Abstract
In this paper, a hierarchical link allocation algorithm between mobile stations (MSs) and the corresponding base station (BS) by an optimal utilization of relay stations (RSs) is proposed to improve throughput of RS systems. In the proposed hierarchical algorithm, each RS operates cognitive radio functions to sense the degree of satisfaction in the quality of services (QoSs) and then selects the candidate set of MSs to have links with the RS. Such information is reported to the BS, where an auction process is performed to get an optimal allocation of communication links between the MSs and the BS. To maximize system throughput, the proposed auction algorithm is conducted upon bidding prices of communication links, considering both the co-channel interference (CCI) information shared among adjacent cells and the QoS enhancement information for each MS collected from RSs. The BS then switches the communication links of the auction winner MSs through the corresponding RS. The computer simulation shows that the proposed algorithm enhances the user QoS more than the conventional algorithm, especially for RS systems with more users requiring higher QoS. The proposed algorithm has also been proved to have more robust performance than the conventional one when the traffic load is higher and the CCI becomes stronger.
본 논문에서는 relay station (RS)이 도입된 이등통신 시스템의 throughput 향상을 위해 base station (BS)와 RS 및 단말간의 link를 hierarchical하게 allocation하는 auction 기반의 알고리듬을 제안한다. Hierarchical link allocation 방식은 인지무선 기능을 가진 각 RS 단위로 일차적으로 해당 서비스 영역 내의 단말들을 대상으로 QoS 만족 여부를 감지하여 RS와 연결될 단말의 set을 정하고, BS 차원에서 해당 단말 set을 대상으로 auction 과정을 진행하여 최종적으로 BS 및 RS와의 link를 지정하는 방식이다. 제안하는 알고리듬에서는 시스템 throughput의 향상을 위해 인접 셀과의 정보 교환을 통해 얻은 co-channel interference (CCI) 정보 및 RS들로부터 수집한 단말 별 QoS의 개선량에 관한 정보를 바탕으로 auction 과정을 진행하며, auction winner 단말 set에 RS와의 link를 선별적으로 지정한다. 모의실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 방식을 적용한 시스템은 셀 내 높은 QoS를 요구하는 사용자의 비율이 높아질수록 기존 알고리듬에 비해 단말의 QoS를 보다 효과적으로 만족 시킬 수 있음을 보였다. 또한 셀의 traffic load가 높고 인접 셀 CCI의 전력이 강할수록 기존의 알고리듬을 적용한 시스템보다 robust한 throughput 성능을 보였다.
