무선 네트워크에서 비디오 스트리밍의 버퍼 오버플로우를 해결하기 위한 토큰버킷 기법

• Published in: 디지털콘텐츠학회논문지 Vol. 16; no. 3; pp. 365 - 371
• Main Authors: 이현노(Hyun-No Lee), 김동희(Dong-Hoi Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국디지털콘텐츠학회 2015
• Subjects: 컴퓨터학; Peak signal to noise ratio; PSNR; 토큰버킷; Video streaming; 비디오 스트리밍; 무선 네트워크; Wireless network; Token bucket; Buffer overflow; 버퍼 오버플로우
• ISSN: 1598-2009; 2287-738X
• DOI: 10.9728/dcs.2015.16.3.365

무선 네트워크 환경에서 수신측의 재생 버퍼에 있는 비디오 스트리밍 패킷 정보량은 무선 네트워크 상태에 따라 가변될 수 있다. 이것의 영향으로 예상치 못한 지연과 지터가 발생하고 그에 따라 군집적인 비디오 트래픽이 생성이 될 수 있다. 수신측 재생 버퍼에 들어오는 버퍼 정보량이 특정 버퍼량보다 많아지면 버퍼 오버플로우(buffer overflow)문제가 발생한다. 목적지 수신 버퍼에서 비디오 스트리밍을 서비스 할 경우 이러한 오버플로우 문제는 비디오 스트리밍 서비스의 스킵(skip)현상 및 패킷 손실로 인한 영상의 손실을 일으켜 비디오 품질 저하 및 재생의 불연속성을 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서 비디오 스트리밍의 버퍼 오버플로우 문제를 해결하기 위하여 군집적인 트래픽을 대비하기 위한 토큰 버킷(Token Bucket)기법을 수신측 단말에 적용하고 그 효과를 분석하였다. NS-2(Network Simulation-2)와 JSVM(Joint Scalable Video Model)을 이용하는 모의실험 결과는 제안하는 방법이 오버플로우 발생 횟수, 패킷 손실 비율, PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)측면에서 우수함을 확인할 수 있었다. In wireless network, the amount of video streaming packet information in receiver replay buffer can be varied according tothe wireless network condition. By the effect, unforeseeable delay and jitter are generated and then busty video traffics can be made. If the amount of buffer information coming in receiver replay buffer is larger than the amount of a specific buffer information, buffer overflow is generated. Such a problem makes the image skip effect and packet loss, and then causes the quality degradation and replay discontinuity of the video streaming service in destination receiver. To solve the buffer overflow problem, this paper applies the token bucket for the busty traffic to the receiver terminal and analyzes the effect of the token bucket. The simulation result using NS-2 and JSVM shows that the proposed scheme with the token bucket has significantly better performance than the conventional scheme without the token bucket in terms of overflow generation number, packet loss rate and PSNR. KCI Citation Count: 2