In next generation mobile communication systems, a mobile user may choose to enjoy multiple applications simultaneously. In a multiuser system, for the same launched application, different users may have different quality of service (QoS) requirements and different priorities. Under such conditions, no system-defined user-satisfaction parameter can maximize each and every individual user`s satisfaction. Radio resource allocation to users and applications should, in turn, match the utility-maximization conditions. In this work, a user-centric utility maximization problem is formulated for a single user environment. From the formulated optimization problem, an optimum algorithm is derived to perform rate allocation to user-applications. The scheme maximizes user-satisfaction under application-specific rate constraints, and is applicable to both downlink and uplink transmissions.
Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) seems to be the most favored multiple access technique for new generation mobile systems. In OFDMA systems, for given satisfation-maximization rates or applications` minimum rates, not only do power and subcarriers need to be allocated to users, but each user`s subcarriers, symbols and power must also be optimally allocated to user-applications, in order to maximize resource efficiency. Appropriate transmission-power minimization problems are formulated and optimum resource unit (RU) and power allocation algorithms are derive for both single user and multiuser cases. These problem formulations and solutions differ from existing works in several aspects.
Two applications from the same user may have different bit-errorrate (BER) constraints. In order to achieve resource efficiency and depending on the multi-user multiple access technology in use, the symbols of these applications need to be transmitted using, either different frequency sub-bands, or different times, or different codes, or different combinations of these. Achievable user-throughput regions (AUTRs) for time division (TD), frequency division (FD), and code division (CD) application media access (AMA) are derived and compared. These AMA techniques are also compared in terms of complexity and implementability.
차세대 이동통신 시스템에서 단말 사용자는 다양한 응용 서비스를 동시에 선택할 수 있어야 한다. 다중 사용자 시스템에서는 동일한 응용 서비스에 대해 개별 사용자간 요구되는 서비스 품질 (QoS) 요구사항과 우선 순위가 서로 다를 것이다. 이러한 상황에서, 어떠한 시스템 정의 사용자 만족 매개 변수(system-defined user-satisfaction parameter)라도 개별 혹은 모든 사용자 만족도 (user-satisfaction)를 최대화 시킬 수 없다. 본 연구에서는 단일 사용자 환경에 대한 사용자 중심의 유익 함수(utility function) 문제를 공식화하였다. 수식화된 최적화 문제로부터 사용자 응용 서비스에게 rate 할당을 수행하기 위한 최적 알고리즘이 유도되었다. 제안된 알고리즘은 응용 서비스마다 설정된 rate 제약조건 하에 사용자 만족도를 최대화하며 하향 링크와 상향 링크 둘 다 적용 가능하다.
OFDM 는 차세대 이동통신 시스템에서 가장 선호되는 다중 접속 기술이다. OFDM 시스템에서는 주어진 만족도(satisfaction)의 최대 rate 또는 응용 서비스의 최소 rate 에 대한 전력과 부 반송파(subcarriers)를 사용자에게 할당하여야 할 뿐만 아니라, 자원 효율을 최대화 하기 위해 각 사용자의 부 반송파, 심볼, 그리고 전력은 사용자 응용 서비스에 대해 최적으로 할당되어야 한다. 이에 적합한 전송 전력 최소 문제가 수식화되었고 최적 자원 단위 (RU)와 전력 할당 알고리즘은 단일 그리고 다중 사용자 경우에 대해 유도되었다. 본 논문에서 제안한 문제 공식화와 해결책은 다양한 측면에서 기존 연구와 차별화 된다.