In this thesis, we consider an inter-cell interference problem in OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) based multi-cell networks. In OFDMA systems, there exists inter-cell interference (ICI) when the same sub-channel is used by different users in neighboring cells. To solve the inter-cell interference problem, there have been proposed various ICI mitigation methods, such as frequency reuse factor (FRF) 3, soft frequency reuse (SFR), partial frequency reuse (PFR), and adaptive fractional frequency reuse (AFFR). However, they experience performance degradation in frequency-selective fading channels. We propose a novel ICI mitigation scheme, called IFFR (Improved Fractional Frequency Reuse), for the downlink in OFDMA based multi-cell networks. IFFR adopts a water-filling algorithm and adaptively allocates transmission power to sub-channels according to their various channel conditions. As a result, IFFR can improve the cell throughput. We evaluate the proposed algorithm through extensive MATLAB simulations.
OFDMA (직교 주파수 분할 다중접속방식)를 기반으로 하는 다중 셀 네트워크 환경에서는 인접 셀간의 동일한 주파수 대역 사용 및 인접 셀로부터의 전송 파워로 인해 셀간 간섭이 발생한다. 이러한 셀간 간섭 문제를 해결하기 위해 1 보다 큰 주파수 재사용 계수를 적용하는 방식이나 부분적 주파수 재사용 기법인 FRF, SFR, PFR, AFFR과 같은 방법들이 제시되었다. 이러한 기존 방식들은 셀간 간섭을 완화시키기 위해 전체 시스템의 성능을 희생시키거나 주파수 선택적 페이딩 채널 (frequency-selective fading channels) 환경에서 고정적인 전송 파워 할당으로 인해 시스템 성능의 저하를 가져온다.
본 연구는 OFDMA 기반 다중 셀 환경의 하향링크에서 기존 방식의 한계를 극복하기 위해 셀간 간섭을 완화시키면서 전체 시스템 성능의 희생을 줄일 수 있는 향상된 부분적 주파수 재사용 기법인 IFFR (Improved Fractional Frequency Reuse)을 제안한다. IFFR은 기존의 부분적 주파수 재사용 기법에 water-filling 알고리즘을 적용함으로써 시스템 성능을 최대화할 수 있도록 설계되었다. 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 IFFR은 기존 방식과는 달리 채널 환경을 충분히 고려하여 water-filling 알고리즘을 통해 각 부채널에 적합한 전송 파워를 결정하기 때문에 안정적인 성능을 보이며, 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
