非再生OFDM中継システムにおける電力割当とサブキャリアマッピングの統合最適化に関する検討

摘要

In this study, an achievable rate of dual-hop non-regenerative OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) relay systems with subcarrier mapping and power allocation to both source and relay nodes is evaluated. We prove the optimality of rank ordered subcarrier mapping according to the product of channel gain and allocated power and evaluate the improvement of achievable rate by the mapping function for several power allocation methods. We numerically confirm that the combined method of rank ordered subcarrier mapping based on channel gain and sub-optimal power allocation which satisfies KKT (Karush-Kuhn-Tucker) conditions is very close to the jointly optimized method.%本研究では，非再生中継を用いた2ホップOFDM（Orthogonal Ftequency Division Multiplexing）中継システムにおいて，サブキャリアマッピング及び送信局・中継局の各サブキャリアに電力割当を適用した場合における達成可能な伝送レートの評価を行う.サブキャリアマッピングに関しては，チャネル利得と割当電力の積の降順に各ホップのサブキャリアを並び替えるマッピング関数の最適性を証明する.また，チャネル利得に応じたサブキャリアマッピングを用いた上で，KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件に基づく電力割当を行う統合最適化手法について，計算機シミュレーションを用いて最適性の評価を行う.最適なマッピング関数を用いることにより，検証した全ての電力割当法に関して伝送レートの改善効果が得られ，更に準最適電力割当を組み合わせることにより検証した手法の中で最大の達成可能な伝送レートが得られることを数値例により示す.