• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.556-560
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• 2013

고성능 스마트폰이 본격 보급되면서 폭발적으로 증가하고 있는 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 위한 해법들에 대한 관심이 높아지고 있다. 이동통신용으로 활용할 수 있는 주파수에 제한이 있기 때문에, 최근에는 동일주파수를 사용하면서 추가적으로 용량을 확보할 수 있는 펨토셀에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존 매크로 신호가 존재하는 환경에서 데이터 오프로딩을 위하여 펨토셀을 구축할 경우를 가정하여, 펨토셀의 커버리지를 수학적으로 분석하였다. 분석 결과, 펨토셀의 출력이 증가할수록 그리고 파일럿 채널에 할당하는 전력의 비율이 높아질수록 펨토셀의 커버리지가 증가하지만, 매크로 기지국 신호가 강한 트래픽 밀집 지역에서는 펨토셀의 커버리지가 매우 제한적임을 알 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권3호
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• pp.252-256
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• 2012

We consider resource allocation in femto-cell networks to maximize the throughput while minimizing interference to macro-users nearby. This can be achieved by allocating spectrum resource in a cognitive radio way. The proposed resource allocation is performed in two steps; spectrum sensing and resource scheduling. The femto base station detects idle frequency assignments (FAs) free from the occupation by macro-users and then allocates sub-channels in an idle FA to femto-users, effectively managing the interference problem. Finally, the effectiveness of the proposed scheme is verified by computer simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7B호
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• pp.505-516
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• 2012

4G 이동통신 핵심 기술 중 펨토셀 시스템 실제 구현 시에 매크로셀과 펨토셀이 동일 주파수를 사용하면 동일채널 간섭이발생되기 때문에 이를 해결하기 위해 주파수 자원을 서로 다르게 할당하는 간섭 회피 기술이 필요하다. 본 논문에서는 매크로셀과 펨토셀 간의 기존 자원 할당 방식을 분석하여, 문제점을 도출하고 이를 기반으로, 본 논문에서는 FFR (Fractional Frequency Reuse) 기반의 펨토셀이 분포된 환경에서 셀 용량을 증가시키고 주파수 효율을 최대화하기 위한 적응 주파수 자원 할당 방식에 대해 제안하였다. 모의 실험 수행 결과, 기존 방식과 비교하여 SINR (Signal to Interference Noise Ratio) 분포에서는 근소한 개선 효과를 보였고, 전체 셀 용량에서는 큰 개선 효과를 보여주었다. 본 논문의 현실적인 구현을 위해 펨토 및매크로 유저 분포의 검출 방안 등에 대한 연구 및 전력 제어나 다중 신호 간섭 검출을 통해 간섭을 완화하는 방안 과의 결합방식 들에 대한 연구가 향후 추가 적으로 더 진행 되어야 할 것으로 생각 된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.307-312
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• 2011

본 논문은 매크로/펨토 셀룰러 망에서 모든 셀들 간의 서비스 공평성을 유지함으로써 시스템을 안정화하고 데이터 전송속도를 향상시키기 위한 채널 분배 기법을 제안한다. 특히 매크로셀과 펨토셀 간에 분배하는 채널의 비율이 시스템에 주는 구체적인 영향을 파악하기 위하여 IP 기반의 매크로/펨토 셀룰러 망에 대한 대기행렬 모형을 제시한다. 이를 바탕으로 실질적인 채널 분배 전략을 제안하고, 실험을 통하여 다양하게 변화하는 시스템 환경에 따라 제안 기법의 동작을 분석한다. 또한 그 결과를 통하여 효율적인 시스템 구조의 설계 방향에 대하여 논의한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권5호
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• pp.469-475
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• 2013

In this paper, we propose an efficient interference management technique which controls the number of resource blocks (or subcarriers) shared with other cells based on statistical interference levels among cells. The proposed technique tries to maximize average throughput of a femto cell user under a constraint on non-real time control of a femto cell network while guaranteeing a target throughput value of a macro cell user. In our proposed scheme, femto cells opportunistically use resource blocks allocated to other cells if the required average user throughput is not attained with the primarily allocated resource blocks. The proposed method is similar to the underlay approach in cognitive radio systems, but resource block sharing among cells is statistically controlled. For the statistical control, a femto cell sever constructs a table storing average mutual interference among cells and periodically updates the table. This statistical approach fully satisfies the constraint of non-real time control for femto cell networks. Our simulation results show that the proposed scheme achieves higher average femto user throughput than conventional frequency reuse schemes for time varying number of users.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.451-455
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• 2014

LTE (Long Term Evolution) 및 LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 망에서는 사용자에 대한 시스템 용량 향상을 위해 펨토셀(femto-cell)을 이용한 계층적(hierarchical) 셀 구조를 고려하며, LTE/LTE-A에서 고려되는 펨토셀은 일반적으로 특정 개인 및 집단에 제한된 접속을 허용하는 배타적 접속(Closed Subscriber Group; CSG) 펨토셀로 구현된다. 하지만 이러한 배타적 접속 펨토셀이 보편화되기 위해서는 배타적 접속 펨토셀로의 진입(inbound) 핸드오버(handover) 지연시간 문제를 해결해야 한다. 특정 단말(User Equipment; UE)에게만 접속이 허용된 배타적 접속 펨토셀은 제한된 지역에만 분포하여 셀 검출 시도의 빈도가 낮을 수 밖에 없으므로 일반적인 매크로셀(macro-cell)에 비해 셀 검출에 보다 많은 시간이 소요되며, 이로 인한 진입 핸드오버 지연이 발생한다. 이러한 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출을 고려하지 않은 LTE/LTE-A 단말을 이용하여 접속이 허용된 배타적 접속 펨토셀 검출을 시도할 경우 현재 표준에서 제시하는 셀 검출에 대한 성능 기준을 충족시키지 못할 수 있으며, 따라서 본 논문에서는 현재 LTE/LTE-A 표준에 따른 기본적인 셀 검출 방식을 이용하여 LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출 성능평가를 수행하고 문제점을 분석하여, LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 진입 핸드오버 지연 문제를 해결할 수 있는 근거를 제시하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.240-249
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• 2011

본 논문은 펨토셀시스템(femtocell system)의 단말(mobile station)이 핸드오버(handover)하기 전에 이웃한 기지국(neighbor station)의 정보를 공유하는 셀 관리(cell management) 기법과 핸드오버 방법에 대해 제안한다. 펨토셀시스템에서는 셀관리를 위해 수많은 펨토셀의 정보를 MOB_NBR-ADV메시지에 포함하여 방송하는데, 단말과 기지국에서 MOB_NBR-ADV메시지를 처리할 때 일시적인 부하가 발생된다. 따라서 효율적인 동작과 핸드오버 성공률 개선을 위해 MOB_NBR-ADV메시지의 구성 및 전송방법을 제안한다. 또한, 셀 간 중첩된 영역에서 핸드오버의 핑퐁(ping-pong) 현상을 막기 위해 히스테리시스 범위(hysteresis margin)를 이용한다. 그러나 수많은 펨토셀이 도입된 경우 기존의 히스테리시스범위 만으로 핑퐁현상을 막을 수 없다. 본 논문에서는 중첩된 셀의 개수가 증가하는 경우 히스테리시스범위가 커지는 방법과, 차등적으로 셀을 관리하여 불필요한 핸드오버의 횟수를 최소화하는 방법 등을 제안하였다. 컴퓨터 모의실험을 통해 성능 검증한 결과, 제안한 방식이 기존의 펨토셀 시스템의 셀 관리 및 핸드오버 방식에 비해 성능을 개선시키는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제7권8호
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• pp.203-210
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• 2018

모바일 트래픽은 계속해서 폭발적으로 증가하고 있으며 이동통신 사업자들은 기지국의 추가 설치만으로 계속해서 증가하는 모바일 트래픽 요구량을 충족하는 것이 점점 어려워지고 있다. 이를 극복하기 위해 기존의 매크로 셀에 펨토셀과 같은 스몰 셀을 설치하여 공간 및 주파수의 재사용이 가능한 이기종 네트워크(Heterogeneous network) 개념이 도입되었다. 그러나 펨토 소유자의 협력 없이는 기존의 매크로셀 사용자가 펨토셀에 연결되어 전체 네트워크의 효율성을 증대시키기 어렵다. 펨토 소유자도 적절한 인센티브(incentive)를 받지 않고는 다른 단말들을 자신의 펨토 기지국에 수용할 필요성을 느끼지 못한다. 본 논문에서는 새로운 단말을 펨토 셀에 추가하기 위하여 펨토 소유자에 제시할 최적의 인센티브를 도출하는 방법을 제시한다. 단말의 전송률을 바탕으로 이득함수를 구성하였으며 네트워크 전체의 이득함수를 최대화 할 수 있는 인센티브를 계산한다.

• ETRI Journal
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• 제34권3호
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• pp.297-307
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• 2012

A femtocell is a small cellular base station, typically designed for use in a home or small business. The random deployment of a femtocell has a critical effect on the performance of a macrocell network due to co-channel interference. Utilizing the advantage of a multiple-input multiple-output system, each femto base station (FBS) is able to form a cluster and generates a precoding matrix, which is a modified version of conventional single-cell block diagonalization, in a cooperative manner. Since interference from clustered-FBSs located at the nearby macro user equipment (MUE) is the dominant interference contributor to the coexisting networks, each cluster generates a precoding matrix considering the effects of interference on nearby MUEs. Through simulation, we verify that the proposed algorithm shows better performance respective to both MUE and femto user equipment, in terms of capacity.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6A호
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• pp.445-457
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• 2009

본 논문은 펨토셀이 도입된 IEEE 802.16e 시스템에서 효율적인 핸드오버를 위한 이웃 기지국 관리 기법을 제안하고 컴퓨터 모의 실험을 통해 성능을 평가한다. 제안하는 방식에서는 두 가지 기법을 사용하여 단말이 핸드오버를 위해 스캐닝 해야 하는 펨토셀의 수를 줄이고 이를 통해 빠르고 효율적인 핸드오버를 가능하도록 한다. 첫 번째 기법에서 매크로 기지국은 매크로셀을 다수의 구역으로 나누고 각 구역에 속한 펨토셀 정보를 구분하여 방송한다. 이를 수신한 단발은 자신이 속한 구역의 펨토셀만을 대상으로 스캐닝을 수행함으로써 핸드오버 소모 시간 및 전력을 줄일 수 있다. 두 번째 기법에서는 각 펨토셀이 자신으로부터 일정한 거리 내에 존재하는 주변 펨토셀들의 핸드오버 관련 정보를 직접 수집하고 방송함으로써 단말이 스캐닝할 펨토셀의 수를 줄일 수 있다. 컴퓨터 모의 실험 결과는 스캐닝 시 소모 시간 및 사용 전력, 그리고 스캐닝 효율 측면에서 제안한 방식이 기존 방식에 비해 상당한 성능개선이 있음을 보여준다.