고속 무선 데이터 서비스를 위한 CDMA 순방향 링크에서의 Zone-based 전력제어 방식

Zone-based Power Control Mechanism of CDMA Forward Link for High-speed Wireless Data Services

  • 윤승윤 (아주대학교 정보통신전문대학원 정보통신공학과) ;
  • 임재성 (아주대학교 정보통신전문대학원 정보통신공학과)
  • 발행 : 2002.07.01

초록

본 논문에서는 먼저 음성과 데이터 트래픽의 혼합으로 해당 트래픽 채널간의 송/수신 전력 차이가 발생하게 되는 CDMA 순방향 링크 환경에 빠른 폐회로 전력제어 방식을 도입함으로써 발생하는 장단점을 분석하고, 시스템자원 할당 관점에서 기존의 빠른 전력제어 방식의 성능을 개선시킬 수 있는 Zone-based 전력제어 방식을 제안한다. 제안하는 Zone-based 전력제어 방식은 이동국의 위치 분포에 따라 데이터 트래픽의 전력과 전송률을 동시에 제어하는 메커니즘이다. 즉 제안하는 방식은 CDMA 시스템의 빠른 전력제어 방식에 기반을 두고 있으며 동시에 비실시간 데이터 트래픽의 전송률을 적응적으로 제어하여 전력 이득을 얻기 때문에 해당 채널에 소비되는 전력량 이득을 취할 수 있고 결과적으로는 간섭량 생성을 줄일 수 있는 방안이다. 제안하는 방식은 시스템에 유입되는 간섭량이 커지는 상황에서도 고속 트래픽의 서비스 영역을 셀의 전체 영역으로 확보해줌은 물론 저속 트래픽의 QoS도 지속적으로 유지해줄 수 있는 장점을 갖는다. 시뮬레이션을 통한 실험 결과들은 제안하는 방식이 기존 방식에 비하여 상당한 성능 개선이 있음을 보여주었다. 특별히 고속 데이터 트래픽의 수가 증가하는 상황에서 제안하는 전력제어 방식은 전력 소비량과 트래픽 처리율 관점에서 기존 전력제어 방식보다 훨씬 우수한 성능을 보였다.

In this paper, we analyze the pros and cons of the fast power control to the forward link in the environments where mixed traffics of voice and data produce the transmitted/received power difference. We propose the Zone-based power control scheme that can improve the performance of the fast power control scheme in the viewpoint of the resource allocation. The proposed scheme is a mechanism that controls both the power and rate of non-realtime data traffics according to location distribution of the mobile stations. The scheme is based on the conventional fast power control scheme in the CDMA systems, and it adaptively controls the transmission rate of each data traffic. Zone-based rate control of data call brings about somewhat power margin to the call. As a result, the proposed scheme saves the power consumption of portables and reduces the amount of interference. With the proposed scheme, not only be extended the service coverage of high-rate traffic to the entire cell service coverage, but also the QoS of low-rate traffic can keep going through the service time, especially, in the situation that the amount of incoming interference is much larger. The experimental results show that the proposed scheme yields a improved performance compared with the conventional scheme in terms of the power consumption and traffic throughput of portables, especially, with the increasing number of high-rate data traffics.

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참고문헌

  1. S. Ariyavisitakul, 'SIR-based Power Control in a CDMA System,' in Proc. Globecom, Vol.2, pp.868-873, Dec. 1992
  2. Q. Wu, 'Performance of Optimum Transmitter Power Control m CDMA Cellular Mobile System,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vo1.48, No.3, pp.571-575, Mar. 1999 https://doi.org/10.1109/25.752582
  3. A. Sampath, P. Sarath, and J. Holfsman, 'Power Control and Resource Management for a Multimedia CDMA Wireless System,' in Proc. PIMRC, Vol.l, pp.21-25, Sept. 1995
  4. J. Zou and V. Bhargava, 'Design Issues in a CDMA Cellular System with Heterogeneous Traffic Types,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vo1.47, No.3, pp.871-883, Aug. 1998 https://doi.org/10.1109/25.704841
  5. S. Abeta, S. Sampei, and N. Morinaga, 'Adaptive Coding Rate and Processing Gain Control for Cellular DS-CDMA Systems,' IEICE Trans. on Comm., Vol.E80-B, No.4, pp.581-588, April 1997
  6. S. Oh and K. Wasserman, 'Adaptive Resource Allocation in Power Constrained CDMA Mobile Networks,' in Proc. WCNC, Vol.l, pp.510-514,Sept. 1999
  7. J. Su, A. Annamalai, and W. Lu, 'Optimizationof Power Allocation in a Multicell DS-CDMA System with Heterogeneous Traffic,' in Proc.ICC, Vo1.2, pp. 1136-1140, June 1999
  8. D. Lyu, Y. Park, I. Song, and H. Kim, 'Performance Evaluation of a Variable Proces-sing Gain DS-CDMA System,' IEICE Trans. on Fundamentats Communications and Computer Science, Vol.ESO-A, No.2, pp.393-399, Feb. 1997
  9. J. Evans and D. Everitt, 'Effective Interference:A Novel Approach for Interference Modellingand Traffic Analysis in CDMA CellularNetworks,' in Proc. Gtobecom, Vo1.3,pp. 1804-1808, Nov. 1995
  10. S. Shin and K. Kwak, 'Power Control for CDMA Macro-Micro Cellular System,' in Proc.VTC, Vo1.3, pp.2133-2136, May 2000
  11. M. Ahmed and K. Rohani, 'Effect of PastPower Control on CDMA Forward Link Performance,' in Proc. VTC, Vo1.3, PP. 1955-1959,May 2000
  12. 윤승윤, 하장용, 양연대, 정진관, 임재성, 'IS-95C CDMA 시스템의 순방향 링크 전력제어성능분석', 한국통신학회 추계종합학술발표회 논문집, pp. 164-167, 2000년 11월
  13. T. Chulajata and H. Kwon, 'Combinations of Power Controls for cdma2000 Wireless Communications System,' in Proc. VTC, Vo1.2,pp. 638-645, Sept. 2000
  14. J. Lee and L. Miller, CDMA Systems Engin-eering Handbook, Artech House: Boston &London, 1998