Abstract
In this paper, a new adaptive resource allocation scheme is proposed in orthogonal frequency-division multiple access(OFDMA) systems with rate proportionality constraints. The problem of maximizing the overall system capacity with constraints on bit error rate, total transmission power and rate-proportionality for user requiring different classes of service is formulated. Since the optimal solution to the constrained fairness problem is extremely complex to obtain, a low-complexity suboptimal algorithm that separates subchannel allocation and power allocation is proposed. Firstly, the number of subchannels to be assigned to each user is determined based on the users' average signal-to-noise ratio and rate-proportion. Subchannels are subsequently distributed according to the modified max-min criterion. Lastly, based on the subchannel allocation, the optimal power allocation by solving the Language dual problem is proposed. Additionally, in order to reduce the computational complexity, iterative rate proportionality tracking algorithm is proposed for maximizing the capacity together with maintaining the rate proportionality constraint.
본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(OFDMA, Orthogonal frequency Division Multiple Access)에서 전송률의 비율적 제한 조건(Constraint)이 고려된 자원 할당 방식에 대해 논의한다. 제안된 자원 할당 방식은 비트 오율, 전송 전력 및 전송 비율 등에 관한 제한 조건 하에서 사용자들이 요구하는 다양한 서비스를 만족하면서 최대의 시스템 전송률을 얻기 위한 최적화 문제를 다룬다. 본 문제에 관한 최적의 해(optimal solution)는 상당히 복잡하므로 부 채널 할당과 전력 할당을 나누어 복잡도를 낮춘 부 최적 해(Suboptimal solution)를 제안한다. 먼저, 각 사용자에게 할당될 부 채널의 수를 사용자들의 평균 신호 대 잡음비와 전송률 비율을 기반으로 결정한다. 이어서 사용자에게 할당될 부 채널은 변형된 max-min 알고리즘에 따라 결정되고 이를 기반으로 최적화 문제에 대한 Lagrange dual 문제의 해를 구하는 최적의 전력 할당 방식을 제안한다. 또한 보다 낮은 복잡도를 갖는 전력 할당을 위해 반복적 전송 비율 검출 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 모의실험을 통해 본 논문에서는 제안하는 알고리즘이 사용자 간의 전송률에 관한 공평성(fairness)을 정확히 만족하면서 시스템의 전송률을 극대화할 수 있음을 분석한다.
