La tesis doctoral de Jan García Morales propone un marco analítico para evaluar el rendimiento de la nueva generación de telefonía móvil
El acceso múltiple por división en frecuencias ortogonales (OFDMA) ha tenido un papel crucial en el éxito de los sistemas celulares 4G. Por ello, un número cada vez mayor de participantes en la definición de los estándares de quinta generación (5G) apuestan por su continuación, dada su elevada eficiencia espectral y su grado de flexibilidad.
Las redes basadas en OFDMA no introducen interferencia intracelular. Sin embargo, debido al uso habitual de planes de reutilización de frecuencias universales, la interferencia intercelular (ICI) afecta de manera crítica a los usuarios ubicados cerca de los límites de las celdas.
En este contexto, se considera que las estrategias de control / coordinación de interferencia intercelular (ICIC) tendrán un papel clave en las redes multicelulares 5G basadas en OFDMA. Dos de las técnicas ICIC más representativas son la reutilización parcial de frecuencias FFR y SFR, que ya han sido implantadas en despliegues celulares emergentes como una forma eficiente de mejorar el rendimiento que perciben los usuarios cercanos de los límites celulares.
Por esta razón, la primera parte de la tesis doctoral de Jan García Morales, defendida en la Universidad de las Islas Baleares, presenta un marco analítico que permite la evaluación del rendimiento de estos planes de reutilización de frecuencias en redes multicelulares realistas, donde se consideran tanto los despliegues regulares como los irregulares. Para ello, se ha desarrollado una nueva caracterización estadística de la relación señal-interferencia-más-ruido (SINR), así como expresiones matemáticamente tratables de la eficiencia espectral promedio de una determinada célula para diferentes políticas de distribución de recursos radio. Después se ha centrado en la optimización de los diseños relacionados con FFR / SFR para garantizar altas eficiencias espectrales en toda el área de cobertura y mejorar la capacidad del sistema, manteniendo al mismo tiempo la calidad de servicio (QoS) y la equidad entre los usuarios.
El consenso entre la comunidad de investigadores sugiere que la arquitectura celular clásica, basada en el despliegue de una red regular de estaciones base de alta potencia montadas en torres que cubran extensas áreas (macroceldas), deberá ser ampliamente complementada por una densa red de estaciones de baja potencia que proporcionen cobertura a áreas reducidas, pero de muy alto rendimiento, creando así pequeñas células .
La capacidad de un sistema para cubrir un área determinada mediante la combinación de dos o más infraestructuras da lugar al concepto de redes multinivel, una idea también conocida con el nombre de redes heterogéneas (HetNets).
El concepto multinivel ha cobrado mucho interés con el despliegue de femtoceldas. Se prevé que el despliegue masivo de femtoceldas dará como resultado una reducción muy significativa en los costes operacionales de la red, ya que éstas son desarrolladas y mantenidas por el usuario, a la vez que tienen el potencial de aumentar drásticamente la capacidad total de la red.
Por ello, la segunda parte de esta tesis se centra en la definición de un modelo analítico HetNet de dos niveles que combina una infraestructura gestionada por el operador de estaciones base macrocelulares (MBS) con una red de estaciones base femtocelulares (FBS) desarrolladas por el usuario
Ficha de la tesis doctoral
- Título: Analysis, desing and optimization of partial frequency reuse-aided OFDMA-based heterogeneous cellular networks
- Autor: Jan García Morales
- Programa de doctorado: Tecnologías de la Información y las Comunicaciones
- Departamento: Ciencias Matemáticas e Informática
- Directores: Felip Riera Palou y Guillem Femenias Nadal
Fecha de publicación: 10/05/2018