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Dissertação

{en_GB=Analysis of spectrum sharing techniques for unlicensed frequency bands} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Embora os Dispositivos de Curto Alcance (SRDs) já tenham uma presença relevante nos dias de hoje, desde o controlo remoto a sensores sem fios, é esperado que na próxima década o seu número aumente consideravelmente. Os SRDs operam em bandas de frequência isentas de licenciamento, e embora existam regras para a partilha justa dos recursos rádio, não existe limite para a densidade geográfica de dispositivos. Consequentemente, a eficiência na utilização dos recursos rádio é de grande importância para garantir o desempenho esperado, em situações de elevada contenção. É também necessário garantir que o número crescente de SRDs que operam na banda de frequência adjacente à banda do Long Term Evolution (LTE) não degradam o seu desempenho, e vice-versa. Um simulador foi desenvolvido de modo a analisar dois mecanismos de acesso ao canal – Duty Cycle (DC) e Carrier Sense Multiple Access (CSMA) – para uma aplicação de automação num edifício (e.g., um sistema de controlo de temperatura ambiente), considerando diferentes densidades de dispositivos. Ambos os mecanismos foram avaliados individualmente e em coexistência. Os resultados mostram que o CSMA tem um desempenho claramente superior, tendo um menor fator de perda de pacotes (PLR). Adicionalmente, prova-se que o CSMA pode operar na presença de vários sensores DC, enquanto que o contrário não se verifica. Finalmente, mostra-se que as emissões de equipamentos terminais LTE podem causar colisões de pacotes nos SRDs para potências emitidas pelos mesmos que sejam reduzidas. Por outro lado, o impacto das emissões dos SDRs no LTE é insignificante., en=While Short Range Devices (SRDs) already have a relevant presence in networks today, ranging from remote control to wireless sensors, it is expected that in the next decade their number will increase considerably. SRDs operate in unlicensed spectrum, and though there are some rules to control the sharing of radio resources, there is no limit to the geographical density of devices. Therefore, an efficiency in radio resource utilization is of paramount importance to guarantee the expected performance, even in high contention situations. It is also necessary to guarantee that the growing number of SRDs operating in the adjacent band of Long Term Evolution (LTE) do not degrade its performance, and vice-versa. In this work, a simulator was developed in order to analyze two mechanisms for channel access -- Duty Cycle (DC) and Carrier Sense Multiple Access (CSMA) -- in a building automation application scenario (e.g., a room temperature control system) and considering multiple SRD densities. Both these channel access schemes were evaluated independently and in a coexistence scenario. Results have shown that CSMA clearly outperforms DC, yielding lower Packet Loss Rates (PLR). Moreover, CSMA is proven to successfully operate in the presence of dozens of DC sensors, while the contrary is not true. Finally, the results for LTE and SRD coexistence show that LTE User Equipment emissions can cause packet collisions in SRDs for low SRD transmission powers. On the other hand, the impact of SRD emissions on LTE UEs is insignificant.}
Keywords: {pt=Dispositivos de Curto Alcance, Duty Cycle, Carrier Sense Multiple Access, Listen Before Talk, bandas de frequência não licenciadas, en=Short Range Devices, Duty Cycle, Carrier Sense Multiple Access, Listen Before Talk, unlicensed frequency bands}

Discussão: maio 18, 2017, 16:0