LTE-Advanced & IMT-Advanced 시스템을 위한 최적 ICIC 알고리즘 설계 및 실용화 연구

국문 초록 (Abstract)

* 연구개발수행 결과
먼저 Inter-cell interference 문제를 해결하기 위한 관점은 여러 가지가 있을 것이다. 본 연구에서 기본적으로 바라본 시각은 약 5가지 정도가 된다. 먼저 inner cell user 입장에서 분석 해보면 항상 power는 충분히 제공된다. 결국 bandwidth가 성능을 제한하는
가장 큰 요소로 작용하는 것이다. 그러면 이를 해결하기 위한 전략으로는 당연하게도 충분한 bandwidth를 제공함으로써 최대의 성능을 달성하는 것이다. 그것은 inner cell user들에게 전 주파수 대역을 사용 가능하게 하는 것이 좋다는 것이다. 즉, inner cell
은 reuse 1을 사용하는 것이다. 이러한 점은 앞으로 제시될 solution에서도 계속 고려가 될 것이다. inner cell user 입장에서 봤다면 다음으로는 cell edge user 입장에서 분석해 볼 수 있다. Inter-cell interference의 주요 쟁점인 cell edge에서는 심각한 interference로 인해 성능에 큰 제약 조건이 된다. 이렇게 SINR이 보장되지 않는 상황에서는 bandwidth가 증가한다고 해서 성능 향상이 크게 보장되지는 못한다. 그래서 무엇보다도 cell-edge는 SINR을 향상시키는 것이 중요한 문제이다. 높은 SINR을 제공하기 위한 접근법
들은 Fractional Frequency Reuse, Partial Frequency Reuse, Interference Cancellation 등이 있다. 그렇다고 해서 SINR만을 높이기 위해 지나치게 작은 bandwidth 할당은 피해야 할 것이다. 다음으로는 cell에 대한 정보를 제공해 주는 measurement를 통한 resource allocation을 고려할 수 있다. 본 연구에서는 Region-Based Resource Allocation으로 ICIC를 위한 자원할당 및 운용을 Region-based로 운용을 한다. 즉, 기본적은 algorithm에 따라 동작은 하되, 셀 간의 signal information을 부수적으로 활용하는 형태이다. 이 때 region 을 구분하기 위해 measurement와 threshold method를 고려해 볼 수 있다. 중첩되지 않는 대역을 interference 발생 영역에 사용하면 interference를 방지할 수 있다. 이러한 문제해결 방법을 바탕으로 제안된 해결책들에 대해 알아보자.

* 연구개발 결론
본 연구는 4세대 이동통신 시스템을 대비해 LTE-Advanced에 적용 가능한 Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) 알고리즘을 설계하는 것이 목표이다.
LTE 시스템을 위해 제안된 대표적 ICIC 기술에 대해 살펴보았다. 그 기술로 Fractional Frequency Reuse (FFR), Soft Frequency Reuse (SFR), Partial Frequency Reuse (PFR) 들에 대해 설명하였다.
본 연구의 핵심인 알고리즘 개발의 현재까지의 핵심에 대해 설명을 하였다. 언급된 알고리즘들은 FFR을 기반으로 inner cell에서 최대의 bandwidth 사용과 cell edge의 효율적인 SINR 향상을 통해 최대 성능을 내고자 하였다. 그리고 제안된 알고리즘을 LTE-
Advanced 시스템의 기준에 맞추어 정의 되었으며 사용되는 parameter 값들 또한 LTE-Advanced 시스템에 맞추어져 있다.
결론적으로 본 연구에 의해 제안된 알고리즘은 기존의 기법보다 우수한 성능을 보이고 LTE-Advanced에 적용 가능성이 높아 연구 목표가 되었던 조건에 상응하는 결과를 얻어냈다. 이로 인해 향후 4G 이동 통신 시스템을 위한 기술 확보의 기반이 될 것이
라 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

* Result of Research and Development
There are many ways to resolve the problem with Inter-cell interference and it defines basically about 5 ways of suggestions. First, power is provided sufficiently with the analysis of inner cell user, and the bandwidth is the major element to restrict the performance. therefore, the optimal performance can be achieved by providing a enough bandwidth to resolve the problem. This means it is also desirable to have the inner cell users utilize the all of frequency band. In short, Inner cell is to use reuse 1. These are the ways to be considered as the solution further.
Unlike the points of inner cell user, there is the point of cell edge user. In terms of cell dege, which is the major issue of Inter-cell interference, it is the restriction for the performance due to interference. In case SINR is not ensured, it doesn't help enhancing the performance even though bandwidth is increased. Accordingly, it is a crucial matter of improving SINR in cell-edge. There are the methods of providing higher SINR, such as, Fractional Frequency Reuse, Partial Frequency Reuse, Interference Cancellation. However, allocation of excessively little bandwidth should be avoided to enhance SINR only. The next method to be considered is resource allocation with measurement providing the information on cell. In this research, the resource allocation is implemented and Region-based operated for ICIC with Region-Based Resource Allocation.
In other words, it is operated with primary algorithm and signal information between cells is additionally used. In this case, there are measurement and threshod method to segment the region. Interference can be prevented once the band without a overlay is used in the region of interference. We will find the suggested solutions based on such methods.

* Conclusion

This research is to design the algorithm of Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) applicable to LTE-Advanced for the 4th generation mobile communication system.
ICIC technology, which was suggested for LTE system, has been reviewed. With this technology, we explained about Frequency Reuse (FFR), Soft Frequency Reuse (SFR), Partial Frequency Reuse (PFR).
The core development of algorithm in the research has been covered. The algorithm is designed to use the optimal bandwidth in the inner cell based on FFR and achieve the optimal performance to improve efficient SINR in the cell edge. In addition, the suggested algorithm has been defined in compliance with LTE-Advanced system and the parameter in use is suited to LTE-Advanced system. In short, the algorithm suggested in the research represents more excellent method than conventional one and drew the result of condition which is complied to the goal of research with the high applicability of LTE-Advanced. With this technology, it is considered to ensure the foundation of technology for the 4G mobile communication system in future.