KR101998221B1 - Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof - Google Patents

Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101998221B1
KR101998221B1 KR1020170169076A KR20170169076A KR101998221B1 KR 101998221 B1 KR101998221 B1 KR 101998221B1 KR 1020170169076 A KR1020170169076 A KR 1020170169076A KR 20170169076 A KR20170169076 A KR 20170169076A KR 101998221 B1 KR101998221 B1 KR 101998221B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
cluster
cellular
transmission power
calculated
Prior art date
Application number
KR1020170169076A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190068867A (en
Inventor
이정우
김종호
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020170169076A priority Critical patent/KR101998221B1/en
Publication of KR20190068867A publication Critical patent/KR20190068867A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101998221B1 publication Critical patent/KR101998221B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/51Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties
    • H04W72/048
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/28TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission
    • H04W52/283Power depending on the position of the mobile
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법은, 하나의 기지국에 의해 커버되는 셀내에 적어도 하나 이상의 셀룰러 단말과 적어도 하나 이상의 D2D 클러스터가 존재하고, 각 D2D 클러스터에 하나의 송신단말과 복수의 수신단말이 위치하는 시스템에서 각 D2D 클러스터에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 상기 기지국은 셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 획득하는 단계, 상기 기지국은 상기 위치정보와 기 설정된 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하는 단계, 상기 기지국은 상기 산출된 송신전력을 이용하여 해당 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계, 상기 기지국은 상기 산출된 아웃티지 확률을 이용하여 모든 D2D 클러스터의 처리량 합이 최대가 되는 채널을 할당하는 단계를 포함한다. A resource allocation method and apparatus for multi-D2D cluster multicast communication are disclosed. A method for allocating resources for multiple D2D cluster multicast communication according to an embodiment of the present invention is a method for allocating at least one cellular terminal and at least one D2D cluster in a cell covered by one base station, A method for allocating resources to D2D clusters in a system in which a transmitting terminal and a plurality of receiving terminals are located, the method comprising the steps of: acquiring location information of a cellular terminal and a transmitting terminal located in a cell, Calculating an outage probability of a corresponding D2D cluster using the calculated transmission power, calculating a transmission power of a transmitting terminal by using a predetermined out-of-cell probability and an outage probability, The sum of throughputs of all D2D clusters is calculated using the calculated outage probability And allocating a channel to be maximized.

Description

다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치{Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resource allocation method for multiple D2D cluster multicast communication,

본 발명은 다중 D2D(Device to Device) 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 기지국에 의해 커버되는 셀내의 셀룰러 단말과 다중 D2D 클러스터에 위치하는 송신단말의 위치를 이용하여 자원을 할당하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a resource allocation method and apparatus for multi-D2D (Multi-D2D) cluster multicast communication, and more particularly, to a method and apparatus for allocating resources for a multi- The present invention relates to a resource allocation method and apparatus for multiple D2D cluster multicast communication.

스마트폰과 패드형 모바일 단말기의 보급 확대 및 모바일 단말기를 이용한 다양한 서비스 요구가 생겨남에 따라, 기지국, 중계기 등의 네트워크 인프라를 경유하지 않고 단말기 간에 데이터를 직접 전송할 수 있는 D2D(Device to Device) 통신이 부각되고 있다.D2D (Device to Device) communication, which can directly transmit data between terminals without passing through network infrastructure such as base stations and repeaters, has been developed with the spread of smart phones and pad type mobile terminals and various service demands using mobile terminals Has been highlighted.

D2D 통신이 가능한 네트워크에서는 기존의 셀룰러 방식으로 기지국 경유 통신 방식의 단말기와 D2D 통신 단말기가 같은 주파수 자원을 공유하여 공존하게 된다.In a network capable of D2D communication, a terminal of a base station-based communication system and a D2D communication terminal share the same frequency resource and coexist in a conventional cellular system.

이로 인해 D2D 단말기와 셀룰러 단말기 상호 간에 간섭이 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 D2D 통신에서는 셀룰러 망에 간섭의 세기가 허용되는 범위 안에서 송신 전력 및 주파수 등의 자원 할당을 적절하게 하는 것이 중요한 핵심이다.Therefore, interference between D2D terminals and cellular terminals may occur. In order to solve this problem, it is important to appropriately allocate resources such as transmission power and frequency within a range where interference intensity is allowed in a cellular network in D2D communication.

그러나, 종래에는 기지국이 자신이 커버하는 셀내에 위치하는 모든 셀룰러 단말, D2D 송신단말, D2D 수신단말의 위치정보를 알아야 자원을 할당(Channel Allocation using Full Information of Device Locations(CA-FIL))함으로써, 오버헤드가 많이 생기는 문제가 있다. CA-FIL의 경우, D2D 송신단말이 데이터를 멀티캐스팅하는 D2D 수신단말의 수가 증가하면 오버헤드도 증가하게 되는 단점이 있다. However, conventionally, the base station allocates resources (Channel Allocation using Full Information of Device Locations (CA-FIL)) by knowing location information of all the cellular terminals, D2D transmitting terminals, and D2D receiving terminals located in the cell covered by the base station, There is a problem that overhead is generated a lot. In case of CA-FIL, overhead is also increased when the number of D2D receiving terminals multicasting data by the D2D transmitting end increases.

따라서, 기지국이 다중 D2D 클러스터에 자원 할당 시 오버헤드를 줄일 수 기술의 개발이 요구되고 있다. Therefore, it is required to develop a technique that can reduce the overhead in allocating resources to multiple D2D clusters.

이에 관련하여, 발명의 명칭이 " D2D 통신을 위한 동적 클러스터 기반의 자원 할당 방법"인 한국등록특허 제10-1672632호가 존재한다.In this regard, Korean Patent Registration No. 10-1672632 entitled " Dynamic Cluster-Based Resource Allocation Method for D2D Communication "exists.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 하나의 기지국에 의해 커버되는 셀내의 셀룰러 단말과 다중 D2D 클러스터에 위치하는 송신단말의 위치를 이용하여 자원을 할당하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다. The present invention is directed to a resource allocation method for multiple D2D cluster multicast communication in which resources are allocated using a location of a cellular terminal in a cell covered by one base station and a transmitting terminal located in a multiple D2D cluster, And to provide such a device.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 D2D 클러스터의 유효 처리량(effective throughput, ET)의 합을 최대화할 수 있도록 주파수 자원을 할당하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a resource allocation method and apparatus for multiple D2D cluster multicast communication in which frequency resources are allocated so as to maximize the effective throughput (ET) of a D2D cluster will be.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법은, 하나의 기지국에 의해 커버되는 셀내에 적어도 하나 이상의 셀룰러 단말과 적어도 하나 이상의 D2D 클러스터가 존재하고, 각 D2D 클러스터에 하나의 송신단말과 복수의 수신단말이 위치하는 시스템에서 각 D2D 클러스터에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 상기 기지국은 셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 획득하는 단계, 상기 기지국은 상기 위치정보와 기 설정된 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하는 단계, 상기 기지국은 상기 산출된 송신전력을 이용하여 해당 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계, 상기 기지국은 상기 산출된 아웃티지 확률을 이용하여 각 D2D 클러스터에 채널을 할당하는 단계를 포함하되, 상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률은, 상기 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리 및 상기 송신단말의 송신전력을 이용하여 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 산출될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for allocating resources for multiple D2D cluster multicast communication according to an exemplary embodiment of the present invention, including: providing at least one cell terminal and at least one D2D cluster in a cell covered by one base station A method for allocating resources to D2D clusters in a system in which a transmitting terminal and a plurality of receiving terminals are located in each D2D cluster, the method comprising the steps of: acquiring location information of a cellular terminal and a transmitting terminal located in a cell; , The base station calculates a transmission power of a transmitting terminal using the location information and a predetermined out-of-cellular probability, and the base station calculates an outage probability of the corresponding D2D cluster using the calculated transmission power And the base station uses the calculated outage probability And allocating a channel to each D2D cluster, wherein the outage probability of the D2D cluster is determined based on an average of the receiving terminal data rates calculated using the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal and the transmission power of the transmitting terminal .

바람직하게는, 상기 송신단말의 송신전력을 산출하는 단계는, 상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 기지국간의 거리, 송신단말과 기지국간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리, 셀룰러 아웃티지 확률, 셀룰러 단말의 송신전력을 이용하여 상기 송신단말의 송신전력을 산출할 수 있다. Preferably, calculating the transmission power of the transmitting terminal may include calculating a distance between the cellular terminal and the base station, a distance between the transmitting terminal and the base station using the position information of the cellular terminal and the transmitting terminal, The transmission power of the transmitting terminal can be calculated using the cellular outage probability and the transmission power of the cellular terminal.

바람직하게는, 상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계는, 상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출하는 단계, 상기 산출된 거리와 상기 산출된 송신전력을 이용하여 수신단말 데이터율들의 평균을 산출하고, 상기 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, the calculating the outage probability of the D2D cluster includes calculating a distance between the cellular terminal and the transmitting terminal using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal, calculating the distance between the calculated distance and the calculated transmission Calculating an average of the reception terminal data rates using the power and calculating an outage probability of the D2D cluster based on the average of the calculated reception terminal data rates.

바람직하게는, 상기 채널을 할당하는 단계는, 모든 D2D 클러스터의 처리량 합이 최대가 되도록 채널을 할당할 수 있다. Advantageously, the step of allocating channels may allocate channels such that the sum of throughputs of all D2D clusters is maximized.

바람직하게는, 상기 채널을 할당하는 단계는, 이분매칭 알고리즘(bipartite matching algorithm)을 이용하여 채널을 할당할 수 있다. Advantageously, the step of allocating channels may allocate channels using a bipartite matching algorithm.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 자원 할당 장치는, 셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부, 상기 획득된 위치정보와 기 설정된 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하여 할당하는 송신전력 할당부, 상기 할당된 송신전력을 이용하여 해당 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하고, 상기 산출된 아웃티지 확률을 이용하여 모든 D2D 클러스터의 처리량 합이 최대가 되는 채널을 할당하는 채널 할당부를 포함하되, 상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률은, 상기 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리 및 상기 송신단말의 송신전력을 이용하여 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 산출될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a resource allocation apparatus comprising: a location information acquiring unit acquiring location information of a cellular terminal and a transmitting terminal located in a cell; A transmission power allocation unit for calculating and allocating a transmission power of a transmitting terminal using an outage probability; an outage probability calculating unit for calculating an outage probability of the corresponding D2D cluster using the allocated transmission power, Wherein the outage probability of the D2D cluster is calculated by using a distance between the cellular terminal and the transmission terminal and a transmission power of the transmission terminal, Lt; RTI ID = 0.0 > data rates. ≪ / RTI >

바람직하게는, 상기 송신전력 할당부는, 상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 기지국간의 거리 및 송신단말과 기지국간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리, 셀룰러 아웃티지 확률, 셀룰러 단말의 송신전력을 이용하여 상기 송신단말의 송신전력을 산출할 수 있다. Preferably, the transmission power allocation unit calculates the distance between the cellular terminal and the base station and the distance between the transmitting terminal and the base station using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal, and calculates the distance, the cellular outage probability, The transmission power of the transmitting terminal can be calculated using the transmission power of the terminal.

바람직하게는, 상기 채널 할당부는, 상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리와 상기 할당된 송신전력을 이용하여 수신단말 데이터율들의 평균을 산출하며, 상기 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출할 수 있다. Preferably, the channel allocation unit calculates the distance between the cellular terminal and the transmission terminal using the location information of the cellular terminal and the transmission terminal, and calculates a distance between the cellular terminal and the transmission terminal using the calculated distance and the allocated transmission power, And calculate an outage probability of the D2D cluster based on the average of the calculated reception terminal data rates.

바람직하게는, 상기 채널 할당부는, 이분매칭 알고리즘(bipartite matching algorithm)을 이용하여 채널을 할당할 수 있다. Advantageously, the channel allocator may allocate a channel using a bipartite matching algorithm.

본 발명에 따르면, 셀룰러 단말과 송신단말의 위치만을 이용하여 자원을 할당함으로써, 기지국의 오버헤드를 줄이는 효과가 있다. 즉, D2D 클러스터가 지원하는 수신단말의 수가 증가하여도 기지국의 오버헤드에는 영향을 미치지 않는다.According to the present invention, the overhead of the base station can be reduced by allocating resources using only the positions of the cellular terminal and the transmitting terminal. That is, even if the number of receiving terminals supported by the D2D cluster increases, the overhead of the base station is not affected.

또한, 다중 D2DC 멀티캐스트 통신 언더레이 셀룰러 네트워크를 위한 자원 할당 방식을 설계함으로써, 셀룰러 링크가 일정 수준의 QoS를 보장한다고 가정하면 총 유효 처리량을 최대화 할 수 있다. In addition, by designing a resource allocation scheme for multiple D2DC multicast communication underlay cellular networks, it is possible to maximize the total effective throughput assuming that the cellular link is guaranteed a certain level of QoS.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood to those of ordinary skill in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D 클러스터 기반의 멀티캐스트 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 네트워크에서 다중 D2D클러스터의 멀티캐스트 통신을 위한 자원할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D클러스터에 자원을 할당하는 기지국을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 수신단말(Nm)에 대한 CA-FIL과 CA-PIL(analytic, actual)의 ET 최대합계를 나타낸 도면이다.
도 5는

Figure 112017122934845-pat00001
에 대한 CA-PIL의 ET 최대합을 나타낸 도면이다.
도 6은 활성 D2D 클러스터당 ET 최대합을 나타낸 도면이다.1 is a diagram for explaining a multicast communication system based on multiple D2D clusters according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a resource allocation method for multicast communication of multiple D2D clusters in a cellular network according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a base station allocating resources to multiple D2D clusters according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing maximum ET sums of CA-FIL and CA-PIL (analytic, actual) for the receiving terminal Nm.
Figure 5
Figure 112017122934845-pat00001
0.0 > CA-PIL < / RTI >
6 is a graph showing the maximum ET sum per active D2D cluster.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하 설명하는 D2D 통신은 기본적으로 이동통신 네트워크에 기반한 것이다. 또한 이하 설명하는 기술은 D2D 통신 중에서 기지국이 자원을 관리하는 기법에 관한 것이다. 일반적인 D2D 통신 환경은 하나의 기지국 커버리지에 D2D 통신을 수행하는 D2D 단말(단말 쌍)과 일반적인 이동통신을 수행하는 일반적인 셀룰러 단말이 존재한다. 일반적인 셀룰러 단말을 이하 CU(Cellular User)라고 명명한다.The D2D communication described below is basically based on a mobile communication network. The technique described below also relates to a technique by which a base station manages resources in D2D communication. A typical D2D communication environment includes a D2D terminal (terminal pair) that performs D2D communication on one base station coverage and a general cellular terminal that performs general mobile communication. A typical cellular terminal is hereinafter referred to as a CU (Cellular User).

이하 설명하는 D2D 통신을 위한 자원 할당 기법은 D2D 단말과 CU가 균일 분포(uniform distribution)에 따라 셀내에 분포하고, CU가 D2D 단말보다 더 많은 네트워크 환경을 가정한다. 일반적인 이동통신 셀 환경을 가정한 것이다The resource allocation scheme for D2D communication, which will be described below, assumes that a D2D terminal and a CU are distributed in a cell according to a uniform distribution, and a CU has more network environments than a D2D terminal. Assuming a general mobile communication cell environment

이하에서는 송신단말의 SINR, 송신단말의 송신전력 등으로 설명하였으나, 이는 송신단말이 속한 D2D 클러스터의 SINR, 송신전력과 동일한 의미일 수 있다. Hereinafter, the SINR of the transmitting terminal and the transmission power of the transmitting terminal have been described. However, this may have the same meaning as the SINR and the transmitting power of the D2D cluster to which the transmitting terminal belongs.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D 클러스터 기반의 멀티캐스트 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining a multicast communication system based on multiple D2D clusters according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D클러스터 기반의 멀티캐스트 통신 시스템은 기지국(100)에 의해 커버되는 셀내에 K개의 셀룰러 단말(300)과 M개의 D2D 클러스터(200)를 포함하고, 각 D2D 클러스터(200)는 하나의 D2D 송신단말(210)과 복수의 D2D 수신단말(220)을 포함한다.1, a multi-D2D cluster-based multicast communication system according to an embodiment of the present invention includes K cellular terminals 300 and M D2D clusters 200 in a cell covered by a base station 100 And each D2D cluster 200 includes one D2D transmitting terminal 210 and a plurality of D2D receiving terminals 220.

기지국(100)은 셀룰러 단말(200)과 각 D2D 클러스터(200)에 속한 D2D 송신단말(210)의 위치정보를 이용하여 각 D2D 클러스터(200)에 자원을 할당한다. 여기서, 자원은 전력자원(Tx power)과 주파수자원(Channel)을 포함할 수 있다. The base station 100 allocates resources to the respective D2D clusters 200 using the location information of the cellular terminal 200 and the D2D transmitting terminal 210 belonging to each D2D cluster 200. [ Here, the resource may include a power resource (Tx power) and a frequency resource (Channel).

이러한 기지국(100)은 예컨대, GSM 또는 CDMA에서는 베이스 트랜시버 스테이션(BTS; Base Transceiver Station), WCDMA에서는 NodeB(NodeB), 또는 LTE에서는 진보된 NodeB(eNB 또는 e-NodeB)일 수 있지만, 본 발명의 실시예에서 제한되는 것은 아니다.The base station 100 may be, for example, a base transceiver station (BTS) in GSM or CDMA, a NodeB in WCDMA, or an advanced NodeB (eNB or e-NodeB) in LTE, But is not limited to the examples.

D2D 송신단말(DTx)(210)는 기지국(100)으로부터 할당받은 전력과 채널을 이용하여 자신이 속한 클러스터에 위치하는 D2D 수신단말(220)들에게 데이터를 멀티캐스팅한다.The D2D transmitting terminal (DTx) 210 multicasts data to the D2D receiving terminals 220 located in the cluster to which the D2D transmitting terminal (DTx) 210 belongs using the power and channel allocated from the base station 100. [

이하에서는 설명의 편의를 위해, 셀룰러 단말(300)은 CU, D2D 클러스터(200)는 클러스터, D2D 송신단말(210)은 송신단말, D2D 수신단말(220)은 수신단말로 칭하기로 한다. 또한, 송신단말(210)과 클러스터(200)는 개수가 동일하므로, m(m=1,2,.., M)으로 색인하고, 클러스터 m의 반지름은 rm이라고 가정한다. 또한, 기지국(100)의 위치를 2차원 공간에서 원점 o로 정의하고, 셀이 반경 rc를 갖는 원형인 경우, 셀은 b(o, rc)로 표시된다. 클러스터 m에 위치한 송신단말(210)의 위치가 yD m이면, 클러스터 m은 b(yD m, rm)로 나타낼 수 있다. CU(300)와 송신단말(210)의 위치를 BPU(uniform binomial point process)로 모델링하면, K개의 CU(300)와 M개의 송신단말(210)은 b(o, rc)내에 분포되어있다. 또한 각 클러스터(200)에 있는 수신단말(220)의 위치를 균일한 BPP로 모델링하면, Nm개의 수신장치(DRx)(220)들은 b(yD m, rm)에 독립적으로 균일하게 분포된다. 따라서, k번째 CU와 m번째 송신단말의 위치가 각각 yC k와 yD m 으로 표기된 경우, CU와 송신단말(210)의 위치는 아래 기재된 수학식 1과 같은 확률 밀도 함수(pdf)를 갖는다.Hereinafter, for convenience of explanation, the cellular terminal 300 is referred to as a CU, the D2D cluster 200 as a cluster, the D2D transmitting terminal 210 as a transmitting terminal, and the D2D receiving terminal 220 as a receiving terminal. Since the number of the transmitting terminal 210 and the number of the clusters 200 are the same, it is assumed that m (m = 1, 2, .., M) and the radius of the cluster m is r m . Further, when the position of the base station 100 is defined as the origin o in the two-dimensional space, and the cell is a circle having a radius r c , the cell is represented by b (o, r c ). If the location of the transmitting terminal 210 located in the cluster m is y D m, then the cluster m can be represented as b (y D m , r m ). When the positions of the CU 300 and the transmitting terminal 210 are modeled by a BPU (uniform binomial point process), the K CUs 300 and the M transmitting terminals 210 are distributed in b (o, r c ) . Also, modeling the location of the receiving terminal 220 in each cluster 200 in a uniform BPP, Nm reception device (DRx) 220 are uniformly distributed independent of b (y D m, r m) . Therefore, when the positions of the k-th CU and the m-th transmitting terminal are denoted by y C k and y D m , respectively, the positions of the CU and the transmitting terminal 210 have a probability density function (pdf) as shown in Equation 1 below .

Figure 112017122934845-pat00002
Figure 112017122934845-pat00002

ym n으로 각각 표기된 클러스터 m의 수신장치들(220)의 위치는 아래 기재된 수학식 2와 같은 확률밀도함수를 갖는다.the positions of the receiving devices 220 of the cluster m denoted by y m n have a probability density function as shown in Equation 2 below.

Figure 112017122934845-pat00003
Figure 112017122934845-pat00003

상기와 같이 구성된 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신 시스템에서 D2DC 통신은 셀룰러 통신의 업링크(uplink) 기간 동안 하나의 CU만으로 채널을 공유함으로써 허용된다. 이때, 서로 다른 D2D 클러스터들은 고유한 채널을 사용하게 된다. In the multi-D2D cluster multicast communication system constructed as described above, D2DC communication is allowed by sharing a channel with only one CU during an uplink period of cellular communication. At this time, different D2D clusters use a unique channel.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 네트워크에서 다중 D2D클러스터의 멀티캐스트 통신을 위한 자원할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a resource allocation method for multicast communication of multiple D2D clusters in a cellular network according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 기지국은 셀룰러 단말과 각 클러스터에 속한 송신단말의 위치정보를 획득하고(S210), 송신단말과 기지국간의 거리, 셀룰러 단말과 기지국간의 거리를 산출한다(S220). 이때, 기지국은 셀룰러 단말의 위치정보와 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출할 수도 있다. 두 장치간의 거리를 산출하는 방법은 종래의 방법을 이용하므로, 그 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 2, the base station acquires location information of a cellular terminal and a transmitting terminal belonging to each cluster (S210), calculates a distance between the transmitting terminal and the base station, and a distance between the cellular terminal and the base station (S220). At this time, the base station may calculate the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal by using the location information of the cellular terminal and the location information of the transmitting terminal. The method of calculating the distance between the two devices uses a conventional method, and a description thereof will be omitted.

단계 S220이 수행되면, 기지국은 송신단말과 기지국간의 거리, 셀룰러 단말과 기지국간의 거리를 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하여 할당한다(S230). 이때, 기지국은 송신단말과 기지국간의 거리, 셀룰러 단말과 기지국간의 거리, 셀룰러 아웃티지 확률을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출할 수 있다. When step S220 is performed, the base station calculates and allocates the transmission power of the transmitting terminal using the distance between the transmitting terminal and the base station, and the distance between the cellular terminal and the base station (S230). At this time, the base station can calculate the transmission power of the transmitting terminal by using the distance between the transmitting terminal and the base station, the distance between the cellular terminal and the base station, and the probability of the cellular outage.

클러스터는 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 위반하지 않는 경우에만 채널 k를 통해 언더레이 셀룰러 네트워크에서 데이터를 멀티 캐스트할 수 있다. 따라서, 셀룰러 아웃티지 확률을 산출해야 한다.The cluster may multicast data in the underlay cellular network over channel k only if it does not violate the cellular outage probability. Therefore, the cellular outage probability should be calculated.

따라서, 기지국은 아래 기재된 수학식 3을 이용하여 셀룰러 단말로부터 기지국까지의 링크의 아웃티지 확률(

Figure 112017122934845-pat00004
)을 산출할 수 있다. Therefore, the base station can calculate the outage probability of the link from the cellular terminal to the base station using Equation (3)
Figure 112017122934845-pat00004
) Can be calculated.

Figure 112017122934845-pat00005
Figure 112017122934845-pat00005

여기서,

Figure 112017122934845-pat00006
는 기지국의 SINR,
Figure 112017122934845-pat00007
는 임계치,
Figure 112017122934845-pat00008
는 채널 k를 통한 셀룰러 단말의 송신 전력,
Figure 112017122934845-pat00009
는 채널 k를 통한 송신 단말의 송신전력,
Figure 112017122934845-pat00010
는 송신단말과 기지국간의 거리,
Figure 112017122934845-pat00011
은 셀룰러 단말과 기지국간의 거리, α는 경로손실지수,
Figure 112017122934845-pat00012
는 잡음분산을 의미할 수 있다.here,
Figure 112017122934845-pat00006
Is the SINR of the base station,
Figure 112017122934845-pat00007
Lt; / RTI >
Figure 112017122934845-pat00008
The transmission power of the cellular terminal through the channel k,
Figure 112017122934845-pat00009
Is the transmission power of the transmitting terminal through the channel k,
Figure 112017122934845-pat00010
Is the distance between the transmitting terminal and the base station,
Figure 112017122934845-pat00011
Is the distance between the cellular terminal and the base station,? Is the path loss index,
Figure 112017122934845-pat00012
May mean noise variance.

기지국의 SINR(

Figure 112017122934845-pat00013
)은 아래 기재된 수학식 4를 이용하여 산출할 수 있다. The base station's SINR (
Figure 112017122934845-pat00013
) Can be calculated using Equation (4) described below.

Figure 112017122934845-pat00014
Figure 112017122934845-pat00014

여기서,

Figure 112017122934845-pat00015
는 채널 k를 통한 셀룰러 단말과 기지국간의 채널이득,
Figure 112017122934845-pat00016
는 채널k를 통한 송신단말과 기지국간의 채널이득일 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00015
A channel gain between a cellular terminal and a base station through a channel k,
Figure 112017122934845-pat00016
May be the channel gain between the transmitting terminal and the base station over channel k.

상술한 바와 같이 기지국은 수학식 3을 이용하여 클러스터의 아웃티지를 산출할 수 있으나, 셀룰러 단말로부터 기지국까지의 업링크의 아웃티지 확률은

Figure 112017122934845-pat00017
로 미리 설정될 수 있다. 기지국의 아웃티지 확률이 미리 설정되면, 송신단말의 송신전력(
Figure 112017122934845-pat00018
)은 아래 수학식 5와 같이 제한된다.As described above, the base station can calculate the outline of the cluster using Equation (3), but the uplink probability of the uplink from the cellular terminal to the base station is
Figure 112017122934845-pat00017
As shown in FIG. If the outage probability of the base station is set in advance, the transmission power of the transmitting terminal (
Figure 112017122934845-pat00018
) Is limited as shown in Equation (5) below.

Figure 112017122934845-pat00019
Figure 112017122934845-pat00019

수학식 5에 따라 송신단말의 송신전력

Figure 112017122934845-pat00020
Figure 112017122934845-pat00021
와 같다.According to Equation (5), the transmission power of the transmitting terminal
Figure 112017122934845-pat00020
The
Figure 112017122934845-pat00021
.

또한, 셀룰러 단말로부터 기지국까지의 업링크의 아웃티지 확률이

Figure 112017122934845-pat00022
로 미리 설정되면, 수학식 3의
Figure 112017122934845-pat00023
Figure 112017122934845-pat00024
로 변경하고, 그 수학식으로부터 송신단말의 송신전력을 산출할 수 있다. Further, the uplink probability of the uplink from the cellular terminal to the base station is
Figure 112017122934845-pat00022
Is set in advance in Equation (3)
Figure 112017122934845-pat00023
To
Figure 112017122934845-pat00024
And the transmission power of the transmitting terminal can be calculated from the equation.

즉, 기지국은 아래 기재된 수학식 6을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출할 수 있다. That is, the base station can calculate the transmission power of the transmitting terminal using Equation (6) described below.

Figure 112017122934845-pat00025
Figure 112017122934845-pat00025

여기서,

Figure 112017122934845-pat00026
는 셀룰러 단말로부터 기지국까지의 링크의 아웃티지 확률로, 미리 설정된 값일 수 있다.
Figure 112017122934845-pat00027
는 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure 112017122934845-pat00028
는 임계치,
Figure 112017122934845-pat00029
는 셀룰러 단말과 기지국간의 거리,
Figure 112017122934845-pat00030
는 송신단말과 기지국간의 거리, α는 경로손실지수일 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00026
May be a preset value with an outage probability of a link from the cellular terminal to the base station.
Figure 112017122934845-pat00027
Is the transmission power of the cellular terminal,
Figure 112017122934845-pat00028
Lt; / RTI >
Figure 112017122934845-pat00029
The distance between the cellular terminal and the base station,
Figure 112017122934845-pat00030
Is the distance between the transmitting terminal and the base station, and? Is the path loss index.

단계 S230이 수행되면, 기지국은 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리와 할당된 송신전력(

Figure 112019018000946-pat00031
)을 이용하여 각 수신단말의 데이터율(data rate)을 산출하고(S240), 수신단말들의 데이터율 평균(average data rate)을 이용하여 각 클러스터의 아웃티지 확률을 각각 산출한다(S250).
한편, 본 발명의 경우 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리는 클러스터의 반경보다 무한히 크고(
Figure 112019018000946-pat00114
), 이로 인해 셀룰러 단말과 수신단말간의 거리와 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리는 근사화(
Figure 112019018000946-pat00115
)할 수 있다. 또한,
Figure 112019018000946-pat00116
의 분포가 주어진 k를 가진 모든 수신단말(n)에 대해 동일하다는 가정하에서,
Figure 112019018000946-pat00117
또한 고정 k에 대해 수신단말(n)에 대해 동일하게 분포되고, dmn = r이므로, 단계 S240는 생략될 수 있다. 이 경우, 기지국은 후술할 수학식 12 및 13을 이용하여 이용하여 수신단말 데이터율(data rate)들의 평균을 산출하며, 산출된 평균 데이터율을 이용한 수학식 11을 이용하여 각 클러스터의 아웃티지 확률을 산출할 수 있다.When the step S230 is performed, the BS calculates the distance between the cellular terminal and the transmission terminal and the allocated transmission power (
Figure 112019018000946-pat00031
The data rate of each receiving terminal is calculated at step S240 and the outage probability of each cluster is calculated using the average data rate of the receiving terminals at step S250.
Meanwhile, in the present invention, the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal is infinitely greater than the radius of the cluster
Figure 112019018000946-pat00114
), Which causes the distance between the cellular terminal and the receiving terminal and the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal to approximate (
Figure 112019018000946-pat00115
)can do. Also,
Figure 112019018000946-pat00116
Is the same for all receiving terminals n having a given k,
Figure 112019018000946-pat00117
Is also uniformly distributed with respect to the receiving terminal n for fixed k, and d mn = r, so that step S240 can be omitted. In this case, the base station calculates the average of the data rates of the receiving terminal using Equations (12) and (13) to be described later, and calculates the outage probability of each cluster using Equation (11) using the calculated average data rate Can be calculated.

이하, 기지국이 각 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of calculating the outage probability of each cluster by the base station will be described in detail.

기지국은 아래 기재된 수학식 7을 이용하여 송신단말의 SINR(

Figure 112017122934845-pat00032
)을 산출한다. The base station calculates the SINR of the transmitting terminal using Equation (7)
Figure 112017122934845-pat00032
).

Figure 112017122934845-pat00033
Figure 112017122934845-pat00033

여기서,

Figure 112017122934845-pat00034
는 채널 k를 통한 셀룰러 단말과 수신단말간의 채널이득,
Figure 112017122934845-pat00035
는 채널k를 통한 송신단말과 수신단말 사이의 채널이득,
Figure 112017122934845-pat00036
는 채널 k를 통한 셀룰러 단말의 송신 전력,
Figure 112017122934845-pat00037
는 채널 k를 통한 송신 단말의 송신전력,
Figure 112017122934845-pat00038
는 송신단말과 수신단말간의 거리,
Figure 112017122934845-pat00039
는 셀룰러 단말과 수신단말간의 거리, α는 경로손실지수,
Figure 112017122934845-pat00040
는 잡음분산을 의미할 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00034
A channel gain between a cellular terminal and a receiving terminal over a channel k,
Figure 112017122934845-pat00035
A channel gain between the transmitting terminal and the receiving terminal through the channel k,
Figure 112017122934845-pat00036
The transmission power of the cellular terminal through the channel k,
Figure 112017122934845-pat00037
Is the transmission power of the transmitting terminal through the channel k,
Figure 112017122934845-pat00038
The distance between the transmitting terminal and the receiving terminal,
Figure 112017122934845-pat00039
Is the distance between the cellular terminal and the receiving terminal,? Is the path loss index,
Figure 112017122934845-pat00040
May mean noise variance.

송신단말의 SINR이 산출되면, 기지국은 아래 기재된 수학식 8을 이용하여 클러스터의 아웃티지를 산출할 수 있다. When the SINR of the transmitting terminal is calculated, the base station can calculate the outline of the cluster using Equation (8) described below.

Figure 112017122934845-pat00041
Figure 112017122934845-pat00041

여기서,

Figure 112017122934845-pat00042
는 채널 k를 통한 클러스터 m의 아웃티지 확률(outage probability)이고,
Figure 112017122934845-pat00043
는 목표 처리량으로 아래 기재된 수학식 9로 산출될 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00042
Is the outage probability of the cluster m over channel k,
Figure 112017122934845-pat00043
Can be calculated by the following equation (9) as the target throughput.

Figure 112017122934845-pat00044
Figure 112017122934845-pat00044

여기서,

Figure 112017122934845-pat00045
는 개별 D2D 링크의 아웃티지 확률의 임계치일 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00045
May be a threshold of the outage probability of an individual D2D link.

상술한 바와 같이, 기지국은 송신단말에서 수신단말까지의 SINR을 이용하여 클러스터의 아웃티지 확률을 산출할 수 있으나, 최종적으로 outage를 판가름하는 기준은 average data rate이다. 따라서, 본 발명에서 기지국은 수학식 11을 이용하여 각 클러스터의 아웃티지를 산출할 수 있다. As described above, the base station can calculate the outage probability of the cluster using the SINR from the transmitting terminal to the receiving terminal, but the criterion for finally determining the outage is the average data rate. Therefore, in the present invention, the base station can calculate the outline of each cluster using Equation (11).

일반적으로 클러스터는 원거리에 있는 셀룰러 단말과 채널을 공유한다. 그러므로, 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리는 클러스터의 반경보다 무한히 크고(

Figure 112017122934845-pat00046
), 이로 인해 셀룰러 단말과 수신단말간의 거리와 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리는 근사화(
Figure 112017122934845-pat00047
)할 수 있다. 따라서, 수학식 7에서
Figure 112017122934845-pat00048
Figure 112017122934845-pat00049
로 근사화되고,
Figure 112017122934845-pat00050
로 정의할 수 있으므로, 수학식 7은 아래 기재된 수학식 10으로 근사화된다. Generally, a cluster shares a channel with a cellular terminal at a remote location. Therefore, the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal is infinitely larger than the radius of the cluster (
Figure 112017122934845-pat00046
), Which causes the distance between the cellular terminal and the receiving terminal and the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal to approximate (
Figure 112017122934845-pat00047
)can do. Therefore, in Equation (7)
Figure 112017122934845-pat00048
The
Figure 112017122934845-pat00049
Lt; / RTI >
Figure 112017122934845-pat00050
, Equation (7) is approximated by Equation (10) described below.

Figure 112017122934845-pat00051
Figure 112017122934845-pat00051

수학식 10에서 Nm(클러스터에 포함된 수신단말)이 충분히 큰 점근선의 경우를 고려하고, 중심극한정리(central limit theorem)를 이용하면,

Figure 112017122934845-pat00052
는 평균(
Figure 112017122934845-pat00053
)과 분산
Figure 112017122934845-pat00054
을 가지는 가우스 랜덤 변수로 수렴된다. 그러면, 많은 수의 Nm(클러스터에 포함된 수신단말)에 대해,
Figure 112017122934845-pat00055
은 아래 기재된 수학식 11로 근사화될 수 있다. Considering the case where Nm (receiving terminal included in the cluster) in the equation (10) is sufficiently large asymptote and using the central limit theorem,
Figure 112017122934845-pat00052
The average (
Figure 112017122934845-pat00053
) And dispersion
Figure 112017122934845-pat00054
To the Gaussian random variable. Then, for a large number of Nm (receiving terminals included in the cluster)
Figure 112017122934845-pat00055
Can be approximated by Equation 11 described below.

따라서, 기지국은 아래 기재된 수학식 11을 이용하여 각 클러스터의 아웃티지 확률을 각각 산출할 수 있다. Therefore, the base station can calculate the outage probability of each cluster using Equation (11) described below.

Figure 112017122934845-pat00056
Figure 112017122934845-pat00056

Figure 112019018000946-pat00057
의 분포가 주어진 k를 가진 모든 수신단말(n)에 대해 동일하다는 가정하에서,
Figure 112019018000946-pat00058
또한 고정 k에 대해 수신단말(n)에 대해 동일하게 분포되고, dmn = r이다. 수학식 11에서 평균(
Figure 112019018000946-pat00059
)을 구하기 위해서
Figure 112019018000946-pat00060
를 r의 확률밀도함수(pdf)라 하고,
Figure 112019018000946-pat00061
이고,
Figure 112019018000946-pat00062
정의한다. 여기서
Figure 112019018000946-pat00063
는 채널 이득에 대한 기대치, 즉
Figure 112019018000946-pat00064
Figure 112019018000946-pat00065
을 나타낸다. 수신단말의 data rate의 평균(
Figure 112019018000946-pat00066
)은 아래 기재된 수학식 12로 유도될 수 있다.
Figure 112019018000946-pat00057
Is the same for all receiving terminals n having a given k,
Figure 112019018000946-pat00058
Is also uniformly distributed with respect to the receiving terminal (n) for fixed k, and d mn = r. In Equation 11,
Figure 112019018000946-pat00059
To obtain
Figure 112019018000946-pat00060
Is called a probability density function (pdf) of r,
Figure 112019018000946-pat00061
ego,
Figure 112019018000946-pat00062
define. here
Figure 112019018000946-pat00063
Is the expected value for the channel gain, i. E.
Figure 112019018000946-pat00064
and
Figure 112019018000946-pat00065
. The average of the data rate of the receiving terminal (
Figure 112019018000946-pat00066
) Can be derived by Equation (12) described below.

Figure 112017122934845-pat00067
Figure 112017122934845-pat00067

여기서,

Figure 112017122934845-pat00068
은 r에 대한 기대치,
Figure 112017122934845-pat00069
이다. 이는 r의 누적 분포 함수 (CDF)는 수학식 2로부터
Figure 112017122934845-pat00070
이고,
Figure 112017122934845-pat00071
이기 때문이다. here,
Figure 112017122934845-pat00068
Expectations for r,
Figure 112017122934845-pat00069
to be. This is because the cumulative distribution function (CDF) of r is calculated from Equation (2)
Figure 112017122934845-pat00070
ego,
Figure 112017122934845-pat00071
.

Figure 112017122934845-pat00072
은 아래 기재된 수학식 13으로 나타낼 수 있다.
Figure 112017122934845-pat00072
Can be expressed by the following equation (13).

Figure 112017122934845-pat00073
Figure 112017122934845-pat00073

여기서,

Figure 112017122934845-pat00074
,
Figure 112017122934845-pat00075
일 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00074
,
Figure 112017122934845-pat00075
Lt; / RTI >

수학식 11에 기재된

Figure 112017122934845-pat00076
는 아래 기재된 수학식 14로 유도될 수 있다.≪ RTI ID = 0.0 >
Figure 112017122934845-pat00076
Can be derived by Equation (14) described below.

Figure 112017122934845-pat00077
Figure 112017122934845-pat00077

여기서,

Figure 112017122934845-pat00078
일 수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00078
Lt; / RTI >

단계 S230으로 클러스터의 아웃티지 확률이 산출되면, 기지국은 클러스터 아웃티지 확률을 이용하여 모든 클러스터의 처리량(effective throughput, ET)의 합이 최대가 되는 채널을 할당한다(S240). 이때, 기지국은 아래 기재된 수학식 15와 같이 전송률의 합을 최대로 만드는 채널을 할당하게 된다. When the outage probability of the cluster is calculated in step S230, the base station allocates a channel having a maximum sum of the throughputs (ET) of all clusters using the cluster outage probability (S240). At this time, the base station allocates a channel that maximizes the sum of the transmission rates as shown in Equation (15) below.

Figure 112017122934845-pat00079
Figure 112017122934845-pat00079

여기서,

Figure 112017122934845-pat00080
은 채널 k를 통한 클러스터 m의 유효 처리량,
Figure 112017122934845-pat00081
는 채널할당 지표로,
Figure 112017122934845-pat00082
로 정의되며 채널 k가 클러스터 m에 할당되면
Figure 112017122934845-pat00083
= 1, 그렇지 않으면
Figure 112017122934845-pat00084
= 0이 될수 있다. here,
Figure 112017122934845-pat00080
Is the effective throughput of cluster m over channel k,
Figure 112017122934845-pat00081
Is a channel allocation index,
Figure 112017122934845-pat00082
And channel k is assigned to cluster m
Figure 112017122934845-pat00083
= 1, otherwise
Figure 112017122934845-pat00084
= 0.

기지국은 헝가리 알고리즘 등과 같은 이분매칭 알고리즘(bipartite matching algorithm)을 이용하여 전송률(처리량)의 합을 최대로 하는 채널을 할당할 수 있다. 즉, 셀내 모든 클러스터의 ET의 합이 최대화가되도록 채널 k와 클러스터 m의 모든 쌍에 대해

Figure 112017122934845-pat00085
을 결정한다. The base station may allocate a channel that maximizes the sum of the throughput (throughput) using a bipartite matching algorithm such as the Hungarian algorithm. That is, for all pairs of channels k and m such that the sum of ET of all clusters in the cell is maximized
Figure 112017122934845-pat00085
.

살핀바와 같이 기지국은 D2D 클러스터의 ET를 최대화하기 위해 m과 k의 각 쌍에 대해

Figure 112017122934845-pat00086
=
Figure 112017122934845-pat00087
이 되도록 송신전력을 선택하여 할당하고, 수학식 15를 이용하여 채널을 할당할 수 있다. As we have seen, the base station has to be able to maximize the ET of the D2D cluster for each pair of m and k
Figure 112017122934845-pat00086
=
Figure 112017122934845-pat00087
The transmission power can be selected and allocated, and the channel can be allocated using Equation (15).

상기 방법을 이용하는 경우, 셀룰러 단말과 송신단말의 위치만을 이용하여 채널을 할당함으로써, 기지국의 오버헤드를 줄이는 효과가 있다. When the above method is used, there is an effect of reducing the overhead of the base station by allocating the channel using only the positions of the cellular terminal and the transmitting terminal.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D클러스터에 자원을 할당하는 기지국을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a base station allocating resources to multiple D2D clusters according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 D2D클러스터에 자원을 할당하는 기지국(100)은 위치정보 획득부(110), 송신전력 할당부(120), 채널 할당부(130)를 포함한다. 3, a BS 100 for allocating resources to multiple D2D clusters according to an embodiment of the present invention includes a location information obtaining unit 110, a transmission power allocating unit 120, and a channel allocating unit 130 .

위치정보 획득부(110)는 기지국(100)에 의해 커버되는 셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 각 클러스터에 포함된 송신단말의 위치정보를 획득한다. The location information obtaining unit 110 obtains location information of a cellular terminal located in a cell covered by the base station 100 and a transmitting terminal included in each cluster.

송신전력 할당부(120)는 위치정보 획득부(110)에서 획득된 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보, 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)를 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하여 할당한다. 즉, 송신전력 할당부(120)는 셀룰러 단말의 위치정보와 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출하고, 산출된 거리, 셀룰러 아웃티지 확률 등을 이용한 수학식 6을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출한다. 이때, 셀룰러 아웃티지 확률은 미리 설정된 값일 수 있다. The transmission power allocation unit 120 calculates and allocates the transmission power of the transmitting terminal using the location information and the cellular outage probability of the cellular terminal and the transmitting terminal obtained by the location information obtaining unit 110. [ That is, the transmission power allocating unit 120 calculates the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal using the location information of the cellular terminal and the location information of the transmitting terminal, calculates Equation 6 using the calculated distance, the cellular outage probability, To calculate the transmission power of the transmitting terminal. At this time, the cellular outage probability may be a predetermined value.

채널 할당부(130)는 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하고, 그 클러스터 아웃티지 확률을 이용하여 모든 클러스터의 처리량(effective throughput, ET)의 합이 최대가 되는 채널을 할당한다. 즉, 채널 할당부(130)는 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리와 할당된 송신전력을 이용하여 수신단말들의 데이터율 평균(average data rate)을 산출하고, 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 각 클러스터의 아웃티지 확률을 각각 산출한다. 그런다음 채널 할당부(130)는 헝가리언 알고리즘 등을 이용하여 모든 클러스터의 처리량의 합이 최대가 되도록 하는 채널을 할당한다. The channel allocation unit 130 calculates the outage probability of the cluster and allocates a channel having the maximum sum of the effective throughputs ET of all the clusters using the cluster outage probability. That is, the channel allocator 130 calculates the average data rate of the receiving terminals using the distance between the cellular terminal and the transmitting terminal and the allocated transmission power, Respectively. Then, the channel allocation unit 130 allocates a channel for maximizing the sum of throughputs of all clusters using a Hungarian algorithm or the like.

이하, 셀룰러 네트워크에서 다중 D2D클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원할당에 대해 실험 결과를 통해 그 효과를 설명하기로 한다. Hereinafter, the effect of resource allocation for multiple D2D cluster multicast communication in a cellular network will be described through experimental results.

먼저, rc=500m,

Figure 112017122934845-pat00088
= 23dBm,
Figure 112017122934845-pat00089
= 15dBm,
Figure 112017122934845-pat00090
= -104 dBm,
Figure 112017122934845-pat00091
= 3.5,
Figure 112017122934845-pat00092
=5 dB로 설정하였다.
Figure 112017122934845-pat00093
가 되도록 Pk k를 선택하고, D2D 간섭이 없는 셀룰러 아웃티지확률은 Pk m = 0일때 수학식 3을 통해 획득된
Figure 112017122934845-pat00094
이고,
Figure 112017122934845-pat00095
보다 작다. 모든 클러스터에 동일한 수의 수신단말이 위치한다고 가정하고,
Figure 112017122934845-pat00096
의 충분한 수의 조합을 무작위로 생성하였다. 각 조합에 대해
Figure 112017122934845-pat00097
를 결정하고, CA-FIL(Channel Allocation-Full Information of Device Locations) 방식으로 최대 ET 합을 획득하였다. 또한, 채널(
Figure 112017122934845-pat00098
)을 결정하기 위해
Figure 112017122934845-pat00099
만을 사용한 CA-PIL(Channel Allocation-Partial Information of Device Locations)을 수행하여 수학식 11를 통해
Figure 112017122934845-pat00100
를 획득하고, 수학식 15를 통해 최대 ET 합을 산출하고, 결과로 나온 최대 합계 ET는 CA-PIL(analytic)으로 표시하였다. CA-PIL에 의해 최적으로 결정된
Figure 112017122934845-pat00101
와 함께 CA-FIL에서와 같이 주어진
Figure 112017122934845-pat00102
에 대해 수학식 8의
Figure 112017122934845-pat00103
의 수치 평가를 사용하여 실제 ET 총합을 산출하고, 결과로 나온 합계 ET는 CA-PIL(actual)로 표시하였다. 모든 조합에 대해 위에서 얻은 세 가지 종류의 결과 각각을 평균하여 도 4, 5, 6에 도시하였다. First, r c = 500 m,
Figure 112017122934845-pat00088
= 23 dBm,
Figure 112017122934845-pat00089
= 15 dBm,
Figure 112017122934845-pat00090
= -104 dBm,
Figure 112017122934845-pat00091
= 3 . 5,
Figure 112017122934845-pat00092
= 5 dB.
Figure 112017122934845-pat00093
Is such that the select k P k, and a cellular-out strategy probability without D2D interference is obtained through m = 0 when k P Equation (3)
Figure 112017122934845-pat00094
ego,
Figure 112017122934845-pat00095
Lt; / RTI > Assuming that the same number of receiver nodes are located in all clusters,
Figure 112017122934845-pat00096
≪ / RTI > were randomly generated. For each combination
Figure 112017122934845-pat00097
And the maximum ET sum was obtained by the CA-FIL (Channel Allocation-Full Information of Device Locations) method. Also,
Figure 112017122934845-pat00098
) To determine
Figure 112017122934845-pat00099
And performs CA-PIL (Channel Allocation-Partial Information of Device Locations) using only < RTI ID = 0.0 >
Figure 112017122934845-pat00100
, And the maximum ET sum is calculated using the equation (15), and the maximum ET obtained as a result is expressed as CA-PIL (analytic). Optimally determined by CA-PIL
Figure 112017122934845-pat00101
As given in CA-FIL with
Figure 112017122934845-pat00102
For equation
Figure 112017122934845-pat00103
, And the resulting total ET was expressed as CA-PIL (actual). For each combination, the results of each of the three types of results obtained above are averaged and shown in Figures 4, 5, and 6.

도 4는 수신단말(Nm)에 대한 CA-FIL과 CA-PIL(analytic, actual)의 ET 최대합계를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, CA-PIL은 평균 비율에 대한 가우스 근사법을 기반으로 하므로 수신단말의 수가 많아짐에 따라 ET 최대합의 분석적(analytic) 평가가 실제(actual) 것과 비슷함을 알 수 있다. 수신단말의 수(Nm)가 작은 경우에도 CA-PIL은 자원 할당에 대해 합리적인 결과를 제공한다는 것을 알 수 있다. CA-FIL은 Nm 배 높은 시스템 오버 헤드 비용으로 CAPIL보다 더 큰 ET 최대 합을 제공함을 알 수 있다. CA-PIL의 ET 최대합은 Nm이 증가함에 따라 향상되고 CA-FIL에 접근한다. 이것은 D2DC가 많은 수의 수신단말을 지원할 때 CA-PIL의 실질적인 효과를 확인할 수 있다. FIG. 4 is a diagram showing maximum ET sums of CA-FIL and CA-PIL (analytic, actual) for the receiving terminal Nm. Referring to FIG. 4, since the CA-PIL is based on the Gaussian approximation to the average ratio, it can be seen that the analytic evaluation of the ET maximum sum is similar to actual as the number of receiving terminals increases. It can be seen that the CA-PIL provides a reasonable result for resource allocation even when the number of receiving terminals (Nm) is small. CA-FIL provides a larger maximum ET sum than CAPIL with Nm times higher system overhead cost. The maximum ET sum of CA-PIL increases as Nm increases and approaches CA-FIL. This confirms the practical effect of CA-PIL when D2DC supports a large number of receiving terminals.

도 5는

Figure 112017122934845-pat00104
에 대한 CA-PIL의 ET 최대합을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 더 높은
Figure 112017122934845-pat00105
는 송신단말의 더 높은 전송 전력을 허용하기 때문에 더 높은 ET 최대합을 제공한다는 것을 알 수 있다. 더 작은 클러스터 크기가 더 큰 ET 최대합을 제공한다는 것도 확인할 수 있다. D2DC의 ET 최대합이
Figure 112017122934845-pat00106
에 대해 크게 변하지 않는
Figure 112017122934845-pat00107
의 두 영역이 존재한다. 이것은 D2DC 통신의 작동 매개 변수를 설정할 때 고려해야 할 것이다. Figure 5
Figure 112017122934845-pat00104
0.0 > CA-PIL < / RTI > Referring to Figure 5,
Figure 112017122934845-pat00105
Lt; RTI ID = 0.0 > ET < / RTI > maximum sum because it allows higher transmission power of the transmitting terminal. It can be seen that a smaller cluster size provides a larger maximum ET sum. The maximum ET sum of D2DC is
Figure 112017122934845-pat00106
Largely unchanged for
Figure 112017122934845-pat00107
. This should be considered when setting the operating parameters of the D2DC communication.

도 6은 활성 D2D 클러스터당 ET 최대합을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면,K<M 인 경우 D2D 통신에 참여하기 위해 M 명의 후보 중에서 가장 우수한 K D2D 클러스터를 선택하여 클러스터 선택 이득을 얻을 수 있다. K> M 인 경우, D2D 클러스터에 할당할 수 있는 가장 좋은 M 개의 채널을 K 개의 가능한 채널 중에서 선택하여 채널 선택 이득을 얻을 수 있다. K와 M의 큰 차이는 더 높은 선택 이득을 가져오고 따라서 활성 D2DC 당 최대 ET를 높일 수 있다. 6 is a graph showing the maximum ET sum per active D2D cluster. Referring to FIG. 6, when K < M, a cluster selection gain can be obtained by selecting the best K D2D cluster among M candidates to participate in D2D communication. If K> M, the channel selection gain can be obtained by selecting among the K possible channels the best M channels that can be allocated to the D2D cluster. The large difference between K and M leads to a higher selectivity gain and thus to a maximum ET per active D2DC.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100 : 기지국
110 : 위치정보 획득부
120 : 송신전력 할당부
130 : 채널 할당부
200 : D2D 클러스터
210 : D2D 송신단말
220 : D2D 수신단말
300 : 셀룰러 단말
100: base station
110: Position information obtaining unit
120: Transmission power allocation unit
130: Channel allocation unit
200: D2D cluster
210: D2D transmitting terminal
220: D2D receiving terminal
300: cellular terminal

Claims (9)

하나의 기지국에 의해 커버되는 셀내에 적어도 하나 이상의 셀룰러 단말과 적어도 하나 이상의 D2D(device-to-device)클러스터가 존재하고, 각 D2D 클러스터에 하나의 송신단말과 복수의 수신단말이 위치하는 시스템에서 각 D2D 클러스터에 자원을 할당하는 방법에 있어서,
상기 기지국은 셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 획득하는 단계;
상기 기지국은 상기 위치정보와 기 설정된 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하는 단계;
상기 기지국은 상기 산출된 송신전력을 이용하여 해당 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계; 및
상기 기지국은 상기 산출된 아웃티지 확률을 이용하여 각 D2D 클러스터에 채널을 할당하는 단계를 포함하되,
상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률은,
상기 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리 및 상기 송신단말의 송신전력을 이용하여 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 산출된 것을 특징으로 하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법.
In a system in which at least one cellular terminal and at least one D2D (device-to-device) cluster exist in a cell covered by one base station and one transmitting terminal and a plurality of receiving terminals are located in each D2D cluster, each D2D In a method for allocating resources to a cluster,
The BS obtaining location information of a cellular terminal and a transmitting terminal located in a cell;
Calculating a transmission power of a transmitting terminal using the location information and a predetermined out-of-cellular probability;
The base station calculating an outage probability of the corresponding D2D cluster using the calculated transmission power; And
The BS allocating a channel to each D2D cluster using the calculated outage probability,
The outage probability of the D2D cluster,
And calculating an average of the reception terminal data rates calculated using the distance between the cellular terminal and the transmission terminal and the transmission power of the transmission terminal.
제1항에 있어서,
상기 송신단말의 송신전력을 산출하는 단계는,
상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 기지국간의 거리, 송신단말과 기지국간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리, 셀룰러 아웃티지 확률, 셀룰러 단말의 송신전력을 이용하여 상기 송신단말의 송신전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of calculating the transmission power of the transmitting terminal comprises:
The distance between the cellular terminal and the base station, the distance between the transmitting terminal and the base station is calculated using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal, and the distance, the cellular outage probability, Wherein the transmission power of the D2D cluster multicast communication is calculated based on the calculated transmission power.
제1항에 있어서,
상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계는,
상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출하는 단계;
상기 산출된 거리와 상기 산출된 송신전력을 이용하여 수신단말 데이터율들의 평균을 산출하고, 상기 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the outage probability of the D2D cluster includes:
Calculating a distance between the cellular terminal and the transmitting terminal using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal;
Calculating an average of the reception terminal data rates using the calculated distance and the calculated transmission power and calculating an outage probability of the D2D cluster based on the calculated average of the reception terminal data rates A method for resource allocation for multiple D2D cluster multicast communications.
제1항에 있어서,
상기 채널을 할당하는 단계는,
모든 D2D 클러스터의 처리량 합이 최대가 되도록 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the assigning of the channel comprises:
Wherein a channel is allocated such that the sum of the throughputs of all the D2D clusters is maximized.
제4항에 있어서,
상기 채널을 할당하는 단계는,
이분매칭 알고리즘(bipartite matching algorithm)을 이용하여 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 D2D 클러스터 멀티캐스트 통신을 위한 자원 할당 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the assigning of the channel comprises:
Wherein a channel is allocated using a bipartite matching algorithm.
셀내에 위치하는 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부;
상기 획득된 위치정보와 기 설정된 셀룰러 아웃티지 확률(outage probability)을 이용하여 송신단말의 송신전력을 산출하여 할당하는 송신전력 할당부; 및
상기 할당된 송신전력을 이용하여 해당 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하고, 상기 산출된 아웃티지 확률을 이용하여 모든 D2D 클러스터의 처리량 합이 최대가 되는 채널을 할당하는 채널 할당부를 포함하되,
상기 D2D 클러스터의 아웃티지 확률은,
상기 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리 및 상기 송신단말의 송신전력을 이용하여 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 산출된 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
A location information obtaining unit for obtaining location information of a cellular terminal and a transmitting terminal located in a cell;
A transmission power allocation unit for calculating and allocating a transmission power of a transmitting terminal using the obtained position information and a predetermined cellular outage probability; And
A channel allocation unit for calculating an outage probability of a corresponding D2D cluster using the allocated transmission power and allocating a channel having a maximum throughput sum of all D2D clusters using the calculated outage probability,
The outage probability of the D2D cluster,
Based on an average of the reception terminal data rates calculated using the distance between the cellular terminal and the transmission terminal and the transmission power of the transmission terminal.
제6항에 있어서,
상기 송신전력 할당부는,
상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 기지국간의 거리 및 송신단말과 기지국간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리, 셀룰러 아웃티지 확률, 셀룰러 단말의 송신전력을 이용하여 상기 송신단말의 송신전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the transmission power allocating unit allocates,
The distance between the cellular terminal and the base station and the distance between the transmitting terminal and the base station are calculated using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal, and the distance, the cellular outage probability, and the transmission power of the cellular terminal, And the transmission power of the resource is calculated.
제6항에 있어서,
상기 채널 할당부는,
상기 셀룰러 단말과 송신단말의 위치정보를 이용하여 셀룰러 단말과 송신단말간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리와 상기 할당된 송신전력을 이용하여 수신단말 데이터율들의 평균을 산출하며, 상기 산출된 수신단말 데이터율들의 평균에 기초하여 D2D 클러스터의 아웃티지 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
The method according to claim 6,
The channel assigning unit,
Calculating a distance between the cellular terminal and the transmitting terminal using the location information of the cellular terminal and the transmitting terminal, calculating an average of the receiving terminal data rates using the calculated distance and the allocated transmission power, And calculates the outage probability of the D2D cluster based on the average of the terminal data rates.
제6항에 있어서,
상기 채널 할당부는,
이분매칭 알고리즘(bipartite matching algorithm)을 이용하여 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
The method according to claim 6,
The channel assigning unit,
Wherein a channel is allocated using a bipartite matching algorithm.
KR1020170169076A 2017-12-11 2017-12-11 Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof KR101998221B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170169076A KR101998221B1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170169076A KR101998221B1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190068867A KR20190068867A (en) 2019-06-19
KR101998221B1 true KR101998221B1 (en) 2019-07-09

Family

ID=67104195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170169076A KR101998221B1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101998221B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112087738A (en) * 2020-09-21 2020-12-15 吉林大学 V2V communication resource allocation method based on positioning partition

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102361439B1 (en) * 2020-01-30 2022-02-10 숙명여자대학교산학협력단 A method for determining communication mode and transmission power of a terminal and an apparatus for the method
CN113612557B (en) * 2021-07-30 2023-08-04 天津(滨海)人工智能军民融合创新中心 Unmanned aerial vehicle bee colony multi-microcellular frequency spectrum resource management method
CN115567903B (en) * 2022-09-05 2024-04-16 山东科技大学 Communication resource allocation method and system for bidirectional amplification forwarding relay

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. Meshgi, D. Zhao and R. Zheng,"Optimal Resource Allocation in Multicast Device-to-Device Communications Underlaying LTE Networks", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.66, No. 9, pp.8357-8
Huq K.M.S., Mumtaz S., Rodriguez J.,"Outage probability analysis for device-to-device system", In Proceedings of the 2016 IEEE ICC, May 2016.
김종호, 이정우,"Outage 확률에 따른 그룹 D2D의 자원할당 기법에 관한 연구", 2016년도 한국통신학회 하계종합학술발표회 논문집, pp.936-937, 2016.06.
민현기 외 4명,"셀룰러 시스템의 간섭에 의한 D2D 시스템의 Outage 확률 분석", 전자공학회논문지-TC, v.48 no.1 ,pp.55-61, 2011.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112087738A (en) * 2020-09-21 2020-12-15 吉林大学 V2V communication resource allocation method based on positioning partition
CN112087738B (en) * 2020-09-21 2021-11-23 吉林大学 V2V communication resource allocation method based on positioning partition

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190068867A (en) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101998221B1 (en) Resource Allocation Method for Multiple Device-to-Device Cluster Multicast Communications Underlay Cellular Networks and Apparatus thereof
JP5104769B2 (en) Communications system
CN108631971B (en) Information transmission method, device and system
KR101370002B1 (en) Apparatus and method for scheduling in multi-hop relay wireless communication system
Mishra et al. Efficient resource management by exploiting D2D communication for 5G networks
KR20130066676A (en) Mobile network, corresponding access node, processing unit and method for operating the mobile network
KR20190055682A (en) Apparatus and method for determining radio resource in wireless communication system
KR20160026091A (en) Apparatus and method for adaptive beam hopping in multi cell multi user communication system
EP3051860B1 (en) Device and method for analyzing network topology in wireless communication system
JP2007529954A (en) Method and system for assigning time slots to common control channels
Shokri-Ghadikolaei et al. Millimeter wave ad hoc networks: Noise-limited or interference-limited?
US20150103778A1 (en) Cooperation multi-input multi-output transmitting or receiving method
JP5367876B2 (en) Distributed interference management
Saad et al. On millimeter wave 5G backhaul link scheduling
KR101568081B1 (en) Method of resource allocation for Device-to Device communication in cellular system and apparatus thereof
JP6466568B2 (en) Resource allocation system and method adapted for implementation of inter-device communication in a wireless communication network
US10149302B2 (en) Method and apparatus for controlling interference in device-to-device communication
JP6704524B2 (en) Apparatus and method for allocating radio resources
JP6583435B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system, and processing method
US10313983B2 (en) Wireless communication device and transmission-power setting method
JP6805368B2 (en) Scheduling equipment and methods and programs
AliHemmati et al. Multi-channel power allocation for device-to-device communication underlaying cellular networks
KR101407815B1 (en) Device and Method for Enhancing Communication Capacity in Device to Device Communication
KR102152922B1 (en) Noma system and its method for scheduling multi-user
CN114449637B (en) Terminal power control method and device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant