릴레이가 있는 셀룰러 시스템에서의 효율적인 상향링크 자원 할당 기법

Abstract

릴레이는 이동통신 시스템에서 음영 지역 해소와 전송률 증대를 위해 도입을 추진하고 있는 기술이다. 릴레이가 도입됨으로써 기존의 싱글홉 전송이 릴레이를 거치는 멀티홉 전송으로 바뀔 수 있게 되고 이를 위한 새로운 자원 할당 방식의 필요성이 대두되었다. 기존의 대표적인 릴레이가 있는 셀룰러 시스템을 위한 상향링크 자원 할당방식으로는 한 셀 내 단말들 간 동시전송을 고려하지 않는 orthogonal allocation 방식과 동시전송에 따른 간섭을 고려하지 않고 모든 기지국과 릴레이들이 자원을 재사용하는 full spatial reuse 방식이 있다. 전자의 경우 자원 사용 측면에서의 비효율성이 발생할 수 있고 후자의 경우는 간섭을 심하게 받는 가장자리 사용자들까지 자원 재사용에 참여할 경우 해당 단말의 신호대잡음비가 매우 열악해질 가능성이 있다. 본 논문에서는 기존 방식들의 단점을 보완하는 효율적인 상향 링크 자원 할당 방식을 제안한다. 하나의 릴레이 또는 기지국이 상향 링크 구간에서 특정 단말로부터 데이터를 전송을 받고 있을 때 같은 셀내에서 공간적으로 멀리 떨어진 단말의 경우 인접 릴레이 또는 기지국으로 시간-주파수 차원에서 동일한 상향링크 자원을 사용하여 전송을 하여도 기존의 상향 링크 전송에 간섭을 거의 미치지 않는다. 따라서 해당 단말들에 대해 동시 전송을 허용하여도 상호 전송 간에 영향을 거의 주지 않으며 상향 링크 전송을 할 수 있다. 이와 같은 단말들을 찾아 재사용하는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 검증한다. 제안하는 알고리즘은 릴레이와 기지국의 위치 정보를 사용하지 않기 때문에 릴레이 또는 기지국이 불규칙적으로 배치된 일반적인 상황에서도 잘 동작한다.