A Distributed Power Control Algorithm for Data Load Balancing with Coverage in Dynamic Femtocell Networks

다이나믹 펨토셀 네트워크에서 커버리지와 데이터 부하 균형을 고려한 기지국의 파워 조절 분산 알고리즘

A femtocell network has been attracting attention as a promising solution for providing high data rate transmission over the conventional cellular network in an indoor environment. In this paper, we propose a distributed power control algorithm considering both indoor coverage and data load balancing in the femtocell network. As data traffic varies by time and location according to user distribution, each femto base station suffers from an unbalanced data load, which may degrade network performance. To distribute the data load, the base stations are required to adjust their transmission power dynamically. Since there are a number of base stations in practice, we propose a distributed power control algorithm. In addition, we propose the simple algorithm to detect the faulty base station and to recover coverage. We also explain how to insert a new base station into a deployed network. We present the simulation results to evaluate the proposed algorithms.

셀룰러 시스템을 기반으로 하는 펨토셀 네트워크는 실내 환경에서 대용량 데이터 전송을 위한 기술로 주목 받고 있다. 본 연구에서는 다수의 펨토 기지국을 배치하여 서비스를 제공하는 실내 환경에서 커버리지 문제와 데이터 전송 부하 문제를 동시에 고려하는 기지국의 파워 조절 분산 방법을 제안한다. 사용자의 데이터 사용량은 시간과 장소에 따라 지속적으로 변화하기 때문에 기지국의 데이터 전송 부하를 효과적으로 분배하는 동적 파워 조절 방법이 요구된다. 또한, 대규모 시설에 설치되어 있는 펨토셀 네트워크 시스템을 효율적으로 운영하기 위해서는 기지국의 파워 조절을 위한 분산 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 기지국 사이의 데이터 전송 부하를 효과적으로 분배하는 분산 알고리즘을 제시한다. 또한, 일부 기지국에서 발행한 장애를 대응하는 방법과 새로운 기지국을 추가하는 방법을 제시한다. 모의 실험을 통해서 제안한 알고리즘의 성능을 시험하였다.