When we model the Finite State Markov Chain (FSMC) mathematically in wireless networks, a key issue rely on how to divide finite states, that is, how to partition the received Signal-to-Noise Ratio (SNR) range into finite states. The Equal Probability (EP) method and the Equal Duration (ED) method have been widely used. Lately, a new method which with a criterion that the non-adjacent probability must be sufficiently small, called the Adjacent Transition (AT) method, has been suggested. Accordingly, an investigation on the performance of the MAC layer using the AT method is needed, and a comparison the MAC layer performance for those three methods is essential. The objective of the present study was to analyze the performance of a queueing system with Adaptive Modulation and Coding (AMC). We applied the AT method for a partition of the SNR and used the Effective Bandwidth Function (EBF) for performance evaluation. In analysis, we approximated the tail distribution of the queue length as a measure of queuing performance. Furthermore, we validated our system model to confirm that our analysis was correct. Finally, we compared our results with results from the EP and the ED method performance analysis, concluding that the ED method and the AT method perform similarly.
무선 통신망에서는 송신된 신호가 다중경로를 거쳐 수신됨에 따라 수신 신호가 강해지거나 약해지는 페이딩 현상이 일어난다. 이러한 페이딩 채널을 수학적으로 모델링하기 위해 FSMC가 널리 사용되고 있다. FSMC에서는 state를 어떻게 나눌 것인가, 즉, 수신 신호대잡음비 영역을 어떻게 나눌 것인가가 주요한 문제이다. 본 논문에서는 이러한 분할 방법 중의 하나로 제안된 AT 방법에 대한 성능 분석을 하였다. 기존에 AT 방법을 제안한 논문에서는 PHY layer에서의 분석을 다루었는데 여기서는 사용자들이 느끼는 서비스 품질에 밀접한 연관이 있는 MAC layer에서의 큐 성능 분석을 하는데 의의를 두었다. 큐잉 시스템에서는 포아송 분포를 따라 패킷이 들어오고 채널 상황에 따라 서비스 되는 패킷의 양이 달라진다고 가정하였다. 이 때, 채널의 상황이 좋을수록 복잡한 변조 방식을 선택하여 데이터 전송률을 최대화하는 방법인 AMC 기법을 적용하였다. 큐 성능 분석의 척도로는 큐 길이의 꼬리분포를 구했는데 이 과정에서 EBF를 사용하여 분포를 근사할 수 있었다. 시뮬레이션을 통해 모델 검증을 한 결과, 이론적 분석과 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다. 또한 다른 분할 방법인 EP와 ED 방법과의 비교 분석 결과, 기존에 성능이 우수하다고 알려진 ED 방법과 AT 방법이 유사한 성능을 보인다는 것을 확인하였다. 앞으로 본 연구의 확장으로서 시뮬레이션 방법의 개선을 통해 AT 방법의 성능의 우수성을 입증하고자 하는 연구를 진행할 것이다.
