Ericsson Brasil / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Em um mundo onde as pessoas contam com smartphone, smartwatch, tablet e outros dispositivos para mantÃ-las conectadas onde quer que vÃo, t odos esperam que seus aplicativos sejam executados sem problemas, tais como cham adas abandonadas, download lento e vÃdeos com saltos. Neste contexto, comunicaÃÃo dispositivo-a-dispositivo ( do inglÃs, Device-to-Device (D2D)) constitui uma tecnologia promissora, pois à um tipo de comun icaÃÃo direta e utiliza baixa potÃncia entre dispositivos prÃximos, permitindo-se desv iar o trÃfego da rede mÃvel, aumentar a eficiÃncia espectral e de potÃncia. Do ponto de vista do assi nante, D2D significa usar aplicaÃÃo sem problemas e aumentar o tempo de vida da bateria do celular. No entanto, a fim de realizar os ganhos potenciais das comunic aÃÃes D2D, algumas questÃes-chave devem ser abordadas, pois as comunicaÃÃes D 2D podem aumentar a interferÃncia co-canal e comprometer a qualidade do enlace das comunicaÃÃes celulares. Esta dissertaÃÃo foca em tÃcnicas de Gerenciamento de Recur sos de RÃdio (do inglÃs, Radio Resource Management (RRM)) para mitigar a interferÃncia co -canal para comunicaÃÃes D2D que se baseiam na EvoluÃÃo de Longo Prazo (do inglÃs, Long Ter m Evolution (LTE)), visando a reduÃÃo da interferÃncia intra- e inter-celular e na melho ria da eficiÃncia energÃtica. Os principais esquemas de Controle de PotÃncia (do inglÃs, Pow er Control (PC)) (e.g. OLPC,CLPC e SDPC) e um esquema hÃbrido (CLSD) sÃo calibrados e utilizad os no cenÃrio macro ou micro multicelular, usando diferentes cargas e InformaÃÃo do Est ado do Canal (do inglÃs, Channel State Information (CSI)) perfeita ou imperfeita. AlÃm diss o, o impacto da inclinaÃÃo da antena ( downtilt ) à analisado, que à usada para ajustar o raio de cobertura de u ma Evolved Node B (eNB) e reduzir a interferÃncia co-canal, aumentando o iso lamento de cÃlulas. Os resultados numÃricos indicam que os regimes de controle d e potÃncia e inclinaÃÃo da antena, devidamente calibrados, podem fornecer ganhos p ara a comunicaÃÃo celular e D2D. Em outras palavras, a tecnologia D2D pode ser utilizada para aumentar ainda mais a eficiÃncia de espectro e a eficiÃncia energÃtica se algoritm os de RRM forem utilizados adequadamente / In a world where people count on their smartphone, smartwatch, tablet and other devices to keep them connected wherever they go, they expect its application to run without problems, such as dropped calls, slow download and choppy videos. In this context, Device-to-Device (D2D) communication represents a promising technology, because it is a direct and low-power communication between devices close, allowing to offload the data transport network, increase spectral and power efficiency. From the subscriber point of view, D2D means to use applications without problem and increase battery life. However, in order to realize the potential gains of D2D communications, some key issues must be tackled, because D2D communications may increase the co-channel interference and compromise the link quality of cellular communications. This masterâs thesis focuses on Radio Resource Management (RRM) techniques, especially Power Control (PC) schemes, to mitigate the co-channel interference for D2D communications underlaying a Long Term Evolution (LTE) network, aiming at the reduction of the intra- and inter- cell interference and at the improvement of energy efficiency. The main PC schemes (e.g. OLPC, CLPC and SDPC) and a hybrid scheme (CLSD) are calibrated and used in macro- or micro- multicell scenario, using different loads and imperfect Channel State Information (CSI). In addition, the impact of downtilt is analyzed, which is used to adjust the coverage radius of an Evolved Node B (eNB) and reduce co-channel interference by increasing cell isolation. The numerical results indicate that PC schemes and downtilt, duly calibrated, can provide gains to cellular and D2D communications. In other words, D2D technology can be used to further increase the spectral and energy efficiency if RRM algorithms are used suitably.

Předkládaná disertační práce je zaměřena na "heterogenní propojení mobilních zařízení v bezdrátových systémech 5. generace". Navzdory nepochybnému pokroku v rámci navržených komunikačních řešení postrádají mobilní sítě nastupující generace dostatečnou šířku pásma a to hlavně kvůli neefektivnímu využívání rádiového spektra. Tato situace tedy v současné době představuje řadu otázek v oblasti výzkumu. Hlavním cílem této disertační práce je proto návrh nových komunikačních mechanismů pro komunikaci mezi zařízeními v bezprostřední blízkosti s asistencí mobilní sítě a dále pak návrh a implementace algoritmů pro dynamické přidělování frekvenčního spektra v nastupujících mobilních sítích 5G. Navrhnuté komunikační mechanismy a algoritmy jsou následně komplexně vyhodnoceny pomocí nově vyvinutých simulačních nástrojů (kalibrovaných s využitím 3GPP trénovacích dat) a zejména pak v experimentální mobilní síti LTE-A, která se nachází v prostorách Vysokého učení technického v Brně, Česká Republika. Získané praktické výsledky, které jsou podpořeny zcela novou matematickou analýzou ve speciálně navržených charakteristických scénářích, představují řešení pro vlastníka spektra v případě požadavků na jeho dynamické sdílení. Tato metoda tedy představuje možnost pro efektivnější využití spektra v rámci mobilních sítí 5G bez degradace kvality služeb (QoS) a kvality zážitků (QoE) pro koncové uživatele. Vědecký přínos dosažených výsledků dokazuje fakt, že některé z principů představených v této disertační práci byly zahrnuty do celosvětově uznávaného standardu (specifikace) 3GPP Release 12.