• Journal of Communications and Networks
• /
• 제11권1호
• /
• pp.26-35
• /
• 2009

In this paper, we investigate how to do resource allocation to guarantee a minimum user data rate at low signaling overhead in multi-cell orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) wireless systems. We devise dynamic resource allocation (DRA) algorithms that can minimize the QoS violation ratio (i.e., the ratio of the number of users who fail to get the requested data rate to the total number of users in the overall network). We assume an OFDMA system that allows dynamic control of frequency reuse factor (FRF) of each sub-carrier. The proposed DRA algorithms determine the FRFs of the sub-carriers and allocate them to the users adaptively based on inter-cell interference and load distribution. In order to reduce the signaling overhead, we adopt a hierarchical resource allocation architecture which divides the resource allocation decision into the inter-cell coordinator (ICC) and the base station (BS) levels. We limit the information available at the ICC only to the load of each cell, that is, the total number of sub-carriers required for supporting the data rate requirement of all the users. We then present the DRA with limited coordination (DRA-LC) algorithm where the ICC performs load-adaptive inter-cell resource allocation with the limited information while the BS performs intra-cell resource allocation with full information about its own cell. For performance comparison, we design a centralized algorithm called DRA with full coordination (DRA-FC). Simulation results reveal that the DRA-LC algorithm can perform close to the DRA-FC algorithm at very low signaling overhead. In addition, it turns out to improve the QoS performance of the cell-boundary users, and achieve a better fairness among neighboring cells under non-uniform load distribution.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권4A호
• /
• pp.316-323
• /
• 2009

본 논문은 셀간 간섭을 제어하여 셀 경계 사용자의 데이터 전송율을 증가시키는 기술인 소프트 주파수 재사용시 전력 할당에 관한 것이다. 소프트 주파수 재사용 기술은 셀 경계 사용자의 데이터 전송율을 개선하는데 유용한 기술이나 주파수 재사용 지수가 증가되어 셀 평균 데이터 전송율을 감소시키는 문제가 있다. 본 논문에서는 하나의 중앙 제어기가 물리적 거리가 인접한 여러 개의 셀을 제어하는 환경에서, 셀 경계 사용자의 데이터 전송율 개선하면서도 셀 평균 전송율 감소를 최소화하도록 소프트 주파수 재사용을 위한 송신 전력 할당 기법을 제안한다. 시스템 시뮬레이션을 통하여 인접한 두 셀에 소프트 주파수 재사용 기술을 적용하여 소프트 주파수 재사용에 의한 셀 평균 데이터 전송율 감소 정도와 제안하는 전력 할당 기법에 의한 셀 평균 데이터 전송을 개선을 살펴본다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권6호
• /
• pp.1996-2013
• /
• 2015

This paper considers a scenario that more D2D users exist in the cell, they compete for cellular resources to increase their own data rates, which may cause transmission interference to cellular users (CU) and the unfairness of resource allocation. We design a resource allocation scheme for selfish D2D users assisted by cooperative relay technique which is used to further enhance the users' transmission rates, meanwhile guarantee the QoS requirement of the CUs. Two transmission modes are considered for D2D users: direct transmission mode and cooperative relay transmission mode, both of which reuses the cellular uplink frequency resources. To ensure the fairness of resource distribution, Nash bargaining theory is used to determine the transmission mode and solve the bandwidth allocation problem for D2D users choosing cooperative relay transmission mode, and coalition formation game theory is used to solve the uplink frequency sharing problem between D2D users and CUs through a new defined "Selfish order". Through theoretical analysis, we obtain the closed Nash bargaining solution under CUs' rate constraints, and prove the stability of the formatted coalition. Simulation results show that the proposed resource allocation approach achieves better performance on resource allocation fairness, with only little sacrifice on the system sum rates.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제45권12호
• /
• pp.49-57
• /
• 2008

분산할당 OFDMA 시스템에서 순환지연 다이버시티를 적용하면 주파수 다이버시티의 증가로 인해 성능의 증대를 가져온다. 그러나 분산할당 SC-FDMA 시스템에 순환지연 다이버시티를 적용하는 것은 주파수 다이버시티의 증가로 인한 성능증대 효과와 주파수 선택적 채널로 인한 성능감소 효과를 동시에 가져온다. 본 논문에서는 이 상반되는 두 가지 효과에 대해서 논하며 분산할당 SC-FDMA 시스템에서 순환지연 다이버시티를 적용하는 것이 언제 유리하고 언제 불리한지 논의한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권1A호
• /
• pp.58-66
• /
• 2011

본 논문은 펨토셀 환경에서의 셀 간 간섭 회피를 위한 자기 조직화된 자완 할당 기법을 제안하고 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 평가한다. 두 단계로 이루어진 제안 기법은 선(先) 생성된 펨토셀의 기(旣) 사용 주파수를 후(後)생성된 펨토셀에게 양보 가능하다는 개념을 도입함으로써 펨토셀 등록 실패율을 줄이고 간섭을 회피하는 주파수 할당이 가능하도록 한다. 첫 번째 "초기 주파수 할당" 단계에서 각 펨토셀은 생성과 동시에 스캐닝을 통해 인접 펨토셀 정보를 수집하고 이 정보를 기반으로 이웃 펨토셀과 간섭이 없는 주파수를 사용 주파수로 선택한다. 첫 번째 단계에서 사용 주파수를 획득하지 못한 경우, 생성된 펨토셀은 두 번째 "주파수 조정" 단계를 통해 이웃 펨토셀이 사용하는 주파수를 조정함으로써 자신이 사용할 주파수를 획득한다. 컴퓨터 모의실험 결과는 등록 실패율 측면에서 제안한 방식이 기존 방식보다 우수함을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제46권9호
• /
• pp.24-30
• /
• 2009

본 논문은 릴레이 시스템을 기반으로 한 직교 분할 다중 반송파 다중 접속 방식(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access)에서 전송량을 증대를 위한 자원 할당 방법에 관한 것이다. 최적화 문제를 기반으로 하는 자원 할당 방법은 할당 가능한 자원에 대한 검색 과정을 수반하기 때문에 높은 복잡도를 갖는다. 본 논문에서는 복잡도를 줄이기 위하여 세 단계의 자원 할당 방법을 제안한다. 각각의 단계에서 릴레이, 주파수, 시간 자원이 독립적으로 할당되며, 자원을 분리하여 할당함에 따라 복잡도를 줄일 수 있다. 실험 결과를 통하여 제안하는 방법이 복잡도를 줄이면서 최적화 성능에 근접할 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제33권7A호
• /
• pp.693-701
• /
• 2008

주파수 재 사용률이 1인 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서는 인접한 셀에서 동일채널을 사용하는 것은 셀 간 간섭(Inter-cell-Interference)이 발생하므로 셀 간 간섭을 최소로 하는 채널할당이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 OFDMA환경에서 새로운 최대 CNIR(Carrier to Noise and Interference Ratio) 기반의 분산형 Inter-cell DCA (Dynamic Channel Allocation) 알고리즘을 제안한다. 제안된 Inter-cell DCA 알고리즘은 자신의 셀에서 채널할당 요구 시 자신의 셀 내에서 채널이 포화상태이거나 할당 가능한 채널이 남아 있지만 주변 셀 간섭으로 인해 기준 CNIR 문턱치 값을 만족하지 못할 경우에도 인접한 셀의 할당 가능한 채널들의 CNIR을 검색하여 최대 값을 갖는 채널을 할당하는 방법이다. 제안된 방법은 채널 할당 확률을 높여 신규호 블록율과 신규호 생성에 의한 기존채널의 강제 종료율을 동시에 감소시켜 시스템 수율을 향상시킬 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제43권5호
• /
• pp.104-112
• /
• 2006

이 논문은 와이브로 시스템에서 심각한 문제가 되고 있는 셀간 간섭에 대한 알고리듬 성능 분석에 관한 것이다. 와이브로 시스템의 경우 주파수 재사용 계수가 1이다. 이는 인접 기지국들이 같은 주파수를 사용한다는 의미이다. 인접 기지국들이 같은 주파수를 사용하므로 셀간 간섭이 생기게 된다. 셀간 간섭은 시스템의 성능과 채널 용량에 큰 문제가 되어 전체적인 성능을 저하시키는 요인이 된다. 이 논문에서는 DCA(Dynamic Channel Allocation), CS(Channel Segregation), IMUFR(Interference Mitigation Using Frequency Reuse), IDMA(Interleave Division Multiple Access), FH-OFDM, CRSA(Conceptual Random Subcarrier Allocation 그리고 HDD 알고리듬을 적용한 셀간 간섭률을 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권7A호
• /
• pp.654-659
• /
• 2010

본 논문에서는 3GPP LTE 시스템에서 셀 주변부 및 하위 5%의 사용자 전송률을 높이기 위한 새로운 주파수 할당 기법을 제안한다. 단일 안테나 전송 방식(SISO: Single Input Single Output)에서 셀 주변부의 사용자 전송률을 늘리기 위하여 여러 가지 셀간 간섭 관리에 대한 연구가 활발히 진행되었으나, 간섭 관리 알고리즘 적용 방식이 실제 구현에 있어 상당히 복잡한 점이 있다. 제안하는 알고리즘은 모든 셀 영역에 동일한 주파수 할당 방식을 적용할 수 있어 운용의 복잡도를 낮추고, 셀 주변부의 사용자 전송량을 늘리도록 한다. 시스템 레벨 시뮬레이션(SLS: System Level Simulation)을 통하여 제안하는 알고리즘의 셀 주변부 및 하위 5% 사용자 전송률을 비교 분석한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제9권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2009

In recent years, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) and SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) have been widely studied for the uplink of a mobile communication system. In this paper, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) and BER(Bit Error Rate) performance of the OFDMA and SC-FDMA systems are studied in relation to the uplink of a mobile communication system. Three kinds of sub-carrier allocation methods in the OFDMA system and 2 kinds of sub-carrier allocation methods in SC-FDMA system are suggested to compare and improve system performance. Simulation results show that in the OFDMA system, the first sub-band allocation method has better PAPR reduction performance than the other methods. In the SC-FDMA system, the distributed allocation method offers similar P APR, compared with the sub-band allocation method. P APR can be further reduced by adding a spectrum shaping filter with an appropriate roll of factor. Furthermore, it is found that on average, SC-FDMA can reduce the PAPR by more than 5 dB compared to OFDMA, when the total sub-carrier number is 1,024 and the sub-carrier number allocated to each user changes trom 8 to 512. Because of the frequency diversity and low PAPR characteristics, SC-FDMA system of the distributed sub-carrier allocation method can achieve better BER performance than the OFDMA system.