One of key issues in wireless communications is to maximize system performance by efficiently managing limited radio resources. A lot of radio resource management researches to solve the issue have been studied. Recently, new paradigms in wireless communications such as cooperative communication, cognitive radio and heterogeneous networks have been introduced to maximize the efficiency of radio resource uses by allowing system-wise radio resource uses. Efficient resource management schemes suitable for future wireless networks based on the new paradigms have been required. In this thesis, raido resource management schemes for heterogeneous networks based on new paradigms are addressed.
Firstly, resource sharing in cooperative networks considering transmission of own data by a relay node have been studied. Most of these researches took individual view based approach under which each node is considered as independent unit who makes an effort to maximize own throughput. In this paper, we investigate time and power sharing in the cooperative network under system view. The joint optimization problem is formulated to maximize weighted sum rate subject to resource constraints. Then, optimal time and power sharing can be easily obtained by proving it as convex problem. Numerical results show that proposed resource sharing improves system performance as compared to existing ones. It can be expected that proposed resource sharing provides a guideline for applications in approaches under individual view.
Secondly, efficient QoS aware vertical handoff decision algorithm in heterogeneous wireless networks is investigated. In future wireless communication networks, seamless handoff either by vertical or horizontal is an important issue in radio resource management. For a vertical handoff (VHO), each candidate network is evaluated as a function of multiple attributes such as available bandwidth, delay, data rate, and cost, etc. However, the variations of these parameters and distributed VHO decisions might cause the instability of VHO decisions, which is inefficient in utilizing network resources due to frequent handoffs. Thus, we propose a service history-based VHO algorithm to reduce unnecessary handoffs and call dropping probability in addition to QoS parameter considerations. Simulation results show that the proposed VHO algorithm outperforms existing algorithms.
무선통신에서 중요한 문제 중에 하나는 제한된 무선자원을 효율적으로 관리함으로써 시스템 성능을 최대화하는 것이다. 이 문제를 풀기 위한 많은 무선자원관리 연구들이 있어왔다. 최근, 무선 자원들을 시스템 차원에서 활용하게 함으로써 무선자원의 효율을 최대화하게 하는 cooerpative communication, cognitive radio, heterogenous network과 같은 무선 통신에서의 새로운 패러다임들이 제시되었다. 이러한 패러다임을 바탕으로 하는 미래 네트워크를 위한 효율적인 무선자원관리 방법들이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 새로운 패러다임 기반의 이기종 네트워크를 위한 무선자원방법을 다루었다.
첫 번째로, relay node의 전송을 고려한 cooperative network에서의 최적 무선공유에 관해서 연구하였다. 이들 연구의 대부분은 개인적인 시각 바탕으로한 접근 방식을 사용해왔었다. 개인적인 시각에서는 각 노드는 자신의 성능을 최대화하는 독립적인 개체로 인지되어진다. 본 논문에서는 시스템 시각하에서의 cooperative network에서의 시간과 전력의 공유 방식을 살펴보았다. 시스템을 cooperative link와 direct link로 구성된 이종의 link갖는 Cooperative networks으로 모델링하였다. 제안된 모델링하에서, 자원제약 하에서 가중치 sum rate을 최대화하는 결합 최적화 문제가 제시되어진다. 최적의 시간 및 전력 공유는 제안된 문제가 convex문제라는 증명에 의해 쉽게 얻어질 수 있다. 분석 결과는 제안된 자원공유는 기존 방식에 비해 시스템 성능을 향상시킬수 있음을 보여준다. 이러한 최적공유방식은 개인적인 시각의 접근 방식을 바탕으로하는 방식들의 기준을 제시해 줄 수 있다.
두번째로, 이기종 무선네트워크에서의 효율적인 QoS 인지 수직핸드오프 결정 알고리즘을 연구할 것이다. 미래 네트워크에서는 끊김없는 수평 혹은 수직 핸드오프가 무선자원관리에 있어서 중요한 문제중에 하나이다. 수직핸드오프를 위해, 각 네트워크들은 available bandwidth, delay, data rate, cost등 다양한 속성 인자들의 함수로써 평가된다. 하지만, 이러한 인자들의 변동과 분산적인 핸드오프 결정 환경은 핸드오프의 불안정성을 증가시키게 되고, 이는 핸드오프를 증가로 인해 시스템 자원 비효율적으로 활용하게 되는 결과를 초래하게 된다. 그래서, 불필요한 핸드오프 횟수와 call dropping 확률을 줄이기 위한 service history 기반의 수직핸드오프 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 뛰어난 성능을 보임을 보여준다.
