There are many algorithms for adaptive bit and power allocation in OFDM systems. Most algorithms are based on “Subcarrier-by-subcarrier” allocation, which require large computational load. To reduce this computational load, the subcarrier grouping methods with fixed group size has been suggested. The conventional successive grouping method reduces the computational complexity easily, but it brings about much performance degradation. Therefore we propose the sorted grouping method with fixed group size, which uses greedy algorithm to overcome these drawbacks.
Most of these methods assume that the channel state information (CSI) is perfectly known at the both transmitter and receiver. In this case, both the transmitter and receiver need to calculate the bit and power information for each subcarrier using the CSI, which result in two times calculation of bit and power allocation algorithm. It motivates us to consider the feedback of bit and power information instead of CSI.
In this thesis, we propose the adaptive subcarrier grouping method with variable group size using channel variance instead of fixed group size to reduce the amount of feedback data with small performance degradation. In addition the modified Fischer’s algorithm is applied to proposed OFDM system with adaptive subcarrier grouping method. Simulation results confirm that the proposed scheme leads to reduction of the amount of feedback data as well as small performance degradation.
고속 무선 통신의 수요가 급증함에 따라 한정된 대역폭 내에서 사용자의 QoS(Quality of Service) 보장하면서 전송율 또는 사용자의 수를 높이는 통신 기법, 곧 스펙트럼의 효율을 높이는 통신 기법의 개발이 절실히 필요하다. 기존의 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템에서는 각 부반송파가 같은 수의 비트를 동일한 전력으로 전송하고 있으나 스펙트럼의 효율을 높이기 위해 전송 비트와 전력을 각 부반송파에 최적으로 할당하는 방법이 현재까지 활발히 연구되어 왔다. 이 논문에 서는 이러한 비트와 전력 할당 방법의 성능 개선 방안을 제안하고자 한다.
기존의 방법들에서는 전송 비트와 전력을 모든 부반송파마다 다르게 할당하는 방법을 다루고 있으나 이 방법들은 각 부반송파의 할당 정보를 모두 계산해야 하므로 계산적인 부담이 크다는 단점이 있다. 이 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 여러 부반송파를 그룹으로 묶고 각 부반송파 그룹에 대한 할당 정보를 계산하는 방법을 연구하였다. 또한 이러한 그룹 할당 방법에서는 부반송파의 그룹화 과정에서 성능 손실이 발생하게 되는데 이를 해결하기 위한 방법을 제안하였다.
대부분의 전송 비트와 전력 할당 방법에 관한 연구는 송수신측이 채널 정보를 모두 알고 있다는 가정을 하고 있으나 실제로 적용할 때 이 가정은 큰 문제가 된다. 송수신측 모두 할당 정보를 알고 있어야 통신이 가능하므로 만약 수신단에서 추정한 채널 정보를 송신단으로 피드백 한다면 송수신측 모두에서 할당 정보를 각각 계산해야 하는 문제점이 있다 따라서 이 논문에서는 수신측에서 비트와 전력 할당 정보를 계산하여 송신측으로 피드백하는 방법을 다루었으며 이때 피드백 정보를 줄여 효율을 높이는 방법을 제안하였다.
이 논문에서 제안한 방법은 그룹 크기가 고정되지 않고 채널 상태에 따라 적응적으로 결정되는 부반송파 묶음 방법이다. 채널 상태를 고려하지 않고 단순히 고정된 그룹 크기로 부반송파들을 묶은 뒤 비트와 전력을 할당하는 기존의 부반송파 묶음 방법은 큰 성능 손실을 가져오거나 (연속적인 부반송파 묶음의 경우) 큰 피드백 정보가 필요 (정렬 부반송파 묶음의 경우)하다. 따라서 이 논문에서는 채널 상태에 따라 그룹 크기를 적응적으로 결정하는 이분 방법, 자연수 그룹 크기 방법, 짝수 그룹 크기 방법을 제안하고 기존 Fischer 알고리즘을 수정하여 적용함으로써 부반송파의 그룹화 과정에서 발생하는 성능이 떨어지는 것을 줄이고 피드백 정보량 또한 줄일 수 있었다.
