Análisis basado en geometría estocástica de la eficiencia espectral, energética y de despliegue de redes inalámbricas heterogéneas
Autores: Musovic, Jasmin; Lipovac, Vlatko; Lipovac, Adriana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis basado en geometría estocástica de la eficiencia espectral, energética y de despliegue de redes inalámbricas heterogéneas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Arquitecturas de red homogéneas
Redes de comunicación móvil de cuarta generación
Celdas más pequeñas
Rendimiento de red
Espectro y consumo de energía
Modelo analítico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
Durante bastante tiempo, ha sido evidente que las arquitecturas de red homogéneas, basadas en celdas con un patrón de radiación uniforme, no pueden satisfacer la creciente demanda de los usuarios móviles en cuanto a capacidad y calidad de servicio, al mismo tiempo que se preserva el espectro y la energía. Sin embargo, solo con la introducción de las redes de comunicación móvil de Cuarta Generación para hacer frente al creciente tráfico de datos de aplicaciones multimedia, se han utilizado ampliamente celdas más pequeñas para descomponer las áreas de zona de servicio de las estaciones base macro en múltiples niveles, mejorando así el rendimiento de la red, reduciendo la congestión del tráfico y permitiendo una mejor gestión del espectro y el consumo de energía en una red macro. En este artículo, presentamos un modelo analítico para evaluar la eficiencia del uso del ancho de banda y la energía, así como de la implementación de la red, teniendo en cuenta los costos totales de inversión y mantenimiento de la red. Esto allana el camino para una mejor planificación de la cobertura de red, y su capacidad y fiabilidad, preservando así su espectro y energía, así como el medio ambiente. El análisis considera la bajada de una red celular heterogénea arbitraria utilizando herramientas de geometría estocástica que adoptan la distribución de estaciones base en forma de Proceso de Puntos de Poisson. El modelo analítico propuesto se verifica mediante simulaciones de software correspondientes utilizando el simulador de red ns-3. Los resultados obtenidos se acercan estrechamente a los valores y límites teóricamente predichos, indicando claramente que, en los tres aspectos analizados: espectral, energético e implementación, la eficiencia de las redes de celdas pequeñas fue mayor en comparación con las tradicionales redes de celdas grandes y aumentó aún más para las redes heterogéneas (de dos niveles en nuestras pruebas).
Descripción
Durante bastante tiempo, ha sido evidente que las arquitecturas de red homogéneas, basadas en celdas con un patrón de radiación uniforme, no pueden satisfacer la creciente demanda de los usuarios móviles en cuanto a capacidad y calidad de servicio, al mismo tiempo que se preserva el espectro y la energía. Sin embargo, solo con la introducción de las redes de comunicación móvil de Cuarta Generación para hacer frente al creciente tráfico de datos de aplicaciones multimedia, se han utilizado ampliamente celdas más pequeñas para descomponer las áreas de zona de servicio de las estaciones base macro en múltiples niveles, mejorando así el rendimiento de la red, reduciendo la congestión del tráfico y permitiendo una mejor gestión del espectro y el consumo de energía en una red macro. En este artículo, presentamos un modelo analítico para evaluar la eficiencia del uso del ancho de banda y la energía, así como de la implementación de la red, teniendo en cuenta los costos totales de inversión y mantenimiento de la red. Esto allana el camino para una mejor planificación de la cobertura de red, y su capacidad y fiabilidad, preservando así su espectro y energía, así como el medio ambiente. El análisis considera la bajada de una red celular heterogénea arbitraria utilizando herramientas de geometría estocástica que adoptan la distribución de estaciones base en forma de Proceso de Puntos de Poisson. El modelo analítico propuesto se verifica mediante simulaciones de software correspondientes utilizando el simulador de red ns-3. Los resultados obtenidos se acercan estrechamente a los valores y límites teóricamente predichos, indicando claramente que, en los tres aspectos analizados: espectral, energético e implementación, la eficiencia de las redes de celdas pequeñas fue mayor en comparación con las tradicionales redes de celdas grandes y aumentó aún más para las redes heterogéneas (de dos niveles en nuestras pruebas).