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문제 정의
- 본 논문에서는 네트워크 트래픽이 포화상태일 때 R-NAD에서의 처리율을 수학적 분석을 통해 계산하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 처리율 계산을 위해 NAD 구간에서 전송 성공확률을 구하고, 전송 성공 또는 충돌시 평균 전송 시간과 평균 유휴시간을 이용하여 처리율을 구하였다.
- 본 논문은 네트워크의 트래픽이 포화상태일 때 R-NAD의 처리율을 계산하는데 연구목적이 있으며, 포화상태에서의 처리율은 MAC(Media Access Control) 계층에서 전송할 수 있는 처리율의 상한(upper bound)을 의미한다. 지금까지 NAD의 성능 분석에 관한 선행연구는 대부분 OPNET[3] 등의 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 여러 가지 NAD 방식의 성능을 비교하는 형태로 이루어져 왔으며[4～8], R-NAD 자체에 대한 수학적 모델링을 통한 접근은 거의 이루어지지 않았다.
- 본 논문은 포화상태일 때 MIL-STD-188-220 표준에서 R-NAD의 처리율을 수학적으로 모델링하고 시뮬레이션을 통하여 이를 검증하였다. 처리율을 구하기 위하여 성공확률과 평균 유휴시간을 계산하였다.
- 이 논문에서 우리는 숨겨진 스테이션과 포획 효과가 없는 이상적인 채널환경에서 포화 상태의 처리율을 분석한다. 분석을 위해 각각의 스테이션은 항상 전송할 프레임이 있다고 가정하는데, 이는 각각의 스테이션의 전송 큐는 항상 비어 있지 않는 상태에서 동작함을 의미한다.
가설 설정
- 의 부록 MAC 파라미터와 파라미터 값 중의 하나를 선택하여 수학적 분석 모델과 시뮬레이션 모델에서 공동으로 사용하였으며 그 값은 Table 2에 정리되어 있다. 두 모델에 사용된 데이터 전송속도는 4,800bps로 MTT는 4,000ms로 설계하였으며 DATA의 값은 시나리오에 따라 최소 1,000ms에서 최대 3,671ms(MTT - EPRE - PHASING)로 가변하여 적용하였으며, S시간의 경우는 FEC 및 TDC가 적용되지 않는 환경을 가정하였다.
- 이 논문에서 우리는 숨겨진 스테이션과 포획 효과가 없는 이상적인 채널환경에서 포화 상태의 처리율을 분석한다. 분석을 위해 각각의 스테이션은 항상 전송할 프레임이 있다고 가정하는데, 이는 각각의 스테이션의 전송 큐는 항상 비어 있지 않는 상태에서 동작함을 의미한다. 아울러, 네트워크 상에 가입된 모든 스테이션이 전송에 참여하므로 전송에 참여하는 스테이션의 수는 네트워크 초기화시에 정의된 전체 스테이션의 개수(Ns)와 동일하다.
- 처리율 계산을 위해 NAD 구간에서 전송 성공확률을 구하고, 전송 성공 또는 충돌시 평균 전송 시간과 평균 유휴시간을 이용하여 처리율을 구하였다. 수학적 모델링을 단순화하기 위해서 숨겨진(hidden) 스테이션이 없고, 수신단에서 둘 이상의 동시 전송이 발생된 경우 가장 파워가 센 신호가 수신되는 포획효과(capture effect)가 없는 이상적인 채널환경을 가정하였다.
- 평균 유휴시간은 NAD 구간에서 각 스테이션이 전송하기 전에 반드시 기다려야 하는 시간을 의미하는데, 이를 구하기 위해서 NBDT가 0(모든 스테이션은 자신의 슬롯의 시작점에 프레임을 전송)이라고 가정한다.
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