Mode selection in device-to-device communications

Habibimarekani, Maryam (2018). Mode selection in device-to-device communications. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Device-to-Device (D2D) communication refers to a technology that enables devices to communicate directly with each other, without sending data to the base station and the core network. This technology has the potential to improve system performance, enhance the user experience, increase spectral efficiency, reduce the terminal transmitting power, reduce the burden of the cellular network, and expand cellular applications.

In D2D communication UEs are enabled to select among different Transmission Modes (TM)s which are defined based on the frequency resource sharing. Dedicated mode where the D2D communication is direct and data is transmitted through the D2D link by the orthogonal frequency resources to the cellular users so there is not any interference. Reuse mode where data is transmitted through the D2D link by reusing the same frequency resources that are considered for a cellular user or another D2D link so reused mode causes interference at receivers however, the system spectrum efficiency and user access rate may be increased. Cellular mode where the D2D communication is relayed via eNB and it is treated as cellular users.

In this work, we aim to reach the optimal mode selection policy, and we use the Markov Decision Process (MDP) method with the objective of maximizing the total expected reward per connection. We present and analyse optimal mode selection policy for several scenarios with different rewards and cost for cellular, dedicated and reused mode.

In our study of mode selection issues in D2D enabled network we propose an algorithm for the case when the cellular UE moves in the network. We use QoS parameters, mobility parameters and Analytic Hierarchy Process (AHP) method to define new mobility based mode selection algorithm. To evaluate our proposed algorithm, we considered SNR and delay.

Titre traduit

Sélection de mode dans des communications de Device-to-Device

Résumé traduit

La communication de Device-to-Device (D2D) fait référence à une technologie permettant aux périphériques de communiquer directement entre eux, sans envoyer de données à la station de base et au réseau principal. Cette technologie a le potentiel d'améliorer les performances du système, d'améliorer l'expérience utilisateur, d'augmenter l'efficacité spectrale, de réduire la puissance d'émission du terminal, de réduire la charge du réseau cellulaire et d'étendre les applications cellulaires.

Dans les communications D2D, les UEs peuvent sélectionner parmi différents modes de transmission (TM) définis en fonction du partage de ressources de fréquence à savoir le mode privilégié, «reuse mode» et mode cellulaire. En mode privilégié, la communication D2D est directe et les données sont transmises via la liaison D2D par les ressources de frequencies orthogonales aux utilisateurs cellulaires afin qu'il n'y ait aucune interférence. En «reuse mode», les données sont transmises via la liaison D2D en réutilisant les mêmes ressources de fréquence qui sont utilisées pour un utilisateur cellulaire. Ce mode provoque des interférences sur les récepteurs, toutefois, l'efficacité du spectre du système et le taux d'accès des utilisateurs peuvent être augmentés. En mode cellulaire, la communication D2D est relayée via eNB et est traitée comme des utilisateurs cellulaires.

Dans cette étude, notre objectif est d’atteindre une politique de sélection de mode optimale. Nous utilisons la méthode de processus de décision de Markov (MDP) en vue de maximiser la récompense totale attendue par connexion. Nous présentons une politique de sélection de mode optimale pour certains cas ayant une récompense différente pour le mode cellulaire, le mode privilégié et le « reuse mode » et le coût pour le mode réutilisé.

Dans notre étude des problèmes liés à la sélection de mode dans un réseau compatible D2D, nous proposons un algorithme pour le cas où l'UE cellulaire se déplace dans le réseau. Nous utilisons les paramètres QoS, les paramètres de mobilité et la méthode AHP(Analytic Hierarchy Process) pour définir un nouvel algorithme de sélection de mode basé sur la mobilité. Pour évaluer notre algorithme proposé, nous avons considéré le SNR et le délai.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the master degree" Comprend des références bibliographiques (pages 63-66).
Mots-clés libres:	Device-to-Device, sélection de mode, MDP, QoS, gestion de la mobilité
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Dziong, Zbigniew
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	21 févr. 2019 21:38
Dernière modification:	21 févr. 2019 21:38
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2210

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