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[국내논문] OFDMA 초소형 기지국의 인접셀 간섭을 최소화하기 위한 하향링크 전력 할당 기법
Downlink Power Allocation of the OFDMA Femtocell for Inter-cell Interference Mitigation 원문보기

한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, v.35 no.8A, 2010년, pp.743 - 751  

정현덕 (연세대학교 전기전자공학과 유비쿼터스 네트워크 연구실) ,  이재용 (연세대학교 전기전자공학과 유비쿼터스 네트워크 연구실)

초록
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OFDMA 초소형 기지국은 기존의 대형 기지국을 대신하여 실내에서의 고속 데이터 통신을 지원하기 위해 개발된 기술이지만 아직 실용화를 위해 해결해야할 여러 문제를 가지고 있다. 특히 초소형 기지국이 대형 기지국과 같은 주파수 대역을 사용할 경우 발생하는 셀간 간섭 문제는 시스템의 성능을 저하시키는 주요 원인이 된다. 초소형 기지국에 대한 사용 권한이 없는 사용자는 초소형 기지국의 서비스 영역 내에서도 대형 기지국과 통신을 수행하여야 하며 이때 하향링크에서 초소형 기지국의 전송 신호는 대형 기지국 사용자에게 간섭으로 작용하게 된다. 따라서 초소형 기지국의 전송 전력을 최소화하여 대형 기지국 사용자에게 미치는 간섭을 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 초소형 기지국의 전력 할당을 위한 margin adaptive 문제를 정의하고 이를 해결하기 위한 휴리스틱기법을 제안한다. 또한 모의실험을 통해 제안한 기법의 성능을 검증한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

OFDMA femtocell becomes an effective solution to support indoor high data rate services instead of the macrocell systems. Although the advantage of the femtocell, the co-channel interference between the femocell and the macrocell is the most significant problem that reduces the system performance. M...

Keyword

#Femtocell   #ODFMA   #Power Allocation   #Water Filling  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 초소형 기지국을 설치함에 있어서 중요한 문제 중 하나는 대형 기지국 및 인접 초소형 기지국과의 간섭을 제어하는 것이다. 이동 통신망 사업자는 초소형 기지국을 위한 주파수 대역을 별도로 할당할 수도 있으며, 대형 기지국과 초소형 기지국이 같은 주파수 대역을 공유하도록 설정할 수도 있다.
  • 본 논문에서는 Othogoanl Frequency Division Multiple Access (OFDMA) 를 사용하는 초소형 기지국의 간섭을 최소화하기 위한 하향링크 전력 할당 기법을 제안한다. OFDMA 초소형 기지국은 차세대 이동 통신망인 3GPP Long Term Evolution (LTE)이나 mobile WiMAX와 같이 OFDMA를 전송 방법으로 사하는 시스템을 위해서 개발되고 있다.
  • 또한 일반적으로 초소형 기지국은 사용할 수 있는 부채널 수에 비해 기지국을 이용하는 사용자의 수가 적기 때문에 하나의 사용자가 이용할 수 있는 부채널의 수가 대형기지국보다 많고 채널 할당 기법이 성능에 미치는 영향이 전력 할당 기법보다 작다. 따라서 본 논문은 부 채널 할당 기법보다는 채널당 전력 할당 기법에 초점을 두고 연구를 진행하였다
  • 본 논문에서는 OFDMA 초소형 기지국의 하향링크 전력 제어를 통해서 초소형 기지국이 대형 기지국 사용자에게 미치는 주파수 간섭을 줄이기 위한 기법을 제안하였다. 사용자의 부채널이 할당된 상태에서 초소형 기지국의 간섭을 줄이기 위해서는 사용 전력을 최소화하는 기법이 필요하며 이는 ideal water-filling 문제로 나타난다.

가설 설정

  • 구성된다. OFDMA의 특성상 알맞은 cyclic prefix의 사용으로 다중경로에 의한 inter- symbol interference (ISI)는 발생하지 않는다고 가정한다.
  • 우선 사용자 左가 사용하는 부채널의 전송률 州을 부채널의 채널 상태를 통해 계산한다. 이때 초소형 기지국은 사용자의 채널 상태를 사용자의 피드백을 통해 완벽하게 알고 있다고 가정한다. 만약 계산된 전송률이 음수값을 갖는 부채널은 전송률을 0으로 설정하고 峭을。으로 변경하여 사용자 k의 부채널에서 제외시킨다.
  • 주파수 자원은 50개의 OFDMA 부채 널로 나누어지며 하나의 부채널은 1 MHz의 대역폭을 갖는다. 무선 채널은 standard deviation이 8 dB 인 frequency selective lognormal fading 채널을- 가정하였으며, pathloss-f- 위한 pathloss exponent (PLE) 는 4를 사용하였다.
  • 고려한다. 집합 新과 F는 각각 시스템에 위치하고 있는 대형 기지국과 초소형 기지국의 집합을 나타내며, 초소형 기지국은 대형 기지국의 서비스영역 내에 균일하게 분포한다고 가정한다.
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참고문헌 (12)

  1. D. Lopez-Perez, A. Valcarce, G. de la Roche, and J. Zhang, "OFDMA Femtocells: A Roadmap on Interference Avoidance," IEEE Communications Magazine, Vol.47, No.9, pp.41-48, Sep., 2009. 

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  2. V. Chandrasekhar, and J. G. Andrews, "Femtocell Networks: A Survey," IEEE Communications Magazine, Vol.46, No.9, pp.59-67, Sep., 2008. 

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  3. M. Yavuz, F. Meshkati, S. Nanda, A. Pokhariyal, N. Johnson, B. Raghothaman, and A. Richardson, "Interference Management and Performance Analysis of UMTS/HSPA+ Femtocells," IEEE Communications Magazine, Vol.47, No.9, pp.102-109, Sep., 2009. 

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  6. B. Korte, and J. Vygen, Combinatorial Optimization Theory, Theory and Algorithms, Second Edition, Springer-Verlag, 2002. 

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  12. S. Chung, and A. Goldsmith "Degrees of freedom in adaptive modulation: A unified view," IEEE Transactions on Communications, Vol.49, No.9, pp.1561-1571, Sep., 2001. 

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