Repositorio Institucional de Documentos

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.]