• 제목/요약/키워드: Sum Throughput

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Joint Beamforming and Power Allocation for Multiple Primary Users and Secondary Users in Cognitive MIMO Systems via Game Theory

  • Zhao, Feng;Zhang, Jiayi;Chen, Hongbin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권6호
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    • pp.1379-1397
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    • 2013
  • We consider a system where a licensed radio spectrum is shared by multiple primary users(PUs) and secondary users(SUs). As the spectrum of interest is licensed to primary network, power and channel allocation must be carried out within the cognitive radio network so that no excessive interference is caused to PUs. For this system, we study the joint beamforming and power allocation problem via game theory in this paper. The problem is formulated as a non-cooperative beamforming and power allocation game, subject to the interference constraints of PUs as well as the peak transmission power constraints of SUs. We design a joint beamforming and power allocation algorithm for maximizing the total throughput of SUs, which is implemented by alternating iteration of minimum mean square error based decision feedback beamforming and a best response based iterative power allocation algorithm. Simulation results show that the algorithm has better performance than an existing algorithm and can converge to a locally optimal sum utility.

가중치 작업들의 온라인 비선점 마감시한 스케줄링 (Online Non-preemptive Deadline Scheduling for Weighted Jobs)

  • 김재훈;장정환
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제32권2호
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    • pp.68-74
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    • 2005
  • 마감시한 스케줄링에서 작업들은 수행을 완료해야 하는 마감시한을 가진다 스케줄링 알고리즘은 각 시간에 어떠한 작업이 수행되어야 하는 지 결정한다. 수행이 마감시한 안에 완료된 작업들만이 알고리즘의 처리량 또는 이익에 포함된다. 작업들은 임의의 가중치를 가지고 알고리즘의 이익은 완료된 작업들의 가중치의 합으로 주어진다. 스케줄링 알고리즘의 목표는 이익을 최대화하는 것이다. 본 논문에서 우리는 온라인 비선점 스케줄링을 생각한다. 여기서 작업들은 온라인으로 도착하고, 스케줄링 알고리즘은 앞으로 도착할 작업들의 정보를 미리 알 수 없다. 작업들은 스케줄 되고 나서 수행 도중에 멈출 수 없다. 이 문제에 대해서, 우리는 임의의 온라인 알고리즘의 성능의 하한을 구한다. 또한 이 하한과 일치하는 성능을 가지는 최적의 온라인 알고리즘을 제안하다.

A Single Feedback Based Interference Alignment for Three-User MIMO Interference Channels with Limited Feedback

  • Chae, Hyukjin;Kim, Kiyeon;Ran, Rong;Kim, Dong Ku
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권4호
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    • pp.692-710
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    • 2013
  • Conventional interference alignment (IA) for a MIMO interference channel (IFC) requires global and perfect channel state information at transmitter (CSIT) to achieve the optimal degrees of freedom (DoF), which prohibits practical implementation. In order to alleviate the global CSIT requirement caused by the coupled relation among all of IA equations, we propose an IA scheme with a single feedback link of each receiver in a limited feedback environment for a three-user MIMO IFC. The main feature of the proposed scheme is that one of users takes out a fraction of its maximum number of data streams to decouple IA equations for three-user MIMO IFC, which results in a single link feedback structure at each receiver. While for the conventional IA each receiver has to feed back to all transmitters for transmitting the maximum number of data streams. With the assumption of a random codebook, we analyze the upper bound of the average throughput loss caused by quantized channel knowledge as a function of feedback bits. Analytic results show that the proposed scheme outperforms the conventional IA scheme in term of the feedback overhead and the sum rate as well.

A Downlink Load Control Scheme with a Dynamic Load Threshold and Virtual Coverage Management for Two-Tier Femtocell Networks

  • Kang, Chang Soon;Nguyen, Tien Dung;Kim, Junsu;Cigno, Renato Lo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권11호
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    • pp.2597-2615
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    • 2013
  • This paper proposes a dynamic downlink load control scheme that jointly employs dynamic load threshold management and virtual coverage management schemes to reduce the degree of performance degradation due to traffic overload in two-tier femtocell networks. With the proposed scheme, the downlink load in a serving macrocell is controlled with a load threshold which is adjusted dynamically depending on the varying downlink load conditions of neighboring macrocells. In addition, traffic overloading is alleviated by virtually adjusting the coverage of the overloaded serving macrocell, based on the adjusted load threshold of the serving macrocell. Simulation results show that the proposed scheme improves the performance of two-tier femtocell networks in terms of the outage probability and sum throughput. This improvement is significantly increased with appropriate values of load thresholds and with an intermediate-level adjustment of the virtual coverage area (i.e., handover hysteresis margin: HOM). Furthermore, the proposed scheme outperforms both a previously proposed load control scheme with a static load threshold and the LTE system without a HOM adjustment.

분할된 선형배열안테나를 위한 채널 환경에 적응하는 MIMO 코드북 최적화 (Adaptive Opimization of MIMO Codebook to Channel Conditions for Split Linear Array)

  • 문철;정창규;곽윤식
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.736-741
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    • 2009
  • 본 논문은 분할된 선형배열안테나를 사용하는 다중 사용자 MIMO 기술에서 코드북(codebook)을 운용 환경에 따라 최적화 하는 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 공간상관도가 없는 MIMO 채널을 가정하여 디자인된 코드북을 각 순방향 링크의 송신 공간상관행렬을 이용하여 컬러링(coloring)하는 기술이며, 이를 위해 필요한 각 링크의 송신 상관행렬을 제한된 양의 long-term 피드백을 통해 피드백하는 기술을 제안한다. Zero-forcing maximum eigenmode transmission 기술을 사용하는 다중 사용자 MIMO 시스템에서, 제안하는 코드북 최적화 기술의 성능을 분석하였으며, 제안하는 기술이 적은양의 추가 피드백 정보량으로 다양한 운용 환경에 적응적으로 코드북을 최적화함을 보인다.

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OFDMA 멀티캐스트 시스템에서 신뢰성 있는 멀티미디어 서비스를 보장하기 위한 패킷 및 서브 캐리어 할당 기법 (Joint Packet and Sub-carrier Allocation Scheme to Ensure Reliable Multimedia Service in OFDMA Multicast System)

  • 곽용수;김영용
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권4호
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    • pp.8-12
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    • 2009
  • 우리는 BMPA(balanced multimedia packet allocation) 기법을 제안했다. 이 기법은 OFDMA 멀티캐스트 시스템에서 서브캐리어의 최적 할당 문제를 고려했다. RT(real time) 패킷과 NRT(non-real time) 패킷이 송신 단에 동시에 도달했을 경우, BMPA 기법은 RT 패킷에 NRT 패킷보다 더 큰 가중치를 부여한다. 그리고 각 유저의 패킷 가중치 합에 따라서 서브 캐리어를 할당한다. 이 과정이 패킷 스케듈링과 서브 캐리어 할당 과정을 동시에 수행하게 되고 각 유저는 멀티미디어 패킷을 안정적으로 전송받을 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 BMPA 기법이 기존의 멀티유저 워터필링 알고리즘에 비해 장기적으로 시스템의 전송 속도를 높이고 RT 패킷의 지연을 크게 줄인다는 것을 증명했다.

Pipeline-Aware QC-IRA-LDPC 부호 및 효율적인 복호기 구조 (Pipeline-Aware QC-IRA-LDPC Code and Efficient Decoder Architecture)

  • 사부흐;이한호
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.72-79
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    • 2014
  • 본 논문은 PIPELINE-AWARE QC-IRA-LDPC (PA-QC-IRA-LDPC) 코드 생성 방법과 Rate-1/2 (2016,1008) PA-QC-IRA-LDPC 코드에 대한 효율적인 고속 복호기 구조를 제안한다. 제안한 방법은 비트 오류율 (BER) 성능 저하 없이 파이프라인 기법을 사용하여 임계경로를 나눌 수 있다. 또한 제안한 복호기 구조는 데이터 처리량, 하드웨어 효율 및 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 제안한 복호기 구조는 90-nm CMOS 기술을 사용하여 합성 및 레이아웃이 수행되었으며, 이전에 보고된 복호기 구조들에 비해서 하드웨어 효율성이 53%이상 향상되었고, 훨씬 좋은 에너지 효율성을 보여준다.

Optimal Planar Array Architecture for Full-Dimensional Multi-user Multiple-Input Multiple-Output with Elevation Modeling

  • Abubakari, Alidu;Raymond, Sabogu-Sumah;Jo, Han-Shin
    • ETRI Journal
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    • 제39권2호
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    • pp.234-244
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    • 2017
  • Research interest in three-dimensional multiple-input multiple-output (3D-MIMO) beamforming has rapidly increased on account of its potential to support high data rates through an array of strategies, including sector or user-specific elevation beamforming and cell-splitting. To evaluate the full performance benefits of 3D and full-dimensional (FD) MIMO beamforming, the 3D character of the real MIMO channel must be modeled with consideration of both the azimuth and elevation domain. Most existing works on the 2D spatial channel model (2D-SCM) assume a wide range for the distribution of elevation angles of departure (eAoDs), which is not practical according to field measurements. In this paper, an optimal FD-MIMO planar array configuration is presented for different practical channel conditions by restricting the eAoDs to a finite range. Using a dynamic network level simulator that employs a complete 3D SCM, we analyze the relationship between the angular spread and sum throughput. In addition, we present an analysis on the optimal antenna configurations for the channels under consideration.

An amplify-and-forward relaying scheme based on network coding for Deep space communication

  • Guo, Wangmei;Zhang, Junhua;Feng, Guiguo;Zhu, Kaijian;Zhang, Jixiang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권2호
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    • pp.670-683
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    • 2016
  • Network coding, as a new technique to improve the throughput, is studied combined with multi-relay model in this paper to address the challenges of long distance and power limit in deep space communication. First, an amplify-and-forward relaying approach based on analog network coding (AFNC) is proposed in multi-relay network to improve the capacity for deep space communication system, where multiple relays are introduced to overcome the long distance link loss. The design of amplification coefficients is mathematically formulated as the optimization problem of maximizing SNR under sum-power constraint over relays. Then for a dual-hop relay network with a single source, the optimal amplification coefficients are derived when the multiple relays introduce non-coherent noise. Through theoretic analysis and simulation, it is shown that our approach can achieve the maximum transmission rate and perform better over single link transmission for deep space communication.

역방향 CDMA 시스템에서 에너지 최적화된 전송기법: 그래프 이론적 접근 (Energy Optimized Transmission Strategy in CDMA Reverse Link: Graph Theoretic Approach)

  • 오창윤
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권6호
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    • pp.3-9
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    • 2015
  • 본 논문에서는 짧은 지연시간을 요구하는 CDMA 시스템 환경에서 전송률 스케줄링과 전력량 할당 문제를 연구한다. 구체적으로, 본 논문은 각각의 단말이 짧은 구간 동안의 평균 전송률을 유지하는 동시에 에너지 효율적인 스케줄링 방안을 제안한다. 다중 코드를 적용한 CDMA 시스템을 고려하며, 각각의 코드는 가상의 사용자로 해석할 수 있다. 논문의 최종 목적은 전송률 과정에서 소모하는 에너지가 최소화되도록 각각의 시간슬럿에 가상의 사용자를 스케줄링하는 방안을 제안하는 것이다. 주목할만한 점은, 본 논문에서 고려하는 전송률 최적화 문제가 최단 경로 알고리즘으로 해결 가능하다는 점이다. 마지막으로, 본 논문이 제안하는 에너지 최적화 스케줄링 방안을 TDMA 형식의 스케줄링 방안과 성능 비교 분석한다.