가변길이 데이터 트래픽을 처리하는 대역확산 Unslotted ALOHA 시스템의 성능 분석

Abstract

본 논문은 가변길이 데이터 트래픽을 처리하는 대역확산 unslotted ALOHA 시스템의 성능을 수학적으로 분석하고 시뮬레이션 결과와 비교했다. 시스템을 CLSP(Channel Load Sensing Protocol)를 사용하지 않은 경우와 사용한 경우에 대해 각각 분석하였으며 메시지가 전송되는 동안 다른 사용자에 의한 간섭량의 변화를 매 비트 시간 단위로 고려하여 패킷 성공 확률을 계산하고 시스템 수율을 구하였다. 메시지 발생은 포아송 분포로 가정하였고, 발생된 메시지는 패킷 단위로 분할되어 전송된다고 가정하였다. 메시지의 길이는 평균 $\overline{B}$개의 패킷을 가지는 기하 분포로 가정하였으며 각 패킷 길이는 고정 L 비트를 갖는다고 가정하여 시스템을 마코프 체인으로 모델링하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 분석의 타당성을 검증하고 오류 정정 코드율과 시스템 수율과의 관계를 고찰하여 적은 수의 오류 정정 코드만을 사용해도 상당한 수율 향상이 있음을 보였다. 그리고 차별화된 서비스를 지원하는 대역확산 unslotted ALOHA 시스템의 성능을 분석하였다. 이동국은 서비스 특성과 과금에 따라서 클래스 1 사용자와 클래스 2 사용자로 구분된다. 클래스별 메시지 발생은 각각 평균 $\overline{B_1}$개, $\overline{B_2}$개의 패킷을 가지는 가변길이 데이터 트래픽으로 포아송 분포를 갖는다고 가정하였다. 시스템을 2차원 마코프 체인으로 모델링하고, 메시지가 전송되는 동안 간섭량의 변화를 매 비트시간단위로 고려하여 패킷 성공 확률을 계산하고 클래스별 시스템 수율을 구하였다. 또한 시스템 부하량에 따라 클래스별 전송 확률을 제어함으로써 클래스 1, 클래스 2의 서비스를 차별화하고 과부하 상태에서도 최대 시스템 수율이 유지됨을 보였다.