Asynchronous transfer mode(ATM) adaptation layer 2(AAL2) has been designed to transport voice, fax, and voice-band data(VBD) traffic efficiently over an ATM virtual circuit by ITU-T and ATM Forum. It is expected that ATM/AAL2 will be used with CDMA in the access part of the 3rd generation mobile works. Recently the amount of mobile data traffic is increasing remarkably and expected to increase continuously because of the wide use of mobile phones, portable computers or personal digital assistant (PDA) with networking capabilities. So it is evident that as efficient scheduling scheme to guarantee the QoS requirement of low bit rate voice and high bit rate data at the same time will be needed.
In this thesis a novel scheduling scheme and as architecture of AAL2 system if proposed, which can provide QoS guaranteeing to mobile voice traffic, sensitive to the delay, while improving resource utilization by processing mobile voice and data traffic with a single AAL2 multiplexer. Our scheme does not multiplex voice and data traffic into the same cells, even though only one AAL2 multiplexer is used, therefore ATM Traffic Management and Resource Management(TM/RM) techniques can be applied. By assigning a time threshold value and queue length threshold to voice traffic and serving voice traffic sequentially up to a predetermined value, to bounds the CPS=Packet queue delay and cell transmission queue delay. By forcing to pad in an appropriate situation it bounds the cell-assembly delay, too. Consequently the delay that any mobile voice packet may experience in an AAL2 system is strictly bounded. Meanwhile the data traffic is served in the vacant time when voice traffic is not served. Since the voice traffic is delayed in the AAL2 layer until it meets any of threshold values, data traffic can have much chances to be served, which results in the improvement in data packet loss probability. At the ATM layer the cells containing voice CPS-Packets are served prior to the cells composed of data CPS-Packets.
In the viewpoints of the hardware efficiency and the resource utilization efficiency, since it uses only one AAL2 multiplexer, the overall hardware structure of an AAL2 system of proposed architecture is much simpler and more efficient than the case where voice traffic and data traffic are multiplexed separately with two different AAL2 multiplexers.
ATM 적응 계층 2(AAL2)는 ATM망에서 음성, 팩스, 음성대역 데이터 트래픽을 효과적으로 전송하기 위하여 ITU-T와 ATM FORUM에 의해 만들어졌다. CDMA와 함께 ATM/AAL2 방식이 3세대 이동 통신망의 엑세스부에 사용될 것으로 전망된다. 근래에 들어 네트워킹이 가능한 휴대전화기, 노트북, PDA 등의 사용이 확산되면서 이동성 데이터의 양이 급증하였고 이러한 증가는 앞으로도 계속 이어질 것으로 보인다.
네트워크 자원의 효율적인 사용을 위해 기존의 이동성 음성과 더불어 이동성 데이터를 함께 처리할 필요가 있으며 이때, 서로 상이한 특성을 갖는 음성과 데이터 트래픽을 효과적으로 스케줄링하여 음성에 대해서는 지연을 보장하고 데이터에 대해서는 손실 확률을 최소화하는 다른 양상의 QoS 요구사항을 동시에 만족시킬 수 있는 방법이 필요하다.
본 논문에서는 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 새로운 스케줄링 방법과 AAL2 시스템의 구조를 제안하였으며 이들은 지연에 민감한 음성 트래픽의 QoS 요구사항을 만족시킴과 동시에 음성과 데이터를 하나의 AAL2 멀티플랙서를 사용하여 처리함으로써 자원 사용 효율을 향상시킨다. 제안한 구조는 하나의 AAl2 멀티플랙서를 사용하면서도 음성 트래픽과 데이터 트래픽을 동일한 셀에 담지 않도록 하여 ATM 계층에서의 트래픽 관리와 자원 관리 기술들이 사용될 수 있게 한다.
제안한 스케줄링 방법에서는 음성 트래픽이 AAL 레벨에서 겪는 지연에 대해 QoS 를 보장할 수 있는 만큼의 시간 제약을 두고 음성 트래픽이 버스트하게 들어오는 상황에 대처하기 위해 큐 길이에도 제한을 둔다. 음성 패킷이 지연에 대한 시간 제약이나 큐 길이의 제한에 도달하게 되면 음성 트래픽에 서비스를 제공하기 시작하며 연속적으로 서비스를 받은 음성 패킷의 길이의 합이 일정한 수준에 도달할 때까지 계속적으로 음성 패킷들만을 AAL2 멀티플랙싱에 참여시킨다. 이런 방법으로 음성 패킷의 CPS-Packet 큐 지연과 셀 전송 큐 지연을 한정시킨다. 데이터 패킷은 음성 패킷이 서비스를 제공받지 않는 유휴 시간에 서비스를 받게 된다. ATM 레벨에서 음성 패킷들을 담고 있는 셀들은 데이터 패킷들을 담고 있는 셀들보다 우선적으로 전송된다.
하드웨어 효율성과 자원 사용의 효율성 측면에서 제안한 구조는 하나의 AAL2 멀티플랙서만을 사용하기 때문에 두 AAL2 멀티플랙서를 사용하여 음성과 데이터 패킷들을 따로 처리하고 ATM 계층에서 멀티플랙싱을 하는 방법보다 매우 효율적이다.
결론적으로 제안한 스케줄링 방법을 사용하는 AAL2 시스템은 이동성 음성과 데이터 모두의 QoS 요구사항을 만족시킬 수 있으며 AAL2 시스템의 구현의 복잡성을 줄인다. 따라서 이동성 음성과 데이터의 통합 처리를 위한 AAL2 시스템의 구현에 적용될 수 있을 것으로 전망된다.