Recently, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technologies, which utilize an index modulation, have been attracting attention in wireless communication systems such as Internet of Things (IoT) and autonomous vehicle communications requiring low latency and high energy efficiency. The index modulation is a technique of transmitting additional information using index resources of communication systems such as antennas and subcarriers. Since the additional information is transmitted using some index resources of the communication systems, higher energy efficiency can be achieved. Also, since an on/off energy detection is sufficient for the index detection process, it is possible to design a low complexity receiver. There are many studies that utilize the advantages of index modulation technique to the OFDM technologies. In OFDM systems, it is necessary to find an optimal combination of subcarriers since the selected subcarriers for the index modulation have a significant effect on a bit error probability. However, previous studies do not consider the combinatorial effect of the subcarriers since they only select the subcarriers based on the channel gain. In this paper, we study an optimal subcarrier selection scheme that minimizes the bit error probability. We use a Multi-armed bandits approach to devise a novel and efficient algorithm to select optimal combination of subcarriers. The simulation results show that the bit error probability can be reduced by the proposed subcarrier selection scheme.
최근 낮은 지연율과 높은 에너지 효율을 필요로 하는 사물 인터넷과 자율 주행 차량 통신과 같이 무선 통신 시스템 환경에서 색인 변조를 활용한 직교 주파수 분할 다중화 기술이 주목받고 있다. 색인 변조 기법은 통신 시스템에서 안테나, 부반송파와 같은 색인 자원을 활용해 추가적으로 정보를 보내는 기술이다. 통신 시스템의 색인 자원 중 일부를 사용하여 추가 정보를 전송하기 때문에 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다. 또한, 색인 검출의 과정은 온/오프 에너지 검출만으로 충분하기 때문에 수신기 설계 과정에서 복잡도를 낮출 수 있다. 이러한 색인 변조 기법의 장점을 직교 주파수 분할 다중화 기술에 적용하는 연구는 많이 진행되어 왔다. 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 색인 변조 과정 중에 선택된 부반송파들은 시스템의 오류 확률에 상당한 영향을 미치기 때문에 최적의 부반송파 조합을 찾는 것이 필요하다. 그러나 기존 연구에서는 단순히 채널 이득만을 고려하여 독립적으로 부반송파들을 선택하였기 때문에 부반송파들의 조합으로 인해 발생하는 효과를 반영하지 않았다. 본 논문에서는 오류 확률을 최소화하는 최적의 부반송파 선택 방법에 대해서 연구한다. 멀티 암드 밴딧 접근법을 사용해서 주어진 최적화 문제에 대한 새로운 알고리즘을 고안하고 알고리즘을 통해 오류 확률을 최소화하는 부반송파들을 선택한다. 제안된 부반송파 선택 방법이 시스템의 오류 확률을 감소할 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통해 확인한다.
