Multi-user Diversity Scheduling Methods Using Superposition Coding Multiplexing

In this paper, we deal with multi-user diversity scheduling methods that transmit simultaneously signals from multiple users using superposition coding multiplexing. These methods can make various scheduling methods be obtained, according to strategies for user selection priority from the first user to the first-following users, strategies for per-user power allocation, and resulting combining strategies. For the first user selection, we consider three strategies such as 1) higher priority for a user with a better channel state, 2) following the proportional fair scheduling (PFS) priority, 3) higher priority for a user with a lower average serving rate. For selection of the first-following users, we consider the identical strategies for the first user selection. However, in the second strategy, we can decide user priorities according to the original PFS ordering, or only once an additional user for power allocation according to the PFS criterion by considering a residual power and inter-user interference. In the strategies for power allocation, we consider two strategies as follows. In the first strategy, it allocates a power to provide a permissible per-user maximum rate. In the second strategy, it allocates a power to provide a required per-user minimum rate, and then it reallocates the residual power to respective users with a rate greater than the required minimum and less than the permissible maximum. We consider three directions for scheduling such as maximizing the sum rate, maximizing the fairness, and maximizing the sum rate while maintaining the PFS fairness. We select the max CIR, max-min fair, and PF scheduling methods as their corresponding reference methods [1 and references therein], and then we choose candidate scheduling methods which performances are similar to or better than those of the corresponding reference methods in terms of the sum rate or the fairness while being better than their corresponding performances in terms of the alternative metric (fairness or sum rate). Through computer simulations, we evaluate the sum rate and Jain’s fairness index (JFI) performances of various scheduling methods according to the number of users.

중첩 코딩 다중화를 이용한 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법

이 논문에서는 중첩 코딩 다중화를 이용하여 다중 사용자 신호를 동시에 전송하는 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법들을 다룬다. 이 방법들은 다중 사용자 신호들을 동시에 전송함에 따른 제1순위 및 제1 순위 이후 사용자 우선 순위 선정 전략과 사용자 별 전력할당 전략을 결합하는 방식에 따라 다양한 스케줄링 방법들이 가능하도록 한다. 제1 순위 사용자 선정 전략으로는 1) 채널상태 우수 사용자 순서, 2) PFS(proportional fair scheduling) 사용자 순서, 3) 평균 제공 전송률 낮은 사용자 순서를 따르는 3가지 전략들을 고려한다. 제1 순위 이후 사용자순서도 제1 순위 사용자와 동일한 전략을 고려한다. 그러나 다수의 사용자들이 선정되어야 하는 경우, 한번의 PFS 순서를 따르도록 하거나 매 추가 사용자마다 잔여전력과 사용자간 간섭을 고려하여 PFS 기준에 따라 하나의 사용자를 단계적으로 선정하도록 할 수 있다. 전력할당 전략으로는 우선적으로 사용자 별 최대 허용 전송률을 제공하는 전력을 할당하거나 사용자 별 최소 전송률을 제공하는 전력을 할당하고, 잔여전력을 각 사용자에게 재할당하는 두 가지 전략들을 고려한다. 스케줄링 목적으로는 전송률 합 최대화, 형평성 극대화, PFS 방법에 준하는 형평성 유지 및 전송률 합 최대화의 3가지를 고려한다. 또한 각각의 목적을 위하여 max CIR (carrier-to-interference power ratio), max-min fair, PF 스케줄링 방법들([1]과 해당 참고문헌들 참조)을 각각의 목적별 비교 기준으로 정하고, 전송률 합 또는 형평성 측면에서 기준 방법에 준하거나 우수하면서 나머지 척도인 형평성이나 전송률 합이 우수한 방법들을 후보 스케줄링 방법들로 선정한다. 모의실험을 통하여 다양한 스케줄링 방법의 사용자 수에 따른 전송률 합과 JFI(Jain's fairness index)에 따른 형평성을 분석한다.