WiBro 휴대 인터넷 시스템에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 OFDMA, TDD 전송방식을 채택한 WiBro system spec을 바탕으로 resource 할당 알고리듬을 간단한 시뮬레이션을 통해 구현하였고, bandwidth efficiency를 높이기 위한 알고리듬을 제안하였다. WiBro system의 경우, 송신단에서 user당 최대로 할당 가능한 available power를 정하여 두었을 때, available power를 넘지 않는 한도 내에서, 입력되는 각 packet의 크기에 대해 비트를 할당하는 부채널의 수를 증가시키는 방식을 따르고 있다. 이때, 변조지수와 code rate은 spec에서 정의하고 있는 일정법칙에 따라 정해진다. 이러한 알고리듬을 바탕으로 computer simulation을 해 본 결과, channel attenuation이 커질수록 residual power가 줄어들어, 입력 packet이 크지 않을 때 최대 throughput값에 빨리 도달하였으며, 그 최대 throughput값도 점차 작아짐을 확인했다. 이 논문에서는 비슷한 크기의 throughput 대비 대역폭을 줄여서 쓰게 하는 할당 알고리듬을 제안하였다. 이 알고리듬은, 변조지수를 최대로 하여 채널 이득이 큰 부채널부터 작은 부채널 순으로 비트를 할당한다. 이때 부채널의 수를 증가시킴으로 인해 전송되어야 할 power가 증가하는데, 이 power가 available power를 넘는 순간에 할당되는 부채널의 변조지수를 조정하여 available power를 넘지않게 하는 방법이다. 이 알고리듬을 적용할 경우 기존의 greedy algorithm이나 WiBro system과 비교하였을 때, channel attenuation이 큰 환경에서 최대 throughput이 떨어지는 문제점이 발생하는데, 이는 power 제한에 걸려 사용되는 부채널의 수가 현저히 작아서 생긴 것이고, 이로 인해 bandwidth efficiency 측면에서는 좋은 성능을 보인다. 하지만, 타 system에서 지원하는 만큼의 throughput을 보장하는 문제가 중요하기 때문에, 이를 극복하기 위해 이 경우에는 available power를 추가 할당하여서, 사용되는 subchannel수를 증가시켜 보았다. 이 경우, 기존 system과 비슷한 throughput이 보장되었음에도, 여전히 bandwidth 이득을 얻음을 확인하였다.;In this thesis, 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 the WiBro system, the transmitter determines maximum available power and then the number of subchannel is increased until the total power is not more than the available power. At this time, modulation order and code rate are determined by the rule of spec. As channel attenuation is increased, the residual power is decreased. So the maximum throughput is reached when the input packet size is small. And that maximum throughput value is decreased. In this thesis, 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.