• Journal of Information Processing Systems
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• 제5권4호
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• pp.207-220
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• 2009

A large number of phone calls and data services will take place in indoor environments. In Long Term Evolution (LTE), femtocell, as a home base station for indoor coverage extension and wideband data service, has recently gained significant interests from operators and consumers. Since femtocell is frequently turned on and off by a personal owner, not by a network operator, one of the key issues is that femtocell should be identified autonomously without system information to support handover from macrocell to femtocell. In this paper, we propose a dynamic reservation scheme of Physical Cell Identities (PCI) for 3GPP LTE femtocell systems. There are several reserving types, and each type reserves a different number of PCIs for femtocell. The transition among the types depends on the deployed number of femtocells, or the number of PCI confusion events. Accordingly, flexible use of PCIs can decrease PCI confusion. This reduces searching time for femtocell, and it is helpful for the quick handover from macrocell to femtocell. Simulation results show that our proposed scheme reduces average delay for identifying detected cells, and increases network capacity within equal delay constraints.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.107-116
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• 2011

최근 가정 또는 사무실과 같은 실내 환경에서 음영지역을 해소하고 고품질의 서비스 제공을 위한 방안으로 초소형 기지국인 펨토셀(Femtocell)이 많은 관심을 받고 있다. 펨토셀은 사업자 및 사용자에게 다양한 이점을 제공하지만 펨토셀의 도입을 위해 서는 채널 선택에 따른 간섭제어, 네트워크 동기화, 자기 최적화 등 다양한 기술적 문제점이 해결되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 펨토셀의 도입으로 인하여 발생 가능한 다양한 신호간섭 문제들에 대한 분석을 용이하게 하기 위한 LTE(Long Term Evolution) 시스템 기반 펨토셀 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 단말 이동성, 스케줄러, 호 수락 제어, 트래픽 생성, MCS(Modulation and Coding Scheme) 결정의 5개의 블록과 이를 연결하고 관리하는 메인 모듈로 구성되어 있다. 또한 사용자의 편의성을 도모하기 위하여 시뮬레이션 결과를 실시간으로 관측할 수 있는 GUI(Graphical User Interface)를 적용하였다. 본 시뮬레이터는 실제와 유사한 환경에서 매크로셀과 펨토셀 사이의 간섭영향을 면밀히 분석하고 이동통신 시스템의 성능을 효과적으로 평가할 수 있도록 지원하며, 다양한 펨토셀 시스템을 개발하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권8호
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• pp.667-673
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• 2014

스마트 조선소는 조선소 내 여러 사이트에서 제작되는 모듈부터 최종통합하기까지의 모든 업무를 모바일 애플리케이션을 이용하여 현장에서 바로 처리 가능하게 한다. 본 논문에서는 하위조선소에 적용할 수 있는 LTE 펨토셀 네트워크 구성과 상위조선소와 중요정보를 주고받는 트래픽을 주고받기 위한 일반 트래픽을 분리하는 오프로드 방식을 제안하였다. 상위 조선소의 메인서버와 하위 조선소 간에 정보와 일반 트래픽의 오프로드를 지원하기 위한 펨토셀 게이트웨이에서의 모드전환, 오프로드 관련 정보 관리, 관련 메시지를 정의하였다. 제안한 방안을 통해 무선구간에서의 과부화된 트래픽을 최적화된 경로로 보낼 수 있는지 기능 수행여부를 송수신 메시지 플로우와 state transition diagram을 이용하여 확인하였다. 우리는 이동통신망과 LTE 펨토셀 네트워크를 스마트 조선소내에 적용하여 조선소 업무와 생산성 향상이 기대된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제13권2호
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• pp.50-56
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• 2014

본 논문에서는 LTE 700MHz(Band12, 13, 14, 17, 28, 44) 대역에서 동작 가능한 4개의 포트를 가진 펨토셀(Femtocell) MIMO 안테나를 설계 제작하였다. 마이크로스트립 패치 안테나를 기반으로 임피던스 매칭을 위하여 쇼트핀을 이용하였고, 한정된 크기에서 충분한 안테나 격리도를 얻기 위해 십자형 디커플러를 이용하였다. 시뮬레이션에 의한 최적화된 파라미터를 가지고 제작하였으며, 제작된 안테나는 VSWR${\leq}2$에서 105MHz(0.698~0.803) 대역폭을 만족하고 1.97dBi의 이득과 격리도는 13dB이상의 값을 얻었다. MIMO 안테나의 성능을 판단하는 주요 파라미터인 안테나간 상관계수는 0.2 이하의 결과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권11호
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• pp.652-659
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• 2014

본 논문에서는 LTE-Femtocell 환경에서 최적의 사용자 Capacity, Load, Distance를 위한 게임이론 기반의 액세스 포인트 선택기법을 분석하고 알고리즘을 제안한다. 통신 환경에서 사용자들은 더 좋은 데이터 서비스를 받기를 원한다. LTE-Femtocell 환경에서 사용자들은 적은 이동거리로 이전위치와는 다른 데이터 서비스를 경험할 수 있다. 제안하는 액세스 포인트 선택 기법은 사용자가 적은 이동을 통하여 높은 Capacity를 획득하며 다른 사용자들이 적게 선택한 액세스 포인트를 선택하여 더 좋은 데이터 서비스를 얻을 수 있도록 도와준다. 제안하는 액세스 포인트 선택기법의 효과를 입증하기 위하여 컴퓨터 모의실험을 하였다. 모의실험 결과로 사용자가 밀집되어 있는 상황에서 사용자들은 더 좋은 데이터 서비스를 위하여 흩어지는 모습을 보이며 이 결과로 제안하는 액세스 포인트 선택 기법이 사용자들에게 더 좋은 데이터 서비스를 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8A호
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• pp.648-660
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• 2012

가중되는 기지국의 트래픽 부하를 줄이면서 실내 음영 지역 문제를 해결하기 위해 저비용, 고성능의 펨토셀(femtocell)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 사무실 빌딩 환경 등 다수의 펨토셀이 설치되는 밀집된 펨토셀 환경에서는 동일 주파수간 간섭 현상으로 인해 전송률이 저하되고 전송품질이 저하되는 등 많은 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 3GPP LTE 기반 밀집된 펨토셀 환경에서 간섭 완화를 위한 전력 제어 기법을 제안한다. 특히, 기존 매크로셀(eNB)로 부터 서비스 받는 mUE(macro User Equipment)가 펨토셀 주변에 매우 가까이 존재할 경우, 밀집된 펨토셀로부터 mUE에게 영향을 주는 펨토셀의 간섭을 최소화하고 전송 성능을 향상시킬 수 있는 최적의 전력제어 기법을 제안한다. 제안하는 전력 제어 기법은 펨토셀의 밀도와 펨토셀의 전송 성능을 보장하면서 mUE의 성능을 향상시킬 수 있도록 설계하였다. 단말의 Outage Probability와 매크로셀과 펨토셀의 신호대 잡음비(SINR)를 주요 성능 지표로 분석한 결과 본 논문에서 제안하는 전력제어 기법은 간섭 제어를 통해 펨토셀의 성능을 유지하면서 mUE의 성능을 30% 이상 개선할 수 있는 것으로 나타났다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권4호
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• pp.292-298
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• 2022

Femtocell networks can be a potential method for increasing the capacity of LTE networks, especially in indoor areas. However, unplanned deployment of femtocells results in co-tier interference and cross-tier interference problems. The interference reduces the advantages of implementing femtocell networks to a certain extent. The notion of Fractional Frequency Reuse (FFR) is proposed in order to reduce the impact of interference on the system's performance. In this paper, a dynamic approach for efficiently partitioning the spectrum is suggested. The goal is to enhance the capacity of femtocells, which will improve the performance of the system. The suggested strategy allocates less resources to the macrocell portion of the network, which has a greater number of femtocells deployed to maximize the utilization of available resources for femtocell users. The spectrum division would be dynamic. The proposed strategy is evaluated through a simulation using MATLAB tool. In conclusion, the results showed that the proposed scheme has the potential to boost the system's capacity.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.26-34
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• 2011

저전력으로 옥내 고품질의 통신환경을 제공하는 펨토셀에는 등록된 유저만 접근이 가능한 Closed Access mode와 모두에게 접근을 허락한 Open Access mode, 이렇게 대표적으로 두 가지의 접근 모드가 있다. 본 논문에서는 두 접근 방식의 펨토셀이 혼재된 LTE 기반의 OFDMA 셀룰라 환경에서 유저 간의 성능 차이를 완화하고, 시스템 전체의 성능을 향상시키는 접근 모드에 따른 자원 분배를 제안한다. 상대적으로 Closed Access mode보다 다른 유저들에게 고품질의 통신 환경을 제공하는 Open Access mode 펨토셀에게 더 많은 무선 자원을 허용한다. 무선 자원을 더 많이 허용하면 Open Acees mode 펨토셀을 사용하는 유저의 성능은 향상하지만 동시에 다른 유저에게 미치는 간섭 또한 증가하기 때문에 이러한 trade-off 관계를 고려한 최적의 자원 할당이 필요하다. 따라서 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해서 최적의 자원 할당 값을 구하고 기존 방식과 최적 값을 적용한 제안한 방식을 시뮬레이션 한 결과, 제안한 방식이 기존 방식보다 전체적인 셀 성능을 향상 되는 것을 볼 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권2호
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• pp.61-74
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• 2014

In recent years, development of femtocells are receiving considerable attention towards increasing the network coverage, capacity, and improvement in the quality of service for users. In 3GPP LTE-Advanced (LTE-A) system, to efficiently utilize the bandwidth, femtocell and macro cell uses the same frequency band, but this deployment poses a technical challenge of cross-tier interference to macro users. In this paper, the novel quality of service based fractional power control (QoS-FPC) scheme under the heterogeneous networks environment is proposed, which considers the users priority and QoS-requirements during the power allocation. The proposed QoS-FPC scheme has two focal points: firs, it protects the macrocell users uplink communication by limiting the cross-tier interference at eNB below a given threshold, and second, it ensures the optimization of femtocell users power allocation at each power adjustment phase. Performance gain is demonstrated with extensive system-level simulations to show that the proposed QoS-FPC scheme significantly decreases the cross-tier intereference and improves the overall users throughput.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권3호
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• pp.508-522
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• 2011

Femtocell is an economical solution to provide high speed indoor communication instead of the conventional macro-cellular networks. Especially, OFDMA femtocell is considered in the next generation cellular network such as 3GPP LTE and mobile WiMAX system. Although the femtocell has great advantages to accommodate indoor users, interference management problem is a critical issue to operate femtocell network. Existing OFDMA resource management algorithms only consider optimizing system-centric metric, and cannot manage the co-channel interference. Moreover, it is hard to cooperate with other femtocells to control the interference, since the self-configurable characteristics of femtocell. This paper proposes a novel interference-aware resource allocation algorithm for OFDMA femtocell networks. The proposed algorithm allocates resources according to a new objective function which reflects the effect of interference, and the heuristic algorithm is also introduced to reduce the complexity of the original problem. The Monte-Carlo simulation is performed to evaluate the performance of the proposed algorithm compared to the existing solutions.