Un algoritmo de asociación de usuario óptimo en redes 5G heterogéneas utilizando la desviación estándar de la carga
Autores: Hassan, Noha; Fernando, Xavier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un algoritmo de asociación de usuario óptimo en redes 5G heterogéneas utilizando la desviación estándar de la carga
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Redes inalámbricas
Recursos de radio
Calidad de servicio
Protocolos de asignación de usuarios
Estaciones base
Carga de red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Las redes inalámbricas de quinta generación (5G) y más allá serán heterogéneas en naturaleza, con una mezcla de celdas de radio macro y micro. En este escenario donde las estaciones base macro de alta potencia (MBS) coexisten con estaciones base micro de baja potencia (mBS), es un desafío garantizar el uso óptimo de los recursos de radio para servir a los usuarios con una multitud de requisitos de calidad de servicio (QoS). Los protocolos de asignación de usuarios basados en la relación señal a interferencia y ruido (SINR) asignan injustamente más usuarios a las MBS de alta potencia, dejando sin recursos a las mBS. Ha habido muchos intentos en la literatura para asignar usuarios a las mBS de manera forzosa con éxito limitado. En este documento, tomamos un enfoque diferente utilizando estadísticas de segundo orden de los datos de usuario, que es un mejor indicador de las fluctuaciones de tráfico. Proponemos un nuevo algoritmo para la asociación de usuarios a la estación base (BS) apropiada utilizando la desviación estándar de la carga de red general. Esto se hace a través de una búsqueda exhaustiva de las mejores combinaciones de equipo de usuario (UE)-BS que proporcionan un mínimo global a la desviación estándar. Esto correspondería al número óptimo de UEs asignados a cada BS, ya sea macro o micro. También hemos derivado nuevas expresiones para la probabilidad de cobertura y la eficiencia energética de la red para la evaluación del rendimiento analítico. Los resultados de simulación demuestran la validez de nuestros métodos propuestos para equilibrar la carga de red, mejorar la tasa de datos, la eficiencia energética promedio y la probabilidad de cobertura con un rendimiento superior en comparación con otros algoritmos.
Descripción
Las redes inalámbricas de quinta generación (5G) y más allá serán heterogéneas en naturaleza, con una mezcla de celdas de radio macro y micro. En este escenario donde las estaciones base macro de alta potencia (MBS) coexisten con estaciones base micro de baja potencia (mBS), es un desafío garantizar el uso óptimo de los recursos de radio para servir a los usuarios con una multitud de requisitos de calidad de servicio (QoS). Los protocolos de asignación de usuarios basados en la relación señal a interferencia y ruido (SINR) asignan injustamente más usuarios a las MBS de alta potencia, dejando sin recursos a las mBS. Ha habido muchos intentos en la literatura para asignar usuarios a las mBS de manera forzosa con éxito limitado. En este documento, tomamos un enfoque diferente utilizando estadísticas de segundo orden de los datos de usuario, que es un mejor indicador de las fluctuaciones de tráfico. Proponemos un nuevo algoritmo para la asociación de usuarios a la estación base (BS) apropiada utilizando la desviación estándar de la carga de red general. Esto se hace a través de una búsqueda exhaustiva de las mejores combinaciones de equipo de usuario (UE)-BS que proporcionan un mínimo global a la desviación estándar. Esto correspondería al número óptimo de UEs asignados a cada BS, ya sea macro o micro. También hemos derivado nuevas expresiones para la probabilidad de cobertura y la eficiencia energética de la red para la evaluación del rendimiento analítico. Los resultados de simulación demuestran la validez de nuestros métodos propuestos para equilibrar la carga de red, mejorar la tasa de datos, la eficiencia energética promedio y la probabilidad de cobertura con un rendimiento superior en comparación con otros algoritmos.