Energy and spectral efficient small cell deployment in heterogeneous cellular networks

Abstract

Hücresel ağlarda giderek artan enerji tüketimi ve veri hızı ihtiyacı, yeni nesil ağların enerjive spektral verimli stratejilerle tasarlanmasını zorunlu kılmıştır. Hücresel ağlarda spektralverimliliği ve enerji verimliliğini artırmanın muhtemel bir yolu heterojen ağlar (HetNets)kullanmaktır. Bu çalışmada, bir kapsama sınırlaması altında, geleneksel makro hücreliağların spektal ve enerji verimliliğini artırmak için alçak güçlü küçük hücre yerleşimstratejileri incelenmiştir. İnceleme için öncelikle makro ve küçük hücrelerin güç tüketimimodellenmiş, daha sonra enerji verimliliği ve spektral verimlilik hücreler arası mesafe,küçük hücre sayısı ve boyutuna göre incelenmiştir. Son olarak, hücresel ağlarda toplamgüç tüketimi bir optimizasyon problemi olarak ifade edilmiş ve optimum çözüm bulunmuştur.

Due to growing power consumption and data-rate demand in cellular networks, it is crucialto design the future networks with energy and spectral efficient strategies. Usingheterogeneous networks (HetNets) is one possible way of improving spectral and energyefficiencies in cellular networks. In this thesis, under a coverage constraint, we considerdeploying strategies with low power small cells in order to improve the area spectraland energy efficiencies of the conventional macrocell only cellular network. We startour analysis with accurate power consumption models for both macro and small basestations. Then, we analyze the area spectral and energy efficiencies with respect to inter-side-distance (ISD), the number and size of microcells. Finally, we formulate total powerconsumption of a cellular network as an optimization problem and find the optimum solutionto this problem.