Coverage 분석을 위한 신뢰구간 추정량에 관한 비교 연구

Abstract

지금까지 비율(proportion)에 대한 신뢰구간의 근사적 추정량(approximate estimator)에 대한 여러 기법들이 제안되었으나, 시뮬레이션 결과에 대한 coverage 분석을 수행할 경우에는 정규분포에 기반 한 신뢰구간 추정량이 주로 이용되었다. 그 이유는 정규분포에 대한 근사법이 다른 근사법들 보다 실제 구현하는데 쉽게 여겨졌기 때문이다. 하지만, 최근에 arcsin 변환에 기반한 coverage 분석을 위한 근사법이 [12]에서 시뮬레이션 수행 시에 최종결과에 요구되는 정확도의 조절과 비율을 추정하기 위해서 사용되었다. 본 논문에서는 세 개의 신뢰구간 추정량 근사법(정규분포 기반 근사법, arcsin 변환 기반 근사법, 그리고 F-분포 기반 근사법)을 비교 분석하였다. 세 신뢰구간에 대한 추정량을 단일 프로세서와 다중 프로세서 상에서 참조모델(reference model)로 M/M/1/<TEX>$\infty$</TEX>와 W/D/l/<TEX>$\infty$</TEX> 큐잉 시스템을 활용하여 정상상태(steady-state)에서의 평균치를 추정하는 시뮬레이션에 적용하였다. Confidence interval estimators for proportions using normal approximation have been commonly used for coverage analysis of simulation output even though alternative approximate estimators of confidence intervals for proportions were proposed. This is -because the normal approximation was easier to use in practice than the other approximate estimators. Computing technology has no problem with dealing these alternative estimators. Recently, one of the approximation methods for coverage analysis which is based on arcsin transformation has been used for estimating proportion and for controlling the required precision in [12]. In this paper, we compare three approximate interval estimators, based on a normal distribution approximation, an arcsin transformation and an F-distribution approximation, of a single proportion. Three estimators were applied to sequential coverage analysis of steady-state means, in simulations of the M/M/1/<TEX>$\infty$</TEX> and W/D/l/<TEX>$\infty$</TEX> queueing systems on a single processor and multiple processors.