A low complexity algorithm for dynamic fair resource allocation in OFDMA systems

by Cavalcanti Moreira, André Luis

A popularização da Internet e a demanda por acesso de alta velocidade levou aodesenvolvimento da Broadband Wireless Access. Apesar do seu grande potencial, acomunicação via rádio impõe alguns desafios. Uma grande limitação é o próprio meio detransmissão devido a efeitos inerentes à propagação de radio como o path loss, frequencyselective fading, espalhamento Doppler e multipath delay-spread.Nesse contexto, o OFDM é uma tecnologia promissora por causa de suatolerância a problemas de perdas e multi-caminho. Devido à combinação de canaisindependentes, é possível usar diferentes modulações em cada sub-carrier, de acordocom as condições do canal. Esta técnica é conhecida como adaptive modulation andcoding. Além disso, em uma arquitetura ponto a multi-ponto, múltiplos usuários podemcompartilhar o espectro ao se atribuir diferentes conjuntos de sub-carriers, tirandovantagem do um efeito conhecido como diversidade multi-usuário. Em comparação comoutras técnicas de múltiplo acesso, o OFDMA permite um melhor aproveitamento dadiversidade multi-usuário com a possibilidade de uma alocação com alta granularidade.Muitas pesquisas têm investigado técnicas adaptativas capazes de melhorar a eficiênciaespectral em sistemas multi-usuário. Essas técnicas são normalmente formuladas comoconstraint optimization problems, conhecidos por serem NP-hard.Neste trabalho, adotamos uma abordagem heurística para lidar com esse tipo deproblema. O objetivo principal é desenvolver uma estratégia de alocação fazendo usoeficiente dos recursos disponíveis e maximizando a eficiência espectral total. Entretanto,um estratégia que apenas procura maximizar a eficiência espectral pode gerar umproblema relacionado à justiça no compartilhamento de recursos. Outrossim, com apopularização das redes sem fio, é esperado que elas sejam capazes de prover uma maiorvariedade de serviços com diferentes requisites de QoS e largura de banda. Portanto,procuramos desenvolver um algoritmo que permita ao operador da rede definir essesrequisitos. De acordo com eles, o algoritmo deve fornecer o maior throughput possíveldentro dos limites estabelecidos por essas restrições