CHAPTER V DISCUSSION
SUMMARY, CONCLUSION, IMPLICATIONS AND RECOMMENDATIONS
Al igual que en el algoritmo 1, en este algoritmo también se pudo observar una mejora con respecto al control de potencia de paso fijo. En el histograma de la
figura 4.22 se muestra el impacto que tiene la implementación de un salto
adaptable ya que la estimada se acerca mucho mas al valor de la objetivo esto
nos trae como resultado una mejor estabilidad en cuanto a la potencia emitida por la estación base. El valor de media en el histograma de salto adaptable es de 8.2175 y el valor de varianza es de 0.9199.
113 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 Eb/No [dB] P ro b a b il id a d MEDIA = 8.2175 VARIANZA = 0.9199 1.22 1.24 1.26 1.28 1.3 1.32 1.34 10.4 10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6 11.8 Tiempo [ seg ] E b /N o [ d B ] Eb/No ESTIMEDA Eb/No OBJETIVO
FIGURA 4.22 HISTOGRAMA DE LA EN EL ALGORITMO 1 CON PASO ADAPTABLE
En la figura 4.23 se pueden observar las variaciones que presenta la estimada,
también es posible ver el ajuste que realiza en potencia el paso.
114 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 PASOS Ta m a ñ o [ d B ]
FIGURA 4.24 VARIACIÓN DE LOS PASOS EN EL ALGORITMO 2
En la figura 4.24 se puede observar la variación del tamaño de los pasos, lo
cual sea un factor de gran importancia ya que a través de estas variaciones en los pasos se lograra mejorar la calidad del sistema al disminuir las
interferencias entre celdas. Ya que este paso adaptable hace que estimada se
ajuste mas a la objetivo, logrando optimizar la potencia de requerida para la
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Referencias
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116
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[17] 3GPP TS 25.101 UE Radio Transmission and Reception (FDD).
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CONCLUSIONES
El estudió la técnica de espectro disperso para poder entender los sistemas de telefonía móvil de tercera generación (3G) la cual ha incrementado su área de aplicación a través de los años por su utilización en diferentes sistemas de comunicaciones
La finalidad de estudiar los conceptos básicos que envuelven al estándar WCDMA fue el tener un preámbulo para así poder comprender lo que es el control de potencia en este estándar, cabe mencionar que se pudo observar las ventajas que trae consigo el que la arquitectura de este estándar este proporcionada en capas lo cual permite dividir diferentes tareas, por ejemplo la tarea fundamental de la capa física es ofrecer servicios a la capa MAC a través de los canales de transporte los cuales caracterizan la cantidad y tipo de información a enviar, la capa MAC ofrece servicios a la capa RLC por medio de canales lógicos y finalmente la capa RLC ofrece servicios a las capas subsecuentes a través de los puntos de acceso de servicios esta arquitectura resume el funcionamiento del sistema.
Dentro del estándar se describen aspectos fundamentales para su funcionamiento, uno de ellos es la descripción de los diferentes tipos de transferencia de llamada empleados en WCDMA en este caso se estudiaron tres casos: transferencia de llamada con interrupciones , trasferencia de llamada sin interrupción entre celdas y entre sectores, la razón por la cual la transferencia de llamada es importante radica en que en este tipo de sistema de comunicación el usuario se encuentra en movilidad en la mayoría de las ocasiones lo cual trae como resultado que diferentes estaciones base sean capaces de brindar el servicio de comunicación cada vez que el usuario pase de una celda a otra sin la necesidad de cortar el enlace de comunicación, otro aspecto importante en la transferencia de llamada se refiere a la interoperabilidad con sistemas de telefonía móvil de segunda generación ya que en algunas zonas es posible encontrar una coexistencia entre sistemas UMTS y sistemas de segunda generación.
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Para evaluar el control de potencia en el estandar WCDMA se utilizo una simulación que es una herramienta que sirve para representar el comportamiento de un sistema por medio de modelos de simulación. Estos modelos representan las características que imitan a un sistema real mediante relaciones matemáticas para así poder evaluar y predecir el comportamiento del sistema que se desea evaluar. El modelo de simulación utilizado en esta simulación fue de tipo discreto. Dentro del ambiente de simulación se considero un modelo de eventos discretos en el cual el estado de las variables varía en pasos de tiempo discretos.
Los resultados obtenidos del análisis del control de potencia cabe mencionar que solo se evaluó el control de potencia en el enlace de bajada ya que en el control de potencia en el enlace de subida es muy similar.
Para evaluar el sistema se utilizo un cluster de 19 celdas hexagonales con antenas omnidireccionales ideales, el cual fue elegido de 19 celdas debido a los estudios de propagación realizados los cuales arrojan que en estas 19 celdas se tienen efectos de interferencias considerables.
Dentro de la celda central se genero una estación móvil de manera uniforme, y esta estación móvil realizo desplazamientos utilizando el modelo de movilidad. La posición del usuario se actualiza cada 100 mseg, el tiempo medio de servicio se genero mediante una variable aleatoria con distribución exponencial negativa y media de 120 segundos. El movimiento de los usuarios dentro de un sistema de telefonía móvil juega un papel crucial en el análisis del desempeño del sistema, en este caso el movimiento que genera un usuario no será un patrón predeterminado ya que en la realidad el movimiento que tenga durante una llamada no es un dato conocido, sino un valor aleatorio. El comportamiento del usuario afecta directamente el tráfico de la señalización en la transferencia de llamada y en la administración de la ubicación (actualización de la posición, actualización del dominio, registro y autentificación).
Para el ambiente vehicular se utiliza un modelo de movilidad pseudo aleatorio con una trayectoria semi-dirigida y velocidad constante. Al inicio la dirección se determina de manera uniforme en el intervalo [0°, 360°]. Se considero una velocidad de 35 km/h.
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Y conforme a estos desplazamientos se realizo el cálculo de la potencia de los pilotos, los cuales son vitales en la ejecución del algoritmo de transferencia de llamada.
El modelo de pérdidas por trayectorias múltiples utilizado es el IMT-2000 con desvanecimientos correlacionados. Posteriormente se genero un usuario en la celda central en el cual fue aplicado el modelo de movilidad.
Para modelar las pérdidas por trayectoria fue utilizado el modelo IMT-2000 para un ambiente vehicular.
Donde se considero una altura promedio de los edificios de =15m, y una
frecuencia de =2000 MHz
Para la simulación se utilizó un modelo de desvanecimientos correlacionados espacialmente, con lo que significa que en la práctica estas muestras no son completamente independientes la autocorrelación que existe en los desvanecimientos de la señal conforme a la estación móvil que se desplaza de una posición a otra.
En la sección de resultados logramos observar el impacto que tiene la carga de recursos del sistema en la probabilidad de suministrar servicio de las estaciones base a la estación móvil. Por ejemplo observamos que con una carga del 50% existe la probabilidad de que nuestra estación móvil pueda ser atendida por las estaciones base del anillo superior y se produzcan eventos e transferencia de llamada es de considerablemente buena, e incluso existe la probabilidad que la estación móvil sea servida por las celdas del anillo superior y la probabilidad de no cobertura es relativamente pequeña. Y en cambio cuando el sistema esta cargado a un 90% nos damos cuenta que solo es posible que nuestra estación base tiene una baja probabilidad de eventos de transferencia de llamada así también de solo ser servida por las estaciones base de las celdas centrales y además presenta una gran probabilidad de no cobertura.
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En el algoritmo 1 la potencia de transmisión es actualizada cada ranura de tiempo. En el algoritmo 1 se realizo una evaluación con dos tipos de carga de potencia de trafico al 50% y al 90%, las cuales serán utilizadas por todas las estaciones base del cluster. Con lo que se logro observar el impacto que tiene la carga del sistema en el algoritmo 1 de control de potencia en el sistema, ya que se observo que el ajuste de potencia mantiene al usuario más cerca de la
objetivo con un 50% de carga del sistema en comparación de cuando se tiene
un 90% de carga.
Con los resultados obtenidos es posible observar las variaciones que presenta la estimada, las cuales se deben al ajuste de potencia que realiza el algoritmo y
a las variaciones de interferencia que presenta el sistema, estas variaciones en interferencia se refieren a las perdidas por trayectoria, así como las interferencias entre las celdas del cluster y al proceso de nacimiento y muerte
de los usuarios.
En el algoritmo 2 la potencia de transmisión es actualizada cada 5 ranuras de tiempo, esta implementación proporciona actualizaciones más pequeñas del paso de control de potencia.
En el algoritmo 2 también se realizo una evaluación con dos tipos de carga de potencia de tráfico al 50% y al 90%.
En este caso nos damos cuenta que el comportamiento del control de potencia es similar al del algoritmo 1, y que la carga afecta de igual manera a el ajuste
de potencia se mantiene más cerca de la objetivo con un 50% de carga del
sistema en comparación de cuando se tiene un 90% de carga.
Realizando una comparación entre los algoritmos 1 y 2 podemos decir que el
algoritmo 1 mantiene a la estimada con un valor más cercano a la objetivo lo
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tiempo menor, esta disminución de potencia trae consigo una disminución de las interferencias en estaciones base.
Con los resultados obtenidos se logro observar que ambos algoritmos tienen casi la misma probabilidad de FER y que la diferencia entre usar uno u otro radica en la velocidad del la estación móvil y debido a que en este modelo se considero una velocidad constante de 35Km/h no es percibida en su totalidad dicha diferencia la cual se analizado en trabajos posteriores.
Pero la diferencia que se puede analizar entre estos dos algoritmos es que en el algoritmo 2 se presenta el efecto conocido como zona de oscurecimiento. Al evaluar el desempeño de los algoritmos de control de potencia se logro comprobar como el control de potencia disminuye las interferencias ocasionadas entre usuarios, al mantener los niveles de potencia de cada usuario próximos a un nivel de potencia objetivo, para que proporcione la mínima cantidad de interferencias posibles, cabe mencionar que las interferencias no pueden ser erradicadas completamente mas si minimizadas, en consecuencia el sistema operara de manera mas estable. Y también se observo que la aplicación de cada algoritmo depende del cambio de velocidad de la estación móvil, lo cual será analizado en trabajos posteriores
El valor del paso fijo en los algoritmos 1 y 2 puede ser muy pequeño o muy grande para el ajuste de potencia transmitido necesario, dentro de este
algoritmo se propone reemplazar el paso fijo por un paso o adaptable, dentro
del control de potencia interno de lazo cerrado. Para esta implementación los
valores considerados fueron de , ,
Y con los valores obtenidos se logro mostrar el impacto que tiene la
implementación de un salto adaptable en el algoritmo 1 ya que la estimada se
acerca mucho mas al valor de la objetivo, esto nos trae como resultado una
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Con lo realizado se lograron mostrar las variaciones que presenta la estimada,
estas variaciones se deben al ajuste de potencia que realiza el algoritmo y a las
variaciones de interferencia que presenta el sistema.
En el algoritmo 2 al igual que en el algoritmo 2 también se logro observar una mejora con respecto al control de potencia de paso fijo. Con los valores
obtenidos se mostro el impacto que tiene la implementación de un salto
adaptable ya que la estimada se acerca mucho mas al valor de la objetivo esto
nos trae como resultado una mejor estabilidad en cuanto a la potencia emitida por la estación base.
Ya que este paso adaptable hace que estimada se ajuste mas a la objetivo,
logrando optimizar la potencia de requerida para la transmisión.
El análisis realizado de la propuesta de aplicación de un paso adaptable en los algoritmos de control de potencia nos permitió ver que en realidad este paso adaptable mejora el desempeño del sistema ya que esta adapta la potencia a las condiciones del sistema permitiendo un mejor enlace de comunicación, lo cual logra al reducir de manera significativa las interferencias para así poder mantener una comunicación con un alto índice de calidad.
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SIGLAS Y ACRÓNIMOS
2G Sistemas de telefonía móvil de segunda generación.
3G Sistemas de telefonía móvil de tercera generación
3GPP Asociación de generación de proyectos de 3a generación ACELP Código algebraico de predicción lineal excitada
AMR Codificador de multi-tasa adaptable
AWGN Ruido blanco aditivo Gaussiano
BCCH Canal de control de Broadcast
BCH Canal de Broadcast
BER Tasa de bit erróneo
BLER Tasa de bloque erróneo
BPSK Modulación binaria por cambio de fase
BS Estación base
CCCH Canal de control común
CDMA Acceso múltiple por división de código
CHEST Eestimación del canal
CI Identidad de celda
CLPC Control de potencia de lazo cerrado
CR Recursos de comunicaciones
CRC Chequeo de redundancia cíclica
CTC Canal de transporte común
CTCH Canal de tráfico común
DCCH Canal de control dedicado
DCH Canal dedicado
DCH-FP Canal dedicado – Protocolo de trama
DPDCH Canal de datos físico dedicado
DS –CDMA Secuencia directa-CDMA
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FACH Canal de acceso del enlace de bajada
FDD Duplexaje por división de frecuencia
FDMA Acceso múltiple por división de de frecuencia
FER Tasa de trama errónea
FH –CDMA Salto de frecuencia-CDMA
GPS Sistema de posicionamiento global
GSM Sistema global de comunicaciones móviles
HSDPA Acceso de paquetes de alta velocidad en el enlace de bajada
HS-DPCCH Canal de control físico dedicado de alta velocidad
HS-DSCH Canal compartido de alta velocidad en el enlace de bajada
HSPA Acceso de paquetes de alta velocidad
HS-SCCH Canal de control compartido de alta velocidad HSUPA Acceso de paquetes de alta velocidad en el enlace de
subida
IF Frecuencia intermedia
Iub Interface entre la RNC y la estación base
Iur Interface lógica entre dos RNC
LPI Baja probabilidad de intercepción
MAC Control de acceso al medio
MDC Combinador de macro diversidad
MRC Combinador de máxima razón
MS Estación móvil
OFDMA Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal
OLPC Control de potencia de lazo abierto
OVSF Factor de dispersión ortogonal variable
PC Power control
PCCh Canal de control físico
PCCH Canal de control de voceo
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P-CPICH Canal primario común de piloto.
PN Pseudo ruido
PRACH RACH físico
RAB Acceso de radio de portadora
RAN Acceso de radio a la red
RF Fuente
RLC Control de enlace de radio
RRC Control de recursos de radio
RSCP Potencia de código de la señal recibida
RTD Retardos por trayectoria completa
SAP Punto de acceso de servicio
SF Factor de dispersión
SIR Relación señal a interferencia
SRNC RNC en funcionamiento
SSRG Registro de cambio simple
TDC Canal dedicado de transporte
TDD Duplexaje por división de tiempo
TDMA Acceso múltiple por división de tiempo
TFCI Indicador de combinación del formato de transporte
TFI Indicador de formato de transporte
TPC Control de potencia de transmisión
TPC_cmd Comando de TPC
UMTS Servicio universal móvil de telecomunicaciones
UTRA Acceso de radio universal terrestre
VoIP Voz sobre IP