채널환경 변화에 따른 비례적 공정 스케줄링 알고리즘 성능 분석 = Performance analysis of the proportional fairness scheduling algorithm in channel variation

국문 초록 (Abstract)

HDR(High Data Rate) 시스템은 디지털 셀룰러 시스템으로써 제한된 주파수 자원을 효율적으로 분배하여 수율을 향상시키며, 동시에 사용자에 대한 데이터 서비스 공정성을 보장하기 위하여 비례적 공정 스케줄링 알고리즘을 사용한다. 수율과 공정성의 상호(Trade-Off)관계를 충분히 고려한 스케줄러가 비례적 공정 스케줄러이다.비례적 공정 스케줄링 알고리즘의 우선순위는 사용자가 기지국에 현재 요구하는 전송율과 사용자가 기지국에 전송한 전송율의 평균치를 토대로 하여, 기지국은 가장 우선순위가 높은 사용자에게 다음 데이터를 전송 받을 기회를 보장한다.비례적 공정 스케줄러는 셀 내부의 사용자 수가 늘어날수록 기지국의 평균 수율은 증가하는 다중 사용자 다이버시티 속성을 가진다. 사용자의 수가 증가하면, 채널 상태가 상대적으로 양호한 사용자가 있을 확률이 높아진다. 최대 C/I(Carrier/Interference) 스케줄링 알고리즘은 C/I 값이 큰 사용자에게 우선권을 부여하지만 비례적 공정 스케줄링 알고리즘은 C/I값이 DRR(Data Request Rate)에 비례한다는 가정하에 각 사용자의 채널상태의 평균값을 고려한다. 이를 통해 각 사용자의 채널상태 통계에 비해 현재 채널상태가 가장 좋은 사용자를 선택하여 서비스하게 된다. 사용자의 수가 늘어날수록 채널상태가 좋은 사용자를 선택해서 서비스하므로, 비례적 공정 스케줄러를 쓸 경우 셀 내부의 사용자수가 늘어날수록 수율이 증가한다. 본 논문에서는 HDR시스템의 순방향에서 레일레이(Rayleigh) 페이딩 채널과 라이시안(Ricean) 페이딩 채널을 사용하여, 사용자 수의 변화에 대한 비례적 공정 스케줄러와 MCIR(Max Carrier Interference Rate) 스케줄러의 수율 한계와 사용

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

HDR System; a digital cellular system is designed to distribute frequency resource efficiently and at the same time, uses proportional fairness scheduling algorithm to guarantee the impartiality of user data services.It is a proportional fairness scheduling that fully reflects the relations between throughput and impartiality.The priority of proportional fairness scheduling algorithm is set base on the average bandwidth between the required bandwidth from a user to a base station and actual bandwidth that user requested to the station. The station guarantees a user who is in the highest priority to receive next date.The proportional fairness scheduling algorithm has multi-user diversity attribute as the more subscribers, the more increase in the average throughput in a station. As the number of subscribers increases, there are more chances for subscribers to get fine channelMaximum CI scheduling Algorithm gives the priority to users with larger C/I value. On the other hand, on the assumption for the C/I value in the proportional fairness scheduling algorithm that is proportional to DRR (Data Request Rate), the average value for every user channel is considered. Through this algorithm, the user with good channel condition; comparing to the statistics on user channel condition, gets service. As the number of users increases, the service is applied to the users with better channel condition. Therefore, as the number of users increased in a cell, the throughput increased when the proportional fairness scheduler is applied.On this paper, by using Rayleigh fading channel and Ricean fading channel at direction of HDR system, the throughput limit and user interaction time in the proportional fairness scheduler and MCIR (Maximum Carrier Interference Rate) Scheduler are compared and summarized.Through simulation, it is confirmed that the proportional fairness scheduling algorithm can produce the maximum 2.4Mbps on average throughput and the channel quality is not th