본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

고급검색

인명/단체명

저자정보 상세정보
인명/단체명을 입력하세요.

키워드

  • 대표어

  • 외국어

-

목차보기

Title Page

Contents

Abstract 6

List of Abbreviations 12

I. Introduction 14

1.1. Background 17

1.2. Motivation and Organization of This Dissertation 24

II. Related Work 31

2.1. Ultra Wideband 31

2.2. IEEE 802.15.3 MAC 34

2.3. WiMedia MAC 36

III. WiMedia MAC Accelerator and Application Researches 39

3.1. Design of WiMedia MAC Accelerator 39

3.2. Multiple Compressed Video Transmission 67

3.3. Uncompressed HD Video Transmission 78

IV. Performance Evaluation and Implementation Result 96

4.1. Performance Evaluation 96

4.2. Implementation Result of the MAC Accelerator 112

4.3. Demonstrations 117

V. Conclusions 126

1. Summary 126

2. Contributions 128

3. Future works 130

References 132

Summary (요약) 144

List of Tables

Table 3.1. Example of WiMedia timing parameters 45

Table 3.2. Calculation of Maximum Bandwidth According to the Number of Aggregation 94

Table 4.1. Parameters with a fixed retransmission rate 98

Table 4.2. Parameters with fixed input load 101

Table 4.3. Simulation parameters 106

Table 4.4. Increment of input traffic load with retransmission 107

Table 4.5. Implementation results of the MAC accelerator 112

Table 4.6. Implementation results of MAS management blocks 113

Table 4.7. Comparison of MAC hardware implementation 115

List of Figures

Figure 1.1. Comparison of acknowledgement processes 20

Figure 1.2. Comparison of retransmission processes 22

Figure 1.3. Comparison of frame aggregation processes 23

Figure 1.4. Fully distributed WiMedia Network 25

Figure 2.1. Worldwide UWB spectrum allocation 32

Figure 3.1. WiMedia Superframe configuration 40

Figure 3.2. A two-dimensional superframe structure 42

Figure 3.3. DRP IE in a beacon frame 43

Figure 3.4. Illustration of MAS scheduling overhead 47

Figure 3.5. The proposed MAC accelerator architecture 52

Figure 3.6. MAS management architecture 57

Figure 3.7. MAS information structure 59

Figure 3.8. MAS scheduling in the Wimedia MAC 64

Figure 3.9. RTL simulation of extracting MAS information from a beacon frame 66

Figure 3.10. An example configuration of UWB-based video WVAN 68

Figure 3.11. Hardware architecture of the WiX system 72

Figure 3.12. Example configuration of wireless uncompressed video mirroring 79

Figure 3.13. Link architecture of the HDMI encoder and decoder 80

Figure 3.14. Example configuration of 720x480p video frame 81

Figure 3.15. Example timing of a 1920x1080i video frame 83

Figure 3.16. Architecture of the proposed uncompressed video transmission system 85

Figure 3.17. MAC frame format for transmission of aggregated video data 88

Figure 3.18. Architecture of the reception queue of the video processing block 89

Figure 4.1. Throughputs for fixed retransmission rates 99

Figure 4.2. Mean delays for fixed retransmission rates 100

Figure 4.3. Loss rates for fixed retransmission rates 101

Figure 4.4. Mean delay for fixed device loads 102

Figure 4.5. Throughput for fixed device loads 103

Figure 4.6. Loss rate for fixed device loads 104

Figure 4.7. Mean delay by varying FERs and device loads 105

Figure 4.8. Mean delay for 720x480p depending on FER and number of MAS 108

Figure 4.9. Loss rate for 720x480p depending on FER and number of MAS 109

Figure 4.10. Mean delay for 1920x1080i depending on FER using multiple PHYs 110

Figure 4.11. Loss rate for 1920x1080i depending on FER using multiple PHYs 111

Figure 4.12. Implemented WiMedia platform (left) and streaming demonstration (right) 117

Figure 4.13. Implemented WiX system 119

Figure 4.14. Demonstration of HD video streaming 120

Figure 4.15. Captured waveform at the receiver PHY 121

Figure 4.16. Implemented system and demonstration of uncompressed HD video transmission 122

Figure 4.17. Transmitted analog waveform of all PHYs 124

초록보기

 본 논문은 WiMedia 망에서 Gb/s 급 MAC 가속기의 설계 및 고속 멀티미디어 데이터 전송을 위한 응용 연구에 관한 것이다. 최근의 WiMedia 기술은 1 Gb/s급의 데이터 전송율을 제공한다. WiMedia 시스템은 MAC 및 응용 단에서 이러한 고속의 데이터 전송을 지원해야 한다. 저속 MAC 설계와는 다르게 WiMedia MAC을 설계함에 있어서 MAC 기능을 소프트웨어 및 하드웨어 영역으로 구분하는 것이 중요하다. 또한 몇몇 시간적인 제약이 있는 기능들은 성능 저하를 방지하기 위해 반드시 하드웨어로 구현되어야 하며 MAC 단과 응용 단을 연결하는 부분 역시 성능 저하를 방지하기 위해 하드웨어로 구현을 해야 한다.

이를 위해 본 논문은 소프트웨어와 하드웨어 사이의 트랜잭션에서 발생할 수 있는 성능 저하를 방지하기 위해 Gb/s급의 WiMedia MAC 가속기 설계 방법을 제안한다. 또한 WiMedia MAC 프로토콜을 구현함에 있어서 소프트웨어적으로 발생할 수 있는 불확실성을 제거하고 목표로 하는 성능을 낼 수 있도록 멀티미디어 응용에 특화된 하드웨어 구현에 대해 설명한다.

WiMedia MAC의 타임 슬롯 운용 방법에 있어서 본 논문은 오로지 하드웨어적으로 송신 비콘만을 분석하여 MAS를 관리할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 이전의 MAS 관리 기법들은 소프트웨어적인 비콘 분석 방법이나 수신 비콘 분석 방법을 이용해 MAS를 관리하였다. 소프트웨어적인 비콘 분석 방법은 추가적인 하드웨어 설정 과정이 필요하고 수신 비콘 분석 방법은 WiMedia MAC의 특성으로 볼 때 본 논문에서 제안한 송신 비콘 분석 방법에 비해 효율적인 비콘 분석 방법으로 볼 수가 없다.

이와 더불어 본 논문에서는 두 가지의 WiMedia 기반 멀티미디어 응용을 제안한다. 첫 번째는 단일의 WiMedia PHY를 이용해서 다수의 압축된 HD 급의 영상 전송에 관한 응용이며, 다른 하나는 다수의 WiMedia PHY를 사용하여 HD 급의 비디오 미러링 서비스를 제공할 수 있는 응용을 제안하였다. 비디오 처리 블록은 소프트웨어의 부담을 줄이고 성능 저하를 방지하기 위해 하드웨어로 구현이 되었으며 응용 인터페이스와 MAC 가속기 사이에 위치하여 고속으로 비디오 패킷을 처리하는 역할을 담당한다. 또한 시뮬레이션 모델을 개발하여 멀티미디어 응용 시스템의 성능을 확인하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 WiMedia 망에서의 고속 비디오 전송에 따른 시스템 성능을 예측할 수 있도록 하였다.

제안된 MAC 가속기는 FPGA와 SoC로 구현을 하였으며 기존의 WiMedia MAC 가속기와 비교하여 더 적은 게이트 수로 대부분의 시간 제약에 관련된 MAC 기능과 가속 기능을 구현하였다. 또한 멀티미디어 응용 하드웨어 블록은 FPGA로 구현을 하였으며 MAC 가속기와 결합하여 압축 및 비압축 영상을 성공적으로 전송하는 시연을 보여준다. 비압축 영상 전송 시연을 통해 본 논문에서 제안한 MAC 가속기와 응용 하드웨어 블록이 1.16 Gb/s의 비압축 영상 전송이 가능하고 향후 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터와 같은 멀티미디어 기기에서의 비압축 영상 미러링 응용이 가능함을 보여준다.

참고문헌 (71건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Opportunistic beamforming using dumb antennas 네이버 미소장
2 Radio resource sharing for ad hoc networking with UWB 네이버 미소장
3 (UWB)2: Uncoordinated, Wireless, Baseborn Medium Access for UWB Communication Networks 네이버 미소장
4 Distributed topology construction of Bluetooth wireless personal area networks 네이버 미소장
5 An adaptive control for video transmission over bluetooth 네이버 미소장
6 Ubiquitous homelinks based on IEEE 1394 and ultra wideband solutions 네이버 미소장
7 Ultra-wideband wireless systems 네이버 미소장
8 “Residential HDTV distribution system using UWB and IEEE1394,” IEEE Trans. Cons. Elect., vol. 52, issue. 1, pp. 116-122, Feb. 2006. 미소장
9 WiMedia alliance, MULTIBAND OFDM PHYSICAL LAYER SPECIFICATION, Release 1. 5, Aug. 2009. 미소장
10 “Enhanced micro-Scheduling and hardware acceleration architecture for high rate WPAN MAC,” VTC-2007 Fall, pp. 1654-1658, 2007. 미소장
11 Flexible platform design of IEEE 802.15.3a MAC over UWB with optimized protocol accelerator 네이버 미소장
12 Protocol accelerator design for IEEE 802.15.3 MAC implementation 네이버 미소장
13 MAC Enhancement for Gbps Throughput Achievement in Millimeter-Wave Wireless PAN Systems 네이버 미소장
14 Federal Communications Commission (FCC), "First report and order-02048," April 22, 2002. 미소장
15 WiMedia Alliance, "Multiband OFDM physical layer specification, Release 1. 1," July. 2005. 미소장
16 MAC-ELISA and ELISA inhibition methods for detection of antibodies after yellow fever vaccination 네이버 미소장
17 Technology and second language learning: expanding methods and agendas 네이버 미소장
18 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), "DS-UWB physical layer proposal," IEEE 802.15 WPAN High Rate Alternative PHY Task Group 3a P802.15-04/0137r4, Jan. 2005. 미소장
19 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), "Multiband OFDM physical layer proposal," IEEE 802.15 WPAN High Rate Alternative PHY Task Group 3a Std. IEEE P802.15-03/268r1, Sept. 2003. 미소장
20 Medium access control in ultra-wideband wireless networks 네이버 미소장
21 On the robustness of ultra-wide bandwidth signals in dense multipath environments 네이버 미소장
22 "Localization via ultra-wideband radios: a look at positioning aspects for future sensor networks," IEEE Signal Proces. Mag., vol. 22, no. 4, pp. 70–84, 2005. 미소장
23 WiMedia Alliance, "Distributed medium access control (MAC) for wireless networks," Release 1.01, Dec. 2006. 미소장
24 "Performance analysis of saturated throughput of PCA in the presence of hard DRPs in WiMedia MAC," Proceedings of ACM WCNC’07, pp. 423–429, 2007. 미소장
25 "A novel performance model for distributed prioritized MAC protocols," Proceedings of IEEE GLOBECOM’07, Nov 2007. 미소장
26 “Performance analysis of WiMedia UWB MAC,” Proceedings of ICDCS’09, June 2009. 미소장
27 "A performance modeling of WiMedia UWB MAC," 25th Biennial Symposium on Communications (QBSC) 2010, vol. 1, pp. 461-466, 12-14 May 2010. 미소장
28 Performance Analysis of Prioritized MAC in UWB WPAN With Bursty Multimedia Traffic 네이버 미소장
29 "Delay analysis of DRP in MBOA UWB MAC," IEEE International Conference on Comm (ICC), pp. 229–233, 2006. 미소장
30 Performance Analysis of Distributed Reservation Protocol for UWB-Based WPAN 네이버 미소장
31 "Evaluating video streaming over UWB wireless networks." In Proceedings of the 4th ACM workshop on Wireless Multimedia Networking and Performance Modeling (WMuNeP '08). ACM, New York, NY, USA, 2008. 미소장
32 Supporting Real-Time VBR Video Transport on WiMedia-Based Wireless Personal Area Networks 네이버 미소장
33 "Distributed reservation algorithms for video streaming over UWB-based home networks," Consumer Communications and Networking Conference (CCNC), 2010 7th IEEE, pp. 1-6, 9-12 Jan. 2010. 미소장
34 "Optimal transmission of high definition video transmission in WiMedia systems." Wirel. Netw. 17, pp. 291-303, 2011. 미소장
35 "Performance study of hybrid MAC using soft reservation for wireless networks," IEEE International Conference on Communications (ICC), 2011, 5-9 June 2011. 미소장
36 ECMA International, "High rate ultra wideband PHY and MAC standard, ECMA International Std. ECMA-368," Dec. 2005. 미소장
37 "Wireless video streaming over UWB," IEEE International Conference on Ultra-Wideband, 2007, pp. 933-936, 24-26 Sept. 2007. 미소장
38 WiMedia Alliance, "Multiband OFDM physical layer specification, Release 1. 5," Aug. 2009. 미소장
39 ARM Ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.prd29-genc-009492c/ch05s03s03.html, downloaded on June 5th, 2013. 미소장
40 "System architecture design considerations for distributed WiMedia MAC Protocol," Consumer Communications and Networking Conference, 2009. 미소장
41 "A novel design of IEEE 802.15.3 MAC over UWB," IEEE 60th Vehicular Technology Conference 2004, vol. 7, pp. 5297-5301, 26-29 Sept. 2004. 미소장
42 “A novel framework for medium access control in ultra-wideband ad hoc networks,” Dyn. Contin. Discrete Impuls. Syst., Ser. B, vol. 12, no. 3, pp. 427–441, Jun. 2005. 미소장
43 "On medium access control for high data rate ultra-wideband ad hoc networks," IEEE Wireless Communications and Networking Conference, 2005, vol. 2, pp. 795-800, 13-17 March 2005. 미소장
44 Protocol accelerator design for IEEE 802.15.3 MAC implementation 네이버 미소장
45 "Application of system-level design flow to CWUSB MAC architecture enhancement," IEEE Radio and Wireless Symposium, 2008, pp. 247-250, 22-24 Jan. 2008. 미소장
46 "Implementation and evaluation of WiMedia MAC LSI." In Proceedings of the 3rd International Conference and Workshops on Advances in Information Security and Assurance (ISA '09), 2009. 미소장
47 ARM Inc, AMBA Specification, Version 2.0, 1999. 미소장
48 Xilinx Ltd., Vertex 4 XC4VLX60 User Guide, 2010. 미소장
49 (A)MAS information management method for WiMedia MAC protocol 소장
50 Low-complexity design of PHY/MAC modem processor for WiMedia UWB systems 네이버 미소장
51 Intel Corp., Intel IXP1200 Network Processor Family Hardware Reference Manual, 2001. 미소장
52 Intel Corp., Intel IXP425 Network Processor Family Hardware Reference Manual, 2001. 미소장
53 Certified Wireless USB from the USB-IF, http://www.usb.org/developers/wusb/, downloaded on June 5, 2013. 미소장
54 Multi-Protocol WiMedia UWB Radio Platform implemented in Single-Chip CMOS 네이버 미소장
55 WiMedia Alliance, "WiMedia logical link control protocol, Approved Draft 1.0," Aug. 2007. 미소장
56 Xilinx Ltd., Vertex 4 XC5VLX220T User Guide, 2010. 미소장
57 A 4-Gbps Uncompressed Wireless HD A/V Transceiver Chipset 네이버 미소장
58 Hitachi Ltd., "High-Definition Multimedia Interface Specification Version 1.3a," November 10, 2006. 미소장
59 60-GHz transceivers for wireless HD uncompressed video communication in nano-era CMOS technology 네이버 미소장
60 WirelessHD™, www.wirelesshd.org, downloaded on June 5, 2013. 미소장
61 Intel Wireless Display (WiDi), www.intel.com, downloaded on June 5, 2013. 미소장
62 Adaptive Multi-beam Transmission of Uncompressed Video over 60GHz Wireless Systems 네이버 미소장
63 High Definition, Anywhere: How Ultra Wideband Makes Wireless HDMI Possible 네이버 미소장
64 "A fully gardware-oriented medium access slot management for WiMedia MAC," IEEE International Symposium on Consumer Electronics, 2007, May 2007. 미소장
65 "Enhanced power management scheme for low-power UWB communications," 9th International Symposium on Communications and Information Technology, pp. 1432-1435, 2009. 미소장
66 "Gigabit UWB video transmission system for wireless video area network," IEEE Trans. Cons. Elect., vol. 57, issue 2. pp. 395-402, May. 2011. 미소장
67 "Uncompressed video transmission in portable devices for wireless video mirroring service," IEEE International Conference on Consumer Electronics, 2012, Jan. 2012. 미소장
68 Implementation of uncompressed video transmission system for wireless video mirroring service in portable multimedia devices 소장
69 이상재, 전영애, 최상성, "무선 개인 영역 네트워크 기반의 고속 유무선 브리지 장치를 위한 패킷 처리 장치 및 방법," 대한민국 특허, 출원번호 10-2009-0125597, 2009. 미소장
70 이상재, 전영애, 최상성, "무선 개인 영역 네트워크 기반의 매체 접근 제어 장치에서 복수의 물리계층 운용 방법," 대한민국 특허, 출원 번호 10-2009-0126703, 2009. 미소장
71 이상재, 전영애, 최상성, "무선 개인 영역 네트워크 기반의 매체 접근 제어 장치," 대한민국 특허, 등록 번호 제 10-1217656, 2012. 미소장

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차

권호

기사명 원문보기 기사목차
닫기