본 논문은 기지국 공유가 가능한 셀룰러 네트워크에서 에너지 효율화를 위한 기지국 운영 방안에 관한 것이다. 기지국 운영에 따른 에너지 사용 비용과 기지국 공유에 따라 나타나는 서비스 사업자 간의 트래픽 교환을 함께 고려하기 위하여 에너지와 트래픽에 대한 비용 모델을 수립하여 에너지 비용 최소화에 관한 최적화 문제로 나타낸다. 최적해를 구하기 위하여 게임 이론을 기반으로 정보교환을 기반으로 각각의 서비스 사업자가 독립적으로 기지국을 운영할 수 있는 방안을 제시한다. 또한 제안된 방안이 항상 유일한 Nash equilibrium을 가지며 최적화 문제의 해가 됨을 보인다. 모의실험을 통하여 제안된 기지국 운영방안이 에너지 비용 절감을 이룰 수 있음을 보이고, 다양한 파라미터와 에너지 비용 절감 간의 상관관계를 논의한다.
In this paper, we present an energy-efficient base station operation with base station sharing in wireless cellular networks. Firstly, cost functions are modeled related with the amount of energy usage and traffic load. We use game theory and formulate an energy bill game, where the players are the service operators which are operating base stations and their strategies are the bill of their base station energy consumption and hand-over traffic load to the others service operators. We show that the global optimal performance in terms of minimizing the energy costs is achieved at the Nash equilibrium of the formulated energy bill game. Simulation results confirm that the proposed approach can reduce the energy bill of the service operator, and show the relationship between the energy cost saving and various parameters.
