셀룰러 망에 D2D 통신에서의 스펙트럼 에너지 최적화에 관한 연구 시스템 (Spectral Efficiency Optimization for D2D Communication Coexisting with Cellular Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 18권 / 12호 / 39 ~ 49페이지
· 저자명 : 유시영, 노승환

초록

이 논문에서는 시간과 주파수 자원을 공유하는 셀룰러 네트워크 내에서 NOMA(Nonorthogonal Multiple Access) 기반 D2D (Device-to-Device) 통신 시스템에서의 스펙트럼 효율에 관한 연구이다. 셀룰러 사용자가 점유하는 서브 채널에는 서로 다른 쌍을 구성하는 D2D 그룹이 할당된다. 전력의 제약이 있는 공정성 최적화 문제는 최악의 채널 조건에 실질적으로 영향을 미치는 셀룰러 사용자와 D2D 장치 간의 상호 간섭을 줄이기 위한 문제를 공식화하여 해결방안을 제시하였다. 계산 복잡도가 낮은 솔루션의 경우 선형 등가 시스템의 솔루션과 함께 이분법 방법을 사용할 것을 제안한다. 제안된 알고리즘은 최소한의 총 전송전력을 활용하여 커버리지 영역에 있는 모든 셀룰러 사용자 및 D2D 장치에게 균일하고 좋은 서비스를 제공 할 수 있다. 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘은 다르게 널리 사용되는 서브 채널 할당 및 페어링 기술에서 최악의 사용자의 스펙트럼 효율성이 향상되었다.

영어초록

This paper considers a system consisting of a nonorthogonal multiple access (NOMA)-based device-to-device (D2D) communication system within a cellular network, in which the time and frequency resources are shared by everyone. In particular, D2D groups that constitute different pairs are assigned to the subchannels that the cellular users occupy. A max–min fairness optimization problem with power budget constraints is formulated and solved in this paper to reduce the mutual interference between the cellular users and D2D devices that substantially impacts that with the worst channel condition. For a low computational complexity solution, we propose the use of the bisection method together with the solution of a system of linear equalities. The proposed algorithm can provide uniformly good service to all of the cellular users and D2D devices in the coverage area by utilizing the minimal total transmit power. The simulation results indicate the effectiveness of the proposed algorithm in the improvement of the spectral efficiency of the worst user under the different widely used subchannel assignments and pairing techniques.

참고자료

· 없음