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IEEE 802.16j 멀티 홉 릴레이 네트워크에서의 간섭과 서비스 불능률 감소를 위한 효과적인 상향 링크 전송 스케쥴링 기법 연구

An Efficient Uplink Transmission Scheduling Algorithm with Reduced Interference and Outage for IEEE 802.16j Relay Networks

초록/요약

상향링크(Uplink) 트래픽의 요구가 상향링크의 트래픽에 대한 요구를 압도 한다는 공통적인 추세로 중계기를 도입한 다중 홉 릴레이 네트워크 환경에서 상향링크와 관련된 부족한 실정이다. 최근 들어 user created content (UCC)등으로 인해 발생되는 데이터 트래픽은 상향링크 트래픽을 크게 증가 시키고 있다. 중첩 자원할당 방식(Overlapped resource allocation scheme)은 서로 다른 RS들에 연결된 MS들이 같은 시간에 같은 주파수 자원을 사용하게 함으로 해서 주파수 효율과 스루웃풋을 극대화 할 수 있게 한다. 하지만, 이로 인해 RS커버리지 경계에 위치한 MS들이 발생한 상향링크 신호가 다른 RS에 간섭을 주게 된다. 이렇게 발생된 간섭으로 인해 상향링크 스루웃풋을 감소 시키게 되거나 심한 경우 커버리지 경계에 있는 MS에게 서비스 불능을 유발하게 되어 사용자의 공정성(Fairness)를 떨어뜨리게 된다. 본 논문에서는 이렇게 발생되는 간섭을 줄이는 상향링크 전송 방식을 제안한다. 본 논문에서는 서로 간섭의 영향이 큰 MS이 동시 전송하는 것을 막기 위해 갑섭이 적은 MS들로 동시 전송그룹을 만들어 상향링크 스케쥴링 하는 방법을 제시한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 본 논문의 제안 방식이 제안 방식을 적용하지 않았을 경우보다 서비스 불능률을 61.5% 감소 시켰으며 스루웃풋 측면에서 13.3%향상 시켰음을 알 수 있다. 또한 공정성 측면에서 본 논문의 제안 방식으로 38.7%의 성능향상을 기대 할 수 있음을 보였다.

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초록/요약

Uplink scheduling for relay stations in mobile multi-hop relay network has not been widely addressed in the literature under common belief that downlink traffic overwhelms uplink traffic. Recently, data traffic from user created content (UCC) is rapidly growing with a potential to create a huge amount of uplink (UL) traffic. Overlapped resource allocation in uplink transmission allows MSs attached to different RSs can reuse the same frequency band to increase the network throughput. However, the uplink traffic from MSs located on the boundary between two neighboring RSs may cause interference to each other RS. The interference degrades the uplink throughput or even leads to service outage for MSs located on the boundary, resulting in poor fairness in QoS among subscribers. We propose an uplink transmission scheme with reduced interference. We reduce the interference by grouping MSs in such a way the uplink transmission from the MSs in a group do not interfere each other at the receiving RSs. Simulation results show that the proposed scheme removes service outage by 61.5% and increases average throughput by 13.3% compared with a simple overlapped resource allocation scheme(similar to the overlapped resource allocation scheme for downlink transmission). In terms of fairness, the proposed scheme excels by 38.7% the simple overlapped scheme.

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