• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.454-458
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• 2008

This article describes an interference reduction scheme for Mobile WiMAX in an indoor environment. The feasibility of user deployed femtocells in the same frequency channel as an existing macro cell network is investigated. One of the important requirements for co-channel operation of femtocells such as auto-configuration and self optimization are discussed. In femtocell deployments, leakage of the pilot signal to the outside of a house can result of the higher number of mobility events caused by passing user of macrocell. This interference effect can be minimized by reducing the pilot power using proper scheme. This paper introduces existing auto-configuration method of power control and proposed interference reduction scheme using power control for Mobile WiMAX in an indoor environment.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2153-2169
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• 2012

Femtocells provide high quality indoor communications with low transmit power. However, when femtocells are applied in cellular systems, a co-channel interference problem between macrocells and femtocells occurs because femtocells use the same spectrum as do the macrocells. To solve the co-channel interference problem, a previous study suggested a resource allocation scheme in LTE cellular systems using FFR. However, this conventional resource allocation scheme still has interference problems between macrocells and femtocells near the boundary of the sub-areas. In this paper, we define an optimization problem for resource allocation to femtocells and propose a femtocell resource allocation scheme to solve the optimization problem and the interference problems of the conventional scheme. The evaluation of the proposed scheme is conducted by System Level Simulation while varying the simulation environments. The simulation results show that the proposed scheme is superior to the conventional scheme and that it improves the overall performance of cellular systems.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1514-1531
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• 2014

Femtocell provides better coverage and higher spectrum efficiency in areas rarely covered by macrocells. However, serious two-tier interference emerging from randomly deploying femtocells may create dead zones where the service is unavailable for macro-users. In this paper, we present adopting cognitive radio spectrum overlay to avoid intra-tier interference and incorporating spectrum underlay and overlay to coordinate cross-tier interference. It is a novel centralized control strategy appropriate for both uplink and downlink transmission. We introduce the application of proper spectrum sharing strategy plus optimal power allocation to address the issue of OFDM-based femtocells interference-limited downlink transmission, along with, a low-complexity suboptimal solution proposed. Simulation results illustrate the proposed optimal scheme achieves the highest transmission rate on successfully avoiding two-tier interference, and outperforms the traditional spectrum underlay or spectrum overlay, via maximizing the opportunity to transmit. Moreover, the strength of our proposed schemes is further demonstrated by comparison with previous classic power allocation methods, in terms of transmission rate, computational complexity and signal peak-to-average power ratio.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제34권2호
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• pp.159-167
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• 2012

In this paper, a new distributed resource allocation algorithm is proposed to alleviate the cross-tier interference for orthogonal frequency division multiplexing access macrocell and femtocell overlay. Specifically, the resource allocation problem is modeled as a non-cooperative game. Based on game theory, we propose an iterative algorithm between subchannel and power allocation called distributed resource allocation which requires no coordination among the two-hierarchy networks. Finally, a macrocell link quality protection process is proposed to guarantee the macrocell UE's quality of service to avoid severe cross-tier interference from femtocells. Simulation results show that the proposed algorithm can achieve remarkable performance gains as compared to the pure waterfilling algorithm.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권4호
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• pp.329-339
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• 2022

Small cells, particularly femtocells, are regarded a promising solution for limited resources required to handle the increasing data demand. They usually boost wireless network capacity. While widespread usage of femtocells increases network gain, it also raises several challenges. Interference is one of such concerns. Interference management is also seen as a main obstacle in the adoption of two-tier networks. For example, placing femtocells in a traditional macrocell's geographic area. Interference comes in two forms: cross-tier and co-tier. There have been previous studies conducted on the topic of interference management. This study investigates the principle of categorization of interference management systems. Many methods exist in the literature to reduce or eliminate the impacts of co-tier, cross-tier, or a combination of the two forms of interference. Following are some of the ways provided to manage interference: FFR, Cognitive Femtocell and Cooperative Resource Scheduling, Beamforming Strategy, Transmission Power Control, and Clustering/Graph-Based. Approaches, which were proposed to solve the interference problem, had been presented for each category in this work.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권6호
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• pp.136-150
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• 2010

최근 많은 실내 사용자들이 증가함에 따라 실내에서의 취약한 통화 품질의 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 셀 소형화 기법이 제시되고 있고, 셀 소형화 기법 중 펨토셀(Femtocell)은 저렴한 설치 비용 대비 고성능의 통화 품질을 제공하기 때문에 문제 해결을 위한 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 펨토셀은 사용자에 의해 직접 설치되어 다른 사용자에 대한 간섭을 고려하기 힘들기 때문에, 자기 스스로 주변의 간섭을 고려하여 전력을 설정하여야 한다. 만약 펨토셀 전력이 크게 설정되면 매크로셀 시스템에 간섭으로 작용할 것이며, 반대로 펨토셀 전력이 작게 설정되면 펨토셀 사용자의 수신 성능은 나빠지게 될 것이다. 그러므로 펨토셀 기지국은 매크로셀과 펨토셀 시스템 사이에서 발생하는 trade-off 관계를 잘 고려하여 다른 시스템의 사용자에게는 간섭을 최소화 시키고, 자신의 시스템에 속해있는 사용자에게는 최대의 신호를 송신하여 좋은 성능을 갖도록 하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 trade-off 관계로 인한 문제점을 해결하기 위해 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)을 이용하여 최적의 펨토셀 전력을 설정한다. 또한 가중치합(Weighted Sum Approach) 기법을 통해 시스템 목적에 따라 다른 가중치를 부여하여 여러 가지 목적에 부합하는 시스템 성능을 갖도록 한다. 컴퓨터 시뮬레이션 수행을 통해 기존의 전력 설정 방식과 제안하는 가중치 합 유전자 알고리즘 기반 펨토셀 전력 설정 방식의 성능을 비교하였으며, 그 결과 제안한 알고리즘의 전력 설정 방식이 사용자에게 더 좋은 SINR(Signal to Noise Interference Ratio)과 많은 채널 용량을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권9호
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• pp.762-771
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• 2012

본 논문은 펨토셀 환경에서 시스템 용량 향상 및 호손율 감소를 위해 펨토 기지국이 자기 최적화 기법을 이용하여 채널별 전송전력을 적응적으로 제어하는 방법을 제안한다. 펨토셀 관련 국제표준에서는 요구사항으로 펨토셀 밀집 배치에 따라 성능 열화가 없어야 한다는 점을 들고 있다. 제안방식에서는 각 펨토 기지국이 펨토 게이트웨이를 통해 전달받은 이웃 기지국의 채널별 전송전력 정보와 주기적 스펙트럼 감지를 통해 측정한 이웃 펨토셀로부터의 채널별 수신 전력을 바탕으로 자신의 채널별 전송전력을 결정하게 된다. 또한 각 채널별로 펨토 사용자 단말(Femto Mobile Station: FMS)의 이동에 따라 적응적으로 전송전력을 제어함으로써, 핸드오버 감소 및 펨토셀 간 균등한 서비스 기회를 가지도록 한다. 이를 통해 펨토셀 밀집 배치에 따른 성능 열화를 방지할 뿐만 아니라, 펨토셀이 밀집할수록 시스템 용량이 향상되고 호손율이 낮아지는 효과를 얻을 수 있다. 또한 채널별 전송전력을 독립적으로 제어함으로써 커버리지 홀을 줄일 수 있으며, 시스템 내에 존재하는 펨토셀의 개수와 상관없이 항상 일정 수준 이상의 커버리지와 호손율을 유지할 수 있다. 컴퓨터 모의실험을 통해 시스템 용량과 호손율 측면에서 기존 방식과 비교 분석하였으며 그 결과 제안한 방식이 기존 방식보다 우수함을 볼 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1B호
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• pp.21-28
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• 2011

본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반의 펨토셀 환경에서 이동단말이 매크로셀에서 펨토셀로 핸드오버를 수행할 때 발생하는 긴 스캐닝 지연 시간과 큰 배터리 소요를 줄이고자 한다. IEEE 802.16e 시스템에서는 이동단말이 핸드오버를 수행할 때 인접한 기지국들을 스캐닝 해서 적절한 후보 기지국들을 선정하는데, 펨토셀이 도입되면 인접한 펨토셀의 수만큼 추가적으로 스캐닝 동작을 수행하여야 한다. 따라서 이동단말의 스캐닝 지연 시간 몇 배터리 소모가 증가하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 삼각 측위법과 펨토셀의 모니터링 메커니즘을 이용하여 이동단말의 위치로부터 가장 근접한 하나의 펨토셀을 찾는 방안을 제안한다. 이동단말은 선정된 하나의 펨토셀에 대해서만 스캐닝 동작을 수행하기 때문에 스캐닝 지연 시간 및 배터리 소모를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제 안 방안으로 동작할 경우 실제 이동단말의 위치에서 가장 근접한 펨토셀을 찾을 수 있는 확률이 높음을 확인하였으며 스캐닝 대상 펨토셀을 줄임으로써 기존 방안보다 스캐닝 지연 시간이 현저히 줄어들었음을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제40권3호
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• pp.318-329
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• 2018

Femtocell (FC) technology envisaged as a cost-effective approach to attain better indoor coverage of mobile voice and data service. Deployment of FCs over macrocell forms a heterogeneous network. In urban areas, the key factor limits the successful deployment of FCs is inter-cell interference (ICI), which severely affects the performance of victim users. Autonomous FC transmission power setting is one straightforward way for coordinating ICI in the downlink. Application of intelligent control using soft computing techniques has not yet explored well for wireless networks. In this work, autonomous FC transmission power setting strategy using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System is proposed. The main advantage of the proposed method is zero signaling overhead, reduced computational complexity and bare minimum delay in performing power setting of FC base station because only the periodic channel measurement reports fed back by the user equipment are needed. System level simulation results validate the effectiveness of the proposed method by providing much better throughput, even under high interference activation scenario and cell edge users can be prevented from going outage.