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자가구성 펨토셀의 동적 셀간간섭 회피 기법

Dynamic Inter-Cell Interference Avoidance in Self-Organizing Femtocell Networks

  • 박상규 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 뉴미디어통신공동연구소) ;
  • 박세웅 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 뉴미디어통신공동연구소)
  • 투고 : 2010.10.19
  • 심사 : 2011.01.28
  • 발행 : 2011.03.31

초록

펨토셀은 미래 네트워크에서 보다 좋은 링크 품질과 주파수의 공간적 재사용을 통해 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 하지만 펨토셀의 큰 잠재력에도 불구하고, 많은 비중의 사용자가 셀간간섭에 노출됨에 따라, 시스템 용량은 네트워크의 밀도에 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 조밀하게 분포되어있는 펨토셀 환경에서의 동적인 간섭 회피 기법을 제안한다. 제안하는 DDIA (Distributed Dynamic ICI Avoidance)기법은 완전히 분산적으로 동작할 뿐 아니라 사용자들의 간섭링크를 민첩하게 제어하므로 자가구성네트워크(SON) 환경에 적합하다. DDIA 기법을 제안하는 과정에서 셀간간섭링크와 2-단 스케쥴링의 개념을 소개한다. 제안하는 기법은 중앙의 개체 없이 셀간간섭을 피하기 위하여 모든 기지국들과 사용자 단말들이 적응적으로 조화를 이루게 한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 지법을 사용하였을 때, 전체 네트워크 용량을 유지 또는 증가시키면서도 셀간간섭에 노출되어있는 사용자들의 평균 전송량이 주파수 재사용률 1 기법과 비교하여 최소 2배 이상 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 제안하는 기법은 네트워크의 밀도와 토폴로지 변화에 상관없이 잘 동작함을 알 수 있었다.

Femtocells are expected as the surest way to increase the system capacity with higher-quality links and more spatial reuse in future networks. In spite of their great potential, the system capacity is highly susceptible to network density because a large portion of users are exposed to inter-cell interference (ICI). In this work, we proposed a dynamic interference avoidance scheme in densely deployed cell environments. Our proposed DDIA (Distributed Dynamic ICI Avoidance) scheme not only works in a fully distributed manner, but also controls interference link connectivity of users with high agility so that it is suited for self-organizing networks (SONs). We introduced the concept of ICI-link and two-tier scheduling in designing the DDIA scheme. To avoid ICI without any central entity, our scheme tries to harmonize all base stations (BSs) with users adaptively. Through extensive simulations, it was shown that our proposed scheme improves the throughput of users by more than twice on average compared to the frequency reuse factor 1 scheme, who are exposed to ICI while maintaining or even improving overall network performance. Our scheme operates well regardless of network density and topology.

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참고문헌

  1. Vikram Chandrasekhar and Jeffrey G. Andrews, "Femtocell Networks: A Survey," IEEE Communications Magazine, Vol.46, No. 9, pp.59-67, Sep. 2008. https://doi.org/10.1109/MCOM.2008.4623708
  2. David Lopez-Perez, Alvaro Valcarce, Guillaume de la Roche, Jie Zhang, "OFDMA Femtocells: A Roadmap on Interference Avoidance," IEEE Communications Magazine, Vol.47, No.9, pp.41-48, Sep. 2009.
  3. 3GPP TR 36.942 v10.1.0 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Frequency (RF) system scenarios," Sep. 2010.
  4. 3GPP TR 36.814 v9.0.0 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects," Mar.2010.
  5. 3GPP TR 25.820 v8.2.0, "3G Home NodeB (HNB) study item Technical Report," Sep. 2008.
  6. 3GPP TS 36.331 v9.4.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification," Sep. 2010.
  7. M. Rahman and H. Yanikomeroglu, "Enhancing Cell-Edge Performance: A Downlink Dynamic Interference Avoidance Scheme with Inter-Cell Coordination," Wireless Communications, IEEE Transactions on, Vol.9, No.4, pp.1414-1425, 2010. https://doi.org/10.1109/TWC.2010.04.090256
  8. Alexander L. Stolyar and Harish Viswanathan, "Self-organizing Dynamic Fractional Frequency Reuse for Best-Effort Traffic Through Distributed Inter-cell Coordination," in Proceedings of IEEE INFOCOM, pp.1287-1295, Apr. 2009.
  9. J. Yoon, "Contention based distributed access control for wireless networks," PhD dissertation, Seoul National University, Aug. 2008.
  10. K. Sundaresan and S. Rangarajan, "Efficient Resource Management in OFDMA Femto Cells," in Proceedings of ACM MobiHoc, pp.33-42, May. 2009.
  11. 3GPP TS 36.211 v9.1.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation," Mar. 2010.