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

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Subcarrier-Pairing Scheme for OFDMA based Multi-Hop Cognitive Radio Systems

OFDMA 기반 다중 홉 무선 인지 시스템을 위한 부반송파 페어링 방법

  • 김재현 (충남대학교 전자전파정보통신공학과 차세대통신시스템 연구실) ;
  • 신정채 ((주)한화/화약 구미사업장 개발부) ;
  • 조호신 (경북대학교 전자공학부 이동통신 연구실) ;
  • 장윤선 (충남대학교 전자전파정보통신공학과 차세대통신시스템 연구실)
  • Received : 2010.12.20
  • Accepted : 2011.04.20
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

In OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) based multi-hop networks, the subcarrier-pairing scheme using the SNR(Signal-to-Noise Ratio) has been proposed as the best solution. But, this scheme is not optimal in cognitive radio system, because of the power control due to the interference to the primary user. In this paper, we propose two subcarrier-pairing schemes for OFDMA based 2-hop cognitive radio systems. One is the IT(Interference channel gain) scheme considering only the interference channel gain, and the other is the CI(Channel SNR over interference channel gain) scheme considering the ratio of channel SNR to interference channel gain. The results show that the CI scheme has the best performance in which throughput is improved more than 10% in comparison with other schemes.

기존에 연구된 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 다중 홉 전송망의 부반송파 페어링 방법들은 단순히 채널의 신호대잡음비(SNR)만을 고려한 것이므로, 2차 시스템의 사용으로 인해 1차 사용자에게 미치는 간섭량을 고려해야 하는 무선 인지 환경에는 적합하지 않다. 따라서, 본 논문은 OFDMA 기반의 다중 홉 무선 인지 시스템에서 1차 사용자에게 미치는 간섭을 제거하기 위해 전력제어를 수행할 경우, 감소된 수율을 향상시키기 위한 효과적인 부반송파 할당 방법에 관해 연구를 수행하였다. 간섭 채널 이득만을 고려한 IT(Interference channel gain) 방법과 채널 이득과 간섭 채널 이득의 비를 고려한 CI(Channel SNR over interference channel gain) 방법, 2가지의 부반송파 페어링 방법을 제안했으며, 모의실험을 통해 기존 방법과 성능비교를 수행하였다. 무선 인지 시스템에서 간섭 임계치를 만족시키기 위해 전력 제어가 필요한 경우에는 제안한 CI 방법이 성능이 가장 우수했으며, 기존 방법보다 최대 약 10% 이상의 수율 향상을 거두는 것을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단

References

  1. S. Haykin, "Cognitive Radio: Brain- Empowered Wireless Communications," IEEE Journal on Selected Areas in Commun., Vol.23, No.2, pp.201-220, Feb. 2005. https://doi.org/10.1109/JSAC.2004.839380
  2. G. Bansal, Md. J. Hossain and V. K. Bhargava, "Adaptive Power Loading for OFDM-based Cognitive Radio Systems," in Proc. of IEEE ICC 2007, pp.5137-5142, June 2007.
  3. W. Wang, S. Yan, S. Yang, "Optimally Joint Subcarrier Matching and Power Allocation in OFDM Multihop System," EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Vol.2008, pp. 1-8, Jan. 2008.
  4. J. Shi, Z.-Y. Zhang, P.-L. Qiu, G.-D. Yu, "Subcarrier and Power Allocation for OFDMA based Regenerative Multi-hop Links," in Proc. IEEE WiCom 2005, Vol.1, pp.207-210, Sept. 2005.
  5. K. Kim, H. Kim, and Y. Han, "Subcarrier and Power Allocation in OFDMA Systems," in Proc. IEEE VTC2004-Fall, Vol.2, pp.1058-1062, Sept. 2004.
  6. N. Zhou, X.Zhu, Y.Huang, and H.Lin, "Adaptive Resource Allocation for Multi- Destination Relay Systems based on OFDM Modulation," in Proc. IEEE ICC 2009, pp.1-5, June 2009.
  7. J. Jang and K. B. Lee, "Transmit Power Adaptation for Multi-user OFDM Systems," IEEE Journal on Selected Areas in Commun., Vol.21, No.2, pp.171-178, Feb. 2003. https://doi.org/10.1109/JSAC.2002.807348
  8. ITU-R M.1255, GUIDELINES FOR EVALUATION OF RADIO TRANSMISSION TECHNOLOGIES FOR IMT-2000, 1997.
  9. Wei Yu, W.J. Rhee, S. Boyd, J.M. Cioffi, "Iterative Water-filling for Gaussian Vector Multiple Access Channels," IEEE Trans. On Infor. Theory., Vol.50, No.1, pp.145-152, Jan.2004.. https://doi.org/10.1109/TIT.2003.821988
  10. 신정채, 김재현, 장윤선, "Efficient Power Control for 2-hop OFDMA based Cognitive Radio Systems," 2010년도 하계종합학술발표회 논문 초록집, Vol.42, p. 248, June 2010.