Part II Optimization on Coverage
B.4 Active 3D Triangulation
En VoIP, el c´odec genera las tramas de voz a partir de la se˜nal del habla. Las tramas son transmitidas a trav´es de la red, y cuando llegan al extremo receptor, los paquetes de voz son almacenados temporalmente en el buffer de reproducci´on hasta el instante correspondiente. La demora que experimentan los paquetes de voz desde el momento de su generaci´on hasta su reproducci´on se denomina demora MTE y puede expresarse mediante (2.6) (Lee and Kim, 2014).
Dmte =ten+tlh+ N
X
i=1
CAP´ITULO 2. DISE ˜NO E IMPLEMENTACI ´ON DEL MODELO DE SIMULACI ´ON 32
siendo:
ten: demora de codificaci´on;
tlh : demora de an´alisis para la compresi´on;
N : suma de los elementos de red en el trayecto que siguen los paquetes de voz; tqui : demora de cola del paquete de voz en el elemento de red i;
ttxi : demora de transmisi´on del paquete de voz en el elemento de red i;
tdj : demora delbuffer de reproducci´on;
tde : demora de decodificaci´on.
La demora MTE est´a compuesta por t´erminos constantes y variables. Los t´erminos variables son: la demora de red de extremo a extremo y la demora delbuffer de repro- ducci´on. La suma de ten, tlh, y tde es una constante. La suma de las demoras de cola
(PN
i=1tqui) es dif´ıcil de predecir, excepto en el caso l´ımite de una red Markoviana (Lee and Kim, 2014). Si el trayecto que siguen los paquetes de voz es fijo, la suma de las de- moras de transmisi´on (PN
i=1ttxi) es tambi´en una constante, y la suma de la demora del
buffer de reproducci´on y de la demora de red de extremo a extremo es asint´oticamente
constante (Ramjeeet al., 1994),(Narbutt and Murphy, 2003).
En (Poikselk¨aet al., 2012) se asume una demora de codificaci´on de 30 ms, incluyendo los 20 ms del tama˜no de trama, 5 ms de an´alisis para la compresi´on y 5 ms de tiempo de procesamiento. Se asumen 5 ms para la decodificaci´on en el extremo receptor y 50 ms de demora en la interfaz a´erea, tanto en el UL como en el DL, incluyendo la demora de planificaci´on y el tiempo requerido para la transmisi´on inicial de un paquete y las retransmisiones HARQ. Se asumen tiempos de procesamiento en el UE, el eNB, y el SAE-GW de 5, 5 y 1 ms, respectivamente, as´ı como una demora de transporte de 10 ms. Bas´andose en estos valores la demora MTE es aproximadamente 160 ms. En este trabajo se utiliza una demora MTE t´ıpica de 180 ms al igual que en (Lee and Kim, 2014).
El buffer puede utilizar mecanismos de reproducci´on fijos, que mantienen la demo-
ra MTE constante durante toda la comunicaci´on, o adaptativos, que pueden ajus- tar el tama˜no del buffer en cualquier instante (dentro de r´afagas) o cuando aparecen per´ıodos de silencio (entre r´afagas). A pesar de que ajustar la demora de reproducci´on en cualquier instante es ventajoso en aquellos casos en los que la demora de red var´ıa r´apidamente, tambi´en implica un procesamiento complejo de la se˜nal de audio. El ajuste durante los intervalos de silencio, por otra parte, es menos complejo y provee resultados satisfactorios. A pesar de que el tiempo de interrupci´on de HO es reducido, su escala es mayor que la de la variaci´on de la demora, por lo que el HO dispara el mecanismo de picos del buffer de reproducci´on e incrementa la demora MTE. De ah´ı que la demora
CAP´ITULO 2. DISE ˜NO E IMPLEMENTACI ´ON DEL MODELO DE SIMULACI ´ON 33
MTE puede ser modelada como la suma lineal de la demora MTE t´ıpica y el tiempo de interrupci´on de HO (Lee and Kim, 2014).
En este trabajo se asume que elbuffer adiciona una demora de 120 ms, cuando ocurre un HO, al igual que en (Lee and Kim, 2014). Con el objetivo de evitar el continuo aumento de la demora MTE se utiliza el ajuste durante los intervalos de silencio, de manera que esta disminuya hasta el valor t´ıpico (180 ms). La traza con per´ıodos de actividad y silencio se genera de forma artificial seg´un las especificaciones dadas en (UIT-T P.59, 1993).
2.7.1. Generaci´on de los per´ıodos de actividad y silencio
Seg´un (UIT-T P.59, 1993), las r´afagas de conversaci´on y las pausas son generadas de acuerdo al modelo de transici´on de estados representado en la Figura 2–3, en el quep1,
p2 y p3 denotan probabilidades de transici´on expresadas en porcentajes.
100v–vp p 100v–vp1 3 2 p1 100v–vp3 100v–vp1 p 2 p1 A B Pausa Ráfagavde S.M. conversación Silencio Monoloquia M. mutuo M. t t Diloquia Pausa Monoloquia A:vHabla B:vSilencio A:vSilencio B:vHabla Ráfagavde conversación Monoloquia Diloquia Silencio mutuo
Figura 2–3: Modelo de transici´on de estados de la conversaci´on (UIT-T P.59, 1993). Los valores Tst (duraci´on de monoloquia), Tdt (duraci´on de diloquia), y Tms (duraci´on
de silencio mutuo) var´ıan seg´un las ecuaciones (2.7), (2.8) y (2.9), respectivamente. En estas ecuaciones, el tiempo est´a expresado en segundos.
CAP´ITULO 2. DISE ˜NO E IMPLEMENTACI ´ON DEL MODELO DE SIMULACI ´ON 34
Tst =−0,854 ln(1−x1) (2.7)
Tdt =−0,226 ln(1−x2) (2.8)
Tms =−0,456 ln(1−x3) (2.9)
siendo:
x1,x2, x3: variables aleatorias de distribuci´on uniforme con valores mayores que cero y
menores que uno.
Cuando la duraci´on de pausa es inferior a 200 ms, el modelo elige o bien el estado de monoloquia o el de silencio mutuo, con probabilidades de 50 %, hasta que la duraci´on de pausa excede los 200 ms. Los valores dep1, p2 y p3 son 40, 50 y 50, respectivamente
(UIT-T P.59, 1993).
2.8. Consideraciones finales del cap´ıtulo
El proceso de HO tiene un impacto importante en la calidad que perciben los usua- rios de servicios de voz en LTE. Evaluar esta influencia, requiere la utilizaci´on de un simulador que soporte la movilidad de los usuarios y los mecanismos de HO. El modelo de simulaci´on elaborado permite obtener el comportamiento de la demora MTE y la p´erdida de paquetes durante una llamada de voz, considerando la ocurrencia de HOs. El entorno de prueba Base Coverage Urban posee como caracter´ıstica distintiva la cober- tura continua y ubicua en ´areas urbanas, y el despliegue de macroceldas con usuarios pedestres y en veh´ıculos con velocidades superiores. La decisi´on de HO se basa en la calidad de la se˜nal recibida por el UE, para lo cual se ha modelado el canal de radio seg´un las especificaciones del 3GPP y de la UIT.
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CAP´ITULO 3
RESULTADOS Y DISCUSI ´ON
3.1. Introducci´on
Optimizar el n´umero de HOs tiene gran repercusi´on en el desempe˜no de redes LTE en presencia de movilidad, al igual que en el resto de los sistemas m´oviles celulares. Un n´umero demasiado alto de HOs provoca un incremento en la demora del flujo de datos que se intercambia entre los usuarios. Por otra parte, si el n´umero de HOs es insuficiente, puede afectarse la calidad de la se˜nal recibida y por consiguiente, elevarse la probabilidad de p´erdida de paquetes. Tanto la demora como la p´erdida de paquetes tienen una influencia significativa en la calidad percibida por los usuarios de servicios is´ocronos como la telefon´ıa. Es indispensable lograr una relaci´on de compromiso entre ambos factores, de manera que la calidad percibida por los usuarios se optimice. Utilizar un mecanismo de HO que sea flexible y permita cambiar los valores de los par´ametros para la decisi´on de HO en funci´on de las condiciones espec´ıficas del m´ovil, tales como la velocidad o el entorno en el que se encuentra, resulta beneficioso. Est´a claro que al aumentar la velocidad de desplazamiento del UE, se incrementa la diferencia entre dos muestras consecutivas de la calidad de la se˜nal, dado principalmente por el desvane- cimiento lento. Esto puede conducir a tomar decisiones de HO retardadas, provocando que se incremente la p´erdida de paquetes. Mediante el ajuste de los par´ametros del me- canismo de HO se puede lograr un adecuado desempe˜no para las diferentes condiciones, incluyendo la velocidad.
El evento A3 proporciona la flexibilidad necesaria para enfrentar diversas situaciones. Si la decisi´on de HO est´a determinada por el evento A3, existen cuatro v´ıas para optimizar el n´umero de HOs:
Mediante la modificaci´on de los par´ametros Offset eHys. Variando el par´ametrok.
Variando el par´ametro TTT. Mediante el ajuste de Oc y Of.