Abstract
The wireless communication system adopts an appropriate retransmission scheme on each system protocol layer to improve reliability of data transmission. In each system protocol layer, the retransmission scheme operates in independently other layers and operates based on the parameters without reference to end-to-end performance of wireless communication system. For this reason, it is difficult to design the optimal system parameters that satisfy the QoS requirements for each service class. Thus, the performance analysis of wireless communication system is needed to design the optimal system parameters according to the end-to-end QoS requirements for each service class. In this paper, we derive the mathematical model to formulate the end-to-end performance of wireless communication system. We also evaluate the performance at the MAC and transport layers in terms of average spectral efficiency and average transmission delay. Based on the results of performance evaluations, we design the optimal system parameters according to the QoS requirements of service classes. From the results, the HARQ combined with AMC is appropriate for the delay-sensitive service and the ARQ combined with AMC is appropriate for a service that is insensitive to transmission delay. Also, the TCP can be applied for the delay-insensitive service only.
기존의 무선통신시스템에서는 무선채널에서의 데이터 전송 성능 향상을 위해 시스템 각 계층의 특성에 적합한 재전송 방식을 사용한다. 이때 재전송 방식은 해당 계층에서 독립적으로 동작하며, 무선통신시스템의 종단 간 성능에는 관계없이 각 계층별로 정해진 파라미터에의해 동작하게 된다. 이와 같은 파라미터는 무선통신시스템의 종단 간 성능을 고려하지 않기 때문에 한정된 무선채널자원 및 네트워크 자원을 효율적으로 활용하기 위한 최적의 시스템 파라미터를 설계하기 어렵다. 따라서 각 서비스 별로 정해진 종단 간 QoS(Quality of Service) 요구사항을 만족시키기에 적합한 재전송 방식의 파라미터를 설계하기 위해서는 무선통신시스템의 종단 간 성능 분석이 필요하다. 본 논문에서는 다 계층 재전송 방식을 사용하는 무선통신시스템의 종단 간 성능을 수학적으로 분석하고, 모의실험을 통해 MAC(Medium Access Control) 계층과 전송계층에서 데이터 전송 성능을 도출한다. 또한 성능평가 결과를 바탕으로 사용자에게 제공되는 각 서비스 클래스의 특성에 적합한 재전송 방식과 파라미터 값을 설정하도록 한다. 모의실험 결과, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)와 AMC(Adaptive Modulation and Coding)를 결합한 방식의 경우 지연에 민감한 서비스에 유리하며, ARQ(Automatic Repeat reQuest)와 AMC를 결합한 방식은 평균 전송지연시간에 영향을 받지 않는 서비스에 유리하다. 또한 TCP(Transmission Control Protocol)는 지연에 민감하지 않은 서비스에서만 사용 가능하다.
