Resource Allocation Algorithm for Differentiated Multimedia Services Using Game Theory

본 논문은 2008년도 한국경영과학회 추계학술대회 경쟁부문(이론) 수상논문으로 소정의 심사과정을 거쳐 게재 추천되었음.Game theory is adapted to a variety of domains such as economics, biology, engineering, political science, computer science, and philosophy in order to analyze economic behaviors. This research is an application of game theory to wireless communication. In particular, in terms of bargaining game we dealt with a multimedia resource allocation problem in wireless communication, which is rapidly spreading such as Wibro, WCDML, IPTV, etc. The algorithm is assumed to allocate multimedia resources to users who can choose and access differentiated media services. For this purpose, a utility function of users is devised to reflect quality of service (QoS) and price. We illustrated experimental results with synthesis data which were made to mimic real multimedia data, and analyzed differentiated service providing and the effect of the utility function.본 연구는 지식경제부 및 정보통신 연구진흥원의 IT원천기술개발사업(IITA-2008-F-005-01)의 지원으로 수행되었음

Load relaxation beha

Maste

클라우드 컴퓨팅 환경에서의 게임이론을 이용한 자원 관리와 서비스 차별화

Glocalization and hyper-connection are the most noteworth business trends. In order to proactively utilize the hyper-connection technologies for the business, and secure the competitive advantages based on the glocalization strategies, it is necessary to utilize the cloud computing technologies which are the most popular and known to be well-suited for the distributed computing and web-based service delivery. Cloud computing provides infrastructure, platform, and software as services to customers. For reliable and truthful service providing, a fair and elastic resource allocation strategy is essential from viewpoint of service users. In this paper, the framework for adaptive process design has been developed in order to effectively support glocalization strategy in the cloud computing system at first. Users request cloud tasks according to the predefined processes. Then, a game-theoretic mechanism for dynamic cloud resource management for the requested tasks including task assignment and resource allocation has been presented to provide reliable and truthful services. A utility function for each cloud task is devised to evaluate the quality of cloud service by considering dynamic characteristics of cloud computing. The elementary stepwise system is then applied to efficiently assign tasks to cloud servers. The resource allocation mechanism based on bargaining solutions is finally adopted for the fair resource allocation in terms of quality of service. In addition, a resource allocation problem for service discrimination has been presented. It has been assumed that the service administrator allocates resources to users who select and access one of the discriminated services. To express rational service selection of users, a utility function of users is devised to reflect both service quality and cost. For the utility function of service provider, total profit and efficiency of resource usage have been considered. The proposed service discrimination framework is composed of two game models. An outer model is a repeated Stackelberg game between the service administrator and a user group, while an inner model is a service selection game among users which is solved by adopting the Kalai-Smorodinsky bargaining solution. The numerical experiments, it has been shown that the proposed mechanism guarantees better system performance than existing methods. The proposed mechanism completes the requested tasks earlier and provides relatively higher level of fairness of utility-cost ratio. Also, for the service discrimination, the performance has been compared with existing resource allocation methods according to user cost sensitivity. From the comparison results, it is shown that the proposed framework obtains better performance in terms of the total profit of the service administrator and the fairness for users utilities. By applying the proposed mechanism, it seems possible to support cloud service administrator to elastically manage the limited resources in cloud computing environment in terms of quality of service.지역적 세계화와 초연계현상은 최근 비즈니스 경향 중 가장 주목할 만한 현상이다. 이러한 초연계현상을 가능케하는 기술을 비즈니스에 적극적으로 활용하고, 지역적 세계화 전략에 기반한 경쟁 우위를 확보하고 유지시키기 위해서는 웹 기반 서비스 제공방식과 분산 컴퓨팅 환경에 적합한 것으로 잘 알려진 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용하는 것이 필요하다. 클라우드 컴퓨팅은 인프라스트럭처, 플랫폼 그리고 소프트웨어 등과 같은 자원을 사용자들에게 서비스의 형태로 제공한다. 신뢰성 높은 서비스 제공을 위해서는 서비스 이용자 관점에서 공정할 뿐만 아니라, 사용자 요구 변화에 탄력적으로 대응할 수 있는 자원 할당 전략이 필수적이다. 본 논문에서는 우선 클라우드 컴퓨팅 시스템에서의 지역적 세계화 전략의 효과적인 수행을 지원하기 위한 조정가능형 프로세스 설계 프레임워크부터 개발하였다. 사용자들은 제시된 프레임워크에 따라 사전에 정의된 프로세스를 기반으로 클라우드 업무를 서버에 요청하게 된다. 또한, 사용자로부터 요청된 업무를 효과적으로 처리하기 위해 업무의 서버 배정과 자원 할당을 포함하는 게임 이론 기반의 동적 자원 관리 기법을 제안하였다. 클라우드 업무 수행 결과의 품질 수준을 평가 하기 위한 효용함수를 클라우드 컴퓨팅 환경의 동적인 특성을 고려하여 설계하였고, 각 업무를 서버에 효과적으로 배정하기 위해 ESS 기법을 활용하였다. 서비스 품질 수준 관점에서 공정하게 자원을 할당하기 위해서 구매 게임의 해를 활용하기 위한 방안을 제시하였다. 또한, 서비스 차별화를 위한 자원 할당에 관한 문제도 제시하였다. 우선 서비스 관리자는 차별화된 서비스들 중 하나를 선택하고 이를 활용하는 사용자에게 일정 수준의 자원을 할당하는 것을 가정한다. 이 때, 사용자의 서비스 선택이 이성적임을 표현하기 위해, 사용자의 효용함수를 서비스 품질 수준과 함께 서비스 이용을 위한 비용을 고려하여 설계하였다. 서비스 관리자의 효용함수는 자원 할당을 통해 얻을 수 있는 수익과 자원 할당의 효율성을 기반으로 설계하였다. 본 연구에서 제안한 서비스 차별화 및 자원 할당에 관한 문제는 서비스 관리자와 사용자 집단 간의 게임으로 모델링할 수 있으며, 이는 크게 두가지 형태의 게임으로 구분된다. 외형적으로는 서비스 관리자와 사용자 그룹 간 반복된 Stackelberg 게임의 형태를 나타나게되고, 내부적으로는 제한된 자원에 대한 사용자 그룹 내 서비스 선택을 위한 게임의 형태로 표현된다. 사용자 그룹 내 게임의 최적해를 구하기 위해서는 Kali-Smorodinsky Bargaining Solution (KSBS)을 활용하였다. 수치해석적 실험을 통해서 본 연구에서 제안하는 기법이 기존의 다른 방법에 비해 더 좋은 시스템 성능을 보장할 수 있음을 보였다. 특히, 사용자로부터 동적으로 요청되는 클라우드 업무는 더 빠른 시간 내에 완료될 수 있으며, 효용-비용 비율 관점에서는 더 높은 수준의 공정성을 보장할 수 있게 된다. 또한 서비스 차별화 문제에서는 사용자의 비용 민감도를 기준으로 기존 연구와의 성능을 비교 분석하였다. 비교 결과 서비스 관리자에게 더 큰 수익을, 그리고 사용자 효용 관점에서는 더 높은 수준의 공정성을 보장할 수 있다고 말할 수 있다. 따라서, 본 연구에서 제안하는 기법을 활용할 경우, 클라우드 컴퓨팅 환경에서 서비스 관리자는 제한된 자원을 탄력적으로 그리고 효과적으로 활용하여, 높은 수익을 기대함과 동시에 더 높은 품질 수준의 서비스를 사용자에게 제공할 수 있을 것으로 예상된다.Docto

(A)Study on the short channel effect of threshold voltage degradation in hydrogenated amorphous silicon thin-film transistor for AMOLED

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :전기. 컴퓨터공학부,2006.Maste

Negotiation model and acceptance sampling plan for the complex supply chain network

Thesis(master`s)--서울대학교 대학원 :산업공학과,2006.Maste

PageRank Algorithm Using Link Context

웹은 정보의 저장 및 검색에 있어서 보편적인 매체가 되고 있다. 웹에서 정보 검색은 검색엔진 을 출발점으로 이용하는 것이 대부분이지만, 그 결과는 사용자의 요구와 늘 일치하는 것은 아니며 때로는 의도적으로 조작된 검색 결과가 제시되기도 한다. 검색엔진의 데이타를 의도적으로 조작하는 것을 스패밍 (spamming)이라고 부르며, 다양한 스패밍과 방지기술이 있지만, 최근에 각광을 받고있는 링크기반 검색 방식에는 스패밍이 쉽지 않은 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 방식에서도 구글폭탄(Google Bombing) 과 같이 페이지점수법(PageRank)을 조작할 수 있는 약점이 있다. 본 논문에서는 이러한 약점을 방지할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 기본적으로 링크 기반 검색 방식을 기초로 하여 웹을 하나의 유향 레이블 그래프로 인식하여 각 웹 페이지들은 하나의 노드로, 하이퍼링크는 에지로 표현함에 있어서 본 연구에서는 링크구조를 기반으로 링크내역(link context)을 부여하고 이를 에지의 레이블로 사용한다. 링크내역과 대상 페이지 사이의 유사도를 구하고, 이것을 이용하여 페이지점수법의 인접행렬을 재구성하는 방법을 취했다. 결과로써 기존의 방법 및 특이값 추출기법(SVD)에 기반한 새로운 기준을 도입해 그 효과를 입증했다. ; The World Wide Web has become an entrenched global medium for storing and searching information. Most people begin at a Web search engine to find information, but the users pertinent search results are often greatly diluted by irrelevant data or sometimes appear on target but still mislead the user in an unwanted direction. One of the intentional, sometimes vicious manipulations of Web databases is Web spamming as Google bombing that is based on the PageRank algorithm, one of the most famous Web structuring techniques. In this paper, we regard the Web as a directed labeled graph that Web pages represent nodes and the corresponding hyperlinks edges. In the present work, we define the label of an edge as having a link context and a similarity measure between link context and the target page. With this similarity, we can modify the transition matrix of the PageRank algorithm. A motivating example is investigated in terms of the Singular Value Decomposition with which our algorithm can outperform to filter the Web spamming pages effectively.This work was supported by the Korea Science and Engineering Foundatino (KOSEF) through the Advanced Information Technology Research Center (AITrc)