Performance Analysis of Resource Allocation Scheme for WiBro Portable Internet System

WiBro 휴대 인터넷 시스템을 위한 자원 할당 알고리듬 비교 분석

  • 여혜진 (이화여자대학교 정보통신학과 무선멀티미디어통신 연구실) ;
  • 양주영 (이화여자대학교 정보통신학과 무선멀티미디어통신 연구실) ;
  • 김정호 (이화여자대학교 정보통신학과 무선멀티미디어통신 연구실)
  • Published : 2005.06.01

Abstract

In this paper, we implement resource allocation algorithm based on the WiBro system which including OFDMA, TDD, and we propose the algorithm in order to increase bandwidth efficiency. In this algorithm, data is allocated from the subchannel which has large channel gain to the subchannel which has small channel gain with maximum modulation order. The moment total power is more than available power, the modulation order of the latest subchannel is adjusted. The problem of decreasing of throughput in large channel attenuation environment is solved by allocating additional power. Still, this algorithm has large bandwidth efficiency.

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.

Keywords

References

  1. Marc engels, Wireless OFDM Systems, Kluwer Acedemic Publisher, 2002
  2. Shinsuke Hara, Ramjee Prasad, Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communication, Artech House Publishers, 2003
  3. 홍인기, 김정근, '휴대인터넷 시스템 용량 분석 및 보호대역 설정에 관한 연구', Telecommunication review, 제14권 3호, 2004년 6월
  4. C.Y.Wong, R.S.Cheng et all, 'Multiuser OFDM with Adaptive Subcarrier, Bit and Power Allocation', IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol 17, pp.1747-1758, Oct. 1999 https://doi.org/10.1109/49.793310
  5. W.J.Rhee, J.M.Cioffi, 'Increase in Capacity of Multiuser OFDM System Using Dynamic Subchannel Allocation', in Proc. IEEE Vehicular Technology Conf.(VTC2000), pp. 1085-1089, May 2000
  6. Rec. ITU-R M.1225
  7. Harri Holma, Antti Toskala, WCDMA for UMTS, John Wiley&Sons, LTD, 2002
  8. M.Jankiraman, R.Prasad, 'Performance evaluation of hybrid OFDM/CDMA/S로 approach for wireless multimedia', Proc. IEEE-VTC Fall VTC 2000, 52, Vol.2, pp.934-941, 2000
  9. J.P.M.G.Linnartz, 'Performance analysis of synchronous MC-CDMA in mobile Rayleigh channel with both delay and Doppler spreads', IEEE Trans. Veh, Technol., Vol.50, pp.1375-1387, Nov. 2001 https://doi.org/10.1109/25.966570
  10. S.Kondo, L.B.Milstein, 'Performance of Multicarrier DS CDMA systems', IEEE Trans. Commun., Vol.44, pp.238-246, Feb. 1996 https://doi.org/10.1109/26.486616
  11. Specifications for 2.3GHz band Portable Internet Service, TTA
  12. J.Jang, K.B.Lee, 'Transmit Power Adaptation for Multiuser OFDM Systems', IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol.21, No.2, pp.171- 178, Feb. 2003 https://doi.org/10.1109/JSAC.2002.807348
  13. John G. Prokis, Digital communications, McGraw-Hill higher Education, 2001