LTE-Advanced 네트워크에서 간섭 완화를 위한 FFFR 기반의 D2D 자원 할당 기법

Abstract

LTE-A 네트워크에서 D2D 통신은 시스템의 용량 및 스펙트럼의 효율성을 향상시키는 유망한 기술이다. 전체 스펙트럼의 효율성을 향상시킬 수 있는 이유는 기지국이 이미 셀룰러 단말에 할당한 무선 자원을 D2D 통신에 할당하여 자원을 재사용할 수 있기 때문이다. 하지만 동일한 자원을 셀룰러 및 D2D 통신이 공유하여 사용함으로써 셀 내에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 동일한 자원을 사용하는 셀룰러 통신과 D2D 통신 간에 간섭 조정을 위한 적절한 자원 할당 기법이 필요하다. 특히, LTE-A 환경에 D2D 통신을 적용하기 위해서는 셀 내 간섭뿐만 아니라 셀 간 간섭 조정이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 셀 간 간섭 완화를 위해서 주파수 재사용 패턴 기법 중 하나인 FFFR 기법을 사용하고, 셀 내 간섭 완화를 위해서는 기지국이 셀룰러 사용자가 이미 사용 중인 자원을 랜덤하게 선택하여 D2D 통신에 할당하는 D2D 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 자원 할당 알고리즘의 성능평가를 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 셀 내 간섭 완화, 시스템 처리량 및 계산복잡도 등이 향상되는 것을 확인하였다. D2D (Device-to-Device) communication underlaying LTE-advanced networks is a promising technology to improve the system capacity and spectral efficiency. By sharing the same radio resources with cellular user equipments, D2D communications can significantly enhance the overall spectral efficiency. However, it may cause interference between D2D link and cellular link. Careful resource allocation and interference coordination between cellular and D2D communications are very important and need to be properly handled. This paper proposes a radio resource allocation scheme based on FFFR (Flexible Fractional Frequency Reuse) for D2D communication underlaying cellular networks. The base station selects randomly resource blocks assigned to cellular users, and reuses them for a D2D pair. Through simulations, we have confirmed that the proposed scheme improves the system throughput, reduces the computational complexity, and mitigates the interference of D2D link and cellular link.