The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Fast Staggered Data Broadcasting and Receiving Scheme for Simple and Efficient Video on Demand Services

주문형 비디오 서비스의 복잡성와 대역폭 효율을 개선한 Fast Staggered 방식

  • 김홍익 (한양대학교 전자통신전파공학과대학원 응용통신연구실) ;
  • 박승권 (한양대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • Published : 2006.07.01
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Abstract

In designing a video-on-demand (VoD) system, one of the major challenges is how to reduce the viewer's waiting time maintaining a given bandwidth allocation and how to reduce the client's buffer requirements. To solve these problems, many VoD schemes were proposed. However, most VoD schemes require managing many segments of a video, frequency channel hopping, and using many channels at the same time. Therefore, to the complexity is a barrier to implementation. In this paper, we propose a fast staggered broadcasting scheme which has a simple structure and substantially improved VoD efficiency. The numerical results demonstrate that the viewer's waiting time of the fast staggered broadcasting scheme is close to the fast broadcasting scheme and the buffer requirements of this can be adapt for demanding rate by adjusting the short front part of a video sizes.

정해진 대역폭 내에서 시청자의 대기시간과 요구되는 버퍼의 량을 줄이는 것은 주문형 비디오(VoD) 서비스 시스템 설계에서 중요한 요소였다. 하지만 기존의 제안된 많은 주문형 비디오 방법들의 높은 복잡도가 구현을 어렵게 하기 때문에, 최근에는 이와 더불어 주문형 비디오 방법의 복잡도를 줄이는 것도 중요한 요소로 간주되고 있다. 본 논문에서는 대역폭의 효율성도 높이면서 기존의 주문형 비디오 방법들의 복잡성을 크게 줄인 Fast Staggered 방식을 제안한다. 논문에서 제안하는 Fast Staggered 방식은 Fast Broadcasting의 높은 대역폭 효율과 Staggered Broadcasting 방식의 간단한 구조적 특징을 한꺼번에 가지고 있는 매우 실용적인 주문형 비디오 방법이다. 모의실험 결과 제안된 방식은 시청자 최대 대기시간이 Fast Broadcasting 방식과 거의 일치하고, 시청자 최대 버퍼 요구량은 매우 낮게 나타났다. 그리고 제안된 방식은 비디오 분할에 따라서 시청자의 대기시간과 필요한 버퍼량을 조절 할 수 있기 때문에 주문형 비디오 방식이 적용되는 환경에 따라서 조절해서 적용이 가능하다. 또한 주문형 비디오 방식의 복잡성도 함께 줄일 수 있는데, 제안된 방식은 비디오 데이터 세그먼트 수를 크게 줄이고, 복잡한 채널 관리를 줄였으며, 사용하는 채널의 수도 크게 감소시켰다. 본 논문은 Fast Staggered 방식의 서버 동작과정, 클라이언트 동작과정, 성능 모델, 모의실험을 통해 제안된 방식의 높은 효율성과 실용성을 제시한다.

Keywords

References

  1. Yu-Chee Tseng, Ming-Hour Yang, Chi-He Chang, 'A recursive frequency-splitting scheme for broadcasting hot videos in VoD service', IEEE Transactions on Communications, Vol. 50, pp.1348 -1355, Aug. 2002 https://doi.org/10.1109/TCOMM.2002.801466
  2. S. Viswanathan and T. Imielinski., 'Pyramid Broadcasting for video on demand service', In IEEE Multimedia Computing and Networking Conference, Vol.2417, San Jose, California, pp 66-77, 1995
  3. Li-Shen Juhn, Li-Ming Tseng, 'Fast data broadcasting and receiving scheme for popular video service', IEEE Transactions on Broadcasting, Vol.44, pp.100-105, Mar. 1998 https://doi.org/10.1109/11.713059
  4. L .S. Juhn and L. M. Tseng, 'Harmonic broadcasting for video-an-demand service', IEEE Trans. Broadcast., vol.43, no.3, pp.268 - 271, Sep. 1997 https://doi.org/10.1109/11.632927
  5. L .S. Juhn and L. M. Tseng, 'Enhanced harmonic data broadcasting and receiving scheme for popular video service', IEEE Trans. Consumer Electron., vol.44, pp.343-346, Mar. 1998 https://doi.org/10.1109/30.681948
  6. L. S. Juhn and L. M. Tseng, 'Staircase data broadcasting and receiving scheme for hot video service', IEEE Trans. Consumer Electron., vol.43, no.4, pp.1110 -1117, Nov. 1997 https://doi.org/10.1109/30.642378
  7. S. Viswanathan and T. hnielinski, 'Metropolitan area video-on demand service using pyramid broadcasting', IEEE Multimedia Syst., vol. 4, pp. 197 - 208, 1996 https://doi.org/10.1007/s005300050023
  8. C. C. Aggarwal, J. L.Wolf, and P. S. Yu, 'A permutation-based pyramid broadcasting scheme for video-an-demand system', Proc. IEEE Int. Conf. Multimedia Computing and Systems, Jun. 1996
  9. Kien. A. Hua and Simon. Sheu. 'Skyscraper Broadcasting: a new broadcasting scheme for metropolitan video-an-demand systems', In SIGCOMM 97, Cannes, France, Sept., pp. 89-100, 1997
  10. H. K. SuI, H. Kim, and K. Chon, 'A hybrid pagoda broadcasting protocol with partial preloading', in Proc. Int. Conf. Multimedia and Expo 2003 (ICME'03), 2003
  11. Wei-De Chien, Yuan-Shiang Yeh, and JiaShung Wang, 'Practical Channel Transition for Near-VOD Services', IEEE Transactions on Broadcasting, Vol.51, No.3, pp.360-365, September, 2005 https://doi.org/10.1109/TBC.2005.852251
  12. J. F. Paris, S. W. Carter, and D. D. E. Long, A hybrid broadcasting protocol for video on demand', in Proc. 1999 Multimedia Computing and Networking Conf., Jan. 1999
  13. J. F. Paris, 'Asimple low-bandwidth broadcasting protocol for video-ondemand', in Proc. 8th Int. Conf. Computer Communications and Networks, Oct. 1999
  14. K. C. Almeroth and M. H. Ammar, 'The use of multicast delivery to provide a scalable and interactive video-on-demand service', IEEE Journal on Selected Area in Communications, 14(5), 1110-22 Aug 1996 https://doi.org/10.1109/49.508282
  15. Z.-Y. Yang, L.-S. Juhn, and L.-M. Tseng, 'On optimal broadcasting scheme for popular video service', IEEE Trans. Broadcasting, vol.45, pp. 318-322, Sept. 1999 https://doi.org/10.1109/11.796274
  16. A. Dan, D. Sitaram, and P. Shahabuddin. 'Scheduling Policies for an On-demand Video Server with Batching', In Proc. of ACM Multimedia, pages 15-23, Oct 1994
  17. Yu-Chee Tseng, Yu-Chi Chueh, and Jang-Ping Sheu, 'Seamless Channel Transition for the Staircase Video Broadcasting Scheme', IEEE/ACM Transaction on Networking, vol.12, no.3, pp.559-571, June. 2004 https://doi.org/10.1109/TNET.2004.828965
  18. S. Chan and S. Yeung, 'Client buffering techniques for scalable video broadcasting over broadband networks with low user delay', IEEE Trans. Broadcast., vol.48, no.1, pp.19-26, Mar. 2002 https://doi.org/10.1109/11.992850
  19. W. F. Poon, K. T. La, and J. Feng, 'Determination of Efficient Transmission Scheme for Video-on-Demand(VoD) Services', IEEE Transactions on Circuits and systems for video technology, vol.13, no.2, pp.188-192, Feb. 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2002.808432