A new interference management strategy is proposed to enhance the overall capacity of cellular networks (CNs) and device-to-device (D2D) systems. We consider M out of K cellular user equipments (CUEs) and one D2D pair exploiting the same resources in the uplink (UL) period under the assumption of M multiple antennas at the base station (BS). First, we use the conventional mechanism which limits the maximum transmit power of the D2D transmitter so as not to generate harmful interference from D2D systems to CNs. Second, we propose a δ D -interference limited area (ILA) control scheme to manage interference from CNs to D2D systems. The method does not allow the coexistence (i.e., use of the same resources) of CUEs and a D2D pair if the CUEs are located in the δ D -ILA defined as the area in which the interference to signal ratio (ISR) at the D2D receiver is greater than the predetermined threshold, δ D . Next, we analyze the coverage of the δ D -ILA and derive the lower bound of the ergodic capacity as a closed form. Numerical results show that the δ D -ILA based D2D gain is much greater than the conventional D2D gain, whereas the capacity loss to the CNs caused by using the δ D -ILA is negligibly small.

A new interference management scheme is proposed to improve the reliability of a device-to-device (D2D) communication in the uplink (UL) period without reducing the power of cellular user equipment (UE). To improve the reliability of the D2D receiver, two conventional receive techniques and one proposed method are introduced. One of the conventional methods is demodulating the desired signal first (MODE 1 ), while the other is demodulating an interference first (MODE 2 ), and the proposed method is exploiting a retransmission of the interference from the base station (BS) (MODE 3 ). We derive their outage probabilities in closed forms and explain the mechanism of receive mode selection which selects the mode guaranteeing the minimum outage probability among three modes. Numerical results show that by applying the receive mode selection, the D2D receiver achieves a remarkable enhancement of outage probability in the middle interference regime from the usage of MODE 3 compared to the conventional ways of using only MODE 1 or MODE 2 .

We consider a cognitive radio network with an energy-harvesting secondary transmitter to improve both energy efficiency and spectral efficiency. The goal of this paper is to determine an optimal spectrum sensing policy that maximizes the expected total throughput subject to an energy causality constraint and a collision constraint. The energy causality constraint comes from the fact that the total consumed energy should be equal to or less than the total harvested energy, while the collision constraint is required to protect the primary user. We first show that the system can be divided into a spectrum-limited regime and an energy-limited regime depending on where the detection threshold for the spectrum sensor lies. Assuming infinite battery capacity, we derive the optimal detection threshold that maximizes the expected total throughput subject to the energy causality constraint and the collision constraint. Analytical and numerical results show that the system is energy-limited if the energy arrival rate is lower than the expected energy consumption for a single spectrum access. They also show that a decreasing probability of accessing the occupied spectrum does not always result in decreased probability of accessing the idle spectrum in the energy-limited regime.