Optimal Resource Allocation Scheme according to Access Mode in LTE Femtocell Systems

LTE 기반의 펨토셀 시스템에서 접근 모드에 따른 최적의 자원 할당 방식

  • 이인선 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송연구실) ;
  • 박민호 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송연구실) ;
  • 김동기 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송연구실) ;
  • 황재호 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송연구실) ;
  • 김재명 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송연구실)
  • Received : 2011.08.02
  • Accepted : 2011.12.02
  • Published : 2011.12.30

Abstract

In Femtocell that provides high quality of indoor communications with low transmitted power, there are two typical Access modes; Closed Access mode and Open Access mode. In this paper, we propose resource allocation scheme, which mitigates difference of performance between Access modes and improves overall cell performance, according to Access mode. We give more wireless resources to Open Access mode Femtocell, which improves performance of other users, than Closed Access mode Femtocell. If Open Access mode Femtocell uses more resource, there is trade-off between improvement of user using Open Access mode Femtocell and increase of interference that other users receive. So, we solve the optimal value for resource allocation and analyze performance of conventional scheme and proposed scheme applying the optimal value. Eventually, proposed scheme can improve overall cell performance relative to conventional scheme.

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.

Keywords

References

  1. 박평규, 표준 기술 동향 - Femtocell, TTA Journal No.114, 한국정보통신기술협회, 2007.
  2. 권태훈 외 4인, 펨토셀에서의 간섭 관리 기법, 한국통신학회, 2009.
  3. 이장원 외 2인, 펨토셀 접근 제어, 전자공학회지, 37(4), 386-394, 2010.
  4. D. E. Nancy, A. S. Essam, A. G. Ibrahim and G. S. Karim, "Femtocells Interference Avoidance using Femtocell Identification", 28thNational Radio Science Conference, April., 2011.
  5. R4-071617, "HNB and HNB-Macro Propagation Models", Qualcomm Europe, RAN4#44b.
  6. 3GPP TR 25 896 v6.0.0, "Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD"
  7. H. Lei, L. Zhang, X. Zhang, and D. Yang, "A Novel Multi-cell OFDMA System Structure Using Fractional Frequency Reuse," IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Sept. 2007.
  8. 3GPP R4-080409, Qualcomm Europe, "Simple Models for Home NodeB Interference Analysis", Feb. 2008.
  9. 3GPP R4-080151, Ericsson, "Simulation Results for Home NodeB to Macro UE Downlink Coexistence within the Block of Flats Scenario", Feb. 2008.
  10. T. Kim and T. Lee, "Throughput Enhancement of Macro and Femto Networks by Frequency Reuse and Pilot Sensing", in Proc. IEEE Performance, Computing and Communications Conf., Dec. 2008.
  11. H. Claussen, L. T. W. Ho, and L. G. Samuel, "An Overview of the Femtocell Concept," Bell Labs Technical Journal, vol. 13, no. 1, 2008.
  12. V. Chandrasekhar, J. G. Andrews, and A. Gatherer, "Femtocell Networks: A Survey," IEEE Communication Magazine, vol 46, no. 9, Sep. 2008.
  13. X. Li, L. Qian, and D. Kataria, "Downlink Power Control in Co-Channel Macrocell," IEEE CISS, Mar., 2009.
  14. Tiller, A. (2007), The Case for Femtocells: Operator Business Case and Consumer Propositions, IP Access.
  15. K. Sundaresan and S. Rangarajan, "Efficient Resource Management in OFDMA Femto cells," ACM MobiHoc, May., 2009