• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권8호
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• pp.2590-2606
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• 2014

A problem related to deployment of femtocells is how to manage access of users to radio resources. On one hand, all resources of the femtocell can be reserved for users belonging to a closed subscriber group (CSG), which is a set of users defined by a femtocell subscriber. This approach, known as closed access, however, increases interference to users not included in the CSG as those users do not have a permission to access this femtocell. Contrary, resources can be shared by all users with no priority in an open access mode. In this case, the femtocell subscriber shares radio as well as backhaul resources with all other users. Thus, throughput and quality of service of the subscriber and the CSG users can be deteriorated. To satisfy both the CSG as well as non-CSG users, a hybrid access is seen as a compromise. In this paper, we propose a new approach for sharing radio resources among all users. As in common cases, the CSG users have a priority for usage of a part of resources while rest of the resources is shared by all users proportionally to their requirements. As the simulation results show, the proposed resource sharing scheme significantly improves throughput of the CSG users and their satisfaction with granted bitrates. At the same time, throughput and satisfaction of the non-CSG users is still guaranteed roughly at the same level as if conventional sharing schemes are applied.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제1권1호
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• pp.19-26
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• 2012

The deployment of mobile femtocellular networks can enhance the service quality for the users inside the vehicles. The deployment of mobile femtocells generates a lot of handover calls. Also, numbers of group handover scenarios are found in mobile femtocellular network deployment. The ability to seamlessly switch between the femtocells and the macrocell networks is a key concern for femtocell network deployment. However, until now there is no effective and complete handover scheme for the mobile femtocell network deployment. Also handover between the backhaul networks is a major concern for the mobile femtocellular network deployment. In this paper, we propose handover control between the access networks for the individual handover cases. Call flows for the handover between the backhaul networks of the macrocell-to-macrocell case are proposed in this paper. We also propose the link switching for the FSO based backhaul networks. The proposed resource allocation scheme ensures the negligible handover call dropping probability as well as higher bandwidth utilization.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권10호
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• pp.865-873
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• 2013

본 논문에서는 펨토셀을 채택한 셀룰러 통신망에서 매크로셀 사용자를 보호하기 위한 새로운 분산식 펨토셀 전송전력 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법에서, 인근의 펨토셀로부터 심한 간섭을 받는 매크로셀 사용자는 그 사실을 매크로셀 기지국을 통해 해당 펨토셀 기지국에게 알린다. 펨토셀 기지국은 전송전력을 감소시켜 매크로셀 사용자를 보호한다. 제안된 기법은 매크로셀 기지국, 매크로셀 사용자 및 펨토셀 기지국 간에 교환해야 할 제어 정보가 많지 않고, 펨토셀 기지국의 계산량이 적어서 구현이 용이한 장점을 가진다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안된 기법은 그 단순함에도 불구하고 최소한의 펨토셀 사용자의 성능 열화를 대가로 탁월한 매크로셀 성능 향상을 달성한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권1호
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• pp.62-64
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• 2014

본 논문에서는 이종망 환경에서 펨토셀에 전력제어를 적용하면서도 매크로셀 단말이 받는 간섭의 영향을 완화하도록 펨토셀에 ABSF(Almost Blank Subframes)를 추가적으로 적용하는 경우의 성능을 분석하였다. 모의실험을 통해 제안하는 방법으로 펨토셀의 용량 증대 등 설치 목적은 달성하면서도 매크로셀 단말에 미치는 간섭의 영향을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다. 단, 전체 네트워크의 용량은 가능한 최대 용량에 비해 소폭 감소하였다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권1호
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• pp.44-57
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• 2013

본 논문에서는 co-channel deployment 방식을 사용하는 closed access 펨토셀 주변에서 마크로셀 단말의 동기소실 문제를 해결하고 펨토셀의 전력 누수 때문에 발생하는 셀 탐색을 줄이기 위하여 CS(Common Signal)을 사용한 펨토셀 탐색 기법을 제안한다. CS는 특정 마크로셀 내의 펨토셀들이 같은 시간에 공통으로 전송하는 신호로, 펨토셀이 CS를 송신할 경우 마크로셀 내에서 마크로셀 기지국의 CINR(Carrier to Interference Noise and Ratio) 값이 크게 유지되어 closed access 펨토셀 주변에서 마크로셀 단말이 동기를 유지할 수 있다. 또한, CS는 단말이 CS를 사용하여 측정한 CSCINR(Common Signal Carrier to Interference Noise and Ratio) 값을 이용하여 펨토셀 존재 여부를 판단할 수 있도록 설계되므로, 마크로셀 단말은 마크로셀 기지국에 동기를 유지하면서 펨토셀 존재여부를 판단할 수 있다. 그리고 제안된 방식에서는 옥외에서 이동 중인 단말이 자신의 이동성을 이용하여 펨토셀 탐색 여부를 판단함으로써 단말의 펨토셀 탐색 빈도를 줄인다. 따라서 펨토셀 탐색에 대한 부담을 줄이고, 이에 대한 부가적 이득으로 핸드오버 시도의 빈도 감소를 기대할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권6호
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• pp.664-677
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• 2011

In order to control interference and improve spectrum efficiency in the femtocell and macrocell overlaid system (FMOS), we propose a joint frequency bandwidth dynamic division, clustering and power control algorithm (JFCPA) for orthogonal-frequency-division-multiple access-based downlink FMOS. The overall system bandwidth is divided into three bands, and the macro-cellular coverage is divided into two areas according to the intensity of the interference from the macro base station to the femtocells, which are dynamically determined by using the JFCPA. A cluster is taken as the unit for frequency reuse among femtocells. We map the problem of clustering to the MAX k-CUT problem with the aim of eliminating the inter-femtocell collision interference, which is solved by a graph-based heuristic algorithm. Frequency bandwidth sharing or splitting between the femtocell tier and the macrocell tier is determined by a step-migration-algorithm-based power control. Simulations conducted to demonstrate the effectiveness of our proposed algorithm showed the frequency-reuse probability of the FMOS reuse band above 97.6% and at least 70% of the frequency bandwidth available for the macrocell tier, which means that the co-tier and the cross-tier interference were effectively controlled. Thus, high spectrum efficiency was achieved. The simulation results also clarified that the planning of frequency resource allocation in FMOS should take into account both the spatial density of femtocells and the interference suffered by them. Statistical results from our simulations also provide guidelines for actual FMOS planning.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.350-359
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• 2010

본 논문에서는 OFDMA를 이용하는 dedicated channel 펨토셀 시스템에서 각 펨토셀이 사용할 subchannel을 할당하는 방법에 대하여 연구한다. 본 subchannel 할당 기법은 가장 적은 수의 subchannel을 할당받는 펨토셀의 subchannel 수를 최대화 하면서 시스템 내의 펨토셀들이 사용하는 subchannel 수의 합을 최대화하는 것을 목표로 한다. 제안된 알고리즘은 interference graph 생성, 컬러링 수행, 각 컬러별 subchannel 연결의 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 펨토셀 시스템을 각 펨토셀을 node로, 서로 간섭을 겪는 펨토셀들을 edge로 한 interference graph로 모델링 한다. 이후 interfrence graph에 graph theory의 컬러링 기법을 이용하여 각 펨토셀에 컬러를 할당하고, 각 컬러에 subchannel들을 매핑하여, 각 펨토셀에 subchannel을 할당한다. 마지막으로 본 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 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.