Beyond-3G wireless communication systems should support various types of packet traffic with both low/medium and high rates. However, scheduling-based resource allocation schemes and dedicated resource allocation/multiplexing schemes are inadequate for accommodating low/medium rate services due to a rate mismatch, a large signaling overhead, and an inefficient usage of radio resources. Therefore, a new orthogonal frequency and code hopping multiplexing~(OFCHM) scheme for downlink multiplexing is proposed to provide efficient support of packet traffic with low and medium data rates in a spread OFDM environment. The performance of the proposed scheme is evaluated in terms of the statistical multiplexing gain, the block error rate, and the overall capacity by using both an analytical approach and simulation. A comparison study with the VSF-OFCDM system through system-level simulations is also performed. Two synergy/perforation control schemes for M-QAM are proposed, and the multi-rate transmission is generalized in OFCHM. The proposed synergy/perforation control schemes are evaluated through an analytical approach and simulations, and are compared to the previous scheme for QPSK modulation. The resource-collision probability is analyzed in the generalized multi-rate environment, and the analytical results are compared with simulation ones.
차세대 이동 통신 시스템은 다양한 트래픽과 다수의 QoS 요구 사항을 수용해야 한다. 기존의 스케쥴링 기반의 무선 자원 할당 방법에서는 다중 사용자 이득을 (multi-user diversity) 통해서 높은 전송율을 지원할 수 있었으나, 낮은 전송율을 요구하는 트래픽의 경우에는 보내려는 데이터 양과 할당 받는 무선 자원의 불일치로 인한 비효율이 발생할 수 있으며, 전송 지연이나 전송 지연 변동 측면에서도 기존의 고정적인 자원할당 방법에 비해 장점을 가지지 못한다. 2G나 2.5G에서 주로 음성 트래픽을 위하여 사용되었던 고정적 자원 할당 방법은 부가 정보, 전송 지연, 전송 지연 변동 측면에서 장점은 가지고 있으나 패킷 위주의 차세대 이동 통신에서 자원의 비효율적인 사용과 이로 인한 무선 자원의 낭비를 가져오게 되므로 적절한 무선 자원 할당 방법이라 할 수 없다. 본 학위 논문에서는 위에서 언급한 스케쥴링 기반 혹은 고정적 자원 할당 방법에서의 문제점들 개선하고, OFDM환경의 하향링크에서 낮은 전송율의 트래픽을 효율적으로 전송하기 위한 방법으로 직교 주파수 및 부호 도약 다중화 (Orthogonal Frequency and Code Hopping Multiplexing) 방식을 제안하고, 통계적 다중화 이득, 링크 성능, 그리고 하향링크 용량 측면에서 수학적으로 분석한다. 또한, 시스템 레벨 시뮬레이션을 통하여 다중 셀과 다중 사용자 환경에서 기존의 제안된 스케쥴링 기반의 무선 자원 할당 방법인 VSF-OFCDM 과 비교 분석한다. 또한, 본 학위 논문에서는 직교 주파수 및 부호 도약 다중화 방식에서 다양하고 이질적인 전송율을 수용하기 위한 Quadrature Amplitude Modulation (QAM) 방법과 Multi-Rate 전송 방법을 제안하고, 각각의 방법을 분석하고 평가한다.
