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Cell Association Scheme for Uplink Heterogeneous Cellular Networks

이기종 셀룰러 네트워크에서의 상향 링크 셀 접속 기법

  • 이형열 (연세대학교 전기전자공학과 디지털통신 연구실) ;
  • 상영진 (연세대학교 전기전자공학과 디지털통신 연구실) ;
  • 박진배 (연세대학교 전기전자공학과 디지털통신 연구실) ;
  • 김광순 (연세대학교 전기전자공학과 디지털통신 연구실)
  • Received : 2013.03.05
  • Accepted : 2013.04.18
  • Published : 2013.05.31

Abstract

In conventional single-tier networks, downlink based association is the best association scheme for the uplink association because all macro base stations have the same physical specification. However, in uplink heterogeneous cellular networks, a downlink based cell association cannot be the best for uplink any more because of the difference of physical specification between the different base station. In this paper, we will propose a uplink based cell association scheme, and devise performance metric for describing a uplink performance in heterogeneous cellular networks. Then, we will discuss the necessity of the uplink based association by observing outage probability, delay constraint outage probability, delay constraint outage capacity.

단일 셀룰러 네트워크에는 같은 종류의 기지국만 존재하기 때문에 가장 가까운 기지국에 접속하는 하향 링크 수신 신호 기준 셀 접속이 상향 링크의 경우에도 최적의 셀 접속 방식이었다. 그러나 이기종 셀룰러 네트워크에서는 서로 다른 계층의 기지국의 하향 링크 수신 신호 차이와 상향 링크 수신 신호 차이가 다르기 때문에, 상향 링크 수신 신호의 경우 하향 링크 기반 셀 접속은 더 이상 최적의 셀 접속이 될 수 없다. 이에 본 논문에서는 이기종 셀룰러 네트워크에서 상향 링크 기준 셀 접속 기법에 대해 제안하고 상향 링크 성능을 효과적으로 볼 수 있는 성능 메트릭 (performance metric)을 제안한다. 이 성능 메트릭을 통하여 상향 링크 기준 셀 접속을 통해 아웃티지확률 (outage probability), 지연 제한 아웃티지 확률 (delay constraint outage probability), 지연 제한 아웃티지 용량 (delay constraint outage capacity) 측면에서 성능 향상을 보이고 상향 링크 기준 셀 접속의 필요성을 논의한다.

Keywords

References

  1. R. Andrew, "2020:The ubiquitous heterogeneous network beyond 4G," ITU Kaleidoscope, 2011.
  2. M. Baker, "From LTE-advanced to the future," IEEE Commun. Mag., vol. 50, no. 2, pp. 116-120, Feb. 2012.
  3. H. Y. Lee, Y. J. Sang, J. B. Park, and K. S. Kim, "Survey on heterogeneous networks for B4G systems," KICS Inform. Commun. Mag., pp. 17-25, Aug. 2012.
  4. H. Jo, Y. J. Sang, P. Xia, and J. G. Andrews, "Heterogeneous cellular networks with flexible cell association: a comprehensive downlink SINR analysis," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 1, no. 99, pp. 1-12, 2012. https://doi.org/10.1109/WCL.2012.102811.110021
  5. Q. Ye, B. Rong, Y. Chen, M. Al-Shalash, C. Caramanis, and J. G. Andrews, "User Association for Load Balancing in Heterogeneous cellular networks," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. PP, no. 99, pp. 1-11, Apr. 2013.
  6. H. Kim, X. Yang, and M. Venkatachalam, "Dual access points association in relay networks to conserve mobile terminals' energy," IET Commun., vol. 5, no. 18, pp. 2598-2605, July 2011. https://doi.org/10.1049/iet-com.2011.0103
  7. R. Q. Hu, Y. Yu, Z. Cai, J. E Womack, and Y. Song, "Mobile association in a heterogeneous network," IEEE Int. Conf. Commun., vol. 1, no. 1, pp.1-6, May 2010.
  8. T. D. Novlan, H. S. Dhillon, and J. G. Andrews, "Analytical modeling of uplink cellular networks," Accepted for pubilcation in IEEE Trans. Wireless Commun., http://arxiv.org/abs/1203.1304, Mar. 2012.
  9. V. Chandrasekhar and J. G. Andrews, "Uplink capacity and interference avoidance for two-tier femtocell networks," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 8, no. 7, July 2012.
  10. D. Stoyan, W. Kendall, and J. Meche, Stochastic Geometry and Its Applications, 2nd Ed., John Wiley and Sons, 1996.