Estratégias distribuídas para a coexistência de redes de banda larga sem fio em bandas não-licensiadas

• Autor(a) principal: Abinader Júnior, Fuad Mousse
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21258
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA E DE COMPUTAÇÃO; LTE; Wi-Fi; Bandas não-licensiadas; Coexistência; Acesso a banda larga sem fio; Sistemas distribuidos; Coordenação de interferência

A crescente demanda por tráfego de dados em redes de acesso de banda larga sem fio à Internet requer tanto o desenvolvimento de novas tecnologias de acesso mais eficientes quanto que novas faixas de frequência do espectro eletromagnético sejam alocadas para este fim. A introdução de um grande número de small cells em redes celulares aliado à adoção de forma complementar de tecnologias de Wireless Local Area Networks (WLAN) em faixas de espectro não-licensiadas tem se verificado como um dos conceitos mais promissores. Uma das alternativas dentro deste conceito é a introdução de small cells Long Term Evolution (LTE) operando em espectro não-licensiado Industrial, Science and Medical (ISM) de 5Gigahertz (GHz), numa abordagem conhecida como Unlicensed LTE (LTE-U). No entanto, a tecnologia de acesso de banda larga sem fio IEEE 802.11 (Wi-Fi) já se encontra bastante difundida e operando nessa faixa de espectro, o que pode acarretar problemas de desempenho derivados da coexistência de ambas as tecnologias na mesma faixa de espectro. Além disso, existe a necessidade de melhorar a operação do Wi-Fi para que possa suportar cenários com um grande número de redes vizinhas, cada uma com um grande número de nós (conhecido como "‘implantação densa"’). É sabido que o desempenho global das redes Wi-Fi cai de forma acentuada com o aumento de número de dós compartilhando o canal, e portanto mecanismos para aumentar sua eficiência espectral se fazem necessários. Este trabalho é dedicado ao problema da coexistência entre diferentes sistemas de acesso à banda larga sem fio operando nas mesmas faixas de espectro não-licensiado, e como resolver esses problemas por meio de algoritmos de coordenação distribuídos. O problema da coexistência entre redes diferentes (i.e. LTE e Wi-Fi) e o problema de coexistência entre diferentes redes da mesma tecnologia (i.e. múltiplas Overlapping Basic Subscriber Sets (OBSSs) Wi-Fi) é analisado qualitativamente e quantitativamente via simulação sistêmica, e suas principais questões a serem enfrentadas são identificadas. Com base nisso, soluções distribuídas de coordenação são propostas e avaliadas via simulação sistêmica tanto para o problema de coexistência inter-tecnologias como para o problema de coexistência intra-tecnologia. Os resultados das avaliações indicam que as soluções concebidas provêm ganhos significativos ante uma situação de coexistência sem coordenação distribuída.