스마트폰 보급률 증가로 인해 셀룰러망(Cellular Networks)애서 모바일 데이터 트래픽이 급격하게 증가하는 추세이고 이로 인해 망 부하 증가 문제가 심각해지고 있다. 망 부하를 줄이기 위한 방법으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 등 표준화 단체에서는 차세대 망인 HetNets(Heterogeneous fetworks) 개념을 도입하였다. HetNets에서는 기존 매크로셀(Macrocell) 영역에 펨토셀(Femtocell) 또는 마이크로셀(Microcell)과 같은 스몰셀(Smallcell)들의 서비스 영역이 중첩되어 동작하여 스몰셀의 의한 부하 분산이 가능하다. 효과적인 HetNets 동작을 위해서, 본 논문에서는 매크로셀과 펨토셀 간 동일 채널 간섭 문제를 고려한 주파수 할당을 위해 무선 인지 기술을 활용한 펨토셀이 가용 주파수 자원을 동적으로 확보하는 방법을 제안한다. 또한 단말 간 직접(Device-to-Device, D2D) 통신 기술을 이용한 협력 통신을 통해 매크로 사용자가 펨토 사용자를 거쳐 펨토 기지국에 접속하는 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 협력 통신 방법을 적용하면 기존 방법에 비해 매크로셀과 펨토셀의 상향 링크 용량이 향상됨을 확인한다.
Mobile data traffic has been rapidly growing up by the wide spread of smart phones and tablet Pes. Since conventional macrocells may not handle the growth of data traffic load, new technology which can afford large amount of data traffic such as heterogeneous networks (HetNets) by 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is highly required. In HetNets, smallcells such as femtocells and microcells can coexist and operate along with conventional macrocells for load balancing. In this paper, we introduce dynamic radio resource allocation for femtocells using cognitive radio technology, which can take care of co-channel interference among femtocells and a macrocell. We also propose a cooperation mechanism using Device-to-Device (D2D) communications technology, which enables macro users to access to the adjacent femto base station (FBS) with the help of a femto user. Simulation results show that the uplink capacity of a macrocell and femtocells is improved when the proposed cooperation mechanism is properly adopted, compared to the case without cooperation.
