Channel state-aware joint dynamic cell coordination scheme using adaptive modulation and variable reuse factor in OFDMA downlink = OFDMA 하향링크에서 적응적 변조와 여러가지 재사용 지수를 동시에 사용하고 채널 상태를 고려한 동적 셀 코디네이션 방법

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, a dynamic cell coordination scheme is proposed for the efficient subcarrier allocation in the channel-aware OFDMA downlink multicellular environment, where the adaptive modulation is applied for supporting various services and the variable frequency reuse factors in each individual subchannel is considered to improve the system throughput.In conventional OFDMA system, cell structure has been designed based on either the single frequency reuse factor over all frequency band or on the fixed reuse factor for each subchannel. Thus, the system throughput of these schemes might have been degraded due to the persistent interference from other cell.In proposed scheme, the system bandwidth is dynamically divided into subchannels with different reuse factors in the consideration of the channel and interference condition of individual user so as to increase the system throughput, where BSs determine the required number of subchannels for each user by using the spectral efficiency of each user for corresponding subchannel and normalized one by the average throughput and begin transmission to RNC in flat fading. In selective fading, each mobile calculate spectral efficiencies for the pre-determined values of frequency reuse factor and select the largest value and send to BS, so that BS can use them for cell coordination.In flat fading channel, the throughput and fairness performances are evaluated for established and proposed schemes. In selective fading channel, the performance of throughput and fairness are evaluated for newly proposed cell coordination scheme. Results demonstrate that the proposed scheme achieves on average a three times larger throughput than the established application [9] in flat fading. The cell throughput of the scheme proposed in this thesis was, at the maximum, 2.7 times that of the case using a single reuse factor of 1 over the entire bandwidth in selective fading.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 채널 상태를 이미 알고 있고, OFDMA 하향링크 다중 셀 환경에서, 다양한 서비스를 지원하기 위해 적응적 변조를 적용하고 각각의 부채널에 시스템 수율을 개선하기 위해서 여러가지의 주파수 재사용 지수가 고려된 효율적인 부채널 할당 방법인 동적 셀 코디네이션이 제안된다.기존의 OFDMA 시스템에서는 셀 구조가 전 주파수 대역에 대해 단일 주파수 재사용 지수를 기초로 하거나 각 부채널 마다 고정된 재사용 지수를 기초로 설계되었다. 그래서 이 방법들의 시스템 수율은 인접 셀의 간섭 때문에 감소되었다.주파수 비 선택적 페이딩에서 제안된 방법은 각 부채널에 대해 각 사용자의 주파수 효율을 이용하고, 각 사용자의 주파수 효율을 평균 수율로 나눈 값을 이용해 기지국들이 각 사용자가 필요로 하는 부채널 수를 결정하고 RNC에 전송하는 시스템의 수율을 높이기 위해서 각 사용자의 채널 상태, 간섭 정도를 고려해 시스템 대역폭을 서로 다른 재사용 지수들을 갖는 부채널들로 동적으로 나눈다. 주파수 선택적 페이딩인 경우에는 각 사용자는 주파수 재사용 지수에 따라 미리 정해진 값들에 대한 주파수 효율들을 계산하고 그 중에서 가장 큰 값을 선택하여 기지국에 전송하며, 따라서 그 값들을 이용해 셀 코디네이션을 할 수 있다.주파수 비 선택적 페이딩 채널에서는 이미 나와 있는 방법과 제안된 방법의 수율과 공평성 성능이 평가된다. 주파수 선택적 페이딩 채널에서는 새롭게 제안된 셀 코디네이션 방법의 수율과 공평성 성능이 평가된다. 주파수 비 선택적 페이딩인 경우에 이미 나와있는 방법에 비해 제안된 방법이 평균 3배 정도 높은 수율을 보이고 있다. 주파수 선택적 페이딩인 경우에는 전체 대역을 주파수 재 사용지수 1로 사용하는 경우에 비해 제안된 방법이 최대 2.7배 시스템 수율이 높다.