Contribution to radio resource and spectrum management strategies in wireless access networks: a markov modeling approach
Las redes inal´ambricas actuales exhiben caracter´ısticas heterog´eneas de acceso m´ultiple mediante el despliegue, la coexistencia y la cooperaci´on de varias Tecnolog ´ıas de Acceso Radio (RAT2). En este escenario, la prestaci´on de servicios multimedia garantizando una cierta calidad de servicio...
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| Tipo de documento: | tese |
| Estado: | Versão publicada |
| Data de publicação: | 2010 |
| País: | España |
| Recursos: | CBUC, CESCA |
| Repositório: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/77909 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10803/77909 https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-94527 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Markow Radio resource management Cognitive radio Wireless access Congestion control Radio access technology selection Spectrum sensing 621.3 |
| Resumo: | Las redes inal´ambricas actuales exhiben caracter´ısticas heterog´eneas de acceso m´ultiple mediante el despliegue, la coexistencia y la cooperaci´on de varias Tecnolog ´ıas de Acceso Radio (RAT2). En este escenario, la prestaci´on de servicios multimedia garantizando una cierta calidad de servicio (QoS3) es obligatoria. El objetivo global de las redes heterog´eneas de acceso inal´ambrico consiste en sustentar la realizaci´on del concepto ABC (del ingl´es Always Best Connected), en el que un usuario est´a siempre conectado a la RAT que mejor satisface sus necesidades de servicio en cualquier momento, en cualquier lugar, de cualquier modo. En este sentido, las estrat´egias de gesti´on de recursos radio comunes [del ingl´es, Common Radio Resource Management (CRRM)] se dise˜nan para proporcionar una utilizaci´on eficiente de los recursos radio y de espectro radioel´ectrico dentro de la red heterog´enea, ofreciendo un mejor rendimiento en comparaci´on con la realizaci´on independiente de RRM en cada RAT. Adem´as, los recursos de espectro asignados a cada una de las RATs deben ser utilizado de manera eficiente, ya que se trata de un recurso escaso y costoso. En este sentido, conceptos y metodolog´ıas de radio cognitiva (del ingl´es Cognitive Radio o CR) se han aplicado a la gesti´on del espectro, permitiendo una compartici´on dinamico-oportunista del mismo. En estos casos, el espectro sujeto a licencia se abre hacia el acceso de usuarios sin licencia siempre que no perjudiquen y que el funcionamiento libre de interferencias est´e garantizado. Esta tesis analiza estrategias de gesti´on de recursos radio y de espectro para ofrecer un uso mayor y eficiente de los escasos recursos radio y de espectro con el objetivo final de aumentar al m´aximo la capacidad de usuario, garantizando los requerimientos de QoS. En concreto, estas tesis se centra primero en como seleccionar una RAT al inicio de una llamada/sesi´on (en adelante, selecci´on inicial de RAT) en una red de acceso heterog´enea. Un modelo de Markov ha sido desarrollado para definir la asignaci´on de m´ultiples servicios (multi-servicio) en m´ultiples RATs (multi-acceso). En este marco, varias pol´ıticas de selecci´on de RAT son propuestas y evaluadas, gen´ericamente clasific´andose en pol´ıticas basadas en servicio (SB4) y basadas en balanceo de carga (LB5). Adem´as, el rendimiento de las pol´ıticas de selecci´on de RATs en escenarios de acceso limitado debido a la deficiente cobertura radio, la falta de disponibilidad de terminales multi-modo y la incompatibilidad entre RAT y servicios tambi´en es evaluada. Principios espec´ıficos para la asignaci´on de servicios a RATs ser´an provistos en los escenarios antes mencionados con el objetivo general de aumentar la capacidad de usuarios, garantizando los requisitos m´ınimos de calidad de servicio. Finalmente, la congesti´on en el acceso radio tambi´en se trata en este escenario multi-acceso/multi-servicio y el impacto de la selecci´on de RAT evaluado. Los principios para la asignaci´on inicial de RAT con tal de evitar la congesti´on radio ser´an tambi´en proporcionados. En segundo lugar, esta tesis investiga sobre la forma de maximizar el uso eficiente del espectro sujeto a licencia (o licenciado) por medio del acceso din´amicooportunista de espectro a usuarios sin licencia. En este sentido, se concibe un modelo de Markov para captar el problema del uso compartido de espectro entre usuarios con y sin licencia. Un modelo basado en sensado de espectro se propone con el fin de detectar porciones de espectro no utilizados (en ingl´es white spaces) que pueden ser usados por los usuarios sin licencia mientras este siga libre. En este marco, los beneficios obtenidos de la compartici´on del espectro son investigados y las ventajas que implican evaluadas. En concreto, se eval´ua el rendimiento obtenido al ajustar el punto de funcionamiento (en ingl´es operating point ) del mecanismo de sensado, el cual determina los errores de no-detecci´on y falsa-alarma. Por otra parte, sistemas de canalizaci´on de espectro fijos versus adaptativos ser´an propuestos y analizados bajo dos disciplinas de servicio diferentes, cuya duraci´on (o tiempo de permanencia en el sistema) esta basada en tiempo y en contenido respectivamente. |
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