이동 통신 시스템 및 그 이동 통신 시스템에서의 매크로 다이버시티 기반 상향링크 자원 할당 방법 document_id A220623035496

OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 멀티 캐리어(multi carrier) 통신은 다중 경로 페이딩(Multi path fading)에 대한 강성과 대역폭(bandwidth)의 효율적인 사용 등의 장점으로 인해 차세대 무선 통신 방식으로 각광받고 있다. 특히, OFDM을 바탕으로 한 다중접속(Multiple Access) 기술 중 대표격인 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 와이브로(WiBro) 등의 차세대 통신 사업의 주요 규격으로 자리 잡는 등 향후 널리 사용될 것으로 기대되고 있다. 그러나, 멀티셀(Multi-cell) 환경에서 무선 통신을 수행할 경우, 인접한 셀(cell)들로부터의 셀간 간섭(inter-cell interference)으로 인하여 통신에 악영향을 받는 경우가 많다. 기존의 CDMA 방식의 경우, 확산 스펙트럼(spreading spectrum)의 의사잡음(pseudo noise) 기법으로 간섭의 영향을 감소시키는 것이 가능하였으나, 차세대 무선 통신 방식으로 각광받고 있는 OFDMA의 경우, 인접한 셀로부터의 신호와 현재 수행하고 있는 통신이 같은 캐리어(carrier)를 사용하게 되면 기지국에서 정상적인 신호와 셀간 간섭 신호를 구별할 수 없게 되기 때문에 오류 없이 원하는 수신신호를 검출할 수 없게 된다. 도 1은 종래의 셀룰러 시스템에서의 셀간 간섭을 설명하기 위한 도면이다. 각 기지국을 중심으로 셀 1, 셀 2, 셀 3 이 있으며 이동 단말(10)은 그 위치에 따라 가까운 기지국으로부터 주파수 대역을 할당받아 해당 기지국과 통신을 하게된다. 그런데, 이동 단말(10)에 주파수 대역 단위로 자원이 할당되는 경우 도 1에 도시된 바와 같이 이동 단말(10)이 실제는 셀 2 지역에 존재하지만 셀 1의 기지국과 통신(20)하는 경우 그러한 통신에 의해 셀 2의 기지국에는 셀 간 간섭(30)이 발생하게 된다. 이동 단말에 주파수 대역을 할당함에 있어서 이러한 셀 간 간섭을 최소화하기 위해 전체 주파수 대역을 분할하여 이동 단말이 위치하는 셀에 따라 서로 다른 주파수 대역을 할당하는 방법이 있으나 이러한 경우 자원 할당 효율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 그리고, 종래에 셀 간 간섭의 영향을 최소화하기 위해 개발되는 기술들은 대부분이 하향링크 즉, 기지국으로부터 모바일로 신호를 전송하는 경우에 대하여 이루어졌으며 상향링크에 대한 연구 결과는 미미한 실정이다. 종래에 셀 간 간섭을 감소시키기 위해 개발된 방법으로는 FFFR 방법("Flexible Fractional Frequency Reuse Approach", 3GPP TSG RAN WG1 Meeting No.43, Korea, November, 2005.)과 S. Yun 방법( S. Yun, S.Y. Park, Y. Lee, E. Alsusa and C.G. Kang, "Spectrum efficient region-based resource allocation with fractional loading for FH-OFDMA cellular systems", IEE Electronics Letters, vol. 41, June 2005.)이 있다. FFFR 방법은 하향링크 OFDMA 시스템용으로 제안된 기술로서, 각 셀이 각각 선호되는 주파수 채널자원을 할당받고 트래픽 부하가 많아질 경우 인접 셀에 할당된 자원을 사용하는 동적 채널 할당 방법이다. 이러한 FFFR 방법은 셀룰러 시스템에서 지역에 따라 트래픽 부하가 변화하는 특성을 이용하여 전체 시스템 자원의 이용도를 높여준다. S. Yun방법은 FH-OFDMA를 사용하는 상향링크용으로 제안된 주파수 할당(frequency loading) 방식으로서, 각 셀을 내부 지역과 외부 지역으로 분할하고 셀 간 간섭의 영향이 적은 내부 지역에는 가용한 모든 자원을 사용하도록 하는 반면에 셀 간 간섭의 영향이 큰 외부 지역에는 가용한 자원의 일부만을 할당하여 인접한 셀들의 외부 지역들에 할당된 호핑 패턴들 사이의 충돌 확률을 줄이는 방법이다. 그러나 이와 같은 종래의 기술들은 셀 간 간섭은 줄여줄 수 있으나 자원활용의 효율성을 최적화시키지 못하는 문제가 있다.