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Resource management in multi-hop cellular networks : cross-layer design and multi-carrier system optimization = 멀티홉 셀룰러 망에서의 자원 관리 기법 : 계층 교차 설계 및 다중반송파 시스템 최적화
서명 / 저자 Resource management in multi-hop cellular networks : cross-layer design and multi-carrier system optimization = 멀티홉 셀룰러 망에서의 자원 관리 기법 : 계층 교차 설계 및 다중반송파 시스템 최적화 / Jeong-ho Jeon.
저자명 Jeon, Jeong-ho ; 전정호
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2008].
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In this thesis, we provide a resource management framework for multi-hop multi-carrier systems. First, we deal with a cross layer design issue in relay-enhanced MCN (multi-hop cellular network). Under per-flow queueing scenario, we develop a cross layer control algorithm comprised of 1)flow control, 2)link scheduling and 3)resource allocation. The performance analysis proves that the derived cross layer control algorithm achieves arbitrarily close long-term optimal utility while guaranteeing the stability of the queueing system. After then, our focus moved onto the resource allocation problem in multi-hop multi-carrier systems, which will replace the resource allocation part of the cross layer control algorithm. By considering prohibitive complexity of the combinatorial problem, we propose a stepwise approach comprised of 1) STEP-1 FSA (fast subcarrier allocation) and 2) STEP-2 JSPA (joint subcarrier and power allocation). The STEP-1 FSA itself is one finished computationally efficient subcarrier allocation algorithm with equal power level on each subcarrier. In STEP-2 JSPA, each transmitting node performs joint subcarrier and power allocation for the given set of subcarriers to its outgoing links. By incorporating STEP-2 JSPA with STEP-1 FSA, much better and optimized performance can be achieved especially for the broadband systems.

최근 셀룰러 시스템에서는 릴레이의 도입이 대두되고 있다. 이는 릴레이를 통해 기존 시스템 대비 보다 높은 용량 및 커버리지를 확보할 수 있기 때문이다. 한편, 릴레이가 증대된 멀티 홉 셀룰러 시스템에서는 혼잡 제어 및 자원 할당의 문제가 동시에 고려되어야 한다. 이는 특정 링크에 병목 현상이 생김으로써 심각한 성능 열화가 발생할 수 있음과 동시에 이를 무선 채널의 특성을 고려한 자원 할당을 통해 효과적으로 해소할 수 있기 때문이다. 따라서, 계층 통합 관점에서 설계된 혼잡 제어 및 자원 할당 방식을 통해 보다 최적화된 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 릴레이가 증대된 멀티 홉 셀룰러 망을 위한 계층 통합 설계 문제를 다룬다. 흐름별 큐잉 시스템 하에서 리야프노브 최적화 기법을 이용해 도출된 계층 통합 설계 알고리즘은 임의 근사 최적 망 효용을 달성함과 동시에 큐잉 시스템의 안정성을 보장한다. 다음으로 본 연구에서는 멀티 홉 다중반송파 시스템 상에서의 자원할당 문제를 다루고 있다. 이는 대부분의 최신 무선 통신 시스템들이 직교 주파수 분할 다중화 방식을 채택하고 있다는 점을 감안할 때 중요도가 높은 연구 주제이다. 한편, 일반적으로 다중반송파 시스템의 부반송파 및 전력 할당은 복잡도가 매우 높은 문제로 여겨지며, 멀티 홉 다중반송파 시스템을 위하여 단계별로 이루어진 자원할당 알고리즘을 제안하였다. 첫 번째 단계에서는 균등 전력 할당 하에서 기지국 및 각 릴레이에 대한 고속 부반송파 할당을 가능케 하였고, 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 기지국 및 각 릴레이에 할당된 부반송파에 대해준 최적 부반송파 및 전력 할당이 이루어지도록 하였다. 본 연구의 결과인 제안된 알고리즘들을 활용함으로써 차세대 멀티 홉 다중반송파 시스템의 자원할당 문제에 통합 해결책을 제시할 수 있으리라 여겨진다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MEE 08078
형태사항 iv, 63 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 전정호
지도교수의 영문표기 : Song Chong
지도교수의 한글표기 : 정송
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학전공,
서지주기 References : p. 46-50
주제 Cross layer design;Multi-hop cellular networks;OFDM-based multi-carrier system;Lyapunov optimization technique;
계층 교차 설계;멀티홉 셀룰러 망;OFDM 기반 다중반송파 시스템;리야프노프 최적화 기법;
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