Downlink Performance Analysis for Cell Range Expansion Bias in Heterogeneous Mobile Communication Networks

New technologies such as multi-antenna and small cell were proposed as key technology for the next generation mobile system to cope with the explosively increasing mobile data traffic. In particular, heterogeneous mobile communication network which can improve spatial reuse factor by exploiting macro and small cells simultaneously is attracting attention. However, the heterogeneous network has a problem that the utilization of small cells becomes low because the transmit power of macro base stations is much higher than that of small base stations and then the probability that mobile stations are attached to the macro base stations becomes high. This problem is dominant in uplink. The concept of cell range expansion bias to mitigate the problem was proposed by 3GPP and the corresponding standardization is in progress. In this paper, we analyze the downlink performance of the heterogeneous mobile communication network based on a system level simulator with the cell range expansion bias in terms of average cell spectral efficiency.

이종 이동통신 네트워크에서 셀 확장 편향치에 따른 하향 링크 성능 분석

최근에 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 위하여 다중 안테나와 소형 셀과 같은 신기술들이 차세대 이동통신 시스템의 핵심 기술로 제안되었다. 특히, 기존의 매크로 셀과 소형 셀을 동시에 활용하여 공간 재사용율을 높일 수 있는 이종 이동통신 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 이종 네트워크에서는 단말들이 소형 기지국 대비 상대적으로 송신 출력이 높은 매크로 기지국을 통해서 서비스 받을 가능성이 높기 때문에 소형 기지국의 활용도가 상대적으로 낮아지는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 상향 링크에서 두드러지게 나타난다. 3GPP에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 셀 확장 편향치 개념을 제안하고 이에 대한 표준화를 진행하고 있다. 본 논문에서는 셀 확장 편향치를 적용한 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 이종 이동 통신 네트워크의 하향 링크 성능을 평균 셀 전송 효율 측면에서 분석한다.