다중 사용자 MIMO 전송을 위한 협력적 스케쥴링 방식에 관한 연구
On Collaborative Scheduling Methods for Multi User MIMO Transmission
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 성원진
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045759
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
셀룰러 시스템에 존재하는 다수 명의 사용자에게 자원을 할당하는 스케쥴링 문제는 시스템의 효율과 평등성 측면에서 바라볼 수 있으며 이 두 관점 사이의 trade off 방식이 중요하다. 기지국에 지리적으로 가깝거나 채널의 상태가 좋은 사용자에게 자원을 할당할 경우 시스템의 효율은 크게 좋아지지만 기지국에 지리적으로 멀거나 채널 상태가 나쁜 사용자는 자원을 할당 받을 확률이 낮아 자원의 평등한 할당 측면에서 스케쥴러가 사용자에게 적절히 자원을 분배하지 못한다. 본 논문에서는 다중 사용자 분산 MIMO 시스템에서 다수의 기지국이 협력적으로 동시 전송 사용자 그룹에게 신호를 전송 시 다양한 문제 정의를 통해 사용자에게 자원을 할당함으로써 하위 사용자의 성능을 향상시키는 스케쥴링 방법을 제시하고 그 성능을 분석한다. 먼저 동시에 신호를 전송 받는 사용자가 정해져 있을 때 이 동시 전송 사용자 그룹의 최소 수신 SINR을 최대화시키는 max-min 최적화 문제를 전송 기법에 따라 각각 정의하고 그 성능을 비교한다. 특히 MMSE 기반의 최적의 빔포밍 벡터를 결정하는 fixed-point iterative 알고리듬을 적용하여 그 성능을 분석한다. Max-min 최적화 문제 정의에 의한 자원할당 기법은 사용자의 최소 수신 SINR을 크게 증대시킨다. 또한 다수의 사용자 중 신호를 전송할 동시 전송 사용자를 여러 개의 기지국이 협력적으로 정보 교환을 함으로써 결정하는 다중 사용자 협력적 PF 스케쥴링 방식을 제안한다. 스케쥴러의 성능은 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능에 대하여 평가한다. 본 논문에서 제안하는 협력적 PF 스케쥴러는 모든 사용자 조합을 검색하는 full-search 스케쥴러의 성능의 대부분을 달성하면서도 연산 복잡도를 크게 감소시킨다.
more초록/요약
Scheduling algorithms which allocate resources to multiple users in cellular systems can be evaluated in effectiveness and fairness points of view, and the trade-off between the two is an important issue. The effectiveness of the system can be increased by allocating radio resources to users located near the base stations or experiencing good channel quality. However, users located far from the base stations or experiencing bad channel quality have a low probability of radio resource allocation. This results in unfair resource allocation to the users and low fairness performance of the system. In the thesis, we propose scheduling methods to enhance the performance of users experiencing severe unfairness by defining two different problems. The performance of scheduling algorithms which let multiple base stations transmit signals to user groups is evaluated in multi-user distributed MIMO systems. First, we define a max-min optimization problem using linear transmission schemes which maximizes the minimum received SINR. An MMSE-based beamforming problem is solved via a fixed-point iterative algorithm is applied and evaluated. The resource allocation schemes based on the max-min optimization criterion significantly enhance the minimum received SINR. In addition, we propose a multi-user collaborative PF scheduler in distributed multi-user MIMO system, which assigns radio resources to multiple users by exchanging the user channel information among base stations located in three adjacent sectors. We further evaluate its performance in terms of the log sum of average transmission rates. The proposed collaborative PF scheduler exhibits negligible performance degradation when compared to the full-search collaborative PF scheduler, while a significant reduction of the computational complexity is achievable at the same time.
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