Deadline-Aware Routing: Quality of Service Enhancement in Cyber-Physical Systems
Sunghwa Son, Byeong-Hoon Jang, Kyung‐Joon Park · KIPS Transactions on Computer and Communication Systems · 2018
본 논문에서는 사이버-물리 시스템의 서비스 품질 향상을 위해 시스템의 데드라인을 고려한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 보편적으로, 대부분의 라우팅 알고리즘은 평균 딜레이를 라우팅 메트릭으로 하여 이를 최소화 하고 평균 성능 향상을 목적으로 한다. 하지만, 사이버-물리 시스템과 같이 데드라인에 민감한 시스템들은 패킷에 대한 적절한 전송시간을 요구하기 때문에, 평균 딜레이는 라우팅 메트릭으로써 적합하지 않다. 제안한 알고리즘은 평균 딜레이가 아니라, 딜레이의 평균과 분산에 따른 분포를 고려함으로써 시스템의 정해진 데드라인 이내에 도착할 확률을 최대화 하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라, 제안한 알고리즘은 사이버-물리 시스템에서 네트워크를 기반으로 하는 제어 시스템의 서비스 품질을 향상시킬 수 있다. 우리는 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여, 링크 딜레이가 지수 분포를 따른다는 가정을 한다. 그리고, 문제의 네트워크 토폴로지와 시뮬링크 상에서 제어 시스템을 구성하고 여러 가지 상황에 따라 시뮬레이션을 수행 하였다. 그 결과, 제안한 알고리즘이 사이버-물리 시스템에서 최단 경로 알고리즘에 비해 데드라인을 더 효과적으로 만족하였고 또한 제어 성능의 상당한 향상을 보였다. ⓒ 2017 DGIST