셀 가장자리 사용자를 위한 기지국 협력 방안에 관한 연구

Abstract

셀룰러 통신 시스템의 성능과 용량은 인접한 셀들의 간섭에 영향을 많이 받는다. 이를 위하여 기존의 셀룰러 시스템에서는 주파수의 재사용 계수를 조절하여 인접 셀간 다른 주파수 대역을 사용함으로써 간섭을 줄였다. 하지만 이는 자원의 효율성이 떨어지는 단점이 있다. 셀간 간섭을 줄이는 다른 방법으로 수신단의 검파 방식을 바꾸는 것이 있다. 이는 성능 개선 정도에 비하여 수신단의 복잡도가 높아지므로 사용 한계가 있다. 본 논문에서는 인접 셀의 기지국과의 협력을 통하여, 간섭의 영향을 가장 많이 받는 셀 가장자리 사용자들의 성능을 높여주는 방안을 제안한다. 제안하는 방법은 자원의 효율은 감소시키지 않으면서, 적은 양의 피드백 정보를 이용하여 인접한 기지국과의 협력전송에 관한 것이다. 먼저, 첫 번째 BS cooperation 방안으로 셀 가장자리 사용자들의 평균 채널 이득을 기반으로 하여 평균 채널 용량과 평균 에러 확률을 계산하여 이를 이용한 통신 모드 선택을 제안하였다. 두 번째로 제안하는 BS cooperation은 실질적인 환경인 OFDMA 환경에서의 적용을 위해 기지국간 STBC 전송 및 협력적 자원할당 (서브 채널, 전력)과 같은 방안을 제안하고 그 성능을 검증 하였다. 제안하는 방식을 위하여 평균 채널에 기반한 closed form의 채널 용량을 유도 하였으며, 협력적 자원할당을 위하여 최적화 문제를 세우는 것은 물론 실질적인 해법을 위한 부 최적 알고리즘을 제안하였다. 자원할당을 통한 셀 가장자리 사용자들의 BS cooperation 통신은 셀 용량의 저하는 가져오지만, 선택된 BS cooperation 사용자들의 평균 채널 용량은 크게 증가함을 알 수 있었다.