Se presenta a continuación un resumen de los estudios publicados en la lite-
ratura técnica especializada en relación con lacapacidad de sistemas celulares
CDMA.
Primerosestudios Losprimerosestudiosdecapacidadde sistemascelulares
basados en DS-CDMA consideran una sola clase de servicio, y se centran en
aspectos de transmisión y propagación, suponiendo una distribución espacial
ja para los usuarios con llamada en curso, e ignorando así la variabilidadde
la carga en el sistema.
El análisis clásico de capacidad de [Gil91] (enfocado a IS-95) supone una
distribución de usuarios determinista y uniforme, y modela como fenómenos
aleatorios únicamente el desvanecimiento por sombra y la actividadvocal. La
asignación de usuarios a bases se realiza por mínima atenuación, y se supone
que el control de potencia ja el nivel recibido (no la SIR) a un valor objeti-
vo igual para todos los usuarios, sin tener en cuenta restricciones de potencia
transmitida. Hipótesis similares constituyen la base de los análisis de [Mil92]
y [Jal94]. En [Mil92] se modelan, además, de manera explícita el desvaneci-
miento multitrayecto (con distribución Rayleigh y no selectivo en frecuencia)
y ladiversidadde antena en laestación base(con combinaciónMRC). El aná-
lisis de [Jal94] considera los efectos de desvanecimiento lento y multitrayecto
control de potencia de IS-95 mediante una combinación de estudio teórico y
simulación.
Variabilidad de la carga y multiplicidad de servicios En [Vit93b] se
incluye la característica de variabilidad de la carga, modelando el número de
usuarios con llamada en curso en cada célula mediante una función de distri-
bución de Poisson, pero haciendo una hipótesis poco realista, consistente en
suponer que este número es igual en todas las células. Dicha hipótesis resta
validezal análisis. Esta restricción seelimina en [Cor98a], queamplía losaná-
lisis de [Gil91] y [Vit93b]. La variabilidad de la carga se analiza también en
[Eva99b]. Ambos estudios se restringen al enlace ascendente con asignación
por mínima atenuación y una sola clase de servicio. En [Cha01] se calcula de
maneraanalíticalaprobabilidadde degradación(outage),modelandoeltráco
comounprocesode Poissonespacial,pero realizasimplicacionesimportantes,
como considerar la potencia de transmisión ilimitada, un solotipode servicio
y control de potencia por nivel recibido (no por SIR). En [Lei99] se señala la
inuencia de la distribución espacial de usuarios sobre la capacidad del siste-
ma, y en [Cha99] se analiza el efecto de dicha distribución sobre la eciencia
de reutilización y las potencias transmitidas. La utilización de diferentes ti-
pos de servicios se investiga en [Zou98], pero suponiendo que la carga es ja
(esdecir, determinista)eigualen todas lascélulas. El análisisdelcompromiso
capacidad-coberturarealizadoen[Vee99 ]y[Men01d ]aportaunavisiónadecua-
dadel fenómeno, pero no puede emplearse para obtener estimaciones precisas
de capacidad en una red celular,yaque modela una célula aislada.
Control de potencia Debido a lalimitaciónporinterferencia, elcontrolde
potencia se convierte en CDMA en una característica esencial para conseguir
lamáxima capacidad.
Se han realizadonumerosos estudios del comportamiento de algoritmos de
controlde potencia en bucle cerradoen un canalvariante multitrayecto, tanto
basadosenniveldeseñalrecibida[Vit93a][Ari93][Cho98]comoenSIR[Ari94].
Estos análisis evalúan básicamente el efecto del control de potencia no ideal
sobrela relación
E
B
/N
0
necesaria en el enlace.En [Sip99a] y [Sip99b] se cuantican, mediante simulación, los efectos de
la interacción del bucle cerrado y las variaciones rápidas de atenuación en el
enlaceproducidas porel multitrayecto.
Existe una línea de investigación diferente que considera el problema del
control de potencia desde un punto de vista más abstracto, consistente en
analizarcuáles son losvalores óptimosde potencia transmitida en función del
estadode lared. Bajoesta perspectiva,unalgoritmode controlde potenciaes
un métodoquepermiteobtener dichos valores de potenciaen un sistemareal.
En[Han93]se analizaelcontrolde potenciaen elenlaceascendentede una
los efectos del bucle cerrado mencionados anteriormente. En estas condicio-
nes el problema del control de potencia es equivalente a un sistema lineal de
ecuaciones. En [Men01e ] se demuestra que la dimensión de este sistema de
ecuaciones puedereducirse considerablemente, yque lomismosucedeen elen-
lace descendente. (Esta reducción de dimensiones ya había sido observada en
[Han93] paraelenlace ascendentecon una solaclasede servicio, yen [Han99a]
para el mismo enlace realizando una aproximación válida para ganancias de
procesado elevadas.) En [Kim99] (para una sola clase de servicio) y [Men01e ]
(en elcaso general)seproponeun algoritmode controlde potenciapara elen-
lace descendente quese basa en esta idea. En [Han95] y [Yat95b] se considera
un algoritmode controlde potenciapara elenlaceascendente, en combinación
con elproblema delaasignación celularóptima(véase más adelante). Lavelo-
cidad de convergencia de este algoritmose estudia en [Hua98]. En [Han96] se
analizaelcontroldepotenciaenelenlaceascendentede unared idealizadacon
macrodiversidad de recepción en todas las bases. El análisis de [Yat95a] uni-
ca gran parte de las ideas anteriores en un marco teórico común, y establece
un conjunto de condiciones sucientes de convergencia para los algoritmosde
controlde potencia.
Los análisis del problema del control de potencia realizados hasta ahora
consideran el uso de receptores convencionales, e ignoranlos efectos derivados
de lautilizacióndel bucle cerrado. Estos efectos deben tenerse en cuenta sise
quiere tener una descripción precisa del comportamiento de la red. Como se
verá,ellocomplicaelmodelodelsistemaylosalgoritmosdecontroldepotencia.
Asignación celular Otro aspecto fundamental, que sólo recientemente ha
recibido atención, es el problema de la asignación de usuarios a bases en sis-
temas CDMA. En la mayoría de los análisis de capacidad se supone que la
asignación sellevaacabopormínimaatenuación,yportantode manerainde-
pendientedelacarga delared. Laidea deadaptarlaasignaciónalacarga del
sistema fue introducida en [Han93]. En [Han95] y [Yat95b] se desarrolla esta
idea,estudiandolaasignaciónóptima(desdeelpuntode vistade capacidaddel
sistema)enelcasodeun sistemaconreceptoresconvencionales(monousuario),
sin considerar efectos asociados albucle cerrado.
Detección multiusuario y capacidad Aunque la detección multiusuario
comenzóaestudiarseaprincipiosdelos80,lamayoríade losanálisisseocupan
de las prestaciones de un determinado tipo de receptor en un cierto tipo de
canal. El efecto de la utilización de receptores multiusuario sobre el control
de potencia y la capacidad de la red celular se encuentra aún en una fase
muy temprana de estudio. Los análisis realizados en este sentido se centran
en receptores multiusuario lineales, por su caracterización más sencilla. En
[Ulu98] se presenta un algoritmo que determina conjuntamente las potencias
unaredcelularCDMA.Losestudiosrelacionadosconlacapacidadenredescon
receptoresmultiusuarioseapoyanen simplicacionesimportantes,comoson la
consideraciónde una célulaaislada, la suposición de sincronismode símboloo
elanálisis asintótico para ganancia de procesado (y número de usuarios) muy
grande[Han99b] [Tse99 ] [Vis99].
Control de admisión El control de admisión de usuarios (o llamadas) en
CDMA es más complicado que en sistemas clásicos, debido a la no existencia
de un límite rígido en el número de canalesporbase.
En [Liu94] y [Shi99] se proponen varias técnicas de control de admisión
para sistemas CDMA, y seanaliza su comportamientoen un sistemacon una
sola clase de servicio y asignación por mínima atenuación. En [Bam98] se
proponen algoritmos combinados de control de potencia y de admisión. El
estudio de [Eva99a] establece una analogía con el dimensionamiento de redes
ATM (Asynchronous Transfer Mode) para servicios de tasa binaria variable.
Esteestudioanalizaelproblemadeadmisióndellamadassuponiendoelcriterio
de asignación de usuarios abases independientede la carga.