Μελέτη της επίδρασης της πλαισίωσης και του ρυθμού κωδικοποίησης στην απόδοση δικτύων LTE αμφίδρομης λειτουργίας διαίρεσης χρόνου

Abstract

Το LTE έχει γίνει το de facto πρότυπο για τις κινητές επικοινωνίες. Σε αυτό έχουν συντελέσει ένας αριθμός από πλεονεκτήματα που περιλαμβάνουν την άριστη αξιοποίηση φάσματος, μία αποκεντρωμένη και ευέλικτη αρχιτεκτονική, κλιμακω- σιμότητα και συμβατότητα με προγενέστερες τεχνολογίες. Η διείσδυση του LTE συνεχώς αυξάνει και αναμένεται ότι θα καλύπτει το 70% της ολικής κίνησης το 2020. To LTE προβλέπει την προσαρμοστική κωδικοποίηση και διαμόρφωση (ACM) και την αμφίδρομη λειτουργία διαίρεσης χρόνου (TDD). Καθώς μεταβάλλονται οι συνθήκες του καναλιού, ο ρυθμός κωδικοποίησης μεταβάλλεται. Όταν οι συνθήκες είναι άσχημες, είναι επωφελές να χρησιμοποιηθεί ένας χαμηλός ρυθμός, ώστε να μπορεί να γίνει επιτυχώς η ανάκτηση των δεδομένων από τον παράληπτη. Αντίθετα, σε καλές συνθήκες είναι προτιμότερος ένας υψηλός ρυθμός κωδικοποίησης, καθώς επιτρέπει μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης χρήσιμων δεδομένων. Η λειτουργία TDD αποτελεί επίσης μία τεχνική που προσφέρει πλεονέκτηματα, ειδικά στις μέρες μας όπου η χρήση των κινητών τηλεφώνων περιλαμβάνει την εκτέλεση εφαρμογών ή/και τη μεταφορά αρχείων πολυμέσων. Μέσω της λειτουργίας TDD μπορεί το δίκτυο να προσαρμοστεί σε ασύμμετρη κίνηση. Ωστόσο, η λειτουργία TDD έχει τύχει πολύ λιγότερης προσοχής από ότι η FDD στην επιστημονική βιβλιογραφία. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα μοντέλο της επικοινωνίας μεταξύ χρηστών και δικτύου LTE, δίνοντας βαρύτητα τόσο στην ACM όσο και τη λειτουργία TDD. Βάσει αυτού, εξάγονται μία σειρά από μετρικές που περιλαμβάνουν τη ρυθμαπόδοση, την καθυστέρηση από άκρο σε άκρο, το μέσο πλήθος μεταδόσεων και το λόγο απόρριψης πακέτων. Επιπλέον, προτείνεται μία μέθοδος δυναμικής επιλογής της βέλτιστης λειτουργίας για διαφορετικές συνθήκες δικτύου. Εξετάζεται η απόδοση αυτής της πρακτικής τόσο σε δεδομένα που παράγονται με τυχαίο τρόπο, όσο και σε πραγματικά δεδομένα.