Wireless systems is being embraced with increasing vigor, since it offers a unique mixture of connectivity, flexibility, and freedom. For real-time applications, user satisfaction is closely linked to quantities such as queue length, packet loss probability, and delay. System performance is therefore related to, not only Shannon capacity, but also quality of service (QoS) requirements. This work studies the problem of resource allocation in the context of stringent QoS constraints. The joint impact of Doppler spread and the distribution of signal-to-noise ratio is considered. Furthermore, the maximum arrival rate with given QoS constraint was found with respect to Doppler spread. Analytical expressions for the probability of buffer overflow is obtained. Fundamental performance limits for Markov wireless channel models are also identified.
무선통신은 자유롭고 유연한 통신 연결을 가능하게 한다는 장점으로 널리 쓰이게 되었지만, 환경의 변화에 크게 영향받는 특성을 가졌다. 특히 실시간 서비스의 경우 대기행렬 길이, 패킷 손실 확률, 지연 등의 값과 소비자가 제공받는 서비스의 질이 연관된다. 이처럼 무선통신 시스템의 성능은 Shannon의 채널용량만으로는 설명할 수 없으며, 포괄적인 서비스 질(QoS)과 밀접한 관계를 가지고 있다. 본 연구에서는 2개의 상태를 가진 마코프 변조 유체흐름 모델을 구축하여, 무선채널 페이딩 모델 중 가장 일반적인 레일라이 페이딩 채널에 대해 QoS의 주요 요소 중 하나인 버퍼 오버플로우 확률을 계산하고, QoS 제약조건 상에서의 변수들의 관계를 살펴보았다. 도플러 확산 주파수와 신호 대 노이즈 비율이 커짐에 따라 버퍼 오버플로우 확률은 낮아지고, 제약조건 상에서 가능한 패킷 도착속도와 도플러 확산 주파수에도 비례 관계가 있음을 확인하였다. 이는 도플러 주파수가 높아지면서 상태천이율도 높아지고, 이에 따라 패킷 전송이 고르게 분포될 확률이 높아지는 데 따른 것으로 해석된다.
