자원 재사용이 적용된 Multi-hop Cellular System에서 Cooperative Relay의 적용이 시스템 성능에 미치는 영향 분석 : Effects of Cooperative Relay Scheme on Performance in Multi-hop Cellular Systems with Resource Reuse
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 홍대형
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 전자공학
- 식별자(기타) 000000104432
- 본문언어 한국어
목차
본 논문에서는 자원 재사용이 적용된 멀티홉 시스템에서 cooperative relay 적용에 따른 시스템 성능을 분석하였다. 자원 재사용 기법은 가용 자원을 증가시키는 효과가 있지만 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 을 저하시킬 수 있고 cooperative relay 기법은 여러 신호의 combining을 통해 SINR을 향상시킬 수 있다. 두 기법을 함께 적용하면 자원 재사용으로 인한 SINR 저하를 cooperative relay가 보완할 수 있기 때문에 시스템 성능을 향상시킬 것으로 기대할 수 있다. 그러나 cooperative relay에서 신호를 여러 번 수신할 때 사용되는 일부 자원은 다른 링크에서 재사용하는 데에 제한이 있을 수 있어 두 기법을 효율적으로 연동하기 위한 방안을 연구할 필요가 있다.
두 기법이 적용된 시스템에서 자원 재사용 정도는 시스템 성능에 크게 영향을 줄 수 있다. 자원 재사용을 많이 할수록 사용자들의 SINR가 낮아져 cooperative relay로 인한 SINR 개선이 커질 수 있기 때문이다. 또한 사용자에게cooperative relay를 적용하는 기준과combining 기법에 따라서도 cooperative relay의 이득이 달라질 수 있기 때문에 전체 시스템 성능도 달라질 수 있다. 본 논문에서는 자원 재사용 정도, 각 사용자에게 cooperative relay를 적용하는 기준, cooperative relay 적용 시 combine 방법에 따른 시스템 성능을 분석하였다.
모의 실험을 통하여, cooperative relay가 적용되었을 때와 적용되지 않았을 때의 시스템throughput과 outage 확률을 각각 도출하고 이를 비교하였다. 모의 실험 결과, cooperative relay로 인한 시스템 throughput 이득은 자원 재사용을 많이 할수록 커지고 재사용을 최대로 할 때에 자원 재사용과 cooperative relay로 인한 이득의 합이 가장 커서 가장 좋은 throughput 성능을 얻었다. 이 때의 throughput은 자원 재사용과 cooperative relay에 의해 약16.86Mbps에서 약 18.79Mbps로 증가하였다. 이로부터 두 기법을 연동하였을 때 시스템 성능을 높일 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제시한 자원 재사용과 cooperative relay 연동 방법은 멀티홉 시스템에서 시스템 성능 증대를 위한 방안으로 사용될 수 있다.
목차
In this thesis, we examine the effects of cooperative relay schemes on a multi-hop cellular system with resource reuse. Resource reuse can increase available resources while decrease signal to interference and noise ratio (SINR). Cooperative relay can raise SINR by combining several signals without using additional resources. Therefore applying these two schemes can improve system performance because cooperative relay can compensate for degradation of SINR due to resource reuse. Since some of resources used to combine signals on cooperative relay can not be reused, studies for cooperation of cooperative relay and resource reuse need to be performed.
Degree of resource reuse can make significant influence on performance of systems with both of two schemes. More resource reuse can decrease SINR of an individual user; SINR gains from cooperative relay of an individual user can be increased. Range of cooperative relay and combining method of signals on cooperative relay also can influence gains from cooperative relay and change system performance. System performance for various cases of reuse pattern, combining methods and proportion of users with cooperative relay is derived.
System throughput and outage probabilities in multi-hop cellular systems with and without cooperative relay are yielded through computer simulation and compared with one another. From the results, the throughput gain by cooperative relay is bigger when more resources are reused. Best throughput is derived when resource is fully reused. The results show throughput is increased from 16.86Mbps to 18.79Mbps by the resource reuse and cooperative relay. Thus cooperation of these two schemes can improve system performance significantly. The method that connects resource reuse and cooperative relay in this thesis is widely applicable to advance performance of multi-hop cellular systems.
