Resource allocation schemes for D2D communication in cellular networks

In cellular networks, proximity users may communicate each other directly without going through the Base Station (BS); this is called Device-to-Device (D2D) communication and it can improve the spectral efficiency significantly. However, D2D communication can generate interference to conventional cellular users (CU) if the design of the networks does not handle properly this scenario. In this thesis, we study the allocation problem in order to maximize overall network transmission rate while guaranteeing the signal to interference noise ratio (SINR) requirements for both CUs and D2D pairs. For the solution of this problem, some of the promising resource allocation strategies, called Quality of Service (QoS) Aware and Fixed Margin, are implemented and simulated in order to understand the effect of specific parameters in the network. Also, Random Resource Allocation strategy is implemented and used as a benchmark.

Nelle reti cellulari, gli utenti in prossimità possono comunicare tra loro direttamente senza passare attraverso la Base Station (BS): questa è chiamata comunicazione Device-to-Device (D2D) e può migliorare significativamente l'efficienza spettrale. Tuttavia, la comunicazione D2D può generare interferenze con gli utenti di cellulari convenzionali (CU) se il progetto delle reti non è dimensionato correttamente. In questa tesi, studiamo il problema al fine di massimizzare la velocità di trasmissione complessiva della rete, garantendo i requisiti di rapporto segnale- rumore SINR per i collegamenti CU e D2D. Per la soluzione di questo problema, alcune delle promettenti strategie di allocazione delle risorse, dette Quality of Service (QoS) Aware e Fixed Margin, sono state implementate e simulate al fine di comprendere l'effetto di specifici parametri nella rete. Inoltre, una strategia di allocazione casuale delle risorse è implementata e utilizzata come condizione di riferimento.