2021
88
Miguel Eguizabal Alonso
Ges ión de Recu sos Radio en
Sis emas Mó iles A anzados de
Banda Ancha con Soluciones de
Ex ensión de Cobe u a y
Capacidad Basados en
Despliegues de Red He e ogénea
Di ec o /es
He nández Solana, Ángela
© Uni e sidad de Za agoza
Se icio de Publicaciones
ISSN 2254-7606
Miguel Eguizabal Alonso
GESTIÓN DE RECURSOS RADIO EN SISTEMAS
MÓVILES AVANZADOS DE BANDA ANCHA CON
SOLUCIONES DE EXTENSIÓN DE COBERTURA Y
CAPACIDAD BASADOS EN DESPLIEGUES DE RED
HETEROGÉNEA
Di ec o /es
He nández Solana, Ángela
Tesis Doc o al
Au o
2020
Reposi o io de la Uni e sidad de Za agoza – Zaguan h p://zaguan.uniza .es
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
Escuela de Doc o ado
P og ama de Doc o ado en Tecnologías de la In o mación y
Comunicaciones en Redes Mó iles
Tesis doc o al
Ges ión de Recu sos Radio en Sis emas Mó iles
A anzados de Banda Ancha con Soluciones de
Ex ensión de Cobe u a y Capacidad Basados en
Despliegues de Red He e ogénea
Au o :
Miguel Eguizábal Alonso
Di ec o a:
D a. Ángela He nández Solana
Doc o ado en Tecnologías de la In o mación y Comunicaciones en Redes
Mó iles (TICRM)
Uni e sidad de Za agoza
Depa amen o de Ingenie ía Elec ónica y Comunicaciones
2020

Ag adecimien os
A mi di ec o a Ángela, po su paciencia e ines imable ayuda du an e odo es e
la go camino.
A Noelia, po ene la sue e de ene la a mi lado, y po su apoyo y con ianza
incondicional, especialmen e en los momen os di íciles.
A mis amigos, po c ece jun os y po ues a con ianza ciega en mí.
A mis pad es y mi he mano, po los es ue zos ealizados y la ayuda pa a llega
has a aquí.
A mis compañe os del labo a o io 2.05, po hace que mi e apa en la
Uni e sidad ue a an ag adable y en iquecedo a.
G acias a odos, no lo hubiese log ado sin oso os.
i
Tabla de Con enidos
Lis a de Figu as ...................................................................................... ii
Lis a de Tablas ........................................................................................ x
Lis a de Ac ónimos ................................................................................ xix
1 - In oducción ......................................................................................... 1
1.1 Mo i ación y obje i os ............................................................................... 1
1.2 Es uc u a de la esis ................................................................................... 6
2 - Ges ión de la In e e encia en Redes Mac ocelula es Homogéneas 9
2.1 Tecnología OFDMA pa a edes LTE ....................................................... 10
2.2 Mecanismos de con ol de la ICI en edes mac ocelula es homogéneas.. 12
2.3 Ges ión de ecu sos adio a ni el de mac ocelda ..................................... 16
2.3.1 FFR wi h equency occupa ion o de ing and powe adap a ion (FFRopa) .. 18
3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de
In e e encias y C i e io de Selección de Nodo .............................. 23
3.1 Es ado del A e ......................................................................................... 26
3.1.1 Ges ión de in e e encias en despliegues he e ogéneos con picoceldas ........ 27
3.1.2 C i e io de selección de nodo pa a despliegues he e ogéneos ....................... 33
3.2 Modelo del sis ema ................................................................................... 38
3.3 Esquemas de ICIC y c i e io de selección de nodo p opues os ................ 39
3.3.1 Esquemas de ICIC pa a despliegues de picoceldas ....................................... 40
3.3.2 C i e io de selección de nodo ........................................................................ 44
iii
Figu a 3.13: Dis ibución de UEs ....................................................................... 60
Figu a 3.14: Posiciones de despliegue de los PeNBs ......................................... 61
Figu a 3.15: Po cen aje de TUs desca ados pa a los esquemas FFRopa_xRBs (d
= 400 m y θ= 30º) ........................................................................................ 63
Figu a 3.16: Compa a i a en e los esquemas FFRopa y FFR (d = 400 m y θ =
30º) ............................................................................................................... 65
Figu a 3.17: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo
NUEeNB = 54 y NUEPeNB = 87 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º) .......................... 68
Figu a 3.18: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo
NUEeNB = 72 y NUEPeNB = 87 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º) .......................... 69
Figu a 3.19: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo
NUEeNB = 54 y NUEPeNB = 117 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º) ........................ 71
Figu a 3.20: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo
NUEeNB = 72 y NUEPeNB = 117 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º) ........................ 72
Figu a 4.1: Enlaces p esen es en los despliegues he e ogéneos con RNs .......... 78
Figu a 4.2: Es uc u a de ama. Ejemplo de epa o y eúso de ecu sos en e
RNs y enlaces ................................................................................................ 80
Figu a 4.3: Esquemas FFR y SFR, jun o con a ias con igu aciones de
despliegue de RNs ......................................................................................... 82
Figu a 4.4: Esquemas de RA pa a las sub amas de acceso con di e en es
ac o es de eúso ecuencial ......................................................................... 84
Figu a 4.5: Esquemas de RA pa a las sub amas de acceso pa a las
con igu aciones 2 y 3 .................................................................................... 85
Figu a 4.6: Esquema de RA pa a la sub ama de acceso basado en SFR
(con igu ación 1) ........................................................................................... 88
Figu a 4.7: Con igu aciones de despliegue de elays ......................................... 89
Figu a 4.8: Es uc u a de T ama ......................................................................... 90
Figu a 4.9: Dis ibución de los ecu sos ecuenciales en g upos (G RB) ......... 90
Figu a 4.10: Esquemas PFx de RA (2 RNs po sec o ) ...................................... 91
Figu a 4.11: RA pa a DeNBs (a ayas) y RNs (sólido) en sub amas de acceso (2
RNs po sec o ) ............................................................................................. 94
Figu a 4.12: O denación en la asignación de ecu sos pa a los DeNBs, con
asignaciones p io i a ias en e sec o es ......................................................... 94

ix
Figu a 4.13: CDF de la SINR obse ada po los UEs en cada zona (esquemas
PFx) ............................................................................................................. 105
Figu a 4.14: CDF del h oughpu ecibido po los UEs (esquemas SFR_bm_opx)
..................................................................................................................... 109
Figu a 4.15: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas
p elimina es más ele an es ........................................................................ 111
Figu a 4.16: RA del esquema FFR_2G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas de
acceso (2 RNs po sec o ) ........................................................................... 113
Figu a 4.17: RA del esquema Back_op3 pa a DeNBs en sub amas backhaul (2
RNs po sec o ) ........................................................................................... 115
Figu a 4.18: RA del esquema SFR_2G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas de
acceso (2 RNs po sec o ) ........................................................................... 117
Figu a 4.19: RA pa a DeNBs en sub amas backhaul: Back_op4 y Back_op5 (2
RNs po sec o ) ........................................................................................... 119
Figu a 4.20: RA de los esquemas FFR_3G RBs y FFR_4G RBs pa a DeNBs y
RNs en sub amas de acceso (2 RNs po sec o ) ......................................... 122
Figu a 4.21: RA de los esquemas SFR_3G RBs y SFR_4G RBs pa a DeNBs y
RNs en sub amas de acceso (2 RNs po sec o ) ......................................... 124
Figu a 4.22: RA de los esquemas FFR_2G RBs, FFR_3G RBs y FFR_4G RBs
pa a DeNBs y RNs en sub amas de acceso (4 RNs po sec o ) ................. 127
Figu a 4.23: RA del esquema Back_op3 pa a DeNBs en sub amas backhaul (4
RNs po sec o ) ........................................................................................... 129
Figu a 4.24: RA de los esquemas SFR_2G RBs, SFR_3G RBs y SFR_4G RBs
pa a DeNBs y RNs en sub amas de acceso (4 RNs po sec o ) ................. 131
Figu a 4.25: RA del esquema Back_op4 pa a DeNBs en sub amas backhaul (4
RNs po sec o ) ........................................................................................... 133
Figu a 4.26: CDF del h oughpu ecibido po los mUEs y UEs (esquemas
FFR_2G RBs y SFR_2G RBs) ................................................................... 140
Figu a 4.27: CDF del h oughpu ecibido po los UEs (esquemas FFR_2G RBs-
Back_op3(4 RBs) y SFR_2G RBs-Back_op4(5 RBs)) ............................... 142
Figu a 4.28: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a el esquema
FFR_3G RBs-Back_op3(5 RBs) cuando se aplica un bias al c i e io de
selección de nodo ........................................................................................ 147
x
Figu a 4.29: CDF del h oughpu ecibido po los UEs (esquemas basados en
FFR y SFR, cuando se aplica un bias de 4dB) ............................................ 150
Figu a 4.30: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a la ed mac ocelula
con encional y pa a el esquema SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs),
desplegando los RNs a 2/3 del adio de la celda (d = 2/3·R) y en la on e a
en e las zonas 1 y 2 (d ≈ 0.76·R) .............................................................. 153
Figu a 4.31: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a el esquema
SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs) (2 RNs po sec o ) y SFR_2G RBs-
Back_op4(4 RBs) (4 RNs po sec o ) ......................................................... 157
Figu a 4.32: CDF de la SINR obse ada po los UEs pa a el esquema
SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs) (2 RNs po sec o ) y SFR_2G RBs-
Back_op4(4 RBs) (4 RNs po sec o ) ......................................................... 158
Figu a 4.33: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a el esquema
SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs) (2 RNs po sec o ) y SFR_2G RBs-
Back_op4(4 RBs) (4 RNs po sec o ), desplegando los RNs a 2/3 del adio de
la celda (d = 2/3·R) y en la on e a en e las zonas 1 y 2 (d ≈ 0.76·R) ... 161
Figu a 4.34: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas p opues os
más ele an es (d = 2/3·R)......................................................................... 163
Figu a 4.35: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas p opues os
más ele an es, mos ando el h oughpu ag egado po zona (d ≈ 0.76·R) 165
Figu a 4.36: Es uc u a de combinación de amas .......................................... 166
Figu a 4.37: Ejemplo de aplicación de la es uc u a de combinación de amas
..................................................................................................................... 167
Figu a 4.38: RA de los esquemas CS_2G RBs, CS_3G RBs y CS_4G RBs pa a
DeNBs y RNs en sub amas A (2 RNs po sec o ) ...................................... 168
Figu a 4.39: RA de los esquemas CS_2G RBs, CS_3G RBs y CS_4G RBs pa a
DeNBs y RNs en sub amas B (2 RNs po sec o ) ...................................... 170
Figu a 4.40: RA de los esquemas CS_ o _2G RBs, CS_ o _3G RBs y
CS_ o _4G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas A (2 RNs po sec o ) .. 174
Figu a 4.41: RA de los esquemas CS_ o _2G RBs, CS_ o _3G RBs y
CS_ o _4G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas B (2 RNs po sec o ) ... 176
Figu a 4.42: RA de los esquemas CS_2G RBs, CS_3G RBs y CS_4G RBs pa a
DeNBs y RNs en sub amas A y B (4 RNs po sec o ) ............................... 181
Figu a 4.43: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a los esquemas
SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs), CS_3G RBs-Back(6 RBs) y
xi
CS_ o _4G RBs-Back(6 RBs), pa a la con igu ación de 2 RNs po sec o (d
= 2/3·R) ...................................................................................................... 192
Figu a 4.44: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a los esquemas
SFR_4G RBs-Back_op4(6 RBs), CS_3G RBs-Back(6 RBs) y
CS_ o _4G RBs-Back(6 RBs), pa a la con igu ación de 2 RNs po sec o (d
≈ 0.76·R) .................................................................................................... 195
Figu a 4.45: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a los esquemas
SFR_2G RBs-Back_op4(4 RBs) (4 RNs po sec o ), CS_ o _4G RBs-Back(6
RBs) (2 RNs po sec o ) y CS_2G RBs-Back(4 RBs) (4 RNs po sec o ),
siendo d = 2/3·R ........................................................................................ 199
Figu a 4.46: CDF del h oughpu ecibido po los UEs pa a los esquemas
SFR_2G RBs-Back_op4(4 RBs) (4 RNs po sec o ), CS_ o _4G RBs-Back(6
RBs) (2 RNs po sec o ) y CS_2G RBs-Back(4 RBs) (4 RNs po sec o ),
siendo d ≈ 0.76·R ....................................................................................... 202
Figu a 4.47: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas p opues os
más ele an es (d = 2/3·R)......................................................................... 204
Figu a 4.48: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas p opues os
más ele an es, mos ando el h oughpu ag egado po zona (d ≈ 0.76·R) 205
Figu a 5.1: Esquemas FFR y SFR, jun o con a ias con igu aciones de
despliegue de RNs ....................................................................................... 211
Figu a 5.2: Diag ama de la segunda ase del algo i mo ................................... 213
Figu a 5.3: Repa o de ecu sos ecuenciales pa a DeNBs y RNs en las
sub amas de acceso .................................................................................... 224
Figu a 5.4: RA del esquema SFR_3G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas de
acceso (2 RNs po sec o ) ........................................................................... 234
Figu a 5.5: Esquema de RA-ICIC pa a DeNBs u ilizado como base pa a
dis ibui los ecu sos dinámicamen e en las sub amas backhaul (2 RNs po
sec o ) .......................................................................................................... 240
Figu a 5.6: Diag ama de la ope ación del algo i mo comple o ........................ 249
Figu a 5.7: PDF del núme o de RBs que se ha es imado que debe ía ecibi cada
enlace backhaul, pa a NUE =90, 99 y 108 ................................................ 269
Figu a 5.8: Resul ados del esquema dinámico de RA-ICIC (NUE =108) ...... 270
Figu a 5.9: CDF del po cen aje de TUs desca ados pa a los mUEs en ambos
escena ios (NUE =108) ............................................................................. 271
xii
Figu a 5.10: CDF de la e iciencia po RB (bi s/RB) log ada po los enlaces
di ec os pa a ambos escena ios (NUE =108) ............................................ 272
Figu a 5.11: CDF de la e iciencia po RB (bi s/RB) log ada po los enlaces
di ec os pa a ambos escena ios, sepa ando los esul ados po G RBs (NUE =
108) ............................................................................................................. 274
Figu a 5.12: Ejemplo de dis ibución de usua ios pa a el escena io 1 ............. 276
Figu a 5.13: Po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 1 (Dmaxu =50ms)
..................................................................................................................... 277
Figu a 5.14: CDF del po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 1 (NUE =
90) (Dmaxu =50ms) .................................................................................. 278
Figu a 5.15: CDF del po cen aje de des iación en e el núme o de RBs que se ha
es imado que debe ía ecibi cada nodo y el núme o de RBs que el algo i mo
de RA ealmen e asigna a cada nodo pa a el escena io 1 (NUE =108)
(Dmaxu =50ms) ......................................................................................... 279
Figu a 5.16: Po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 1, cuando la co a
máxima de e a do (Dmaxu) se inc emen a a 150ms .................................. 280
Figu a 5.17: Po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 1, cuando se
man iene ijo el núme o medio de UEs concen ados al ededo de cada RN y
se inc emen a el núme o medio de UEs dis ibuidos uni o memen e en el á ea
de cobe u a del DeNB (Dmaxu =50ms) ................................................... 281
Figu a 5.18: Ejemplo de dis ibución de usua ios pa a el escena io 2 ............. 283
Figu a 5.19: Po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 2 (Dmaxu =50ms)
..................................................................................................................... 283
Figu a 5.20: CDF del po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 2 (NUE =
81) (Dmaxu =50ms) .................................................................................. 285
Figu a 5.21: CDF del po cen aje de des iación en e el núme o de RBs que se ha
es imado que debe ía ecibi cada nodo y el núme o de RBs que el algo i mo
de RA ealmen e asigna a cada nodo pa a el escena io 2 (NUE =81)
(Dmaxu =50ms) ......................................................................................... 286
Figu a 5.22: Po cen aje de TUs desca ados pa a el escena io 2, cuando la co a
máxima de e a do (Dmaxu) se inc emen a a 150ms .................................. 287
Figu a 6.1: Asignación de ecu sos del esquema FFRopa ............................... 305
Figu a 6.2: Cu as de las e iciencias po RB ob enidas o line ....................... 326
Figu a 6.3: Resul ados pa a la es a egia CP_ eo (Modelo ON-OFF) .............. 330
xiii
Figu a 6.4: Resul ados pa a la es a egia CP_med (Modelo ON-OFF) ............ 332
Figu a 6.5: Resul ados pa a la es a egia CS_ eo (Modelo ON-OFF) .............. 334
Figu a 6.6: Resul ados pa a la es a egia CS_med (Modelo ON-OFF) ............ 336
Figu a 6.7: Resul ados pa a la es a egia CS_med_ep (Modelo ON-OFF) ...... 346
Figu a 6.8: Resul ados pa a la es a egia CS_med_pon_ep – Sa is acción de asa
(Modelo ON-OFF) ...................................................................................... 348
Figu a 6.9: Resul ados pa a la es a egia CS_med_pon_ep – Da os bu e
(Modelo ON-OFF) ...................................................................................... 350
Figu a 6.10: Resul ados pa a la es a egia CS_med_pon_ep_adap - Da os bu e
(Modelo ON-OFF) ...................................................................................... 352
Figu a 6.11: Modelo de á ico de ansmisión de ideo [76] .......................... 354
Figu a 6.12: Resul ados pa a la es a egia CS_med (Modelo Video) .............. 357
Figu a 6.13: Resul ados pa a la es a egia CS_med_pon_ep – Da os bu e
(Modelo Video) ........................................................................................... 359
Figu a 6.14: Resul ados pa a la es a egia CS_med_pon_ep_adap - Da os bu e
(Modelo Video) ........................................................................................... 361

x
Lis a de Tablas
Tabla 3.1: MCSs conside ados ........................................................................... 48
Tabla 3.2: Pedes ian-A ex endido (3 km/h) ...................................................... 51
Tabla 3.3: Pa áme os gene ales de simulación ................................................. 58
Tabla 3.4: Esquema de CQI ............................................................................... 59
Tabla 3.5: Pa áme os del modelo ON-OFF y del mecanismo de ARQ ............ 59
Tabla 3.6: Másca as de po encia eNBs y PeNBs ............................................... 60
Tabla 3.7: Po cen aje de UEs que se conec an a las picoceldas (θ = 30º) ........ 67
Tabla 3.8: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs
(NUEeNB = 54 y NUEPeNB = 87) ..................................................................... 68
Tabla 3.9: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs
(NUEeNB = 72 y NUEPeNB = 87) ..................................................................... 70
Tabla 3.10: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs
(NUEeNB = 54 y NUEPeNB = 117) ................................................................... 72
Tabla 3.11: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs
(NUEeNB = 72 y NUEPeNB = 117) ................................................................... 73
Tabla 4.1: Pa áme os gene ales de simulación ................................................. 97
Tabla 4.2: Esquema de CQI ............................................................................... 98
Tabla 4.3: Másca as de po encia DeNBs y RNs pa a los esquemas de ICIC
p elimina es [dBm/RB] ............................................................................... 100
Tabla 4.4: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas PFx (2 RNs
po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) .............................................................. 104
x i
Tabla 4.5: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas
SFR_bm_op1 y SFR_bm_op2 (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) 107
Tabla 4.6: Másca as de po encia DeNBs y RNs pa a los esquemas de ICIC
p opues os [dBm/RB] .................................................................................. 135
Tabla 4.7: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas Back_op3,
Back_op4 y Back_op5 (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) ............ 136
Tabla 4.8: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas
SFR_2G RBs y FFR_2G RBs (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) 139
Tabla 4.9: P es aciones de la de inición de ecu sos p io i a ios en e sec o es
[Mbps] (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) ..................................... 144
Tabla 4.10: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
FFR pa a di e en es alo es de bias (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 =
30º) ............................................................................................................. 146
Tabla 4.11: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
FFR y SFR (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º) ............................... 148
Tabla 4.12: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
FFR y SFR (2 RNs po sec o , d ≈ 0.76·R y θ0 = 30º) ............................. 151
Tabla 4.13: Compa a i a del h oughpu p omedio po celda [Mbps] ob enido en
las di e en es zonas po los esquemas basados en FFR y SFR (2 RNs po
sec o y θ0 = 30º) ....................................................................................... 152
Tabla 4.14: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
FFR y SFR (4 RNs po sec o , d = 2/3·R, θ0 = 15º y θ1 = 45º) ............. 155
Tabla 4.15: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
FFR y SFR (4 RNs po sec o , d ≈ 0.76·R, θ0 = 15º y θ1 = 45º) ............ 159
Tabla 4.16: Compa a i a del h oughpu p omedio po celda [Mbps] ob enido en
las di e en es zonas po los esquemas basados en FFR y SFR (4 RNs po
sec o , θ0 = 15º y θ1 = 45º) ...................................................................... 160
Tabla 4.17: Másca as de po encia DeNBs y RNs pa a los esquemas de ICIC
p opues os basados en la es uc u a de combinación de amas [dBm/RB] 188
Tabla 4.18: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
la es uc u a de combinación de amas (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 =
30º) ............................................................................................................. 189
Tabla 4.19: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
la es uc u a de combinación de amas (2 RNs po sec o , d ≈ 0.76·R y θ0 =
30º) ............................................................................................................. 193
x ii
Tabla 4.20: Compa a i a del h oughpu p omedio po celda [Mbps] ob enido en
las di e en es zonas po los esquemas basados en la es uc u a de
combinación de amas (2 RNs po sec o y θ0 = 30º) ............................... 194
Tabla 4.21: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
la es uc u a de combinación de amas (4 RNs po sec o , d = 2/3·R, θ0 =
15º y θ1 = 45º) .......................................................................................... 196
Tabla 4.22: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas basados en
la es uc u a de combinación de amas (4 RNs po sec o , d ≈ 0.76·R, θ0 =
15º y θ1 = 45º) .......................................................................................... 200
Tabla 4.23: Compa a i a del h oughpu p omedio po celda [Mbps] ob enido en
las di e en es zonas po los esquemas basados en la es uc u a de
combinación de amas (4 RNs po sec o , θ0 = 15º y θ1 = 45º) ............. 201
Tabla 5.1: Pa áme os gene ales ....................................................................... 236
Tabla 5.2: Pa áme os elacionados con la es imación de la demanda de RBs de
los UEs ........................................................................................................ 237
Tabla 5.3: Pa áme os elacionados con la es imación de la can idad de RBs que
debe ía ecibi cada nodo ............................................................................ 237
Tabla 5.4: Pa áme os elacionados con las es icciones impues as po el
esquema de ICIC ......................................................................................... 238
Tabla 5.5: Pa áme os elacionados con la es imación de la asa de da os
alcanzable .................................................................................................... 238
Tabla 5.6: Decisiones de asignación de RBs pa a los RNs pa es ..................... 242
Tabla 5.7: Decisiones de asignación de RBs pa a los RNs impa es ................. 242
Tabla 5.8: Res icciones de ICIC pa a la dis ibución de ecu sos ecuenciales
..................................................................................................................... 255
Tabla 5.9: Pseudo-código de la ase de edis ibución de UEs ........................ 260
Tabla 5.10: Másca as de po encia DeNBs y RNs [dBm/RB] ........................... 264
Tabla 5.11: Pa áme os de los dos modelos de á ico ..................................... 266
Tabla 6.1: Pa áme os gene ales ....................................................................... 305
Tabla 6.2: Pa áme os elacionados con la es imación de RBs a ni el de usua io
..................................................................................................................... 306
Tabla 6.3: Pa áme os elacionados con la es imación de RBs a ni el de sec o
..................................................................................................................... 306
Capí ulo 1 - In oducción
2
acceso al medio OFDMA (O hogonal F equency Di ision Mul iple Access)
pa a el enlace descenden e y SC-FDMA (Single Ca ie F equency Di ision
Mul iple Access) pa a el enlace ascenden e. OFDM o ece al a inmunidad a la
p opagación mul icamino, pe mi e un uso e icien e del espec o y p opo ciona
escalabilidad del ancho de banda. Es g acias a es as ca ac e ís icas po lo que
OFDM es ampliamen e u ilizada hoy en día, y no solo en el ámbi o de las edes
mó iles (WiFi, DVB-T, e c.).
El espec o adio es un bien escaso y muy cos oso económicamen e, po lo
que, si se quie en p opo ciona al as asas de da os, y además a un núme o
ele ado de usua ios (UE: Use Equipmen ), las edes mó iles 4G deben aplica
esquemas de eúso ecuencial muy ag esi os, siendo gene almen e el obje i o
un eúso unidad, de al o ma que odas las celdas (eNB: e ol ed NodeB) de la
ed emplean el mismo ancho de banda. De es a o ma se educe el espec o
ecuencial u ilizado po la ed, sin emba go, es os esquemas gene an una ue e
in e e encia in e -celula (ICI), que puede deg ada las p es aciones de los
usua ios, y en especial, de los usua ios que se encuen an en las zonas ex e io es
de las celdas. Los usua ios ex e io es pueden obse a ni eles de SINR (Signal
o In e e ence and Noise Ra io) bajos debido a los ue es ni eles de ICI, lo que
gene almen e limi a la asa de da os alcanzable y de ine el esquema de
codi icación y modulación a emplea (MCS). Po lo an o, es necesa io aplica
mecanismos de con ol de la in e e encia que mi iguen su e ec o y pe mi an
es ablece comunicaciones iables en los ex e io es de las celdas.
No obs an e, aunque se conside en mecanismos de con ol de la in e e encia
que pe mi an educi los ni eles de ICI, el obje i o de p opo ciona un se icio
ubicuo de calidad sigue quedando limi ado, especialmen e en á eas con al a
concen ación de usua ios, en zonas de somb a donde el ni el de señal ú il
ecibido es muy bajo debido al en o no y en las zonas ex e io es de las celdas.
Una de las p opues as que se conside an den o del ma co de las edes LTE-A
pa a da solución a es as si uaciones es el despliegue de nodos de baja po encia
sob e las edes mac ocelula es con encionales. Es e ipo de despliegues se
conoce con el nomb e de edes he e ogéneas, con emplándose di e en es
al e na i as basadas en el despliegue de dis in os ipos de nodos de baja
po encia: em oceldas, picoceldas y elays.
Las em oceldas son nodos de bajo cos e y baja po encia de ansmisión, que
p incipalmen e se despliegan en en o nos in e io es, como casas u o icinas. Una
ca ac e ís ica undamen al es que el enlace de la em ocelda con la
in aes uc u a de la ed mó il (enlace backhaul) se lle a a cabo a a és de una
ed dis in a a LTE. No malmen e es un enlace de banda ancha cableado, como
puede se una ib a óp ica, o una línea ADSL. A a és del enlace backhaul la
em ocelda puede in e cambia in o mación con o as em oceldas o con las

1.1 Mo i ación y obje i os
3
mac oceldas. El obje i o p incipal de es e ipo de despliegue es mejo a la
cobe u a en en o nos in e io es, ya que las pé didas de pene ación de los
edi icios complican que las edes mac ocelula es con encionales sean capaces
de p opo ciona al as asas de da os en el in e io de edi icios. Gene almen e las
em oceldas son desplegadas po los p opios usua ios, siendo bene icioso an o
pa a los usua ios, que disponen de un pun o de acceso a la ed mó il p opio, y
den o de su casa, como pa a los ope ado es, que se bene ician de una mayo
capacidad de ed y e iciencia espec al con un cos e asociado muy educido.
La p incipal di e encia en e picoceldas (PeNB: Pico e ol ed NodeB) y
em oceldas es que las picoceldas son desplegadas po el p opio ope ado ,
ealizándose un despliegue coo dinado de es os nodos de baja po encia. Uno de
los obje i os p incipales de los despliegues de picoceldas es que pe mi an
desca ga á ico de las mac oceldas, especialmen e en zonas donde la
concen ación de usua ios es ele ada. El enlace backhaul con la ed oncal es
simila al de cualquie o a es ación base (eNB). El á ea de cobe u a que cub en
las picoceldas es bas an e in e io al cubie o po las mac oceldas, y son nodos
con meno cos e económico, lo que o ece una al e na i a in e esan e a los
ope ado es pa a inc emen a la capacidad de la ed en zonas con al a demanda de
á ico.
El e ce ipo de nodo de baja po encia conside ado en las edes he e ogéneas
es el elay (RN: Relay Node). Una ca ac e ís ica que hace a los elays muy
in e esan es desde el pun o de is a de los ope ado es es que su enlace backhaul
con la ed oncal es inalámb ico, educiéndose signi ica i amen e sus cos es de
despliegue. Los elays emplean la in e az adio LTE pa a comunica se con la
mac ocelda y accede a la ed oncal, po lo que los elays ienen que compa i
los ecu sos adio disponibles con los usua ios conec ados a su mac ocelda. Po
lo an o, aunque los usua ios que se conec an a la ed a a és de los elays se án
capaces de emplea MCSs más e icien es g acias a la ce canía de los elays, es
necesa io ene en cuen a el consumo adicional de ecu sos adio en los enlaces
backhaul de los elays, al a a se de una comunicación en dos sal os. En
de ini i a, la ganancia eal solo se p oduce cuando un enlace que o ece unas
condiciones de canal pob es, se sus i uye po dos enlaces de mayo calidad, de
al o ma que el inc emen o de asa ob enido g acias al uso de enlaces de mayo
calidad supe a el consumo ex a de ecu sos asociado al uso de dos enlaces. El
despliegue de elays pe mi e ex ende la cobe u a, inc emen a la capacidad de
la ed y mejo a la expe iencia de los usua ios que se encuen an en zonas donde
los ni eles de señal ú il ecibidos son bajos, como pueden se zonas de somb a, o
zonas de los ex e io es de las celdas.
La ganancia que pueden p opo ciona las edes he e ogéneas es indudable,
sin emba go, es os despliegues in oducen di e en es e os y p oblemas écnicos,
Capí ulo 1 - In oducción
4
que ienen que se esuel os pa a pode ma e ializa esa ganancia en escena ios
eales. Uno de los p incipales e os es la ges ión de la in e e encia, y es que los
nodos de baja po encia son desplegados sob e la cobe u a de las mac oceldas, y
se espe a que es os nodos de baja po encia empleen el mismo ancho de banda
que las mac oceldas. En las edes he e ogéneas pueden di e encia se dos capas
de ed, de al o ma que una capa es á o mada po las mac oceldas, mien as
que la o a capa es á o mada po los nodos de baja po encia. La in e e encia
que se p oduce en e nodos pe enecien es a la misma capa de ed se conoce
como in e e encia co-laye . Mien as que a la in e e encia que se p oduce en e
nodos pe enecien es a dis in as capas de ed se la denomina in e e encia c oss-
laye . Po lo an o, además de conside a mecanismos de con ol de la
in e e encia co-laye en e mac oceldas, es necesa io analiza el nue o
escena io in e e en e de las edes he e ogéneas, p oponiendo nue os
mecanismos que pe mi an mi iga la in e e encia c oss-laye , así como la
in e e encia co-laye en e nodos de baja po encia si es os es án desplegados en
zonas ce canas.
O o aspec o que impac a signi ica i amen e en las p es aciones de las edes
he e ogéneas es el c i e io de selección de nodo. Gene almen e, en las edes
mac ocelula es con encionales los usua ios se conec an a la celda de la que
eciben el mayo ni el de po encia. Sin emba go, debido a la di e encia en la
po encia de ansmisión en e las mac oceldas y los nodos de baja po encia, si se
aplicase es e c i e io en las edes he e ogéneas, solo unos pocos usua ios se ían
se idos po los nodos de baja po encia. De hecho, usua ios que se encuen an
más ce ca de un nodo de baja po encia que de la mac ocelda, y que po lo an o
obse an meno es pé didas de p opagación espec o al nodo de baja po encia,
pod ían conec a se a la mac ocelda debido a la di e encia en las po encias de
ansmisión. Po lo an o, ambién es necesa io p opone c i e ios de selección de
nodo adecuados a los despliegues he e ogéneos, con el obje i o de ap o echa lo
máximo posible las en ajas que o ece dispone de nodos de baja po encia que
pe mi an o ece unas pé didas de p opagación bajas.
Una ges ión e ec i a de la in e e encia pasa po la aplicación conjun a de
mecanismos de coo dinación en ecuencia y po encia y mecanismos de
scheduling, que a una escala empo al pequeña ajus an las ansmisiones de ca a
a consegui el máximo ap o echamien o de la di e sidad mul iusua io y
mul icanal. No obs an e, la aplicación de esquemas de coo dinación de
in e e encia ijos limi a la e iciencia de la ed, ya que es a no puede adap a se a
las a iaciones de ca ga. Po lo an o, o o e o que se plan ea en los despliegues
he e ogéneos, y al que ampoco son ajenos los despliegues homogéneos
mac ocelula es, es la “adap ación len a” del algo i mo de coo dinación (a una
escala empo al más g ande que el scheduling) pa a encon a la combinación de
pa áme os de uncionamien o, epa o o compa ición de ecu sos y c i e io de
1.1 Mo i ación y obje i os
5
selección de nodo que maximiza á la unción de u ilidad de la ed ( unción de
u ilidad que depende no solo del g ado de sa is acción de los pa áme os de QoS,
sino de equisi os de accesibilidad y man enimien o del se icio, equi a i idad,
e c.). La ob ención de una solución óp ima se complica al conside a no sólo de
qué mane a esa combinación se ajus a á a las condiciones cambian es de la ca ga
de la ed, sino cómo los nodos y es aciones in oluc adas ob end án, di undi án o
in e cambia án in o mación y se coo dina án pa a da sopo e a es e algo i mo
de adap ación len a.
Además de conside a soluciones pa a implemen a una “adap ación len a”
del esquema de coo dinación de in e e encias y epa o de ecu sos, ambién se
equie e conside a o os mecanismos, como el con ol de admisión. El con ol
de admisión es el enca gado de e alua la con eniencia de acep a una nue a
conexión que equie e ecu sos del nodo. No debe ol ida se que los ecu sos con
los que se cuen a son limi ados y po ello no siemp e se á posible da se icio a
odos los usua ios que lo equie an, ya que pod ía sob epasa se la capacidad del
nodo de acceso y en ese caso odas las conexiones en cu so e ían deg adadas
sus p es aciones, hecho que debe e i a se en la medida de lo posible. En
é minos gene ales, el con ol de admisión suele engloba dos aspec os: po un
lado, el cálculo de la capacidad del nodo y el consumo de ecu sos de los
usua ios, y po o o lado, aplica polí icas de admisión, las cuales de inen las
condiciones que deben da se pa a que una nue a conexión sea acep ada. Es a
es imación de la capacidad disponible, y del consumo de las nue as conexiones
puede no se simple, ya que el compo amien o de las es a egias de ges ión de
ecu sos adio puede se di e en e dependiendo de la dis ibución espacial de los
usua ios, de las condiciones de canal que es én expe imen ando, de la mo ilidad
de los usua ios, e c. Po lo an o, es impo an e analiza di e en es al e na i as de
es imación de la capacidad y consumo de los usua ios, así como conside a
polí icas de admisión que busquen e i a que se sob epase la capacidad o al de
la celda.
Recien emen e se han comenzado a desplega las p ime as edes mó iles 5G,
no obs an e, las edes 5G no an a eemplaza a las edes 4G po el momen o,
sino que se espe a que du an e los p óximos años coexis an ambos ipos de
edes. De hecho, den o de las p ime as especi icaciones del 3GPP pa a las edes
5G (5G New Radio (NR)) se conside a una e sión NSA (Non-S andAlone), en
la que se man iene la ed oncal LTE (EPC: E ol ed Packe Co e). Como se ha
is o, las edes LTE oda ía ienen que sol en a di e en es e os pa a pode
sa is ace la al a demanda de asa de da os de los usua ios, sin impo a su
mo ilidad, o su ubicación den o de las celdas. La po encialidad del uso de edes
he e ogéneas queda a alada po el conside able es ue zo in es igado in e ido
en es e ipo de soluciones. En es e con ex o, es a esis se cen a en p opone y
e alua es a egias de ges ión de ecu sos y ges ión de in e e encias en el enlace
Capí ulo 1 - In oducción
6
descenden e pa a ga an iza la coexis encia en e las mac oceldas y los nodos de
baja po encia desplegados en ellas, cen ándose en picoceldas y elays. En
p ime luga , el abajo se cen a en desa olla y e alua es a egias de ges ión
de ecu sos a ni el de enlace que den sopo e a las dis in as soluciones de
despliegue he e ogéneo. Pa a pos e io men e cen a se en es a egias de sopo e
a la coexis encia en condiciones cambian es de ca ga y mo ilidad. Bajo es as
condiciones de mo ilidad se equie e conside a de o ma conjun a mecanismos
que se condicionan en e sí: c i e ios de selección de nodo, hando e y con ol
de admisión, es imación de consumo y capacidad, así como la aplicación de
es a egias adap a i as de eúso ecuencial.
Pa a e alua las di e en es p opues as que se p esen an en es a esis se ha
con inuado el desa ollo de un simulado de edes mó iles en C++ ya exis en e.
Es e simulado ha sido desa ollado comple amen e den o del g upo de
in es igación, po lo que la lexibilidad de ca a a la implemen ación y
e aluación de los dis in os aspec os conside ados en es a esis ha sido o al.
Como pun o de pa ida de es a esis se u ilizó el simulado ya exis en e, que
pe mi ía modela de o ma ealis a edes mac ocelula es homogéneas, eniendo
en cuen a los dis in os aspec os que ienen in luencia en la ges ión de ecu sos
adio pa a el enlace descenden e, como pueden se el modelo de canal, el modelo
de mo ilidad de los e minales, los mecanismos de in o mación de calidad del
enlace o el modelo de á ico. Den o del abajo ealizado en la esis se ha
añadido oda la capa co espondien e con el despliegue de nodos de baja
po encia, así como la implemen ación de odos los algo i mos de ges ión de
ecu sos, c i e ios de selección de nodo y es a egias de con ol de admisión
p opues as en la esis.
1.2 Es uc u a de la esis
El con enido de la esis se es uc u a en los siguien es capí ulos:
En el capí ulo 2 se e isa la p oblemá ica de la ges ión de in e e encias en
edes mac ocelula es LTE homogéneas. Pos e io men e se p esen a cómo se
lle a a cabo la ges ión de ecu sos adio a ni el de mac ocelda en es a esis, ya
que se á el pun o de pa ida pa a las es a egias de ges ión de ecu sos y
coo dinación de in e e encias que se p oponen en los siguien es capí ulos.
En el capí ulo 3 se p esen a una e isión del es ado del a e sob e di e en es
es a egias de coo dinación de in e e encias y c i e ios de selección de nodo
cen adas en el despliegue de picoceldas. Pos e io men e, y basado en es e
análisis, se p oponen y e alúan dis in os esquemas de coo dinación de
in e e encias que ienen en cuen a el esquema de coo dinación de in e e encias
que se u iliza a ni el de mac ocelda, con el obje i o de coo dina los ecu sos
1.2 Es uc u a de la esis
7
ecuenciales empleados po ambas capas de la ed, pa a así mejo a la
capacidad de la ed comple a. Además, ambién se e alúan las p es aciones de
uno de los c i e ios de selección de nodo p opues os en la li e a u a que se
conside a como más in e esan e, bajo di e en es escena ios.
El capí ulo 4 con inua con es a egias de ges ión de in e e encia ijas, pe o
en es e caso cen adas en el despliegue de elays. Como el enlace backhaul de
los elays u iliza la in e az ai e LTE, la ges ión de ecu sos se complica oda ía
más, ya que es os enlaces deben compa i ecu sos ecuenciales con los
usua ios de la ed. En p ime luga , se ealiza una e isión del es ado del a e,
pa a pos e io men e, p opone y e alua di e en es al e na i as de coo dinación
de in e e encias es á icas, que pe mi en coo dina los ecu sos empleados po
ambas capas de la ed, y que buscan maximiza la capacidad o al de la ed.
El capí ulo 5 supone una ex ensión del capí ulo an e io , pe o conside ando
condiciones cambian es de ca ga y mo ilidad. Se comienza el capí ulo e isando
el es ado del a e ace ca de es a egias dinámicas de ges ión de ecu sos e
in e e encia, así como c i e ios de selección de nodo que sean capaces de ope a
bajo condiciones cambian es de ca ga. Basándose en es e análisis, y en las
es a egias de coo dinación de in e e encias es á icas e aluadas en el an e io
capí ulo, se p opone y e alúa un algo i mo que combina una dis ibución
dinámica de ecu sos ecuenciales en e nodos y enlaces, y un c i e io de
selección de nodo que conside a la dis ibución de ca ga pa a a a de
maximiza las p es aciones del sis ema.
Con inuando con condiciones cambian es de ca ga y mo ilidad, el capí ulo 6
se cen a en un mecanismo in e elacionado con las es a egias de ges ión de
ecu sos adio y los c i e ios de selección de nodo, como es el con ol de
admisión. En p ime luga , se p esen a una e isión del es ado del a e de las
p incipales p opues as encon adas en la li e a u a, pa a pos e io men e
p opone se di e en es es a egias de con ol de admisión en ocadas a despliegues
mac ocelula es homogéneos, que son e aluadas empleando di e en es modelos
de á ico.
Finalmen e, en el capí ulo 7 se p esen an las conclusiones más ele an es de
es a esis, así como las p incipales u u as líneas de in es igación que se
plan ean.

9
Capí ulo 2
Ges ión de la In e e encia en Redes
Mac ocelula es Homogéneas
Den o de los obje i os de la esis se conside a el desa ollo de es a egias de
ges ión de ecu sos y ges ión de in e e encias, que pe mi an la coexis encia
en e las edes mac ocelula es exis en es y el despliegue de nodos de baja
po encia. Pa a con ex ualiza es as p opues as, en es e capí ulo se ealiza una
e isión de la p oblemá ica de la ges ión de in e e encias en edes
mac ocelula es LTE homogéneas. Hay que ene en cuen a que el despliegue de
nodos de baja po encia sob e la cobe u a de edes mac ocelula es in oduce un
nue o escena io in e e en e. Además, el mecanismo de con ol de la ICI que se
u ilice a ni el de mac ocelda end á un ue e impac o en las p es aciones de los
nodos de baja po encia. Po lo an o, es necesa io e isa y adap a los
mecanismos de con ol de la ICI que se aplican sob e edes mac ocelula es
homogéneas.
En p ime luga , se ealiza una b e e desc ipción de la ecnología OFDMA,
pa a in oduci los p incipales aspec os de es a ecnología que es án elacionados
con la ges ión de los ecu sos adio. Pos e io men e se e isa la p oblemá ica de
la ICI en edes mac ocelula es LTE, analizando b e emen e los mecanismos de
con ol de la ICI más ele an es que se han p opues o en la li e a u a, pa a
cen a nos undamen almen e en esquemas de ICIC (In e -Cell In e e ence
Coo dina ion). Finalmen e se p esen a cómo se lle a a cabo la ges ión de
ecu sos adio a ni el de mac ocelda en es a esis, ya que se á el pun o de pa ida
pa a las es a egias de ges ión de ecu sos y coo dinación de in e e encias que
se p oponen en los siguien es capí ulos.
Capí ulo 2 - Ges ión de la In e e encia en Redes Mac ocelula es Homogéneas
10
2.1 Tecnología OFDMA pa a edes LTE
Las edes LTE se basan en la écnica de capa ísica OFDM, empleando
OFDMA como écnica de acceso al medio pa a el enlace descenden e (DL:
DownLink). OFDMA pe mi e el epa o de ecu sos adio en dos dimensiones
( iempo y ecuencia), y desde el pun o de is a de la ges ión de ecu sos adio,
una de las p incipales ca ac e ís icas es la lexibilidad en la asignación de
ecu sos, es deci , la lexibilidad en la can idad de ecu sos que pueden asigna se
a cada usua io, lo que se aduce en el sopo e de mul i ud de ipos de á ico y
calidades de se icio di e en es.
En asgos gene ales, el ancho de banda o al del sis ema se di ide en NFFT
subpo ado as OFDM o ogonales, sepa adas en e sí ∆ Hz. Cada una de es as
subpo ado as puede anspo a un símbolo de da os dis in o, lo que pe mi e
adap a la ansmisión de cada símbolo a las condiciones de canal. De odas es as
subpo ado as, sólo Na ansmi en po encia, dejando subpo ado as lib es a
ambos lados del ancho de banda (bandas de gua da) pa a limi a las
in e e encias en canales adyacen es. Además, pa e de las subpo ado as se usan
pa a ansmi i señales pilo o que pe mi en ealiza la es imación de canal en
ecepción. De es a o ma, el espec o de una señal OFDM puede esquema iza se
como el mos ado en la Figu a 2.1.
Figu a 2.1: Espec o de la señal OFDM
La unidad empo al más básica es el símbolo OFDM, y con el obje i o de
mi iga el e ec o de la p opagación mul icamino, en cada símbolo OFDM se
inse a un p e ijo cíclico (CP: Cyclic P e ix) al inicio del símbolo, que se gene a
copiando los úl imos Tg segundos del símbolo OFDM o iginal. A pa i del
símbolo OFDM, se de ine una es uc u a de ansmisión empo al je á quica
o mada po amas de du ación 10ms, cada una de las cuales es á compues a po
10 sub amas de 1ms. A su ez, cada sub ama se di ide en 2 slo s de 7 o 6
símbolos OFDM, dependiendo de la con igu ación empleada pa a el CP. La
ama de e mina la pe iodicidad del en ío de los pa áme os que pe manecen
es ables en el sis ema, mien as que la sub ama (1ms) de e mina la pe iodicidad
con la que en LTE se ac ualizan las decisiones de scheduling de ecu sos
Banda de gua da Banda de gua da
Subpo ado as pilo o
Subpo ado as de da os Subpo ado a de DC
Ancho de banda del canal
Banda de gua da Banda de gua da
Subpo ado as pilo o
Subpo ado as de da os Subpo ado a de DC
Banda de gua da Banda de gua da
Subpo ado as pilo o
Subpo ado as de da os Subpo ado a de DC
Ancho de banda del canal
2.1 Tecnología OFDMA pa a edes LTE
11
ecuenciales y empo ales (TTI: T ansmission Time In e al). En la Figu a 2.2
se mues a la es uc u a de ama LTE.
Figu a 2.2: Es uc u a de ama LTE
Al conside a OFDMA como écnica de acceso, en un ins an e de e minado
es posible ansmi i simul áneamen e in o mación hacia a ios usua ios de la
celda. El ni el de con ol de acceso al medio (MAC: Medium Access Con ol)
debe á epa i los ecu sos ecuenciales y empo ales en e los di e en es
usua ios de la mane a más e icien e posible, de o ma que un usua io ecibe en
cada asignación un conjun o de ecu sos ecuenciales du an e un conjun o de
símbolos. Idealmen e, el mecanismo de acceso OFDMA pe mi i ía ealiza
cualquie epa o de subpo ado as en e usua ios y con la g anula idad deseada.
Sin emba go, es e acceso equie e de una can idad de señalización desmesu ada
pa a cub i cualquie posibilidad. Po ello, se suele apos a po de ini bloques
de ecu sos adio (RB: Resou ce Block), de al o ma que un RB es la unidad
mínima de asignación en el sis ema. Cada RB comp ende NSC subpo ado as
OFDM, du an e NT símbolos OFDM consecu i os de una sub ama. O lo que es
lo mismo, si se de ine el ecu so básico, al que denominamos RE (Resou ce
Elemen ) como una subpo ado a du an e un símbolo OFDM, el RB es á
cons i uido po [NSC ×NT] REs. Así, un ejemplo del mapa iempo- ecuencia de
una comunicación OFDMA puede esquema iza se como se mues a en la Figu a
2.3, donde cada colo ep esen a a qué usua io se ha asignado cada RB.
Capí ulo 2 - Ges ión de la In e e encia en Redes Mac ocelula es Homogéneas
18
asignación de RBs de la subbanda in e io , puede obse a se el denominado
e ec o de ON-OFF de la in e e encia, especialmen e en si uaciones de baja
ca ga. Po lo an o, una al e na i a in e esan e pa a con ola es e e ec o de ON-
OFF de la in e e encia pasa po conside a un algo i mo de asignación de
ecu sos, que en la medida de lo posible con ine las ansmisiones en los mismos
RBs a lo la go del iempo. Pa a ello, es necesa io añadi cie as es icciones al
scheduling que pueden conlle a un aumen o del bloqueo, ya que se educe la
accesibilidad a los ecu sos ecuenciales. No obs an e, es as es icciones
pe mi en educi la a iabilidad de la ICI, pe mi iendo educi la BLER, y
mejo ando las p es aciones del sis ema como se io en [14], donde se p opuso el
esquema FFRopa (FFR wi h equency occupa ion o de ing and powe
adap a ion). El esquema FFRopa se de i a del esquema FFR, pe o inco po ando
cie as mejo as. En conc e o, una de las mejo as consis e en con ola la
a iabilidad de la in e e encia en la zona in e io , ealizando una asignación
o denada de RBs en es a zona, de al o ma que se concen an las ansmisiones
en un subconjun o de ecu sos. La segunda mejo a consis e en inco po a cie a
lexibilidad en la asignación de po encia.
2.3.1 FFR wi h equency occupa ion o de ing and powe adap a ion
(FFRopa)
Uno de los p incipales obje i os del esquema FFRopa es a a de man ene
es able el conjun o de RBs en los que se lle an a cabo las ansmisiones en la
zona in e io de los eNBs, pa a de es a o ma educi la a iabilidad de la ICI. En
conc e o, la asignación de ecu sos se lle a a cabo de al o ma que los ecu sos
ese ados pa a la subbanda in e io se di iden en es subbandas, cada una de
las cuales se p easigna a uno de los es sec o es de la celda. En p ime a
ap oximación, se ealiza una asignación o denada de RBs siguiendo el
o denamien o mos ado en la Figu a 2.5. De es a o ma se in en a consegui que
las ansmisiones de cada sec o queden siemp e con inadas den o del mismo
conjun o de ecu sos ecuenciales.
Sin emba go, la asignación o denada limi a en exceso la posibilidad de
ob ene bene icio de la di e sidad mul iusua io y mul icanal en el scheduling
ecuencial. Es po ello que, en ealidad, la asignación no es es ic amen e
o denada, sino que se de ine un g upo de RBs den o de la subbanda in e io
p easignada a cada sec o , que ecibe el nomb e de g upo inicial (SG: S a ing
G oup). El núme o de RBs que componen es e g upo inicial puede a ia
dinámicamen e a lo la go del iempo, y pa a hace una es imación de los RBs
que se an a necesi a en un TTI, y po lo an o de ini el g upo inicial, se ha
conside ado emplea el núme o de RBs que han sido ocupados en el TTI an e io
po cada sec o . Teniendo en cuen a es e SG, los usua ios, que es a án o denados

2.3 Ges ión de ecu sos adio a ni el de mac ocelda
19
de acue do al c i e io empleado po el scheduling empo al, i án ecibiendo
asignaciones en los RBs en los que obse an mejo es condiciones de canal
den o del g upo inicial de su sec o , y una ez que se hayan ocupado odos los
RBs que o man el g upo inicial, se segui án asignando el es o de RBs de la
subbanda in e io p easignada al sec o siguiendo la o denación.
Figu a 2.5: Asignación o denada de RBs en la subbanda in e io (FFRopa)
Aunque de o ma inicial los ecu sos ecuenciales pe enecien es a la
subbanda in e io se di iden en es subbandas, cada una de las cuales se
p easigna a un sec o , cuando un sec o ocupa odos los RBs de su subbanda
comienza a ocupa los RBs p easignados a los o os sec o es de la celda. Como
el scheduling ecuencial se lle a a cabo pa a odos los UEs de la celda eniendo
en cuen a la p io ización ma cada po el scheduling empo al, cuando el sec o al
que pe enece un usua io iene comple a su subbanda p e e en e, se comenza á a
oba RBs del sec o que enga meno ocupación. Además, si po ejemplo se
oma como e e encia el sec o A como en la Figu a 2.5, comenza á a oba el
p ime RB lib e de la subbanda p easignada al sec o B, que se ía el sec o que
iene meno ocupación de la celda. Pos e io men e, el sec o B con inua á
asignando el es o de RBs de su subbanda siguiendo el o denamien o desc i o.
Po o o lado, pa a la subbanda ex e io de ecu sos se aplica una sec o ización
es ic a con el obje i o de mejo a la calidad de la señal pa a los UEs localizados
en el ex e io de las celdas. De es a o ma, sólo los usua ios del sec o pueden
ecibi los RBs plani icados pa a la subbanda ex e io del p opio sec o . Los RBs
disponibles en el sis ema se di iden de al o ma, que 2/3 son plani icados pa a
la subbanda in e io , mien as que el 1/3 es an e se plani ica pa a la subbanda
ex e io . Me ece la pena des aca que no se pe mi e que se asigne el mismo RB
de o ma simul ánea en dos sec o es pe enecien es a la misma celda, ya que la
in e e encia in e -sec o que se gene a ía se ía demasiado ag esi a, educiendo
las p es aciones del sis ema. Finalmen e, y al y como se ep esen a en la Figu a
2.6, las celdas adyacen es comienzan a asigna los ecu sos ecuenciales en
di e en es pun os de cada una de las subbandas in e io es, de al o ma que en
Celda 1
Sec o
C
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Capí ulo 2 - Ges ión de la In e e encia en Redes Mac ocelula es Homogéneas
20
condiciones de baja ca ga se consigue que celdas ecinas empleen ecu sos
o ogonales, minimizando la ICI del sis ema.
Figu a 2.6: Asignación de ecu sos del esquema FFRopa
Además de es a o denación en la asignación de ecu sos ecuenciales, el
esquema FFRopa ambién inco po a una asignación adap a i a de po encia. De
o ma inicial se de inen dos ni eles de po encia ansmi ida media en la másca a
de po encia: Mmed
in pa a la subbanda in e io de ecu sos y Mmed
ex pa a la subbanda
ex e io , siendo la po encia de ansmisión en la subbanda ex e io más al a que
en la subbanda in e io , con el in de alcanza a los usua ios si uados en los
lími es de las celdas. Si se aplica una asignación ija de po encia, cuando un
usua io ecibe un RB, se le asigna á la másca a media (Mmed) en el RB
co espondien e. El obje i o de emplea po encia cons an e en las asignaciones
es disminui la a iabilidad de la in e e encia, sin emba go, como con apa ida
enemos el hecho de que un usua io puede queda se sin ecibi asignación si la
po encia eque ida supe a la másca a, aunque sea po muy poca di e encia. Po
lo an o, es a limi ación lle a a conside a un ajus e adap a i o de la po encia de
ansmisión que pe mi a asigna a un mayo núme o de usua ios, pe o limi ando
a su ez la a iabilidad de la in e e encia. Es e ajus e adap a i o de po encia
solo se lle a a cabo en la subbanda in e io , mien as que en los ecu sos de la
subbanda ex e io se aplica una asignación ija de po encia, pa a limi a lo
máximo posible la a iabilidad en la in e e encia.
El algo i mo de adap ación se ep esen a esquemá icamen e en la Figu a 2.7.
La po encia eque ida po el usua io u en el RB (P eq,u
) se calcula como se
mues a en la ecuación (2.1), donde SINR eq
m es la SINR mínima del MCS m que
se p e ende asigna al UE y CINRes ,u
es la CINR que se es ima que obse a á el
usua io u en el RB . La po encia eque ida po los usua ios se ep esen a
median e una línea discon inua oja. Los usua ios que ienen una po encia
eque ida in e io a Mmed (UE 0, UE 2 y UE 3) gene an un ma gen de po encia
Celda 1
Celda 2
Celda 3
Celda 4
Celda 5
Celda 6
Celda 7
Sec o
C
Po encia
Po encia
Po encia
Celda 1
Celdas
2, 4 y 6
Celdas
3, 5 y 7
2.3 Ges ión de ecu sos adio a ni el de mac ocelda
21
(Mmed −P eq,u
) que se in ie e en inc emen a la po encia de ansmisión pa a los
usua ios que equie en una po encia supe io a Mmed (UE 1 y UE 4). De es a
o ma, de acue do al ejemplo ep esen ado en la Figu a 2.7, la po encia que
sob a del UE 0 puede po ejemplo in e i se en los usua ios UE 1 y UE 4,
pe mi iendo aumen a la po encia de ansmisión pa a que ambos usua ios sean
capaces de ecibi la asignación. Con el obje i o de e i a que es os ajus es
adap a i os de la po encia ansmi ida aumen en en exceso la a iabilidad de la
in e e encia, la po encia asignada a cada usua io siemp e debe pe manece en e
dos umb ales: Mmin y Mmax. De al o ma que, si la po encia eque ida po un
usua io es in e io al umb al Mmin, el sis ema asume que la po encia eque ida
po ese usua io es Mmin. Es e se ía po ejemplo el caso del UE 2 mos ado en la
Figu a 2.7. Po el con a io, si la po encia eque ida po un usua io supe a el
umb al Mmax, el sis ema asume que ese usua io no a a pode ecibi la
asignación.
m
eq
eq,u
es ,u
SINR
PCINR
=
(2.1)
Figu a 2.7: Asignación adap a i a de po encia (FFRopa)
Una ez que se han ealizado odas las asignaciones de RBs, se p ocede a
eajus a la po encia p easignada de modo que no se exceda el lími e máximo de
po encia ansmi ida en la celda (PT,max). Si la po encia o al p easignada no
excede PT,max, po que ningún usua io ha excedido Mmed o po que se han quedado
RBs sin asigna que compensan el exceso de po encia, se alida la p easignación
de po encia ealizada. De es a o ma, los usua ios con buenas condiciones de
canal expe imen a án un g an ma gen en e a in e e encias al ene asignada
una po encia igual a Mmed, lo que pe mi i á inc emen a su MCS pa a ansmi i
de o ma más e icien e. Po o o lado, cuando la po encia o al p easignada
excede PT,max, es necesa io ex ae po encia de los usua ios que gene an ma gen.
Pa a ello se ex ae po encia de odos los usua ios cuya po encia eque ida es
in e io a Mmed de o ma p opo cional al ma gen de po encia que obse an. De
es a o ma, se ex ae más po encia de aquellos usua ios que obse an un mayo
Capí ulo 2 - Ges ión de la In e e encia en Redes Mac ocelula es Homogéneas
22
ma gen de po encia, alcanzado un a amien o más iguali a io de los usua ios y
man eniendo un ma gen de po encia en e a las a iaciones del canal o de la
in e e encia. Como puede e se en el ejemplo mos ado en la Figu a 2.7, pa a
compensa el exceso de po encia de los usua ios UE 1 y UE 4, se ex ae más
po encia de los usua ios que disponen de un mayo ma gen, como po ejemplo el
UE 2.
2.3.1.1 Scheduling ecuencial
En [15] puede encon a se una desc ipción de allada del algo i mo de
scheduling ecuencial asociado al esquema FFRopa, aunque a con inuación se
de allan las ca ac e ís icas más ele an es. En p ime luga , el scheduling
ecuencial in en a á asigna al UE en RBs pe enecien es a la subbanda in e io ,
in en ándolo asigna en los RBs pe enecien es al SG de su sec o en los que
obse a mejo es condiciones. Si el SG de su sec o ya ha sido asignado po
comple o, el schedule in en a asigna al UE en los RBs de la subbanda in e io
p easignada a su sec o , siguiendo el o den desc i o en el esquema FFRopa
(subapa ado 2.3.1). Finalmen e, si oda la subbanda in e io p easignada al
sec o que da se icio al UE ya ha sido asignada, el schedule in en a asigna al
UE en los RBs de la subbanda in e io p easignada al sec o con meno
ocupación, siguiendo el o den desc i o en el esquema FFRopa. Si la asignación
del UE no es posible en la subbanda in e io , se inicia un p oceso de
enegociación, que pe mi e eubica a o os UEs ya asignados en o os RBs
(siemp e que sa is agan los equisi os de SINR), con el obje i o de libe a RBs
que puedan se asignados al UE que se es á conside ando. Si inalmen e la
asignación del UE no es posible en la subbanda in e io , se in en a asigna al UE
en los RBs pe enecien es a la subbanda ex e io de su sec o en los que obse a
las mejo es condiciones de canal, incluyendo ambién el p oceso de
enegociación si ue a necesa io.
Me ece la pena des aca que después de ealiza una asignación de RBs se
uel en a calcula los índices de p io idad empo al de odos los usua ios, se
eo denan los usua ios con la nue a p io idad ac ualizada y se escoge al usua io
más p io i a io pa a la siguien e asignación. De al o ma que un usua io puede
ecibi a ias asignaciones en un mismo TTI. Finalmen e, una ez que se han
ealizado odas las asignaciones se lle a a cabo el ajus e de po encia. Po o o
lado, el scheduling ecuencial ambién se enca ga de ealiza la adap ación de
asa, seleccionando el MCS pa a cada asignación, en unción de los CQIs
(Channel Quali y Indica o s) del usua io. Siemp e se ga an iza que la SINR que
se es ima que obse a á el UE en el RB es igual o mayo que la SINR eque ida
po el MCS m asignado (SINR eq
m). Además, hay que ene en cuen a que se
u iliza á el mismo MCS en odos los RBs asignados a un UE en un mismo TTI.
23
Capí ulo 3
Despliegues He e ogéneos con
Picoceldas: Ges ión de In e e encias y
C i e io de Selección de Nodo
Como se ha comen ado, uno de los p incipales obje i os de las edes LTE
ac uales es p opo ciona una al a asa de da os de o ma ubicua, de al o ma que
los usua ios puedan sa is ace sus al as demandas de asas de da os, sin impo a
su ubicación den o de la ed. Una de las p opues as que se conside an pa a
cumpli es e obje i o son las edes he e ogéneas, y es e capí ulo se cen a en
despliegues he e ogéneos con picoceldas (PeNBs). Las picoceldas son
desplegadas sob e el á ea de cobe u a de las mac oceldas po los ope ado es,
lle ándose a cabo un despliegue coo dinado. Uno de sus p incipales obje i os es
que pe mi an desca ga á ico de las mac oceldas, especialmen e en zonas
donde la concen ación de usua ios es ele ada. Sin emba go, como se busca que
las picoceldas puedan asigna a sus usua ios en los mismos ecu sos
ecuenciales que son empleados po las mac oceldas, apa ecen nue os
escena ios in e e en es que necesi an se ges ionados co ec amen e pa a
ma e ializa la ganancia po encial del despliegue he e ogéneo con picoceldas.
En las edes he e ogéneas pueden di e encia se dos capas de ed, de al
o ma que una capa es á o mada po las mac oceldas, mien as que la o a capa
es á o mada po los nodos de baja po encia. Como ya se ha in oducido, es o
pe mi e clasi ica la in e e encia dependiendo de las capas in oluc adas. Así, la
in e e encia que se gene a en e nodos pe enecien es a la misma capa de la ed
se conoce como in e e encia co-laye . Mien as que a la in e e encia que se

Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
24
p oduce en e nodos pe enecien es a dis in as capas de ed se la denomina
in e e encia c oss-laye . En la Figu a 3.1 se ep esen an ejemplos de los
di e en es escena ios in e e en es que pueden gene a los despliegues de
picoceldas en el enlace descenden e (DL). En el p ime escena io se conside a la
si uación en la que un usua io conec ado a una picocelda (pUE) ecibe
in e e encia del p opio eNB en el que es á desplegada la picocelda que le da
se icio. Aunque los pUEs se encuen en más ce ca de su PeNB que del eNB, la
di e encia en la po encia ansmi ida en e eNBs y PeNBs, puede p o oca que la
in e e encia c oss-laye ecibida del eNB en el que se encuen a desplegado su
PeNB sea muy ag esi a. Además, ampoco se puede desp ecia la in e e encia
c oss-laye que eciben los pUEs de los eNBs ecinos, especialmen e cuando el
PeNB es á desplegado en las zonas ex e io es de su eNB.
Figu a 3.1: Escena ios in e e en es en el enlace descenden e
En el segundo escena io, un usua io conec ado a la mac ocelda (mUE) es
in e e ido po una picocelda ce cana. Es a in e e encia ambién se clasi ica
como in e e encia c oss-laye , y aunque la po encia de ansmisión de los
PeNBs sea baja, se á necesa io analiza el impac o que pueda ene es a
in e e encia en las p es aciones de los mUEs. Finalmen e, en el escena io 3 un
pUE ecibe in e e encia de una picocelda ce cana. En es e caso se a a de
in e e encia co-laye y su impac o depende á en g an medida de la densidad y
dis ibución del despliegue de picoceldas. Las picoceldas son desplegadas po el
ope ado , y aunque la densidad del despliegue sea al a, se puede asumi un
despliegue coo dinado. Además, la po encia de ansmisión de las picoceldas es
educida, po lo que gene almen e los ni eles de in e e encia co-laye gene ados
en e picoceldas no se án muy ag esi os.
Las em oceldas p esen an bas an es simili udes con las picoceldas, sin
emba go, la p incipal di e encia es que las em oceldas son desplegadas po los
p opios usua ios, y gene almen e en en o nos in e io es, como casas u o icinas.
Como las em oceldas son desplegadas di ec amen e po los usua ios, se
PeNB
eNB
PeNB
mUE
pUE
PeNB
PeNB
pUE
pUE
mUE
pUE
mUE
1
2
3
25
dis inguen es mé odos de acceso. Uno de ellos se ía acceso abie o, de al
o ma que odos los usua ios de la ed pueden conec a se a las em oceldas. El
segundo mé odo es acceso ce ado, donde solo los usua ios abonados o
au o izados pueden conec a se a la em ocelda. Y po úl imo se dispone de un
mé odo in e medio, que es el acceso híb ido, en el que los usua ios no abonados
pueden conec a se a la em ocelda, pe o solo pueden accede a una pa e de los
ecu sos, pa a da p io idad a los usua ios abonados.
Los escena ios in e e en es que plan ean las em oceldas son los mismos
que los ecogidos en la Figu a 3.1 pa a el caso de las picoceldas, sin emba go, el
mé odo de acceso empleado iene un ue e impac o sob e ellos, p incipalmen e
sob e los escena ios dos y es. Respec o al escena io 2, si la em ocelda ce cana
es á con igu ada con acceso ce ado, po muy ce ca que se encuen e el mUE de
ella, no pod á conec a se, y po lo an o, la in e e encia c oss-laye que ecibe
puede ene un impac o muy signi ica i o sob e sus p es aciones. La
in e e encia co-laye en e em oceldas ecinas con emplada en el escena io 3
ambién se ag a a, ya que las em oceldas no se despliegan de o ma coo dinada.
Además, si se conside a acceso ce ado, la in e e encia co-laye puede se
excesi a si la densidad del despliegue es ele ada.
Ya se ha is o la impo ancia de la aplicación de écnicas de coo dinación de
in e e encias en en o nos mac ocelula es, especialmen e pa a pode ga an iza
condiciones de in e e encia adecuadas a los usua ios que se encuen an en las
zonas ex e io es de las celdas. Po lo an o, si se quie e e i a que apa ezcan
aguje os de cobe u a p o ocados po la in e e encia gene ada en e ambas
capas de la ed, se á necesa io adap a los esquemas de ICIC aplicados sob e
edes celula es con encionales a las nue as condiciones de in e e encia
gene adas en las edes he e ogéneas. De es a o ma se pod á alcanza la ganancia
po encial de los despliegues de picoceldas, y los usua ios que se conec en a las
picoceldas pod án e se bene iciados de obse a buenas condiciones de canal,
g acias a la educida dis ancia espec o a la picocelda que les da se icio.
Po o o lado, o o aspec o que ambién impac a de o ma signi ica i a en las
p es aciones de los despliegues he e ogéneos es el c i e io de selección de nodo.
Gene almen e, en las edes mac ocelula es homogéneas los usua ios se conec an
a la celda de la que eciben un mayo ni el de RSRP (Re e ence Signal Recei ed
Powe ), que mide la po encia que ecibe un UE de las señales de e e encia
espa cidas po el ancho de banda del sis ema. Sin emba go, debido a la
di e encia en la po encia de ansmisión en e las mac oceldas y los nodos de
baja po encia, usua ios que obse en meno es pé didas de p opagación espec o
a un nodo de baja po encia pod ían conec a se a la mac ocelda ya que eciben
mayo es ni eles de RSRP, p o ocando que solo unos pocos usua ios sean
se idos po los nodos de baja po encia. Es a si uación se ag a a a medida que
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
26
los nodos de baja po encia son desplegados más ce ca de los eNBs, ya que el
ni el de po encia ecibido del eNB es más ue e. Po ello ambién es necesa io
e isa los c i e ios de selección de nodo que se aplican con encionalmen e
sob e despliegues homogéneos, con el obje i o de a o ece que un mayo
núme o de usua ios puedan e se bene iciados de obse a meno es pé didas de
p opagación con las picoceldas que se encuen en p óximas.
En es e capí ulo se p esen a en p ime luga una e isión del es ado del a e
sob e di e en es es a egias de coo dinación de in e e encias y c i e ios de
selección de nodo cen adas en despliegues he e ogéneos con picoceldas.
Basándonos en es a e isión, pos e io men e se p oponen dis in os esquemas de
coo dinación de in e e encias que ienen en cuen a el esquema de ICIC que se
u iliza a ni el de mac ocelda, con el obje i o de coo dina los ecu sos
ecuenciales empleados po ambas capas de la ed, pa a así mejo a la
capacidad de la ed comple a. Además, ambién se conside a uno de los c i e ios
de selección de nodo p opues os en la li e a u a que se conside a como más
in e esan e, y que pe sigue expandi el á ea de cobe u a de las picoceldas.
Finalmen e, se e alúan las p es aciones de los esquemas de coo dinación de
in e e encias p opues os y del c i e io de selección de nodo conside ado, bajo
di e en es escena ios de ca ga y de despliegue.
3.1 Es ado del A e
Pa a pone en con ex o el abajo conside ado en es e capí ulo, en es e
apa ado se p esen a una e isión bibliog á ica de di e en es p opues as
encon adas en la li e a u a, cen adas en la coo dinación de in e e encias y
c i e ios de selección de nodo pa a despliegues he e ogéneos con picoceldas.
Algunas de las p opues as abo dan la coo dinación de in e e encias desde el
dominio ecuencial, imponiendo es icciones a los ecu sos ecuenciales que
pueden se usados po cada una de las capas de la ed, pa a ga an iza ecu sos
en los que los ni eles de in e e encia c oss-laye son educidos. O as
p opues as ealizan la coo dinación en el dominio de la po encia, ya sea de
o ma independien e, o de o ma conjun a con es a egias de coo dinación
ecuencial. Po o o lado, ambién se e isan a ias p opues as en las que la
coo dinación se ealiza en el dominio empo al, cen ándose undamen almen e
en es ingi las sub amas en las que pueden ansmi i los eNBs, pa a
p opo ciona ecu sos con meno es ni eles de in e e encia c oss-laye a los
usua ios conec ados a los PeNBs. Sin emba go, la mayo ía de las p opues as se
cen an en es a egias pa a educi la in e e encia c oss-laye , pe o no
conside an un esquema de ICIC en e eNBs, que pe mi i ía educi la ICI,
además de pode añadi cie a coo dinación en e los ecu sos ecuenciales
empleados. Respec o al c i e io de selección de nodo, algunas de es as
3.1 Es ado del A e
27
p opues as conside an una es a egia ampliamen e ex endida en la li e a u a, que
pe sigue inc emen a el á ea de cobe u a de los nodos de baja po encia.
3.1.1 Ges ión de in e e encias en despliegues he e ogéneos con
picoceldas
En [16] conside an el despliegue de una ed de mac oceldas con eúso
ecuencial unidad, sob e las que se despliegan doce PeNBs de o ma alea o ia
en cada una de las mac oceldas. No conside an un esquema de ICIC en e
mac oceldas, y pa a ges iona la in e e encia c oss-laye p oponen un esquema
de coo dinación de in e e encias que se basa en un eúso pa cial en e ambas
capas de la ed. Po lo an o, odo el ancho de banda del sis ema es á disponible
en odas las celdas, y el epa o en e ambas capas se ealiza de al o ma que una
pa e del ancho de banda se ese a pa a uso exclusi o de las picoceldas, o a
pa e se ese a pa a uso exclusi o de las mac oceldas, mien as que los ecu sos
es an es son compa idos po ambas capas. El amaño de cada una de las
pa iciones se basa en ca aloga a los usua ios en “p o egidos” o “no p o egidos”,
donde un usua io se ca aloga como p o egido si obse a unos ni eles de SINR
demasiado bajos, o si ecibe una ue e componen e de in e e encia c oss-laye .
A es os usua ios se les denomina p o egidos po que ecibi án asignaciones de
ecu sos en los RBs ese ados pa a su capa, en los que se ha eliminado la
in e e encia c oss-laye . Po el con a io, los usua ios no p o egidos ecibi án
asignaciones en los RBs compa idos en e ambas capas de la ed. El a io en e
los usua ios p o egidos y no p o egidos se á el que de e mine el amaño de las
pa iciones del ancho de banda del sis ema.
La p opues a de ese a cie os ecu sos pa a cada capa de la ed pe mi e
elimina la in e e encia c oss-laye en esos ecu sos, sin emba go, no se aplica
ninguna coo dinación pa a mi iga la in e e encia co-laye , ni en e eNBs
ecinos, ni en e PeNBs ecinos, ya que, aunque la po encia de ansmisión de
los PeNBs sea educida, se conside a el despliegue alea o io de a ios PeNBs
sob e la cobe u a de cada eNB. Po lo an o, un usua io que obse e ni eles
bajos de SINR debido a una ue e in e e encia co-laye , no e á mejo adas sus
p es aciones de o ma signi ica i a po el hecho de ecibi asignaciones en los
ecu sos ese ados pa a su capa de la ed. Además, la aplicación de un esquema
de ICIC en e eNBs pe mi i ía educi los ni eles in e e en es, y po an o,
aumen a la can idad de RBs que son eu ilizados po ambas capas. Ya que, si
g an pa e de los ecu sos del sis ema son conside ados ese ados pa a una de
las capas de la ed, se educe el eúso ecuencial, p o ocando una baja
disponibilidad de ecu sos ecuenciales y educiendo las p es aciones de los
usua ios.
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
34
Figu a 3.3: C i e io de selección de nodo CRE
En [23, 24] e alúan la aplicación del c i e io de selección de nodo CRE,
conside ando un escena io o mado po una mac ocelda, sob e la que se
despliegan a ias picoceldas de o ma alea o ia. Al es a o mado el escena io
po un único eNB, la p opues a no iene en cuen a la ICI p o enien e de los
eNBs ecinos, ni un esquema de ICIC a ni el de eNB. Respec o al epa o de
ecu sos en e ambas capas de la ed, conside an que an o el eNB, como los
PeNBs, pueden asigna a sus UEs en odo el ancho de banda disponible en la
ed. Hay que ene en cuen a que los pUEs que se encuen an en las egiones
ex endidas eciben mayo es ni eles de po encia del eNB que de la picocelda que
les da se icio, y además, es a di e encia es mayo a medida que se conside a un
alo de bias más al o. Po lo an o, con el obje i o de educi la in e e encia
su ida po los pUEs ubicados en las egiones ex endidas, los au o es p oponen
que el eNB eduzca su po encia de ansmisión en los RBs que son asignados po
los PeNBs a los pUEs de las egiones ex endidas. La p opues a conside a que las
picoceldas in o men a la mac ocelda de los RBs que son asignados a los pUEs
de las egiones ex endidas. De es a o ma, cuando la mac ocelda ealiza la
asignación de ecu sos ecuenciales a sus mUEs iene en cuen a es os RBs,
limi ando la po encia ansmi ida en ellos. Es os ecu sos pueden se asignados a
mUEs que se encuen en ce ca del eNB, o a mUEs con equisi os de á ico
bajos, ya que en es os mUEs son los que end án una meno demanda de
po encia. Po lo an o, la coo dinación en e eNB y los PeNBs que se despliegan
sob e su á ea de cobe u a se ealiza en po encia. Sin emba go, no exis e una
coo dinación pa a p opo ciona al es o de pUEs cie os ecu sos donde los
ni eles in e e en es ecibidos del eNB sean meno es. Es cie o que es os pUEs
se encuen an más ce ca de su PeNB y que po lo an o es án más p o egidos
en e a la in e e encia, sin emba go, la ele ada po encia de ansmisión de los
eNBs puede limi a sus p es aciones si no se aplica ningún ipo de coo dinación.
eNB
PeNB
(RSRP
PeNB
)
dB
> (RSRP
eNB
)
dB
(RSRP
PeNB
)
dB
+ bias > (RSRP
eNB
)
dB

3.1 Es ado del A e
35
En [25] los au o es conside an un escena io o mado po una ed
mac ocelula , sob e las que se despliegan cua o picoceldas en las zonas
ex e io es de cada una de las mac oceldas. No conside an un esquema de ICIC a
ni el de eNB que pe mi i ía educi la ICI, especialmen e pa a los UEs de los
bo des de las celdas. En es e abajo e alúan la aplicación del c i e io de
selección de nodo CRE, conside ando di e en es alo es de bias, y con el
obje i o de mejo a los ni eles de SINR obse ados po los pUEs de las egiones
ex endidas, analizan es esquemas di e en es de epa o de ecu sos
ecuenciales en e ambas capas de la ed. Uno de los esquemas consis e en que
an o el eNB, como los PeNBs que se despliegan sob e su cobe u a, eu ilicen
comple amen e odo el ancho de banda del sis ema (Figu a 3.4(a)). Sin emba go,
es a eu ilización comple a, sin aplica ningún ipo de coo dinación en e ambos
ipos de nodos, p o oca que los ni eles de SINR obse ados po los pUEs sean
bajos, especialmen e pa a los pUEs de las egiones ex endidas, y ag a ándose la
si uación a medida que se aumen a el alo del bias. La segunda es a egia que
conside an es la opues a, es deci , un epa o o ogonal en e ambas capas de la
ed, que pe mi e elimina la in e e encia c oss-laye p ác icamen e en su
o alidad (Figu a 3.4(b)). Sin emba go, aunque es a es a egia pe mi a mejo a
signi ica i amen e los ni eles de SINR de los UEs, la meno disponibilidad de
ecu sos an o en los eNBs, como en los PeNBs, educe las p es aciones del
sis ema. Como e ce esquema plan ean una es a egia in e media, que consis e
en que las picoceldas empleen odo el ancho de banda disponible, mien as que
los eNBs solo acceden a la mi ad del espec o (Figu a 3.4(c)). Es a es a egia
pe mi e ga an iza a las picoceldas ecu sos ecuenciales sin in e e encia c oss-
laye , pe mi iendo mejo a las p es aciones de los pUEs, y en especial las de los
pUEs de las egiones ex endidas. Sin emba go, al limi a los ecu sos disponibles
en los eNBs, se educen signi ica i amen e las p es aciones de los mUEs, y po
lo an o, las p es aciones globales de la ed.
a) Reúso comple o b) Repa o o ogonal c) Reúso pa cial
Figu a 3.4: P opues as de epa o de ecu sos ecuenciales en e ambas capas
Además de es os es esquemas de epa o de ecu sos ecuenciales, los
au o es p oponen coo dina la in e e encia ambién en el dominio empo al,
implemen ando la écnica ABS (Almos Blank Sub ame) conside ada po el
3GPP [30]. Cuando se emplea es a écnica, las sub amas se con igu an como
eNB
PeNBs
BW
eNB
PeNBs
BW
eNB
PeNBs
BW
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
36
sub amas no males, o como sub amas p o egidas. En las sub amas no males,
an o los eNBs, como los nodos de baja po encia, ansmi en a sus UEs de o ma
con encional. Sin emba go, en las sub amas p o egidas (ABSs), solo se asignan
a los UEs conec ados a los nodos de baja po encia. De al o ma, que en es as
sub amas los eNBs únicamen e ansmi en las señales de e e encia (CRS: Cell
speci ic Re e ence Signal), po lo que la in e e encia ecibida po los pUEs en
es e ipo de sub ama se mi iga en su mayo pa e, an o en los canales de con ol
(PDCCHs: Physical Downlink Con ol Channels), como en los canales de da os
(PDSCHs: Physical Downlink Sha ed Channels). El eNB y los PeNBs
desplegados sob e su á ea de cobe u a deben es a sinc onizados a ni el de
sub ama, ob eniéndose mejo es esul ados si el es o de eNBs de la ed ambién
es án sinc onizados, o al menos los eNBs ecinos, especialmen e si los PeNBs
es án desplegados en las zonas ex e io es de las celdas. La écnica ABS se ha
conside ado en la li e a u a [25–29] pa a educi la in e e encia c oss-laye
su ida po los pUEs de las egiones ex endidas.
Con la implemen ación de la écnica ABS, los au o es de [25] consiguen
educi la in e e encia c oss-laye su ida po los pUEs. Sin emba go, las
p es aciones de los mUEs se en educidas, ya que en las ABSs no pueden se
asignados, educiéndose los ecu sos e ec i os disponibles. Po lo an o, de en e
los es esquemas de coo dinación ecuencial p opues os, el esquema que
pe mi e emplea odo el ancho de banda, an o en el eNB, como en los PeNBs, es
el que pe mi e limi a la educción de p es aciones de los mUEs. Ya que, a pesa
de que uno de los obje i os de los despliegues de picoceldas es que sean capaces
de desca ga á ico de los eNBs, educi los ecu sos disponibles en los eNBs,
ya sea en ecuencia, o en iempo, puede comp ome e la capacidad de los eNBs,
que segui án eniendo que da se icio a un núme o ele ado de UEs. Po lo
an o, si los mUEs se encuen an limi ados po no dispone de su icien es
ecu sos, la ganancia po encial de los despliegues he e ogéneos puede e se
educida.
Un eúso ecuencial comple o en e eNB y PeNBs, jun o con la aplicación
del c i e io de selección de nodo CRE y la implemen ación de la écnica ABS, es
ambién la p opues a conside ada en [26]. El escena io conside ado es el
despliegue de una mac ocelda, sob e la que se despliega una picocelda de o ma
alea o ia. Po lo an o, el es udio no iene en cuen a la ICI ecibida de
mac oceldas ecinas. La p opues a se cen a en diseña un algo i mo que pe mi a
de ini el pa ón ABS, al mismo iempo que los pUEs son clasi icados en e
p o egidos y no p o egidos. El pa ón ABS de e mina qué sub amas conc e as
son con igu adas como sub amas p o egidas (ABS) den o de una ama. Po lo
an o, es a elección de e mina en g an medida la educción de los ecu sos
empo ales disponibles en los eNBs pa a pode se i a sus mUEs, y al mismo
iempo, impac a en las p es aciones alcanzables po los pUEs de las egiones
3.1 Es ado del A e
37
ex endidas. Los pUEs que sean clasi icados como p o egidos se án los únicos
que pod án se asignados en las ABSs, mien as que, po el con a io, los pUEs
no p o egidos se án los únicos que pod án se asignados en las sub amas
con encionales. El algo i mo p opues o compa a pa a cada sub ama den o de
una ama el h oughpu global que alcanza ía la ed si dicha sub ama se
con igu a como no mal, en e al que se alcanza ía si dicha sub ama se
con igu a como ABS, con el obje i o de maximiza el h oughpu de la ed.
Además, el algo i mo ambién decide qué pUEs son clasi icados como
p o egidos, y cuales como no p o egidos, compa ando el h oughpu que
alcanza ía el pUE en cada caso, y eniendo como obje i o que la dis ibución de
h oughpu en e pUEs sea equi a i a. En cualquie caso, me ece la pena
des aca , que si no hay una sinc onización del pa ón ABS en e eNBs ecinos,
la ICI deg ada á las p es aciones de los pUEs p o egidos, especialmen e si los
PeNBs son desplegados en las zonas ex e io es de las celdas.
La p opues a in oducida en [27] es bas an e simila , conside ando un
escena io o mado po una mac ocelda, y dos picoceldas desplegadas sob e su
á ea de cobe u a de o ma alea o ia. No conside an un esquema de ICIC pa a
educi la in e e encia p o enien e de las celdas ecinas, y an o el eNB, como
los PeNBs, pueden asigna a sus UEs en odo el ancho de banda del sis ema.
Emplean el c i e io de selección de nodo CRE, e implemen an la écnica ABS
pa a educi la in e e encia su ida po los pUEs en las egiones ex endidas.
P oponen un algo i mo pa a ajus a el pa ón ABS, de al o ma que buscan
maximiza el h oughpu global de la ed, al mismo iempo que a an de
minimiza el desca e de paque es de da os de UEs con á ico GBR (Gua an eed
Bi Ra e). Pa a ello es iman la capacidad de ansmisión de da os de cada nodo
en ambos ipos de sub ama, conside ando la es imación de la SINR obse ada
po cada UE, analizando al mismo iempo los da os u gen es que debe ían ecibi
los UEs que cu san á ico GBR, pa a ali ia su desca e de paque es.
Las p opues as p esen adas en [25–29] conside an la aplicación de la écnica
ABS, jun o con un eúso ecuencial comple o en e eNB y PeNBs, limi ando los
ecu sos empo ales a los que ienen acceso los usua ios conec ados a los eNBs.
Sin emba go, cabe espe a que los eNBs engan que segui siendo capaces de da
se icio a un núme o ele ado de UEs, cub iendo á eas de cobe u a más g andes.
Po lo an o, educi los ecu sos disponibles en los eNBs, ya sea en iempo, o en
ecuencia, puede comp ome e las p es aciones globales de la ed. Además,
es as p opues as no conside an un esquema de ICIC en e eNBs que pe mi i ía
educi la in e e encia gene ada en e celdas ecinas, además de posibili a la
coo dinación de los ecu sos ecuenciales disponibles en los PeNBs, con los
ecu sos empleados po los eNBs en las zonas en las que se despliegan los
PeNBs, como la p opues a conside ada en [19, 20].
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
38
En es e capí ulo nos cen amos en p opone a ios esquemas de
coo dinación de ecu sos ecuenciales en e eNBs y PeNBs, que ap o echan la
o denación en la asignación ecuencial de la subbanda in e io del esquema
FFRopa (subapa ado 2.3.1), con el obje i o de p opo ciona ecu sos a los
PeNBs en los que la in e e encia c oss-laye es más baja. Además, ambién se
conside a la aplicación del c i e io de selección de nodo CRE pa a aumen a el
núme o de usua ios que pe manecen conec ados a los PeNBs, analizando
di e en es alo es bias pa a di e en es escena ios.
3.2 Modelo del sis ema
Se conside an celdas con geome ía hexagonal, y cada celda es á compues a
po es sec o es, de al o ma que cada uno de ellos cub e un ángulo de 120º. En
la Figu a 3.5 se ep esen an las dos con igu aciones más comunes pa a la
o ien ación de los sec o es. Si los sec o es se despliegan a 0º (Figu a 3.5(a)), se
e i a la alineación de la di ección de máxima adiación en e sec o es
colindan es, pe o sin emba go se p o oca la apa ición de una zona de
in e e encia ex emadamen e al a en las in e secciones en e los es sec o es de
las celdas adyacen es (zona ma cada con un cí culo ojo). En el caso de aplica
esquemas de ICIC sin sec o ización es á ica, la SINR que obse a ían los UEs de
esas zonas se ían muy bajas, deg adándose las p es aciones de la ed. Es e
p oblema puede e i a se si se o ien a el azimu de los sec o es como se mues an
en la Figu a 3.5(b). Con es e despliegue se e i a que coincida la o ien ación de
las di ecciones de máxima adiación de los sec o es de las celdas adyacen es.
Du an e oda la esis se conside a únicamen e el despliegue a 30º (Figu a 3.5(b)),
ya que o ece mejo es p es aciones a ni el global.
a) Despliegue a 0º
b) Despliegue a 30º
Figu a 3.5: Con igu aciones más comunes pa a el despliegue de sec o es
En la Figu a 3.6 se ep esen a la con igu ación de despliegue de las
picoceldas, ep esen ándose el eNB median e una es ella azul y la picocelda
3.3 Esquemas de ICIC y c i e io de selección de nodo p opues os
39
(PeNB) median e un cí culo neg o. La es ación base (eNB) se despliega en el
cen o de la celda, y en cada celda se despliega una picocelda (PeNB) en una
posición (d, θ), donde d ep esen a la dis ancia en e la picocelda y el eNB, y θ
ep esen a el ángulo en e la di ección o mada po el eNB y la picocelda, y la
on e a en e los sec o es A y C.
Figu a 3.6: Con igu ación de despliegue de picoceldas
Siguiendo las ecomendaciones pa a el desa ollo de LTE, y al y como se ha
comen ado en el capí ulo an e io , los ecu sos ecuenciales del sis ema se
di iden en RBs, los cuales ep esen an la asignación mínima de ecu sos. Se
conside a un ancho de banda del sis ema de 5 MHz, con lo que se dispone de un
o al de 27 RBs.
3.3 Esquemas de ICIC y c i e io de selección de nodo
p opues os
En es e apa ado se desc iben las di e en es p opues as conside adas pa a la
ges ión de ecu sos adio y coo dinación de in e e encias pa a despliegues de
picoceldas, así como el c i e io de selección de nodo conside ado. Debido a que
las picoceldas son desplegadas den o del á ea de cobe u a de las mac oceldas y
dado que se p e ende emplea las mismas bandas ecuenciales, es impo an e
diseña un esquema de coo dinación de in e e encias en e PeNBs y eNBs
adecuado. En es e p oceso de diseño puede obse a se un comp omiso en e
maximiza el eúso ecuencial y minimiza la in e e encia c oss-laye
gene ada. Como se ha is o en la e isión del es ado del a e, en la li e a u a se
han p opues o di e en es ipos de soluciones, como po ejemplo, una de las
conside adas en [25], que se basa en un epa o o ogonal de ecu sos en e
ambas capas de la ed. Sin emba go, debido a que el espec o ecuencial
disponible es muy escaso, además de muy cos oso económicamen e, es e ipo de
soluciones no pe mi en ap o echa al máximo los ecu sos ecuenciales. Po
ello las p opues as conside adas en es e capí ulo se basan en un eúso pa cial de
los ecu sos en e ambas capas.
Sec o C
deNB
PeNB
θ

Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
40
Los esquemas p opues os en [16–18] sí que conside an un cie o eúso
ecuencial en e ambas capas de la ed, sin emba go, no conside an un esquema
de ICIC en e mac oceldas. La aplicación de un esquema de ICIC a ni el de
eNB, además de mejo a las condiciones de in e e encia del sis ema, pe mi e
coo dina los ecu sos empleados po las mac oceldas, con los empleados po las
picoceldas, pudiendo o ece a las picoceldas un conjun o de ecu sos con un
ni el de in e e encia meno y más es able. Po ello, las p opues as de es e
capí ulo se cen an en coo dina los ecu sos asignados a las picoceldas, con el
esquema de ICIC aplicado en la mac ocelda. Los esquemas p opues os se basan
en la aplicación del esquema FFRopa como esquema de ICIC en e mac oceldas,
pues o que es e esquema o ece mejo es p es aciones que el esquema FFR
con encional.
Además de se necesa io conside a un esquema de coo dinación de
in e e encias en e eNBs y PeNBs, el c i e io de selección de nodo ambién
iene un g an impac o en las p es aciones globales del sis ema. Po o a pa e, se
espe a que las picoceldas sean capaces de desca ga pa e de los usua ios de las
mac oceldas, especialmen e en zonas con al a densidad de usua ios. Si se
conside a un esquema con encional, se pod ía espe a que el usua io se
conec a a al nodo que le o ece un mayo ni el de RSRP o un mayo ni el de
SINR. Sin emba go, debido a la di e encia en la po encia de ansmisión en e
eNBs y PeNBs, los usua ios ende ían a conec a se a los eNBs, educiendo las
en ajas del despliegue de picoceldas. Po ello, al y como se ha is o en la
e isión del es ado del a e, es necesa io conside a un c i e io de selección de
nodo adap ado al despliegue de picoceldas, apos ando po un c i e io basado en
la es a egia CRE.
3.3.1 Esquemas de ICIC pa a despliegues de picoceldas
El p incipio básico de ás de las p opues as es a a de asigna a las
picoceldas aquellos ecu sos ecuenciales que no son empleados po la
mac ocelda en la zona en la que son desplegadas, con el obje i o de
p opo ciona a las picoceldas ecu sos con ni eles in e e en es adecuados. Se
conside an como pun o de pa ida los esquemas de ICIC pa a edes
mac ocelula es FFR y FFRopa. En conc e o se con empla el esquema FFR con
sec o ización en la subbanda ex e io , y se conside a a modo de e e encia, ya
que en es a esis se apues a po el esquema FFRopa, debido a que las mejo as
que inco po a espec o al esquema FFR con encional pe mi en educi la
a iabilidad de la ICI y mejo a las p es aciones de la ed. Pa a ambos esquemas
se puede analiza qué ecu sos ecuenciales pueden se más in e esan es pa a las
picoceldas.
3.3 Esquemas de ICIC y c i e io de selección de nodo p opues os
41
Conside ando en p ime luga que el esquema de ICIC seleccionado a ni el
mac ocelula es el esquema FFR, si se analiza la subbanda in e io , es imposible
di e encia un conjun o de RBs en los que las picoceldas obse en mejo es
condiciones de in e e encia. Es o es debido a que, como no se aplica ninguna
es icción en la asignación de la subbanda in e io , un RB puede se asignado
po cualquie a de los sec o es de la celda. Respec o a la subbanda ex e io , se
aplica sec o ización es ic a, po lo que pueden e i a se los RBs de la subbanda
ex e io asignados po el p opio sec o en el que es á desplegada la picocelda.
Si se aplica el esquema FFRopa, se puede ap o echa el o denamien o en la
asignación de ecu sos que se lle a a cabo en la subbanda in e io , pa a
selecciona p io i a iamen e aquellos ecu sos ecuenciales p easignados a los
o os dos sec o es es an es de la celda, en los que no se encuen a desplegada la
picocelda. De es a o ma se e i a ían los RBs p easignados al p opio sec o en el
que es á desplegada la picocelda, pudiendo o ece a las picoceldas RBs en los
que los ni eles in e e en es son más bajos. Po lo an o, una en aja adicional
del esquema FFRopa es que, g acias a p easigna un conjun o de los RBs a cada
uno de los sec o es, se pueden coo dina los ecu sos ecuenciales asignados po
las mac oceldas, con los asignados po las picoceldas, con el obje i o de educi
la in e e encia c oss-laye y mejo a las p es aciones de la ed. Respec o a la
subbanda ex e io , se aplica sec o ización es ic a al igual que en el esquema
FFR, po lo que pueden e i a se los RBs de la subbanda ex e io asignados po
el p opio sec o en el que es á desplegada la picocelda.
Como se ha comen ado, si asumimos el uso de un ancho de banda de 5MHz,
se dispone de un o al de 27 RBs. De ellos, se conside an 18 RBs como
subbanda in e io , de los cuales se p easignan a cada sec o 6 RBs, mien as que
los 9 RBs es an es o man la subbanda ex e io , asignando 3 RBs a cada uno de
los sec o es (Figu a 3.7(a)). Hay que ene en cuen a que si se a a de asigna a
las picoceldas los ecu sos ecuenciales que no son asignados po el p opio
sec o en el que es á desplegada, esos ecu sos se án po encialmen e asignados
po los dos sec o es in e e en es dominan es de las celdas adyacen es, que si se
oma como e e encia la picocelda de la celda 1, se ían el sec o C de la celda 2
y el sec o B de la celda 3. Si en p ime luga se analiza la subbanda in e io ,
debido a la lexibilidad que se p opo ciona en su asignación, aunque se
plani iquen pa a la picocelda RBs pe enecien es a las subbandas p easignadas a
los dos sec o es es an es de la celda, es os RBs pueden se asignados po el
p opio sec o , inc emen ándose signi ica i amen e la in e e encia c oss-laye
ecibida, especialmen e si la picocelda es á desplegada ce ca del eNB. Además,
es os RBs ambién pueden se asignados po los dos sec o es in e e en es
dominan es de las celdas adyacen es de o ma simul ánea, inc emen ándose
ambién la in e e encia c oss-laye , y eniendo más impac o en es e caso si la
picocelda es á desplegada en la zona ex e io de la celda.
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
42
a) FFRopa (eNBs) b) FFRopa_6RBs (PeNBs)
c) FFRopa_10RBs (PeNBs) d) FFRopa_18RBs (PeNBs) e) FFRopa_24RBs (PeNBs)
Figu a 3.7: Esquemas de coo dinación de in e e encias FFRopa_xRBs
En el caso de la subbanda ex e io , aunque es e iden e que la in e e encia
que ecibi ía un pUE en un RB que pe enece a la subbanda ex e io de uno de
los dos sec o es in e e en es dominan es de las celdas adyacen es es más al a
que si se a ase de un RB de la subbanda in e io , la sec o ización es ic a e i a
que es os RBs sean asignados po el p opio sec o en el que es á desplegada la
picocelda, así como e i a que es os RBs sean asignados de o ma simul ánea po
los dos sec o es in e e en es dominan es de las celdas adyacen es. Po lo an o,
los RBs de la subbanda ex e io o ecen una meno a iabilidad de la
in e e encia c oss-laye ecibida an o de la p opia mac ocelda en la que se
despliega la picocelda, como de las mac oceldas adyacen es. Po ello, el p ime
esquema de ICIC que se p opone es el esquema FFRopa_6RBs (Figu a 3.7(b)),
en el que a cada picocelda se le asignan los 6 RBs pe enecien es a las subbandas
ex e io es de los sec o es B y C.
Con el obje i o de inc emen a el eúso ecuencial p opo cionando ecu sos
adicionales a las picoceldas, el siguien e paso es conside a la subbanda in e io .
El p ime conjun o de RBs a conside a son las subbandas p easignadas a los dos
sec o es es an es de la celda (sec o es B y C), ya que de es a o ma se e i an los
RBs que p io i a iamen e se án asignados po el p opio sec o en el que es á
desplegada la picocelda (sec o A), minimizando la in e e encia c oss-laye
gene ada. No obs an e, es os RBs pueden se asignados en cualquie momen o
po el p opio sec o A, po lo que en el siguien e esquema de ICIC que se
p opone (Figu a 3.7(c)) se adop a una es a egia conse ado a. Es a es a egia
Celda 1
Sec o
C
Celda 2
Celda 3
eNB
PeNB
Recu sos disponibles eNBs
Po encia
Recu sos disponibles PeNBs
Po encia
Recu sos disponibles PeNBs
Po encia
Recu sos disponibles PeNBs
Po encia
Recu sos disponibles PeNBs
Po encia
3.3 Esquemas de ICIC y c i e io de selección de nodo p opues os
43
consis e en selecciona pa a cada picocelda los dos RBs de la subbanda in e io
p easignada a cada uno de los dos sec o es es an es, que según el o denamien o
seguido en FFRopa (Figu a 2.5 y Figu a 2.6), se án empleados en úl imo luga .
De es a o ma, en si uaciones donde la ca ga del sis ema no es muy al a, es os
RBs pueden queda se sin asigna en la p opia celda en la que se despliega la
picocelda, educiendo el ni el de in e e encia c oss-laye que eciben los pUEs,
y educiendo la p obabilidad de que esos RBs sean asignados po el p opio
sec o A. Po lo an o, se añaden cua o RBs a los ecu sos disponibles de las
picoceldas, haciendo un o al de 10 RBs (FFRopa_10RBs). Me ece la pena
des aca , que al y como se ep esen a en la Figu a 2.6, las celdas adyacen es
comienzan a asigna los ecu sos ecuenciales en di e en es pun os de cada una
de las subbandas in e io es, con el obje i o de minimiza la ICI del sis ema en
condiciones de baja ca ga. Po lo an o, a cada picocelda se le asignan los dos
RBs de la subbanda in e io que se emplean en úl imo luga , de acue do al o den
pa icula de su celda.
Dando un paso más pa a inc emen a el eúso ecuencial, el siguien e
esquema de ICIC que se p opone es el esquema FFRopa_18RBs (Figu a 3.7(d)),
en el que las picoceldas pueden asigna oda la subbanda in e io p easignada a
los dos sec o es es an es de su p opia celda. A pesa de que la in e e encia
c oss-laye puede se más a iable en es os RBs adicionales, y de que la po encia
ansmi ida po RB de las picoceldas se educe al inc emen a los ecu sos
disponibles, se á necesa io comp oba si la mayo disponibilidad de RBs pe mi e
compensa ambos aspec os. Po lo an o, en el esquema FFRopa_18RBs cada
picocelda dispone de un o al de 18 RBs pa a sus pUEs: 12 RBs de las
subbandas in e io es p easignadas a los sec o es B y C, más 6 RBs de las
subbandas ex e io es de los sec o es B y C.
Si se ap o echa que la po encia de ansmisión de los eNBs es más baja en la
subbanda in e io , se puede p opone un eúso ecuencial oda ía más ag esi o,
de al o ma que se añade a los ecu sos disponibles de las picoceldas oda la
subbanda in e io p easignada a su p opio sec o (sec o A). Con es a es a egia,
cada picocelda end ía un o al de 24 RBs pa a asigna a sus pUEs, al y como se
e leja en la Figu a 3.7(e) (FFRopa_24RBs). Po lo an o, las picoceldas pod ían
eu iliza odo el ancho de banda disponible en el sis ema, sal o la subbanda
ex e io de su p opio sec o , ya que la po encia de ansmisión en es a subbanda
es más al a, y los ni eles de in e e encia que su i ían los pUEs se ían
excesi os.
No obs an e, aunque la po encia de ansmisión en la subbanda in e io sea
más baja, los ni eles de in e e encia que su i án los pUEs en los RBs
pe enecien es a la subbanda in e io p easignada al p opio sec o A se án
ele ados. Sin emba go, el scheduling ecuencial de los PeNBs a a á de asigna
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
50
[ ]
( )
10
pd
Lα α log d Km
=+⋅
(3.7)
3.4.2.2 Des anecimien os len os
Los des anecimien os len os o shadowing son las pé didas que expe imen a
la señal como esul ado de la p esencia de g andes obs áculos en la ayec o ia
de p opagación, como pueden se colinas o g andes edi icios. Las pé didas
in oducidas po el shadowing se modelan median e una a iable alea o ia (ξk)
de dis ibución logno mal con des iación ípica σ. En una si uación eal, los
des anecimien os len os debidos a los g andes obs áculos no a ían en exceso
en e dos posiciones ce canas, es deci , exis e un cie o g ado de co elación
espacial en el shadowing. Po lo an o, pa a ene en cuen a es e aspec o se
conside a una dis ancia de co elación (dco ), que puede de ini se como la
dis ancia en e dos pun os que p esen an alo es de shadowing inco elados en
un escena io dado.
Además de es a co elación a pequeña escala, exis e ambién una co elación
mac oscópica en e las dis in as celdas del sis ema, ya que los g andes
obs áculos que puede encon a se la señal en e un usua io y los nodos ce canos
de su en o no son po lo gene al simila es. Pa a modela es a co elación se
conside a una segunda a iable alea o ia (ξ) de dis ibución logno mal con
des iación ípica σ, que es común a odos los caminos de p opagación de la señal
hacia un mismo usua io. Po lo an o, el alo inal de shadowing que se
conside a en un camino de p opagación de e minado (ζk) se ob iene como una
ponde ación de las dos a iables logno males, es deci , de la común a odos los
caminos y de la p opia de cada camino, al y como se mues a en la ecuación
(3.8). En en o nos u banos suele u iliza se un alo de a2=b2=0.5, lo que
signi ica que hay un 50% de co elación en el shadowing en e nodos.
( ) ( ) ( )
22
1
kk
ζ dB a ξ dB b ξ dB , con a b=⋅ +⋅ + =
(3.8)
3.4.2.3 Des anecimien os ápidos
Los des anecimien os ápidos o Rayleigh son des anecimien os selec i os
en ecuencia que se deben al e ec o combinado de la p opagación mul icamino
y la mo ilidad del e minal. La p opagación mul icamino se modela
no malmen e en base a modelos de canal de a ios ayos donde la po encia de
cada ayo ep esen a la ganancia media del camino de p opagación. Pa a
conside a de o ma conjun a el e ec o de la p opagación mul icamino y de la
mo ilidad, la po encia de cada uno de los ayos se gene a median e una
es adís ica Rayleigh con el alo p omedio dado. En la esis se ha conside ado
un modelo que depende de la elocidad de desplazamien o de los usua ios, y que

3.4 Condiciones de e aluación
51
es el modelo p opues o po el 3GPP pa a el desa ollo de LTE [33]. En la Tabla
3.2 se ecoge el modelo conside ando una elocidad de desplazamien o de los
usua ios de 3 km/h.
Re a do del camino [ns] Po encia ela i a [dB]
0 0.0
30 -1.0
70 -2.0
90 -3.0
110 -8.0
190 -17.2
410 -20.8
Tabla 3.2: Pedes ian-A ex endido (3 km/h)
Además del e ec o en la po encia de señal debida a la suma de los dis in os
ayos que con o man el canal de p opagación, es impo an e des aca que las
éplicas de la señal pueden p o oca in e e encia in e -simbólica cuando el
e a do del ayo es supe io a la du ación del p e ijo cíclico. No obs an e, en las
simulaciones que se han lle ado a cabo en es a esis se asume que el p e ijo
cíclico es capaz de abso be odas las éplicas del canal sin que exis a
in e e encia in e -simbólica.
Po o o lado, la elocidad de desplazamien o del usua io p o oca una
dispe sión en ecuencia denominada e ec o Dopple , que se aduce en un
ba ido de las componen es ecuenciales de la señal. Es e e ec o se modela
a iando la po encia ela i a de los ayos del canal, de al o ma que los
des anecimien os ápidos p esen an cie a cohe encia empo al, cambiando más
len amen e pa a elocidades bajas de desplazamien o del usua io, ya que el
en o no a ía más len amen e. Po lo an o, se puede de ini un iempo de
cohe encia del canal τc, que indica el iempo que ha de anscu i has a que los
des anecimien os ápidos pueden conside a se inco elados. De las di e en es
elaciones que pueden encon a se en la li e a u a, se conside a la mos ada en la
ecuación (3.9), en la que D es la ecuencia Dopple del usua io, ob enida
eniendo en cuen a su elocidad media de desplazamien o ( ), la elocidad de la
luz (c) y la ecuencia po ado a ( c). Una ez que se ija la elocidad de cambio
de los des anecimien os, la po encia de cada ayo del modelo se ajus a de
acue do con el modelo clásico de Jakes pa a conside a el e ec o Dopple [34].
0 423 0 423
c
Dc
..
τ
c
= =
(3.9)
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
52
3.4.3 Modelado de los p ocedimien os de moni o ización del canal
Una de las p incipales unciones que lle an a cabo los e minales mó iles es
ealiza las medidas de calidad del enlace y gene a los co espondien es CQIs.
Pos e io men e los CQIs son usados po el nodo que da se icio al e minal pa a
oma las decisiones de asignación de ecu sos y adap a el MCS u ilizado. Es os
in o mes sob e el es ado del canal es án cons i uidos po un alo p omedio de
calidad del enlace pa a cada RB, asumiendo que se pueden es ima idealmen e
las pé didas del canal y la po encia in e e en e a pa i de la señal ecibida.
Como medida de la calidad del canal se emplea la elación canal a in e e encia
y uido que obse a el UE u (CINRes ,u
), es imada como se mues a en la
ecuación (3.10), donde hu
es la ganancia p omedio del canal en el RB , Iu
es la
po encia in e e en e p omedio po po ado a en el RB y Nu
es la po encia
p omedio del uido AWGN.
u
es ,u
uu
h
CINR IN
=+
(3.10)
Aunque se asume que es posible es ima idealmen e las pé didas del canal y
la po encia in e e en e a pa i de la señal ecibida, el sis ema no asume un
modelado ideal de canal. En conc e o, pa a la gene ación de los in o mes CQIs
se ha conside ado el esquema mos ado en la Figu a 3.12, de al o ma que los
usua ios p omedian la CINR obse ada pa a cada RB du an e los úl imos WCQI
ms, gene ando un nue o CQI cada ∆TCQI ms. Cada ez que se ob iene un nue o
CQI anscu en ∆CQI ms has a que es e CQI es á disponible en el schedule del
nodo que da se icio al UE. Es e in e alo ∆CQI pe mi e modela el e a do
in oducido po los p ocesos de ansmisión, ecepción y p ocesado del mensaje
CQI. Po lo an o, se modela de o ma explíci a los e o es en la es imación de
canal y de la in e e encia, debidos a que el nodo que da se icio al UE no
dispone en el momen o de ealiza la asignación de ecu sos de las condiciones
exac as del canal.
Figu a 3.12: Esquema de en ío de CQIs
3.4 Condiciones de e aluación
53
Cuando las condiciones obse adas po los usua ios son muy es ables, el
mecanismo de CQI pe mi e segui con p ecisión la e olución el canal, y po lo
an o, se puede ealiza una asignación de ecu sos ecuenciales e icien e. Sin
emba go, cuando el canal p esen a ue es a iaciones a co o plazo, como po
ejemplo debido a al as elocidades de desplazamien o, o debido a condiciones
de in e e encia muy cambian es, los CQIs pueden no e leja las condiciones de
canal u u as en las que se ealiza á la ansmisión de da os de o ma iable. Es a
si uación educe el endimien o de los algo i mos de asignación de ecu sos, ya
que, si las condiciones de canal eales se di e encian demasiado de las
condiciones es imadas, se p oduce un aumen o de la BLER al come e se e o es
en la asignación de RBs y MCSs. Dado que las a iaciones del canal son
imp edecibles e incon olables po el sis ema, ya que dependen de la mo ilidad
del usua io y de cambios en el en o no de p opagación de la señal, el único
aspec o que los algo i mos de asignación de ecu sos pueden con ola es la
in e e encia. Po lo an o, un algo i mo que pe mi a es abiliza la po encia
ansmi ida en sub amas sucesi as o ece á unas condiciones de in e e encia
más es ables, educiendo la a iación de las condiciones de canal obse adas po
los usua ios.
3.4.4 Modelado de conexiones
Como la esis se cen a en el enlace descenden e, se puede asumi que los
eNBs y los PeNBs ac úan como uen es gene ado as de á ico y ansmiso es de
señal, mien as que los UEs se limi an a ecibi la señal, demodula los da os
ecibidos y calcula las co espondien es es adís icas de calidad del enlace y de
á ico. Además, sin pé dida de gene alidad, se asume que cada usua io dispone
de una única conexión pa a la ansmisión de da os en el DL desde el nodo que
le da se icio. Las conexiones se componen undamen almen e de los siguien es
dos elemen os:
• Fuen e gene ado a de paque es: En unción del modelo de á ico
conside ado en la conexión, cada cie o iempo se gene a án nue os
paque es de da os con un amaño de e minado, que se án añadidos al
bu e de la conexión a la espe a de se ansmi idos.
• Bu e s de ansmisión: Cada conexión dispone de dos bu e s
independien es. Po un lado, se dispone del bu e de salida, que
almacena los nue os paque es gene ados pendien es de se ansmi idos.
Y po o o lado se dispone del bu e de ARQ (Au oma ic Repea
eQues ), donde se gua dan los bloques de da os que deben se
e ansmi idos debido a que ue on ecibidos e óneamen e po el
usua io. Po no ma gene al, el bu e de ARQ iene mayo p io idad a la
ho a de ansmi i paque es, pues o que el e a do acumulado po es os
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
54
paque es es mayo . El iempo máximo que un paque e puede pe manece
en los bu e s de la conexión del usua io u (Dmax
u) es un pa áme o que
depende del ipo de se icio conside ado.
En conc e o, pa a es e capí ulo se a a conside a un modelo de á ico a
á agas, siguiendo un p oceso de ipo ON-OFF. El modelo no se ajus a a ningún
se icio especí ico ( oz, ideo, e c.), pe o pe mi e e alua , sin pé dida de
gene alidad, las p es aciones de los esquemas de ICIC y del c i e io de selección
de nodo que se p oponen en es e capí ulo. Du an e el pe iodo ON, la uen e
gene a un nue o paque e en cada sub ama de longi ud L bi s, que se á añadido
al bu e de salida. Mien as que en el es ado OFF la uen e no gene a ningún
paque e de da os. La du ación de los pe iodos ON y OFF se modela median e
una a iable alea o ia exponencial de media TON y TOFF espec i amen e. El
ac o de ac i idad de la uen e (α) de ine la elación en e ambos pe iodos, de
acue do con la ecuación (3.11). Es e ipo de se icio es á limi ado po el e a do,
es deci , que cuando un paque e lle a almacenado en los bu e s de la conexión
Dmax
u sub amas, dicho paque e es desca ado. Po lo an o, se asume un sis ema
con la aplicación de co as de e a do ha d.
ON
ON OFF
T
αTT
=+
(3.11)
Los paque es de da os de longi ud L gene ados po la uen e de á ico se
di iden en un núme o en e o de bloques de da os denominados T anspo Uni s
(TUs), que es la can idad mínima de da os que puede ansmi i el sis ema
cuando un usua io ecibe una asignación de ecu sos. Es deci , el amaño del TU
se de e mina como la can idad de bi s que se ansmi en en un único RB cuando
se emplea el MCS más bajo del sis ema. Una ez que el paque e de da os se
di ide en TUs, es os TUs son almacenados en el bu e de salida de la conexión.
Se iene en cuen a además un mecanismo de ARQ pa a la e ansmisión de
paque es de da os e óneos, de al o ma que cuando un TU es ecibido de o ma
e ónea po el usua io, es e TU es almacenado en un bu e especial de ARQ. Se
conside a un iempo ∆ARQ du an e el cual el paque e de da os debe pe manece en
el bu e de ARQ an es de pode se e ansmi ido. ∆ARQ pe mi e modela el
iempo que anscu e desde que se ansmi e un TU, has a que el usua io lo
p ocesa, en ía el co espondien e NACK y inalmen e es á a disposición del
schedule pa a su e ansmisión. Con el in de e i a que el mecanismo de ARQ
bloquee la comunicación con sucesi as e ansmisiones del mismo paque e de
da os, se ha ijado un lími e máximo de nRTX e ansmisiones. Po lo an o, un TU
es desca ado si as nRTX e ansmisiones se uel e a ecibi e óneamen e.
3.4 Condiciones de e aluación
55
3.4.5 Másca as de po encia
Pa a de ini los alo es de la másca a de po encia empleada en los dos ipos
de nodo es necesa io ene en cuen a el núme o de RBs asignables po cada
nodo. Respec o a los eNBs, hay que ene en cuen a que se conside a una
subbanda ex e io de ecu sos, y, po lo an o, dos ni eles de po encia de
ansmisión. La po encia de ansmisión po RB en la subbanda ex e io (Mmed,c
ex )
se de ine como un inc emen o ∆ex , espec o a la po encia de ansmisión po RB
en la subbanda in e io (Mmed,c
in ), al y como se exp esa en la ecuación (3.12). Po
lo an o, eniendo en cuen a la ecuación (3.12), los dos ni eles de la másca a de
po encia, Mmed,c
in y Mmed,c
ex , se ob ienen median e la ecuación (3.13), donde N o al,in ,c
es el núme o o al de RBs de la subbanda in e io de la celda c, N o al,ex ,c es el
núme o o al de RBs de la subbanda ex e io de la celda c y PT,max
c es la po encia
máxima de ansmisión de la celda c.
[ ]
ex in
med ,c med ,c ex
dBm dBm
M M dB
RB RB
 
= +∆
 
 
(3.12)
[ ]
10 10
10 10
in ex
med ,c med ,c
dBm dBm
MM
RB RB c
o al,in ,c o al,ex ,c T ,max
N N P mW
 
 
 
⋅ +⋅ =
(3.13)
En el caso de los PeNBs se de ine un único ni el de po encia de ansmisión
(Mmed,p), de al o ma que la po encia máxima de ansmisión de la picocelda
(PT,max
p ) se dis ibuye de o ma equi a i a en e odos los RBs asignables (3.14).
N o al,p es el núme o o al de RBs que son asignables po el PeNB p. Como la
asignación de po encia es adap a i a, se conside an además los umb ales Mmin y
Mmax, con el obje i o de limi a el inc emen o en la a iabilidad de la
in e e encia. Los alo es de las másca as mínima y máxima se calculan como
un dec emen o de ∆min, y como un inc emen o de ∆max, sob e el co espondien e
alo de la másca a media (Mmed).
[ ]
10
10
med ,p dBm
MRB p
o al,p T ,max
N P mW



⋅=
(3.14)
3.4.6 Scheduling empo al
El obje i o del scheduling empo al es a a de ga an iza la sa is acción de
los equisi os de QoS de los usua ios, p opo cionando una dis ibución equi a i a
de ecu sos po medio de la p io ización de los á icos a la ho a de asigna
ecu sos. La p io ización de las dis in as conexiones se puede ealiza en unción
de di e en es c i e ios, y como en es e capí ulo el modelo de á ico conside ado

Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
56
es un modelo ON-OFF, que es un modelo con es icciones de e a do, se ha
conside ado la polí ica de scheduling empo al ep esen ada en la ecuación
(3.15). De es a o ma, el schedule empo al asigna un índice de p io idad a cada
usua io u en cada TTI. La polí ica de scheduling empo al se basa en el e a do
acumulado de los paque es almacenados en los bu e s de las conexiones de los
usua ios, siendo Dmax
u la co a máxima de e a do pa a el se icio cu sado po el
usua io y dHOL
u el e a do acumulado del TU que se encuen a en la cabece a de
los bu e s de la conexión del usua io. Al aplica una ponde ación eniendo en
cuen a la co a máxima de e a do, es a es a egia de scheduling empo al pe mi e
a a de o ma equi a i a conexiones con di e en es co as máximas de e a do.
Pos e io men e, el schedule ecuencial asigna á ecu sos p io i a iamen e a
aquellos usua ios con mayo índice de p io idad.
u
HOL
u
umax
d
u a gmax D
∗

=

(3.15)
3.4.7 Scheduling ecuencial
En el caso de los eNBs, como se conside a el esquema FFRopa como
esquema de ICIC se aplica el algo i mo de scheduling ecuencial desc i o en el
apa ado 2.3.1.1. Respec o a los PeNBs, el algo i mo aplicado sigue el mismo
p ocedimien o que el empleado en los eNBs, pe o sin conside a un
o denamien o en la asignación de los ecu sos ecuenciales. Hay que ene en
cuen a que la po encia de ansmisión de los PeNBs es más baja que la de los
eNBs, y además en la con igu ación de despliegue que se conside a en es e
capí ulo solo se despliega una picocelda en cada eNB. Po lo an o, la
in e e encia que in oducen las picoceldas a los mUEs que se encuen an en las
ce canías no se á demasiado al a, pudiendo además el schedule selecciona pa a
es os mUEs ecu sos en los que obse en buenas condiciones de canal. Po ello
se ha op ado po a o ece la lexibilidad en la asignación de ecu sos
ecuenciales en las picoceldas, a cos a de inc emen a lige amen e la
a iabilidad de la in e e encia su ida po los mUEs ce canos. Es el scheduling
ecuencial el que se enca ga de ealiza la adap ación de asa, seleccionando el
MCS que se asigna a cada UE en unción de los CQIs que en ía el UE al nodo
que le da se icio. De es a o ma, el schedule ga an iza que la SINR que se
es ima que obse a á el UE es igual o mayo que la SINR umb al que se equie e
po el MCS m asignado (SINR eq
m), cuyos alo es se ecogen en la Tabla 3.1.
Po lo an o, el scheduling ecuencial in en a asigna a cada UE en aquellos
RBs en los que ob iene mejo es condiciones de canal den o del conjun o de RBs
disponibles, que iene de e minado po el esquema de ICIC. Si la asignación de
un UE no es posible, se inicia el p oceso de enegociación con el obje i o de
3.4 Condiciones de e aluación
57
eubica a o os UEs ya asignados, y libe a RBs que puedan se asignados al UE
que se es á conside ando. De la misma o ma que en el caso de los eNBs,
después de ealiza una asignación de RBs se uel en a calcula los índices de
p io idad empo al de odos los usua ios, eo denándose con la nue a p io idad
ac ualizada. Además, en el caso de los PeNBs ambién se conside a el p oceso
de adap ación de po encia desc i o pa a el esquema FFRopa. Po lo an o, una
ez de inida la másca a de po encia media (Mmed), la po encia asignada en cada
RB puede adap a se en unción de las condiciones de canal obse adas po cada
UE, pe o man eniendo siemp e la po encia asignada den o de los umb ales Mmin
y Mmax con el obje i o de limi a la a iabilidad de la in e e encia gene ada.
3.4.8 Pa ón de mo imien o de los usua ios
Los usua ios se desplazan a una elocidad de 3 Km/h siguiendo una
ayec o ia ec ilínea. Cada cie o iempo los usua ios pueden ealiza un cambio
en su di ección de desplazamien o en un ángulo en e -π/2 y π/2, que se escoge
de o ma alea o ia siguiendo una dis ibución uni o me. Además, el mo imien o
de los UEs es á es ingido pa a que siemp e se man engan den o de los lími es
de su espec i o sec o pa a e i a hando e s en e sec o es y en e eNBs
ecinos. Debido a es a es icción, un UE pod á es a conec ado a su sec o del
eNB o al PeNB desplegado en su eNB.
3.4.9 Pa áme os de simulación
Los pa áme os empleados pa a la e aluación de los esquemas de ICIC que
se p oponen y del c i e io de selección de nodo se ecogen en la Tabla 3.3. Los
pa áme os se han seleccionado de acue do a las especi icaciones del 3GPP pa a
el desa ollo de LTE [32], conside ando la es uc u a de ama FDD. La abla
incluye los pa áme os elacionados con el despliegue de la ed, así como los
pa áme os elacionados con el modelado del canal adio, y con las
ca ac e ís icas de ansmisión y ecepción de los eNBs, PeNBs y UEs.
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
58
Pa áme o Valo
Despliegue 19 celdas isec o izadas (NBS
=
19) y 1 PeNB
po celda
Dis ancia en e es aciones base (ISD)
1732 m
F ecuencia cen al 2.5 GHz
Ancho de banda del sis ema (BW) 5 MHz
Pe iodo de scheduling (TTI)
1 ms
Símbolos OFDM po TTI 14 (4 de ellos pa a con ol y pilo os)
Núme o de RBs 27
Tamaño del RB 12 subpo ado as du an e 1 TTI
Modelo de p opagación eNB→UE: 128.1 + 37.6log10 (d[km])
PeNB→UE: 140.7 + 37.6log10 (d[km])
Des iación es ánda del shadowing (σ) eNB→UE: 8 dB
PeNB→UE: 10 dB
Co elación en el shadowing en e celdas 0.5
Dis ancia de co elación del shadowing
50 m
Modelo mul icamino Pedes ian-A ex endido (3km/h)
Modelo Dopple Jakes
Densidad espec al de uido -174 dBm/Hz
Po encia máxima de ansmisión (eNB) 43 dBm
Ganancia de an ena (eNB) 14 dB
Pa ón de adiación ho izon al de la
an ena (eNB) 70º (-3 dB) con 25 dB de elación delan e-a ás
Po encia máxima de ansmisión (PeNB) 30 dBm
Ganancia de an ena (PeNB) 5 dB
Pa ón de adiación ho izon al de la
an ena (PeNB) Omnidi eccional
Ganancia de an ena (UE) 0 dB
Pa ón de adiación ho izon al de la
an ena (UE) Omnidi eccional
Ganancia de di e sidad en ansmisión 3 dB
Ganancia de di e sidad en ecepción 3 dB
Figu a de uido del ecep o (UE) 9 dB
Tabla 3.3: Pa áme os gene ales de simulación
Además de es os pa áme os gene ales, en la Tabla 3.4 se ecogen los
alo es conc e os que se han conside ado en elación al mecanismo de CQI, y en
la Tabla 3.5 se ecogen los alo es conside ados pa a el modelo de á ico ON-
3.4 Condiciones de e aluación
59
OFF y pa a el mecanismo de ARQ. Con el obje i o de analiza la capacidad de
los esquemas de RRM (Radio Resou ce Managemen ) que se p oponen pa a
sa is ace los equisi os de QoS de los usua ios en é minos de e a do de
paque es, se conside a una co a máxima de e a do de Dmax
u=50 ms, iempo as
el cual el TU es desca ado. Po lo an o, la asa de desca e es una mé ica
di ec a de la capacidad del sis ema pa a ga an iza los equisi os de QoS
demandados po los UEs. Respec o al mecanismo de ARQ, de acue do con las
p opues as conside adas en la li e a u a, el iempo du an e el cual un paque e de
da os que se ha ecibido e óneamen e debe pe manece en el bu e de ARQ
an es de pode se e ansmi ido, se puede ija en ∆ARQ =6 ms pa a sis emas
LTE. Con el in de e i a que el mecanismo de ARQ bloquee la comunicación
con sucesi as e ansmisiones del mismo paque e de da os, se ha ijado nRTX =4
e ansmisiones.
Pa áme o Valo
∆TCQI 1 ms
WCQI 4 ms
∆CQI 2 ms
Tabla 3.4: Esquema de CQI
Pa áme o Valo
TON
30 ms
TOFF 90 ms
α 1/4
L 240 bi s
Dmax
u 50 ms
∆ARQ 6 ms
nRTX 4
Tabla 3.5: Pa áme os del modelo ON-OFF y del mecanismo de ARQ
En la Tabla 3.6 se ecopilan los alo es de las másca as de po encia
empleadas en los eNBs y PeNBs pa a los esquemas de ICIC p opues os. El
inc emen o de po encia conside ado pa a la subbanda ex e io de los eNBs (∆ex )
es de 5 dB. Y pa a calcula los alo es de las másca as mínima y máxima se ha
conside ado ∆min =3 dB y ∆max =3 dB. Hay que ene en cuen a, que al ma gen
de la especi icación LTE, cuando el núme o de RBs p easignados a los PeNBs
es meno que el núme o de RBs disponibles en el sis ema, se ha p esupues ado
un ni el de po encia en las señales de e e encia inc emen ado espec o a la
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
66
Respec o a las p es aciones de los PeNBs, puede e se que emplea el
esquema de ICIC FFRopa en e los eNBs pe mi e inc emen a de o ma no able
el núme o de UEs a los que es capaz de p opo ciona se icio cada PeNB. En el
esquema FFR no se ealiza una p easignación de los RBs pe enecien es a la
subbanda in e io en e los di e en es sec o es del eNB. Po lo an o, la
in e e encia que su en los pUEs en los RBs de la subbanda in e io puede
a ia d ás icamen e en e dos sub amas consecu i as, ya que la in e e encia
puede p o eni de cualquie sec o . Es a ele ada a iabilidad de la in e e encia
p o oca un inc emen o de asignaciones de ecu sos e óneas, ya que las
condiciones de in e e encia que obse a un pUE cuando ecibe una asignación
en un RB, pueden dis a mucho de las condiciones de in e e encia que se han
es imado pa a oma la decisión de la asignación. Es os e o es en la asignación
de ecu sos conlle an que los pUEs no sean capaces de demodula
co ec amen e los da os ecibidos, inc emen ándose la BLER y educiendo
d ás icamen e las p es aciones de la ed. Po el con a io, cuando se emplea el
esquema FFRopa como esquema de ICIC en e los eNBs, las condiciones de
in e e encia que su en los pUEs son mucho más es ables, y po lo an o el
scheduling ecuencial es capaz de es ima con mayo p ecisión las condiciones
de in e e encia que obse a án los pUEs en el momen o de la asignación.
G acias a ello, los paque es de da os de las conexiones de los usua ios acumulan
un meno e a do, educiéndose la asa de desca e de TUs, e inc emen ándose el
núme o de UEs a los que los PeNBs son capaces de sa is ace sus equisi os de
QoS.
Una ez concluido que las mejo es p es aciones se ob ienen cuando se
emplea el esquema FFRopa como esquema de ICIC en e eNBs, y cuando se
amplían los ecu sos ecuenciales disponibles en los PeNBs a 24 RBs, los
siguien es análisis se cen an en e alua los e ec os del c i e io de selección de
nodo en los despliegues picocelula es. Conside ando el c i e io de selección de
nodo basado en el concep o CRE (ecuación (3.6)), en la Tabla 3.7 se mues a el
po cen aje de UEs que ealmen e pe manecen conec ados a los PeNBs, en e al
núme o o al de UEs que son desplegados en el cí culo de adio 100 me os
al ededo de cada PeNB (NUEPeNB) al y como se mues a en la Figu a 3.13, pa a
di e en es alo es de bias y pa a las di e en es dis ancias de despliegue (d)
conside adas (Figu a 3.14). Como cab ía espe a , el po cen aje de UEs
conec ados a los PeNBs se educe d ás icamen e a medida que se ace can los
PeNBs a los eNBs, debido a la di e encia en la po encia de ansmisión. Cuando
los PeNBs se despliegan en la zona ex e io de los eNBs, puede no se necesa ia
la aplicación de un bias a la RSRP de los PeNBs. Po el con a io, cuando los
PeNBs se despliegan más hacia el in e io de los eNBs se á necesa io conside a
un bias, si el obje i o buscado es que los PeNBs sean capaces de desca ga pa e
de los usua ios de los eNBs, especialmen e en zonas con al a densidad de

3.5 Resul ados numé icos
67
usua ios. Me ece la pena des aca que pa a ob ene los po cen ajes mos ados en
la Tabla 3.7 se han omi ido los e ec os de los des anecimien os len os
(shadowing) y ápidos (Rayleigh), po lo que en los esul ados que se p esen an
a con inuación los po cen ajes de UEs conec ados a los PeNBs pueden a ia
lige amen e.
Dis ancia del PeNB (
d
)
Bias 0 dB
Bias 5 dB
Bias 10 dB
Bias 15 dB
Bias 20 dB
200 m 24.5 % 38.5 % 60.5 % 81 % 91.5 %
400 m 60 % 85 % 97 % 100 % 100 %
750 m 100 % 100 % 100 % 100 % 100 %
Tabla 3.7: Po cen aje de UEs que se conec an a las picoceldas (θ = 30º)
Como el esquema de ICIC que mejo es esul ados ob iene es el esquema
FFRopa_24RBs, en los esul ados que se p esen an a con inuación pa a e alua
los e ec os del c i e io de selección de nodo se emplea es e esquema. En la
Figu a 3.17 se ep esen a el po cen aje de TUs desca ados pa a las es
dis ancias de despliegue de los PeNBs (d) di e en es, y a iando el alo del bias
aplicado en el c i e io de selección de nodo (ecuación (3.6)). El ángulo de
despliegue de los PeNBs se man iene ijo (θ=30º), y los esul ados se mues an
de o ma sepa ada en e mUEs y pUEs. En es e p ime escena io se analiza el
c i e io de selección de nodo an e una si uación con baja ca ga an o en los
eNBs, como en los PeNBs, de al o ma que se despliegan NUEeNB =54 usua ios
de o ma homogénea en cada eNB y NUEPeNB =87 usua ios en las ce canías de
cada PeNB (Figu a 3.13). Como la ca ga del sis ema no es muy al a, puede e se
que el po cen aje de TUs desca ados es bajo en los 3 escena ios, es ando
siemp e po debajo de la Co adesc
obj . En la Tabla 3.8 se ecoge además el po cen aje
de desca e de TUs a ni el global, así como el po cen aje de desca e de TUs
obse ado po el 5% de peo es mUEs y pUEs.
Si en p ime luga se analizan las p es aciones de los mUEs (Figu a 3.17(a)),
puede e se que a medida que se aumen a el bias, el po cen aje de TUs
desca ados po los mUEs se educe, especialmen e en los casos en los que d=
200 m y d=400 m. Y es que cuando los PeNBs es án ubicados más ce ca de los
eNBs, solo una pa e de los UEs que se encuen an en los al ededo es de los
PeNBs se conec an ealmen e a los PeNBs, inc emen ándose la ca ga de los
eNBs. Po ello a medida que se inc emen a el bias, más UEs se conec an a los
PeNBs, educiendo la ca ga de los eNBs, y disminuyendo el po cen aje de TUs
desca ados g acias a una mayo disponibilidad de RBs. En la Tabla 3.8 puede
e se como ambién el po cen aje de desca e del 5% de los peo es mUEs se
educe a medida que se aumen a el bias. Po lo an o, ambién se puede conclui
que el aumen o de las ansmisiones po pa e de los PeNBs, al inc emen a el
núme o de pUEs a los que dan se icio, no deg ada signi ica i amen e las
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
68
p es aciones de los mUEs. Aunque me ece la pena des aca , que la ca ga de
á ico de los PeNBs en es e escena io no es ele ada.
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
mUEs(d=200m)
mUEs(d=400m)
mUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 54
NUE
PeNB
= 87
a) mUEs
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
pUEs(d=200m)
pUEs(d=400m)
pUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 54
NUE
PeNB
= 87
b) pUEs
Figu a 3.17: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo NUEeNB = 54
y NUEPeNB = 87 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º)
Po o o lado, en la Figu a 3.17(b) puede e se que pa a el caso en el que
d=200 m, el po cen aje de TUs desca ados po los pUEs aumen a a medida
que se inc emen a el bias. Como los PeNBs es án ubicados bas an e ce ca de los
eNBs, la in e e encia que su en los pUEs es bas an e ele ada, especialmen e en
los RBs pe enecien es a la subbanda in e io p easignada al p opio sec o en el
que es á desplegado el PeNB. Po lo an o, los pUEs adicionales que se conec an
a los PeNBs a medida que se aumen a el bias, obse an ni eles de SINR bajos,
inc emen ándose el po cen aje de TUs desca ados. No obs an e, como la ca ga
de los eNBs es baja, los ni eles in e e en es obse ados po los pUEs oda ía
no son excesi os, ob eniéndose po cen ajes de desca e de TUs muy po debajo
del 1% pa a las es dis ancias de despliegue.
Bias
[dB]
Dis ancia (
d
): 200 m
Dis ancia (
d
): 400 m
Dis ancia (
d
): 750 m
Global 5 % peo es Global 5 % peo es Global 5 % peo es
pUEs
mUEs
pUEs
mUEs
pUEs
mUEs
0
0.44 0.1 1.5 0.35 0.3 1.7 0.25 1.1 1.4
5 0.42 0.2 1.5 0.22 0.3 1.2 0.17 0.8 1.1
10
0.35
1.3
1.2
0.12
0.2
0.8
0.17
0.8
1.1
15 0.29 2.3 0.9 0.10 0.5 0.7 0.16 0.9 1.1
20 0.20 2.5 0.6 0.01 0.8 0.6 0.16 1.6 1.0
Tabla 3.8: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs (NUEeNB = 54 y
NUEPeNB = 87)
3.5 Resul ados numé icos
69
Si solo se u ie a en cuen a el po cen aje de desca e de TUs global (Tabla
3.8), aplica un bias de 20 dB se ía la mejo al e na i a. Sin emba go, si ambién
se iene en cuen a el po cen aje de TUs desca ados de los peo es UEs, puede
e se que a medida que se aumen a el bias, el po cen aje de desca e de los
peo es pUEs se inc emen a, especialmen e cuando d=200 m. Es o es debido a
que los pUEs adicionales que se conec an a los PeNBs cuando se aplica un bias
eciben un ni el de señal del p opio eNB bas an e ele ado, po lo que los ni eles
de SINR obse ados no son al os. Po lo an o, en es e escena io el alo de bias
más ecomendado se ía 10 dB, ya que pa a alo es más ele ados de bias, los
pUEs que se encuen an más alejados de los PeNBs empeo an demasiado sus
p es aciones.
En la Figu a 3.18 se ep esen a el po cen aje de TUs desca ados cuando se
inc emen a la ca ga de los eNBs, de al o ma que NUEeNB =72 usua ios se
despliegan homogéneamen e en cada eNB, mien as que se man iene la misma
concen ación de UEs en las ce canías de los PeNBs (NUEPeNB =87). En es e
escena io, como la ca ga de los eNBs es más al a, puede e se en la Figu a
3.18(a) que pa a las es dis ancias de despliegue el po cen aje de desca e de
TUs de los mUEs es á en o no al 1%. Si ambién se conside an los esul ados
ecogidos en la Tabla 3.9, puede e se que al inc emen a el bias se educe, an o
el po cen aje de TUs desca ados a ni el global po los mUEs, como el
po cen aje de desca e del 5% de los peo es mUEs, g acias a que se educe la
ca ga de los eNBs.
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
mUEs(d=200m)
mUEs(d=400m)
mUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 72
NUE
PeNB
= 87
a) mUEs
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
pUEs(d=200m)
pUEs(d=400m)
pUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 72
NUE
PeNB
= 87
b) pUEs
Figu a 3.18: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo NUEeNB = 72
y NUEPeNB = 87 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º)
Respec o a los pUEs, en la Figu a 3.18(b) puede e se que el inc emen o del
po cen aje de desca e de TUs a medida que se aumen a el bias conside ado en el
c i e io de selección de nodo, es mucho más signi ica i o que en el escena io
an e io (Figu a 3.17(b)). Es o es debido a que el núme o de UEs conec ados a
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
70
los eNBs es más al o, y po lo an o, la ocupación de RBs po pa e de los eNBs
es mayo , inc emen ándose la in e e encia su ida po los pUEs. De la misma
o ma que en el escena io an e io , cuando los PeNBs se despliegan a una
dis ancia d=200 m, la in e e encia su ida po los pUEs p o enien e de su
p opio eNB es más ue e que en las o as dos dis ancias de despliegue d,
deg adándose sus p es aciones de o ma más signi ica i a. En la Tabla 3.9 puede
e se que aplica un alo de bias po encima de 5 o 10 dB p o oca un ápido
inc emen o del po cen aje de desca e del 5% de peo es pUEs. Los pUEs
adicionales que se conec an a los PeNBs al aplica un bias al c i e io de
selección de nodo, son UEs que eciben un mayo ni el de RSRP del eNB, y po
lo an o, como en es e escena io la ca ga de los eNBs es al a, es os pUEs eciben
ni eles de SINR bajos, no siendo capaces de sa is ace sus equisi os de QoS, e
inc emen ándose ápidamen e la asa de desca e de TUs pa a alo es de bias
ele ados. Si nos cen amos en e i a un po cen aje de desca e demasiado al o
pa a los UEs que eciben las peo es p es aciones, el alo de bias escogido pa a
es e escena io se ía 5 dB. Ya que inc emen a el bias po encima de 5 dB no
apo a una g an en aja espec o al po cen aje de desca e global, y sin emba go
deg ada ápidamen e las p es aciones del 5% de peo es pUEs.
Bias
[dB]
Dis ancia (d): 200 m Dis ancia (d): 400 m Dis ancia (d): 750 m
Global 5 % peo es Global 5 % peo es Global 5 % peo es
pUEs mUEs pUEs mUEs pUEs mUEs
0 0.80 0.1 2.3 0.65 0.6 2.7 0.68 5.7 2.5
5 0.67 0.7 2.0 0.55 0.8 2.4 0.56 5.0 2.2
10 0.73 4.3 1.9 0.48 2.2 2.0 0.57 6.3 2.1
15
1.05 14.3 1.8 0.54 5.8 1.9 0.60 9.2 2.0
20
1.93 31.2 1.5 0.67 10.9 1.6 0.70 13.1 1.9
Tabla 3.9: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs (NUEeNB = 72 y
NUEPeNB = 87)
En el siguien e escena io que se analiza se man iene baja la ca ga de los
eNBs (NUEeNB =54), mien as que po el con a io se aumen an los UEs que se
despliegan en los al ededo es de los PeNBs (NUEPeNB =117), ecogiéndose los
esul ados en la Figu a 3.19 y en la Tabla 3.10. De igual o ma que en los dos
escena ios p e ios, el po cen aje de desca e de TUs de los mUEs se educe a
medida que se inc emen a el bias conside ado en el c i e io de selección de
nodo, g acias a que se educe el núme o de UEs que pe manecen conec ados a
los eNBs. Respec o a los pUEs, puede e se en la Figu a 3.19(b) que cuando los
PeNBs son desplegados a una dis ancia d=200 m, el po cen aje de desca e de
TUs aumen a d ás icamen e cuando se inc emen a el alo del bias. A pesa de
que la ca ga de los eNBs no es muy al a en es e escena io, los pUEs eciben
3.5 Resul ados numé icos
71
ni eles in e e en es ele ados de su p opio eNB, y po lo an o ienen que
emplea MCSs más bajos, necesi ando un mayo núme o de RBs pa a sa is ace
sus equisi os de QoS. A di e encia del escena io conside ado en la Figu a
3.17(b), aho a la ca ga de los PeNBs es ele ada, y po lo an o, como los pUEs
emplean MCSs más bajos, no exis en su icien es RBs disponibles en los PeNBs
pa a sa is ace los equisi os de QoS de los pUEs. Po ello el po cen aje de
desca e aumen a cuando se inc emen a el bias, ya que se aumen a el núme o de
UEs que pe manecen conec ados a los PeNBs. Po el con a io, cuando d=
400 m y d=750 m, los ni eles in e e en es su idos po los pUEs son más
bajos, pudiendo ecibi MCSs más ele ados, y po lo an o los PeNBs son
capaces de sa is ace los equisi os de QoS de los pUEs, incluso pa a alo es
ele ados de bias.
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
mUEs(d=200m)
mUEs(d=400m)
mUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 54
NUE
PeNB
= 117
a) mUEs
0
0.5
1
1.5
2
0 5 10 15 20
pUEs(d=200m)
pUEs(d=400m)
pUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 54
NUE
PeNB
= 117
b) pUEs
Figu a 3.19: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo NUEeNB = 54
y NUEPeNB = 117 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º)
En la Tabla 3.10 puede e se que cuando los PeNBs son desplegados a
dis ancias d=400 m y d=750 m, aumen a el bias pe mi e disminui el
po cen aje de desca e global del sis ema, g acias a que se educen los UEs que
se conec an a los eNBs, y los PeNBs son capaces de sa is ace la al a ca ga de
pUEs, debido a que la in e e encia p o enien e de los eNBs no es demasiado
ele ada al ene que da se icio a un núme o no muy al o de mUEs. No
obs an e, eniendo en cuen a el po cen aje de TUs desca ados de los peo es UEs
el alo de bias ecomendado pa a es e escena io se ía 5 dB, ya que pa a el caso
en el que los PeNBs se despliegan a una dis ancia d=200 m, inc emen a el
bias no apo a ninguna ganancia debido a la deg adación que su en los pUEs
adicionales. Sin emba go, si los PeNBs se despliegan más hacia el ex e io de los
eNBs, se pod ía inc emen a el bias con el obje i o de educi el po cen aje de
desca e de TUs global.

Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
72
Bias
[dB]
Dis ancia (d): 200 m Dis ancia (d): 400 m Dis ancia (d): 750 m
Global 5 % peo es Global 5 % peo es Global 5 % peo es
pUEs mUEs pUEs mUEs pUEs mUEs
0 0.45 0.1 1.8 0.39 0.2 2.2 0.30 2.0 1.8
5 0.45 0.8 1.7 0.24 0.3 1.4 0.17 0.8 1.2
10 0.49 4.1 1.5 0.18 0.5 1.2 0.16 0.7 1.3
15 1.88 23.5 1.1 0.12 0.6 0.9 0.17 1.1 1.3
20 2.46 26.4 0.8 0.12 1.1 0.8 0.17 1.5 1.1
Tabla 3.10: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs (NUEeNB = 54 y
NUEPeNB = 117)
Finalmen e, en el úl imo escena io que se analiza se conside a una ca ga al a
de á ico en ambos ipos de nodo, desplegándose NUEeNB =72 usua ios de
o ma homogénea en cada eNB y NUEPeNB =117 usua ios en las ce canías de
cada PeNB. Los esul ados se ecopilan en la Figu a 3.20 y en la Tabla 3.11.
Como en es e escena io la can idad de UEs dis ibuidos en los eNBs es al a, y
además se concen a un ele ado núme o de UEs en los al ededo es de los
PeNBs, puede e se en la Figu a 3.20(a) que si no se aplica un bias al c i e io de
selección de nodo, la ca ga de á ico en los eNBs se con ie e en excesi a, no
siendo capaz el sis ema de sa is ace la Co adesc
obj . Es a si uación es especialmen e
g a e cuando los PeNBs se despliegan a una dis ancia d=200 m, ya que la
ce canía al eNB p o oca que sin la aplicación del bias solo una pa e de los UEs
concen ados en los al ededo es de los PeNBs se conec en ealmen e a ellos. No
obs an e, aún con la aplicación de un bias al c i e io de selección de nodo, el
po cen aje de desca e de TUs de los mUEs se encuen a en o no al 1%, debido a
que el núme o de mUEs es ele ado.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 5 10 15 20
mUEs(d=200m)
mUEs(d=400m)
mUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 72
NUE
PeNB
= 117
a) mUEs
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 5 10 15 20
pUEs(d=200m)
pUEs(d=400m)
pUEs(d=750m)
Bias [dB]
Desca e de TUs (%)
NUE
eNB
= 72
NUE
PeNB
= 117
b) pUEs
Figu a 3.20: Po cen aje de TUs desca ados pa a a ios alo es de bias, siendo NUEeNB = 72
y NUEPeNB = 117 (FFRopa_24RBs) (θ = 30º)
3.5 Resul ados numé icos
73
Si se compa a es e escena io con el an e io (Figu a 3.19(b)), aho a la ca ga
de UEs de los eNBs es más al a, lo que p o oca que los ni eles in e e en es
ecibidos po los pUEs sean mayo es, inc emen ándose el po cen aje de desca e
de TUs a medida que se inc emen a el bias, al y como se puede e en la Figu a
3.20(b). Po un lado, es o se debe a que los pUEs usan MCSs más bajos al
obse a peo es ni eles de SINR, necesi ando una mayo can idad de RBs pa a
sa is ace sus equisi os de QoS, y p o ocando que los PeNBs no dispongan de
su icien es RBs pa a sa is ace los equisi os de e a do de odos sus pUEs.
Además, po o o lado, como los ni eles in e e en es ecibidos de los eNBs son
más ele ados, los pUEs adicionales que se conec an a los PeNBs con la
aplicación del bias al c i e io de selección de nodo, obse an ni eles de SINR
oda ía más bajos, iendo deg adadas sus p es aciones. En la Tabla 3.11 ambién
puede obse a se la necesidad de conside a un bias en el c i e io de selección de
nodo pa a educi la ca ga de los eNBs, y educi an o el po cen aje de desca e
global, como el po cen aje de desca e del 5% de peo es mUEs. No obs an e,
como la in e e encia su ida po los pUEs es ele ada, y además hay una g an
concen ación de UEs en los al ededo es de los PeNBs, inc emen a el alo de
bias po encima de los 5 dB p o oca un ápido inc emen o del po cen aje de TUs
desca ados po el 5% de peo es pUEs. Po lo an o, el alo de bias
ecomendado pa a es e escena io se ían 5 dB, con el obje i o de busca un
comp omiso en e las p es aciones de los mUEs y las de los pUEs.
Bias
[dB]
Dis ancia (d): 200 m Dis ancia (d): 400 m Dis ancia (d): 750 m
Global 5 % peo es Global 5 % peo es Global 5 % peo es
pUEs mUEs pUEs mUEs pUEs mUEs
0 2.84 0.1 10.9 0.80 0.5 3.9 0.69 6.0 3.0
5 1.04 1.3 3.6 0.55 1.3 2.6 0.57 5.7 2.5
10 0.95 10.2 2.2 0.62 4.9 2.3 0.56 7.1 2.2
15 4.90 48.8 1.9 1.35 18.8 1.9 0.67 9.8 2.5
20 9.30 66.3 1.7 1.95 27.8 1.7 0.81 13.5 2.3
Tabla 3.11: Po cen aje de desca e de TUs global y del 5% de los peo es UEs (NUEeNB = 72 y
NUEPeNB = 117)
Los esul ados mues an la necesidad de aplica un bias al c i e io de
selección de nodo en escena ios con al a densidad de UEs, ya que, si se
conside a un c i e io con encional, la di e encia en la po encia de ansmisión de
eNBs y PeNBs p o oca que solo unos pocos UEs pe manezcan conec ados a los
PeNBs, sob eca gando los eNBs, y deg adando las p es aciones del sis ema. En
escena ios con una demanda de á ico más educida, la aplicación de un bias
ambién es con enien e, ya que pe mi e po un lado educi el núme o de UEs
que se conec an a los eNBs, mejo ando las p es aciones de los mUEs, y además
Capí ulo 3 - Despliegues He e ogéneos con Picoceldas: Ges ión de (…)
74
po o o lado, ambién se consigue mejo a el ap o echamien o de los ecu sos
ecuenciales plani icados pa a los PeNBs. Me ece la pena des aca que el
aumen o de las ansmisiones po pa e de los PeNBs, pa a da se icio a un
mayo núme o de pUEs no deg ada signi ica i amen e las p es aciones de los
mUEs, g acias a que la po encia de ansmisión po RB de los PeNBs no es muy
al a. La aplicación de un bias al c i e io de selección de nodo pe mi e po an o
mejo a las p es aciones de la ed, educiendo el po cen aje de desca e de TUs a
ni el global.
No obs an e, es necesa io selecciona cuidadosamen e el alo de bias
conside ado, ya que los pUEs adicionales que se conec an a los PeNBs g acias al
bias eciben un mayo ni el de RSRP del eNB, que del PeNB. Po lo an o,
como los PeNBs eu ilizan los mismos RBs que los empleados po los eNBs,
es os pUEs adicionales obse an ni eles de SINR bajos, especialmen e en
escena ios con al a demanda de á ico en los eNBs, ya que la ocupación de RBs
po pa e de los eNBs es ele ada, p o ocando ue es ni eles in e e en es sob e
los pUEs. A la ho a de decidi el alo de bias adecuado, además de la ca ga de
á ico del sis ema, o o aspec o muy impo an e a ene en cuen a es la dis ancia
a la que es án desplegados los PeNBs. En los esul ados se ha is o que cuando
las picoceldas son desplegadas ce ca de los eNBs, los ni eles de in e e encia
su idos po los pUEs son mayo es, deg adándose sus p es aciones ápidamen e
a medida que se aumen a el alo del bias. Po o o lado, cuando los PeNBs se
despliegan más lejos del eNB, aunque se inc emen a la in e e encia ecibida de
los eNBs adyacen es, especialmen e en los RBs de la subbanda ex e io de los
dos sec o es in e e en es dominan es, se educe no ablemen e la in e e encia
ecibida del p opio eNB, especialmen e en los RBs de la subbanda in e io
p easignada al p opio sec o en el que es á desplegado el PeNB. Además,
ambién se educe la in e e encia su ida po los pUEs en los RBs de la
subbanda in e io p easignada a los dos sec o es es an es del eNB, pe o que son
asignados po el p opio sec o . Po lo an o, los RBs disponibles en los PeNBs
obse an mejo es condiciones de in e e encia cuando los PeNBs son
desplegados a más dis ancia de su p opio eNB.
3.6 Conclusiones
En es e capí ulo se han p opues o a ios esquemas de ICIC pa a despliegues
de picoceldas, omando como e e encia los esquemas FFR y FFRopa aplicados
a ni el de mac ocelda. También se han analizado las p es aciones de un c i e io
de selección de nodo basado en el concep o CRE. En los esul ados se ha
comp obado que emplea el esquema FFRopa pe mi e inc emen a de o ma
no able el núme o de UEs a los que es capaz de p opo ciona se icio cada
PeNB. Como en el esquema FFRopa la subbanda in e io se di ide en es
3.6 Conclusiones
75
pa es, cada una de las cuales se p easigna a un sec o , se consigue educi
no ablemen e la a iabilidad de la in e e encia c oss-laye que su en los pUEs,
ya que se man ienen más es ables los RBs asignados po cada sec o de los
eNBs. Po lo an o, la educción de la lexibilidad en la asignación de los RBs de
la subbanda in e io del esquema FFRopa en e al esquema FFR, es
compensada g acias a educi la a iabilidad de la in e e encia su ida po los
UEs, mejo ando an o las p es aciones de los mUEs, como las de los pUEs.
Los esul ados numé icos ambién han mos ado que una mayo
disponibilidad de ecu sos ecuenciales en los PeNBs p opo ciona una no able
ganancia de p es aciones, de al o ma que el esquema FFRopa_24RBs es el
esquema de ICIC que mejo es esul ados p opo ciona. Po lo an o, la mayo
disponibilidad de RBs pe mi e ap o echa mejo la di e sidad mul icanal y
mul iusua io, compensando la deg adación debida a la educción de la po encia
ansmi ida po RB de los PeNBs, así como los ele ados ni eles in e e en es
su idos po los pUEs en los RBs que se an añadiendo a medida que se
inc emen a el eúso ecuencial. Además, ambién me ece la pena des aca que el
inc emen o del núme o de ansmisiones po pa e de los PeNBs, al dispone de
una mayo can idad de RBs, no iene un impac o signi ica i o en las p es aciones
de los mUEs, g acias a que la po encia de ansmisión de los PeNBs es baja, y
g acias ambién a que el scheduling ecuencial de los eNBs es capaz de asigna
a los mUEs que se encuen an ce ca de los PeNBs ecu sos en los que obse an
buenas condiciones de canal.
Po o o lado, la aplicación de un c i e io de selección de nodo con encional
basado en el ni el de RSRP no pe mi e ap o echa al máximo las en ajas de los
despliegues de picoceldas, ya que debido a la di e encia en la po encia de
ansmisión en e eNBs y PeNBs, solo una pa e de los UEs en los al ededo es
de los PeNBs se conec an ealmen e a ellos. Po lo an o, se hace necesa ia la
aplicación de un bias al c i e io de selección de nodo, especialmen e en
escena ios con al a demanda de á ico, pa a pe mi i desca ga pa e de los UEs
de los eNBs a las picoceldas, mejo ando así la u ilización de los RBs disponibles
en las picoceldas. No obs an e, como las picoceldas eu ilizan los mismos
ecu sos ecuenciales que son u ilizados po los eNBs, es necesa io escoge
cuidadosamen e el alo del bias conside ado. En los esul ados se ha is o que
un aspec o de e minan e a la ho a de escoge el alo del bias es la ca ga del
sis ema, an o la de los PeNBs, como la de los eNBs, ya que cuando la ca ga de
los eNBs es ele ada, su u ilización de los RBs disponibles es al a, p o ocando
ue es ni eles in e e en es sob e los pUEs. O o aspec o muy ele an e es la
dis ancia a la que se despliegan las picoceldas espec o a su eNB, ya que se ha
is o en los esul ados que cuando las picoceldas se despliegan ce ca de los
eNBs, la in e e encia su ida po los pUEs es más ag esi a, especialmen e en
los RBs de la subbanda in e io que son asignados po el p opio sec o en el que
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
82
4.1 Es ado del A e
Pa a pone en con ex o el abajo conside ado en es e capí ulo, en es e
apa ado se p esen a una e isión bibliog á ica de di e en es es a egias
encon adas en la li e a u a, cen adas en una coo dinación de in e e encias y
ges ión de ecu sos adio es á ica pa a despliegues he e ogéneos con RNs. Ya se
ha is o en el capí ulo an e io la impo ancia de conside a un esquema de ICIC
en e DeNBs, ya que pe mi e educi los ni eles in e e en es su idos po los
UEs, especialmen e pa a los UEs de las zonas ex e io es, y además pe mi e
coo dina los ecu sos u ilizados po los DeNBs con los ecu sos u ilizados po
los nodos de baja po encia. No obs an e, se á necesa io e isa los esquemas de
ICIC con encionales que se aplican sob e edes mac ocelula es homogéneas,
pa a conside a el nue o escena io in e e en e in oducido po el despliegue de
RNs, así como la asignación de ecu sos adio pa a los enlaces backhaul. En la
Figu a 4.3 se ep esen an los esquemas pa ial FFR con subbanda ex e io
o ogonal (FFR) y so FFR (SFR), jun o con a ias con igu aciones de ed que
conside an las posiciones de los RNs sob e las celdas, así como qué celda es la
que con ola cada uno de los RNs.
a) Pa ial FFR con subbanda
ex e io o ogonal (FFR) b) So FFR (SFR) c) Con . 1: 3 celdas po
emplazamien o y 2 RNs po
celda
d) Con . 2: 2 RNs po celda e) Con . 3: 3 RNs po celda ) Con . 4: 6 RNs po celda
Figu a 4.3: Esquemas FFR y SFR, jun o con a ias con igu aciones de despliegue de RNs
DeNB RN con olado
po o a celda
RN con olado
po la celda 0
RN con olado
po la celda 1
RN con olado
po la celda 2
Po encia
Sub. in e io Sub. ex e io
Celda 0
Celda 1
Celda 2
Po encia
Sub. ex e io
Sub. ex e io
Sub. in e io Sub. ex e io
Celda 0
Celda 1
Celda 2
Celda
0
Celda
1
Celda
2
Celda 2
Celda 1
Celda 0
Celda 2
Celda 1
Celda 0
Celda 2
Celda 1
Celda 0

4.1 Es ado del A e
83
En [39, 40] conside an un despliegue de ed como el de la con igu ación 4
(Figu a 4.3( )). No aplican un esquema de ICIC en e DeNBs, y p incipalmen e
se cen an en p opone a ias es a egias de epa o de ecu sos pa a las
sub amas de acceso, conside ando di e en es ac o es de eúso ecuencial pa a
los enlaces de acceso de los RNs. En el p ime esquema p opues o en [39] el
ancho de banda disponible en el sis ema se di ide en seis pa es, de al o ma
que cada una de esas pa es es asignada a los enlaces de acceso de un RN de la
celda, mien as que los DeNBs se quedan sin ansmi i du an e las sub amas de
acceso. En es e esquema no hay eúso de ecu sos den o de cada DeNB,
p opo cionando un ac o de eúso ecuencial (FRF: F equency Reuse Fac o )
en e los enlaces de acceso de los RNs de seis (FRF = 6). Basado en es a
es a egia en [40] se p opone el esquema denominado PF7, que se basa en
di idi el ancho de banda disponible en el sis ema en sie e pa es, de al o ma
que una de es as pa es es u ilizada po los DeNBs pa a asigna sus enlaces
di ec os, mien as que cada una de las seis pa es es an es es asignada a los
enlaces de acceso de un RN de la celda (Figu a 4.4(a)).
Tan o en el esquema FRF = 6, como en el esquema PF7, se lle a a cabo un
epa o o ogonal de ecu sos en e los di e en es enlaces p esen es den o de
cada DeNB. Po un lado, es e epa o pe mi e que no se gene e in e e encia
c oss-laye en e DeNBs y RNs. Sin emba go, es a mejo a de las condiciones de
in e e encia se ob iene a cos a de educi los ecu sos disponibles pa a los
enlaces di ec os, pudiendo comp ome e las p es aciones de los mUEs. Po o o
lado, como los RNs pe enecien es a un DeNB asignan sus enlaces de acceso en
ecu sos ecuenciales di e en es, se educe signi ica i amen e la in e e encia
co-laye , ya que además los RNs de los DeNBs adyacen es que u ilizan los
mismos ecu sos se encuen an bas an e lejos. No obs an e, es a mejo a se
ob iene de nue o a cos a de educi los ecu sos ecuenciales disponibles en los
nodos de la ed.
Pa a a a de inc emen a la e iciencia espec al, en [39] p oponen el
esquema FRF = 3, que consis e en di idi el ancho de banda en es pa es,
asignando una pa e a los enlaces de acceso de cada RN, de al o ma que los dos
RNs de la celda que eu ilizan los mismos ecu sos ecuenciales se encuen an
lo más alejados posible, al y como se ep esen an en la Figu a 4.4(b). Basado en
es a es a egia de eúso en e los enlaces de acceso, en [40] p oponen el esquema
PR (Figu a 4.4(b)), en el que el ancho de banda se di ide en cua o pa es,
siendo una de esas pa es asignadas a los enlaces di ec os del DeNB, mien as
que las es pa es es an es son eu ilizadas po los enlaces de acceso de la
misma o ma que en el esquema FRF = 3. Como el epa o de ecu sos en e
enlaces di ec os y enlaces de acceso sigue siendo o ogonal, no se gene a
in e e encia c oss-laye . Sin emba go, como se conside a eúso de ecu sos
en e los enlaces de acceso de RNs pe enecien es al mismo DeNB, la
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
84
in e e encia co-laye ecibida po los UEs es más al a que pa a los esquemas
FRF = 6 y PF7. No obs an e, el epa o de ecu sos de los esquemas FRF = 3 y
PR pe mi e aleja los RNs que eu ilizan los mismos ecu sos ecuenciales,
an o los pe enecien es a la misma celda, como los pe enecien es a las celdas
adyacen es, minimizando la in e e encia co-laye .
a) FRF = 6 y PF7
b) FRF = 3 y PR
c) FRF = 2
Figu a 4.4: Esquemas de RA pa a las sub amas de acceso con di e en es ac o es de eúso
ecuencial
Finalmen e, en [39] inc emen an oda ía más el eúso ecuencial en e los
enlaces de acceso de los RNs con el esquema FRF = 2, en el que el ancho de
banda del sis ema se di ide en dos pa es, las cuales son asignadas a los enlaces
de acceso de los RNs de o ma al e na, al y como se mues a en la Figu a 4.4(c).
La in e e encia co-laye gene ada en e los enlaces de acceso de los RNs es
bas an e más ag esi a en es e esquema, debido especialmen e a que los RNs
adyacen es de las celdas ecinas u ilizan los mismos ecu sos ecuenciales. Los
esquemas FRF = 6 y PF7 son los que p opo cionan mejo es ni eles de SINR a
los UEs g acias al epa o o ogonal de ecu sos en e enlaces di ec os y de
acceso. Sin emba go, son los esquemas que conside an eúso ecuencial (FRF =
3, PR y FRF = 2) los que pe mi en ob ene mejo es e iciencias espec ales, ya
que, aunque los ni eles in e e en es sean más al os, la mayo disponibilidad de
ecu sos ecuenciales pe mi e mejo a las p es aciones de la ed.
En ambos abajos [39, 40] conside an que los enlaces backhaul de los RNs
u ilizan pa e de los ecu sos asignados a los DeNBs, pe o no ealizan una
p opues a especí ica pa a mul iplexa es os enlaces, ni conside an esquemas de
eúso ecuencial sob e ellos. Además, ampoco analizan el impac o que iene el
o e head de los enlaces backhaul sob e las p es aciones de la ed. Po o o lado,
aunque es as es a egias de eúso ecuencial pa a los enlaces de acceso pe mi en
mejo a la e iciencia espec al del sis ema, no se es á conside ando un esquema
FRF = 6
PF7
FRF = 3
PR
FRF = 2
DeNB
RN
4.1 Es ado del A e
85
de ICIC en e DeNBs que pe mi a coo dina los ecu sos empleados po los
di e en es enlaces.
a) Con igu ación 3 (3 RNs po celda) b) Con igu ación 2 (2 RNs po celda)
Figu a 4.5: Esquemas de RA pa a las sub amas de acceso pa a las con igu aciones 2 y 3
La es a egia p opues a pa a la sub ama backhaul en [41–43] se basa en el
esquema SFR, y conside a a los RNs como usua ios ex e io es i uales, de al
o ma que la subbanda ex e io de ecu sos se asigna a los enlaces backhaul, y la
subbanda in e io es asignada a los enlaces di ec os. El uso de la subbanda
ex e io del esquema SFR pa a los enlaces backhaul pe mi e una coo dinación
con los enlaces backhaul de las celdas ecinas, o eciendo buenas condiciones
de in e e encia a es os enlaces. Sin emba go, es a p opues a no conside a un
eúso ecuencial pa a las sub amas backhaul, ealizando un epa o o ogonal
de ecu sos en e enlaces di ec os y backhaul. Po o o lado, las es a egias
conside adas pa a las sub amas de acceso en es os abajos no se basan en el
esquema SFR. En [41] conside an la con igu ación de despliegue 3, en la que
cada RN es á ubicado en e dos celdas, pe o de al o ma que cada celda solo
con ola es RNs, como se ep esen a en la Figu a 4.3(e). En las sub amas de
acceso, el ancho de banda del sis ema se di ide en dos pa es. Una de ellas se
ese a pa a los enlaces di ec os y es común a odos los DeNBs de la ed. La o a
pa e se subdi ide en es subbandas, y conside ando un clús e de es celdas,
cada subbanda es asignada a los enlaces de acceso de los RNs con olados po
una de las celdas. Po lo an o, dos de es as es subbandas son asignadas a los
enlaces de acceso en cada celda, mien as que la subbanda es an e se asigna a
los enlaces di ec os, al y como se ep esen a en la Figu a 4.5(a). La p opues a de
asigna las subbandas de ecu sos plani icadas pa a los enlaces de acceso de una
celda de o ma al e na es simila al esquema FRF = 2 p opues o en [39], pe o en
es e caso adap ada a la con igu ación de despliegue 3. Sin emba go, es necesa io
des aca que la p opues a no conside a el eúso de ecu sos ecuenciales den o
del mismo DeNB. Es deci , que la subbanda asignada a los enlaces de acceso de
Celda 1
Celda 2
Celda 3
P
Celda 1
P
Celda 2
P
Celda 3
Celda 1
Celda 2
Celda 3
P
DeNB
RN
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
86
los RNs de cada celda es compa ida po los es RNs, y un mismo RB solo
puede se asignado a los enlaces de acceso de uno de los RNs de la celda.
Los mismos au o es p oponen en [42] la es a egia ep esen ada en la Figu a
4.5(b) pa a las sub amas de acceso. En es e caso conside an la con igu ación de
despliegue 2 (Figu a 4.3(d)), en la que cada RN es á ubicado en e es celdas,
pe o de al o ma que ealmen e cada celda con ola dos RNs. El ancho de banda
del sis ema se di ide en es pa es. Una de ellas es asignada a los enlaces
di ec os y es común a odos los DeNBs. Mien as que las dos pa es es an es son
asignadas a los enlaces de acceso de los RNs de o ma al e na, como en el
esquema FRF = 2 [39]. No obs an e, y de igual o ma que en [41], la p opues a
no conside a el eúso de ecu sos ecuenciales den o del mismo DeNB. Las
es a egias p opues as en [41, 42] pa a las sub amas de acceso pe mi en ealiza
un epa o de ecu sos coo dinado en e enlaces di ec os y enlaces de acceso,
pe o no aplican eúso ecuencial en e los di e en es enlaces, comp ome iendo
la ganancia del despliegue de RNs.
En [43] conside an la con igu ación 1 (Figu a 4.3(c)), pe o desplegando
cua o RNs en cada celda en luga de dos. Pa a las sub amas de acceso
p oponen una es a egia simila a la p opues a en [42], de al o ma que di iden
el ancho de banda del sis ema en es pa es, plani icando una de ellas pa a los
enlaces di ec os de las celdas, mien as que las dos pa es es an es son asignadas
a los enlaces de acceso de los RNs de o ma al e na. Sin emba go, en es e caso sí
que se pe mi e un eúso de ecu sos en e los RNs que eciben la misma
subbanda ecuencial, de o ma simila al esquema FRF = 2 [39]. Las p opues as
conside adas en [41–43] pa a las sub amas de acceso p esen an ideas simila es a
las p opues as en [39, 40] pe o adap adas a di e en es con igu aciones de
despliegue de RNs, buscando asigna ecu sos ecuenciales di e en es en e
RNs ecinos, y aplicando eúso en e los enlaces de acceso de los RNs de la
misma celda en el caso de [43]. Sin emba go, no conside an un esquema de ICIC
en e DeNBs que pe mi a inc emen a el eúso ecuencial, median e la
coo dinación de los ecu sos empleados po los di e en es enlaces.
En [44, 45] p oponen es a egias basadas en el esquema SFR pa a las
sub amas de acceso. Sin emba go, en ninguno de los dos abajos ealizan una
p opues a pa a las sub amas backhaul, ni ienen en cuen a el impac o eal del
o e head de los enlaces backhaul en las p es aciones de la ed. En [44]
conside an la con igu ación de despliegue 4 (Figu a 4.3( )), y la es a egia de
ICIC p opues a se basa en el esquema SFR, de al o ma que la subbanda in e io
se asigna a los enlaces di ec os, mien as que la subbanda ex e io es u ilizada
po los RNs pa a sus enlaces de acceso. La subbanda ex e io de los DeNBs se
di ide en es pa es, y se de ine ambién una másca a de po encia de dos ni eles
en los RNs. La subbanda ex e io de cada RN es á o mada po una de las pa es
4.1 Es ado del A e
87
de la subbanda ex e io de su DeNB, y el RN que eúsa la misma pa e como
subbanda ex e io es el que se encuen a más alejado den o del DeNB. Po lo
an o, es e epa o de ecu sos pa a las subbandas ex e io es de los RNs sigue el
mismo plan eamien o que los esquemas FRF = 3 [39] y PR [40] (Figu a 4.4(b)).
Como subbanda in e io , cada RN puede asigna las dos pa es es an es de la
subbanda ex e io de su DeNB.
Como los RNs u ilizan pa a sus enlaces de acceso la subbanda ex e io de su
DeNB siguiendo el esquema SFR, los RNs de los DeNBs ecinos emplean
ecu sos ecuenciales di e en es, educiendo la in e e encia co-laye . Sin
emba go, como con apa ida, aunque en cada DeNB se conside a un epa o
o ogonal de ecu sos en e enlaces di ec os y enlaces de acceso, los UEs
eciben in e e encia c oss-laye de las subbandas in e io es de los DeNBs
ecinos. Po o o lado, odos los RNs del DeNB eu ilizan po comple o la
subbanda ex e io del DeNB. Sin emba go, al de ini dos ni eles en la másca a
de po encia de los RNs, y sepa a los RNs que eu ilizan los mismos ecu sos
ecuenciales en su subbanda ex e io , e i an que las condiciones de
in e e encia de los UEs sean demasiado ag esi as. No obs an e, a pesa de que
el esquema p opues o se basa en SFR, e inco po a eúso ecuencial en e los
enlaces de acceso de los RNs, el epa o de ecu sos en e enlaces di ec os y de
acceso sigue siendo o ogonal, educiendo los ecu sos disponibles pa a los
enlaces di ec os.
La es a egia de ICIC p opues a en [45] pa a las sub amas de acceso
ambién se basa en SFR, pe o en es e caso conside an la con igu ación de
despliegue 1 (Figu a 4.3(c)). Además, odo el ancho de banda de la ed es
asignado a los enlaces di ec os, mien as que los enlaces de acceso de cada uno
de los dos RNs son asignados en la subbanda ex e io de uno de los DeNBs
adyacen es, al y como se ep esen a en la Figu a 4.6. Po lo an o, no se
conside a un epa o o ogonal en e enlaces di ec os y enlaces de acceso, si no
que los enlaces de acceso eu ilizan los ecu sos ecuenciales de la subbanda
in e io de su p opio DeNB. Es e epa o de ecu sos pe mi e que RNs
adyacen es empleen ecu sos ecuenciales di e en es, minimizando la
in e e encia co-laye . Sin emba go, los enlaces de acceso son in e e idos an o
po el p opio DeNB, como po los DeNBs adyacen es. Además, uno de los
DeNBs adyacen es u iliza los mismos ecu sos que los enlaces de acceso del RN
pa a su subbanda ex e io , po lo que la in e e encia c oss-laye es bas an e
ag esi a. Po lo an o, es a p opues a consigue inc emen a el eúso ecuencial,
pe o a cos a de empeo a las condiciones de in e e encia de los UEs.

Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
88
Figu a 4.6: Esquema de RA pa a la sub ama de acceso basado en SFR (con igu ación 1)
Los abajos que se encuen an en la li e a u a cen ados en esquemas de
RRM e ICIC pa a despliegues he e ogéneos con RNs ienen a menudo a ias
limi aciones. La mayo pa e de es os abajos no conside an una p opues a pa a
los enlaces backhaul, o no conside an una p opues a op imizada asumiendo un
epa o o ogonal en e enlaces di ec os y enlaces backhaul. Sin emba go, el
enlace backhaul pod ía se el cuello de bo ella de las comunicaciones a a és de
los RNs si no se diseña un esquema de RRM pa a las sub amas backhaul de
o ma adecuada. Además, en pocos abajos se conside a de o ma ealis a el
o e head in oducido po los enlaces backhaul, po lo que las ganancias
es imadas pa a los despliegues con RNs se ían demasiado op imis as. Po o o
lado, muchos abajos no conside an el impac o que iene el esquema de ICIC
empleado en e mac oceldas. Y es que, esquemas de ICIC que p opo cionan
p es aciones simila es en edes homogéneas con encionales, pueden o ece
di e en es soluciones de RRM pa a despliegues he e ogéneos con RNs. El
obje i o se á a a de coo dina los ecu sos empleados po los enlaces di ec os
con los ecu sos asignados a los enlaces in oducidos po los RNs, buscando
inc emen a el eúso ecuencial.
Los abajos de la li e a u a analizan las p es aciones de es a egias de ICIC
especí icas. Sin emba go, es di ícil cuan i ica las mejo as que in oducen
espec o a o as p opues as. En es e capí ulo compa amos di e en es es a egias
de RRM pa a despliegues he e ogéneos con RNs, pa a de e mina el equilib io
en e las es icciones impues as po el esquema de ICIC empleado, y el
h oughpu del sis ema. Un esquema de ICIC es ic o pe mi e educi la
in e e encia gene ada, sin emba go, educi la disponibilidad de ecu sos
ecuenciales puede deg ada las p es aciones del sis ema. Po ello es necesa io
analiza ese comp omiso en e las es icciones impues as po el esquema de
ICIC y el h oughpu alcanzado po la ed.
Finalmen e, o o de los aspec os que ambién cob a especial ele ancia pa a
op imiza las p es aciones de los despliegues he e ogéneos es el c i e io de
selección de nodo. En el capí ulo an e io se ha is o que una es a egia
Po encia
Sub. ex e io
Sub. ex e io
Sub. in e io
Sub. ex e io
Celda 0
Celda 1
Celda 2
Celda
0
Celda
1
Celda
2
4.2 Modelo del sis ema con despliegue de elays
89
ampliamen e ex endida pa a inc emen a el núme o de UEs que se conec an a los
nodos de baja po encia es el c i e io CRE, que se lle a a la p ác ica aplicando un
bias posi i o al ni el de RSRP de los nodos de baja po encia. El c i e io CRE
ambién se ha conside ado como una es a egia álida pa a aumen a la can idad
de usua ios que pe manecen conec ados a los RNs, al y como conside an en
[46].
4.2 Modelo del sis ema con despliegue de elays
Como en el capí ulo an e io , se han conside ado celdas isec o izadas con
geome ía hexagonal, en las cuales, la es ación base (DeNB) se despliega en el
cen o de la celda, y los elays (RNs) se despliegan al ededo de la es ación base,
o mando un cí culo, al y como se e leja en la Figu a 4.7. El DeNB se
ep esen a median e una es ella azul, y los RNs median e un cí culo neg o. Se
han conside ado dos con igu aciones de despliegue de elays: en la p ime a se
despliegan dos elays en cada sec o (Figu a 4.7(a)), y en la segunda se aumen a
el núme o de elays desplegados a cua o elays en cada sec o (Figu a 4.7(b)).
Cada RN es desplegado en una posición (di, θi), donde di ep esen a la dis ancia
en e el RNi y el DeNB, y θi ep esen a el ángulo en e la di ección o mada po
el DeNB y el RNi, y la on e a en e sec o es más ce cana al RNi.
a) 2 RNs po sec o b) 4 RNs po sec o
Figu a 4.7: Con igu aciones de despliegue de elays
El abajo se ha cen ado en elays inband hal -duplex “Tipo 1”, sob e la
es uc u a de ama FDD. De la misma o ma que en el capí ulo an e io , el
abajo se cen a en las ansmisiones en el enlace DL. Las sub amas de acceso
y backhaul se mul iplexan en iempo (TDM), y se al e nan pa a cada elay, al y
como se ep esen a en la Figu a 4.8.
RN2 RN1
RN3
RN4 RN5
RN0
Sec o C
d1
60º
θ0
DeNB
RN
RN4 RN3
RN6
RN0
Sec o C
RN1
RN2RN5
RN7
RN8
d2
30º
θ0
RN11
RN10
RN9
θ1
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
90
Figu a 4.8: Es uc u a de T ama
Siguiendo las ecomendaciones pa a el desa ollo de LTE, y al y como se ha
comen ado en los capí ulos an e io es, los ecu sos ecuenciales del sis ema se
di iden en RBs, los cuales ep esen an la asignación mínima de ecu sos.
Además, en es e capí ulo, con el obje i o de pode explica de una o ma más
cla a las di e en es es a egias de asignación de ecu sos, el ancho de banda del
sis ema se di ide en 9 g upos de RBs (G RB), al y como se mues a en la Figu a
4.9.
Figu a 4.9: Dis ibución de los ecu sos ecuenciales en g upos (G RB)
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
En es e apa ado se desc iben es a egias p elimina es de asignación de
ecu sos y con ol de in e e encias pa a despliegues elays, basadas en
es a egias encon adas en la li e a u a, que se án conside adas como pun o de
e e encia pa a p opone es a egias de RRM, buscando inc emen a el eúso
ecuencial pa a consegui un uso más e icien e del espec o, y buscando como
obje i o inal mejo a las p es aciones del sis ema.
4.3.1 Esquemas PFx
En p ime luga se an a conside a los esquemas PF7, PF4 y PF3, basados
en [39, 40], y ep esen ados en la Figu a 4.10. Sob e las es a egias de RRM
p opues as en [39, 40] se han ealizado pequeñas modi icaciones, en elación a
la can idad de ecu sos asignados a los elays y a los mUEs. Además, ambién se
p oponen dos opciones pa a dis ibui los ecu sos ecuenciales en las
sub amas backhaul, las cuales no es án conside adas en [39, 40].
En la es a egia PF7 (Figu a 4.10(a)) el ancho de banda del sis ema se di ide
en sie e pa es. Una de las pa es se ese a pa a los enlaces di ec os del DeNB e
incluye es g upos de ecu sos (3 G RBs). Las seis pa es es an es se ese an
pa a los enlaces de acceso, asignando una pa e (1 G RB) a cada elay. Po lo
an o, en la es a egia PF7 un RB no puede se eu ilizado en el DeNB y sus RNs
Sub ama Acceso Sub ama Backhaul Sub ama Acceso Sub ama Backhaul
Sub ama 9
…...
Sub ama 0Sub ama 1Sub ama 2Sub ama 3
T ama [10ms]
F ecuencia
A3 B3 C3A2 B2 C2
A1 B1 C1
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
91
asociados, con lo que no exis e in e e encia en e ellos. Con el obje i o de
inc emen a la e iciencia espec al, en la es a egia PF4 (Figu a 4.10(b)) el ancho
de banda se di ide en cua o pa es. Una de ellas (6 G RBs) se ese a pa a los
enlaces di ec os del DeNB, mien as que las es pa es es an es se eu ilizan en
los enlaces de acceso de los RNs. Cada una de es as es pa es incluye 1 G RB y
es eu ilizada po dos RNs. De ca a a asigna es os es g upos de ecu sos, el
obje i o que se pe sigue es sepa a lo máximo posible los RNs que emplean el
mismo conjun o de ecu sos, pa a minimiza la in e e encia gene ada en e
ambos. La es a egia PF4 pe mi e inc emen a la can idad de ecu sos que son
ese ados pa a los enlaces di ec os del DeNB espec o a la es a egia PF7, pe o
a cos a de inc emen a la in e e encia co-laye en e RNs, especialmen e en e
RNs pe enecien es a DeNBs adyacen es. El siguien e paso, de ca a a segui
inc emen ando la e iciencia espec al del sis ema, es la es a egia PF3 (Figu a
4.10(c)), en la que el ancho de banda se di ide en es pa es. La pa e que se
ese a pa a los enlaces di ec os del DeNB incluye 7 G RBs, mien as que cada
una de las dos pa es es an es incluye 1 G RB. Con la es a egia PF3 se añaden
ecu sos adicionales a los enlaces di ec os, pe o es o implica que es RNs
pe enecien es al mismo DeNB ienen que eu iliza los mismos ecu sos
ecuenciales. Además, la in e e encia co-laye en e RNs pe enecien es a
DeNBs adyacen es se inc emen a conside ablemen e.
a) PF7. Sub ama de Acceso b) PF4. Sub ama de Acceso c) PF3. Sub ama de Acceso
d) Back_op1. Sub ama Backhaul e) Back_op2. Sub ama Backhaul
Figu a 4.10: Esquemas PFx de RA (2 RNs po sec o )
A1 B1 C1
=+ +
Sec o
C
A2 C2
B3 B2
C3 A3
A2
A2
C2
C2
B2
B2
A3
C3 A3
B3
B3
C3
A1 B1 C1= + +
+ + +A2 B2 C2
A3 C3
B3 B3
C3 A3
A3
A3
C3
C3
B3
B3
A3
C3 A3
B3
B3
C3
A1 B1 C1
= + +
+ + +A2 B2 C2 B3
C3 A3
A3 C3
C3 A3
C3
C3
A3
A3
C3
C3
A3
C3 A3
A3
A3
C3
C2
C3 A3
B2
A2
B3
A1 B1 C1
=+ +
C3
C3 A3
B3
A3
B3
A1 B1 C1= + +
+ + +
A2 B2 C2
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
98
Se conside a un ancho de banda de 5 MHz pa a odo el sis ema, po lo que se
dispone de 27 RBs. Po lo an o, cada uno de los 9 G RBs de inidos en la Figu a
4.9 con iene 3 RBs. Den o de un mismo RB se asigna la misma po encia de
ansmisión y el mismo MCS a odas sus subpo ado as. Se aplica el mismo
modelado de ni el ísico y de enlace desc i o en el subapa ado 3.4.1, modelando
de o ma explíci a la in e e encia. Se conside an los mismos MCSs, po lo que
en la Tabla 3.1 pueden e se los alo es de SINR eque idos, así como la asa de
da os ú iles po RB pa a cada MCS. También se conside a el mismo modelado
del canal adio de allado en el subapa ado 3.4.2, y en la Tabla 4.1 se ecogen los
alo es elacionados con es e modelado.
El mecanismo de CQI aplicado en es e capí ulo es el mismo que el
conside ado en el capí ulo an e io (subapa ado 3.4.3), pe o eniendo en cuen a
las pa icula idades de los despliegues de elays. En es e caso, an o cada UE,
como cada RN, epo an al nodo que les da se icio in o mación ace ca del
es ado del canal empleando mensajes CQI. Además, en los despliegues de elays
se de inen dos ipos de sub amas, y las condiciones de in e e encia obse adas
po los UEs en cada uno de los ipos de sub amas son di e en es. Po lo an o,
los usua ios calculan di e en es CQIs pa a cada ipo de sub ama. Desde el pun o
de is a de los RNs, solo es necesa io calcula un CQI pa a el ipo de sub ama
en el que el RN ecibe su enlace backhaul. De es a o ma, los UEs y RNs
gene an un nue o CQI pa a el ipo de sub ama co espondien e cada ∆TCQI ms,
p omediando la CINR obse ada pa a cada RB du an e los úl imos WCQI ms.
Cada ez que se ob iene un nue o CQI anscu en ∆CQI ms has a que es e CQI
es á disponible en el schedule del nodo que da se icio al UE o al RN pa a el
ipo de sub ama co espondien e. Po lo an o, se modelan explíci amen e an o
los e o es en la es imación del canal, como los e o es en la es imación de la
in e e encia. Los pa áme os del esquema de CQI se ecogen en la Tabla 4.2.
Pa áme o Valo
Tiempo en e CQIs (∆TCQI) 2 ms
Ven ana de p omediado de CQI (WCQI) 4 ms
Re a do de CQIs (∆CQI) 4 ms
Tabla 4.2: Esquema de CQI
Respec o al modelado de conexiones, se aplica el mismo modelo que en el
capí ulo an e io (subapa ado 3.4.4), del al o ma que se asume que cada
usua io dispone de una única conexión pa a la ansmisión de da os en e el
DeNB o el RN y el UE en el enlace descenden e. Como el obje i o es pode
e alua el h oughpu global del sis ema p opo cionado po los di e en es
esquemas de ICIC que se p oponen en es e capí ulo, en es e caso se emplea el

4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
99
modelo de á ico ull-bu e . En el modelo ull-bu e se conside a que odos los
usua ios del sis ema siemp e ienen da os pendien es de se ansmi idos en los
bu e s de su conexión.
Pa a de ini los alo es de la másca a de po encia empleada en los di e en es
algo i mos de ICIC pa a los dos ipos de nodo es necesa io ene en cuen a el
núme o de RBs asignables po cada nodo. Respec o a los DeNBs hay que ene
ambién en cuen a que hay esquemas de ICIC en los que se conside a una
subbanda ex e io de ecu sos, y, po lo an o, dos ni eles de po encia de
ansmisión. Mien as que po o o lado hay esquemas de ICIC en los que no se
conside a una subbanda ex e io de ecu sos de o ma explíci a. En los esquemas
de ICIC en los que se conside a una subbanda ex e io de ecu sos, la po encia
de ansmisión po RB en la subbanda ex e io (Mmed,c
ex ) se de ine como un
inc emen o ∆ex de 3 dB, espec o a la po encia de ansmisión po RB en la
subbanda in e io (Mmed,c
in ), al y como se exp esa en la ecuación (4.1). Teniendo
en cuen a la ecuación (4.1), los dos ni eles de la másca a de po encia, Mmed,c
in y
Mmed,c
ex , se ob ienen pa a cada celda c median e la ecuación (4.2), donde N o al,in ,c
es el núme o o al de RBs de la subbanda in e io de la celda c, N o al,ex ,c es el
núme o o al de RBs de la subbanda ex e io de la celda c y PT,max
c es la po encia
máxima de ansmisión de la celda c.
[ ]
ex in
med ,c med ,c ex
dBm dBm
M M dB
RB RB
 
= +∆
 
 
(4.1)
[ ]
10 10
10 10
in ex
med ,c med ,c
dBm dBm
MM
RB RB c
o al,in ,c o al,ex ,c T ,max
N N P mW
 
 
 
⋅ +⋅ =
(4.2)
En los esquemas de ICIC en los que no se conside a una subbanda ex e io
de ecu sos de o ma explíci a en los DeNBs, y pa a el caso de los RNs, la
po encia máxima de ansmisión del nodo (PT,max
n ) se dis ibuye de o ma
equi a i a en e odos los RBs asignables. Po lo an o, el único ni el de la
másca a de po encia (Mmed,n) se ob iene al y como se exp esa en la ecuación
(4.3), donde N o al,n es el núme o o al de RBs que son asignables po el nodo n,
ya sea un DeNB o un RN. Como el obje i o es pode e alua el h oughpu
global del sis ema p opo cionado po los di e en es esquemas de ICIC, en es e
capí ulo se conside a una asignación ija de po encia an o en los DeNBs, como
en los RNs. Po lo an o, cuando un RB es asignado a un UE o a un RN, el
DeNB o RN que da se icio asigna á la po encia de inida po la másca a de
po encia pa a ese RB en conc e o (Mmed).
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
100
[]
10
10
med ,n
dBm
MRB n
o al,n T ,max
N P mW



⋅=
(4.3)
En la Tabla 4.3 se ecogen los alo es de las másca as de po encia
exp esadas en dBm/RB pa a los esquemas de ICIC p elimina es que se an a
e alua en es e subapa ado. Aplicando el mismo plan eamien o que en el
capí ulo an e io , y al ma gen de la especi icación LTE, cuando el núme o de
RBs p easignados a los RNs es meno que el núme o de RBs disponibles en el
sis ema, se ha p esupues ado un ni el de po encia en las señales de e e encia
inc emen ado espec o a la EPRE, y asimismo un ni el de ansmisión po RB
más al o, asumiendo que la po encia o al (PT,max
n ) se a a epa i equi a i amen e
en e solo un subconjun o de los REs del ancho de banda o al del sis ema. Po
o o lado, cuando el núme o de RBs plani icados pa a los DeNBs excede el
núme o de RBs disponibles en el sis ema debido a la conside ación de esquemas
de eúso ecuencial, se ha p esupues ado un ni el de po encia en las señales de
e e encia educido espec o a la EPRE, y asimismo un ni el de ansmisión po
RB más bajo, asumiendo que la po encia o al se a a epa i equi a i amen e
en e un mayo conjun o de REs e ec i os. En los esquemas de ICIC en los que
se conside a una subbanda ex e io de ecu sos, se inc emen a el ni el de
po encia en las señales de e e encia. Hay que ene en cuen a, que espec o al
núme o o al de RBs plani icados pa a los DeNBs en ambas subbandas (N o al,in ,c
y N o al,ex ,c) la Tabla 4.3 incluye ambos ipos de sub amas (acceso y backhaul),
de al o ma que el ni el de po encia en las señales de e e encia y la másca a de
po encia se calculan pa a el ipo de sub ama más es ic i o. Finalmen e, me ece
la pena esal a , que debido a que el núme o de RBs asignados a los RNs es bajo,
la másca a de po encia de los RNs es mayo que la de los DeNBs. No obs an e,
se conside an an enas di ec i as en los DeNBs con una ganancia de an ena muy
supe io a la de la an ena omnidi eccional conside ada en los RNs (Tabla 4.1).
Esquema N o al,in ,c N o al,ex ,c N o al, Mmed,c
in Mmed,c
ex Mmed,
PF7-Back_op1 9 / 27 0 / 0 3 28.69 0 32.23
PF7-Back_op2 9 / 36 0 / 0 3 27.44 0 32.23
PF4-Back_op1 18 / 27 0 / 0 3 28.69 0 32.23
PF4-Back_op2
18 / 36 0 / 0 3 27.44 0 32.23
PF3-Back_op1 21 / 27 0 / 0 3 28.69 0 32.23
PF3-Back_op2 21 / 36 0 / 0 3 27.44 0 32.23
SFR_bm_op1-Back_op2 18 / 36 0 / 0 3 27.44 0 32.23
SFR_bm_op2-Back_op2
18 / 36 9 / 0 3 27.44 30.44 32.23
Tabla 4.3: Másca as de po encia DeNBs y RNs pa a los esquemas de ICIC p elimina es
[dBm/RB]
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
101
Las en idades asociadas con la ges ión de ecu sos adio, incluyendo la
asignación de po encia, la asignación de ecu sos en iempo y ecuencia y la
selección adap a i a del MCS, es án localizadas en los DeNBs y los RNs. Las
decisiones de scheduling se oman de o ma independien e en cada nodo cada
TTI, asumiéndose un pe iodo de scheduling de 1 ms. Como se ha comen ado en
los capí ulos an e io es, en es a esis la asignación de ecu sos se a a como un
p oblema mul idimensional. Los esquemas de ICIC p esen ados de e minan qué
ecu sos ecuenciales pueden se asignados en cada nodo, sec o y ipo de
enlace. Pos e io men e es el schedule el que asigna los ecu sos ecuenciales a
cada UE o RN, aplicándose sus dos componen es de o ma secuencial. Como en
es e capí ulo se emplea un modelo de á ico ull-bu e se ha decidido aplica el
algo i mo PF (P opo ional Fai ) [48] como polí ica de scheduling empo al. En
la ecuación (4.4) se exp esa la polí ica de scheduling empo al, donde T
�alc
,u ( ) es el
p omedio de la asa de da os que el usua io u puede alcanza en es a sub ama ,
y T
�se
,u ( −1) es el p omedio de la asa de da os se ida al usua io u en las úl imas
sub amas. T
�alc
,u ( ) se es ima eniendo en cuen a la asa de ansmisión del
esquema MCS que se selecciona ía en unción de las condiciones de canal del
UE, y conside ando los RBs que le pueden se asignados es e TTI. T
�se
,u se
calcula de o ma ecu si a empleando la ecuación (4.5), conside ando un
in e alo de il ado de la es imación de longi ud TTIs. Tse
u ( ) es la asa de
da os se ida inalmen e al UE u en la sub ama . El algo i mo PF p opo ciona
un buen comp omiso en e el h oughpu global del sis ema y un epa o
equi a i o en e odos los usua ios cuando se emplean se icios bes e o , como
el modelo de á ico ull-bu e . Pos e io men e, el schedule ecuencial
asigna á ecu sos p io i a iamen e a aquellos usua ios con mayo índice de
p io idad.
( )
( )
1
u
alc
u
use
T
u a gmax T
∗

=
−

(4.4)
( ) ( ) ( )
11
11
uuu
se se se
T T T
  
=− ⋅ −+ ⋅
  
  
  
(4.5)
Respec o al scheduling ecuencial de los DeNBs, en p ime luga , se
in en a á asigna a los UEs en RBs pe enecien es a la subbanda in e io
p easignada al sec o que les da se icio. Como en es e capí ulo se emplea un
modelo de á ico ull-bu e , de o ma gene al los DeNBs asigna án
comple amen e sus RBs disponibles, po lo que al con a io que en el capí ulo
an e io , no se conside a la asignación o denada de los RBs de la subbanda
in e io plani icada a cada sec o del esquema FFRopa, y el schedule
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
102
ecuencial asigna á a cada UE el RB en el que obse a mejo es condiciones de
canal. Si oda la subbanda in e io p easignada al sec o que da se icio al UE ya
ha sido asignada, el schedule in en a asigna al UE en los RBs de la subbanda
in e io p easignada al sec o con meno ocupación, escogiendo ambién el RB
que o ece al UE las mejo es condiciones de canal. Si la asignación del UE no es
posible en la subbanda in e io , se inicia el p oceso de enegociación, que
pe mi e eubica a o os UEs ya asignados en o os RBs, con el obje i o de
libe a RBs que puedan se asignados al UE que se es á conside ando. Si
inalmen e la asignación del UE no es posible en la subbanda in e io , y el
esquema de ICIC conside a una subbanda ex e io de ecu sos, el schedule
ecuencial in en a asigna al UE en los RBs pe enecien es a la subbanda
ex e io p easignada al sec o que le da se icio, seleccionando el RB en el que
el UE obse a mejo es condiciones de canal. Si oda la subbanda ex e io
p easignada al sec o que da se icio al UE ya ha sido asignada, y el esquema de
ICIC no conside a una sec o ización es ic a en la subbanda ex e io , el
schedule in en a asigna al UE en los RBs de la subbanda ex e io p easignada
al sec o con meno ocupación, escogiendo ambién el RB que o ece al UE las
mejo es condiciones de canal. Si la asignación del UE no es posible en la
subbanda ex e io , ambién se inicia un p oceso de enegociación.
En el caso de los RNs, el p ocedimien o seguido po el schedule ecuencial
es simila al de los DeNBs, pe o eniendo en cuen a que no se de inen subbandas
den o de sus ecu sos disponibles. Como se ha comen ado an es, en es e
capí ulo se conside a una asignación ija de po encia, an o en los DeNBs, como
en los RNs, po lo que el schedule ecuencial asigna á la po encia de inida po
la másca a de po encia pa a cada RB en conc e o (Mmed). Como se emplea el
modelo de á ico ull-bu e , con el obje i o de e i a la monopolización de
ecu sos po pa e de los usua ios que obse an buenas condiciones de canal,
solo se pe mi e asigna un RB a cada usua io en cada sub ama. El schedule
ecuencial selecciona á el MCS más al o posible, siemp e que se sa is agan los
equisi os de SINR (SINR eq
m).
En cada DeNB se dis ibuyen 180 UEs de o ma homogénea, de al o ma
que la can idad de usua ios en cada zona de la celda es la misma (60 UEs en
cada una de las es zonas). Los usua ios se desplazan a una elocidad de 3km/h
siguiendo el mismo pa ón de mo imien o que el aplicado en el capí ulo an e io
(subapa ado 3.4.8). Asimismo, el mo imien o de los UEs es á es ingido pa a
que siemp e se man engan den o de los lími es de su espec i o sec o pa a
e i a hando e s en e sec o es y en e DeNBs ecinos. El c i e io de selección
de nodo es á basado en la RSRP, po lo que un UE se conec a á a un RN si la
RSRP del RN es mayo que la RSRP del DeNB, al y como se exp esa en la
ecuación (4.6). Hay que ene en cuen a que como el mo imien o de los UEs
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
103
es á es ingido pa a man ene se siemp e den o de los lími es de su espec i o
sec o del DeNB, un UE pod á es a conec ado a su sec o del DeNB o a alguno
de los RNs desplegados en su sec o .
( ) ( )
RN DeNB
dB dB
RSRP RSRP>
(4.6)
Teniendo en cuen a que la dis ibución de usua ios sob e la celda es
homogénea, y que el modelo de á ico empleado es ull-bu e , la demanda de
á ico se á uni o me. Po ello, en los esquemas de RA que se p esen an en es e
capí ulo se plani ica la misma can idad de ecu sos ecuenciales a odos los
sec o es de los DeNBs y a odos los RNs del sis ema. De acue do a las
especi icaciones del 3GPP pa a el desa ollo de LTE [32] se conside a que se ha
lle ado a cabo una plani icación de las ubicaciones de los RNs, encon ando una
ubicación óp ima pa a cada RN que o ece una op imización de las condiciones
de canal obse adas po el RN en el enlace con su DeNB. Es a op imización se
aduce en las simulaciones añadiendo un bonus de 5 dB a las pé didas de
p opagación del link en e el RN y su DeNB (DeNB→RN).
4.3.3.2 Esquemas PFx
En la Tabla 4.4 se mues a el h oughpu p omedio po celda (Mbps) pa a los
esquemas PFx, empleando los esquemas Back_op1 y Back_op2 pa a las
sub amas backhaul (Figu a 4.10). Los esul ados se han ob enido pa a la
con igu ación de 2 RNs po sec o , siendo d=2/3
·
R y θ0=30º. Se mues a el
h oughpu p omedio global po celda, desglosando ambién el h oughpu
ob enido po los di e en es enlaces (di ec o, acceso y backhaul) en los dos ipos
de sub ama: sub ama de acceso y sub ama backhaul. Hay que ene en cuen a
que el h oughpu global (Th a g,global) solo incluye el h oughpu ecibido po los
usua ios inales, y se ob iene como se mues a en la ecuación (4.7). Th a g,mUEs
acceso y
Th a g,mUEs
b
ac
khaul
es el h oughpu p omedio po celda ob enido po los mUEs en las
sub amas de acceso y backhaul espec i amen e, Th a g, UEs
acceso es el h oughpu
p omedio po celda ob enido po los UEs en las sub amas de acceso y
Th a g,
RN
s
b
ac
khaul
es el h oughpu p omedio po celda ecibido po los RNs en las
sub amas backhaul (capacidad p omedio de los enlaces backhaul). En la Tabla
4.4 ambién se incluye pa a cada esquema el núme o de RBs plani icados pa a
los enlaces de acceso (indicado con la le a A) y el enlace backhaul (indicado
con la le a B) de cada RN. En es e caso, pa a odos los esquemas de ICIC que se
mues an en la Tabla 4.4 se ha plani icado 1 G RB (3 RBs) pa a los enlaces de
acceso de cada RN, y 1 G RB pa a el enlace backhaul de cada RN, al y como se
ep esen a en la Figu a 4.10.
( )
acceso backhaul acceso backhaul
a g,global a g,mUEs a g,mUEs a g, UEs a g,RNs
Th Th Th min Th ,Th =++
(4.7)

Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
104
A modo de e e encia, y pa a e alua la ganancia de p es aciones ob enida
po el despliegue de elays, en la Tabla 4.4 se incluyen los esul ados ob enidos
po una ed mac ocelula sin despliegue de elays. El esquema de ICIC
conside ado en es e caso es un esquema FFR con sec o ización es ic a en la
subbanda ex e io , y sin conside a una o denación en la asignación de ecu sos.
Además, ambién se ep esen a el po cen aje de ganancia que p opo cionan los
di e en es esquemas de ICIC pa a despliegues de elays espec o al h oughpu
alcanzado po el despliegue mac ocelula con encional.
Esquema RBs
A/B
Sub ama Acceso
Sub ama Backhaul
Global [Mbps]
mUEs
UEs
mUEs
Backhaul
Mac oceldas
-
-
-
-
-
10.65
PF7 - Back_op1
3 / 3
1.93
4.09
1.93
4.32
7.95 (-25.4%)
PF7 - Back_op2
3 / 3
1.88
4.06
3.97
4.26
9.91 (-6.9%)
PF4 - Back_op1
3 / 3
3.94
3.63
1.88
4.32
9.45 (-11.3%)
PF4 - Back_op2
3 / 3
3.90
3.60
3.90
4.26
11.40 (7.0%)
PF3 - Back_op1
3 / 3
4.61
3.10
1.85
4.32
9.56 (-10.2%)
PF3 - Back_op2
3 / 3
4.58
3.04
3.88
4.26
11.50 (8.0%)
Tabla 4.4: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas PFx (2 RNs po sec o , d
= 2/3·R y θ0 = 30º)
Si se compa an los dos esquemas empleados en las sub amas backhaul, el
esquema Back_op2 p opo ciona un g an inc emen o en el h oughpu ecibido
po los mUEs, g acias a la mayo disponibilidad de ecu sos pa a los enlaces
di ec os. A pesa de que en el esquema Back_op2 se inco po a el eúso
ecuencial den o del mismo DeNB, como los dos RNs que eúsan el mismo
G RB pa a sus enlaces backhaul son los localizados en los ex emos opues os de
la celda, se minimiza la in e e encia y se consigue que la deg adación en las
p es aciones de los enlaces backhaul sea mínima. Po lo an o, el inc emen o del
eúso ecuencial conside ado en el esquema Back_op2 pe mi e mejo a las
p es aciones del sis ema, g acias a plani ica los ecu sos que son eu ilizados
pa a los enlaces backhaul de RNs opues os.
Respec o a los esquemas pa a las sub amas de acceso, el esquema PF7 es el
que p opo ciona el mayo h oughpu en los enlaces de acceso, g acias a que la
in e e encia co-laye que eciben los UEs es bas an e más débil que en los
esquemas PF4 y PF3. Sin emba go, es a ganancia en los enlaces de acceso se
consigue a cos a de habe educido los ecu sos disponibles pa a los enlaces
di ec os, educiendo no ablemen e el h oughpu log ado po los mUEs. De
hecho, en é minos del h oughpu global a ni el de celda el esquema PF7 es el
que p opo ciona las peo es p es aciones, no consiguiendo mejo a el h oughpu
global ob enido po la ed mac ocelula con encional, debido al ele ado
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
105
o e head de los enlaces backhaul. No obs an e, el esquema PF7 puede se una
es a egia adecuada pa a log a que los usua ios de los bo des de las celdas
obse en mejo es condiciones de SINR. En la Figu a 4.13(a) se ep esen a la
CDF de la SINR obse ada po los UEs cuando se aplica el esquema PF7 en las
sub amas de acceso y el esquema Back_op2 en las sub amas backhaul, en e al
escena io de la ed mac ocelula con encional. Cuando se aplica el esquema PF7
se mejo a no ablemen e la SINR obse ada po los usua ios de las zonas 1 y 2,
g acias a que bas an es usua ios de ambas zonas se conec an a los RNs, y se en
bene iciados de las buenas condiciones de canal que o ece el esquema PF7 pa a
los enlaces de acceso. Po el con a io, la SINR ecibida po los usua ios de la
zona 0 se e lige amen e deg adada cuando se emplea el esquema PF7. Es o se
debe p incipalmen e a que un núme o educido de usua ios de la zona 0 se
conec an a los RNs po que eciben un mayo ni el de RSRP, pe o obse an
ni eles de SINR lige amen e in e io es a los obse ados po los usua ios de la
zona 0 que pe manecen conec ados al DeNB.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
10 20 30 40 50 60 70 80
Mac o(z0)
Mac o(z1)
Mac o(z2)
PF7-B_op2(z0)
PF7-B_op2(z1)
PF7-B_op2(z2)
SINR [dB]
CDF
zona 2
zona 1
zona 0
a) Red mac ocelula con encional s. PF7–
Back_op1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
10 20 30 40 50 60 70 80
Mac o(z0)
Mac o(z1)
Mac o(z2)
PF4-B_op2(z0)
PF4-B_op2(z1)
PF4-B_op2(z2)
PF3-B_op2(z0)
PF3-B_op2(z1)
PF3-B_op2(z2)
SINR [dB]
CDF
zona 0
zona 1
zona 2
b) Red mac ocelula con encional s. PF4–
Back_op2 s. PF3–Back_op2
Figu a 4.13: CDF de la SINR obse ada po los UEs en cada zona (esquemas PFx)
Los esul ados mues an que el esquema PF7 no es capaz de compensa el
o e head in oducido po los enlaces backhaul, po lo que es necesa io
conside a un mayo eúso ecuencial pa a ma e ializa las ganancias
po enciales o ecidas po los despliegues de elays. En el esquema PF4 el ancho
de banda se di ide en cua o pa es, y cada una de las es pa es asignadas a los
enlaces de acceso es eu ilizada po dos RNs. De es a o ma se inc emen a el
eúso ecuencial, pe mi iendo aumen a la can idad de ecu sos disponibles pa a
los enlaces di ec os. G acias a ello, y al y como se obse a en la Tabla 4.4, el
esquema PF4 pe mi e inc emen a no ablemen e el h oughpu alcanzado po los
mUEs, a cos a de empeo a el h oughpu log ado po los UEs, debido al
inc emen o de la in e e encia co-laye sob e los enlaces de acceso. La ganancia
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
106
ob enida en el h oughpu de los mUEs es supe io a la deg adación del
h oughpu de los UEs, po lo an o, el esquema PF4 pe mi e inc emen a el
h oughpu global del sis ema. En el esquema PF3 el eúso ecuencial es más
ag esi o, inc emen ando oda ía más la disponibilidad de ecu sos pa a los
enlaces di ec os, y ob eniendo una mejo a en el h oughpu de los mUEs. Como
con apa ida, el inc emen o del eúso ecuencial aumen a la in e e encia co-
laye obse ada po los enlaces de acceso, empeo ando el h oughpu log ado
po los UEs. En es e caso, la ganancia ob enida en el h oughpu de los mUEs es
meno ya que solo se es á añadiendo 1 G RB adicional a los enlaces di ec os, y
es a ganancia es simila a la pé dida de p es aciones su ida po los UEs debida
al inc emen o de la in e e encia co-laye . Po ello, los esquemas PF4 y PF3
p opo cionan un h oughpu global a ni el de celda simila .
En la Figu a 4.13(b) se ep esen a la CDF de la SINR obse ada po los UEs
cuando se aplican los esquemas PF4-Back_op2 y PF3-Back_op2, en e al
escena io de la ed mac ocelula con encional. El esquema PF4 pe mi e mejo a
la SINR obse ada po los UEs de las zonas 1 y 2 cuando se compa a con el
escena io mac ocelula con encional, g acias a que muchos usua ios de es as
dos zonas se bene ician de las mejo es condiciones de canal que o ecen los
enlaces de acceso. Respec o al esquema PF3, mejo a la SINR obse ada po los
usua ios de la zona 1 compa ado con el escena io mac ocelula con encional, ya
que los UEs de es a zona se encuen an bas an e ce ca de los RNs, mien as que
se empeo an las p es aciones de los usua ios de la zona 2, ya que los UEs de
es a zona eciben ue es ni eles de in e e encia de los RNs ecinos
pe enecien es a los DeNBs adyacen es. Po ello es necesa io con ola
cuidadosamen e la in e e encia del sis ema, ya que de lo con a io un mayo
eúso ecuencial no p opo ciona un inc emen o en las p es aciones. En ambos
esquemas, PF4 y PF3, la SINR obse ada po los UEs de la zona 0 es
lige amen e in e io que en el escena io mac ocelula con encional, debido
p incipalmen e a que, igual que en el esquema PF7, un núme o educido de
usua ios de la zona 0 se conec an a los RNs, pe o obse an ni eles de SINR
lige amen e in e io es a los obse ados po los usua ios de la zona 0 que
pe manecen conec ados al DeNB. Aunque la ganancia p opo cionada po los
esquemas PFx en é minos de h oughpu global no es muy signi ica i a (7% con
el esquema PF4-Back_op2 y 8% con el esquema PF3-Back_op2), los esquemas
PF7 y PF4 son capaces de mejo a las p es aciones de los usua ios ubicados en
los bo des de las celdas. Los esul ados de los esquemas PFx mues an que es
necesa io conside a un mayo eúso ecuencial, pe o plani icando
cuidadosamen e el epa o de ecu sos en e los di e en es nodos y enlaces, pa a
así pode p opo ciona ni eles adecuados de in e e encia, y pode saca
p o echo de las en ajas po enciales de los despliegues de elays.
4.3 Esquemas p elimina es de ICIC y RA
107
4.3.3.3 Esquemas basados en SFR inspi ados en p opues as de la
li e a u a: SFR_bm_op1 y SFR_bm_op2
En la Tabla 4.5 se mues an los esul ados ob enidos pa a los esquemas
basados en SFR e inspi ados en p opues as de la li e a u a: SFR_bm_op1 y
SFR_bm_op2. Los esul ados se han ob enido pa a la con igu ación de 2 RNs
po sec o , siendo d=2/3
·
R y θ0=30º. Respec o a las sub amas backhaul se
ha empleado el esquema Back_op2 en ambos casos, ya que sus p es aciones son
supe io es a las o ecidas po el esquema Back_op1. Si se compa an los
esul ados ob enidos con el esquema SFR_bm_op1-Back_op2 con los ob enidos
pa a el esquema PF4-Back_op2, puede obse a se que el h oughpu alcanzado
po los UEs es lige amen e in e io cuando se emplea el esquema
SFR_bm_op1. En el esquema PF4 los enlaces de acceso solo eciben
in e e encia de los RNs ecinos, ya que los DeNBs u ilizan ecu sos
ecuenciales dis in os pa a asigna a sus enlaces di ec os, y po lo an o no
exis e in e e encia c oss-laye . En el esquema SFR_bm_op1 la in e e encia co-
laye que su en los enlaces de acceso es más le e, ya que se plani ican
di e en es RBs pa a los RNs ecinos de los DeNBs adyacen es. Sin emba go, los
enlaces de acceso eciben in e e encia c oss-laye de los DeNBs adyacen es.
Po ejemplo, el g upo C3 asignado a los enlaces de acceso del RN0 de la celda 1
ecibi á po encialmen e in e e encia del sec o C de la celda 2 y del sec o B de
la celda 3 (Figu a 4.11(a)). Po lo an o, debido a que la po encia de ansmisión
de los DeNBs es más ele ada que la de los RNs, los ni eles de in e e encia que
eciben los UEs pa a el esquema SFR_bm_op1 son más se e os que pa a el
esquema PF4, deg adando sus p es aciones.
Esquema RBs
A/B
Sub ama Acceso
Sub ama Backhaul
Global [Mbps]
mUEs
UEs
mUEs
Backhaul
SFR_bm_op1 - Back_op2
3 / 3
4.16
3.49
3.81
4.26
11.46 (7.6%)
SFR_bm_op2 - Back_op2
3 / 3
6.16
3.66
3.49
4.26
13.31 (25.0%)
Tabla 4.5: Th oughpu p omedio po celda [Mbps] de los esquemas SFR_bm_op1 y
SFR_bm_op2 (2 RNs po sec o , d = 2/3·R y θ0 = 30º)
Respec o a los enlaces di ec os, los esul ados del esquema SFR_bm_op1
son lige amen e mejo es que los ob enidos pa a el esquema PF4, pe o su
in e p e ación equie e un análisis más de allado. En p ime luga , los ni eles de
in e e encia que eciben los mUEs en las sub amas de acceso pa a el esquema
SFR_bm_op1 son supe io es a los ni eles de in e e encia p opo cionados po el
esquema PF4 en las sub amas de acceso, y ambién son supe io es a los ni eles
de in e e encia p opo cionados po el esquema Back_op2 en las sub amas
backhaul. Es o es debido a que en el esquema SFR_bm_op1 se de inen es
pa ones de celda di e en es, de al mane a que los ecu sos plani icados pa a los
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
114
plani icado pa a el sec o adyacen e, y o o G RB plani icado pa a el sec o
opues o, asignando di e en es G RBs a los elays adyacen es siemp e que sea
posible, con el obje i o de minimiza la in e e encia co-laye gene ada.
Además, o o obje i o de es a elección de ecu sos ecuenciales es log a que
las p es aciones de odos los elays de la celda sean simila es, p opo cionado
RBs con condiciones de in e e encia simila es a odos los elays.
Hay que ene en cuen a que, en condiciones de ca ga he e ogéneas, la
in e e encia que eciben los UEs de los enlaces di ec os de su p opio sec o del
DeNB (empleando los RBs po encialmen e plani icados pa a los sec o es
adyacen es) es más ue e, que la in e e encia ecibida de los elays ecinos,
debido a que la po encia de ansmisión de los DeNBs es mayo . Respec o a la
in e e encia ecibida po los UEs p o enien e de DeNBs adyacen es, como los
enlaces de acceso de los RNs u ilizan los RBs plani icados pa a los o os
sec o es de su DeNB, es os ecu sos eciben in e e encia de los sec o es
in e e en es dominan es de los DeNBs adyacen es. Es deci , si se oma como
e e encia el RN0 de la celda 1, la ICI dominan e de los DeNBs adyacen es
p o iene p incipalmen e del sec o C de la celda 2, que emplea p io i a iamen e
el g upo C1, y del sec o B de la celda 3, que emplea p io i a iamen e el g upo
B1.
En condiciones de baja ca ga, si cada RN solo necesi a un único G RB, la
mejo elección es asigna los RBs que se án empleados p io i a iamen e po el
sec o opues o, ya que la in e e encia se á más débil (en la Figu a 4.16 se
ep esen a qué G RB se escoge en p ime luga ). Además, en es a si uación, los
elays ecinos pe enecien es a las celdas adyacen es u iliza ían di e en es
g upos de ecu sos, educiendo la in e e encia co-laye , como en los esquemas
SFR_bm_op1 y SFR_bm_op2. Sin emba go, puede se in e esan e conside a un
mayo eúso ecuencial en e RNs ecinos, ya que el inc emen o en la
in e e encia co-laye pod ía compensa se con la mayo disponibilidad de
ecu sos ecuenciales en los RNs. Po ello en el esquema FFR_2G RBs se han
asignado dos G RBs a los enlaces de acceso de cada RN, asignando en la medida
de lo posible di e en es G RBs a los RNs ecinos. Los RNs asignan la misma
po encia de ansmisión a odos sus RBs disponibles.
En el esquema FFR_2G RBs se ha inc emen ado la can idad de RBs que los
elays ienen disponibles pa a sus enlaces de acceso. Po lo an o, es necesa io
inc emen a la capacidad de los enlaces backhaul, pa a pode ga an iza que el
h oughpu alcanzado sea al menos igual que el h oughpu ag egado de sus
enlaces de acceso. En la Figu a 4.17 se mues a el esquema Back_op3, que hace
e e encia a las sub amas backhaul, en el que se ha conside ado un único pa ón
de celda, como solución adecuada pa a el esquema FFR_2G RBs (Figu a 4.16).

4.4 Esquemas p opues os de ICIC y RA
115
Figu a 4.17: RA del esquema Back_op3 pa a DeNBs en sub amas backhaul (2 RNs po
sec o )
El concep o p incipal de la es a egia Back_op3 (Figu a 4.17) es que cada
G RB asignado a los enlaces backhaul, se puede eu iliza un máximo de dos
eces en el mismo DeNB. De la misma o ma que en la es a egia Back_op2,
es g upos de ecu sos se u ilizan dos eces po enlaces backhaul opues os
(g upos A3, B3 y C3). Después, pa a comple a la asignación de los enlaces
backhaul, y con el obje i o de minimiza la in e e encia in a-celula , se
escogen los G RBs que po encialmen e se án asignados a los mUEs del sec o
opues o. Si po ejemplo nos cen amos en el RN3 y el RN4, es os elays u ilizan
los g upos A2 y A1 espec i amen e, que son los G RBs que asigna á
p io i a iamen e su sec o opues o (sec o A) a sus mUEs. Los RNs emplean una
an ena di ec i a pa a comunica se con su DeNB, así que la in e e encia ecibida
de las celdas ecinas se e ue emen e educida. Además, hay que ene en
cuen a que la asignación de ecu sos se ha plani icado pa a consegui que las
condiciones de in e e encia su idas po odos los enlaces backhaul sean
simila es.
Respec o a los enlaces di ec os, la inco po ación de eúso ecuencial in a-
celula deg ada á las condiciones de in e e encia obse adas po los mUEs. A
ni el del p opio DeNB, el eúso de RBs en e sec o es p o oca la apa ición de
in e e encia in a-celula , sin emba go, como cada RB asignado a los enlaces
backhaul puede se eu ilizado un máximo de dos eces en el mismo DeNB, el
schedule a a á de asigna a los mUEs aquellos RBs en los que la in e e encia
in a-celula es más le e. Analizando ambién los DeNBs adyacen es, la
in e e encia in e -celula es ambién más se e a. No obs an e, la inco po ación
de eúso ecuencial in a-celula pe sigue compensa el o e head in oducido
po los enlaces backhaul y aumen a la disponibilidad de RBs pa a los enlaces
di ec os, pudiendo compensa la deg adación de las condiciones de in e e encia
de los mUEs. Debido al inc emen o en el eúso ecuencial de los DeNBs, y con
el obje i o de ga an iza buenas condiciones de in e e encia pa a los enlaces
backhaul, en el esquema Back_op3 el DeNB asigna la misma po encia de
C3
C2
C3 A1 B3 B2
A3
B1
B3
C1
A2
A3
B3
C1
A2
A3
C3
C2
B3
C1
C3
C2
A3
B1
B3 B2
A3
B1
C3 A1 B3 B2
C3 A1
A2
A3
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+
+
+=
=
=
0
12
3
4 5
C
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
116
ansmisión a odos los RBs del sis ema, po lo que no se conside a una
subbanda ex e io de ecu sos pa a los enlaces di ec os.
La asignación de ecu sos de los DeNBs en el esquema Back_op3, que es
compa ida en e enlaces di ec os y backhaul, sigue la o denación ep esen ada
en la Figu a 4.16, pe o inco po ando esquemas de eúso ecuencial in a-celula
pa a mejo a la e iciencia espec al. Po lo an o, los mUEs son asignados
p e e iblemen e en aquellos RBs que es án plani icados pa a el sec o que les da
se icio, aunque ealmen e, odos los RBs ese ados pa a los enlaces di ec os
son accesibles. Sin emba go, con el obje i o de ga an iza unas condiciones de
canal es ables y ap opiadas pa a los enlaces backhaul, un sec o solo puede
asigna en sus enlaces di ec os un RB plani icado pa a o o sec o cuando es a
asignación no in oduce in e e encia in a-celula adicional. Es deci , siemp e se
ga an iza que cuando un RB es asignado a un enlace backhaul, es e RB solo
puede se eu ilizado po el sec o opues o. Con inuando con la iloso ía aplicada
en el esquema FFR_2G RBs pa a las sub amas de acceso, en el esquema
Back_op3 no se pe mi e que un RB se asigne de o ma simul ánea en el mismo
TTI en los enlaces di ec os de dos sec o es pe enecien es a la misma celda.
4.4.2 Esquema basado en SFR, conside ando el despliegue de 2 RNs po
sec o : SFR_2G RBs
Tal y como se ha is o en el esquema FFR_2G RBs, si solo se conside a un
pa ón de celda en la asignación de ecu sos, y los RNs u ilizan los ecu sos
plani icados pa a los o os sec o es de sus p opios DeNBs, los sec o es
in e e en es dominan es de las celdas adyacen es siemp e in e e i án esos
ecu sos eu ilizados po los RNs. Además, los elays no pueden u iliza los
ecu sos ecuenciales ese ados pa a la subbanda ex e io , ya que los UEs
ecibi ían una in e e encia excesi a en esos ecu sos, p o enien e an o de la
p opia celda, como de las adyacen es. Po lo an o, si se modi ican los ecu sos
que se plani ican pa a cada sec o en las di e en es celdas, de iniendo es
pa ones de celda di e en es, se pueden asigna ecu sos ecuenciales a los
elays, en los que la in e e encia que se ecibe de las celdas adyacen es es más
débil. Siguiendo es a idea se p opone el esquema SFR_2G RBs, ep esen ado en
la Figu a 4.18. El incon enien e del esquema SFR_2G RBs es que la ICI que
su en los mUEs es más ele ada. Si po ejemplo se oma como e e encia el
sec o A de la celda 1, los es g upos de ecu sos (A1, A2 y A3) son in e e idos
po los sec o es in e e en es dominan es las celdas adyacen es, que son los
sec o es B y C de las celdas 2 y 3. Po el con a io, si se de ine un único pa ón
de celda, como en el caso del esquema FFR_2G RBs, los sec o es B y C de las
celdas ecinas u iliza an po encialmen e o os G RBs di e en es. A pesa de que
las condiciones de in e e encia obse adas po los mUEs se án peo es en el
4.4 Esquemas p opues os de ICIC y RA
117
esquema SFR_2G RBs, las posibilidades que o ece pa a p opo ciona ecu sos
ecuenciales a los enlaces de acceso con mejo es condiciones de in e e encia
hacen in e esan e la conside ación de es e esquema.
Figu a 4.18: RA del esquema SFR_2G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas de acceso (2
RNs po sec o )
Si se conside an las dos opciones de o denación en la asignación de ecu sos
de los DeNBs mos adas en la Figu a 4.12, la mejo elección pa a el esquema
SFR_2G RBs se ía aplica sec o ización es ic a en las subbandas ex e io es
(Figu a 4.12(b)). El obje i o de es a elección se ía pe mi i que los RNs
eu ilicen pa a sus enlaces de acceso RBs de la subbanda ex e io de su p opio
DeNB. Ya que, si se aplica sec o ización es ic a en la subbanda ex e io , se
p o ege a los RNs de que su p opio sec o u ilice los mimos RBs, ya que se
ansmi e con una po encia mayo en la subbanda ex e io . Sin emba go, en la
Figu a 4.18 se ep esen a o a solución al e na i a. Es a o denación en la
asignación de ecu sos de los DeNBs sigue el mismo plan eamien o que el
aplicado en los esquemas p e ios, con la di e encia de que se asigna la misma
po encia de ansmisión a odos los RBs del sis ema. Po lo an o, no se es á
conside ando una subbanda ex e io de ecu sos de o ma explíci a. Es a
solución al e na i a acili a u u as expansiones de los enlaces de acceso de los
RNs, que se p oponen en los siguien es esquemas de ICIC, de inidos en los
siguien es subapa ados. Es a al e na i a es á alineada con la p opues a
A2C3 B2C1
C2
B3
A2B1B2A3
C2A1
A3B1 B3A2
C3
A1
A3C2B3C1
C3B2
C1C2 A1A3
B1
B2
C1C3A1A2
B1B3
Celda 1
Celda 2
Celda 3
Pa ón Celda 3
A3
B3
C3 A1
B1
C1 A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
Pa ón Celda 2
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2 + +
+ +
+ +=
=
=
Pa ón Celda 1
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
RN0 de la celda 1
C2B3
1e
g upo 2º
g upo
0
12
3
4 5
C
O denación en la asignación de
ecu sos pa a DeNBs
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 1
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 2
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 3
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
118
desa ollada en el esquema SFR_bm_op1, pe o asumiendo una mayo
disponibilidad de ecu sos, an o en los DeNBs como en los RNs. Po o o lado,
con inuando con la iloso ía aplicada en los esquemas p e ios, no se pe mi e que
un RB se asigne de o ma simul ánea en el mismo TTI en los enlaces di ec os de
dos sec o es pe enecien es a la misma celda.
El obje i o del esquema SFR_2G RBs es escoge pa a cada RN, aquellos
g upos de ecu sos que no es án plani icados pa a sus sec o es in e e en es
dominan es de las celdas ecinas, al mismo iempo que se e i an los g upos que
se án empleados po encialmen e po su p opio sec o . El obje i o es
p opo ciona a los enlaces de acceso de los RNs, ecu sos en los que la
in e e encia c oss-laye ecibida sea minimizada. Si se aplica es e
plan eamien o, pa a cada elay solo se pueden escoge es g upos de ecu sos.
Además, es os g upos son los mismos pa a los es RNs pe enecien es a las es
celdas adyacen es. Si po ejemplo se oman como e e encia el RN0 de la celda
1, el RN4 de la celda 2 y el RN2 de la celda 3, es e plan eamien o conlle a que
es os es RNs ienen que compa i los g upos de ecu sos B3, C1 y C2. El
epa o de ecu sos se ealiza de al o ma que cada uno de es os es G RBs es
eu ilizado po dos de los es RNs pe enecien es a las celdas adyacen es, con el
obje i o de minimiza la in e e encia co-laye . Además, es a elección de los
G RBs asignados a cada elay ambién pe mi e educi el eúso ecuencial en e
elays ecinos de la p opia celda. Es a iloso ía de a a de educi el eúso
ecuencial en e elays ecinos lo máximo posible ambién se ha aplicado en el
esquema FFR_2G RBs, y iene como obje i o minimiza la in e e encia co-
laye . De igual mane a que en los esquemas p e ios, los RNs asignan la misma
po encia de ansmisión a odos sus RBs disponibles.
En el esquema SFR_2G RBs se han escogido pa a los enlaces de acceso de
los RNs los g upos de ecu sos que no son po encialmen e asignados po los
p incipales sec o es in e e en es, con el obje i o de educi la in e e encia
c oss-laye ecibida po los UEs. Hay que ene en cuen a que en condiciones de
ca ga he e ogéneas los sec o es pueden asigna ecu sos inicialmen e
plani icados pa a o os sec o es de su DeNB. Especial impac o iene cuando el
p opio sec o que da se icio a un RN asigna RBs plani icados pa a o o sec o ,
que ambién son asignados po el RN, ya que la in e e encia ecibida po los
UEs en esos RBs es bas an e ele ada, educiendo no ablemen e sus
p es aciones.
Con el obje i o de p opone una es a egia pa a las sub amas backhaul
adecuada al esquema p opues o pa a las sub amas de acceso basado en SFR
(SFR_2G RBs), en la es a egia Back_op4 (Figu a 4.19(a)) se han de inido es
pa ones de celda di e en es. Se ha seguido la misma iloso ía y las mismas
es icciones que en el esquema Back_op3, de al o ma que cada G RB
4.4 Esquemas p opues os de ICIC y RA
119
asignado a los enlaces backhaul, se puede eu iliza un máximo de dos eces en
el mismo DeNB. En cada DeNB, es g upos de ecu sos se u ilizan dos eces
po enlaces backhaul opues os, siendo es os g upos el A3, B3, y C3 en el caso de
la celda 1. Pa a comple a la asignación de los enlaces backhaul se escogen los
G RBs que po encialmen e se án asignados a los mUEs del sec o opues o al
RN, pa a minimiza la in e e encia in a-celula . Si se oman como e e encia el
RN3 y el RN4 de la celda 1, es os elays u ilizan los g upos A1 y A2
espec i amen e, que son los G RBs que asigna á p io i a iamen e su sec o
opues o (sec o A) a sus mUEs. Los RNs emplean una an ena di ec i a pa a
comunica se con su DeNB, así que la in e e encia ecibida de las celdas ecinas
se e ue emen e educida. Respec o a los enlaces di ec os, la si uación es
simila a la explicada en el esquema Back_op3, y la deg adación de las
condiciones de in e e encia de los mUEs pod ía compensa se con el aumen o en
la disponibilidad de RBs pa a los enlaces di ec os.
a) Esquema Back_op4
b) Esquema Back_op5
Figu a 4.19: RA pa a DeNBs en sub amas backhaul: Back_op4 y Back_op5 (2 RNs po
sec o )
Pa ón Celda 3
A3
B3
C3 A1
B1
C1
+
+
+=
=
=
Pa ón Celda 2
A3
B3
C3A2
B2
C2 +
+
+=
=
=
Pa ón Celda 1
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+
+
+=
=
=
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
C3
C1
C3 A2 B3 B1
A3
B2
B3
C2
A1
A3
B1
A2
B1A3 A1 C2
C1
B3
A1
C3
B2
C1
C2
A3
C2 C1 B2 C3
A2
A1
B2
B1
B3
A2
Celda 1
Celda 2
Celda 3
0
12
3
4 5
C
Pa ón Celda 3
A3
B3
C3 A1
B1
C1 A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
Pa ón Celda 2
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2 + +
+ +
+ +=
=
=
Pa ón Celda 1
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
B2
B1
B2 B1 A2 A1
C2
C1
A2
A1
C1
C2
B3
C2
B3 C2 A3 B2
C3
A2
A3
B2
A2
C3
A1
C3
A1 C3 C1 B3
B1
A3
C1
B3
A3
B1
Celda 1
Celda 2
Celda 3
0
12
3
4 5
C

Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
120
En el esquema Back_op4 la asignación de ecu sos de los DeNBs sigue la
o denación ep esen ada en la Figu a 4.18, pe o inco po ando esquemas de eúso
ecuencial in a-celula pa a mejo a la e iciencia espec al. Siguiendo el
plan eamien o aplicado en el esquema Back_op3, y con el obje i o de ga an iza
unas condiciones de canal es ables y ap opiadas pa a los enlaces backhaul, un
sec o solo puede asigna en sus enlaces di ec os un RB plani icado pa a o o
sec o cuando es a asignación no in oduce in e e encia in a-celula adicional.
Es deci , siemp e se ga an iza que cuando un RB es asignado a un enlace
backhaul, es e RB solo puede se eu ilizado po el sec o opues o.
En el esquema Back_op5 (Figu a 4.19(b)) se da un paso más y se aumen a el
eúso ecuencial, pe mi iendo que algunos g upos de ecu sos sean asignados
po los es sec o es de la celda. En cada celda, seis G RBs se eu ilizan es
eces, de al o ma que cada uno de es os g upos es asignado a enlaces backhaul
opues os en dos sec o es, mien as que el sec o es an e lo asigna a sus mUEs.
Si se oma como e e encia la celda 1, los g upos A1, A2, B1, B2, C1 y C2 son
asignados po los es sec o es de la celda. Po ejemplo, los g upos A1 y A2 son
asignados a los enlaces backhaul del RN2 y del RN5, que son opues os, y
además son po encialmen e asignados a los mUEs del sec o A. Los es G RBs
es an es se u ilizan únicamen e una ez en la celda, pa a pode p opo ciona
ecu sos con ni eles de in e e encia más bajos a los mUEs que obse an malas
condiciones de canal (en el caso de la celda 1, son los g upos A3, B3 y C3).
Además, hay que ene en cuen a que es as es a egias de RA p opues as pa a las
sub amas backhaul se han plani icado pa a consegui que las condiciones de
in e e encia su idas po odos los enlaces backhaul sean simila es.
Si se compa a con el esquema Back_op4, las condiciones de in e e encia de
los enlaces backhaul son peo es ya que los G RBs plani icados pa a los enlaces
backhaul pueden se asignados po los es sec o es del DeNB de o ma
simul ánea. Respec o a los enlaces di ec os, se han ese ado es G RBs que
solo se án asignados po un sec o de la celda, ya que los seis G RBs es an es
pueden se asignados po los es sec o es de la celda, su iendo los mUEs
ue es ni eles de in e e encia en esos ecu sos. Se á necesa io comp oba si el
ag esi o eúso ecuencial del esquema Back_op5 pe mi e compensa es e
inc emen o de los ni eles de in e e encia de los enlaces backhaul y di ec os, con
la mayo disponibilidad de ecu sos pa a los enlaces di ec os.
De la misma o ma que en el esquema Back_op4, la asignación de ecu sos
de los DeNBs sigue la o denación ep esen ada en la Figu a 4.18, de al o ma
que los mUEs son asignados p e e iblemen e en aquellos RBs que es án
plani icados pa a el sec o que les da se icio, aunque ealmen e, odos los RBs
ese ados pa a los enlaces di ec os son accesibles. En el caso del esquema
Back_op5, seis G RBs son eu ilizados es eces, asignándose a dos enlaces
4.4 Esquemas p opues os de ICIC y RA
121
backhaul opues os y a los enlaces di ec os del sec o es an e. Un sec o pod á
asigna a sus enlaces di ec os un RB pe enecien e a es os seis g upos, y que es e
plani icado pa a o o de los sec o es, si ese RB no ha sido asignado a los enlaces
backhaul de los RNs a los que ese sec o da se icio.
Con inuando con la iloso ía aplicada en el esquema SFR_2G RBs, en
ambos esquemas de RA p opues os pa a las sub amas backhaul, Back_op4 y
Back_op5, no se pe mi e que un RB se asigne de o ma simul ánea en el mismo
TTI en los enlaces di ec os de dos sec o es pe enecien es a la misma celda.
Además, de la misma o ma que en el esquema Back_op3, en los esquemas
Back_op4 y Back_op5 el DeNB asigna la misma po encia de ansmisión a odos
los RBs del sis ema, con el obje i o de o ece mejo es condiciones de
in e e encia pa a los enlaces backhaul.
4.4.3 Esquema basado en FFR, conside ando el despliegue de 2 RNs po
sec o y eúso de RBs en RNs ecinos: FFR_3G RBs y FFR_4G RBs
En el esquema FFR_2G RBs (Figu a 4.16) se asignan dos g upos de
ecu sos a los enlaces de acceso de cada elay, con lo que no exis e in e e encia
co-laye en e los RNs pe enecien es al mismo sec o del DeNB. Sin emba go,
pod ía se in e esan e conside a un mayo eúso ecuencial en e RNs ecinos,
ya que el inc emen o en la in e e encia co-laye pod ía compensa se con la
mayo disponibilidad de ecu sos en los RNs. Po lo an o, con el obje i o de
inc emen a oda ía más el eúso ecuencial de la ed, en la Figu a 4.20 se
ep esen a el esquema de ICIC p opues o, basado en FFR. Se han p opues o dos
e siones. En la p ime a de ellas, cada elay puede asigna sus enlaces de acceso
en es G RBs (FFR_3G RBs), mien as que la segunda e sión consis e en
añadi un cua o G RB a cada elay (FFR_4G RBs). En la Figu a 4.20 se
ep esen a qué g upo se escoge en p ime luga . En ambos esquemas se aplica la
o denación en la asignación de ecu sos en los DeNBs que se ep esen a en la
Figu a 4.20, que es la misma que la aplicada en el esquema FFR_2G RBs. De al
o ma que los usua ios eciben asignaciones p e e iblemen e en aquellos RBs de
la subbanda in e io que es án plani icados pa a el sec o que les da se icio,
aunque ealmen e, odos los RBs de la subbanda in e io de la celda son
accesibles. La sec o ización es ic a en la subbanda ex e io es necesa ia pa a
p o ege a los mUEs de los bo des de las celdas. Con inuando con la iloso ía
aplicada en los esquemas p e ios, no se pe mi e que un RB se asigne de o ma
simul ánea en el mismo TTI en los enlaces di ec os de dos sec o es
pe enecien es a la misma celda.
Capí ulo 4 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Esquemas Es á icos de ICIC
122
Figu a 4.20: RA de los esquemas FFR_3G RBs y FFR_4G RBs pa a DeNBs y RNs en
sub amas de acceso (2 RNs po sec o )
En es e esquema de ICIC y RA se sigue el mismo plan eamien o que el
aplicado en el esquema FFR_2G RBs. Es deci , la p opues a se basa en que cada
elay eu iliza, pa a sus enlaces de acceso, los g upos de ecu sos que pe enecen
a la subbanda in e io de su p opio DeNB, escogiendo los G RBs que no es án
plani icados pa a su p opio sec o , y asignando di e en es G RBs a RNs
adyacen es, siemp e que sea posible. Po lo an o, siguiendo es e plan eamien o,
hay cua o g upos de ecu sos a epa i pa a los elays de cada sec o . Si se oma
como e e encia el sec o A de la celda 1, los g upos que pueden se asignados a
los enlaces de acceso del RN0 y del RN1 son los g upos B1, B2, C1 y C2. Los
dos p ime os g upos asignados a los enlaces de acceso de los elays, son los
seleccionados en el esquema FFR_2G RBs. Es deci , se asigna un G RB
plani icado pa a el sec o adyacen e, y o o G RB plani icado pa a el sec o
opues o. Una ez asignados los dos p ime os g upos, si nos cen amos en el caso
conc e o del RN0 de la celda 1, los g upos que quedan disponibles son el B2 y el
C2. La asignación del e ce G RB gene a in e e encia co-laye p incipalmen e
en e los RNs pe enecien es al mismo sec o de la celda. Pa a cada RN se
escoge el g upo de ecu sos po encialmen e plani icado pa a su sec o adyacen e,
ya que, aunque se eciba mayo in e e encia de su DeNB, es a elección pe mi e
educi la in e e encia co-laye gene ada con el es o de RNs ecinos.
Finalmen e, con la asignación del cua o g upo de ecu sos disponible en cada
RN, se alcanza el eúso ecuencial comple o en e los RNs pe enecien es al
mismo sec o de la celda. La elección de ecu sos ecuenciales p opues a,
además de in en a minimiza la in e e encia gene ada, pa a mejo a las
p es aciones del sis ema, ambién iene como obje i o log a que las p es aciones
de odos los elays de la celda sean simila es, p opo cionado RBs con
condiciones de in e e encia simila es a odos los elays. De igual mane a que en
Sec o
C
A1C1
C2A2
B2C2
C1B1
C1
B1
B2C2
A2B2
B1A1
B1A1
A2
B2
C2A2
A1C1
Celda 1
Sec o
C
A1C1
C2A2
B2C2
C1B1
C1
B1
B2C2
A2B2
B1A1
B1A1
A2
B2
C2A2
A1C1
Celda 2
Sec o
C
A1C1
C2A2
B2C2
C1B1
C1
B1
B2C2
A2B2
B1A1
B1A1
A2
B2
C2A2
A1C1
Celda 3
RN0 de la celda 1
C1B1
B2C2
1
e
g upo 2º
g upo
3
e
g upo 4º
g upo
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
O denación en la asignación
de ecu sos pa a DeNBs
0
12
3
4 5
C
4.4 Esquemas p opues os de ICIC y RA
123
los esquemas p e ios, los RNs asignan la misma po encia de ansmisión a odos
sus RBs disponibles.
4.4.4 Esquema basado en SFR, conside ando el despliegue de 2 RNs po
sec o : SFR_3G RBs y SFR_4G RBs
Tal y como se ha is o en los esquemas basados en FFR, si solo se conside a
un pa ón de celda en la asignación de ecu sos y los RNs u ilizan los ecu sos
plani icados pa a los o os sec o es de sus p opios DeNBs, los sec o es
in e e en es dominan es de las celdas adyacen es siemp e in e e i án esos
ecu sos eu ilizados po los RNs. Además, los elays no pueden emplea los
ecu sos ecuenciales ese ados pa a la subbanda ex e io , ya que los UEs
ecibi ían una in e e encia excesi a en esos ecu sos. Con el obje i o de
p opo ciona a los elays ecu sos ecuenciales en los que la in e e encia que se
ecibe de las celdas adyacen es es más débil, y con inuando con la iloso ía
mos ada en el esquema SFR_2G RBs, en la Figu a 4.21 se ep esen a el
esquema de ICIC p opues o, basado en SFR. Se han p opues o dos e siones,
que buscan inc emen a oda ía más el eúso ecuencial de la ed, aumen ando
los ecu sos disponibles pa a los enlaces de acceso de los RNs. En la p ime a
e sión cada elay puede asigna sus enlaces de acceso en es G RBs
(SFR_3G RBs), mien as que la segunda e sión consis e en añadi un cua o
G RB a cada elay (SFR_4G RBs). En la Figu a 4.21 se ep esen a qué g upo se
escoge en p ime luga . En ambos esquemas se aplica la o denación en la
asignación de ecu sos en los DeNBs que se ep esen a en la Figu a 4.21, que es
la misma que la aplicada en el esquema SFR_2G RBs. De al o ma que los
usua ios eciben asignaciones p e e iblemen e en aquellos RBs que es án
plani icados pa a el sec o que les da se icio, aunque ealmen e, odos los RBs
de la celda son accesibles. Además, siguiendo el mismo plan eamien o que en el
esquema SFR_2G RBs, no se conside a una subbanda ex e io de ecu sos de
o ma explíci a, de al o ma que el DeNB asigna la misma po encia de
ansmisión a odos los RBs del sis ema. Es a solución acili a el inc emen o del
eúso ecuencial de la ed buscado en la p opues a de ambos esquemas,
SFR_3G RBs y SFR_4G RBs. Con inuando con la iloso ía aplicada en los
esquemas p e ios, no se pe mi e que un RB se asigne de o ma simul ánea en el
mismo TTI en los enlaces di ec os de dos sec o es pe enecien es a la misma
celda.
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
226
di ec os,s,c di ec os,c acceso,s',c
s' c
s' s
NRB NRB' NRB
∀∈
≠
= + ∑
(5.29)
Las p opues as p esen adas en [57–59] pe mi en adap a de o ma dinámica
los ecu sos plani icados pa a los enlaces de acceso de los RNs. Sin emba go,
pa a e i a que los enlaces backhaul se con ie an en el cuello de bo ella de las
comunicaciones di igidas a los UEs, ambién es necesa io conside a una
p opues a pa a adap a los ecu sos asignados a los enlaces backhaul a las
condiciones cambian es de dis ibución de ca ga. Po lo an o, la p incipal
limi ación de es os abajos es que no conside an de o ma conjun a la
adap ación de los ecu sos ecuenciales plani icados pa a los enlaces backhaul y
los enlaces de acceso.
Los abajos que se han e isado has a aho a es án cen ados en algo i mos y
p opues as pa a adap a de o ma dinámica el epa o de los ecu sos
ecuenciales en e los di e en es enlaces. No obs an e, en la mayo ía de ellos
[49–56] no conside an un esquema de ICIC en e DeNBs que pe mi a mejo a
las condiciones de in e e encia su idas po los usua ios, así como aplica una
coo dinación en e los ecu sos usados po los DeNBs y los usados po los RNs.
Po o o lado, ninguno de ellos conside a esquemas de eúso ecuencial
e icien es en e los di e en es enlaces, que pe mi an compensa el o e head
in oducido po los enlaces backhaul, al mismo iempo que o ece condiciones
de in e e encia acep ables a los usua ios de la ed. Respec o a los enlaces
backhaul, o no se conside a una p opues a especí ica [58, 59], o se conside a un
epa o o ogonal de ecu sos jun o con los enlaces di ec os [49–57]. Y espec o
a los enlaces de acceso, en la mayo ía de abajos se conside a o un epa o
o ogonal de ecu sos [49, 52, 57, 58], o el ex emo opues o, conside ando un
eúso comple o de ecu sos en e los di e en es nodos que inc emen a
no ablemen e la in e e encia gene ada [53, 54, 56]. En cualquie caso, son
p opues as álidas que pe mi en adap a la dis ibución de ecu sos de la ed a
dis ibuciones de ca ga he e ogéneas y cambian es.
Además de adap a de o ma dinámica el epa o de ecu sos ecuenciales
en e los di e en es enlaces in oluc ados en los despliegues con elays a las
condiciones cambian es de demanda de á ico, o o de los aspec os que pueden
limi a las p es aciones de la ed es la aplicación de un c i e io de selección de
nodo adecuado. Ya se ha is o en el capí ulo an e io que el c i e io CRE se
conside a una es a egia álida pa a aumen a el núme o de usua ios que se
conec an a los RNs [46]. De es a o ma se espe a que la dis ibución de ca ga se
man enga más balanceada. Sin emba go, el c i e io CRE no iene en cuen a las
condiciones de ca ga de los di e en es nodos de la ed. Po lo an o, aunque
a o ece el aspaso de usua ios a los RNs pa a que es os puedan bene icia se de

5.1 Es ado del a e
227
meno es pé didas de p opagación, pod ía llega a sa u a alguno de los RNs,
p o ocando una deg adación de las p es aciones de sus UEs debido a una
escasez de ecu sos ecuenciales.
En [60] emplean la con igu ación de despliegue 1 (Figu a 5.1(c)), pe o
desplegando únicamen e un RN en cada celda. Se conside a eúso unidad en e
DeNBs ecinos, sin emba go, la p opues a no conside a un esquema de ICIC
en e DeNBs que pe mi a mejo a las condiciones de in e e encia. En cuan o al
epa o de ecu sos ecuenciales, aplican un esquema dinámico en base al
núme o de UEs conec ados a cada nodo. En las sub amas backhaul se conside a
un epa o o ogonal en e los di e en es enlaces, de al o ma que el DeNB
epa e los RBs en e enlaces di ec os y el enlace backhaul de o ma
p opo cional al núme o de UEs conec ados a cada nodo. Pos e io men e, en la
sub ama de acceso consecu i a el RN pod á asigna a sus enlaces de acceso en
los mismos RBs en los que ha ecibido el backhaul, y el DeNB asigna á a sus
enlaces di ec os en los RBs es an es, que son los mismos que ha asignado a sus
enlaces di ec os en la sub ama backhaul p e ia. Po lo an o, se conside a un
epa o o ogonal de ecu sos en ambos ipos de sub amas que complica que se
pueda compensa el consumo adicional de los UEs se idos po los RNs.
El a ículo se cen a en es c i e ios de selección de nodo. El p ime o de
ellos es un c i e io con encional, en el que los UEs se conec an al nodo del que
eciben un mayo ni el de RSRP. En el segundo c i e io los UEs se conec an al
nodo del que obse an un mayo ni el de SINR. En ambos casos se es ima la
RSRP y la SINR en el enlace di ec o de los DeNBs y en el enlace de acceso de
los RNs, ya que se puede asumi que las condiciones de los enlaces backhaul son
mejo es. Con el obje i o de ene en cuen a en la selección de nodo el consumo
ex a de ecu sos que conlle an los UEs que se conec an a los RNs, el e ce
c i e io conside ado se basa en que los UEs se conec en al nodo que o ece una
mayo e iciencia espec al. Pa a calcula la e iciencia espec al que un UE pod ía
alcanza en cada nodo y en cada enlace es iman la SINR que obse a ía el UE
espec o a los di e en es nodos candida os, pa a pos e io men e es ima la asa de
da os alcanzable aplicando la ó mula de Shannon. De es a o ma, pa a cada
DeNB d candida o se ob iene la e iciencia po RB que el UE u ob end ía en su
enlace di ec o (ηu
d). Po o o lado, pa a cada RN candida o se ob iene la
e iciencia po RB que el UE u ob end ía en el enlace de acceso (ηu,acceso
).
Respec o al enlace backhaul, se emplea la e iciencia po RB que obse a el RN
en su enlace con su DeNB (η ,backhaul).
Pa a es ima la e iciencia espec al o al que alcanza ía el UE u si se conec a
al RN es necesa io conside a el consumo de ecu sos en ambos sal os.
Conside ando que la asa alcanzable po el UE (Talc,u
) es igual a su asa eque ida
(T eq
u), se puede es ima el núme o de RBs necesa ios pa a sa is ace la asa
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
228
eque ida del UE, an o en el enlace de acceso (NRB eq,u,acceso
), como en el enlace
backhaul (NRB eq,u,backhaul
). Si además se conside a que los RNs ansmi en en su
enlace de acceso lo que eciben en su enlace backhaul, se puede asumi que la
asa alcanzable po el UE u en ambos enlaces es la misma, al y como se exp esa
en la ecuación (5.30). Po lo an o, se puede calcula la e iciencia po RB que
obse a ía el UE u si se conec a al RN (ηu
) aplicando la ecuación (5.31).
Finalmen e, el UE u se conec a ía al nodo candida o que o ezca una mayo
e iciencia espec al (5.32), ya sea un DeNB (d
*) o un RN ( *). Cd
u es el conjun o
de DeNBs candida os pa a el UE u, y C
u es el conjun o de RNs candida os pa a
el UE u.
u
alc,u eq eq,u,acceso u,acceso eq,u,backhaul ,backhaul
T T NRB η NRB η== ⋅= ⋅
(5.30)
alc ,u
u
eq,u,acceso eq,u,backhaul
T
ηNRB NRB
=+
(5.31)
( )
u
d
u
d
uu
dC
C
d | a g max η ,η
∗∗
∀∈
∀∈
=
(5.32)
Los au o es mues an en los esul ados que el c i e io de selección de nodo
basado en la e iciencia espec al p opo ciona mejo es p es aciones que los
c i e ios basados en RSRP y SINR. Es a mejo a se ob iene g acias a que pa a
calcula la e iciencia espec al que los UEs obse a ían si se conec an a un RN,
se es án conside ando los ecu sos ecuenciales ex a que se consumen en los
enlaces backhaul de los RNs. Sin emba go, aunque es e c i e io mejo e las
p es aciones de esquemas más con encionales basados en medidas de RSRP o
SINR, de igual o ma que en [46] no se es án eniendo en cuen a las condiciones
de ca ga de los di e en es nodos. Y es o puede conlle a dis ibuciones de ca ga
de á ico desequilib adas que pueden p o oca ue es deg adaciones en las
p es aciones de la ed, debido a la al a de ecu sos ecuenciales disponibles en
algunos nodos de la ed.
En [61] emplean la con igu ación de despliegue 1 (Figu a 5.1(c)), pe o
desplegando cua o RNs en cada celda en luga de dos. Aplican eúso unidad
en e DeNBs ecinos, sin emba go, la p opues a no conside a un esquema de
ICIC en e DeNBs. Conside an RNs ull-duplex “Tipo 1b” capaces de ansmi i
sus enlaces de acceso y ecibi su enlace backhaul de o ma simul ánea en la
misma banda ecuencial, empleando sis emas de an enas complejos que
p opo cionan un aislamien o adecuado. Respec o al epa o de ecu sos
ecuenciales conside an un esquema ijo que no pe mi e adap a se a
dis ibuciones he e ogéneas y cambian es de demanda de á ico. Plan ean un
5.1 Es ado del a e
229
eúso ecuencial comple o de odo el ancho de banda en odos los nodos,
gene ando unas condiciones de in e e encia bas an e ag esi as pa a los UEs. En
el caso de los DeNBs, los ecu sos disponibles se epa en de o ma o ogonal
en e enlaces di ec os y enlaces backhaul.
Los au o es se cen an en p opone un c i e io de selección de nodo basado
en un sis ema de p ecios, de al o ma que los UEs calculan el cos e de
conec a se a cada uno de los nodos candida os, y seleccionan el nodo que o ece
el meno cos e. El cos e calculado depende del núme o de RBs que necesi a el
UE pa a sa is ace su asa eque ida si se conec a a ese nodo, y de los RBs que
quedan lib es en dicho nodo. En p ime luga se calcula el p ecio po RB pa a
cada DeNB d candida o ( pd( )) y pa a cada RN candida o ( p ( )) según la
ecuación (5.33). p0 es un o se que se aplica al p ecio de los nodos y que
pe mi e ajus a el impac o del p ecio po RB en el cos e o al, N o al es el núme o
o al de RBs disponibles en el sis ema, y NRBasig,d( −1) y NRBasig, ( −1) son el
núme o de RBs asignados en la sub ama an e io po el DeNB d y po el RN
espec i amen e. W es un ac o que pe mi e educi el p ecio de los RNs si se le
asigna un alo in e io a 1, con el obje i o de a o ece que más UEs se
conec en a los RNs. El p ecio de un nodo candida o se á mayo cuan o meno
sea el núme o de RBs que quedan lib es.
( ) ( )
( ) ( )
0
0
1
1
11
1
d
o al asig,d
o al asig,
p p N NRB
p W p , W
N NRB
= +
−−



=⋅+ ≤

−−


(5.33)
Una ez que se dispone del p ecio de odos los nodos candida os, se es iman
los RBs que necesi a el UE pa a sa is ace su asa eque ida. Pa a ello, se es ima
la SINR que obse a ía el UE espec o a los di e en es nodos candida os, pa a
pos e io men e es ima la asa de da os alcanzable aplicando la ó mula de
Shannon. De es a o ma se es ima el núme o de RBs necesa ios pa a sa is ace la
asa eque ida del UE u en el enlace di ec o pa a cada DeNB d candida o
(NRB eq,u,di ec o
d ), y en los enlaces backhaul (NRB eq,u,backhaul
) y de acceso
(NRB eq,u,acceso
) pa a cada RN candida o. Finalmen e, se calcula el cos e del UE
u pa a cada nodo candida o (Mu
d( ) y Mu
( )) mul iplicando el núme o de RBs
eque idos po el p ecio co espondien e, al y como se exp esa en la ecuación
(5.34). En el caso de los RNs, el cos e incluye an o los RBs eque idos en el
enlace backhaul del RN con su DeNB d’, como los RBs eque idos en el enlace
de acceso, de o ma simila a la p opues a conside ada en [60]. El UE u se
conec a á al nodo que le o ezca un meno cos e (5.35).
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
230
() ()
() ()( )
dd
u eq,u,di ec o d
u eq,u,backhaul d' eq,u,acceso
M NRB p
M NRB p NRB p , d'
= ⋅


= ⋅+ ⋅ ∈


(5.34)
( ) ( )
( )
u
d
u
d
uu
dC
C
d | a g min M ,M
∗∗
∀∈
∀∈
=
(5.35)
En [62] emplean la con igu ación de despliegue 2 (Figu a 5.1(d)), pe o
desplegando es RNs en cada celda en luga de seis. Conside an RNs ou band
“Tipo 1a”, de al o ma que los enlaces de acceso u ilizan una banda ecuencial
de e en e a la empleada po los enlaces backhaul. Aplican eúso ecuencial
unidad en e DeNBs ecinos, pe o no conside an un esquema de ICIC que
pe mi a mejo a las condiciones de in e e encia de los UEs. El epa o de
ecu sos en e enlaces di ec os y enlaces backhaul es o ogonal, y es el schedule
del DeNB el que se enca ga de asigna cada RB a los di e en es enlaces. Desde
el pun o de is a de los RNs, odos ellos eu ilizan comple amen e la banda
ecuencial dedicada a los enlaces de acceso. G acias a u iliza una banda
ecuencial di e en e a la empleada po los DeNBs pa a los enlaces di ec os y
enlaces backhaul, las condiciones de in e e encia de los UEs se án buenas, ya
que además el despliegue de RNs conside ado no es muy in ensi o. Sin
emba go, es o se consigue a cos a de necesi a un mayo ancho de banda,
inc emen ando no ablemen e el cos e económico de la ed.
La p opues a analiza el escena io en el que una de las celdas se encuen a
sob eca gada, y p oponen un c i e io de selección de nodo pa a aspasa UEs a
los RNs de las celdas ecinas. Cuando una celda de ec a que su ni el de ca ga es
demasiado al o se inicia el p ocedimien o pa a escoge qué UEs deben se
aspasados a las celdas ecinas. Pa a ello, la celda sob eca gada c a a de
maximiza la mé ica Mc, que es á compues a po dos é minos. El p ime
é mino (Jc) es el índice de Jain (5.36), y se u iliza pa a e alua la equi a i idad
en las asas de da os alcanzables (Talc
u) po odos los UEs u de la celda, siendo Uc
el conjun o de UEs conec ados ac ualmen e a la celda c, incluyendo an o mUEs
como UEs. | | pe mi e ob ene la ca dinalidad del conjun o. El segundo é mino
conside a la asa o al alcanzable po odos los UEs de la celda c. La celda c
busca á maximiza la mé ica Mc (ecuación (5.37)) conside ando como nodos
candida os pa a sus UEs an o el DeNB, como los RNs desplegados en el p opio
DeNB y en los DeNBs ecinos.
( )
2
2
c
c
u
alc
uU
cu
c alc
uU
T
JUT
∀∈
∀∈



=⋅
∑
∑
(5.36)
5.1 Es ado del a e
231
c
u
c c alc
uU
MJ T
∀∈
= + ∑
(5.37)
En [63] emplean la con igu ación de despliegue 2 (Figu a 5.1(d)), pe o
conside ando celdas isec o izadas y desplegando un RN de o ma alea o ia en
cada uno de los sec o es. Los au o es conside an RNs ull-duplex “Tipo 1b”
capaces de ansmi i sus enlaces de acceso y ecibi su enlace backhaul de
o ma simul ánea en la misma banda ecuencial. El epa o de ecu sos en e los
di e en es enlaces es ijo, y se basa en di idi el ancho de banda del sis ema en
es subbandas. Una subbanda se á usada pa a los enlaces di ec os, o a pa a los
enlaces backhaul, y la es an e pa a los enlaces de acceso. Cada sec o pod á
asigna las subbandas ese adas pa a los enlaces di ec os y pa a los enlaces
backhaul de o ma comple a, y cada RN pod á asigna comple amen e la
subbanda ese ada pa a los enlaces de acceso, de al o ma que se conside a un
eúso ecuencial unidad a ni el de sec o . No obs an e, la p opues a no
conside a un esquema de coo dinación de in e e encias, po lo que las
condiciones de in e e encia su idas po los mUEs se án demasiado ag esi as,
especialmen e pa a los mUEs si uados en las zonas ex e io es de las celdas y en
las on e as en e sec o es. Respec o a los UEs, como los enlaces de acceso
emplean una subbanda p opia y solo se despliega un RN po sec o de o ma
alea o ia, sus condiciones de in e e encia se án buenas en gene al.
El abajo se en oca en p opone un c i e io de selección de nodo basado en
la adap ación dinámica del o se de cada nodo que se aplica sob e un c i e io
RSRP con encional. Tal y como se exp esa en la ecuación (5.38), el c i e io de
selección de nodo se basa en que pa a cada nodo n se conside a un o se (On)
que se suma a la RSRP ecibida po el UE u de ese nodo (RSRPu
n). Po lo an o,
cada UE u se conec a al nodo que maximiza la suma de la RSRP y del o se , ya
sea un DeNB o un RN, conside ando un conjun o de nodos candida os Cn
u.
( )
( )
( )
u
n
n
un
dB
dB
nC
n a g max RSRP O
∗
∀∈
= +
(5.38)
La p opues a conside a emplea écnicas de in eligencia a i icial (AI) pa a
adap a de o ma dinámica el o se de odos los nodos de la ed. En conc e o
emplean dos écnicas, basándose una de ellas en el ap endizaje po e ue zo,
mien as que la segunda écnica se basa en un algo i mo gené ico. En ambas
écnicas se busca maximiza una unción de u ilidad obje i o, conside ando es
unciones di e en es (5.39). En la p ime a unción (M1) se busca maximiza el
núme o de UEs que sa is acen su asa eque ida, donde N es el conjun o de odos
los nodos de la ed (incluyendo DeNBs y RNs), Un es el conjun o de UEs
conec ados al nodo n, Su ep esen a la sa is acción de la asa eque ida del UE u
(T eq
u), y Tse ,u
n es la asa se ida al UE u po el nodo n. La segunda unción (M2)

Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
232
busca maximiza la media geomé ica de las asas se idas a los UEs. Y
inalmen e, la e ce a unción (M3) busca maximiza la suma loga í mica del
a io de sa is acción de la asa eque ida de los UEs. Po lo an o, las écnicas de
AI adap a an los alo es del o se de odos los nodos de la ed (On), con el
obje i o de maximiza la unción obje i o.
( )
( )
1
1
1
2
3
11 10
n
n
n
n
nu
u u se ,u eq u
nN uU
n
N
U
n
se ,u
nN uU
n
se ,u
u
nN uU eq
M S , S si T T , S es o
NU
MT
T
M log T
∀∈ ∀∈
∀∈ ∀∈
∀∈ ∀∈

=⋅ ⋅ = ≥=



=



=



∑∑
∏∏
∑∑
(5.39)
Las p opues as p esen adas en [46, 60] no ienen en cuen a la ca ga de
á ico de los di e en es nodos de la ed, lo que puede p o oca una dis ibución
de ca ga desequilib ada, conlle ando que cie os nodos no dispongan de
su icien es ecu sos ecuenciales pa a sa is ace los equisi os de QoS de sus
usua ios, impac ando signi ica i amen e las p es aciones de la ed. Po el
con a io, los c i e ios de selección de nodo p esen ados en [61–63] sí que ienen
en cuen a la ca ga de los nodos, pe mi iendo alcanza una dis ibución más
equi a i a de la demanda de á ico. No obs an e, además de conside a c i e ios
de selección de nodo que pe mi an dis ibui mejo la demanda de á ico en e
odos los nodos de la ed, es necesa io conside a de o ma conjun a esquemas
de ICIC que pe mi an ga an iza condiciones de in e e encia adecuadas a odos
los UEs de la ed, así como conside a esquemas de eúso ecuencial e icien es,
que pe mi an compensa el o e head in oducido po los enlaces backhaul, pe o
man eniendo ni eles in e e en es adecuados pa a odos los enlaces, siendo es a
la p incipal limi ación de es os abajos. Es po ello que en es e capí ulo se
p opone un algo i mo que combina una dis ibución dinámica de ecu sos
ecuenciales en e nodos y enlaces, que se adap a a dis ibuciones de demanda
de á ico he e ogéneas y a iables, y un c i e io de selección de nodo que
conside a la dis ibución de ca ga pa a a a de maximiza las p es aciones del
sis ema. El obje i o de es e algo i mo es a a de hace en e a las limi aciones
encon adas en los esquemas p opues os en la li e a u a.
5.2 Modelo del sis ema con despliegue de elays
En es e capí ulo se con inúa empleando el mismo modelo del sis ema que se
ha conside ado en el capí ulo an e io , pe o en es e caso nos limi amos a la
con igu ación de despliegue de 2 RNs po sec o (Figu a 4.7(a)). El abajo sigue
5.2 Modelo del sis ema con despliegue de elays
233
cen ado en elays inband hal -duplex Tipo 1, sob e la es uc u a de ama FDD,
y en las ansmisiones en el enlace downlink (DL). Las sub amas de acceso y
backhaul se mul iplexan en iempo (TDM), y se al e nan pa a cada elay. De la
misma o ma que en los capí ulos an e io es, y siguiendo las ecomendaciones
pa a el desa ollo de LTE, los ecu sos ecuenciales del sis ema se di iden en
RBs. Además, igual que en el capí ulo an e io , el ancho de banda del sis ema se
di ide en 9 G RBs (Figu a 4.9), con el obje i o de pode explica de una o ma
más cla a los ecu sos ecuenciales que son asignados a cada nodo y a cada
enlace.
El obje i o que se pe sigue en es e capí ulo es p opone un algo i mo que
combina un esquema de ICIC y RA que adap a de o ma dinámica la
dis ibución de ecu sos en condiciones de ca ga he e ogéneas y un c i e io de
selección de nodo que pe mi e balancea la ca ga de á ico. Po sencillez en la
p opues a del esquema de ICIC y RA dinámico se emplea la es uc u a de ama
con encional, en luga de aplica la es uc u a de combinación de amas, pese a
que, como se ha is o en el capí ulo an e io , es a úl ima pe mi e ob ene mejo es
esul ados a ni el de h oughpu global. Del mismo modo, ambién se emplea la
con igu ación de 2 RNs po sec o en ez de la con igu ación de 4 RNs po
sec o . No obs an e, el algo i mo que se p opone puede emplea se ambién sob e
la con igu ación de 4 RNs po sec o y sob e la es uc u a de combinación de
amas lle ando a cabo pequeñas modi icaciones pa a ajus a lo al escena io
conc e o, ob eniéndose además conclusiones simila es.
Den o de los esquemas de ICIC y RA p opues os en el capí ulo an e io pa a
la es uc u a de ama con encional, los esquemas basados en SFR mejo an las
p es aciones de los esquemas basados en FFR. Es po ello que pa a el algo i mo
que se p opone en es e capí ulo se ha seleccionado el esquema basado en SFR
como el esquema de RRM aplicado pa a el despliegue de elays. En la Figu a
5.4 se ep esen a el esquema SFR_3G RBs p opues o pa a las sub amas de
acceso. También se ep esen an los ecu sos p io i a ios pa a los enlaces di ec os
de cada sec o de los DeNBs, aplicándose además la misma o denación en la
asignación de ecu sos en los DeNBs que la que se ha aplicado en el capí ulo
an e io . De es a o ma, los mUEs eciben asignaciones en p ime luga en
aquellos RBs que es án plani icados pa a el sec o que les da se icio. No
obs an e, cuando un sec o ocupa odos sus RBs p io i a ios, comienza a ocupa
los RBs p easignados a los o os sec o es de la celda, seleccionando el sec o que
enga meno ocupación. Además, con inuando con la iloso ía aplicada en el
capí ulo an e io , no se pe mi e que un RB se asigne de o ma simul ánea en el
mismo TTI en los enlaces di ec os de dos sec o es pe enecien es a la misma
celda. Finalmen e, al y como se ha comen ado en el capí ulo an e io , si un RN
u iliza pa a sus enlaces de acceso los RBs plani icados pa a la subbanda ex e io
de las celdas adyacen es, la in e e encia que ecibi ían los UEs pod ía se
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
234
demasiado ele ada. Po ello, se sigue el mismo plan eamien o que el aplicado en
el capí ulo an e io y no se conside a una subbanda ex e io de ecu sos de o ma
explíci a, de al o ma que el DeNB asigna la misma po encia de ansmisión a
odos los RBs del sis ema.
Figu a 5.4: RA del esquema SFR_3G RBs pa a DeNBs y RNs en sub amas de acceso (2
RNs po sec o )
En el esquema basado en SFR se de inen es pa ones de celda di e en es,
modi icando los RBs que se plani ican como p io i a ios pa a cada sec o en las
di e en es celdas, con el obje i o de pode asigna a los enlaces de acceso de los
RNs ecu sos ecuenciales con meno es ni eles de in e e encia c oss-laye . La
idea p incipal del esquema SFR_3G RBs es que cada RN eu iliza en sus enlaces
de acceso los G RBs que no es án plani icados pa a su p opio sec o ,
seleccionando los G RBs que eciben meno es ni eles de in e e encia c oss-
laye de las celdas ecinas y asignando siemp e que sea posible di e en es
G RBs a RNs ecinos pa a minimiza ambién la in e e encia co-laye . En la
Figu a 5.4 se ep esen a qué g upo de ecu sos de los enlaces de acceso de los
RNs se escoge en p ime luga . En línea con los esquemas p opues os en el
capí ulo an e io , los RNs asignan la misma po encia de ansmisión a odos sus
RBs disponibles.
0
12
3
4 5
C
A2A1
C1
B2C3
B3
C2
C1
B1
A2B3
A3
B2B1
A1
C2A3
C3
A3B2
A2
B3B1
A1
C3
A2
C2
A3A1
C1
B3C2
B2
C3C1
B1
C1B3
A3
A1C2
B2
B1
A3
C3
C1B2
A2
A1C3
B3
B1A2
C2
Celda 1
Celda 2
Celda 3
RN0 de la celda 1
C2C1
B1
1
e
g upo 2º
g upo
3
e
g upo
Pa ón Celda 3
A3
B3
C3 A1
B1
C1 A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
Recu sos p io i a ios
pa a DeNBs
Pa ón Celda 2
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2 + +
+ +
+ +=
=
=
Pa ón Celda 1
A3
B3
C3
A1
B1
C1
A2
B2
C2
+ +
+ +
+ +=
=
=
O denación en la asignación de
ecu sos pa a DeNBs
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 1
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Po encia
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 2
Sec o
A
Sec o
B
Sec o
C
Pa ón Celda 3
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
235
Los esul ados analizados en el capí ulo an e io , bajo condiciones de ca ga
homogéneas, mues an que asigna un mayo o un meno núme o de RBs a los
enlaces de acceso de los RNs, no iene un impac o muy signi ica i o en el
h oughpu alcanzable po los enlaces di ec os en las sub amas de acceso.
Además, ambién se ha is o que asigna 3 G RBs a los enlaces de acceso de
cada RN en la con igu ación de 2 RNs po sec o puede se la can idad
adecuada, ya que inc emen a la can idad de ecu sos po encima de esos 3
G RBs no apo a una ganancia de p es aciones muy no able. La asignación de
ecu sos a los enlaces de acceso de los RNs se puede ajus a pa a balancea las
p es aciones de los mUEs y los UEs, sin emba go, como se ha is o en el
capí ulo an e io , el h oughpu alcanzable po los UEs no siemp e se puede
inc emen a aumen ando los RBs plani icados pa a los RNs. Es o es debido
p incipalmen e a limi aciones en la asignación de ecu sos pa a los enlaces
backhaul, pe o ambién debido a o os ac o es como los que se han is o en el
capí ulo an e io , ya que al inc emen a los RBs asignados a los enlaces de
acceso, de acue do con los p incipios de diseño plan eados, la po encia de
ansmisión po RB se educe, y los UEs son más ulne ables a la in e e encia
y, además, al aumen a el eúso ecuencial en e RNs ecinos, la in e e encia
co-laye es más ag esi a, deg adándose la SINR obse ada po los UEs.
En las sub amas de acceso, odos los ecu sos ecuenciales del sis ema
es án disponibles pa a los enlaces di ec os. Además, como no siemp e se puede
inc emen a el h oughpu alcanzable po los UEs aumen ando los RBs
asignados a los enlaces de acceso de los RNs, y la asignación de 3 G RBs a cada
RN es una elección adecuada, el esquema de RA pa a las sub amas de acceso se
man iene ijo. Po lo an o, al y como se ep esen a en la Figu a 5.4, los enlaces
di ec os pueden u iliza odos los RBs del sis ema, de iniéndose los G RBs
p io i a ios pa a cada sec o , y cada RN puede asigna sus enlaces de acceso en
los 3 G RBs plani icados. Po el con a io, el esquema de RA pa a las sub amas
backhaul se ajus a dinámicamen e bajo condiciones de ca ga he e ogéneas,
adap ando la dis ibución de ecu sos en e enlaces di ec os y enlaces backhaul,
y se explica en el siguien e apa ado.
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de
nodo
En es e apa ado se desc iben el esquema de RA-ICIC dinámico y el c i e io
de selección de nodo que se p oponen. El obje i o es p opone un algo i mo que
combine una dis ibución dinámica de ecu sos ecuenciales en e nodos y
enlaces que pueda ajus a se an e condiciones de ca ga he e ogéneas, y un c i e io
de selección de nodo que conside a la dis ibución de ca ga pa a a a de
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
242
no plani icado pa a sa is ace demandas de capacidad más ele adas. No
obs an e, odas las asignaciones de ecu sos ienen que sa is ace las
es icciones de ICIC ecopiladas en la Tabla 5.6 y en la Tabla 5.7, pa a los
RNs pa es e impa es espec i amen e.
Cada RNi pa (i=0, 2, 4):
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su sec o opues o (p. ej. g upos B1, B2 y B3 pa a el RN0 de la celda 1), si
los RBs no han sido asignados p e iamen e a los enlaces backhaul de uno
o ambos de los siguien es RNs: [(i+2) mod 6] y [(i+5) mod 6] (p. ej.
RN2 y RN5, si se conside a el RN0).
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su p opio sec o (p. ej. g upos A1, A2 y A3 pa a el RN0 de la celda 1), si
los RBs no han sido asignados p e iamen e a los enlaces backhaul de uno
o ambos de los siguien es RNs: [(i+1) mod 6] y [(i+4) mod 6] (p. ej.
RN1 y RN4, si se conside a el RN0).
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su sec o adyacen e (p. ej. g upos C1, C2 y C3 pa a el RN0 de la celda 1),
si los RBs no han sido asignados p e iamen e a los enlaces backhaul de
uno o ambos de los siguien es RNs: [(i
+
2) mod 6] y [(i
+
5) mod 6].
Tabla 5.6: Decisiones de asignación de RBs pa a los RNs pa es
Cada RNi impa (i=1, 3, 5):
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su sec o opues o, si los RBs no han sido asignados p e iamen e a los
enlaces backhaul de uno o ambos de los siguien es RNs: [(i+1) mod 6] y
[(i+4) mod 6].
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su p opio sec o , si los RBs no han sido asignados p e iamen e a los
enlaces backhaul de uno o ambos de los siguien es RNs: [(i+2) mod 6] y
[(i+5) mod 6].
• Puede ecibi RBs po encialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os de
su sec o adyacen e, si los RBs no han sido asignados p e iamen e a los
enlaces backhaul de uno o ambos de los siguien es RNs: [(i
+
1) mod 6] y
[(i
+
4) mod 6].
Tabla 5.7: Decisiones de asignación de RBs pa a los RNs impa es

5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
243
Aplicando es as conside aciones, el algo i mo a a de alcanza la
dis ibución de ecu sos deseada (NRBes ,di ec os,s y NRBes ,backhaul, ), y si es a
dis ibución no es posible, a a de ob ene la dis ibución de ecu sos más
pa ecida posible. En p ime luga , el algo i mo in en a sa is ace la demanda de
capacidad del enlace backhaul de cada RN asignándole los RBs de los g upos
p ima io y secunda io. Una ez que los G RBs p ima ios y secunda ios se han
asignado, si algún RN no ha sido capaz oda ía de alcanza el núme o de RBs
que debe ía ecibi su enlace backhaul (NRBes ,backhaul, ), el algo i mo in en a á
asigna RBs no plani icados inicialmen e a esos RNs. No obs an e, es as
asignaciones de RB deben sa is ace siemp e las es icciones de ICIC de la
Tabla 5.6 y la Tabla 5.7. En la p ime a pa e del algo i mo, los RBs plani icados
pa a los enlaces di ec os del sec o adyacen e de un RN se conside an
p ohibidos, y po lo an o no se án asignados al enlace backhaul de ese RN. De
es a o ma, el algo i mo a a á de asigna a los RNs ecu sos no plani icados
que pe enezcan a los G RBs del sec o opues o y del p opio sec o . Pa a ambos
ipos de g upos de RBs se end án que sa is ace las es icciones de ICIC (Tabla
5.6 y Tabla 5.7), que undamen almen e ga an izan que si un RB es asignado al
enlace backhaul de un RN, ese RB solo puede se eu ilizado po su sec o
opues o. Po ejemplo, si el algo i mo in en a asigna al RN0 de la celda 1
ecu sos ecuenciales del g upo B3, como se a a de un G RB plani icado pa a
los enlaces di ec os de su sec o opues o (sec o B), el algo i mo comp oba á que
esos RBs no han sido asignados p e iamen e al RN2 y al RN5. El sec o A es el
sec o adyacen e del RN2 y del RN5, po eso no se pe mi e eu iliza pa a el
enlace backhaul del RN0 los mismos RBs que se es án asignando a los enlaces
backhaul de ambos RNs. El RN1 y el RN4 ienen p ohibidos los RBs del g upo
B3, ya que el sec o B es su sec o adyacen e. Y inalmen e, el RN3 es el elay
opues o al RN0, y po lo an o es á pe mi ido que ambos RNs eu ilicen los
mismos RBs.
En la úl ima pa e del algo i mo, si oda ía quedan RNs que no han
sa is echo los RBs que debe ían ecibi pa a su enlace backhaul, se in en a
asigna RBs inicialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os del sec o
adyacen e. Las es icciones de ICIC (Tabla 5.6 y Tabla 5.7) pa a es e ipo de
G RB ga an izan que las asignaciones no in oducen in e e encia adicional
sob e los enlaces backhaul ya asignados. Po o o lado, de ca a a es ima
adecuadamen e los RBs que se es án asignando al enlace backhaul, el algo i mo
iene en cuen a que el RN que ecibe RBs plani icados pa a su sec o adyacen e
e á deg adadas sus p es aciones en dichos RBs. Po ejemplo, si el algo i mo
in en a asigna al RN0 de la celda 1 ecu sos ecuenciales del g upo C1, el
algo i mo comp ueba que esa asignación no añade in e e encia adicional a los
enlaces backhaul del RN2 y del RN5, ya que el sec o A es su sec o adyacen e.
Sin emba go, aunque el RN4 haya ecibido el g upo C1, como el sec o A es su
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
244
sec o opues o, la asignación de RBs del g upo C1 al enlace backhaul del RN0
no in oduce in e e encia adicional sob e el enlace backhaul del RN4. Y desde
el pun o de is a del RN0, se asume que su sec o adyacen e usa á esos RBs, y se
iene en cuen a la deg adación de p es aciones en esos RBs pa a calcula
adecuadamen e los RBs asignados al enlace backhaul del RN0.
A con inuación se desc iben los pasos que sigue el esquema de RA dinámico
pa a a a de alcanza la dis ibución de ecu sos deseada (NRBes ,di ec os,s y
NRBes ,backhaul, ), eniendo en cuen a las conside aciones gene ales explicadas
an e io men e, y espe ando las es icciones de ICIC ecopiladas en la Tabla 5.6
y la Tabla 5.7. De al o ma que, el esquema de RA dinámico solo asigna á un
RB al enlace backhaul de un RN si se sa is acen las es icciones de ICIC.
Además, hay que ene en cuen a que en la p ime a pa e del algo i mo solo se
asignan a los enlaces backhaul RBs que pe enezcan a los g upos inicialmen e
plani icados pa a los enlaces di ec os de su sec o opues o y de su p opio sec o ,
con el obje i o de educi la in e e encia in a-celula . Mien as que en los
úl imos pasos (7 y 8, del algo i mo que se desc ibe a con inuación), se pe mi e
asigna a los enlaces backhaul RBs inicialmen e plani icados pa a los enlaces
di ec os de su sec o adyacen e, con el obje i o de alcanza la dis ibución de
ecu sos más pa ecida posible a la dis ibución deseada, y de maximiza en la
medida de lo posible los RBs que quedan disponibles pa a los enlaces di ec os.
Po úl imo, me ece la pena des aca que cuando un RN alcanza el núme o de
RBs que se ha es imado que debe ía ecibi (NRBes ,backhaul, ), es e RN deja de
conside a se en el es o de pasos del esquema de RA dinámico. Los pasos del
esquema de RA dinámico son los siguien es:
Paso 0: Como paso p e io an es de inicia el algo i mo se eciben como
pa áme os de en ada NRBes ,di ec os,s pa a cada sec o s de la celda, y
NRBes ,backhaul, pa a cada RN de la celda. Hay que ene en cuen a que los
enlaces di ec os pueden se asignados an o en las sub amas de acceso como en
las sub amas backhaul, po lo an o, NRBes ,di ec os,s engloba el núme o de RBs que
debe ía ecibi el sec o en ambos ipos de sub ama. Pa a ob ene el núme o de
RBs que debe ía ecibi cada sec o pa a sus enlaces di ec os en la sub ama
backhaul (NRBes ,di ec os,s
backhaul ) se emplea la ecuación (5.40). En p ime luga , se
descuen a el núme o de RBs que pueden se asignados a los enlaces di ec os de
cada sec o s en las sub amas de acceso (N o al,s
acceso =3 G RBs). Pos e io men e, si
as descon a los RBs asignables en las sub amas de acceso, el núme o de RBs
que debe ía ecibi un sec o s es supe io al núme o o al de RBs asignables en
el sec o pa a los enlaces di ec os en las sub amas backhaul (N o al,di ec os,s
backhaul =
3 G RBs), el algo i mo solo se á capaz de asegu a N o al,di ec os,s
backhaul . Po el con a io,
si el núme o de RBs que debe ía ecibi el sec o en las sub amas backhaul es
in e io a N o al,di ec os,s
backhaul , el algo i mo ga an iza á que el sec o ecibe odos los RBs
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
245
eque idos. De al o ma que, de los es G RBs inicialmen e plani icados pa a
los enlaces di ec os de cada sec o en las sub amas backhaul (Figu a 5.5), el
algo i mo puede asigna RBs a los enlaces backhaul de los RNs de ese sec o ,
pe o siemp e ga an izando que al menos quedan NRBes ,di ec os,s
backhaul RBs disponibles
pa a los enlaces di ec os.
( )
( )
0
backhaul acceso backhaul
es ,di ec os,s es ,di ec os,s o al,s o al,di ec os,s
NRB min max NRB N , ,N= −
(5.40)
Paso 1: En la p ime a onda, el algo i mo asigna los RBs del g upo p ima io
(denominado P y ep esen ado median e un cí culo ama illo con línea
discon inua en la Figu a 5.5) a cada RN de la celda, has a que se alcanzan los
RBs que debe ía ecibi el RN (NRBes ,backhaul, ), o has a que se han asignado al
enlace backhaul del RN odos los RBs pe enecien es a su P .
Paso 2: Si quedan RBs sin asigna pe enecien es a los G RBs p ima ios, se
lle a a cabo una segunda onda, en la que el algo i mo in en a asigna esos RBs
lib es a aquellos RNs de la celda que aún no han alcanzado los RBs que debe ían
ecibi . En es a segunda onda se in en an asigna RBs pe enecien es al g upo
p ima io de un RN, al enlace backhaul de o o RN di e en e que aún no ha
alcanzado NRBes ,backhaul, . Po lo an o, las asignaciones de RBs a los enlaces
backhaul deben sa is ace las es icciones de ICIC ecopiladas en la Tabla 5.6 y
la Tabla 5.7.
Paso 3: El algo i mo asigna los RBs del g upo secunda io (denominado S y
ep esen ado median e un cí culo osa con línea con inua en la Figu a 5.5) a cada
RN de la celda, has a que se alcanzan los RBs que debe ía ecibi el RN
(NRBes ,backhaul, ), o has a que se han asignado al enlace backhaul del RN odos
los RBs pe enecien es a su S . El S de los RNs pa es es un G RB inicialmen e
plani icado pa a los enlaces di ec os de su sec o , po lo que el algo i mo
asigna á RBs de es e g upo al enlace backhaul del RN , pe o siemp e
ga an izando que al menos quedan NRBes ,di ec os,s
backhaul RBs disponibles pa a los
enlaces di ec os del sec o .
Paso 4: Si quedan RBs sin asigna pe enecien es a los G RBs secunda ios, el
algo i mo in en a asigna esos RBs lib es a aquellos RNs de la celda que aún no
han alcanzado los RBs que debe ían ecibi . De o ma simila al paso 2, el
algo i mo in en a asigna RBs pe enecien es al g upo secunda io de un RN, al
enlace backhaul de o o RN di e en e que aún no ha alcanzado NRBes ,backhaul, , po
lo que odas las asignaciones de RBs deben sa is ace las es icciones de ICIC
(Tabla 5.6 y Tabla 5.7). Además, las asignaciones ambién ga an izan que
queden su icien es RBs lib es en los G RBs inicialmen e plani icados pa a los
enlaces di ec os pa a sa is ace NRBes ,di ec os,s
backhaul .
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
246
Paso 5: Si aún quedan RNs que no han alcanzado los RBs que debe ían ecibi
pa a su enlace backhaul, el algo i mo a a de asigna les RBs inicialmen e
plani icados pa a los enlaces di ec os de su sec o , pe o ga an izando que al
menos quedan NRBes ,di ec os,s
backhaul RBs disponibles pa a los enlaces di ec os, y
sa is aciendo siemp e las es icciones de ICIC (Tabla 5.6 y Tabla 5.7).
Paso 6: Si aún quedan RNs que no han alcanzado los RBs que debe ían ecibi
pa a su enlace backhaul, y oda ía quedan RBs disponibles, se inicia una
enegociación. Si un RN no puede ecibi un de e minado RB , es po que es e
RB ya ha sido asignado a una pa eja de RNs opues os, pudiendo habe sido
asignado solo a uno de ellos o a los dos, y asigna el RB al RN no sa is ace
las es icciones del esquema de ICIC. Po lo an o, el algo i mo in en a
easigna a esa pa eja de RNs opues os en algún RB disponible que sa is aga las
es icciones del esquema de ICIC. Y si la easignación es posible, se asigna el
RB al RN .
Paso 7: Si algún RN oda ía no ha alcanzado los RBs que debe ía ecibi pa a su
enlace backhaul, el algo i mo in en a asigna le RBs inicialmen e plani icados
pa a los enlaces di ec os de su sec o adyacen e. Las asignaciones deben
sa is ace las es icciones de ICIC (Tabla 5.6 y Tabla 5.7), po lo que es as
asignaciones de RBs inicialmen e plani icados pa a los enlaces di ec os del
sec o adyacen e no in oducen in e e encia adicional sob e los enlaces
backhaul ya asignados. Po o o lado, de ca a a calcula si el RN ya ha ecibido
odos los RBs que debe ía (NRBes ,backhaul, ), el algo i mo iene en cuen a la
deg adación en la SINR que su i á el RN que ecibe es os RBs, debido al mayo
ni el de in e e encia que ecibi á de su sec o adyacen e.
Paso 8: Inicialmen e se han de inido es G RBs pa a los enlaces di ec os de
cada sec o . Con el obje i o de maximiza la can idad de ecu sos ecuenciales
que se asignan a los enlaces di ec os, en es e paso el algo i mo in en a que los
RBs de es os g upos no sean asignados a los enlaces backhaul de los RNs del
sec o , siemp e que sea posible. Po lo an o, si algún RB inicialmen e
plani icado pa a los enlaces di ec os ha sido asignado a un RN del sec o , y
oda ía quedan RBs disponibles, se aplican las dos siguien es ases, pa a a a
de libe a los RBs plani icados pa a los enlaces di ec os, easignando a esos RNs
en o os RBs disponibles:
8.a) Pa a aquellos RNs que hayan ecibido RBs inicialmen e plani icados pa a
los enlaces di ec os de su p opio sec o , el algo i mo in en a asigna les RBs
disponibles pe enecien es a los G RBs plani icados pa a los enlaces di ec os de
su sec o opues o. Si es os RBs no pueden se asignados al RN po no sa is ace
las es icciones del esquema de ICIC, el algo i mo lle a a cabo una
enegociación, como en el paso 6. Si la asignación es posible, el RB plani icado
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
247
pa a los enlaces di ec os se libe a, y el enlace backhaul del RN se asigna en el
nue o RB.
8.b) Si as aplica la ase 8.a oda ía hay RBs inicialmen e plani icados pa a los
enlaces di ec os de un sec o que han sido asignados al enlace backhaul de un
RN del sec o , y quedan RBs disponibles, el algo i mo in en a asigna a es os
RNs RBs pe enecien es a los G RBs plani icados pa a los enlaces di ec os de su
sec o adyacen e. De o ma simila al paso 7, es as asignaciones deben sa is ace
las es icciones del esquema de ICIC y, po lo an o, no in oducen in e e encia
adicional sob e los enlaces backhaul ya asignados. Además, el cambio de RBs
solo es álido si la asignación del enlace backhaul que se es á conside ando no
se deg ada. Es deci , el cambio de RBs solo se acep a si eniendo en cuen a la
deg adación en la SINR que su i á el RN al u iliza RBs plani icados pa a su
sec o adyacen e, se sigue sa is aciendo la capacidad que se ha es imado que
debe ía ecibi , o al menos, se alcanza una capacidad igual o supe io a la
alcanzada an es de ealiza el cambio de RBs.
Paso 9: Una ez que se han asignado los RBs a los enlaces backhaul de los RNs
de la celda, se asignan a los enlaces di ec os de cada sec o aquellos RBs que
pe enecen a los G RBs inicialmen e plani icados pa a ese sec o (Figu a 5.5)
que no hayan sido asignados al enlace backhaul de ninguno de los dos RNs del
sec o .
Una ez que acaba el algo i mo, se dispone de los RBs asignados a los
enlaces di ec os de cada sec o y al enlace backhaul de cada RN pa a las
sub amas backhaul. El esquema dinámico de RA se lle a a cabo pa a cada
DeNB de o ma independien e. Me ece la pena des aca que a medida que a
a anzando el algo i mo, se p io iza la asignación de RBs a aquellos RNs cuyo
cocien e en e los RBs que ya ha ecibido y los RBs que debe ía ecibi es
meno .
Respec o a los enlaces di ec os, la inco po ación de eúso ecuencial in a-
celula deg ada las condiciones de in e e encia obse adas po los mUEs. No
obs an e, como cada RB puede se eu ilizado un máximo de dos eces en el
mismo DeNB, el schedule a a á de asigna a los mUEs aquellos RBs en los
que la in e e encia in a-celula es más le e. Además, se ha comp obado en el
capí ulo an e io que el inc emen o en el eúso ecuencial p opues o po el
esquema Back_op4 pe mi e inc emen a la disponibilidad de RBs pa a los
enlaces di ec os, compensando la deg adación de las condiciones de
in e e encia y compensando el o e head in oducido po los enlaces backhaul.
De la misma o ma que en el esquema Back_op4, la asignación de ecu sos de
los DeNBs en las sub amas backhaul sigue la o denación ep esen ada en la
Figu a 5.4, pe o inco po ando esquemas de eúso ecuencial in a-celula . De
es a o ma, un sec o puede asigna a sus enlaces di ec os un RB plani icado

Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
248
pa a los enlaces di ec os de o o sec o , pe o solo cuando es a asignación no
in oduce in e e encia in a-celula adicional. Es deci , siemp e que se ga an ice
que, si ese RB ha sido ya asignado a un enlace backhaul, el sec o que lo quie e
asigna (pese a que no pe enece a sus G RBs p io i a ios) es el sec o opues o
del RN. Finalmen e, y en línea con los esquemas es á icos de RA-ICIC
p opues os en el capí ulo an e io pa a las sub amas backhaul, el DeNB asigna
la misma po encia de ansmisión a odos los RBs, con el obje i o de o ece
mejo es condiciones de in e e encia pa a los enlaces backhaul.
5.3.3 C i e io de selección de nodo
Si se sigue un esquema con encional, cuando un nue o usua io necesi a
es ablece una conexión RRC (Radio Resou ce Con ol) en la ed, se pod ía
espe a un c i e io de selección de nodo basado en el ni el p omedio de SINR
que se espe a ecibi del sec o de su DeNB y de los RNs del sec o , asumiendo
idealmen e que la SINR puede se de i ada a pa i de la RSRQ (Re e ence
Signal Recei ed Quali y), o bien epo ada di ec amen e po el UE. De es a
o ma, los usua ios se conec a ían p e e iblemen e al nodo del que eciben el
mayo ni el de SINR, y, po lo an o, al nodo que les pe mi i ía alcanza el
mayo h oughpu po RB. Sin emba go, los c i e ios de selección de nodo que
se basan exclusi amen e en medidas de RSRP, RSRQ o SINR, sin ene en
cuen a la dis ibución de ca ga en e los nodos, no pe mi en ap o echa al
máximo los ecu sos ecuenciales disponibles. Es o es debido a que la asa de
da os e ec i a que puede alcanza un UE ambién depende de la disponibilidad
de capacidad en el nodo que le a a da se icio.
Po ello, en el c i e io de selección de nodo que se p opone en es e capí ulo,
y que ecibe el nomb e de Load Balanced Cell Selec ion Me hod (LBCSM), si
un UE ecibe un ni el de SINR p omedio supe io a un umb al (SINRTH
cand) de
más de un nodo, se conside a que el UE es candida o pa a se conec ado a
cualquie a de es os nodos, sin necesidad de que sea al que p opo ciona el mejo
ni el de SINR p omedio, si es a selección de nodo al e na i a p opo ciona una
mayo sa is acción de los equisi os de QoS a ni el de enlace o un mayo
ap o echamien o de los ecu sos ecuenciales a ni el global. Po ejemplo, si un
usua io es á conec ado ac ualmen e a un DeNB, pe o el usua io ambién obse a
buenas condiciones de canal espec o a un RN ce cano, y es e RN dispone de
su icien es ecu sos ecuenciales lib es pa a sa is ace los equisi os de á ico
del usua io, quizás es más bene icioso que el usua io se conec e al RN. De es a
o ma, si las condiciones de canal del enlace backhaul del RN son mejo es que
las condiciones de canal que obse a el usua io en su enlace di ec o con el
DeNB, el consumo de ecu sos en el DeNB se ía más bajo, y el usua io pod ía
ap o echa se de los ecu sos lib es que dispone el RN en sus enlaces de acceso.
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
249
Po o o lado, si un usua io ecibe un mejo ni el de SINR p omedio de un
RN, pe o el usua io es capaz de alcanza una mayo asa de da os si se conec a al
DeNB, g acias a una mayo disponibilidad de ecu sos ecuenciales en los
enlaces di ec os, ambién se conside a el in e cambio del nodo seleccionado.
Hay que ene en cuen a que, en la mayo ía de casos, las condiciones de canal de
los enlaces di ec os son peo es que las condiciones de canal de los enlaces
backhaul, po lo an o, desde el pun o de is a del DeNB se consumen más
ecu sos ecuenciales. Sin emba go, el usua io puede ecibi mejo es
p es aciones del DeNB que del RN debido a una al a de ecu sos disponibles en
los enlaces de acceso del RN.
Figu a 5.6: Diag ama de la ope ación del algo i mo comple o
Nue o
UE u
C ea lis a de nodos
candida os
(SINR > ),
de mayo a meno
SINR
Se escoge el
siguien e nodo
de la lis a: n
¿Se ha
acabado la
lis a? P e-selección
Es imación de
la demanda de
RBs
NO Cálculo de la
demanda o al
de RBs
Res icciones de
ICIC
NO
SI
Se selecciona el
nodo n pa a el
UE u
SI
Se escoge el
nodo candida o
con mayo
Redis ibución
de UEs
FIN
NO
Cálculo de la
can idad de RBs
asignables
Esquema de
RA-ICIC
dinámico
di ec os,s,z acceso, backhaul,
, ,
η ηη
, si n es un RN
n
cand
TH
SINR
di ec os,s
D
,
backhaul,
sD∀∈
,,
s
UE u di ec o
W , si n es un sec o
,, ,,
UE u acceso UE u backhaul
W y W
u
eq
T
c
u' U ,u' u∀∈ ≠
,alc u
T
,alc u
T
,
¿?
u
alc u eq
TT>
,
¿?
,
u
alc u eq
s
TT
uU
uU s
>
∀∈
∀∈ ∀∈
UE,u',backhaul
W
s
UE,u',di ec o
W
UE,u',acceso
W
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
250
El c i e io de selección de nodo que se p opone en es e capí ulo incluye
p ocesos po enciales de easignación de nodo. Es deci , p ocesos en los que UEs
que p e iamen e es aban conec ados a un nodo, pueden ealiza un hando e a
o o nodo, ya sea un DeNB o un RN, con el obje i o de mejo a la u ilización de
los ecu sos ecuenciales, y de alcanza mejo es p es aciones. Sin emba go,
an es de explica en de alle los di e en es pasos del c i e io de selección de nodo,
es necesa io desc ibi p ime o cómo se ob iene la asa de da os que un UE pod ía
alcanza en cada uno de los nodos que se conside an en la decisión de la
selección de nodo. El cálculo de la asa de da os alcanzable equie e es ima en
p ime luga la can idad de ecu sos que cada sec o o RN iene disponible pa a
el UE, as habe e ec uado el epa o de ecu sos en e enlaces di ec os y
enlaces backhaul. En la Figu a 5.6 se ep esen a el diag ama de la ope ación del
algo i mo comple o cuando un nue o UE u in en a conec a se al sis ema,
englobando el esquema de RA dinámico y el c i e io de selección de nodo.
5.3.3.1 Es imación de la demanda de RBs de los UEs
En p ime luga , se es ima el consumo pa a cada usua io u, en é minos del
núme o de RBs necesa ios pa a sa is ace su asa de da os eque ida (T eq
u), pa a
cada uno de los enlaces po enciales in oluc ados en el acceso del usua io. Si un
usua io u se a a conec a po encialmen e al DeNB, se es ima su consumo pa a
el enlace di ec o del sec o s que le da se icio (WUE,u,di ec o
s ). Po el con a io, si
un usua io u se a a conec a po encialmen e a un RN, se es ima su consumo
pa a el enlace backhaul (WUE,u,backhaul
) y pa a el enlace de acceso (WUE,u,acceso
) del
RN que le da ía se icio. Dichas es imaciones de consumo, se ob ienen pa a
cada UE de la celda de acue do a las ecuaciones (5.41), (5.42) y (5.43), donde
ηdi ec os,s,z es la e iciencia p omedio po RB pa a los enlaces di ec os del sec o s
en la zona z de la celda, ηacceso, es la e iciencia p omedio po RB pa a los enlaces
de acceso del RN , y ηbackhaul, es la e iciencia p omedio po RB pa a el enlace
backhaul del RN . Las e iciencias se calculan en é minos de los bi s p omedio
que se pueden asmi i en un RB.
u
eq
s
UE,u,di ec o
di ec os,s,z
T
Wη
=
(5.41)
u
eq
UE,u,acceso
acceso,
T
Wη
=
(5.42)
u
eq alc,u,acceso
UE,u,backhaul
backhaul, backhaul,
TT
W min ,
ηη

=

(5.43)
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
251
Respec o a la es imación del consumo de RBs en el enlace backhaul de los
RNs (WUE,u,backhaul
) mos ada en la ecuación (5.43), se es á conside ando ambién
la asa de da os p omedio que se es ima que el usua io u se ía capaz de alcanza
en su enlace de acceso con el RN (Talc,u,acceso
). En si uaciones en las que la ca ga
de á ico de un RN es al a, las es imaciones de la asa de da os que pod ía
alcanza cada UE en los enlaces de acceso pod ían se in e io es a las asas de
da os eque idas po los UEs. Po ello, en la es imación del consumo de los UEs
en el enlace backhaul se conside a ambién Talc,u,acceso
como ac o co ec o . De
es a o ma se in en a ajus a la capacidad de los enlaces backhaul a la capacidad
ag egada alcanzada en los enlaces de acceso, con el obje i o de no despe dicia
ecu sos ecuenciales en los enlaces backhaul cuando los enlaces de acceso de
los RNs es án sob eca gados, y no son capaces de ansmi i odos los paque es
de da os ecibidos en su enlace backhaul. Cómo se calcula la asa de da os
p omedio alcanzable po los usua ios en sus enlaces de acceso (Talc,u,acceso
) se
explica en de alle pos e io men e.
Como se e en las ecuaciones (5.41), (5.42) y (5.43), en luga de conside a
una es imación de la e iciencia po RB pa a cada UE, eniendo en cuen a sus
condiciones de canal de mane a indi idual, se conside a una e iciencia p omedio
pa a los UEs que es án conec ados a un mismo RN, o pa a los UEs que
pe enecen a la misma zona (zonas 0, 1 y 2 ep esen adas en la Figu a 3.9) de
cada sec o . Hay que ene en cuen a que el schedule puede asigna los RBs con
meno es ni eles de in e e encia a aquellos UEs que obse an malas condiciones
de canal, con el obje i o de sa is ace sus equisi os de QoS. Po el con a io, el
schedule puede asigna los RBs que eciben mayo es ni eles de in e e encia a
los UEs que obse an buenas condiciones de canal, ob eniéndose una e iciencia
po RB más baja que la e iciencia alcanzable que pod ía es ima se eniendo en
cuen a sus buenas condiciones de canal. Po lo an o, una es imación de la
e iciencia indi idualizada pa a cada UE pod ía se op imis a pa a algunos
usua ios y, al mismo iempo, pesimis a pa a o os usua ios. Sin emba go,
calcula la e iciencia p omedio de los UEs que se encuen an en la misma zona
pe mi e es ima el consumo ag egado de RBs de los UEs conec ados a un nodo
de una mane a más ealis a, eniendo en cuen a el epa o de los ecu sos
ecuenciales disponibles en e los di e en es UEs.
Las e iciencias p omedio se es iman empleando una en ana de p omediado
deslizan e, de al o ma que en cada sub ama se añade la e iciencia po RB
alcanzada en ese TTI, y se elimina la mues a más an igua. Así se a es imando
y ac ualizando la e iciencia p omedio po RB alcanzada en las úl imas
sub amas. Respec o a las e iciencias p omedio po RB pa a los enlaces di ec os
se ob iene una e iciencia p omedio independien e pa a cada sec o y además,
pa a cada zona del sec o (ηdi ec os,s,z). De es a o ma se puede es ima de o ma
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
258
c i e io de selección de nodo, con el obje i o de a a de edis ibui la ca ga de
á ico en e los di e en es nodos. En es a si uación, el nue o UE se conec a ía al
nodo que le p opo ciona una mayo Talc,u, ya que es o equi ald ía a selecciona el
nodo que es á cu sando la ca ga de á ico más baja, no obs an e, se lle a a cabo
la ase de edis ibución, que se explica en de alle en el siguien e paso (paso B).
Es a ase de edis ibución de UEs solo se aplica en el sec o al que pe enece el
nue o usua io, incluyendo los RNs desplegados en ese sec o . En la Figu a 5.6
puede e se el diag ama de lujo de la ope a i a del c i e io de selección de
nodo.
Po lo an o, cuando un nue o usua io accede a la ed, pod ía lle a se a cabo
un p oceso de edis ibución de usua ios si no se sa is acen los equisi os de
á ico. Además de es os p ocesos de edis ibución cuando nue os usua ios
acceden a la ed, la ase de edis ibución de usua ios ambién se lle a a cabo de
o ma pe iódica, y en es os casos, el p oceso de edis ibución se aplica en el
DeNB comple o, es deci , en odos los sec o es del DeNB. Cuando un nue o UE
se conec a a la ed, si se sa is acen los equisi os de a ico de los UEs no se
aplica el p oceso de edis ibución. Y si no se sa is acen, el p oceso de
edis ibución de UEs se limi a solo al sec o al que pe enece el nue o UE. El
obje i o de limi a los p ocesos de edis ibución de usua ios que se lle an a
cabo cuando un nue o UE se conec a a la ed, es e i a cambios de nodos
cons an es y minimiza la señalización que conlle an los p ocesos de hando e
de los UEs, a pesa de que la dis ibución de á ico, y la dis ibución de
ecu sos, se pod ían op imiza si el p oceso se ealizase a ni el de celda. Sin
emba go, sí que se aplica la edis ibución de UEs a la celda comple a de o ma
pe iódica, pe o conside ando pe iodos de iempo más la gos. De es a o ma se
a a de alcanza una dis ibución de ca ga más e icien e en e los di e en es
nodos de la celda. Así, en si uaciones de baja ca ga, en las que los sec o es y los
RNs son capaces de sa is ace los equisi os de á ico de sus usua ios, los
p ocesos de edis ibución de UEs pe iódicos pe mi en balancea la dis ibución
de ca ga, con el obje i o de que odos los usua ios ob engan p es aciones
simila es, sin impo a si es án conec ados di ec amen e al DeNB o si se
conec an a a és de un RN.
B. Fase de edis ibución de usua ios
La ase de edis ibución de UEs se basa en el algo i mo que se desc ibe en
pseudo-código en la Tabla 5.9. Al comienzo del algo i mo se o denan los nodos
a conside a de meno a mayo ni el de sa is acción de las asas de da os
eque idas po los UEs, y se selecciona el nodo que alcanza una meno
sa is acción, ya que es el nodo que es á más sob eca gado. El algo i mo in en a
ans e i un UE de es e nodo (nodo n), al nodo que o ece el mayo ni el de
sa is acción a sus UEs (nodo n*). Si la ase de edis ibución se lle a a cabo

5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
259
po que un nue o UE se ha conec ado a la ed, el conjun o de nodos que se
conside a es á limi ado al sec o del DeNB al que pe enece el nue o UE y a los
RNs desplegados en ese sec o . Mien as que, si se a a de un p oceso de
edis ibución pe iódico, se conside an odos los nodos de la celda. Si el nodo n
es un sec o del DeNB, el algo i mo in en a ans e i un UE, que ac ualmen e
es á conec ado al sec o , al RN del sec o que o ece el mayo ni el de
sa is acción de las asas de da os eque idas. Si no es posible ans e i ningún
UE del sec o a es e RN, el algo i mo lo in en a con el o o RN del sec o
siguiendo el o den. El caso con a io se ía que el nodo n sea un RN, y en es e
caso el algo i mo in en a ans e i un UE del RN al sec o del DeNB.
Pa a selecciona el UE que pod ía ealiza el in e cambio de nodo se
comienza con los UEs que ac ualmen e es án conec ados al nodo n, pe o que
eciben un mayo ni el de SINR del nodo n*, que de su nodo n. Es os UEs
ecibi ían mejo es ni eles de SINR del nodo n*, y, además, el nodo n* o ece un
mayo ni el de sa is acción de las asas de da os eque idas, po lo que los UEs
ecibi ían mejo es asas de da os conec ándose al nodo n*. Po lo an o, si se
encuen a algún UE que sa is ace es as condiciones, de en e odos ellos se
in en a á aspasa al nodo n* al UE que ecibe el meno ni el de SINR del nodo
n. Po el con a io, si no se encuen a ningún UE que sa is aga es as condiciones,
el algo i mo busca los UEs ac ualmen e conec ados al nodo n, que son
candida os a conec a se al nodo n*, es deci , que eciben un ni el de SINR del
nodo n* supe io al umb al SINRTH
cand. Es os UEs eciben ni eles de SINR más
bajos del nodo n* que de su nodo ac ual n, sin emba go, se ían capaces de ecibi
asas de da os mayo es del nodo n*, g acias a una mayo disponibilidad de
ecu sos ecuenciales. El algo i mo in en a aspasa en p ime luga al UE que
ecibe el mayo ni el de SINR del nodo n*.
Una ez que se selecciona el UE que se a a in en a aspasa al nodo n*, se
comp ueba si el in e cambio de nodo sa is ace las condiciones necesa ias. En
p ime luga , es necesa io ac ualiza la es imación del consumo de RBs del UE
que se quie e ans e i pa a sus nue os enlaces (ecuaciones (5.41), (5.42) y
(5.43)). Pos e io men e, se es ima la dis ibución de ecu sos deseada eniendo
en cuen a es e posible in e cambio de nodo, y conside ando las es icciones del
esquema de ICIC, y se ac ualizan las es imaciones de la asa de da os p omedio
alcanzable po cada UE (ecuaciones (5.49), (5.50) y (5.51)). Con el obje i o de
e i a e ec os ping-pong, solo se alida el in e cambio de nodo del UE si la
es imación de la asa de da os alcanzable en el nodo n*, supe a en un cie o
po cen aje (PTH
in e c) a la asa de da os alcanzable en su nodo ac ual n an es de
conside a el in e cambio. Po lo an o, si la es imación de la asa de da os
alcanzable en el nodo n* no supe a el PTH
in e c, el in e cambio de nodo se desca a.
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
260
Inicialización: N = Conjun o de nodos a conside a
in e cambio = ue
while
(in e cambio)
in e cambio = alse
o dena (N): Se o denan los nodos de meno a mayo Salc
o n = 1 o leng h(N)
n* = Se selecciona el nodo con mayo Salc
U = Conjun o de UEs conec ados a n, candida os a conec a se a n*
o dena (U): En p ime luga , los UEs pa a los que SINRn* >SINRn
(de
meno a mayo SINRn).
Después, el es o de UEs candida os (de mayo a
meno SINRn*)
o u = 1 o leng h(U)
Ob ene Talc
n* y mn*
i ((Talc
n*
>(1+PTH
in e c)·Talc
n ) and (mn*<
mn)) hen
El UE u es aspasado al nodo n*
in e cambio = ue
Vol e al comienzo del while
else
Desca a el in e cambio de nodo
end i
end o
end o
end while
Se de ine:
Salc = Ni el de sa is acción de las asas de da os eque idas (T eq
u)
SINRn = Ni el de SINR p omedio ecibido del nodo n
SINRn* = Ni el de SINR p omedio ecibido del nodo n*
Talc
n = Es imación de la asa de da os alcanzable en el nodo n
Talc
n* = Es imación de la asa de da os alcanzable en el nodo n*
mn = Valo de la mé ica m si el UE pe manece conec ado al nodo n
mn* = Valo de la mé ica m si el UE es ans e ido al nodo n*
Tabla 5.9: Pseudo-código de la ase de edis ibución de UEs
Además de comp oba que la mejo a de la asa de da os alcanzable po el UE
es supe io al umb al (PTH
in e c), ambién se comp ueba una segunda condición, que
in en a medi si el in e cambio de nodo del UE es bene icioso a ni el de sis ema,
de acue do a la mé ica (m) ep esen ada en la ecuación (5.52). J es el índice de
Jain, y de la misma o ma que en [62], se u iliza pa a e alua la equi a i idad en
las asas de da os alcanzables (Talc,u) po odos los UEs de la celda. |Uc| pe mi e
ob ene la ca dinalidad del conjun o, de al o ma que equi ale al núme o o al
5.3 Esquema dinámico de RA-ICIC y c i e io de selección de nodo
261
de UEs de la celda (incluyendo an o mUEs como UEs). El ango de alo es
que puede oma el índice de Jain es [1|Uc|⁄,1], siendo 1 el mejo caso, en el
que odos los UEs obse a ían la misma asa de da os alcanzable. El segundo
ac o de la mé ica e alúa el ni el de sa is acción de las asas de da os
eque idas po los UEs (T eq
u), y cuan o meno sea es e ac o , mejo es el ni el de
sa is acción. De es a o ma, la mé ica busca que se asignen asas de da os
simila es a odos los UEs de la celda, así como que se sa is agan los equisi os
de QoS de los UEs.
( )
( )
()
2
2
0
1
c
c
c
u
eq alc,u
u
uU eq
alc ,u
uU
c alc ,u
uU
max T T ,
mJ T
T
JUT
∀∈
∀∈
∀∈
−
=−⋅



=⋅
∑
∑
∑
(5.52)
Po lo an o, si la asa de da os que se es ima que alcanza ía el UE en el nodo
n* supe a el umb al PTH
in e c, y el alo de la mé ica m se educe al conside a el
in e cambio de nodo, el algo i mo alida el in e cambio y el UE seleccionado
se á ans e ido al nodo n*. Po el con a io, si alguna de las dos condiciones no
se sa is ace, el algo i mo desca a el in e cambio de nodo. La ase de
edis ibución de UEs inaliza cuando el algo i mo ha comp obado odos los
nodos, y no se ha alidado ningún in e cambio de nodo.
Una ez que el c i e io de selección de nodo e mina, incluyendo el po encial
p oceso de edis ibución de usua ios, se dispone de una dis ibución de ecu sos
deseada (NRBes ,di ec os,s y NRBes ,backhaul, ) que ha sido ac ualizada, y que se en ía
como pa áme o de en ada al esquema de RA dinámico (subapa ado 5.3.2). El
esquema de RA dinámico ac ualiza á la asignación de ecu sos a cada nodo,
a ando de alcanza la dis ibución deseada. En la Figu a 5.6 puede e se el
diag ama de lujo de la ope ación conjun a del c i e io de selección de nodo y
del esquema de RA-ICIC dinámico. En línea con la limi ación del p oceso de
edis ibución de usua ios al sec o al que pe enece el nue o UE, el ajus e del
epa o de los ecu sos ecuenciales ambién se limi a al sec o . Es deci , que
cuando un nue o UE se conec a a la ed solo se comp ueba si es necesa io
ajus a el epa o de los ecu sos en e los enlaces di ec os del sec o al que
pe enece el nue o UE y los enlaces backhaul de los RNs desplegados en el
sec o . Po lo an o, en la es imación de la asa de da os alcanzable po los UEs
(subapa ado 5.3.3.2) se espe a la can idad de RBs asignados a los enlaces
di ec os de los dos sec o es es an es de la celda, y a los enlaces backhaul de los
RNs desplegados en esos dos sec o es. De o ma simila , el esquema de RA-
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
262
ICIC dinámico (subapa ado 5.3.2) se lle a a cabo ga an izando que se espe an
los RBs asignados a los enlaces di ec os de los dos sec o es es an es, y los RBs
asignados a los enlaces backhaul de los RNs desplegados en los dos sec o es
es an es. De es a o ma se e i a que los RBs asignados a cada nodo cambien
con demasiada ecuencia.
Po o o lado, cuando se lle an a cabo los p ocesos de edis ibución de UEs
pe iódicos, sí que se comp ueba si es necesa io adap a el epa o de ecu sos
ecuenciales a ni el de celda comple a, con el obje i o de op imiza el uso de
los RBs disponibles, pe o conside ando pe iodos de iempo más la gos. Po lo
an o, una ez que el p oceso de edis ibución de UEs pe iódico inaliza, y se ha
ac ualizado la dis ibución de ecu sos deseada (NRBes ,di ec os,s y NRBes ,backhaul, ),
es a dis ibución se en ía como pa áme o de en ada al esquema de RA-ICIC
dinámico, que asigna á RBs a cada nodo con el obje i o de alcanza la
dis ibución más pa ecida posible a la deseada.
5.4 Resul ados
En es e apa ado se p esen an los esul ados ob enidos median e simulación
pa a el algo i mo p opues o, que combina el esquema dinámico de RA-ICIC y el
c i e io de selección de nodo. En p ime luga , se analizan las p es aciones del
esquema dinámico de RA-ICIC bajo condiciones de demanda de á ico
he e ogéneas, con el obje i o de e alua si el esquema p opues o es capaz de
dis ibui los ecu sos ecuenciales en e los di e en es nodos de una mane a
e icien e. Pos e io men e, se e alúan las p es aciones del algo i mo comple o,
conside ando an o el esquema dinámico de RA como el c i e io de selección de
nodo, en dos escena ios con dis in a dis ibución de demanda de á ico.
5.4.1 Condiciones de e aluación
Pa a es e capí ulo se con inúan empleando condiciones de e aluación muy
simila es a las conside adas en los capí ulos p e ios, y explicadas en de alle en
el apa ado 3.4, con algunas di e encias elacionadas p incipalmen e con el
modelo de gene ación de conexiones. Se han empleado los pa áme os ecogidos
en la Tabla 4.1, que han sido seleccionados de acue do a las especi icaciones del
3GPP pa a el desa ollo de LTE [32], conside ando la es uc u a de ama FDD.
Se sigue conside ando un sis ema celula compues o de 21 mac oceldas
isec o izadas, sob e el que se despliegan dos elays en cada sec o (Figu a
4.7(a)), y siendo d=2/3
·
R y θ0=30º. De la misma o ma que en el capí ulo
an e io , en cada celda se de inen es zonas con la misma á ea, siendo la zona 0
la más ce cana al DeNB, mien as que la zona 2 es la más ex e io y alejada.
5.4 Resul ados
263
Se conside a un ancho de banda de 5 MHz pa a odo el sis ema, po lo que se
dispone de 27 RBs, y cada uno de los 9 G RBs con iene 3 RBs. Den o de un
mismo RB se asigna la misma po encia de ansmisión y el mismo MCS a odas
sus subpo ado as. Se aplica el mismo modelado de ni el ísico y de enlace
desc i o en el subapa ado 3.4.1, modelando de o ma explíci a la in e e encia.
Se conside an los mismos MCSs, po lo que en la Tabla 3.1 pueden e se los
alo es de SINR eque idos, así como la asa de da os ú iles po RB pa a cada
MCS. También se conside a el mismo modelado del canal adio de allado en el
subapa ado 3.4.2, y en la Tabla 4.1 se ecogen los alo es elacionados con es e
modelado.
El mecanismo de CQI aplicado en es e capí ulo es el mismo que el
conside ado en el capí ulo an e io , modelándose explíci amen e an o los e o es
en la es imación del canal, como los e o es en la es imación de la in e e encia.
Los pa áme os del esquema de CQI es án ecopilados en la Tabla 4.2. Sin
pé dida de gene alidad se asume como en los capí ulos an e io es que cada
usua io dispone de una única conexión pa a la ansmisión de da os en e el
DeNB o el RN y el UE en el enlace descenden e, aplicándose el mismo
modelado de conexiones que en los capí ulos p e ios (subapa ado 3.4.4). Con el
obje i o de e alua las p es aciones que o ece el algo i mo de epa o dinámico
de ecu sos y c i e io de selección de nodo an e condiciones he e ogéneas de
ca ga, en es e capí ulo se ha conside ado un á ico con es icciones de e a do,
como es el modelo de á ico ON-OFF, explicado en de alle en el subapa ado
3.4.4.
Los esquemas de ICIC empleados en es e capí ulo no conside an una
subbanda ex e io de ecu sos de o ma explíci a pa a los DeNBs, po lo que la
po encia máxima de ansmisión (PT,max
n ) se dis ibuye de o ma equi a i a en e
odos los RBs asignables, an o en los DeNBs como en los RNs. El único ni el
de la másca a de po encia (Mmed,n) se ob iene de la misma o ma que en los
capí ulos an e io es (ecuación (4.3)), y en la Tabla 5.10 se ecogen los alo es de
las másca as de po encia exp esadas en dBm/RB. De la misma o ma que en el
capí ulo an e io , se conside a una asignación ija de po encia an o en los
DeNBs, como en los RNs. Po lo an o, cuando un RB es asignado a un UE o a
un RN, el DeNB o RN que da se icio asigna á la po encia de inida po la
másca a de po encia pa a ese RB en conc e o (Mmed).
Aplicando el mismo plan eamien o que en los capí ulos an e io es, y al
ma gen de la especi icación LTE, como el núme o de RBs p easignados a los
RNs es meno que el núme o de RBs disponibles en el sis ema, se ha
p esupues ado un ni el de po encia en las señales de e e encia inc emen ado
espec o a la EPRE, y asimismo un ni el de ansmisión po RB más al o,
asumiendo que la po encia o al (PT,max
n ) se a a epa i equi a i amen e en e

Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
264
solo un subconjun o de los REs del ancho de banda o al del sis ema. Po o o
lado, como el núme o de RBs plani icados pa a los DeNBs excede el núme o de
RBs disponibles en el sis ema debido a la conside ación de esquemas de eúso
ecuencial, se ha p esupues ado un ni el de po encia en las señales de e e encia
educido espec o a la EPRE, y asimismo un ni el de ansmisión po RB más
bajo, asumiendo que la po encia o al se a a epa i equi a i amen e en e un
mayo conjun o de REs e ec i os. Hay que ene en cuen a, que espec o al
núme o o al de RBs asignables po los DeNBs, la Tabla 5.10 incluye ambos
ipos de sub ama (N o al,c
acceso y N o al,c
backhaul), de al o ma que el ni el de po encia en las
señales de e e encia y la másca a de po encia se calculan pa a el ipo de
sub ama más es ic i o.
N o al,c
acceso N o al,c
backhaul N o al,acceso, Mmed,c Mmed,
27 54 9 25.68 27.46
Tabla 5.10: Másca as de po encia DeNBs y RNs [dBm/RB]
De la misma o ma que en el capí ulo an e io , las en idades asociadas con la
ges ión de ecu sos adio, incluyendo la asignación de po encia, la asignación de
ecu sos en iempo y ecuencia y la selección adap a i a del MCS, es án
localizadas en los DeNBs y los RNs. Las decisiones de scheduling se oman de
o ma independien e en cada nodo cada TTI, asumiéndose un pe iodo de
scheduling de 1 ms. Además, como se ha comen ado en los capí ulos an e io es,
en es a esis la asignación de ecu sos se a a como un p oblema
mul idimensional. El esquema de ICIC de e mina qué ecu sos ecuenciales
pueden se asignados en cada nodo, sec o y ipo de enlace. Pos e io men e, es el
schedule el que asigna los ecu sos ecuenciales a cada UE o RN, aplicándose
sus dos componen es de o ma secuencial. A di e encia del capí ulo an e io , se
es á usando el modelo de á ico ON-OFF, que es á limi ado po el e a do, po
lo que la polí ica de scheduling empo al empleada en es e capí ulo es la misma
que la p esen ada en el subapa ado 3.4.6, y es á basada en el e a do acumulado
de los paque es almacenados en los bu e s de las conexiones de los usua ios. La
polí ica de scheduling empo al se exp esa de nue o en la ecuación (5.53), donde
Dmax
u es la co a máxima de e a do pa a el se icio cu sado po el usua io y dHOL
u
es el e a do acumulado del TU que se encuen a en la cabece a de los bu e s de
la conexión del usua io. Me ece la pena eco da que un TU es la can idad
mínima de da os que puede ansmi i el sis ema cuando un usua io ecibe una
asignación de ecu sos. Es deci , el amaño del TU se de e mina como la
can idad de bi s que se ansmi en en un único RB cuando se emplea el MCS
más bajo del sis ema.
5.4 Resul ados
265
u
HOL
u
umax
d
u a gmax D
∗

=

(5.53)
Respec o al scheduling ecuencial de los DeNBs, el algo i mo conside ado
es muy simila al empleado en el capí ulo an e io . Y es que, en p ime luga , el
schedule in en a asigna a los UEs RBs pe enecien es a la subbanda
p easignada al sec o que les da se icio, escogiendo pa a cada UE el RB en el
que obse a mejo es condiciones de canal. Si oda la subbanda p easignada al
sec o que da se icio al UE ya ha sido asignada, el schedule in en a asigna al
UE RBs de la subbanda p easignada al sec o con meno ocupación, escogiendo
ambién el RB que o ece al UE las mejo es condiciones de canal. Si la
asignación del UE no es posible, se inicia el p oceso de enegociación, que
pe mi e eubica a o os UEs ya asignados en o os RBs, con el obje i o de
libe a RBs que puedan se asignados al UE que se es á conside ando. Me ece la
pena des aca que después de ealiza una asignación de RBs se uel en a
calcula los índices de p io idad empo al de odos los usua ios, se eo denan los
usua ios con la nue a p io idad ac ualizada y se escoge al usua io más p io i a io
pa a la siguien e asignación. Po lo an o, un usua io puede ecibi a ias
asignaciones en un mismo TTI. En el caso de los RNs, el p ocedimien o seguido
po el schedule ecuencial es simila al de los DeNBs, con la única di e encia
de que no hay una plani icación de ecu sos ecuenciales p io i a ios po
sec o es. El schedule ecuencial selecciona á el MCS más al o posible, siemp e
que se sa is agan los equisi os de SINR (SINR eq
m).
Los usua ios se desplazan a una elocidad de 3km/h siguiendo el mismo
pa ón de mo imien o que el aplicado en los capí ulos an e io es (subapa ado
3.4.8). Asimismo, el mo imien o de los UEs es á es ingido pa a que siemp e se
man engan den o de los lími es de su espec i o sec o pa a e i a hando e s
en e sec o es y en e DeNBs ecinos. De acue do a las especi icaciones del
3GPP pa a el desa ollo de LTE [32] se conside a que se ha lle ado a cabo una
plani icación de las ubicaciones de los RNs, encon ando una ubicación óp ima
pa a cada RN que o ece una op imización de las condiciones de canal
obse adas po el RN en el enlace con su DeNB. Es a op imización se aduce en
las simulaciones añadiendo un bonus de 5 dB a las pé didas de p opagación del
link en e el RN y su DeNB (DeNB→RN).
5.4.1.1 Gene ación de condiciones de ca ga he e ogénea
Pa a lle a a cabo las simulaciones de es e capí ulo se ha conside ado una
dis ibución he e ogénea de demanda de á ico. Pa a ello, los usua ios gene an
conexiones de du ación alea o ia (se ob iene alea o iamen e el núme o de
sub amas que un usua io a a man ene su conexión ac i a), y cuando un nue o
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
266
usua io necesi a es ablece una conexión, se escoge de o ma alea o ia el modelo
de á ico que a a cu sa ese usua io, de en e los dos modelos disponibles,
cuyos pa áme os se ecogen en la Tabla 5.11.
Pa áme o Modelo de á ico 1 Modelo de á ico 2
TON 30 ms 60 ms
TOFF 90 ms 60 ms
α 1/4 1/2
L 240 bi s 360 bi s
Dmax
u 50 ms 50 ms
Tabla 5.11: Pa áme os de los dos modelos de á ico
Pa a calcula la asa de da os eque ida po cada usua io se ienen en cuen a
los pa áme os de su modelo de á ico. El ac o de ac i idad (αm) pa a el
modelo de á ico m se calcula como se indica en la ecuación (5.54). Pa a cada
usua io u se ob iene la asa media eque ida (Tmed
u) según la ecuación (5.55), en la
que se conside a el ac o de ac i idad y la asa de pico (Tp
m) pa a su modelo de
á ico m. En el esquema de ICIC-RA dinámico, y en el c i e io de selección de
nodo, las es imaciones de la demanda de RBs de los UEs se ealizan pa a el
conjun o de sub ama de acceso y sub ama backhaul. Es deci , se es ima la
can idad de RBs que demanda un UE cada dos sub amas. Po lo an o, a la ho a
de calcula la asa media eque ida po cada UE se es á conside ando la asa de
da os p omedio que un UE necesi a ansmi i cada dos sub amas. Po ello la
asa de pico se ob iene mul iplicando po dos el amaño de los paque es de da os
que se gene an cada TTI du an e el pe iodo ON.
m
ON
mmm
ON OFF
T
αTT
=+
(5.54)
2
1
um m
med m p m
L
TαT α TTI
⋅
=⋅=⋅
(5.55)
Si se compa an ambos modelos de á ico, la asa media eque ida po el
modelo 2 es es eces supe io a la asa media eque ida po el modelo 1. Es a
di e encia en la asa media eque ida, jun o con la elección alea o ia del modelo
de á ico cuando un nue o usua io necesi a es ablece una conexión, y jun o con
la du ación alea o ia de las conexiones, pe mi en gene a condiciones de ca ga
he e ogéneas en e los nodos y, además, condiciones de ca ga cambian es a lo
la go de las simulaciones. Pa a conside a el e ec o de mul iplexa a ios
5.4 Resul ados
267
usua ios con un modelo de á ico ON-OFF, en luga de emplea di ec amen e la
asa media eque ida (Tmed
u) de acue do a la ecuación (5.55), se aplica la
ap oximación Gaussiana [64] pa a calcula la asa eque ida equi alen e
(Ceq,gauss
m), al y como se mues a en la ecuación (5.56), pa a odos los UEs que
cu san el mismo modelo de á ico.
( )
( )
( )
( )
1
22
um
eq eq,gauss
mm
p cmm
m
eq,gauss m
c
m
m cm m
gauss
TC
donde
TUα σK
CU
con
σ Uα α
K ln π ln ε
=
⋅ ⋅+⋅
=
= ⋅ ⋅−
=− ⋅ −⋅
(5.56)
Uc
m ep esen a el conjun o de UEs conec ados a la celda que cu san el
modelo de á ico m, y εgauss es la p obabilidad de pé dida de paque es. Es a
ap oximación se basa en que cuando el núme o de uen es de á ico (|Uc
m|) es
su icien emen e g ande y el ac o de ac i idad de dichas uen es (αm) es
su icien emen e pequeño, el á ico ag egado de las uen es se ap oxima a una
Gaussiana. Asumiendo que se p oducen pé didas de paque es cada ez que se
supe a la capacidad disponible, se de i a la capacidad equi alen e de las uen es
de á ico (Ceq,gauss
m). Es a ap oximación igno a la exis encia y ocupación de un
bu e , po lo que se ob iene una es imación de la asa eque ida de los usua ios
(T eq
u) bas an e conse ado a.
5.4.2 E aluación de p es aciones del esquema dinámico de RA-ICIC
La e aluación de las p es aciones del esquema dinámico de RA-ICIC y del
c i e io de selección de nodo p opues os se p esen a p incipalmen e en é minos
del po cen aje de desca e de TUs. La capacidad global del sis ema se ha
e aluado en é minos del núme o de usua ios que puede se i el sis ema
sa is aciendo una co a de desca e de TUs obje i o (Co adesc
obj ) del 1%. Po an o,
se conside a que se es án sa is aciendo los equisi os de QoS de los usua ios, si
el po cen aje de desca e p omedio es in e io al 1%. Las simulaciones no
conside an dinamismo de á ico a ni el de conexión (es ablecimien o y
libe ación de nue as conexiones), de al o ma que las conexiones es án siemp e
ac i as, y se a a de explo a los lími es de la egión de scheduling. Si se
aplicase un p ocedimien o de con ol de admisión, se educi ía el núme o
máximo de conexiones ac i as en el sis ema, debido a que los lími es de la
Capí ulo 5 - Despliegues He e ogéneos con Relays: Asignación Dinámica (…)
274
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
200 220 240 260 280 300 320
Enlaces di ec os
Sub ama backhaul
Homogénea
(108UEs)
G RB0
G RB1
Global
CDF
E iciencia [bi s/RB]
a) Sub amas backhaul, pa a el escena io con
demanda de á ico homogénea
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
200 220 240 260 280 300 320
Enlaces di ec os
Sub ama backhaul
He e ogénea
(108UEs)
G RB0
G RB1
G RB2
Global
CDF
E iciencia [bi s/RB]
b) Sub amas backhaul, pa a el escena io con
demanda de á ico he e ogénea
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
260 280 300 320 340 360 380
Enlaces di ec os
Sub ama de acceso
Homogénea
(108UEs)
G RB0
G RB1
G RB2
Global
CDF
E iciencia [bi s/RB]
c) Sub amas de acceso, pa a el escena io con
demanda de á ico homogénea
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
260 280 300 320 340 360 380
Enlaces di ec os
Sub ama de acceso
He e ogénea
(108UEs)
G RB0
G RB1
G RB2
Global
CDF
E iciencia [bi s/RB]
d) Sub amas de acceso, pa a el escena io con
demanda de á ico he e ogénea
Figu a 5.11: CDF de la e iciencia po RB (bi s/RB) log ada po los enlaces di ec os pa a
ambos escena ios, sepa ando los esul ados po G RBs (NUE
�
�
�
�
�
�
�
=108)
Respec o a las sub amas de acceso (Figu a 5.11(c) y Figu a 5.11(d)), las
condiciones de in e e encia obse adas en los RBs pe enecien es al G RB2 son
signi ica i amen e peo es, que las obse adas en los RBs del G RB0 y del
G RB1. Po o o lado, las condiciones de in e e encia de los RBs del G RB0
son solo lige amen e mejo es que las p opo cionadas po los RBs del G RB1. No
obs an e, los RBs pe enecien es al G RB0 son los que se asignan más eces, y
como además son asignados con mayo ecuencia a los UEs del in e io del
DeNB que en el caso de los RBs del G RB1, se ob iene una e iciencia po RB
supe io . En cuan o a los RBs pe enecien es al G RB2, es os RBs no siemp e
pueden se asignados a los usua ios del ex e io del DeNB, debido a los ele ados
ni eles de in e e encia, po lo que los RBs de es e g upo son asignados con
bas an e más ecuencia a los usua ios del in e io del DeNB que en el caso de
los o os dos G RBs. Debido a es o, la e iciencia alcanzada en los RBs del
G RB2 es solo un poco más baja que la e iciencia alcanzada en el G RB1.

[Document text truncated for crawler view.]