고정 릴레이 시스템에서 사용자 위치기반 자원할당 방법

Abstract

기존의 셀룰러 통신을 기반으로 높은 데이터 처리량과 셀 커버리지 확장을 위한 방법으로는 리피터(Repeater) 혹은 릴레이(Relay)를 설치하는 방법과 기지국의 수를 늘리는 방법 등이 있다. 이들 방법 중 고정 릴레이 통신은 기존의 셀룰러 통신을 기반으로 셀 내 기지국을 중심으로 고정된 위치에 릴레이를 설치하여 기지국에서 전송된 신호가 릴레이를 거쳐서 사용자의 단말기까지 도달하는 방식이다. 성능 향상 및 가격 경쟁력 등을 고려하였을 때 차세대 통신을 위하여 유력한 대안은 리피터 혹은 릴레이를 사용한 중계 시스템으로, 리피터와 릴레이 중 어떤 시스템이 차세대 이동통신에서 요구하는 데이터 처리량을 만족하면서 더 낮은 가격에 구현될 수 있는지 성능 검증이 필요하다. 이 논문에서는 우선 신호를 단순 증폭하여 재전송하는 리피터와 신호를 복조 후 재전송하는 릴레이 두 가지 시스템의 성능을 CINR 및 데이터 처리량 관점에서 비교했으며, 릴레이 통신 시스템에 적용 가능한 자원 할당 알고리즘을 제안하였다. 향후 릴레이를 이용한 셀룰러 통신망을 구성할 경우 가장 효율적인 다중화 기법으로는 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDM/OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access)가 꼽히고 있다. 제안한 알고리즘은 각각의 시간 슬롯에서 사용자의 위치정보를 습득하면서 그에 알맞은 전력으로 데이터를 송신하는 방법이며, OFDMA와 TDM(Time Division Multiplexing)을 사용하는 릴레이 통신에 적합하다.; There are two ways for improving the data throughput and extending the cell coverage based on the conventional cellular communication - installing repeaters or relay stations, and constructing more base stations. Among them, a fixed relay system scheme is to install the relay stations on the fixed location around the base station and transmitting the data signal to the mobile stations via the relay stations. In this thesis, the fixed repeater system transmitting the data signal by a simple amplify-and-forward algorithm is compared with the fixed relay system by a complex decode-and-forward algorithm. Considering the performance improvement and the cost efficiency, communicating with the repeaters or relay stations is more resonable than the other. Therefore, it is very important to prove the performance difference between the repeater system and the relay system for the next generation's communication system. Also a new allocation algorithm, which is suitable for a fixed relay system with TDM and OFDMA adapted, is proposed. Because of the limit of the frequency resources, OFDM/OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access) systems that transmit low rate of the parallel data signal instead of high one of the serial data signal is frequently studied. But it is difficult to adapt the traditional OFDMA resources allocation algorithm for the fixed relay system.