선형 프로그래밍을 사용한 다중사용자 OFDM 시스템에서의 부채널 및 비트 할당 방법
Use of Linear Programming for Dynamic Subcarrier and Bit Allocation in Multiuser OFDM
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초록
본 논문에서는 다중사용자(multiuser) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 적응형 부채널 할당 및 변조방식을 다룬다. 기존에 비선형 최적화 문제로 형성된 부채널 할당 및 변조방식 결정 알고리즘을 Integer Programming(IP)로 재형성하여 최적해를 구한다. 또한 부채널 할당과 비트할당의 과정을 분리하여 수행함으로써 적은 계산량을 가진 Linear Programming(LP)를 통해 부최적해를 구하는 방법을 제안한다. 추가적으로 부채널 할당 문제에 적용 가능한 직관적인(heuristic) 방법을 소개한다. 컴퓨터 모의실험을 통해 부최적 방법과 직관적인 방법에 의한 해가 적은 계산량을 가지고도 최적해에 근접하는 성능을 가짐을 보인다.
Abstract
Adaptive subcarrier allocation and adaptive modulation for multiuser orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) are considered. The optimal subcarrier and bit allocation problems, previously formulated as nonlinear optimizations, are converted into linear optimizations and solved by integer programming (IP). A suboptimal approach is proposed that performs subcarrier allocation and bit loading separately. It is shown that the subcarrier allocation in this approach can be optimized by the linear programming (LP) relaxation of IP, while the bit loading can be performed in a manner similar to single-user OFDM. In addition, a heuristic method for solving the LP problem is presented. The LP-based suboptimal and heuristic algorithms are considerably simpler to implement than optimal IP, plus their performances are close to those of the optimal approach.