본 논문에서는 device-to-device (D2D) 시스템이 M 개의 셀룰러 단말기들과 상향 링크의 주파수 자원을 공유할 때 셀룰러 단말기들에 의한 간섭과 D2D 통신 단말기 쌍의 신호의 파워 비에 따른 outage 확률을 분석한다. 이 때, D2D 통신 전송기의 최대 전송 파워는 셀룰러 네트워크에 어떠한 해로운 간섭도 발생하지 않게 하기 위해서 엄격하게 제한된다. 수학적 모델에 의해 D2D 통신 수신기의 outage 확률은 셀룰러 사용자 단말기들에 의해 발생하는 간섭 대 선호 비 및 셀룰러 사용자 단말기의 개수, M에 의한 함수로 표현된다. 또한, 셀룰러 사용자 단말기들에 의해 발생하는 간섭 대 신호 비는 D2D 통신 단말기 쌍, 셀룰러 사용자 단말기들, 및 기지국과의 거리의 함수로 표현된다. 얻어진 outage 확률을 이용해서, D2D 통신 시스템의 신뢰성을 쉽게 평가할 수 있다. 또한, 분석의 타당성을 입증하기 위해 모의실험들을 제공한다.
단말 간 직접통신(D2D: Device-to-Device) 기술은 지리적으로 근접한 단말들이 네트워크 인프라를 거치지 않고 직접적으로 통신하는 기술이다. 특히 셀룰러 네트워크에서는 D2D 통신이 셀룰러 자원을 공간적으로 재사용함으로써 주파수 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 셀룰러 단말의 채널 시변성 및 그에 따른 자원 할당 변화로 인해 셀룰러 자원을 재사용하는 D2D 단말의 채널 품질을 지속적으로 유지할 수 없고, 셀룰러 단말 또한 간섭에 의해 성능이 열화될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 D2D 링크가 셀룰러 네트워크의 상향링크 자원을 재사용하는 상황에서 셀룰러 단말의 채널 변화로 인한 D2D 통신 링크의 성능 열화를 완화하는 방안으로 비면허 대역 주파수 자원을 D2D 통신에 보조적으로 활용하는 기술을 제안한다. 모의실험을 통해 제안한 기술의 효용성을 검증한다.
Local device-to-device (D2D) communication between two smart mobile devices is becoming increasingly popular. The first key step in starting a D2D communication is to discover and identify the remote target device to establish a link. However, existing device discovery mechanisms either require users to explicitly identify the ID of the target device or rely on inaccurate beamforming technology. This paper presents two novel device identification algorithms using a variety of embedded sensors. The algorithms only require that users to point two devices towards each other. This paper describes the algorithms, analyzes their accuracy using analytical models, and verifies the results using simulations.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권7호
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pp.3431-3445
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2017
Due to the advantages of low transmit power consumption, high spectral efficiency and extended system coverage, Device-to-Device (D2D) communication has drawn explosive attention in wireless communication field. Considering that intra-cell interference caused between cellular signals and D2D signals, in this paper, a network coding-based D2D relay cooperative transmission algorithm is proposed. Under D2D single-hop relay transmission mode, cellular interfering signals can be regarded as useful signals to code with D2D signals at D2D relay node. Using cellular interfering signals and network coded signals, D2D receiver restores the D2D signals to achieve the effect of interference suppression. Theoretical analysis shows that, compared with Amplify-and-forward (AF) mode and Decode-and-forward (DF) mode, the proposed algorithm can dramatically increase the link achievable rate. Furthermore, simulation experiment verifies that by employing the proposed algorithm, the interference signals in D2D communication can be eliminated effectively, and meanwhile the symbol error rate (SER) performance can be improved.
BACKGROUND: Two-dimensional (2D) transesophageal echocardiography (TEE) is commonly used for assessing patients undergoing transcatheter atrial septal defect (ASD) device closure. 3D TEE, albeit providing high resolution en-face images of ASD, is used in only a fraction of cases. We aimed to perform a comparative analysis between 3D and 2D TEE assessment for ASD device planning. METHODS: This was a prospective, observational study conducted over a period of one year. Patients deemed suitable for device closure underwent 2D and 3D TEE at baseline. Defect characteristics, assessed separately in both modalities, were compared. Using regression analysis, we aimed to derive an equation for predicting device size using 3D TEE parameters. RESULTS: Thirty patients were included in the study, majority being females (83%). The mean age of the study population was 40.5 ± 12.05 years. Chest pain, dyspnea and palpitations were the common presenting complaints. All patients had suitable rims on 2D TEE. A good agreement was noted between 2D and 3D TEE for measured ASD diameters. 3D TEE showed that majority of defects were circular in shape (60%). The final device size used had high degree of correlation with 3D defect area and circumference. An equation was devised to predict device size using 3D defect area and circumference. The mean device size obtained from the equation was similar to the actual device size used in the study population (p = 0.31). CONCLUSIONS: Device sizing based on 3D TEE parameters alone is equally effective for transcatheter ASD closure as compared to 2D TEE.
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.
셀룰러 인프라 구조에 기반하여 셀룰러 스펙트럼을 공유하여 사용하는 D2D (Device-to-Device) 통신은 몇 가지 장점이 있지만, 셀룰러 네트워크 사용자와 동일한 자원을 사용하므로 간섭이 생기는 큰 문제점이 있다. 특히, 다중 셀에서 셀 경계 D2D 사용자와 셀룰러 사용자 간의 간섭 문제는 셀의 중심부에서보다 훨씬 강도가 높게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 인접한 셀들의 중심에 위치한 SRN (Shared Relay Node)이 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 발생하는 간섭을 효율적으로 관리하는 새로운 방식을 제안한다. 제안하는 SRN은 기존 Type II 릴레이와 같이 데이터 재전송 역할을 수행할 뿐만 아니라, 추가적으로 간섭 관리를 위한 기능을 수행하기 때문에 몇 가지 기능이 새롭게 정의된다. 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 간섭 관리를 위한 구체적인 방법으로 본 논문에서는 셀 경계영역 사용자들의 간섭 회피를 위한 SRN 기반 자원할당 방법을 제안하고 이들의 성능을 모의실험을 통해 검증하였다.
In this paper, we investigate an interference mitigation scheme by antenna selection in device-to-device (D2D) communication underlaying downlink cellular networks. We first present the closed-form expression of the system achievable rate and its asymptotic behaviors at high signal-to-noise ratio (SNR) and the large antenna number scenarios. It is shown that the high SNR approximation increases with more antennas and higher ratio between the transmit SNR at the base station (BS) and the D2D transmitter. In addition, a tight approximation is derived for the rate and we reveal two thresholds for both the distance of the D2D link and the transmit SNR at the BS above which the underlaid D2D communication will degrade the system rate. We then particularize on the small cell setting where all users are closely located. In the small cell scenario, we show that the relationship between the distance of the D2D transmitting link and that of the D2D interfering link to the cellular user determines whether the D2D communication can enhance the system achievable rate. Numerical results are provided to verify these results.
최근 스마트 단말의 보급으로 데이터 트래픽에 대한 수요가 급증하고 있어 한정된 자원을 가진 기지국이 수용하기에는 많은 어려움이 따른다. 이러한 해결책으로 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 단말들이 서로간에 기지국을 거치지 않고 디바이스간 직접적인 통신(D2D, Device-to-Device)을 통해 기지국의 과부하를 줄이고 주파수 부족 현상을 완화시킬 수 있는 방안이 제안되고 있다. 하지만 LTE-Advanced 시스템 내에서 셀룰러 링크와 무선 자원을 공유하는 D2D 링크는 자신이 속한 셀룰러 네트워크에 심각한 간섭을 줄 가능성이 높기 때문에 간섭을 제거하거나 완화시킬 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 셀룰러 링크와 D2D 링크가 자신의 간섭을 최소화하는 SFR(Soft Frequency Reuse) 기반 자원할당과 전송전력 조절 방법을 제안한다. 제안된 방법의 성능검증을 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 결과를 통하여 신호대 잡음비(SINR, Signal to Noise Ratio)와 시스템 평균 전송량(Throughput)에서 성능 이득을 가짐을 보였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권4호
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pp.1415-1435
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2018
Resource allocation in device-to-device (D2D) aided cellular systems, in which the proximity users are allowed to communicate directly with each other without relying on the intervention of base stations (BSs), is investigated in this paper. A new uplink resource allocation policy is proposed by exploiting the relationship between D2D-access probability and channel gain among variant devices, such as cellular user equipments (CUEs), D2D user equipments (DUEs) and BSs, etc., under the constraints of their minimum signal to interference-plus-noise ratio (SINR) requirements. Furthermore, the proposed resource-allocation problem can be formulated as the cost function of "maximizing the number of simultaneously activated D2D pairs subject to the SINR constraints at both CUEs and DUEs". Numerical results relying on system-level simulations show that the proposed scheme is capable of substantially improving both the D2D-access probability and the network throughput without sacrificing the performance of conventional CUEs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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