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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10006695&local_id=10013529
무선통신망 성능평가를 위한 다중서버 재시도 대기시스템 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 무선통신망 성능평가를 위한 다중서버 재시도 대기시스템 연구 | 2005 Year | 김제숭(상지대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00068
Year(selected) 2005 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 11월 04일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구에서는 배치마코프 프로세스를 갖는 다중서버 재시도 대기시스템에 대한 분석이 수행되었다. 즉, BMAP 입력, PH 서비스, 그리고, 재시도의 MMPP 입력을 이용하는 상이한 다중 서버 재시도 대기 행렬의 성능특성의 대부분을 정확하게 계산할 수 있는 알고리즘개발이 수행되었다. BMAP 흐름의 경우는 점 과정(point process)에 초점을 두고 있어 실제 무선통신망의 입력흐름을 근사적으로 모형화 하였다. 단지 평균 도착시간 간격만을 고려하는 전통적인 정상 포와송 입력과 심지어 보다 복잡한 재귀흐름입력조차도 시스템 성능특성 평가에 커다란 오차를 가져올 수 있다. 재시도와 관련된 기존의 가정은 재시도고객의 특성(대기상의 각각의 고객이 다른 고객과는 무관하게 일정한 재시도율로 서버에 접근하고자 한다) 및 일정한 재시도 비율을 고려하였으나, 지수 서비스 대신 PH(단계형) 서비스 과정을 고려함으로써 입력수준에 따른 편차를 고려할 수 있게 되었다. 시스템의 주요 성능평가 척도와 안정상태 분포를 유도하였고, 이는 통신망의 용량 계획 및 성능 분석에 있어서 효율적인 재시도 대기 모형의 개발이 가능하게 할 수 있다. 또한, 이런 척도들은 무선통신망의 운영 및 관리에 있어 실질적이고 효율적인 정책을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
  • English
  • In this study, we consider a multi-server retrial queue with the Batch Markovian Arrival Process (BMAP). The servers are identical and independent of each other. The service time distribution of a customer by a server is of the phase (PH) type. If a group of primary calls meets idle servers the primary calls occupy the corresponding number of servers. If the number of idle servers is insufficient the rest of calls go to the orbit of unlimited size and repeat their attempts to get service after exponential amount of time independently of each other. Busy servers are subject to breakdowns and repairs. The common flow of breakdowns is the MAP. An event of this flow with equal probability causes a failure of any busy server with equal probability. When a server fails the repair period starts immediately. This period has PH type distribution and does not depend on the repair time of other broken-down servers and the service time of customers occupying the working servers. A customer whose service was interrupted goes to the orbit with some probability and leaves the system with the supplementary probability. We derive the ergodicity condition and calculate the stationary distribution and the main performance characteristics of the system.
Research result report
  • Abstract
  • 현재 통신 시스템이나 무선 통신 네트워크 분야에서 추계적 모델의 알고리즘 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 기존 통신 시스템에 대한 대기 이론적 접근은 많이 이루어져 왔으나, 대부분의 수리적인 모델은 무선 통신 시스템에서 실제 발생하는 비정상성(non-stationary), 버스티 행동(bursty behavior), 상관성(correlation), 무선성(mobility), 지속성(persistency)과 같은 호의 특성과 비지수적 통화 시간(non-exponential duration of conversation), 핸드오버 사용자에 대한 가드 채널의 존재, 동적인 QoS(Quality of service)의 변화 가능성과 같은 채널의 특성을 설명하지 못했기 때문에, 실제로 응용하는데 한계가 있었다. 이러한 현실적인 무선 통신 네트워크의 특성을 반영한 무선통신 시스템의 용량계획과 성능평가의 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 가장 현실적인 이론이 재시도 대기행렬 이론이라 할 수 있다. 이와 같은 재시도 대기 모형의 적용 가능한 분야는 통신 시스템의 용량 기획, 성능 평가, 매개 변수 튜닝, 무선통신 네트워크의 최적화이고, 특히 무선통신을 위한 글로벌 시스템-GSM과 일반적인 패킷의 라디오 서비스, 우주 무선통신 시스템-UMTS등이 있다.
    본 연구에서는 다중서버 재시도 대기 이론, 그리고 행렬해석기법을 무선통신망의 용량계획 및 성능평가의 관점에서 평가하고 보다 효율적인 모형 및 알고리즘의 개발이 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 무선통신망의 입력모형을 기반으로 개량된 멀티-서버 재시도 대기 행렬의 수학적 분석이 시도되었고, 재시도 대기시스템이 갖고 있는 특성을 반영하여 무선통신망의 다양한 성능평가 척도를 계산하기 위한 효율적이고 안정된 알고리즘을 개발이 이루어졌다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구의 결과는 통신 시스템의 용량 기획, 성능 평가, 매개 변수 튜닝, 무선통신 망의 최적화등 무선통신망의 운영에 있어서의 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 여겨진다. 무선통신망은 특히 2세대 시스템(무선통신을 위한 글로벌 시스템-GSM)과 이들의 변형인 GSM/GPRS(일반적인 패킷의 라디오 서비스), 3세대 시스템(우주 무선통신 시스템-UMTS)이 주류를 이루고 있다. 이러한 시스템에 대한 기존의 모형은 채널(대화의 비지수적 지속시간, 기지국무선 통화 사용자를 위한 가드 채널의 존재, 서비스의 품질이 동적으로 변형할 가능성 등)을 이용한 통화(채널의 변형, 돌발적 행동, 연관성, 무선성, 지속성 등)의 실제 입력 흐름의 본질적인 특성들을 고려하지 못하여 근사적인 해를 제공하는 수준에 머물러 있다. 따라서 본 연구는 이런 특징들을 고려하는 망의 개량된 수학적 분석을 가능하게 하며, 본 연구결과는 무선통신망의 계획 및 관리수준을 개선시키는데 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.
  • Index terms
  • 재시도 대기이론, BMAP, Quesi-toeplitz, 무선통신 망, 성능평가
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