[pt] Esta tese apresenta um simulador para avaliação de desempenho de uma
rede de acesso por rádio 5G. O simulador, Sama (1), permite definir os modelos
de equipamentos das estações base com múltiplos setores e conformação de
feixes (beamforming), os arranjos de estações base da rede, os equipamentos
dos usuários, a distribuição de usuários na área de serviço, e pode empregar
diferentes algoritmos de alocação dos recursos tempo-frequenciais, dentre
outro parâmetros customizáveis. O simulador produz diversos indicadores de
desempenho da rede de acesso, como condições de canal, taxas/capacidades
de dados, latências, e satisfação dos usuários, em diversos níveis hierárquicos
(por estações base, seus setores, ou feixes). As funcionalidades do simulador
são demonstradas considerando diversos casos de uso de redes 5G. Propõe-se
metodologias para alocação de posições de estações base, isto é, para encontrar
bons arranjos de estações base. Propõe-se uma metodologia heurística baseada
em critérios de projeto para redes de radiodifusão. Para redes de acesso
celular apresenta-se uma metodologia baseada em agrupamentos (clusters) das
posições dos UEs. Por fim, nesta tese, apresenta-se um algoritmo de alocação de
recursos de tempo-frequência baseado em um critério de utilidade para alocar
recursos tempo-frequenciais em redes de acesso por rádio 5G considerando as
demandas de capacidade dos usuários. A partir da demanda individual de um
terminal, estima-se qual a utilidade em servi-lo e, a partir disso, ordenam-se os terminais em um setor e alocam-se os recursos de tempo-frequência. O
algoritmo de alocação de recursos apresentado obtém resultados competitivos
e muitas vezes melhores que algoritmos de alocação conhecidos. / [en] This thesis presents a simulator for evaluating the performance of a 5G radio access network. The simulator, called Sama(2), allows for defining the equipment models of base stations with multiple sectors and beam forming,the arrangement of base stations in the network, the user equipment, the distribution of users in the service area, and can employ different algorithms for allocating time-frequency resources, among other customizable parameters. The simulator produces various performance indicators for the access network, such as channel conditions, data rates/capacities, latencies, and users satisfaction, at different hierarchical levels (per base stations, their sectors, or beams).The functionalities of the simulator are demonstrated considering different use cases for 5G networks. Methodologies are proposed for allocating base station positions, that is, finding good base station arrangements. A heuristic methodology based on design criteria (such as elevation, coverage of the region of interest, and interference between stations) is proposed for broadcasting networks. Meanwhile, for cellular access networks, a methodology based on clustering of UE positions is presented. Finally, this thesis presents a resource allocation algorithm based on a utility criterion to allocate time-frequency resources in 5G radio access networks considering the users capacity demands. Based on the individual demand of a terminal, the algorithm estimates its utility and orders the terminals in a sector to allocate the time-frequency resources accordingly. The presented resource allocation algorithm obtains competitive results and often out performs known allocation algorithms.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63113 |
| Date | 06 July 2023 |
| Creators | CHRISTIAN FRAGOAS F RODRIGUES |
| Contributors | LUIZ ALENCAR REIS DA SILVA MELLO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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