Multiplexing voice and video packet traffic
•“Traffic Scheduling of Voice and Video Packet Streams in Wireless ATM Networks”
S.Psychis and M.Paterakis
•“A Dynamic Packet Reservation Multiple Access Scheme For Wireless ATM”
Deborah A.Dyson and Zygmunt J.Haas
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Voice Terminals
•Each VT is equipped with a voice activity detector
•The speech activity is modelled with a two-state Markov chain
PT=PST/(PST+PTS) , PS=1-PT
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Video Sources
•Markovian birth-and-death model
•videos without abrupt scene changes(e.g. Videoconference)
•State 0 minimum bit rate,state M maximum bit rate
αi=(Μ-i)a,βι=ib,i =0…M
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
The BS Scheduling Algorithm
•The MTs transmit requests to the BS on a separate request channel
•The request channel is large enough so contention is kept minimal
•The S.A. gives priority to Voice terminals
•The request of a video source is either satisfied in its entirety
within the current channel frame,or it is not satisfied at all
(e.g, no partial slot allocations are allowed) MPEG-2 or MPEG-4.
•Priority is given to Video Sources that have not been satisfied in
the past.The priority metric counts the total number of video
packets lost due to unavailability of slots (packet loss rate)
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Channel Parameters
•The channel is error free
•Voice transitions occur at channel frame boundaries
•The voice packet delay limit is 24msecs (2 frames)
•Video source rate changes at the beginning of every 3 channel frames
•The video sequences are encoded to be played back at a rate of
1/0.036=27,7 video frames per second
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Channel Parameters
•The Peak ,minimum and average video bit rates are
P =169.2Kbps L=9.6Kbps and AVG=62.4Kbps respectively
•These numbers correspond to 400X300 pixels per VF, and peak
video source rate of 1.41 bits/pixel,average 0.52bits/pixel and
minimum 0.08bits/pixel.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Performance Evaluation
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Performance Evaluation
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Performance Evaluation
Mean inter-hit time
The time between consecutive events where the slot requests of
a video source are not satisfied within the current channel frame
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Packet Reservation Multiple Access
•A user who needs to gain access waits for an unused slot and then transmits in
that slot with probability p.If a collision occurs the user wait for the next empty
slot and transmit again with probability p.This continues until the user transmits
successfully or decides to give up.If a voice user is successful the same slot in
every subsequent frame is reserved for this user.
•When a user wants to release a slot, the user leaves the next reserved slot empty
•This process is done by both the voice sources and the video sources.
•The video sources has to content for every slot that they want to use.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
DPRMA:Medium Access Control
•With only Voice users present ,the system reverts back to PRMA
•The primary defference between the two protocols is the manner in which
reservations are made and resources are allocated for VBR sources.
•In DPRMA there are several Reservation Request bits within the header of
each uplink time slot.
•Each user can transmit at a limited number of different transmission rates ci

imin

ci= 2i *C/n
i
log2n
C is the data rate of the channel,n is the number of slots in a frame ,and I is an
integer.For this system imin= -3
•When a user has a new burst of information to transmit it must first attempt to
obtain a reservation .It sets the appropriate RR bits to indicate its rate request.
The BS tries to accommodate as much of the rate requested as possible.If the
total request can not be fully accommodated,then a partial allocation is made.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
DPRMA:Medium Access Control
•The BS must decide which of the remaining unclaimed slots will be assigned.
The BS first identifies which slots are currently unallocated and determines how
many such slots exists.Next ,the base station examines each of these slots in
sequential order to determine if the slot will be assigned to accommodate the
request.To do that the BS assigns each empty slot with a probability Pa where
Pa=Sn/Sc .Sn is the number of slots the user still needs and Sc is the number of
available slot.
This process ensures that the user will be assigned exactly the number of slots it
requires.Also it tends to spread the allocation of slots randomly throughout the
frame.
•When the rate is decreased the BS considers each these slots one at a time in
sequential order for deallocation purposes. Each slot is released with probability
Pd=Sd/Sr . Sd is the number of slots yet to be released and Sr the number of slots
yet to be considered for release.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
DPRMA:Medium Access Control
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
DPRMA:Rate Requests
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Voice Traffic
For this study,the number of cells that are lost in this manner must not exceed
1% in order to provide an acceptable QOS level.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Video Conferencing Traffic
P=0.9844(By Polyxronis Koutsakis)
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Values of the basic system parameters
Peak rate 220/0.04=5500cells/sec
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Threshold levels for video conferencing sources
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Number of voice user spermitted in the system versus voice transmission
probability,PTv
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Total throughput versus voice transmission probability,PTv
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης
Slots lost due to collisions and reservation release versus voice
transmission probability,PTv
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ.
Σιγανός Γεώργιος
Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών
Πολυτεχνείο Κρήτης