• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제10권8호
• /
• pp.3529-3550
• /
• 2016

In heterogeneous networks (HetNets), energy saving is vital for a sustainable network development. Many techniques, such as spectrum allocation, network planning, etc., are used to improve the network energy efficiency (EE). In this paper, micro BSs utilizing cell range expansion (CRE) and spectrum allocation are considered in multi-channel heterogeneous networks to improve EE. Hotspot region is assumed to be covered by micro BSs which can ensure that the hotspot capacity is greater than the average demand of hotspot users. The expressions of network energy efficiency are derived under shared, orthogonal and hybrid subchannel allocation schemes, respectively. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to solve the optimal ratio of subchannel allocation in orthogonal and hybrid schemes. Based on the results of the optimal analysis, we propose three service control strategies on the basis of large-scale user behaviors, i.e., adjust micro cell rang expansion (AmCRE), adjust micro BSs density (AmBD) and adjust micro BSs transmit power (AmBTP). Both theoretical and simulation results show that using shared subchannel allocation scheme in AmBD strategies can obtain maximal EE with a very small area ratio. Using orthogonal subchannel allocation scheme in AmCRE strategies can obtain maximal EE when area ratio is larger. Using hybrid subchannel allocation scheme in AmCRE strategies can obtain maximal EE when area ratio is large enough. No matter which service control strategy is used, orthogonal spectrum scheme can obtain the maximal hotspot user rates.

• ETRI Journal
• /
• 제33권2호
• /
• pp.184-193
• /
• 2011

Tailored for wireless local area networks, the present paper proposes a cross-layer resource allocation scheme for multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing systems. Our cross-layer resource allocation scheme consists of three stages. Firstly, the condition of sharing the subchannel by more than one user is studied. Secondly, the subchannel allocation policy which depends on the data packets' lengths and the admissible combination of users per subchannel is proposed. Finally, the bits and corresponding power are allocated to users based on a greedy algorithm and the data packets' lengths. The analysis and simulation results demonstrate that our proposed scheme not only achieves significant improvement in system throughput and average packet delay compared with conventional schemes but also has low computational complexity.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권6A호
• /
• pp.455-464
• /
• 2005

본 논문에서는 OFDMA, TDD 전송방식을 채택한 WiBro 시스템 표준의 resource 할당 알고리듬을 시뮬레이션을 통해 구현하였고, bandwidth efficiency를 보다 더 높이기 위한 알고리듬을 제안하였다. 제안하는 알고리듬은, 변조지수를 최대로 하여 채널 이득이 큰 subchannel부터 작은 subchannel 순서로 비트를 할당한다. 이 때 subchannel의 수를 증가시킴으로 인해 전송되어야 할 power가 증가하는데, 이 power가 available power를 넘는 순간에 할당되는 subchannel의 변조지수를 조정하여 available power를 넘지 않게 하는 방법이다. 기존의 greedy algorithm이나 WiBro 시스템과 비교하였을 때, 제안하는 알고리듬을 적용할 경우 power가 제한되어 있는 것으로 인해 사용되는 subchannel의 수가 현저히 작아져서 bandwidth efficiency 측면에서는 좋은 성능을 나타내게 한다. 하지만 channel attenuation이 큰 환경에서는 최대 throughput이 떨어지는 문제점이 발생하는데, 타 시스템에서 지원하는 만큼의 throughput을 보장하는 문제 역시 중요하기 때문에, 이를 극복하기 위해 이 경우에는 available power를 추가 할당하여 사용되는 subchannel수를 증가시켰다. 이 경우, 기존 시스템과 비슷한 throughput을 보장하면서 bandwidth 이득은 더 높게 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권4A호
• /
• pp.350-359
• /
• 2010

본 논문에서는 OFDMA를 이용하는 dedicated channel 펨토셀 시스템에서 각 펨토셀이 사용할 subchannel을 할당하는 방법에 대하여 연구한다. 본 subchannel 할당 기법은 가장 적은 수의 subchannel을 할당받는 펨토셀의 subchannel 수를 최대화 하면서 시스템 내의 펨토셀들이 사용하는 subchannel 수의 합을 최대화하는 것을 목표로 한다. 제안된 알고리즘은 interference graph 생성, 컬러링 수행, 각 컬러별 subchannel 연결의 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 펨토셀 시스템을 각 펨토셀을 node로, 서로 간섭을 겪는 펨토셀들을 edge로 한 interference graph로 모델링 한다. 이후 interfrence graph에 graph theory의 컬러링 기법을 이용하여 각 펨토셀에 컬러를 할당하고, 각 컬러에 subchannel들을 매핑하여, 각 펨토셀에 subchannel을 할당한다. 마지막으로 본 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권7호
• /
• pp.1777-1791
• /
• 2012

This paper considers a downlink cognitive radio (CR) network where one secondary user (SU) and one primary user (PU) share the same base station (BS). The spectrum of interest is divided into a set of independent, orthogonal subchannels. The communication of the PU is of high priority and the quality of service (QoS) is guaranteed by the minimum rate constraint. On the other hand, the communication of the SU is of low priority and the SU opportunistically accesses the subchannels that were previously discarded by the PU during power allocation. The BS assigns fractions ?? and 1 ?? of the total available transmit power to the PU and the SU respectively. Two power allocation schemes with opportunistic subchannel access are proposed, in which the optimal values of ??'s are also obtained. The objective of one scheme is to maximize the rate of the SU, and the objective of the other scheme is to maximize the sum rate of the SU and the PU, both under the PU minimum rate constraint and the total transmit power constraint. Extensive simulation results are obtained to verify the effectiveness of the proposed schemes.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.850-857
• /
• 2013

본 논문의 목적은 다중 셀 OFDMA 시스템에서 효율적인 부채널 할당에 근거하여 서비스 연속성을 제공하는 것이다. 특히 지연 및 손실에 의해 서비스 지속성에 악영향을 야기할 가능성이 있으므로 다양한 이동 멀티미디어 서비스의 QoS 요구사항을 유지하기 위하여 핸드오버를 위한 자원 관리 방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 두 개의 부채널 할당 방법을 제안한다. 우선, 동일 부채널 간섭 원리를 사용하여 주파수 재사용 기법을 확장함으로서 간섭 채널의 중첩 할당 방식이 제안되고, 둘째로 핸드오버 요구를 위하여, 이동 멀티미디어의 서로 다른 서비스 특성과 서비스의 질에 따라서 할당된 채널의 수를 조정하는 새로운 부채널 할당 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, 제안된 방법이 데이터 처리량을 20%까지 증가시키며, 핸드오버 실패율을 25% 정도 감소시킬 수 있음을 보인다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(1)
• /
• pp.249-252
• /
• 2000

In this paper, the performance of a MC-CDMA system applying adaptive subchannel allocation scheme and M-ary orthogonal signaling is analyzed for forward links in Rayleigh fading channel. In the proposed system, each DS waveform is transmitted over the subchannel having the biggest fading among L subchannels. Assuming M-ary orthogonal signaling and 4 subchannels, the BER of 10$\^$-3/ is satisfied if SNRs are 7.33 ㏈, 5.33 ㏈, and 4.47 ㏈ for k=1, 2, and 3, respectively. Also, SNRs which met BER of 10$\^$-3/ are 1.42 ㏈ and 2.33 ㏈ in L=2 and L=8 as k=1 is increased to k=2. It is shown that the MC-CDMA system has performance improvement as a number of subcarriers and M-ary orthogonal signaling.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제39C권7호
• /
• pp.546-551
• /
• 2014

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.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제18권6호
• /
• pp.913-925
• /
• 2016

In-band wireless full-duplex is a promising technology that enables a wireless node to transmit and receive at the same time on the same frequency band. Due to the complexity of self-interference cancellation techniques, only base stations (BSs) are expected to be full-duplex capable while user terminals remain as legacy half-duplex nodes in the near future. In this case, two different nodes share a single subchannel, one for uplink and the other for downlink, which causes inter-node interference between them. In this paper, we investigate the joint problem of subchannel assignment and power allocation in a single-cell full-duplex orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) network considering the inter-node interference. Specifically, we consider two different scenarios: i) The BS knows full channel state information (CSI), and ii) the BS obtains limited CSI through channel feedbacks from nodes. In the full CSI scenario, we design sequential resource allocation algorithms which assign subchannels first to uplink nodes and then to downlink nodes or vice versa. In the limited CSI scenario, we identify the overhead for channel measurement and feedback in full-duplex networks. Then we propose a novel resource allocation scheme where downlink nodes estimate inter-node interference with low complexity. Through simulation, we evaluate our approaches for full and limited CSIs under various scenarios and identify full-duplex gains in various practical scenarios.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제14권12호
• /
• pp.1300-1310
• /
• 2003

본 논문은 레일레이 페이딩 채널 환경하에서, 적응형 변조기와 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 제안한 적응형 변조기는 QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM으로 구성하고, 신호점은 그레이 코드(Gray Code)로 나타내며, 임계값은 비트 에러율(BER)이 1 %일 경우의 평균 Eb/No를 사용한다. 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 시스템은 사용자의 DS파형을 L개의 부채널 중 가장 큰 K개의 부 채널로 선택하여 전송한다. 제안한 시스템의 경우, 총 부 채널수가 4이고 이 가운데 두 개의 부 채널로 데이터를 전송한다면 각 채널의 임계값은 5.2 dB, 9 dB, 13.2 dB와 8.4 dB, 12.2 dB, 16.3 dB 나타났다. BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 는 8.1 dB로 기존의 시스템에 비해 12.9 dB의 성능이 개선되었다. 평균 심볼당 비트수(BPS)는 7 bit의 경우 15 dB의 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 가 필요하다. 부 채널 에러가 발생한다면 BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 는 13.6 dB로 5.5 dB의 성능 저하가 일어났다. 일어났다.