Radio planning of energy aware cellular networks

The constant development and the increasing importance on everyday life of the Information and Communication Technology industry fostered the sensitiveness toward ICT energy consumption problems. In an attempt to reduce the environmental impact of the communication sector, wireless access networks have recently received great attention and energy-aware models have been proposed for both cellular and WLAN networks. At our knowledge, all the suggested approaches focus on the network management phase, aiming at powering on and off network devices depending on traffic levels; however, the strong impact of the design stages on an effective energy-efficient operation has not been considered yet. In order to delve into this issue, here a joint design and management optimization approach is proposed. The model tries to reduce energy consumption while guaranteeing users QoS constraints and minimizes installation (Capex) and operational (Opex) expenses in charge of network providers. It is shown that, when energy costs are included in Opex and energy management strategies at the design stages are taken into account, more energy efficient and versatile topologies are obtained than when Capex only are considered.

L'influenza del settore Information and Communication Technology (ICT) sulla produttività e la crescita economica è in continuo aumento, e proprio a causa della sua sempre maggiore diffusione non è più possibile trascurarne l'impatto energetico. Per quanto concerne le reti cellulari, ad esempio, sono stati proposti alcuni approcci e modelli attenti al fattore energetico che mirano a ridurre il consumo di potenza abbassando nel contempo i costi sostenuti degli operatori di rete. Finora, tuttavia, l'attenzione è stata posta esclusivamente su questioni di carattere gestionale quali l'accensione e lo spegnimento di elementi di rete in base ai livelli di traffico, non considerando che un comportamento realmente efficiente dal lato energetico dipende in gran parte dalle decisioni prese in fase di design. Per colmare questa lacuna proponiamo qui un approccio congiunto di ottimizzazione di design e gestione, il cui scopo è quello di limitare lo spreco di potenza, garantendo allo stesso tempo i vincoli di qualità della connessione per gli utenti, e di minimizzare i costi di installazione (Capex) e quelli operativi (Opex) a carico dei gestori di rete. Si mostra quindi che, includendo i costi energetici in Opex e adottando strategie di gestione energetica in fase di design, è possibile raggiungere topologie di rete più efficienti e versatili di quelle ottenibili considerando solamente i Capex.