Las redes de comunicaciones de última generación adoptaron una estructura heterogénea en la cual las macroceldas desplegadas en generaciones precedentes fueron
superpuestas con celdas de diversas áreas de cobertura y políticas de acceso para los
usuarios. Esta topología se eligió para extender el alcance de las redes anteriores, mejorar
el servicio en zonas desfavorecidas y aumentar las tasas de transmisión en toda
la red. De esta manera se busca satisfacer la siempre creciente demanda por parte de
los usuarios que forman parte del sistema, cuyo número también se ve incrementado
cuantiosamente año tras año.
Aunque las redes heterogéneas proveen soluciones a las limitaciones de las preexistentes,
también conllevan nuevos desafíos generados por su estructura novedosa. Al
abandonarse el esquema planificado, uniforme y no superpuesto de zonas de cobertura
aparecen situaciones en las cuales los niveles de interferencia que sufren los equipos de
comunicaciones son inaceptables.
Para que estos escenarios no anulen los beneficios incorporados mediante las redes
heterogéneas se requieren soluciones novedosas que eviten o supriman estas interferencias,
provocadas tanto dentro de cada celda como entre ellas. Los esquemas tradicionales
de acceso múltiple al medio se tornan ineficientes en estos contextos ya que implican
una subdivisión excesiva de los recursos, impactando negativamente en el desempeño
de toda la red.
En esta Tesis se estudian técnicas de alineamiento de interferencias aplicadas a
situaciones típicas que se pueden encontrar en redes inalámbricas heterogéneas. Estas
técnicas lineales permiten alcanzar alta eficiencia en el uso de los recursos del sistema,
ofreciendo a la vez
exibilidad para adaptarse a las situaciones siempre cambiantes
originadas en las redes que adoptan la nueva topología. Los métodos de supresión
de interferencias estudiados aquí se enfocan en resolver situaciones para las cuales la
interferencia tiene potencia superior a la señal de interés.
En primer lugar se analiza la factibilidad de alinear la interferencia sobre un subespacio
dentro de las múltiples dimensiones que ofrecen las señales empleadas en los
estándares de comunicación de última generación. En el trabajo se propone una implementación de ese método que ofrece ventajas comparativas respecto de las técnicas
de combate de interferencia definidas en los estándares de sistemas preexistentes. Los
análisis presentados aquí son respaldados mediante simulaciones de computadora.
En la segunda parte se estudia el alineamiento de las señales de autointerferencia,
que son auto infligidas por un terminal que transmite y recibe señales simultáneamente
usando la misma banda de frecuencias. Esta funcionalidad resulta de máximo
interés para los equipos de comunicaciones futuros, ya que no solamente incrementa
su efiiciencia espectral sino que también permite una gestión más dinámica y
flexible
de los sistemas. En esta Tesis se prueba que es factible realizar el alineamiento de autointerferencia
usando métodos avanzados de muestreo de señales, y se propone una
estructura práctica de un transceptor capaz de lograr dicha función. Mediante análisis
y simulaciones se demuestra que el transceptor propuesto tiene ventajas significativas
respecto a las soluciones del estado del arte que resuelven el mismo desafío, aún ante
imperfecciones que puedan limitar su desempeño. / The latest generation of communication networks adopted a heterogeneous structure
in which the legacy macrocells from earlier deployments are overlaid with smaller cells
adopting different user subscription policies. This new topology not only extends the
coverage zones and improves the service in shadowed areas with respect to previous
network implementations, but also significantly increases the transmission rates in the
network to satisfy the ever increasing demand both in user number and per-user rates.
Although the heterogeneous structure provides solutions to the diffculties earlier
networks were facing, they also present their own challenges, especially in terms of
strong interference levels that may arise among users and base stations. By abandoning
the planned, uniform and non-overlapped base station and coverage area deployment,
many situations appear where the interference power levels suffered by the communication
devices is inadmissible.
Therefore, novel intra- and inter-cell interference suppression techniques are required
in order to avoid that these scenarios counteract the numerous benefits associated
to heterogeneous networks. The traditional multiple access schemes become inefficient
in these situations since they divide all the available resources, and this has a network
wide negative impact.
This Thesis presents the analysis of interference alignment techniques applied to
typical situations in these networks. The linear techniques studied here enable effcient
system resource exploitation, offering at the same time high flexibility to adapt to the
constantly evolving conditions in the network. Their study is oriented to solve situations
where the interference is stronger than the desired signal.
First, the interference alignment feasibility is analyzed using the multiple signal
dimensions offered by the signals used in the standards of the latest-generation mobile
communication systems. This work proposes an implementation of this method which
o ers comparative advantages with respect to standard-defined interference suppression
strategies. The analysis of this proposal is supported by numerical results obtained using
computer simulations.
Next, the self-interference alignment problem is studied. These signals are selfinflicted by a terminal transmitting and receiving simultaneously at the same frequency
band. This functionality is of high interest for future communication systems, since
it not only increases their spectral efficiency, but it also allows to manage them in
a more dynamic and
exible manner, and it would also enable greater abilities for
their terminals. This Thesis proves the feasibility of self-interference alignment using
advanced sampling methods, and also proposes a practical transceiver structure which
is able to perform this function. By means of analysis and simulations it is shown that
the proposed transceiver has significant advantages with respect to the state-of-theart
solutions for the same challenge, even when it is subject to performance limiting
imperfections.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/4592 |
| Date | 21 May 2018 |
| Creators | Bernhardt, Micael |
| Contributors | Cousseau, Juan E. |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Rights | 2 |
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