Packet Delay Budget Aware AMC Selection for 3G LTE of Evolved Packet System

3GPP evolved packet system (EPS) is an all-IP based system that supports various access networks such LTE, HSPA/HSPA+, and non-3GPP networks. Recently, the support of IP flows with packet level QoS profiles was added to the requirements of the EPS. This paper proposes an adaptive modulation and coding (AMC) scheme that supports the QoS of such IP flows in the 3G LTE access network of the EPS. Defining the retransmission as a critical factor for QoS, the proposed scheme applies different maximum packet error probability $P_{max}$ to each packet when selecting the AMC transmission mode. In determining $P_{max}$, the QoS constraints and NACK-to-ACK error as well as channel condition are considered, balancing two objectives: the satisfaction of the QoS and the maximization of spectral efficiency. The simulation results show that it is able to reduce both delay violation and status report by 10%, while improving the throughput 10% in comparison with an existing scheme.

Evolved Packet System의 3G LTE에서 패킷별 지연허용시간을 고려한 AMC 선택 기법

3GPP의 Evolved Packet System (EPS)는 LTE, HSPA/HSPA+는 물론 non-3GPP 네트워크까지 포함한 다양한 액세스 네트워크를 지원하는 all-IP 기반 시스템이다. 최근, 패킷수준 QoS를 지원하는 IP flow에 대한 요구사항이 EPS에 추가되었다. 본 논문에서는 이러한 패킷수준 QoS 요구사항을 3G LTE에서 효과적으로 지원하기 위한 adaptive modulation coding (AMC) 선택 기법을 제안한다. 제안방법에서는 전송오류께 따른 재전송을 패킷 QoS 만족에 가장 큰 영향을 끼치는 요소로 보고, 패킷별로 다른 최대 패킷전송 오류 확률 $P_{max}$를 적용하여 AMC 전송 모드를 선정하는 기준으로 삼는다. 이러한 $P_{max}$를 결정할 때는 채널 상황은 물론 패킷별 QoS 요구상황, 그리고 NACK-to-ACK 에러 확률을 고려하여 결정한다. 이러한 방식의 목적은 QoS를 만족시키면서 동시에 spectral efficiency를 최대로 하는 것이다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법과 기존 방법을 비교한 결과, 지연허용 시간 위반과 재전송과 관련깊은 status report 발생은 10% 감소하고, throughput이 12% 증가했음을 확인할 수 있었다.