Heterogeneous Cellular Networks: An Optimization Perspective
- Reference number
- SM12-0031
- Start and end dates
- 130101-131231
- Amount granted
- 575 000 SEK
- Administrative organization
- Linköping University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
A rapidly emerging area in mobile communications is the deployment of heterogeneous networks (HetNets). HetNets integrate macrocells with small, low-power base stations, aka lower power nodes (LPNs), as a cost-efficient and energy-efficient means to massively scale up capacity and coverage for hotspots and indoor environments. At present, there is a lack of solid theoretical understanding and practical approaches for performance optimization for HetNet deployment, which is challenging due to the significant growth in the scale of design parameters and structural diversity in comparison to conventional systems. The project develops optimization models and algorithms for HetNet performance engineering. The research focuses on HetNet deployment scenarios with the Long Term Evolution (LTE) and LTE-advanced (LTE-A) technology. The key planning and optimization parameters are location of LPNs, power allocation, and range assignment, for performance objectives ranging from capacity, energy efficiency, to load balancing. Performance evaluation and case studies will be used to demonstrate the benefit of optimization models and algorithms in system deployment. Along the dimension of knowledge development, the project enables the renewal of scientific expertise to master HetNet optimization. Via knowledge transfer, the research is further turned into engineering practice for large scale heterogeneous access in the evolution of mobile telecommunications.
Popular science description
Inom mobil telekommunikation går utvecklingen mot nästa generations mobilnät uppbyggt på tekniken under samlingsnamnet Long Term Evolution (LTE) och LTE-Advanced (LTE-A), även känd som 4G. På grund av den snabbt växande efterfrågan på bandbredden räcker det inte längre att bygga ut näten med traditionella, stora radio basstationer. Ett lovande koncept för hög bandbredd till låg kostnad och energiförbrukning är heterogena mobilnät, som använder mindre basstationer, till exempel pico-basstationer för att ger den extra kapacitet och täckning som behövs i områden med mycket datatrafik. För att basstationer av olika storlek ska kunna samverka så bra som möjligt behövs nätplanering och –optimering. Forskningsprojektet utvecklar nya matematiska modeller och algoritmer för att optimera heterogena LTE/LTE-A mobilnät. Forskningen syftar till att studera frågeställningar som är av avgörande betydelse för kostnads- och resurseffektiviteten, till exempel lokalisering av pico-basstationer, täckningsplanering och lastbalansering. Genom samverkan med Ericsson kommer forskningsresultaten att omsättas till ingenjörsmässig metodik, och integreras i systemprodukter för nästa generations mobilnät. Därmed bidrar projektet till att öka den svenska telekommunikationsindustrins konkurrenskraft.