릴레이 기반 셀룰러 시스템을 위한 자원 할당 방법

Abstract

통신 기술의 발달과 기존 통신시장의 포화는 새로운 서비스를 제공하고자 하는 사업자들과 새로운 서비스를 바라는 사용자들의 요구에 맞추어 단순한 음성통신을 넘어 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하는 방향으로 진행되고 있다. 앞으로 기대되는 4세대 무선통신 시스템에서는 넓은 지역에서 매우 높은 데이터 전송률을 지원하도록 연구가 진행되고 있다. 이런 요구를 충족하기 위해선 기존 셀룰러(Cellular) 시스템만으로는 그 한계를 지니고 있다. 그 이유로 4세대 통신 시스템에서 요구 전송률은 3세대 보다 훨신 많은 데이터를 요구한다는 점과 기존의 3세대 통신시스템보다 사용하는 주파수 대역이 높음으로 인하여 신호의 전송에 있어서 non-line-of-sight 환경에 영향을 더 많이 받게 될 것이란 점이다. 이 문제들을 해결하기 위한 여러 가지 방법으로 더 기지국의 밀도를 높이거나 중계기 등을 사용하는 방법들을 고려 할 수 있다. 성능 향상 측면과 비용및 운영상의 이점 등을 고려할 때 차세대 통신에 가장 적합한 시스템으로 릴레이 중계기를 적용한 시스템이 높은 데이터 전송률과 셀 영역확장에 있어서 가장 적합한 시스템으로 고려되어 많은 연구가 진행되고 있다. 기존 리피터 중계기를 이용하는 것보다 릴레이 중계기를 사용할 경우에 영역확장과 높은 데이터 전송률을 갖는 것을 시뮬레이션으로 검증한다. 릴레이 중계기를 이용할 때 좋은 성능을 갖기 위해서 간섭(Interference)을 줄이는 것이 중요하다. 간섭을 줄이기 위한 방법들로 방향성 안테나와 송신전력 제어 및 섹터 간 또는 셀 간 자원할당 방법 등이 있다. 본 논문에서는 OFDMA가 적용된 셀룰러 시스템을 기반을 하여 기존에 사용하고 있는 시스템들과 3섹터 릴레이 중계기(Relay Station)를 적용한 시스템에 간섭회피 자원 할당 알고리즘을 적용한 시스템을 비교하였을 때 간섭회피 알고리즘 적용 릴레이 중계기 시스템이 높은 SINR을 가지고 높은 데이터 처리율을 지원하는 영역이 확장됨을 확인한다.; Future wireless communication systems will require higher data rates and wider service coverage to satisfy the demands of users. However, the conventional cellular communication system cannot support these requirements. Thus, a relay based cellular system has been introduced to provide the service that users desire. The frequency band for next communication systems is higher than the conventional system, so shadowing regions that cannot support high data rates will increase. To cope with this problem, a relay based cellular system can provide higher link data rates and can enlarge the high data rate coverage in a large cell. In a relay based cellular system, the resource management for interference avoidance is very important to ensure the high SINR link between the base station and the mobile station, or the relay station and the mobile station. This thesis proposes an algorithm to avoid inter-cell interference and inter-sector interference for cellular systems with relay. By using this algorithm, we are able to easily allocate resources to all the base stations and relay stations so that interference is minimized.