In this thesis, soft handoff initiation mechanism in code division multiple access (CDMA) networks and resource allocation in multiuser orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems using partial channel state information (CSI) feedback are studied.
Due to diversity that leads to advantages in terms of reverse link capacity and signal quality, soft handoff is usually used in CDMA systems. Soft handoff initiation mechanism makes the decision to start a soft handoff as mobile moves from one cell to another. We present an analytical model for the soft handoff initiation mechanism and study its behavior. We investigate the effects of commonly used soft handoff initiation parameters, namely, hysteresis margin, signal averaging coe±cient and the length of drop timer, in terms of number of performance measures. These performance measures accounts for signaling overhead, signal quality and forward link resource usage. Our analysis shows good agreement with simulation data and can be used to extract an optimal set of parameters depending on the required performance.
In the second part of our thesis, we deal with the problem of resource allocation in multiuser OFDM. In general, the capacity of multiuser OFDM systems can be maximized by allocating resources (subcarrier and power) to the user with the highest instantaneous channel gain. This assumes complete CSI at the transmitter, which is achieved by every user reporting its CSI for all subcarriers to the transmitter via feedback channel. In practice, due to limited capacity of the feedback channel, the completeness of CSI may be severely damaged especially with a large number of users transmitting a large amount of feedback information. In order to reduce the amount of feedback information while preserving the maximal capacity, quality based CSI feedback (QCF) is proposed. The system capacity is derived with QCF and compared with that of full CSI feedback. The results show that QCF successfully reduces the amount of feedback information with little capacity loss. Moreover, when the feedback channel error is considered, the results show that QCF can obtain higher capacity then the full CSI feedback scheme.
본 논문에서는 CDMA 시스템에서의 소프트 핸드오프를 결정하는 방법을 분석하였고, 부분적인 채널 정보 (channel state information: CSI)를 사용하여 OFDM 시스템에서 효율적으로 자원할당을 하는 방법을 다루었다.
CDMA 시스템에서는 다이버시티 효과로 인한 역방향 용량증가와 통화품질의 개선 등의 장점을 활용하기 위해서 소프트 핸드오프가 사용된다. 일반적으로 소프트핸드오프를 결정하는 알고리즘에서 사용되는 파라미터로는 히스테리시스, 시그널 에버리징, 드롭 타이머
등이 있는데 이러한 파라미터들이 소프트 핸드오프에 미치는 영향은 각각 상이하게 나타난다. 소프트 핸드오프의 성능은 시그널링의 횟수, 통화품질, 순방향 용량의 저하 등으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 소프트 핸드오프 파라미터가 이러한 성능들에 미치는 영향을 분석하기 위해 모델을 수립하였고 시물레이션과의 비교를 통해 일치함을 보였다.
본 연구의 모델을 사용하여 요구하는 성능에 따라 최적의 파라미터를 도출할 수 있을 것이다.
또한, OFDM 시스템에서 자원할당방법을 연구였다. 일반적으로 OFDM 시스템의 용량은 가장 좋은 사용자에게 자원 (반송파 및 전력)을 할당할 때 최대의 값을 얻을 수 있다. 따라서, 기지국에 완전한 채널 정보가 주어졌을 때 용량을 최대화 할 수 있다. 하지만, 실제 시스템에서는 채널정보를 기지국에게 전송하는 피드백 채널의 용량이 제한되어있기 때문에 이러한 가정은 구현하기 힘든 어려움이 있다.
만약 모든 채널정보를 전송하더라도 피드백 채널의 에러로 인해서 부분적인 정보만이 성공적으로 전달되고 오히려 용량이 저하되는 효과가 일어날 수 있다. 따라서 본 논문에서는 채널상태에 따라 피드백을 결정하는 quality based CSI feedback (QCF) 를 제안 하였고 용량분석을 위한 모델을 제시하였다. QCF를 사용해서 피드백 채널의 혼잡을 줄이고 용량을 증가할 수 있다는 것을 결과를 통해 확인할 수 있었다.
