한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

  • 제34권9B호
  • /
  • Pages.876-882
  • /
  • 2009
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지

OFDMA 기반 Relay 시스템에서 Throughput 성능 향상을 위한 적응적 커버리지 조절 기법

An Adaptive Coverage Control Algorithm for Throughput Improvement in OFDMA-based Relay Systems

  • 현명륜 (서강대학교 통신시스템 연구실) ;
  • 홍대형 (서강대학교 통신시스템 연구실) ;
  • 임재찬 (서강대학교 통신시스템 연구실)
  • 발행 : 2009.09.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 relay 기반 OFDMA 시스템에서 cell throughput 향상을 위한 Base Station (BS)과 Relay Station (RS)의 sub-cell 커버리지 조절 기법을 제안하였다. Relay 시스템에서는 BS-RS 링크에서 무선 자원을 추가로 소비하기 때문에, 이를 고려하지 않고 sub-cell 커버리지를 설정하면, 자원 사용량이 증가하여 throughput이 저하될 수 있기 때문에 자원 소모를 고려한 sub-cell 커버리지 설정이 필요하다. 이 때, 설정된 sub-cell 커버리지를 고정하여 운용할 수도 있지만, 트래픽 상황의 변화에 따라서 커버리지를 효과적으로 조절해주면, throughput 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 MS가 이동할 때에, 멀티홉 전송에 따른 relay link에서의 자원의 소모와 자원 재사용 정도를 함께 고려하여 sub-cell 커버리지를 조절하는 기법을 제안하고 분석하였다. 제안하는 커버리지 조절 기법에서는 BS와 RS로부터의 수신 SINR 값 비율로 threshold 값을 정하고 이를 이용하여 sub-cell 경계를 설정하였다. 그리고 트래픽의 변화에 따라 멀티홉에서의 자원의 소모와 자원 재사용을 고려한 effective transmitted bits per subchannel을 이용하여 sub-cell 경계를 적응적으로 조절하였다. 성능 분석을 위해 이 경우 cell throughput을 도출하였다. 제안하는 커버리지 조절 기법을 적용할 때, 고정하여 운용하는 경우에 비해, cell throughput이 향상되는 것을 확인하고, 정량적으로 분석하였다.

In this paper, we propose a sub-cell coverage control algorithm for enhancement of the cell throughput in OFDMA based relay systems. Relay station (RS) is exploited for improved quality of the received signal in cellular communication systems, especially in shadow areas. However, since a RS requires additional radio resource consumption for the link between the base station (BS) and the RS, we have to carefully control the coverage areas if a mobile station (MS) is serviced via the BS or the RS considering the cell throughput. We consider radio resource reuse as well for the sub-cell coverage configuration by applying various reuse patterns between RSs. We also consider a time varying system by adaptively changing the threshold for coverage depending on the MSs' traffic in the cell. We initially determine the sub-cell coverage of the system depending on the ratio of received signal-interference-noise-ratio (SINR) of the MS from the BS and RSs, respectively. Then, the "sub-cell coverage threshold" varies based on the "effective transmitted bits per sub-channel" with time. Simulation result shows that the proposed "time varying coverage control algorithm" leads to throughput improvement compared to the fixed sub-cell coverage configuration.

키워드

참고문헌

  1. 'IEEE 802.16's Relay TG,' http://www.ieee802.org/16/relay/index.html
  2. 'IEEE 802.16 TG m,' http://www.ieee802.org/16/tgm/index.html
  3. N. Esseling, B.H. Walke and R.Pabst, 'Performance Evaluation of a Fixed Relay Concept for next generation wireless systems,' in Proc. IEEE PIMRC, vol.2, Sept. 2004
  4. H. Hu, H. Yanikomeroglu, D. Falconer, and S. Periyalwar, 'Range extension without capacity penalty in cellular networks with digital fixed relays,' in Proc. IEEE Globecom 2004, vol.5, pp.3053-3057, Dec. 2004 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.2004.1378913
  5. H. M. Zimmermann, J. Eberspacher, and M. Lott, 'Frequency Reuse for Cellular Multi-hop Networks,' in Proc VTC 2005 Fall, pp. 2297-2301, Sept. 2005 https://doi.org/10.1109/VETECF.2005.1558958
  6. S. Wang, H. Yin, and S. Sheu, 'An Effective Path Selection Metric for IEEE 802.16-based Multi-hop Relay Networks,' ISCC 2007. 12th IEEE Symposium on , pp.1051-1056, 1-4 July 2007 https://doi.org/10.1109/ISCC.2007.4381608
  7. C. Koo, Y. W. Chung, 'Dynamic Cell Coverage Control for Power Saving in IEEE802.16 Mobile Multihop Relay Systems,' Systems and Networks Communications, 2006. ICSNC '06. International Conference on, Oct. 2006 https://doi.org/10.1109/ICSNC.2006.33
  8. M. Shim, H. Choi, and D. Hong, 'Reuse partitioning for throughput and fairness improvement in OFDMA based relay system,' Journal of IEEK (The Institute of Electronics Engineers of Korea), Vol. 44-TC, Issue 9, pp. 17-24, Sept. 2007
  9. 3GPP, Technical Specification Group Radio Access Networks; Feasibility Study for Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) for UTRAN enhancement(Release 6) (TR 25.892 v6.0.0), 2004
  10. IEEE C802.20-05/61r1, 'QFDD Performance Report1'
  11. 3GPP2/TSG-C.R1002, '1xEV-DV Evaluation methodology(V14)', June 2003
  12. 현명륜, 최혜영, 홍대형, 임재찬 'OFDMA 기반 Relay 시스템에서 Throughput 성능 향상을 위한 적응적 커버리지 조절기법' 2009 한국통신학회하계종합학술발표회