In this paper, for cloud-radio access network (C-RAN) architecture which consists of the cloud and base stations (BSs) or remote radio heads (RRHs) via dedicated fronthaul link, we investigate the energy efficiency for cloud processing at the cloud and edge processing at each BS. For cloud processing, we reflect the outdated channel state information (CSI) and additional power consumption for the centralized processing since the transmission of CSI to the uplink via fronthaul is considered. For edge processing, each RRH is allowed to perform baseband processing based on local, but timely CSI. Thus, we reflect the degradation of spectral efficiency induced by inter-cell interference to our energy efficiency model. Furthermore, we propose an RRH selection algorithm for cloud and edge processing to enhance the energy efficiency. The proposed algorithm is designed to reduce energy consumption of the entire system by inactivating the inefficient RRH, therby improving energy efficiency. Simulation results show that there certainly exists the regime that the edge processing outperforms than the cloud processing depending on delay of outdated CSI. Moreover, we observe that, by means of our proposed algorithm, the energy efficiency is enhanced, especially in cloud processing.
본 논문에서는 클라우드 및 이와 프론트홀 링크를 통해 연결된 기지국 또는 RRH로 구성된 클라우드 무선 접속 네트워크 구조에서, 클라우드에서의 클라우드 처리와 각 기지국에서의 에지 처리의 에너지 효율을 연구하였다. 클라우드 처리의 경우, 프론트홀을 통해 상향으로 채널 상태 정보가 전달되는 과정이 고려되므로 지연된 채널 상태 정보와 추가적인 전력소비를 반영하였다. 에지 처리의 경우, 각 RRH들은 지역적이지만 적시의 채널 상태 정보를 기반으로 기저대역 처리를 수행하므로 에너지 효율 모델에 셀 간 간섭에 의해 유발되는 스펙트럼 효율의 저하를 반영하였다. 또한, 본 논문에서는 에너지 효율을 높이기 위한 클라우드 및 에지 처리에서의 RRH 선택 알고리즘을 제안한다. 제시한 RRH 선택기법은 비효율적으로 동작하는 RRH를 비활성화함으로써, 전체 시스템의 전력 소모를 줄여 에너지 효율을 높이도록 디자인되었다. 시뮬레이션 결과는 채널 상태의 지연 정도에 따라 에지 처리가 클라우드 처리보다 좋은 성능을 나타내는 구간이 존재함을 보여준다. 또한 제시한 RRH 선택 기법을 사용했을 때, 특히 클라우드 처리에서 에너지 효율의 향상된다는 것을 알 수 있다.
