Adaptive Power Control Schemes for Interference Mitigation in LTE Femtocell Networks

The low-power, low-cost femtocell network has been proposed not only to alleviate traffic load to the macro base station (eNB) but also to cover the indoor coverage hole problem. However, in the dense femtocell environment where many femtocells are deployed to cover the whole large office building, performance of such femtocell environment can be deteriorated due to severe co-channel interference problem between the eNB and femtocells and among neighboring femtocells. In particular, a macro UE(mUE) located within femtocell coverage may experience severe co-channel interference from surrounding femtocells. Therefore, In this paper, we propose a novel power control schemes to mitigate interference to a mUE under such dense LTE femtocell environment. With proposed femtocell power control schemes, performance of the mUE can be greatly improved in terms of the outage probability and the SINR while maintaining satisfying femtocell performance. Simulation based performance study shows that the proposed power control scheme is able to enhance mUE performance more than 30% than the conventional dense femtocell in terms of the two performance metrics.

LTE 기반 펨토셀 네트워크에서 간섭 완화를 위한 적응적 전력 제어 기법

가중되는 기지국의 트래픽 부하를 줄이면서 실내 음영 지역 문제를 해결하기 위해 저비용, 고성능의 펨토셀(femtocell)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 사무실 빌딩 환경 등 다수의 펨토셀이 설치되는 밀집된 펨토셀 환경에서는 동일 주파수간 간섭 현상으로 인해 전송률이 저하되고 전송품질이 저하되는 등 많은 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 3GPP LTE 기반 밀집된 펨토셀 환경에서 간섭 완화를 위한 전력 제어 기법을 제안한다. 특히, 기존 매크로셀(eNB)로 부터 서비스 받는 mUE(macro User Equipment)가 펨토셀 주변에 매우 가까이 존재할 경우, 밀집된 펨토셀로부터 mUE에게 영향을 주는 펨토셀의 간섭을 최소화하고 전송 성능을 향상시킬 수 있는 최적의 전력제어 기법을 제안한다. 제안하는 전력 제어 기법은 펨토셀의 밀도와 펨토셀의 전송 성능을 보장하면서 mUE의 성능을 향상시킬 수 있도록 설계하였다. 단말의 Outage Probability와 매크로셀과 펨토셀의 신호대 잡음비(SINR)를 주요 성능 지표로 분석한 결과 본 논문에서 제안하는 전력제어 기법은 간섭 제어를 통해 펨토셀의 성능을 유지하면서 mUE의 성능을 30% 이상 개선할 수 있는 것으로 나타났다.