Optimización de reutilización de frecuencia en agrupamientos de celdas LTE macro

Abstract

En la última década los sistemas de comunicaciones inalámbricas principalmente los de telefonía celular han tenido un rápido desarrollo con la aparición de nuevas tecnologías y aplicaciones, por otro lado, la demanda de servicios relacionados con la telefonía crece día con día de forma exponencial con nuevos usuarios incorporándose. Todo esto ha generado que los usuarios experimenten mala calidad en los servicios cuando el proveedor no cuenta con una óptima gestión de sus recursos ya que el recurso radioeléctrico con el que se cuenta por lo general es limitado. Actualmente es posible dar solución a esta problemática mediante la aplicación de diferentes técnicas para la gestión de estos recursos, algunas de estas sugeridas para alguna tecnología en particular como lo es en el caso de LTE, sin embargo, estas sugerencias en su mayoría están basadas en escenarios ideales por lo que es necesario realizar ajustes que se apeguen a escenarios reales. En este trabajo se propone un modelo para optimizar la capacidad de canal de un agrupamiento de celdas LTE (del inglés, Long Term Evolution) macro mediante el control de potencia para el esquema de reutilización de frecuencia fraccional FFR (del inglés, Fractional Frequency Reuse), sugerido por el 3GPP (del inglés, Third Generation Partnership Project), que además contribuya al ahorro de energía de la red reduciendo gastos del operador y beneficiando al medio ambiente. Se considera un agrupamiento de cuatro celdas, utilizando la infraestructura disponible en la zona de Lindavista para dar servicio. Se realizan estudios de cobertura para en enlace de bajada, obteniendo el promedio de la interferencia co-canal por sector. A partir de los valores de interferencia se propone un modelo de optimización que maximiza la capacidad de canal, teniendo como variables los valores de potencia de cada sector. Dicho modelo nos permite saber los valores de potencia que deben ser configurados para cada sector de tal forma que permita tener un mejor aprovechamiento del esquema de reutilización fraccional contribuyendo al ahorro de energía. In the last decade wireless communications systems mainly cellular telephony have had a rapid development with the emergence of new technologies and applications, on the other hand, demand for services related to telephony grows daily exponentially with new users incorporated. All this has meant that users experience poor quality services when the provider does not have an optimal management of resources as the radio resource with which account usually is limited. It is now possible to solve this problem by applying different techniques for managing these resources, some of these suggested for some particular technology as it is in the case of LTE, however, these suggestions mostly are based on ideal scenarios so that adjustments are needed to adhere to real scenarios In this paper we propose a model to optimize the channel capacity of a cluster of macro cells LTE (Long Term Evolution) by controlling power for the FFR (Fractional Frequency Reuse) scheme suggested by the 3GPP (Third Generation Partnership Project), which also contributes to energy saving network and reducing operator costs and benefiting the environment. We consider a grouping of four cells, using available infrastructure in the area of Lindavista to service. Coverage studies are performed in downlink, by averaging the co-channel interference sector. From interference values an optimization model that maximizes the channel capacity, having as variables the power values of each sector is proposed. This model lets us know the power values to be set for each sector in such a manner that allows a better use of fractional reuse scheme contributing to energy saving.