초고화질 스트리밍 서비스의 QoS를 향상시키기 위한 라우터 버퍼 기반의 혼잡 제어 기법

A Router Buffer-based Congestion Control Scheme for Improving QoS of UHD Streaming Services

네트워크의 발전으로 인하여 초고화질 스트리밍 서비스에 대한 수요와 QoS (Quality of Service)에 대한 요구가 증가되었다. 멀티미디어 스트리밍 서비스의 QoS는 전송 프로토콜의 성능에 영향을 받는다. 대표적 전송 프로토콜인 기존의 TCP (Transmission Control Protocol)는 혼잡 윈도우 크기를 느리게 증가시키는 반면 패킷 손실 시 급격하게 감소시키는 특성을 갖고 있다. 이러한 기존 TCP의 특성은 초고화질 멀티미디어 스트리밍 서비스의 QoS를 보장하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 초고화질 스트리밍 서비스의 QoS를 위한 라우터 버퍼기반의 혼잡 제어 기법을 제안한다. 본 기법은 혼잡 정도에 따라 혼잡 윈도우 크기 증가율을 차등적으로 적용하여 가용대역폭 초과를 방지하고 높은 대역폭의 점유율 상태를 유지한다. 또한 지연의 변화에 따라 혼잡 윈도우의 크기를 적응적으로 조절한다. 실험을 통해 초고화질 스트리밍 서비스에 적합하다는 것을 확인하였다.

These days, use of multimedia streaming service and demand of QoS (Quality of Service) improvement have been increased because of development of network. QoS of streaming service is influenced by a jitter, delay, throughput, and loss rate. For guaranteeing these factors which are influencing QoS, the role of transport layer is very important. But existing TCP which is a typical transport layer protocol increases the size of congestion window slowly and decreases the size of a congestion window drastically. These TCP characteristic have a problem which cannot guarantee the QoS of UHD multimedia streaming service. In this paper, we propose a router buffer based congestion control method for improving the QoS of UHD streaming services. Our proposed scheme applies congestion window growth rate differentially according to a degree of congestion for preventing an excess of available bandwidth and maintaining a high bandwidth occupied. Also, our proposed scheme can control the size of congestion window according to a change of delay. After comparing with other congestion control protocols in the jitter, throughput, and loss rate, we found that our proposed scheme can offer a service which is suitable for the UDH streaming service.