Energy-efficient mechanisms in heterogeneous cellular networks

Abstract

스펙트럼 효율을 증가시키는 일은 오랫동안 셀룰러 네트워크 연구의 초점이 되고 있다. 그러나 최근, 새로운 메트릭인 에너지 효율이 스펙트럼 효율을 증가뿐만 아니라 에너지 소모 감소룰 위해 도입되었다. 본 학위논문에서는 셀 사이즈에 따른 에너지 효율 분석, 소형셀 설치 기법, 이종망 환경에서의 적응적인 영역 확장 바이어스 조절 기법, C-RAN 기반의 이종망 환경에서의 영역 확장 바이어스 조절 기법 등, 이종망 환경에서의 에너지 효율적 인 기법들에 대한 전반적인 내용을 다루고 있다.

먼저 소형셀과 대형셀에 따른 파워 소모, 용량, 에너지 효율에 대한 비교를 전반적으로 다루고 이후 셀 사이즈에 따른 스케일링 법칙을 셀 반경 및 경로손실지수의 함수로 구한다. 이를 통해 우리는 소형셀이 대형셀이 비해 용량이나 에너지 효율적인 측면에서 훨씬 더 좋은 성능을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

하지만 소형셀로 전 영역을 커버하기 위해서는 너무 많은 소형셀이 필요하게 되고 이는 셀을 설치하는데 있어 더 많은 비용을 초래하게 되며, 높은 속도를 갖는 사용자가 존재할 경우에는 소형셀 환경에서 너무 많은 핸드오버를 겪게 된다는 단점이 있다. 따라서 이를 해결해 주기 위해 대형셀과 소형셀이 중첩되어 존재하는 이종망 구조가 제안되었다. 우리는 먼저 이종망 구조에서의 효율적인 소형셀 배치 기법을 연구한다. 또한 이러한 배치 기법 하에서 최적의 소형셀 갯수 및 소형셀의 전송 파워를 찾는다.

또한 소형셀의 운용방식에 초점을 맞추어 영역 확장이라고 하는 기법을 적응적으로 적용할 수 있도록 영역 확장 바이어스의 적응적인 제어를 통해 이종망 시스템에서 더욱 효율적인 소형셀 운용방식을 찾는다.

더 나아가 이러한 영역 확장 바이어스의 제어를 C-RAN 구조 기반의 이종망 환경에 적용하여 더욱 에너지 효율적인 소형셀 운용방식을 찾는다.