In this thesis, we investigate the adaptive resource allocation problem in multiuser multihop OFDM systems. Assuming that base station(BS) knows all channel information, we formulate capacity maximization problem(CMP) and fairness con-strained capacity maximization problem(FCMP) for adaptive resource allocation. The CMP considers joint subchannel allocation, power distribution and path selection problem for maximizing the system capacity, while the FCMP considers the same problem with minimum subchannel guarantee of each mobile station(MS). The proposed optimization problems are productive, because BS can allocate the sub-channel, power and routing path to MSs by solving one optimization problem. Since these optimizations should be performed in real time, we propose two efficient heuristic algorithms, one of which considers CMP and the other considers FCMP. In the heuristic algorithms, we separate the optimization problem into three steps, namely subchannel allocation, load balancing, and power distribution to reduce computational complexity. The proposed heuristic algorithms are simple in that the iterative computations are removed, and accurate in that two heuristic algorithms achieve a similar performance compared with optimum solution.
이 논문에서는 멀티 유저 멀티홉 OFDM시스템에서 시스템의 용량을 최대화하기 위하여 채널 정보 기반의 자원할당방법에 관하여 연구하였다. 기지국이 모든 채널 정보를 알고 있다고 가정한 후 최적화 이론을 이용한 셀용량 최대화 방안과 사용자간의 공평성을 고려한 셀용량 최대화 방안을 수식화하였다. 제안한 최적화 방안은 서브 채널간의 자원 할당과 단말기의 데이터 전송 경로 설정을 동시에 고려하였으므로, 기지국은 제안한 최적화 방안을 이용하여 사용자에게 서브채널 할당, 파워 분배, 경로 설정 방안들을 한번에 해결할 수있다. 그러나 제안한 최적화 문제는 복잡도가 높아 기지국이 실시간으로 자원할당을 수행 하는데 사용할 수 없다. 따라서 시스템의 용량의 손실을 최소한으로 줄이면서 복잡도가 낮은 효율적인 휴리스틱 알고리즘이 필요하다.
본 논문에서는 셀 용량 최대화와 공평성을 고려한 두가지 최적화 방안에 대하여 각각의 휴리스틱 알고리즘을 제안하였다. 휴리스틱 알고리즘은 반복적인 연산을 줄이기 위하여 세가지 단계 (서브 채널 할당, 작업량 분산, 파워 할당)로 분리되어 있다. 그러나 서브 채널 할당 과정에서는 서브 채널의 이득이 가장 좋은 사용자에게 그 서브 채널을 사용하도록 할당한다. 서브 채널 할당 과정에서는 여러 OFDM 전송기(기지국과 릴레이노드)들의 파워 용량을 고려하지 않아서 OFDM 전송기가 사용하는 서브 채널 수가 공평하게 분배되지 않으므로 기지국은 작업량 분산 과정을 수행함으로써 각각의 OFDM 전송기의 파워를 효율적으로 사용하도록 서브 채널을 재분배 한다. 자원 할당의 마지막 과정인 파워 할당 단계에서는 할당된 서브 채널을 가장 효율적으로 사용하도록 파워를 분배한다.
제안한 휴리스틱 알고리즘은 반복적인 연산이 없으므로 간단하며, 시뮬레이션 결과로 부터 알 수 있듯이 최적 해와 거의 동일한 성능을 나타내므로 매우 정확한 알고리즘이다.
