through a wireless access, the importance of quality of experience (QoE) is stressed that is defined as the quality that indicates user's actual feeling when a service is provided. Unlike quality of service (QoS) that can be expressed as a numerical value, it ...

주제어

#고속 패킷 접속 네트워크   #품질 측정   #상관관계  

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

문제 정의

  • 왜냐하면 무선 채널 상에서 전송되는 신호는 감쇄, 왜곡, 페이딩, 단말의 이동 등 다양한 요인에 의해서 신호의 품질이 저하될 수 있기 때문이다[3]. 따라서 본 논문에서는 3세대 이동통신인 HSPA 네트워크를 통해서 제공되는 VoIP (Voice over IP) 서비스에 대하여 실측을 실시하여 각 품질 지표 별 측정 데이터를 얻은 후 이들에 대한 통계적인 분석 통하여 무선 채널의 품질과 사용자 체감 품질과의 상관관계에 대하여 분석하고자 한다.
  • 특히 3G 시스템만 하더라도 수십 개 이상의 무선 채널을 품질을 나타내는 품질 지표가 존재하기 때문에 모든 품질 지표들을 대상으로 그림 3에서와 같은 관계를 모니터링 하여 관리한다는 것은 거의 불가능에 가깝다[8]. 따라서 본 연구에서는 3G 시스템에서 정의되어 사용되고 있는 대표적인 무선 품질 지표들의 실측 데이터를 분석하여 이들이 사용자 체감 품질에 미치는 영향을 분석하고자 하는 것이다.
  • 본 논문에서는 HSPA 네트워크에서 제공되는 음성 서비스에 대한 다양한 품질 지표의 측정을 통해서 각 품질 지표들 간의 상관관계를 분석하였다. 결과를 통해서 알아낸 것은 RSSI와 전송 지연이 높은 상관관계를 가지고 다시 전송 지연은 음성 서비스의 사용자체감 품질인 MOS와 높은 상관관계를 가진다는 것이다.
  • 이들 대부분 연구는 사용자 체감 품질의 적절한 제어 방법의 도출에 그 목적을 두고 있다. 즉 객관적이고 정량적으로 측정이 가능한 서비스 품질을 통해서 사용자가 인식하는 사용자 체감 품질의 수준을 유추하고 이를 기반으로 사용자가 일정한 수준 이상의 품질을 체감할 수 있도록 네트워크 전반을 관리하는 체제를 구축하자는 것이다. 이 과정에서 도출된 사용자체감 품질과 서비스 품질과의 일반적인 상관관계는 그림 3과 같다[5].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IP 네트워크를 통한 다양한 서비스 제공의 장단점은 무엇인가? IP 네트워크를 통한 다양한 서비스의 제공은 전송 효율의 극대화라는 장점에도 불구하고 일정한 수준의 서비스 품질을 보장할 수 없다는 단점을 가지고 있다[1],[4]. 이러한 문제점은 IP 서비스의 본질적인 BE (Best Effort) 특성으로 인한 것이기 때문에 IP 네트워크를 통해서 서비스가 이루어지는 한 이를 근본적 으로 해결하는 것은 쉽지 않다.
사용자 체감 품질이란 무엇인가? 무선 접속을 통한 인터넷 서비스가 보편화됨에 따라서 사용자 체감 품질(Quality of Experiece ; QoE) 에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 사용자 체감 품질은 말 그대로 사용자가 실제로 서비스를 이용하는 과정에서 체감하는 품질의 감성적인 수준을 의미한다[1]. 따라서 IP 네트워크상에서 전송되는 패킷 레벨의서비스 품질(Quality of Service; QoS)[2-3]의 영역을 뛰어넘는 포괄적인 개념이라 할 수 있으며 오히려 서비스 품질은 사용자 체감 품질에 영향을 미칠 수 있는 하나의 요인으로서 의미를 가질 수 있다[1].
무선 접속 네트워크를 통해서 서비스가 제공되는 경우 서비스 품질의 문제가 더욱 중요하게 여겨지는 이유는? 특히 3G HSPA (High-Speed Packet Access), 와이브로 (WiBro), LTE (Long-Term Evolution)와 같은 무선 접속 네트워크를 통해서 서비스가 제공되는 경우 서비스 품질의 문제는 더욱 중요하게 여겨질 수 있다. 왜냐하면 무선 채널 상에서 전송되는 신호는 감쇄, 왜곡, 페이딩, 단말의 이동 등 다양한 요인에 의해서 신호의 품질이 저하될 수 있기 때문이다[3]. 따라서 본 논문에서는 3세대 이동통신인 HSPA 네트워크를 통해서 제공되는 VoIP (Voice over IP) 서비스에 대하여 실측을 실시하여 각 품질 지표 별 측정 데이터를 얻은 후 이들에 대한 통계적인 분석 통하여 무선 채널의 품질과 사용자 체감 품질과의 상관관계에 대하여 분석하고자 한다.
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참고문헌 (10)

  1. S. Barakovic and L. Skorin-Kapov, "Survey and Challenges of QoE Management Issues in Wireless Networks," J. of Computer Networks and Communications, vol. 2013, Hindawi Publishing Corporation, 2013. 

  2. Y. Kim, "Performance of VoIP traffics over MANETs under DDoS Intrusions," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 4, 2011, pp. 493-498. 

  3. H.-J. Suh, "An Improved Algorithm of Distributed QoS in Real-time Networks," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 7, no. 1, 2012, pp. 53-60. 

    원문보기 상세보기

  4. S. Ickin, K. Wac, M. Fiedler, L. Janowski, J.-H. Hong, and A. K. Dey, "Factors Influencing Quality of Experience of Commonly Used Mobile Applications," IEEE Communications Mag. vol. 50, issue 4, Apr. 2012, pp. 48-56. 

  5. M. Wrulich, W. Weiler, and M. Rupp, "HSDPA Performance in a Mixed Traffic Network," In Proc. of VTC Spring 2008, 2008, pp. 2056-2060. 

  6. H. Kim, D. Lee, K. Lee, W. Lyu, and S. Choi, "The QoE Evaluation Method through the QoS-QoE Correlation Model," In Proc. of the Fourth International Conf. on Networked Computing and Advanced Information Management, 2008, pp. 719-725. 

  7. M. Fiedler, T. Hossfeld, and P. Tran-Gia, "A Generic Quantitative Relationship between Quality of Experience and Quality of Service," IEEE Network, vol. 24, Issue 2, Mar. 2010, pp. 36-41. 

    상세보기

  8. B. Kim, "Software-based Measurement of Mobile Internet Telephony Services," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 1, 2011, pp. 55-60. 

  9. Y. Kim, "End-to-end performance of VoIP traffics over large scale MANETs," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 1, 2011, pp. 49-54. 

  10. R. Irmer, H.-P. Mayer, A. Weber, V. Braun, M. Schmidt, M. Ohm, N. Ahr, A. Zoch, C. Jandura, P. Marsch, and G. Fettweis, "Multisite Field Trial for LTE and Advanced Concepts," IEEE Communications Mag. vol. 47, issue 4, May 2009, pp. 92-98. 

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