Gestión de recursos en sistemas de móviles 4G OFDMA con despliegue de relays

Temes Pelegrín, Gonzalo
Hernández Solana, María Ángela (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2011
Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones, Área de Ingenieria Telematica

Ingeniero de Telecomunicaciones

Resumen: Las redes de nueva generación tienen como objetivo ofrecer altas tasas de transferencia independientemente de la ubicación del usuario. En los sistemas celulares actuales una única entidad, la estación base, se encarga de dar servicio a todos los usuarios de una misma celda. Esta filosofía presenta casos críticos a la hora de ofrecer un servicio apropiado a aquellos usuarios ubicados en el exterior de la celda, ya que éstos disponen de peores condiciones de canal. Estos móviles requieren de un mayor número de recursos o de una mayor potencia para obtener una SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) adecuada, lo cual, incrementa el nivel de interferencia sobre las celdas adyacentes. Para lograr mejores condiciones de canal y mejorar la capacidad de la celda se puede optar por reducir la distancia del enlace radio, implantando nuevas estaciones base, aunque esto supondría un aumento excesivo en el coste de infraestructura. Sobre este concepto de reducir virtualmente el tamaño de la celda, surge la idea de la búsqueda de nuevas entidades más sencillas, y por lo tanto, de menor coste, que sirvan de soporte auxiliar para los casos en los que el enlace directo entre una estación base y un usuario no sea lo suficientemente bueno como para garantizar la calidad del servicio. Una posible solución sería el despliegue de nodos relay, que podrían entenderse como pequeñas estaciones base con menor autonomía, de más sencilla implementación, que formarían junto con la infraestructura estándar un sistema multisalto y para los que no es necesaria una comunicación cableada con las estaciones base ni entre ellos, sino wireless. Los sistemas relay multisalto se presentan como una alternativa interesante para mejorar la cobertura y capacidad de las nuevas redes móviles de banda ancha OFDMA (Orthogonal Frecuency Division Multiple Access), sin embargo, la inclusión de los mismos requiere una gestión de recursos inteligente que compense el gasto extra ocasionado por ellos, ya que, en este tipo de despliegue, el enlace directo entre una estación base y un usuario se vería reemplazado por dos enlaces radio (enlace "backhaul" entre la estación base-relay, y enlace "access" entre relay-usuario). En este proyecto fin de carrera se analizan las implicaciones del uso de este tipo de despliegue en el DownLink de una red de banda ancha OFDMA, tipo LTE (Long Term Evolution) de 3GPP, con duplexado FDD (Frequency Division Duplex), considerando los relays como elementos fijos de la infraestructura y asumiendo que el despliegue se efectúa sobre la misma banda frecuencial que las comunicaciones estándar. Particularmente, en la evaluación de distintos esquemas de coordinación y asignación de recursos originales entre los enlaces que comparten la misma estructura de trama, en un escenarios multicelular. Las estrategias serán analizadas en función de la ganancia de capacidad y del nivel de interferencia generada con objeto de conseguir esquemas de reúso más agresivos que compensen el gasto extra requerido sin perjudicar las prestaciones de la red.

Palabra(s) clave (del autor): relay ; OFDMA ; LTE ; gestión de interferencia ; redes móviles de banda ancha

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera