DOI QR코드

DOI QR Code

Feasibility Study for Device-to-Device Communications Using Unlicensed Bands in a Cellular Network

셀룰러 네트워크에서 비면허 대역을 활용한 단말 간 직접통신 타당성 연구

  • Kim, Hyeon-Min (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Kang, Gil-Mo (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Shin, Oh-Soon (School of Electronic Engineering, Soongsil University)
  • 김현민 (숭실대학교 전자정보공학부) ;
  • 강길모 (숭실대학교 전자정보공학부) ;
  • 신오순 (숭실대학교 전자정보공학부)
  • Received : 2015.10.02
  • Accepted : 2015.12.17
  • Published : 2016.02.29

Abstract

Device-to-Device communication(D2D) enables devices in proximity to communicate directly without going through the network infrastructure. In particular, D2D communications in a cellular network can improve the spectral efficiency by allowing the reuse of cellular resources. However, it is not easy to maintain the channel quality of the D2D links and to protect the cellular links from the D2D interferences, since the resource allocations for the cellular users will change with time due to the time-varying nature of the cellular channels. To mitigate the performance degradation of D2D links, we propose to exploit unlicensed bands as auxiliary resources when the D2D links share the uplink cellular resources. The effectiveness of the proposed scheme is verified through simulations.

단말 간 직접통신(D2D: Device-to-Device) 기술은 지리적으로 근접한 단말들이 네트워크 인프라를 거치지 않고 직접적으로 통신하는 기술이다. 특히 셀룰러 네트워크에서는 D2D 통신이 셀룰러 자원을 공간적으로 재사용함으로써 주파수 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 셀룰러 단말의 채널 시변성 및 그에 따른 자원 할당 변화로 인해 셀룰러 자원을 재사용하는 D2D 단말의 채널 품질을 지속적으로 유지할 수 없고, 셀룰러 단말 또한 간섭에 의해 성능이 열화될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 D2D 링크가 셀룰러 네트워크의 상향링크 자원을 재사용하는 상황에서 셀룰러 단말의 채널 변화로 인한 D2D 통신 링크의 성능 열화를 완화하는 방안으로 비면허 대역 주파수 자원을 D2D 통신에 보조적으로 활용하는 기술을 제안한다. 모의실험을 통해 제안한 기술의 효용성을 검증한다.

Keywords

References

  1. 3GPP, "Feasibility study for proximity services(ProSe) (Release 12)", TR 22.803, V12.2.0, Jun. 2013.
  2. 3GPP, "Work item proposal for enhanced LTE device to device proximity services", RP-142311, Dec. 2014.
  3. 강길모, 김현민, 남종현, 신오순, "LTE-Advanced 기반 D2D 통신 기술 표준화 동향", 한국전자파학회 전자파기술, 24(5): CR-SDR 기술 동향 특집호, pp. 52-64, 2013년 9월.
  4. Q. Duong, Y. Shin, and O. -S. Shin, "Distance-based resource allocation scheme for device-to-device communications underlaying cellular networks", AEU-Inter. J. Electron. & Commun., vol. 69, no. 10, pp. 1437-1444, Oct. 2015. https://doi.org/10.1016/j.aeue.2015.06.008
  5. Huawei, "Study on licensed-assisted access using LTE motivation", 3GPP RAN#63 RP-140260, Fukuoka, Japan, Mar. 2014.
  6. 이동준, "비면허 대역에서의 LTE advanced 서비스", TTA Journal, vol. 152, pp. 71-78, 2014년 3월.
  7. A. M. Cavalcante et al., "Performance evaluation of LTE and Wi-Fi coexistence in unlicensed bands", in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. 2013 Spring(VTC 2013-Spring), pp. 756-761, Jun. 2013.