Estrategias de control de acceso en sistemas de comunicaciones móviles celulares de tercera generación

Resumen

El objetivo es el estudio de las estrategias de control de acceso en un sistema UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access) multiservicio. Este análisis conlleva evaluar las limitaciones impuestas al sistema por el protocolo de acceso al canal común, así como estudiar las técnicas de admisión y gestión de recursos que permiten ofrecer garantías de QoS. Pero, como paso previo a todo lo expuesto, es necesario realizar un análisis de la capacidad orientado hacia la implementación de controles de admisión y gestión de recursos. Dado el enfoque de este estudio, es necesario desarrollar un método simple de estimación de la capacidad que nos permita efectuar un primer dimensionado del sistema UTRA. Para analizar la dependencia de la capacidad con las características de los servicios y del medio de propagación, se ha desarrollado una herramienta analítica de caracterización de la interferencia intercelda. La evolución del esquema de acceso al canal común efectuada en esta tesis no trata de ser una comparativa de las diversas propuestas de acceso, lo que se pretende es analizar las limitaciones impuestas por el protocolo ALOHA ranurado a un sistema UTRA multiservicio, es decir, las posibles degradaciones en la capacidad debidas a retardos de acceso muy elevados. Un aspecto importante de este estudio ha sido considerar nuevos servicios de datos 3G, como es el caso de acceso web, que se integran con servicios tradicionales como la voz, ambos de características muy diferentes. Las prestaciones de este protocolo ALOHA ranurado, caracterizado por un acceso aleatorio, se comparan con las de un protocolo como ISMA(Inhibit Sense Multiple Access), que ejerce cierto control sobre el acceso. A tal efecto se ha desarrollado una herramienta de simulación que modela las estrategias de acceso indicadas. El propósito final es analizar la influencia de las técnicas de acceso sobre las limitaciones del sistema, es decir quien impone las restricciones, el parámetro del tiempo de acceso o los máximos niveles de interferencia permitidos, analizados en el estudio previo de capacidad. En lo que respecta al análisis de controles de admisión(CAC), se han evaluado dos tipos, aquellos que establecen un umbral de admisión fijo y los adaptativos, que modifican el umbral dinámicamente según el estado del sistema. Dentro de los CAC no adaptativos, se ha analizado una primera clase muy simple, con un umbral basado en el numero de usuarios y una segunda clase de mayor complejidad, basada en el nivel de interferencias. La ventaja de estos controles es su simplicidad frente a las técnicas adaptativas que requieren medidas periódicas de diversos flujos de información para tomar sus decisiones. Finalmente, se ha efectuado un completo estudio del sistema UTRA multiservicio desde una perspectiva global analizando diversas técnicas de gestión de recursos junto a un control de admisión adaptativo. Este CAC dinámico es especialmente adecuado para este sistema donde existe una gran fluctuación del nivel de interferencias. Se han propuesto dos técnicas de gestión de recursos, la primera basada en la combinación de los criterios de retardo y longitud de cola, y la segunda de carácter dinámico, que adapta la velocidad de transmisión del usuario a las condiciones de carga del sistema. El estudio conjunto de estos controles de acceso requiere un modelo detallado del sistema. Por este motivo se ha desarrollado una herramienta de simulación que permite estudiar las variaciones en los flujos de información sobre cuyas medidas se basan las decisiones de las técnicas adaptativas