Probabilidad de Degradación por Interferencia en Redes Heterogeneas

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Este mapa mental muestra como diferentes mecanismos de coordinación de interferencia mejoran el rendimiento de la red, mitigando sustancialmente la interferencia co-canal y aumentando la relación de señal a interferencia (SIR) percibida por el usuario.
Carlos Andrés Polanco
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Carlos Andrés Polanco
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Probabilidad de Degradación por Interferencia en Redes Heterogeneas
  1. II. INTRODUCCIÓN
    1. Históricamente la arquitectura de red
      1. Para tecnologías inalámbricas
        1. Ha sido homogénea
          1. Pero actualmente
            1. Debido a
              1. Evolución de los sistemas de comunicación móvil celular
                1. Necesidad de cumplir con requerimientos de Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service)
                  1. Cobertura y capacidad
                  2. Ha obligado
                    1. Evolución de la arquitectura de red convencional
                      1. Impulsando el cambio
                        1. Arquitectura de red
                          1. Denominada
                            1. Redes Heterogéneas (HetNet, Heterogeneus Networks)
                              1. Contempla la introducción
                                1. Pequeñas celdas (Femto estaciones base)
                                  1. Incrementando
                                    1. Capacidad, cobertura y calidad de la red móvil celular
                                      1. Dependiendo
                                        1. Cantidad de pequeñas celdas
                                          1. Nivel de interferencia del sistema
                                            1. Por esta razón
                                              1. Éste artículo se enfoca
                                                1. Análisis
                                                  1. Probabilidad de degradación de servicio
                                                    1. Por
                                                    2. Afectación por diferentes mecanismos de control
                                                      1. De
                                                      2. Interferencia
                                                        1. A través
                                                          1. Simulación básica
                                                            1. No considera todos los parámetros o características de un entorno especifico
              2. I. RESUMEN
                1. Este articulo muestra
                  1. Resultados obtenidos en una simulación estática de nivel de sistema
                    1. Permitió
                      1. Analizar la probabilidad de interrupción
                        1. Por
                          1. Interferencia en una red heterogénea
                            1. Se caracteriza principalmente por
                              1. Femtoceldas
                                1. Estación base macro
                                  1. En
                                    1. Entorno microcelular urbano
                    2. III. MARCO TEÓRICO
                      1. Redes Heterogéneas
                        1. Buscan
                          1. Solución coherente con el mercado
                            1. Por medio
                              1. Interacción e Integración inteligente de múltiples tipos de nodos
                                1. Brindan y mejoran
                                  1. Capacidad y cobertura inalámbrica
                                    1. Definiendo una estructura jerárquica de niveles
                                      1. Arquitectura de red heterogénea
                                        1. Formada por diferentes tipos
                          2. Pequeñas Celdas
                            1. Nivel macro
                              1. Se ubican
                                1. Macro estaciones
                              2. Nivel inferior
                                1. Se ubican
                                  1. Pequeñas celdas (small cells)
                                    1. Nodos de baja potencia
                                      1. Micro, pico, femto estaciones
                                        1. Puntos de acceso WiFi
                                          1. Complementando
                                            1. Densidad de población alta
                                              1. Bajo costo y complejidad
                                2. IV. METODOLOGÍA DE SIMULACIÓN
                                  1. Se empleó
                                    1. Modelo lineal secuencial (MLS)
                                      1. Sucesión de fases ordenadas
                                        1. Encadenamiento entre ellas
                                          1. Se implementó
                                            1. Método Montecarlo
                                              1. Los procesos deben ejecutarse varias veces
                                                1. Obtener resultados validos estadísticamente (10000)
                                        2. A. Modelo de Simulación
                                          1. Se caracteriza
                                            1. Arquitectura de red heterogénea de dos niveles
                                              1. Nivel superior
                                                1. -Macro estación base -Macro-usuario(MU)
                                                2. Nivel Inferior
                                                  1. -Femto estaciones base (Femto-usuario, FU)
                                                  2. Interferencia entre niveles
                                              2. B. Consideraciones de Simulación
                                                1. Cada ejecución
                                                  1. Sistema en un instante de tiempo específico
                                                    1. Simulación estática, no hay evolución temporal
                                                      1. Se tuvieron en cuenta las consideraciones
                                                        1. 1) Método de acceso de usuarios a la femto estación base
                                                          1. 2) Estrategia de gestión de espectro
                                                            1. 3) Tipo de interferencia de estudio
                                                      2. C. Modelo de Propagación
                                                        1. Permitió calcular la potencia de la señal interferente percibida por el macro-usuario
                                                          1. Modelo básico sencillo de propagación en función de la distancia
                                                            1. Exponente de propagación
                                                              1. Variable aleatoria que permite representar el desvanecimiento lento
                                                          2. Interferencia co-canal (CCI) total percibida por el macro-usuario
                                                            1. Relación señal a interferencia percibida por el macro-usuario
                                                            2. D. Parámetros de Simulación
                                                              1. - Dimensión 200 metros de ancho por 200 metros de largo
                                                                1. - La macro estación base opera a una distancia ro fija del macro-usuario
                                                                  1. - 100 femto estaciones base distribuidas aleatoriamente
                                                                    1. - La potencia de transmisión de las femto estaciones base es igual a 10 mW (10 dBm)
                                                                      1. - La potencia de transmisión de la macro estación base es igual a 100 mW (20dBm)
                                                                        1. - Potencia umbral de coordinación igual a -40 dBm
                                                                        2. E. Procedimientos de coordinación
                                                                          1. 1) Descubrimiento de usuario
                                                                            1. El macro-usuario (MU) intencionalmente emite una señal con una potencia igual a 1 mW (0 dBm)
                                                                            2. 2) Regiones de coordinación
                                                                              1. La región de cobertura de la red se divide en dos regiones
                                                                              2. Regiones de coordinación
                                                                            3. V. MECANISMOS DE COORDINACIÓN DE INTERFERENCIA
                                                                              1. Se presentan diferentes variantes
                                                                                1. Procurando disminuir la interferencia percibida por el MU
                                                                                  1. A. Control Ideal de Potencia (CP)
                                                                                    1. Disminuir el nivel de potencia de transmisión de todas las femto estaciones base
                                                                                    2. B. Control de Potencia Discreto
                                                                                      1. CP 3 dB y CP 6 dB
                                                                                        1. A partir del procedimiento de dos regiones de coordinación
                                                                                          1. Se reduce la potencia de transmisión de todas las femto estaciones base en 3 dB o 6 dB
                                                                                            1. No se aplica control de potencia discreto
                                                                                              1. Debido
                                                                                                1. Las femto estaciones base no escuchan la señal de aviso proveniente del macro-usuario (MU)
                                                                                        2. C. Región de Exclusión Dinámica (RED)
                                                                                          1. Re-asignación del espectro
                                                                                            1. Cada femto estación base cambia su frecuencia de operación a alguna disponible
                                                                                              1. No cambia la frecuencia en la que están operando
                                                                                                1. Siguen generando interferencia co-canal (CCI)
                                                                                            2. D. Región de Exclusión Dinámica y Control Ideal de Potencia (RED + CP)
                                                                                              1. Combinando las ventajas de estos dos mecanismos se espera una reducción considerable de la interferencia co-canal
                                                                                        3. VI. RESULTADOS Y ANÁLISIS
                                                                                          1. Se observa el comportamiento de la interferencia co-canal
                                                                                            1. Probabilidad de degradación de servicio en los escenarios con y sin el uso de mecanismos de coordinación de interferencia
                                                                                              1. Función de distribución acumulativa (CDF) de la interferencia co-canal (CCI) percibida por el macro-usuario (MU) en los escenarios sin y con coordinación
                                                                                                1. El promedio de CCI percibida por el macro-usuario (MU) disminuye considerablemente
                                                                                                  1. Probabilidad de degradación de servicio
                                                                                                    1. SIR percibida por MU vs ro
                                                                                                      1. Probabilidad de degradación de servicio
                                                                                                      2. VII. CONCLUSIONES
                                                                                                        1. 1. Los mecanismos de coordinación de interferencia permiten disminuir la probabilidad de degradación del servicio brindado al MU
                                                                                                          1. 2. La implementación de estos permiten un incremento importante de la relación de señal a interferencia en recepción de mín. 2 dB (CP) y máx. 11 dB (RED+CP)
                                                                                                            1. 3. Estos mecanismos de coordinación ayudan a mitigar la interferencia co-canal presente en una red heterogénea
                                                                                                              1. 4. Los mecanismos relacionados con gestión de espectro son más efectivos en mitigar la interferencia que los mecanismos relacionados con gestión de potencia
                                                                                                              2. VIII. REFERENCIAS
                                                                                                                1. [1] 4G Americas, "Developing and Integrating a High Performance HET-NET", Oct. 2012.
                                                                                                                  1. [2] J. Zhang, G. de la Roche, "Femtocells: technologies and deployment", John Wiley and Sons, vol. 1, 2010, pp. 1-4, 174-177.
                                                                                                                    1. [3] 3GPP, ETSI, "TS 25.104 - Technical Specification Group Radio Access Network; Base Station (BS) radio transmission and reception (FDD)", version 9.2.0 Release 9, pp. 10-12, Dic. 2009.
                                                                                                                      1. [4] C.H.M. De Lima, M. Bennis, M. Latva-aho, "Coordination Mechanisms for Stand-Alone Femtocells in Self-Organizing Deployments", Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 2011), 2011 IEEE, vol., no., pp. 1-6, 5-9, Dec. 2011.
                                                                                                                        1. [5] A. de Domenico, R. Mahapatra, S. Mayrargue, E.C. Strinati, M. Maqbool, M. Lalam, M. Shariat, C. Kosta, A.U. Quddus, M. Bennis and C.H.M. De Lima, "Promising Interference and Radio Management Techniques for Indoor Standalone Femtocells", BeFEMTO, pp. 15-19, Feb. 2012.
                                                                                                                          1. [6] H. Holma, A. Toskala, "LTE for UMTS: Evolution to LTE- Advanced", Wiley, 2011.
                                                                                                                          Show full summary Hide full summary

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                                                                                                                          Victor Antonio Rodriguez Castañeda
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                                                                                                                          Héctor Infanzón
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