Análise de desempenho da coexistência do wi-fi com o LTE
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Data de Publicação: | 2021 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17187 |
Resumo: | LTE (Long Term Evolution), mobile communication standard known as 4G, advanced in resource management, modulations, and increased bandwidth. The 5G, already present in several countries such as China, United States, etc., presents even more speed, in addition to low latencies. While it does not go global, the demand for resources increases, which motivates research within LTE, in order to get more performance and provide more bandwidth. In this context, the theme of the coexistence of Wi-Fi and LTE networks arises, which consists of allowing the expansion of transmission capacities by making additional use of unlicensed frequency bands for traffic transmission, such as 5 GHz. The problem is that this band is public and used in Wi-Fi networks; therefore it is necessary to regulate this implementation, so that the frequencies with customer traffic do not run out, making its use by native Wi-Fi devices unfeasible. A fair coexistence plan for the use of frequencies is necessary. Two technologies aimed at this scenario are LTE-Unlicensed and Licensed-Assisted Access (LAA). The first operates in a mode of pre-set time cycles of transmission duration or duty cycle, the second with a spectrum sensing mechanism before transmissions in the unlicensed band. The objective of this dissertation is to evaluate the performance of two standards for the coexistence of LTE and Wi-Fi networks in unlicensed bands, which are Licensed-Assisted Access and LTE-U. For this, the ns-3 network simulation software was used, with specific framework for network coexistence standards. The results show that the LAA and LTE-U standards, despite the different spectrum access mechanisms, allow coexistence, highlighting the significant impact that LTE-U causes on Wi-Fi devices, even in a scenario with few users, as well as the poor performance of LAA nodes when coexisting with Wi-Fi networks in high-density scenarios. |
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While it does not go global, the demand for resources increases, which motivates research within LTE, in order to get more performance and provide more bandwidth. In this context, the theme of the coexistence of Wi-Fi and LTE networks arises, which consists of allowing the expansion of transmission capacities by making additional use of unlicensed frequency bands for traffic transmission, such as 5 GHz. The problem is that this band is public and used in Wi-Fi networks; therefore it is necessary to regulate this implementation, so that the frequencies with customer traffic do not run out, making its use by native Wi-Fi devices unfeasible. A fair coexistence plan for the use of frequencies is necessary. Two technologies aimed at this scenario are LTE-Unlicensed and Licensed-Assisted Access (LAA). The first operates in a mode of pre-set time cycles of transmission duration or duty cycle, the second with a spectrum sensing mechanism before transmissions in the unlicensed band. The objective of this dissertation is to evaluate the performance of two standards for the coexistence of LTE and Wi-Fi networks in unlicensed bands, which are Licensed-Assisted Access and LTE-U. For this, the ns-3 network simulation software was used, with specific framework for network coexistence standards. The results show that the LAA and LTE-U standards, despite the different spectrum access mechanisms, allow coexistence, highlighting the significant impact that LTE-U causes on Wi-Fi devices, even in a scenario with few users, as well as the poor performance of LAA nodes when coexisting with Wi-Fi networks in high-density scenarios.LTE (Long Term Evolution), padrão de comunicação móvel conhecido como 4G, avançou na gerência de recursos, modulações e aumento da largura de banda. O 5G, já presente em diversos países como China, Estados Unidos etc., apresenta ainda maior velocidade, além de baixas latências. No entanto, enquanto não se torna global, cresce a demanda por recursos, o que motiva pesquisas dentro do LTE, de forma a extrair mais desempenho e prover mais banda. Nesse contexto surge o tema da coexistência das redes Wi-Fi e LTE, que consiste em permitir a expansão das capacidades de transmissão fazendo uso adicional das faixas não licenciadas de frequência para envio do tráfego, como por exemplo a de 5 GHz. O problema é que esta faixa é pública e usada nas redes Wi-Fi; portanto é necessário regular esta implementação, para que não se esgotem as frequências com tráfego dos clientes, inviabilizando o uso pelos dispositivos Wi-Fi nativos. É necessário um plano de coexistência justo de uso das frequências. Duas tecnologias voltadas para este cenário são o LTE-Unlicensed (LTE-U) e o Licensed-Assisted Access (LAA). A primeira opera em modo de ciclos de tempo predefinidos de duração de transmissão ou duty cycle, a segunda com mecanismo de sensoriamento do espectro antes das transmissões na faixa não licenciada. O objetivo desta dissertação é avaliar o desempenho de dois padrões para coexistência de redes LTE e Wi-Fi em faixas não licenciadas, que são o LAA e o LTE-U. Para isto utilizou-se o software de simulação de redes ns-3, com framework específicos para padrões de coexistência de redes. Os resultados mostram que os padrões LAA e LTE-U, apesar dos diferentes mecanismos de acesso ao espectro, permitem a coexistência, com destaques para o relevante impacto que o LTE-U ocasiona nos usuários Wi-Fi, mesmo em um cenário com poucos usuários, bem como o baixo desempenho dos nós LAA quando coexistindo com redes Wi-Fi em cenários de alta densidade.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-02-22T19:21:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Daniel Luzente de Lima - 2021 - Completo.pdf: 1362626 bytes, checksum: 15eca16ee56d3f9dc2f707eb4e95f02d (MD5)Made available in DSpace on 2022-02-22T19:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Daniel Luzente de Lima - 2021 - Completo.pdf: 1362626 bytes, checksum: 15eca16ee56d3f9dc2f707eb4e95f02d (MD5) Previous issue date: 2021-11-11application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaElectronic engineeringMobile communication systemsWireless communication systemsData transmission systemsEngenharia eletrônicaSistemas de comunicação móvelSistemas de comunicação sem fioSistemas de transmissão de dadosENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESAnálise de desempenho da coexistência do wi-fi com o LTEPerformance analysis of wi-fi coexistence with LTEinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Daniel Luzente de Lima - 2021 - Completo.pdfDissertação - Daniel Luzente de Lima - 2021 - Completo.pdfapplication/pdf1362626http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17187/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Daniel+Luzente+de+Lima+-+2021+-+Completo.pdf15eca16ee56d3f9dc2f707eb4e95f02dMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17187/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/171872024-02-27 15:16:45.057oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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