Un canal de acceso aleatorio basado en un proceso de Poisson para redes 5G y más allá
Autores: Almagrabi, Alaa Omran; Ali, Rashid; Alghazzawi, Daniyal; AlBarakati, Abdullah; Khurshaid, Tahir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un canal de acceso aleatorio basado en un proceso de Poisson para redes 5G y más allá
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Generación
Redes inalámbricas
5G
Banda ancha móvil
Comunicaciones masivas de tipo máquina
Comunicaciones de baja latencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La quinta generación (5G) de redes inalámbricas propone abordar una variedad de escenarios de uso, como la banda ancha móvil mejorada (eMBB), las comunicaciones masivas de tipo máquina (mMTC) y las comunicaciones ultraconfiables de baja latencia (URLLC). Debido al aumento exponencial en los dispositivos de equipamiento de usuario (UE) de las tecnologías de comunicación inalámbrica, las redes 5G y más allá (B5G) esperan soportar una densidad de usuarios mucho más alta y una latencia mucho más baja que las tecnologías celulares actualmente desplegadas, como la evolución a largo plazo-Advanced (LTE-A). Sin embargo, uno de los desafíos críticos para B5G es encontrar una manera inteligente para que varios mecanismos de acceso a canal mantengan despliegues densos de UE. El canal de acceso aleatorio (RACH) es un procedimiento obligatorio para que los UEs se conecten con el nodo B evolucionado (eNB). El rendimiento del RACH afecta directamente el rendimiento de toda la red. Actualmente, el RACH utiliza un acceso aleatorio basado en distribución uniforme (UD) para evitar una posible colisión de red entre múltiples UEs que intentan acceder a los recursos del canal. Sin embargo, en un acceso al canal basado en UD, cada UE tiene una oportunidad igual de elegir un preámbulo de contención similar cerca del valor esperado, lo que provoca un aumento en la colisión entre los UEs. Por lo tanto, en este documento, proponemos un RACH basado en proceso de Poisson (2PRACH) como alternativa a un RACH basado en UD. Una distribución basada en proceso de Poisson, como la distribución exponencial, dispersa los preámbulos aleatorios entre dos límites en un método de punto de Poisson, donde las variables aleatorias ocurren de manera continua e independiente con una tasa paramétrica constante. De esta manera, nuestro enfoque propuesto 2PRACH distribuye los UEs en una distribución de probabilidad de una colección paramétrica. Los resultados de la simulación muestran que el cambio del RACH desde el acceso al canal basado en UD a una distribución basada en proceso de Poisson mejora la confiabilidad y reduce la latencia de la red.
Descripción
La quinta generación (5G) de redes inalámbricas propone abordar una variedad de escenarios de uso, como la banda ancha móvil mejorada (eMBB), las comunicaciones masivas de tipo máquina (mMTC) y las comunicaciones ultraconfiables de baja latencia (URLLC). Debido al aumento exponencial en los dispositivos de equipamiento de usuario (UE) de las tecnologías de comunicación inalámbrica, las redes 5G y más allá (B5G) esperan soportar una densidad de usuarios mucho más alta y una latencia mucho más baja que las tecnologías celulares actualmente desplegadas, como la evolución a largo plazo-Advanced (LTE-A). Sin embargo, uno de los desafíos críticos para B5G es encontrar una manera inteligente para que varios mecanismos de acceso a canal mantengan despliegues densos de UE. El canal de acceso aleatorio (RACH) es un procedimiento obligatorio para que los UEs se conecten con el nodo B evolucionado (eNB). El rendimiento del RACH afecta directamente el rendimiento de toda la red. Actualmente, el RACH utiliza un acceso aleatorio basado en distribución uniforme (UD) para evitar una posible colisión de red entre múltiples UEs que intentan acceder a los recursos del canal. Sin embargo, en un acceso al canal basado en UD, cada UE tiene una oportunidad igual de elegir un preámbulo de contención similar cerca del valor esperado, lo que provoca un aumento en la colisión entre los UEs. Por lo tanto, en este documento, proponemos un RACH basado en proceso de Poisson (2PRACH) como alternativa a un RACH basado en UD. Una distribución basada en proceso de Poisson, como la distribución exponencial, dispersa los preámbulos aleatorios entre dos límites en un método de punto de Poisson, donde las variables aleatorias ocurren de manera continua e independiente con una tasa paramétrica constante. De esta manera, nuestro enfoque propuesto 2PRACH distribuye los UEs en una distribución de probabilidad de una colección paramétrica. Los resultados de la simulación muestran que el cambio del RACH desde el acceso al canal basado en UD a una distribución basada en proceso de Poisson mejora la confiabilidad y reduce la latencia de la red.