Modelo de Capacidad en Acceso a una Red HSPA en un Escenario Básico de una Celda

Abstract

La demanda de servicios móviles de alta velocidad en Chile ha experimentado un crecimiento explosivo en los últimos años. Para la toma de dediciones el operador de red necesita conocer la capacidad disponible o necesaria en el acceso de estas redes.

El objetivo general de este trabajo es entregar un modelo que permita aproximar la capacidad de una celda 3.5G entendida como el número máximo de usuarios simultáneos. Se deben considerar los recursos disponibles en ella, las condiciones de transmisión e imponer restricciones de servicio esperado. La hipótesis corresponde a que la calidad del canal de transmisión, medida por el parámetro denominado CQI (Channel Quality Indicator), es la principal condicionante de la capacidad. Los datos reales de ésta variable tienen un comportamiento que se ajusta bien a la distribución de probabilidades llamada Extreme Value (EV). Esta distribución tiene dos parámetros:  que corresponde a la localización y  que indica la dispersión.

El modelo desarrollado en este trabajo se basa en el esquema round robin con el que se simula el envío de datos por la interfaz aérea entre una radio base y un cierto número de terminales móviles. A cada uno de ellos se le asigna aleatoriamente un valor de CQI con una probabilidad de asignación dada por la distribución EV. Usando tablas de mapeo de CQI se determina la tasa de transferencia de bits que tiene cada uno de los terminales en un TTI (Transmission Time Interval) de 2ms, calculándose una tasa promedio después de 1 segundo. El procedimiento se repite 10 minutos obteniéndose una distribución para las muestras de velocidades de transferencia. Sobre ésta distribución se aplica el criterio de servicio deseado, correspondiente a que el 95% de las muestras estén por sobre una tasa de transferencia de bits mínima. Se observa que a mayor número de terminales, menores son las tasas de transferencia. Entonces se irá aumentando la cantidad de terminales hasta que no se cumpla la condición de servicio, con lo que se habrá alcanzado la capacidad máxima de usuarios simultáneos en la celda.

Con las simulaciones se confirma que a una mayor calidad de canal (mayor ) y a un menor grado de dispersión (menor ), mayor es la capacidad de la celda. Se entregan tablas para ciertas combinaciones de () que permiten una rápida aproximación a la cantidad máxima de usuarios según la simulación.

Como trabajos futuros se sugieren: agregar como entrada a la simulación algún modelo de comportamiento de tráfico para aproximar mejor la capacidad de una celda; estudiar otros algoritmos de asignación (scheduler) y estudiar el posible efecto de modificación de la distribución de CQI al agregar gradualmente más usuarios.