This paper presents resource allocation problem for MPEG (Moving Picture Experts Group)-based real time variable bit rate (VBR) video transmission over asynchronous transfer mode (ATM) networks. The real time video MPEG traffic such as video conferencing has VBR traffic property which is very sensitive to delay. Given ATM switch capacity, we consider video transmission and receiving system with multiple users and multiple traffic (encoded and decoded cells). Multiple video sources are multiplexed into an ATM switch to transmit cells over ATM network. Under these circumstance, this study is interested in resource allocation of the required channel bandwidth for each video source such that encoder rate and decoder buffer occupancy are maintained at target level. With mathematical formulations, we propose two cases of algorithm for efficient bandwidth allocation. One is that the priorities among each source are given distinctly and the other is that no priority is given at connection setup phase. In the two cases of algorithm, we devise different rules to give priorities among sources. Then, we analyze the effects of different rules using two performance matrics : the cell compression rate over encoder target rate and the gap in decoder buffer at each frame period. We also compare different rules. Numerical results are provided with different levels of system delay, each buffer size, ATM switch capacity, resource utilization rate, and different number of multiplexed sources.
본 논문에서는 ATM망에서의 MPEG 기반 실시간 (real-time) 비디오 전송을 위한 대역폭 할당 문제를 다룬다. 화상회의 (Video conferencing)와 같은 실시간 비디오 MPEG 트래픽은 지연시간 (delay)에 민감한 가변비트율 (VBR) 트래픽 특성을 갖는다. ATM 교환기의 용량이 주어져 있을 때, 여러명의 가입자가 동시에 실시간 비디오를 전송하고 수신하는 비디오 전송 및 수신 시스템을 고려한다. 여러 개의 비디오 소스 트래픽이 하나의 교환기를 거쳐 다중화되어 ATM망으로 진입한다. 이 때, 각 비디오 서비스에서 요구되는 비디오 전송률을 적정수준으로 유지하면서 수신하는 곳의 buffer (decoder buffer) 또한 적정수준을 유지하여 비디오의 품질을 보장하며 망자원의 이용률을 극대화하는 "대역폭 할당" 문제의 해결이 요구된다. 관련된 수리적 모형과 함께 최적의 대역폭 할당을 위한 알고리즘이 제안된다. 아울러 여러 개의 비디오 서비스를 고려함으로써 발생하는 비디오 서비스간의 우선순위결정 문제에 대한 다양한 해결방안이 제안된다. 제안된 알고리즘의 성능평가를 위해 다양한 ATM 성능변수들을 대상으로 대역폭 할당 알고리즘이 적용된다.
