It is prospected that the number of access points (APs) as well as that of stations (STAs) greatly increases. An environment in which both APs and STAs are densely existing is called dense wireless local area network (WLAN). In this paper, we propose an effective resource unit (RU) scheduling based on stable matching algorithm introduced in economics firstly, to improve the efficiencies of dense WLAN which follows IEEE 802.11ax standard. An RU is assigned to a client based on an orthogonal frequency- division multiple access (OFDMA). There are some following processes to apply the stable matching algorithm to RU scheduling. First, every STA makes a preference list for every RU based on channel condition. Similarly, every RU makes a preference list for every STA based on channel condition. Second, all STAs request RUs to AP in accordance with their preference lists. If more than 2 STAs request the same RU, then the AP allocates the requested RU to an STA which has a higher ranking in the RU’s preference list. Since the STA did not receive RU from the AP requests another RU having the next highest ranking, every STA does not request the same RU more than one time. Additionally, we extend this concept to multi-user multiple-input and multiple-output (MU-MIMO) system which allows to allocate a single RU to more than 1 STA.
Meanwhile, for reducing the greenhouse gas emission and increasing the battery lifetime, energy efficiency (EE) has been addressed as an important indicator to design recent communication networks. The objective function of EE is expressed as the form of the throughput divided by the power consump- tion. In this thesis, we utilize the fractional programming to derive the optimal allocated powers to the subcarriers consisting of RU for maximizing the objective function of EE.
Finally, we analyze the performances of proposed RU scheduling and energy-efficient power allocation through simulation in dense WLAN. Compared with other conventional methods, simulation results show that the throughput and EE are both enhanced when applying our proposed method.
차세대 통신 환경에서는 무선 단말과 액세스 포인트의 숫자가 기하 급수적으로 증가함에 따라 네트워 크가 더욱 밀집화 될 것으로 전망된다. 이와 같이 액세스 포인트와 단말이 매우 밀집되어 있는 환경을 밀집 무선 랜이라 한다. 본 눈문에서는 경제학에서 처음으로 소개된 안정적 정합 알고리즘을 기반으로 IEEE 802.11ax 표준을 따르는 밀집 무선 랜 환경에서 효율을 향상시킬 수 있도록 자원 유닛을 효과적으로 스케줄 링하는 방법을 제안한다. 자원 유닛은 직교 주파수 분할 다중 접속을 기반으로 사용자에게 할당된다. 자원 유닛 스케줄링을 위한 안정적 정합 알고리즘을 사용하기 위해 다음과 같은 단계를 거치게 된다. 첫번째로, 모든 자원 유닛은 채널 정보를 바탕으로 단말에 대한 선호도 목록표를 생성한다. 마찬가지로, 단말또한 채널 정보를 바탕으로 자원 유닛에 대한 선호도 목록표를 생성한다. 두번째로, 모든 단말은 그들의 선호도 목록표에 따라 액세스 포인트에 자원 유닛을 요청한다. 만약, 2개 이상의 단말이 동일한 자원 유닛을 요청한 다변, 액세스 포인트는 선택된 자원 유닛의 선호도 목록표에서 우선 순위가 더 높은 단말에게 자원 유닛을 할당한다. 요청한 자원 유닛을 할당받지 못한 단말은 다음 우선 순위에 위치한 다른 자원 유닛을 요청하므로 모든 단말은 동일한 자원 유닛을 2번 이상 요청하지 않는다. 추가적으로, 이 개념을 1개의 자원 유닛을 2개 이상의 단말에 할당할 수 있는 다중 사용자 다중 입출력 시스템으로 확장하였다.
한편, 온실가스의 배출을 줄이고, 배터리의 수명을 증가시키기 위해, 최근의 연구에서 에너지 효율은 통신 환경을 구성할 때, 중요한 지표로 고려된다. 에너지 효율을 나타내는 목적 함수는 스루풋을 소비 전력 으로 정규화하는 형태로 표현된다. 본 논문에서는 분획 프로그래밍 방법을 사용하여 자원 유닛을 구성하는 부반송파에 할당되는 최적 전력을 유도하여 에너지 효율을 나타내는 목적함수를 극대화 시킨다.
마지막으로, 모의 실험을 통하여 밀집 무선랜 환경에서 제안하는 안정적 정합 기반으로 자원 유닛을 스케줄링 하고, 에너지 효율적인 전력을 할당하여 성능을 분석하였다. 기존에 존재하는 다른 방법에 비해, 제안하는 스케줄링 방법을 사용 하였을때, 스루풋과 에너지 효율이 모두 개선되는 것을 확인하였다.
