Algoritmo de Rhee

Revisión de Articulos.

INCREASE IN CAPACITY OF MULTIUSER OFDM SYSTEM USING DYNAMIC SUBCHANNEL ALLOCATION

Wonjong Rhee and John M. Cioffi

Este articulo resuelve de manera optima el problema de asignación de recursos en OFDMA con un enfoque max-min, utilizando programas de optimización comerciales. Sin embargo dada la complexidad de dicha solución propone un algoritmos heurístico que asigna ordenadamente el mejor canal disponible para cada usuario, y mientras aún queden canales disponibles, asigna el mejor canal disponible extra al usuario que menor capacidad tenga hasta el momento.

Puntos claves del articulo:

• Water filling con modulación adaptativa es la solución optima para la asignación de potencia en OFDM.
• Water filling solo puede ser utilizado en sistemas de un solo usuario o bien con multi-usiario con asignación fija de recursos.
• TDMA Y FDMA asignar recursos de manera fija sin tomar en cuenta la respuesta del canal.
• Dada una asignación de canales para cada usuario puede aplicarse water-filling para optimizar la trasmisión sobre de ellos. Sin embargo las tasas de trasmisiones quedan muy por debajo de las obtenidas con asignación adaptativa de recursos.
• En TDMA cuando el valor de potencia considerado en la perdida de trayectoria es alto (4 para el caso de este estudio) usuarios con distantes a las estaciones base tienen una tasa de trasmisión muy baja. Y el sistema se vuelve injusto con esos usuarios.
• Es bien conocido que la solución de water filing de un único usuario tiene una capacidad cercana a aquella obtenida de una asignación de potencias planas utilizando unicamente los canales con buenas condiciones de trasmisión.

Proponen finalmente dos modelos matemáticos para la resolución del problema de asignación dinámica óptima, que buscan maximizar la capacidad de trasmisiónlibre de errores (formula de Shannon) del usuario con menor capacidad, incluyendo la restricción de que cada canal puede asignarse unicamente a un usuario, y que la suma de la potencia utilizada en todos los canales tiene que ser menor o igual a la potencia máxima permitida. EL segundo modelo ademas toma en consideración una transferencia de datos requerida por cada usuario. Sin embargo la resolución óptima requiere de un intenso trabajo computacional debido a la naturaleza recursiva de la resolución de problemas de optimización convexos.

Por este motivo proponen una solución heurística que obtiene resultados cercanos al optimo utilizando potencias idénticas en todos los canales. El algoritmo que utilizan es el siguiente:

• Para cada usuario (i):
  • Busca el canal con mejor condición disponible. (CSI)
  • Asigna el canal al usuario (i).
• Mientras CanalesDisponibles > 0:
  • Busca el usuario con menor capacidad actual
    • Busca el canal con mejor condición disponible. (CSI)
    • Asigna el canal al usuario