• Journal of Communications and Networks
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• 제13권4호
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• pp.327-338
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• 2011

With the incitation to reduce power consumption and the aggressive reuse of spectral resources, there is an inevitable trend towards the deployment of small-cell networks by decomposing a traditional single-tier network into a multi-tier network with very high throughput per network area. However, this cell size reduction increases the complexity of network operation and the severity of cross-tier interference. In this paper, we consider a downlink two-tier network comprising of a multiple-antenna macrocell base station and a single femtocell access point, each serving multiples users with a single antenna. In this scenario, we treat the following beamforming optimization problems: i) Total transmit power minimization problem; ii) mean-square error balancing problem; and iii) interference power minimization problem. In the presence of perfect channel state information (CSI), we formulate the optimization algorithms in a centralized manner and determine the optimal beamformers using standard convex optimization techniques. In addition, we propose semi-decentralized algorithms to overcome the drawback of centralized design by introducing the signal-to-leakage plus noise ratio criteria. Taking into account imperfect CSI for both centralized and semi-decentralized approaches, we also propose robust algorithms tailored by the worst-case design to mitigate the effect of channel uncertainty. Finally, numerical results are presented to validate our proposed algorithms.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권2호
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• pp.61-74
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• 2014

In recent years, development of femtocells are receiving considerable attention towards increasing the network coverage, capacity, and improvement in the quality of service for users. In 3GPP LTE-Advanced (LTE-A) system, to efficiently utilize the bandwidth, femtocell and macro cell uses the same frequency band, but this deployment poses a technical challenge of cross-tier interference to macro users. In this paper, the novel quality of service based fractional power control (QoS-FPC) scheme under the heterogeneous networks environment is proposed, which considers the users priority and QoS-requirements during the power allocation. The proposed QoS-FPC scheme has two focal points: firs, it protects the macrocell users uplink communication by limiting the cross-tier interference at eNB below a given threshold, and second, it ensures the optimization of femtocell users power allocation at each power adjustment phase. Performance gain is demonstrated with extensive system-level simulations to show that the proposed QoS-FPC scheme significantly decreases the cross-tier intereference and improves the overall users throughput.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.708-715
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• 2016

매크로-펨토셀이 중첩된 환경에서 멀티미디어 서비스의 QoE를 보장하는 것은 5G 이동통신을 위한 중요한 문제이다. 이동 단말기가 이동 시 서비스 연속성을 지원하기 위해서는 종단 간 협상 정보에 근거하여 사용자의 QoE를 보장할 수 있는 운영 구조가 필요하다. 또한 멀티미디어 서비스의 연속성은 지연에 영향 받기 때문에 QoE 요구 사항을 효과적으로 유지하기 위한 자원 관리 방법이 필요하다. 본 연구에서는 서로 다른 특성을 갖는 멀티미디어 서비스의 QoE를 지원하기 위하여 4 부류의 자원 관리 방법을 제안한다. 이를 위하여 QoE 구조가 제안되고 QoE를 지원하기 위하여 전용으로 자원을 운용하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 통하여 음성, 영상, 데이터 서비스 등 자원할당 요구 사항이 서로 다른 멀티미디어 서비스의 QoE을 지원할 수 있다. Outage 확률과 데이터 처리율을 성능척도로 하여 수행된 시뮬레이션을 수행하고 결과를 분석한다. Outage 확률과 데이터 처리량을 성능척도로 하여 수행된 시뮬레이션 결과에 의하면 제안된 방안이 기존 방안에 비하여 더 우수한 성능을 가짐이 확인된다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권5호
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• pp.578-587
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• 2012

One of the key elements in the emerging, packet-based long term evolution (LTE) cellular systems is the deployment of multiple femtocells for the improvement of coverage and data rate. However, arbitrary overlaps in the coverage of these femtocells make the handover operation more complex and challenging. As the existing handover strategy of LTE systems considers only carrier to interference plus noise ratio (CINR), it often suffers from resource constraints in the target femtocell, thereby leading to handover failure. In this paper, we propose a new efficient, multi-objective handover solution for LTE cellular systems. The proposed solution considers multiple parameters like signal strength and available bandwidth in the selection of the optimal target cell. This results in a significant increase in the handover success rate, thereby reducing the blocking of handover and new sessions. The overall handover process is modeled and analyzed by a three-dimensional Markov chain. The analytical results for the major performance metrics closely resemble the simulation results. The simulation results show that the proposed multi-objective handover offers considerable improvement in the session blocking rates, session queuing delay, handover latency, and goodput during handover.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.259-266
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• 2011

펨토셀은 미래 네트워크에서 보다 좋은 링크 품질과 주파수의 공간적 재사용을 통해 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 하지만 펨토셀의 큰 잠재력에도 불구하고, 많은 비중의 사용자가 셀간간섭에 노출됨에 따라, 시스템 용량은 네트워크의 밀도에 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 조밀하게 분포되어있는 펨토셀 환경에서의 동적인 간섭 회피 기법을 제안한다. 제안하는 DDIA (Distributed Dynamic ICI Avoidance)기법은 완전히 분산적으로 동작할 뿐 아니라 사용자들의 간섭링크를 민첩하게 제어하므로 자가구성네트워크(SON) 환경에 적합하다. DDIA 기법을 제안하는 과정에서 셀간간섭링크와 2-단 스케쥴링의 개념을 소개한다. 제안하는 기법은 중앙의 개체 없이 셀간간섭을 피하기 위하여 모든 기지국들과 사용자 단말들이 적응적으로 조화를 이루게 한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 지법을 사용하였을 때, 전체 네트워크 용량을 유지 또는 증가시키면서도 셀간간섭에 노출되어있는 사용자들의 평균 전송량이 주파수 재사용률 1 기법과 비교하여 최소 2배 이상 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 제안하는 기법은 네트워크의 밀도와 토폴로지 변화에 상관없이 잘 동작함을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권4호
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• pp.387-393
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• 2013

조선소는 다양한 용량 및 규격을 여러 사이트에서 제작하여 최종통합하기까지 여러 단계를 걸치게 되며 이들 사이의 정보공유가 필수적이며 최근 유무선통신망을 활용하여 단순 문자에서 동영상 정보를 주고받아 조선 산업의 스마트화가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 원격에 위치한 조선소에 적용할 수 있는 LTE 펨토셀 로컬 게이트웨이 구성을 제안하고 상위 조선소와 중요정보를 주고받는 트래픽을 주고받기 위한 방안과 일반 트래픽을 분리하는 오프로드 방식을 제안하였다. 상위 조선소 메인 서버와 하위 원격 조선소 간에 정보와 일반 트래픽의 오프로드를 지원하기위해서 펨토셀 게이트웨이에서의 모드 전환, 오프로드 관련 정보 관리, 트리거로서의 메시지 정의, cache entry를 정의하였다 우리는 펨토셀 게이트웨이에서의 송수신 메시지 플로우와 state transition diagram을 이용하여 제안하는 방안의 기능 수행 여부를 확인하였다. 우리는 이동통신망과 광대역 인터넷 활용 기술을 조선 산업에 적용하여 조선소 산업 생산성 향상을 고려하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권2호
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• pp.175-185
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• 2020

Inter-cell interference (ICI) is a major problem in heterogeneous networks, such as two-tier femtocell (FC) networks, because it leads to poor cell-edge throughput and system capacity. Dynamic ICI coordination (ICIC) schemes, which do not require prior frequency planning, must be employed for interference avoidance in such networks. In contrast to existing dynamic ICIC schemes that focus on homogeneous network scenarios, we propose a novel semi-distributed dynamic ICIC scheme to mitigate interference in heterogeneous network scenarios. With the goal of maximizing the utility of individual users, two separate algorithms, namely the FC base station (FBS)-level algorithm and FC management system (FMS)-level algorithm, are employed to restrict resource usage by dominant interference-creating cells. The distributed functionality of the FBS-level algorithm and low computational complexity of the FMS-level algorithm are the main advantages of the proposed scheme. Simulation results demonstrate improvement in cell-edge performance with no impact on system capacity or user fairness, which confirms the effectiveness of the proposed scheme compared to static and semi-static ICIC schemes.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권9호
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• pp.783-790
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• 2016

향후 이동통신망에서 주파수 부족이 중요한 문제가 되고 있어 광대역의 주파수를 확보할 수 있는 30 GHz에서 300 GHz 대역의 밀리미터파(mmWave) 통신이 수 기가비트 서비스를 제공하기 위한 5G 백홀(backhaul) 통신망의 중요한 일부로서 제안되고 있다. 이에 WRC-19 의제 1.13에서는 24.25~86 GHz 범위에서의 IMT 용 주파수 결정을 추진하고 있으며, 통신용량을 증가시키기 위해 세계적으로 펨토셀(femtocell)과 같은 소형 셀과 이종망을 구축해 나가는 시점에서 광대역 이동통신서비스 제공을 위한 밀리미터파 주파수 개발이 중요시 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 FCC의 밀리미터파 스펙트럼의 분배 현황, 전파특성, 최소 경로길이 기준 및 간섭분석 결과를 정리하여 국내의 5G 백홀 링크를 위한 밀리미터파의 효율적 이용방안을 제시한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.25-32
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• 2017

In this paper we propose a resource management method which enables to guarantee the quality of experience (QoE) for handover in the overlaid macro-femtocell networks. How to cope with the resource demand of handover calls is necessary to efficiently support the movement of mobile terminals, the QoE degradation or the load control. We attempt to satisfy the QoE requirements of users and maximize the capacity of the system at the same time. In order to achieve this goal, this scheme divides the shared resources into two part for the movement of MT and QoE degradation, and allocates those resources with the competition between four types of handovers. Simulation results show that our scheme provides better performances than the conventional one with respect to the outage probability, data transmission throughput.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.73-79
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• 2016

This paper proposes a novel resource allocation scheme which enables to guarantee the quality of experience (QoE) for handovers from femtocell to macrocell and vice versa, and between femtocells in the overlaid macro-femto networks. The proposed scheme guarantees QoE to a certain extent during handover by utilizing a fixed amount of radio resource reserved in advance for the dedicated use to support QoE. We take both the type of the handover and the temporal sensitiveness characteristics of user services into consideration in order to support QoE. Performance of our scheme is analyzed by simulation with respect to the outage probability and total throughput.