Coverage Enhancement in TDD-OFDMA Downlink by using Simple-Relays with Resource Allocation and Throughput Guarantee Scheduler

TDD-OFDMA 하향링크에서의 단순 릴레이를 이용한 자원 할당과 수율 보장 스케줄러를 사용한 서비스 커버리지 향상에 관한 연구

Simple-relay aided resource allocation (SRARA) schemes are incorporated with throughput guarantee scheduling (TGS) in IEEE 802.16 type time division duplex - orthogonal frequency division multiple access (TDD-OFDMA) downlink in order to enhance service coverage, where the amount of resources for relaying at each relay is limited due to either its available power which is much smaller than base station (BS) power or the overhead required for exchanging feedback information. The performance of SRARA schemes is evaluated with schedulers such as proportional fair (PF) and TGS at 64kbps and 128kbps user throughput requirements when total MS power is set to 500mW or 1 W. For 64kbps throughput requirement level, more improvement comes from relay than scheduler design. For 128kbps case, it comse from scheduler design than relay due to the fact that simple relay can't help using strictly limited amount of resources for relaying function.

본 논문은 IEEE802.16 TDD-OFDMA (Time Division Duplex - Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 하향링크에서 심플 이동 스케줄러를 채용해 서비스영역을 증가시킬 때, 스케줄러 종류와 모바일 릴레이 설계 중 어느 것이 서비스영역을 증가시키는데 더욱 중요한지를 알아보는 것을 목적으로 한다. 채널 스케줄러에는 PF (Proportional Fair)와 TGS (Throughput Guarantee) 스케줄러를 사용하였으며, 릴레이방식으로는 SRARA (Simple-relay aided resource allocation)를 이용해서, 스케줄러와 릴레이를 연동하였다. 심플 릴레이는 모든 기능을 갖고 있는 고정 릴레이와 달리, 적은 송신전력을 갖고 있어서 릴레이를 할 때 무선 자원 할당에 제한을 갖고 있으며, 동적인 무선 자원 할당에 필요한 부가적인 궤환 채널이 많이 필요하기 때문에, 수개정도의 부채널을 릴레이용도로 사용할 수밖에 없다. 논문에서는 단말의 송신전력을 500mW와 1W에 대해서 고려하고, 사용자의 요구 수율은 64Kbps와 128Kbps인 경우에 릴레이용도로 사용하는 부채널의 개수, 채널 스케줄러 및 릴레이가 서비스 영역의 향상에 끼치는 영향을 시뮬레이션을 통해서 알아보았다. 요구 수율이 64kbps일 때, 스케줄러보다는 릴레이에 의한 성능 개선이 더 크며, 128kbps인 경우에는 심플 릴레이가 제한된 자원량만을 사용할 수 밖에 없기 때문에 릴레이에 의한 것보다 스케줄러에 의한 개선이 더 큰 것을 알 수 있었다.