Application QoS fairness in wireless video scheduling

Abstract

The video pre-roll delay for filling up the client buffer can not be too long for user utility and buffer limitations in wireless point-to-multipoint streaming systems. Cross-layer design that deals with both physical and application layer aspects jointly is necessary for this purpose. We present a cross-layer optimized multiuser video adaptation and user scheduling framework for wireless video communication, where Quality-of-Service (QoS) fairness among users is provided with maximum video quality and video throughput. Both protocol layers are jointly optimized using a single Multi-Objective Optimization (MOO) framework that aims to schedule the user with the least remaining playback time and the highest video throughput (delivered video seconds per transmission slot) with maximum video quality. Experiments carried out in the IS-856 (1×EV-DO) standard and ITU pedestrian and vehicular environments demonstrate the improvements over the state-of-the-art schedulers in terms of video QoS fairness, video quality and throughput. / İstemci arabelleğini doldurmak için videodan önce gösterilen reklam gecikmesi, kablosuz noktadan çok noktaya akış sistemlerinde kullanıcı yardımcı programı ve arabellek sınırlamaları için çok uzun olamaz. Bu amaç için hem fiziksel hem de uygulama katmanı özelliklerini birlikte ele alan çapraz katman tasarımı gereklidir. Kablosuz video iletişimi için, kullanıcılar arasında Hizmet Kalitesi (QoS) adaletinin maksimum video kalitesi ve video çıkışı ile sağlandığı, katmanlar arası optimize edilmiş çok kullanıcılı bir video uyarlaması ve kullanıcı planlama çerçevesi sunuyoruz. Her iki protokol katmanı, kullanıcıyı maksimum video kalitesiyle en az kalan oynatma süresi ve en yüksek video verimi (iletim yuvası başına iletilen video saniyesi) ile programlamayı amaçlayan tek bir Çok Amaçlı Optimizasyon (MOO) çerçevesi kullanılarak ortaklaşa optimize edilmiştir. IS-856 (lxEV-DO) standardında ve ITU yaya ve araç ortamlarında gerçekleştirilen deneyler, video QoS adaleti, video kalitesi ve verim açısından en son teknoloji zamanlayıcılara göre iyileştirmeler göstermektedir.