2007 D0活動予定 D0 kazuhisa.

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1 2007 D0活動予定 D0 kazuhisa

2 研究目的(今まで) リアルタイムストリーミング 効率的かつ信頼性の高いアプリケーション 構築 End-to-Endモデル
高インタラクティブ性 効率的かつ信頼性の高いアプリケーション　構築 Congestion Control ネットワークリソースを有効活用 ユーザに対し最良の映像品質をより良い再生品質で提供

3 End-to-Endモデルの品質制御 Feed back 型 Rate Control （ex）TCP-friendly
転送レートを制御 映像品質を調整 （ex）TCP-friendly Open loop 型 FEC (Forward error correction) 冗長パケットによる実データパケットロスリカバリ

4 End-to-Endモデルの問題点 広域インターネット 正確なネットワーク状態把握が困難 様々な輻輳が発生
時間:一時的・慢性的なパケットロス 負荷:輻輳具合→パケットロス率の変化 正確なネットワーク状態把握が困難 ネットワーク状態に応じた最適な転送手法を適応　できない bandwidth ここで俺は神様じゃないから、こんな理想的な転送はできないというグラフを載せ、説明する Available bandwidth FEC Rate control Rate 1 Rate 2 Time

5 修論 Adaptive Rate Control with Dynamic FEC for DV streaming
転送レート削減 CRC時間の猶予 フレーム間引き 映像が滑らかでなくなる FEC パケットロスリカバリ 使用帯域幅の増加 再生遅延，バッファオーバーフロウさらなる品質劣化 最適なDV/RTP転送レート･FEC レートの　　　　　　コンビネーションを探り出す　　　　　　

6 Related Work Rate Control TCP-Friendly with Dynamic FEC
[A Rate Control Scheme for Adaptive Real-Time Applications in IP Networks With Lossy Links and Long Round Trip times], F.Akyildiz, IEEE /ACM Transactions on networking, vol13, june 2005 TCP-Friendly with Dynamic FEC [Adjusting Forward Error Correction with Quality Scaling for streaming MPEG], Huahui NOSSDAV 2005 ACM, june 13-14 ・RCS high bandwith and delay, high bit errors ,using dummy packets priority policy シミュレーションでの評価，実際にネットワークにトラフィックを流して計測していない． ・Mpegに特化して，FECを利用することに対するネットワーク負荷を考慮し，量子化レベルを上げて，転送レート削減する． トータルの使用bandwithを計算し，TCP-friendlyの閾値を超えないようにする． Bandwidthだけ気にして，FECのオーバーヘッド，Quality Scalingのオーバーヘッドについて議論してない

7 アプローチ:ネットワーク状態把握 シミュレーションの利用 ①パケットロスが連続的に起こるのは高い確率でボトルネックリンク
②ネットワーク負荷が高い場合、連続的にパケットが落ちる頻度が多い パケットロスパターン Consecutive pktloss(連続的なパケットロスの発生頻度) パケットロス率 シミュレーションの利用 ネットワーク状態モデル化　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の検証 [End-to-End Internet Packet Dynamics], Vern Paxson LBNL , june23,1997 [Analysis of Audio Packet Loss in the Internet ], INRIA B.P 93,Jean Bolot, HUgues Crepin,　Andres Vega Garda Sophia-Antipolis Cedex シュミレーションによって何をどうするのか、何を目トリックにしているのか、どのように転送システムはふるまうのかが重要 UDP node Link:1 Link:2 Link:3 シミュレーショントポロジ other nodes UDP node

8 Network States and Flow Types in Full rate(30Mbps)
Loss rate Consecutive loss 0% 10% 20% 30% F1 FEC0% F2 0<R<1 3 ≦ C < 10 FEC20% FEC10% F3 10 ≦ C FEC30% F4 1≦ R< 3 C < 10 F5 10≦ C < 25 F6 25≦ C F7 3≦ R< 8 C < 30 F8 30≦ C < 70 F9 70 ≦ C Half-FEC50% F10 8≦ R< 13 C < 100 F11 100≦ C < 170 F12 170≦ C Half-FEC60% F13 13≦ R< 18 C < 180 F14 180≦ C < 250 Half-FEC70% F15 250≦ C Half-FEC80% F16 18≦ R< 23 C < 300 F17 300≦ C < 380 Half-FEC90% F18 380 ≦ C F19 23≦ R C = any

9 Network States and Flow Types in Half Rate (15Mbps)
Loss rate Consecutive loss 50% 60% 70% 80% 90% 100% H1 ************* FEC100% Normal-Full H2 0<R<1 3 ≦ C < 10 Full=FEC10% H3 10 ≦ C Full-FEC20% H4 1≦ R< 3 C < 10 Full-FEC30% H5 10≦ C < 25 H6 25≦ C FEC90% H7 3≦ R< 8 C < 30 H8 30≦ C < 70 H9 70 ≦ C FEC80% FEC70% FEC60% H10 8≦ R< 13 C < 100 H11 100≦ C < 170 H12 170≦ C H13 13≦ R<18 C < 180 FEC50% H14 180≦ C < 250 H15 250≦ C H16 18≦ R<23 C < 300 H17 300≦ C < 380 H18 380 ≦ C H19 23≦ R<28 C < 420 H20 420≦ C < 600 H21 600 ≦ C H22 28≦ R<33 C < 750 H23 750≦ C < 1000 H24 33≦ R C < 1300 H25 1300 ≦ C

10 今期の取り組み(1) 転送制御問題 統一的なトランスポート層の提供 スケーラビリティをどうするか
計算機スペックの差によるFECの処理遅延問題 アプリケーションポリシー 音声FEC コンテンツ要求 RDDFフロー同士の協調動作 Worst caseの改善 他の映像フォーマットへの対応 MPEG2-TS 統一的なトランスポート層の提供 スケーラビリティをどうするか

11 今期の取り組み(2) 博士課程試験 修論のまとめを5月に投稿 修論を改善し,論文誌に投稿 D研究の方向を明確化 研究計画書，シラバス
PV2007(D/L May 15, 2007) 修論を改善し,論文誌に投稿 D研究の方向を明確化

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13 シミュレーションによるネットワーク状態の分類
5秒間の計測(UDP/TCPnode,ボトルネックリンク，RTT)解析転送手法を実行解析 Loss_rate5% 1311 277 310 43 Loss_rate=4% 1275 258 311 41 No_FEC FEC5% FEC10% Loss_rate=4% 1348 247 31 40 51 実データパケットロス率 4% 実データパケットロス率 4%3% 送信データパケットロス率 4% 実データパケットロス率 5%1% 送信データパケットロス率 5% Loss_rate=4% 1314 264 39 44 51 60 73 Loss_rate=21% 1756 2422 3326 48 52 No_FEC FEC5% 実データパケットロス率 4% 実データパケットロス率 21%

14 シミュレーション結果 (3%≦送信データパケットロス率≦5%)
FECレート 平均リカバー率 最大リカバー率 最小リカバー率 相関係数 5% -82.6% 68.8% -487.2% -0.36 10% -9.87% 94.2% -551.3% -0.34 15% 33.5% 100% -595.5% -0.30

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