Resource selection for D2D communication in VoLTE environment

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

D2D (Device-to-Device) communication underlaying cellular network has received much attention to utilize cellular resources in a more efficient way. Since the range of
D2D communication is expected to be shorter than cell range, there are potential advantages such as reducing delay, reducing the number of hops, improving resource efficiency, and offloading cellular traffic. In this thesis, a new resource selection scheme for D2D communication is proposed and new concepts are introduced. In addition, We focus on new cellular environment, Semi-Persistent Scheduling (SPS) based cellular network, which is never considered in existing papers. We claim that D2D communication in SPS based cellular network has strength with respect to overhead compared to D2D communication in Dynamic Scheduling (DS) based cellular network. Therefore, D2D communicataion in SPS based cellular network can be more efficient. In
particular, SPS is considered one of possible scheduling methods since it is a suitable scheduling method for VoLTE (Voice over IP on top of LTE) packets. In the simulation, we verify that D2D communication in SPS based cellular network achieves better performance
in terms of achievable bits per the number of signaling messages for D2D communication. In addition, we also verify that D2D communication in SPS based cellular network is more efficient to maintain the peformance of cellular network.

국문 초록 (Abstract)

셀룰러 네트워크 기반의 Device-to-Device (D2D) 통신은 셀룰러 자원을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다는 점에서 최근 각광을 받는 기술이다. 일반적으로, D2D 통신의 거리는 현재 셀룰러 반경에 비해 짧다고 여겨 지기 때문에 잠재적인 장점이많을 것으로 생각된다. 예를 들어,지연 시간과 링크의 홉수를 줄이는 것이 가능하고 자원을 효과적으로 재사용 함으로써 셀룰러 트래픽의 offloading 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 D2D 통신을위한 새로운 자원 전략 방식에 대해서 제안하고 새로운 개념들을 소개한다. 또한, 이전 논문들에서 D2D 통신
의 환경으로 여겨지지 않았던 Semi-Persistent Scheduling (SPS) 방식의 스케쥴링 기법을 사용하는 셀룰러 환경을 고려한다. SPS 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서의 D2D 통신은 Dynamic Scheduling (DS) 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서의 D2D 통신보다 부가적인 오버헤드를 줄임으로써, 더 적은 컨트롤 메시지로 더 많은 양의 D2D 데이터 전송을 할 수 있기 때문에 더욱 효율적이다. 특히나 SPS는VoLTE (Voice over IP on top of LTE)패킷을 처리하는 데 효과적인 방식으로 여겨지고 있기 때문에, 차후에 셀룰러 통신스케쥴링 기법 중 하나의 방식으로 채택될 가능성이 높다. 시뮬레이션을 통하여 SPS를 사용하는 셀룰러 네트워크에서의 D2D 통신이 DS를 사용하는 셀룰러 네트워크에 비해 오버헤드 대비 수율이 높다는 것을 보였다. 또한, 셀룰러 상향 링크 성능에서도 SPS 방식을사용하는 것이더욱 효과적임을확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1 Introduction
• 2 Background
• 2.1 SystemModel andPreliminary
• 2.2 D2DPowerControl
• 3 Proposed Resource Selection Scheme
• 3.1 Beacon and Neighbor List
• 3.2 Resource Selection
• 4 Semi-Persistent Scheduling
• 4.1 VoLTEPacket
• 4.2 D2DCommunication inVoLTEEnviroment
• 5 Performance Evaluation
• 5.1 Performance ofCellularNetwork
• 5.2 Influence of D2D Communication on Cellular Network Performance
• 5.3 Performance ofD2DCommunication
• 6 Conclusion