D2D 통신 시스템에서 부채널 간 간섭을 고려한 최적의 릴레이 선택 :Optimal Relay Selection considering Other-channel Interference in D2D Communication System

김수진

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김수진 (동국대학교, 동국대학교 대학원)

지도교수: 임민중

발행연도: 2018

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

D2D 통신 시스템에서 부채널 간 간섭을 고려한 최적의 릴레이 선택

김수진 정보통신공학과 2018.01 학위논문

2017

이종 네트워크에서 D2D 통신 시스템의 다른 채널 간섭의 영향을 고려한 릴레이 선택

김수진 , 강경남 , 채승엽 외 4명 대한전자공학회 학술대회 2017.11 학술대회자료

D2D 통신 시스템에서 다른 채널 간섭을 고려한 최적의 릴레이 선택

김수진 , 채승엽 , 조상진 외 1명 한국통신학회 학술대회논문집 2017.01 학술대회자료

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증가하는 이동통신 트래픽을 수용하기 위한 방안으로 셀룰러 시스템을 용하여 기지국을 거치지 않고 디바이스 간 직접통신을 하는 D2D (Device-to-Device) 기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. D2D 통신 기술은 근접성을 이용한 이득, 홉 이득, 주파수 재사용 이득을 통해서 자원의 효율성을 높이고, 시스템 용량, 전송속도, 지연, 전력 효율의 향상을 이룰 수 있다는 장점이 있다. D2D 통신 시스템에서는 전송거리의 확장과 셀룰러 시스템과의 유사성 유지를 위해 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 널리 사용하고 있다. 하지만 셀룰러 시스템과 달리 D2D 통신 시스템은 분산적으로 운영이 되므로 밴드 내 방출(in-band emission)으로 인해 다른 부채널로부터 간섭이 넘어올 수 있다. 다른 부채널로부터의 간섭은 동일 부채널로부터의 간섭보다 상대적으로 매우 작지만 부채널의 수가 많아질 경우 이에 대한 영향을 무시할 수 없다.
본 논문에서는 분산 D2D 통신 시스템에서 발생하는 밴드 내 방출로 인한 다른 채널 간섭을 고려하여 효율적인 데이터 전송을 위한 최적의 릴레이를 선택하는 방법을 제안하고자 한다. 첫째, D2D 통신에서 릴레이를 사용하여 전송하는 방법을 고려한다. 둘째, 거리만을 고려하여 릴레이를 선택할 경우와 다른 채널 간섭을 함께 고려하여 릴레이를 선택할 경우를 비교하여 다른 채널 간섭의 고려의 중요성을 제시한다. 셋째, 셀룰러 디바이스의 통신을 방해하지 않을 D2D 디바이스의 송신 전력 제한에 대해 연구한다. 넷째, 송신기에서 릴레이까지, 릴레이에서 수신기까지 각각의 불능률(Outage)에 대해 연구한다. 다섯째, 최적의 릴레이 위치를 제안한다. 여섯째, 이종 네트워크 환경에서의 최적의 릴레이 위치를 제안한다.
본 논문의 연구를 통해서 D2D 통신에서 최적의 릴레이 위치에 대한 정보를 얻고 더 나아가 D2D 통신 및 IoT 기술의 발전 방향을 알아본다.

Many studies have been made on D2D (Device-to-Device) technology for direct communication between devices in a cellular system without passing through a base station in order to accommodate increasing mobile communication traffic. D2D communication technology has the advantage of increasing the efficiency of resources, improving the system capacity, transmission speed, delay, and power efficiency through the proximity gain, hop gain and frequency reuse gain. In the D2D communication system, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is widely used for extending transmission distance and maintaining similarity with the cellular system. However, unlike cellular systems, D2D communication systems operate dispersively, which can lead to interference with other subchannels due to in-band emissions. The interference from other subchannels is relatively smaller than the interference from the same subchannel, but the influence on the number of subchannels can not be ignored.
In this paper, we propose a method for selecting the optimal relay for effective data transmission considering other-channel interference due to in-band emission in the distributed D2D communication system. First, consider how to transmit by using relay in D2D communication. Second, we conduct the importance of consideration of other-channel interference by comparing the case of selecting the relay considering only the distance and the case of selecting the relay considering the other-channel interference together. Third, we study the transmission power limitation of D2D devices that will not interfere with the communication of cellular devices. Fourth, we study each outage from D2D transmitter to relay, relay to D2D receiver. Fifth, we propose an optimal relay position through total outage probability. Sixth, we propose optimal relay position in heterogeneous network environment.
Through the study of this paper, we obtain the information about the optimal relay position in D2D communication, and further study direction of D2D communication and IoT technology.

#릴레이 #이종 네트워크 #부채널간 간섭 #D2D

제1장 서 론9
제1절 연구의 목적9
제2절 연구의 범위 및 구성11
1. 연구의 범위11
2. 논문의 구성11
제2장 연구 동향13
제1절 연구 현황13
1. 이동통신13
2. 릴레이14
3. 사물통신15
4. 공공안전 및 재난구조 통신16
5. 차량통신16
제2절 연구의 필요성18
1. D2D의 응용18
2. 연구의 필요성19
제3절 연구 목표21
제3장 연구 내용22
제1절 분산 OFDMA 시스템22
제2절 릴레이26
제3절 밴드 내 방출(In-band Emission)27
제4절 부채널 간 간섭28
제5절 전력 제한33
제6절 불능률(Outage)37
제7절 스몰 셀 환경39
1. 전력제한39
2. 불능률42
3. 문제점44
제4장 모의 실험46
제1절 거리와 부채널 간 간섭을 고려한 릴레이 선택46
제2절 최적의 릴레이 위치50
제3절 이종 네트워크에서의 부채널 간 간섭55
제5장 결 론60
제6장 참고 문헌62

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