Abstract
We investigate the optimal resource and power allocation for device-to-device (D2D) communications in a multicell environment. When D2D links reuse the cellular radio resources, each D2D user will interfere with a cellular link and other D2D links, in its own cell as well as in adjacent cells. Under such situation, we propose a coordinated resource allocation scheme that can handle the intercell interferences as well as the intracell interference. For a given resource allocation, we also formulate a power optimization problem and present an algorithm for finding the optimal solution. The resource and power allocation algorithms are designed to maximize the achievable rate of the D2D link, while limiting the generated interference to the cellular link. The performance of the proposed algorithms is evaluated through simulations in a multicell environment. Numerical results are presented to verify the coordination gain in the resource and power allocation.
본 논문에서는 다중 셀 셀룰러 네트워크에서 단말 간 직접 통신(Device-to-Device: D2D)의 성능을 최대화하기 위한 최적 자원 및 전력 할당 알고리즘을 제안한다. 셀룰러 단말과 D2D 단말이 통신 자원을 공유하는 상황에서 필연적으로 D2D 단말은 자신이 속한 셀뿐만 아니라 인접한 셀의 D2D 단말과 셀룰러 단말로부터 간섭을 받게 된다. 이러한 환경에서 셀 내의 간섭과 인접 셀의 간섭을 고려한 인집 기지국간의 협력적 D2D 자원 할당 방법을 제안한다. 또한 자원 할당이 이루어진 후 D2D 단말의 최적 전력 할당 문제를 제시하고 최적해를 찾는 알고리즘을 제시한다. 제안하는 D2D 자원 및 전력 할당 알고리즘은 셀룰러 단말의 성능을 보장하기 위해 D2D 단말의 송신전력 제약 조건을 갖는 상황에서 셀룰러 단말로부터의 간섭과 인접 셀 D2D 단말로부터의 간섭을 고려하여 D2D 단말이 얻을 수 있는 전송률을 최대화시킬 수 있다. 다중 셀 환경에서의 모의실험을 통하여 제안한 자원 및 전력 할당 알고리즘의 성능을 검증하고 기존의 비협력적 자원 할당 방식과 비교하여 제안한 협력적 자원 할당 방식의 성능 이득을 확인한다.
