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

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An Opportunistic Subchannel Allocation Scheme in Relay-based Marine Communication Networks

릴레이 기반의 해양 통신 시스템에서 기회주의적 서브채널 할당 기법

  • Received : 2014.05.02
  • Accepted : 2014.07.09
  • Published : 2014.07.31
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Abstract

This paper proposes an opportunistic subchannel allocation (OSA) scheme for relay-based marine communication networks to improve a sum-rate capacity. In most previous works for relay-based networks, each RS delivers the data received from the BS immediately to the corresponding ships in each frame. The achievable data-rate of the two-hop transmission (BS-RS and RS-ship links) is thus limited by the channel quality between BS-RS and RS-ship links. Hence, the radio resources can be wasted according to the difference in the channel quality between the BS-RS link and the RS-ship link. The proposed OSA scheme reduces the waste of radio resources by efficiently and independently allocating the radio resources at the BS-RS link and at the RS-ship link according to the channel quality of each link. The proposed OSA scheme, however, increases the computational complexity, because the BS finds the optimal OFDMA resource by checking the channel quality of all BS-RS links and RS-ship links. The simulation results show that the sum-rate capacity of the proposed OSA scheme improves maximum 14.0% compared with the conventional scheme.

본 논문에서는 릴레이 기반의 선박 통신 네트워크에서 데이터 전송률을 높이기 위한 기회주의적 서브채널 할당기법을 제안한다. 릴레이 시스템을 기반으로 하는 기존 연구에서, 릴레이는 매 프레임마다 기지국으로부터 수신 받은 데이터를 선박에게 즉시 전달 해준다. 이때, 이중 홉 네트워크(기지국과 릴레이, 릴레이와 선박 간 링크)에서 전송 가능한 최대 수율은 두 링크의 채널 상태에 의해 결정된다. 만약, 채널 상태에 따른 두 링크가 가지는 채널 용량의 차이가 크다면 자원이 낭비되는 상황이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 시스템의 성능을 저하시키며, 제한된 무선 자원을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 두 링크 사이에서 발생하는 자원의 낭비를 최소화 시킴과 동시에 자원을 효율적으로 할당 할 수 있는 기법을 제안한다. 또한 제안하는 기법의 계산 복잡도를 줄이기 위해서 차선의 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해서, 제안하는 기법은 기존 연구 대비 계산의 복잡도는 증가하지만 시스템의 데이터 전송률 성능이 최대 14.0% 향상됨을 확인 할 수 있다.

Keywords

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