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[국내논문] LTE 펨토셀 네트워크를 위한 적응적 주기의 MLB 알고리즘
Adaptive Periodic MLB Algorithm for LTE Femtocell Networks 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템, v.38C no.9, 2013년, pp.764 - 774  

김우중 (포항공과대학교 컴퓨터공학과) ,  이정윤 (포항공과대학교 컴퓨터공학과) ,  서영주 (포항공과대학교 컴퓨터공학과)

초록
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4세대 셀룰러 네트워크의 데이터양이 증가하면서, 사업자들은 이를 수용하기 위한 네트워크의 용량 문제에 직면하였다. 따라서, 이 문제를 해결하고자 저렴하고 낮은 전력으로 동작하는 펨토셀이 제안되었는데, 이것은 실내 음영지역의 해소 및 사용자의 서비스 품질을 향상시키는 장점을 갖는다. 그러나 펨토셀 네트워크는 소수의 셀에 많은 부하 (Load)가 집중될 가능성이 있다. 이를 해결하고자, 부하 분산 (Load balancing) 알고리즘 중 하나인 MLB (Mobility Load Balancing) 알고리즘이 제안되었다. 이 알고리즘은 부하 분산을 위해 셀 외곽의 사용자를 인접한 셀로 강제 핸드오버한다. 본 논문에서는 주기적으로 동작하는 MLB 알고리즘에서, 주기가 변했을 때 네트워크 성능 지표들이 어떻게 변화하는지를 확인한다. 실험 결과, 짧은 주기로 동작할 때 데이터 차단율이 낮고, 긴 주기로 동작할 때 핸드오버의 빈도가 낮으며 시간당 처리량 (Throughput)이 높은 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로, 본 논문에서는 적응적 (Adaptive) 주기의 MLB 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 긴 주기와 짧은 주기로 동작하는 알고리즘의 장점을 모두 포함하는 것을 실험적으로 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The number of users and data packets has increased in 4G cellular networks. Therefore, 4G cellular network providers suffer from the network capacity problem. In order to solve this problem, femtocell concept is suggested. It can reduce the coverage hole and enhance the QoS. However, only small numb...

주제어

#LTE   #Femtocell   #Load Balancing   #Self-Optimization Network   #MLB  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
펨토셀은 무엇인가? 이러한 문제를 해결하고자 펨토셀 (Femtocell)의 개념이제안되었다. 펨토셀은 매크로셀 (Macrocell)보다 좁은 서비스 영역을 제공하며 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 유선 광대역망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 소규모 기지국이다. 펨토셀은 매크로셀보다 저렴하고 낮은 전력으로 동작하는 장점을 가지며 서비스 영역 및 용량의 확장, 그리고 매크로셀의 부하 (Load)를 분산할 수 있다.
MLB 알고리즘은 어떻게 동작하는가? MLB 알고리즘은 셀들의 부하를 분산하기 위해 제안된 방법 중 하나이며, 이 알고리즘은 다음과 같이 동작한다. 먼저 각 셀별로 부하의 양을 계산한다. 계산된 부하의 양이 인접한 셀보다 상대적으로 작다면, 핸드오버 영역을 줄이고, 반대로 계산된 양이 상대적으로 많다면, 핸드오버 영역을 증가시킨다. 이렇게 변화된 핸드오버 영역은 셀 외곽에 위치한 사용자의 강제 핸드오버를 유발한다. 그리고 유발된 강제 핸드오버를 통하여, 해당 셀은 부하가 감소하는 효과를 볼 수 있다. 요약하면 이 방법은 부하가 집중된 셀의 외곽 사용자를 인접 셀로 강제 핸드오버 시켜, 부하의 양을 감소하고자 하는 것이다.
펨토셀은 어떤 방식으로 동작해야 하는가? 그러면 사업자는 부하 분산을 위해, 매 시간마다 펨토셀의 부하를 확인하여 분산시켜야 하는데, 이는 매우 어렵다. 따라서 펨토셀은 사업자들이 하나하나 조작을 하지 않고, 스스로 환경을 인지하여 부하를 분산할 수 있는 SON (Self-Organizing Network) 방식[3]으로 동작해야 한다.
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참고문헌 (8)

  1. V. Chandrasekhar, J. Andrews, and A. Gatherer, "Femtocell networks: a survey," IEEE Commun. Mag., vol. 46, no. 9, pp. 59-67, Sep. 2008. 

    상세보기 crossref

  2. S. Yeh, S. Talwar, S. C. Lee, and H. Kim, "WiMAX femtocells: a perspective on network architecture, capacity, and coverage," IEEE Commun. Mag., vol. 46, no. 10, pp. 58-65, Oct. 2008. 

    상세보기

  3. O. G. Aliu, A. Imran, M. A. Imran, and B. Evans, "A survey of self organization in future cellular networks," IEEE Commun. Surveys Tutorials, vol. 15, no. 1, pp. 336-361, First Quarter 2013. 

    상세보기 crossref

  4. A. Lobinger, S. Stefanski, T. Jansen, and I. Balan, "Load balancing in downlink LTE self-optimizing networks," in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. Spring (VTC 2010-Spring), pp. 1-5, Taipei, Taiwan, May 2010. 

  5. R. Kwan, R. Arnott, R. Paterson, R. Trivisonno, and R. Kubota, "On mobility load balancing for LTE systems," in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. Fall (VTC 2010-Fall), pp. 1-5, Ottawa, Canada, Sep. 2010. 

  6. W. Kim, J. Y. Lee, and Y. J. Suh, "A study on the periodic mobility load balancing algorithm in LTE femtocell networks," in Proc. KICS Winter Conf. 2013, pp. 246-247, Yongpyeong, Korea, Jan. 2013. 

  7. G. Piro, L. A. Grieco, G. Boggia, F. Capozzi, and P. Camarda, "Simulating LTE cellular systems: all open-source frameworks," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 60, no. 2, pp. 498-513, Oct. 2010. 

  8. K. Dimou, M. Wang, Y. Yang, M. Kazmi, A. Larmo, J. Pettersson, W. Muller, and Y. Timner, "Handover within 3GPP LTE: design principles and performance," in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. Fall (VTC 2009-Fall), pp. 1-5, Anchorage, U.S.A., Sep. 2009. 

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