Effective Interference Alignment for Device-to-Device Communication Underlaid in Multi-Cell Interference Network

다중셀 간섭 네트워크와 중첩된 D2D 통신을 위한 효과적인 간섭 정렬 기법

We consider the device-to-device (D2D) communication underlaying multi-cell interference system, in which the cellular downlink (DL) resource is reused by K cells and two D2D transmission links within each cell. In this paper, it has been shown that the downlink intra-cell and inter-cell interference can be effectively handled by interference alignment (IA) technique, as long as the simultaneous D2D links are properly selected or power-controlled so that they may not incur interference to the base stations in the same and neighbor cells. In particular, we provides the IA technique that can achieve the theoretically maximum possible degree of freedom (DOF), demonstrating that a total of (K+1)M degrees of freedom (DOFs) can be achieved for K-cell interference system with two underlaying D2D links, where base stations, cellular UE's, and D2D UE's all have M transmit and receive antennas.

K개의 셀과 각 셀에서 2개의 단말간 직접 통신(device-to-device communication: D2D communication) 링크 간에 셀룰러 하향 링크 자원을 재사용하는 다중셀 간섭 시스템에 중첩되어 있는 D2D 통신 모델을 고려한다. 본 논문에서는 현재의 셀 또는 인접 셀에 간섭을 미치지 않는 다수 개의 링크를 선택하거나 또는 전력 제어를 통해 다수 개의 링크가 어떤 기지국에도 간섭을 미치지 않는다고 가정했을 때, 간섭 정렬(interference alignment: IA)를 통해 셀간 및 셀 내의 하향링크 간섭을 효과적으로 없앨 수 있다는 것을 보인다. 특히, 2개의 D2D 통신 쌍에 대해서는 간섭채널에서 이론적으로 가능한 최대 자유도를 실현할 수 있는 방법을 제시하며, 기지국과 모든 단말의 송신 및 수신 안테나 개수가 각각 M일 때 그 자유도는 (K+1)M로 주어지는 것을 보인다.