Heterojen hücresel ağlarda küçük hücre keşif performansı

Kablosuz iletişim cihazlarının gelişimi ile kablosuz iletişim sistemlerindeki trafik talebi son yıllarda büyük bir artış göstermiş ve bu talep her gün daha da yüksek seviyelere çıkmaktadır. Aynı zamanda hem mobil kullanıcıların kısa pil ömrü hem de mobil ağların enerji tüketim problemi ortaya çıkmıştır. Spektral verimlilikteki gelişmeler de teorik değerlere yaklaştığından, yeni nesil teknolojiler alan başına düşen spektral verimliliği artırmaya yönelik gerçekleşmektedir. Bunu gerçekleştirebilmek için heterojen ağ mimarisi hem kapasite problemini çözmek hem de enerji verimliliği açısından iyi bir çözüm olarak görülmektedir. Heterojen ağ kullanmanın performansa etkilerini incelemek için gölgeleme, yol kaybı, girişim, gürültü gücü gibi etkilerin de var olduğu farklı senaryolar incelenmiş ve üç temel kurulum senaryosu ele alınmıştır. Bunlar; rastgele dağılımlı küçük hücrelerde girişim olmadığı kurulum senaryosu, eşit dağılımlı küçük hücrelerde hücreler arası girişim olduğu kurulum senaryosu, makro hücre ve eşit dağılımlı küçük hücrelerde hücrelerarası girişim olduğu kurulum senaryosudur. Senaryolarda mobil kullanıcı 1 $km^2$'lik alanda sabit hızla hareket etmektedir. Bu senaryolarda tarama periyodu, hücre çıkış gücü, mobil kullanıcı hızı ve küçük hücre yoğunluğu parametrelerinin perfromansa etkileri üzerinde çalışılmıştır. Mobil kullanıcının aldığı güç her üç senaryoda da incelendiğinde küçük hücre yoğunluk artışının mobil kullanıcının aldığı gücü her zaman artırdığı görülmüştür. Ancak küçük hücre yoğunluğunu çok fazla artırmanın girişim sebebiyle çok da avantajlı olmadığı SINR incelemelerinde ortaya çıkmıştır. Çok fazla küçük hücre kullanılması hem spektral verimlilik açısından hem de enerji verimliliği açısından olumsuzdur. Bu sebeple küçük hücre konumlandırmaları çok dikkatli belirlenmelidir. Makro hücrenin yeterli olmadığı durumlarda veya veri ihtiyacının çok olduğu alanlara küçük hücreleri konuşlandırmak faydalı olabilir. Yine tüm senaryolar için tarama periyodunun arttırılması alınan sinyal kalitesini düşürmektedir. Ancak tarama periyodunun kısa tutulması mobil kullanıcının pil ömrünü kısaltmaktadır. Bu sebeple sinyal kalitesi göz önünde bulundurularak tarama periyodu mobil kullanıcıya fayda sağlayacak şekilde düzenlenebilir. Gölgeleme durumunu incelediğimizde ise gölgelemenin negatif etkilerinden mümkün olduğunca uzak durabilmek için küçük hücre yoğunluğu artırılabilir veya tarama periyodu düşürülebilir. Küçük hücreden gönderilen güç değerini incelediğimizde ise makro hücre olmadığı durumda mobil kullanıcının aldığı sinyal kalitesi girişim sebebiyle yalnızca mikro boyutlarda değişim göstermektedir. Aynı zamanda mobil kullanıcının iletim gücü de mikro boyutlarda değişim gösterdiği için küçük hücre gönderilen güç değerlerindeki artış gereksiz yere faaliyet giderlerini artırmaktadır. Bir diğer yandan makro hücrenin de var olduğu senaryoda yüksek ilk çıkış gücü mobil kullanıcının aldığı sinyal gücüne olumlu etki etmektedir.