The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

DL Radio Transmission Technologies for WRAN Applications : Adaptive Sub-channel Allocation and Stationary Beamforming Algorithms for OFDMA CR System

WRAN 응용을 위한 하향링크 무선전송 방식 : OFDMA 상황인식 시스템에서의 적응 부채널 할당 및 고정 빔 형성 기법

  • 김정주 (인하대학교 정보통신대학교 이동통신연구실) ;
  • 고상준 (인하대학교 정보통신대학교 이동통신연구실) ;
  • 장경희 (인하대학교 정보통신대학교 이동통신연구실)
  • Published : 2006.03.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we analyze functional requirements of the IEEE 802.22 WRAN, and propose a downlink 프레임 structure satisfying the requirements. The proposed downlink 프레임 structure maximizes e transmission efficiency by adopting the cognative radio to assign the sub-channel by reflecting the channel environment of WRAN. We also calculate the signalling overhead for both downlink and uplink, and analyze the performances of time synchronization, frequency synchronization and cell identification based on the 프리앰블 in downlink and suggest the channel estimation method tough 프리앰블 or pilot. As a final result, e stationary beamforming (SBF) algorithm with dynamic channel allocation(DCA) is proposed. The proposed OFDMA downlink 프레임 structure with channel adaptive sub-channel allocation for cognitive radio applications is verified to meet the requirements of IEEE 802.22 WRAN, by computer simulations.

본 논문에서는 현재 진행 중인 IEEE 802.22 WRAN의 Functional Requirements를 분석하고, 제시된 Requirements를 만족시키는 하향링크 프레임 구조를 제안한다. 제안된 하향링크 프레임 구조는 WRAN 각 채널 환경하에서의 상황인식 적응 Traffic Channel에 의한 Rate Control을 수행하여 전송 효율을 극대화시키며, 이를 위한 하항링크와 상향링크의 Signaling Overhead를 계산한다. 그리고, 하링링크의 프리앰블을 이용한 시간, 주파수동기 및 셀 ID 탐색 성능을 분석하고, 프리앰블 또는 Pilot에 의한 환경 적응적 채널 추정 방법과 동적채널할당(Dynamic Channel Allocation)을 결합한 고정 빔형성(Stationary Beamforming) 알고리즘을 제안한다. 또한, 모의실험을 통하여 이와 같이 제안된 무선 채널 환경에서 적응 부채널 할당 기능을 고려한 상황인식 하향링크 프레임구조가 IEEE 802.22 WRAN 시스템의 요구사항을 만족시킴을 검증한다.

Keywords

References

  1. J. Mitola, 'Cognitive Radio for flexible mobile multimedia communications,' Proc. of IEEE workshop on Mobile Multimedia Comm., Nov. 1999, pp. 3-10
  2. D. Cabric, S.M. Mishra, and R. Broderson, 'Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios,' Proc. of Asilomar Conf. on Sig., Sys. & Comp., 2004
  3. FCC, Spectrum policy task force report, ET Docket No. 02-155, Nov. 2002
  4. FCC. ET Docket No. 03-322, 'Notice of Rule Making and Order,' Dec. 2003
  5. Carl Stevenson, 'Funcitional requirements for the 802.22 WRAN standard,' IEEE 802.22 draft. Sep. 2005
  6. IEEE 802.22-05/0108r0, WRAN PHY and MAC Proposal for TDD/FDD, Nov. 2005
  7. IEEE 802.22-04/0002r12, WRAN Reference Model, Sept. 2005
  8. IEEE P802.16 /2004 IEEE Standards for local and metropolitan area networks part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems
  9. IEEE P802.16e /D9-2004 IEEE Standards for local and metropolitan area networks part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems
  10. Telecommunications Technology Association, Specifications for 2.3GHz band Portable lntemet Service Physical Layer, Dec. 2004
  11. 김정주, 노정호, 장경희, 'OFDM/TDD 시스템을 위한 효율적인 동기 추정 및 셀 탐색 기법,' 한국통신학회 논문지, 30권 No.9A, pp. 714-721, 2005. 09
  12. D. Kivanc, G. Li, and H. Liu, 'Computationally efficient bandwidth allocation and power control for OFDMA,' IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 2, pp. 1150-1158, November 2003 https://doi.org/10.1109/TWC.2003.819016
  13. C.Y. Wong, R.S. Cheng, K.B. Letaief and R.D. Murch, 'Multiuser OFDM with adaptive subcarrier, bit and power allocation,' IEEE J. Select Areas Commun., vol. 17, pp. 1747-1758, October 1999 https://doi.org/10.1109/49.793310
  14. W. Rhee and J.M Cioffi, 'Increase in capacity of multiuser OFDM system using dynamic subchannel allocation,' Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf.(VTC), vol. 2, pp. 1085-1089, Tokyo, Japan, May 2000
  15. 정재학, 장경희, 차인석, 'Cognitive Radio에서의 다중 채널 자원 할당 기술,' SK Telecom. Review, 15권 3호, pp. 467-476, 2005. 06