다중사용자 다중입출력 하향링크 시스템에서 사용자별 통계적 지연제한을 고려한 전력 할당 기법 (Power Allocation Method for Multi-User MIMO Downlink Systems with Individual Statistical Delay Constraints)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 44권 / 9호 / 1648 ~ 1657페이지
· 저자명 : 권재홍, 고영채

초록

본 논문에서는 다중사용자 다중입출력 시스템 하향링크 상황에서 사용자들의 개인별 통계적 지연 제한을 고려한 새로운 전력할당 기법을 제안한다. 물리 계층의 통계적 채널 모델을 고려한 다중사용자 다중입출력 하향링크시스템에서 주파수 효율성이나 에너지 효율성과 같은 통신 성능을 향상시키기 위한 전력 할당 기법에 대한 연구들은 많이 수행되었다. 그러나 기존에 제안된 방법들은 선택된 다중 사용자들이 서로 다른 통신 어플리케이션을활용하는 상황 및 서로 다른 네트워크 트래픽을 갖는 상황에 대한 고려가 되지 않아 실제 통신 시스템에 적용되기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 링크 계층의 지연 아웃티지 확률을 고려하여 새로이 제안된 성능지표인 유효용량 (effective capacity)를 활용하여 사용자들이 서로 다른 지연 제한 조건을 가질 때 통신 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 전력 할당 기법을 제안한다. 향상시키고자 하는 통신 성능 지표로는 통계적 지연 제한을고려한 통신 시스템의 주파수 효율성 (spectral efficiency)을 의미하는 유효용량과 유효 에너지 효율성 (effective energy efficiency)을 고려한다. 유효용량이 할당된 전력에 대해 볼록함수임을 이용하여 주파수 효율적 전력 할당기법과 에너지 효율적 전력 할당 기법을 각각 제안하고 모의실험을 통해 성능을 검증한다.

영어초록

In this paper, we propose an novel power allocation algorithm for multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink systems with individual statistical delay constraints. Many studies on the power allocation methods for the MU-MIMO downlink systems considering physical layer channel already have been performed to improve the communication system performance such as spectral efficiency or energy efficiency. However, the existing power allocation methods are difficult to be used for practical communication systems since several cases that selected multiple users have different communication applications and they have different network traffic have not been considered. Therefore, in this paper, we propose a novel power allocation scheme in order to improve the communication performance when multiple users have different delay constraints by using novel performance metric, effective capacity, which includes the effect of the delay outage probability in the link layer.
We consider the effective capacity and effective energy efficiency that are spectral efficiency and energy efficiency with delay constraints, respectively, as performance metrics to be improved. We propose spectral efficient and energy efficient power allocation methods using the point that effective capacity is a convex function for an allocated power and demonstrate our proposed methods by simulation.

참고자료

· 없음