적응 무선 멀티캐스트 전송과 차단 하이브리드 자동 재전송 기법의 계층간 결합

Cross-Layer Combining of Adaptive Wireless Multicast Transmission with Truncated HARQ

  • 도탄타이 (경희대학교 전자전파공학과) ;
  • 박재철 (경희대학교 전자전파공학과) ;
  • 김윤희 (경희대학교 전자전파공학과) ;
  • 송익호 (한국과학기술원 전자전산학과)
  • 발행 : 2009.08.31

초록

이 논문에서는 무선 멀티캐스트 전송에서 서비스가 요구하는 품질을 만족시키면서 주파수 효율을 높이는 적응변조부호화 기법과 (adaptive modulation and coding: AMC) 차단 하이브리드 자동 재전송 (truncated hybrid automatic repeat request: HARQ) 기법의 계층간 결합 방식을 제안한다. 제안 방식은 공통 채널로 데이터를 다수의 수신자에게 전달하는 멀티캐스트 전송에서 서비스가 요구하는 최대 지연 시간을 만족하도록 재전송 횟수를 제한할 때 모든 수신자가 목표 패킷오류율 품질을 만족하는 적응변조부호화 기법의 선택 기준을 제공한다. 성능 유도 결과 제안한 계층간 결합 방식은 재전송과 부호 결함을 허용함으로써 기존의 적응변조부호화 기법보다 주파수 효율을 증가시킬 뿐 아니라, 신호대잡음비가 비교적 큰 환경에서는 유니캐스트 기반의 계층간 결합 방식보다 성능이 우수함을 보인다.

This paper proposes a cross-layer design combining adaptive modulation and coding (AMC) with truncated hybrid automatic repeat request (HARQ) for wireless multicast transmission, in order to increase the spectral efficiency while meeting the target quality-of-service (QoS). In the design, we provide the selection criterion of AMC so as to satisfy the target packet error rate (PER) of all users when the multicast data is received through the common channel and the number of retransmission is limited by the delay constraint of the service. The analytically derived results show that the cross-layer design using HARQ provides a better spectral efficiency than the AMC without HARQ by allowing retransmission and code combining. It is also observed that the design for multicast outperforms that for unicast in the mid to high signal-to-noise ratio region.

키워드

참고문헌

  1. P. Chaporkar and S. Sarkar, 'Wireless multicast : theory and approaches,' IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 51, no. 6, pp. 1954-1972, June 2005 https://doi.org/10.1109/TIT.2005.847710
  2. S. Parkvall, E. Englund, M, Lundevall, and J. Torsner, 'Evolving 3G mobile systems: broadband and broadcast services in WCDMA,' IEEE Commun. Mag., vol. 44, no. 2, pp. 68-74, Feb. 2006 https://doi.org/10.1109/MCOM.2006.1593548
  3. J. Villoan, P. Cuenca, L. Orozco-Barbosa, Y. Seok, and T. Turletti, 'Cross-layer architecture for adaptive video multicast streaming over multirate wireless LANs,' IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 25, no. 4, pp. 699-711, May 2007 https://doi.org/10.1109/JSAC.2007.070507
  4. Y. Sun and K. J. R. Liu, 'Transmit diversity techniques for multicasting over wireless networks,' IEEE Wireless Commun. Network. Conf. (WCNC), Atlanta, USA, vol. 1, pp. 593-598, Mar. 2004
  5. J. Wang, M. D. Zoltowski, and D. J. Love, 'Improved space-time coding for multiple antenna multicasting,' IEEE Int. Waveform Diversity Design Conf., pp. 593-598, Kauai, USA, Jan. 2006
  6. W. Ge, J. Zhang, and S. Shen, 'A cross-layer design approach to multicast in wireless networks,' IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 6, no. 3, pp. 1–9, Mar. 2007 https://doi.org/10.1109/TWC.2007.05468
  7. A. J. Goldsmith and S. G. Chua, 'Adaptive coded modulation for fading channels,' IEEE Trans. Commun., vol. 46, pp. 595-602, May 1998 https://doi.org/10.1109/26.668727
  8. E. Malkamaki and H. Leib, 'Performance of truncated type-II hybrid ARQ schemes with noisy feedback over block fading channels,' IEEE Trans. Commun., vol. 48, pp. 1477- 1486, Sept. 2000 https://doi.org/10.1109/26.870015
  9. Q. Liu, S. Zhou and G. B. Ginnakis, 'Crosslayer combining of adaptive modulation and coding with truncated ARQ over wireless links,' IEEE Trans. Commun., vol. 3, pp. 1746-1755, Sept. 2004 https://doi.org/10.1109/TWC.2004.833474
  10. S. H. Park, J. W. Kim, and C. G. Kang, 'Design of adaptive modulation and coding schemes for truncated HARQ,' ISWPC, Feb. 2007
  11. H.A. David, Order Statistics, 3rd ed., Wiley, New York, 1993