La gestión de recursos de radio ( RRM ) es la gestión a nivel de sistema de la interferencia cocanal , los recursos de radio y otras características de transmisión de radio en sistemas de comunicación inalámbrica , por ejemplo, redes celulares , redes de área local inalámbricas , sistemas de sensores inalámbricos y redes de radiodifusión . [1] [2] RRM implica estrategias y algoritmos para controlar parámetros tales como potencia de transmisión, asignación de usuarios, formación de haces, velocidades de datos, criterios de transferencia, esquema de modulación, esquema de codificación de errores, etc. El objetivo es utilizar el espectro de radiofrecuencia limitado. recursos y la infraestructura de la red de radio de la manera más eficiente posible.
RRM se refiere a cuestiones de capacidad de red multiusuario y de múltiples células, más que a la capacidad del canal punto a punto . La investigación y la educación en telecomunicaciones tradicionales a menudo se centran en la codificación de canales y la codificación de fuentes con un solo usuario en mente, pero cuando varios usuarios y estaciones base adyacentes comparten el mismo canal de frecuencia, puede que no sea posible alcanzar la capacidad máxima del canal. Los esquemas RRM dinámicos eficientes pueden aumentar la eficiencia espectral del sistema en un orden de magnitud , que a menudo es considerablemente más de lo que es posible mediante la introducción de esquemas avanzados de codificación de canales y codificación de fuentes. RRM es especialmente importante en sistemas limitados por interferencia cocanal en lugar de ruido, por ejemplo, sistemas celulares y redes de transmisión que cubren homogéneamente áreas grandes, y redes inalámbricas que constan de muchos puntos de acceso adyacentes que pueden reutilizar las mismas frecuencias de canal.
El coste de despliegue de una red inalámbrica normalmente está dominado por los emplazamientos de las estaciones base (costos inmobiliarios, planificación, mantenimiento, red de distribución, energía, etc.) y, a veces, también por los derechos de licencia de frecuencia. Por lo tanto, el objetivo de la gestión de recursos de radio suele ser maximizar la eficiencia espectral del sistema en bit/s/Hz/unidad de área o Erlang/MHz/sitio , bajo algún tipo de restricción de equidad para el usuario, por ejemplo, que el grado de servicio debe ser por encima de cierto nivel. Esto último implica cubrir un área determinada y evitar interrupciones debido a interferencias cocanal , ruido , atenuación causada por pérdidas de trayectoria, desvanecimiento causado por sombras y trayectorias múltiples , desplazamiento Doppler y otras formas de distorsión . El grado de servicio también se ve afectado por el bloqueo debido al control de admisión , la falta de programación o la imposibilidad de garantizar la calidad del servicio solicitado por los usuarios.
Mientras que la gestión clásica de recursos de radio consideraba principalmente la asignación de recursos de tiempo y frecuencia (con patrones de reutilización espacial fijos), las recientes técnicas MIMO multiusuario permiten una gestión adaptativa de recursos también en el dominio espacial. [3] En las redes celulares, esto significa que la reutilización de frecuencia fraccionada en el estándar GSM ha sido reemplazada por una reutilización de frecuencia universal en el estándar LTE .
La RRM estática implica una planificación de células fijas o de redes de radio tanto manual como asistida por ordenador. Ejemplos:
Los esquemas RRM estáticos se utilizan en muchos sistemas inalámbricos tradicionales, por ejemplo sistemas celulares 1G y 2G , en las redes de área local inalámbricas actuales y en sistemas no celulares, por ejemplo sistemas de radiodifusión. Ejemplos de esquemas RRM estáticos son:
Los esquemas RRM dinámicos ajustan de forma adaptativa los parámetros de la red de radio a la carga de tráfico, las posiciones de los usuarios, la movilidad del usuario, los requisitos de calidad del servicio, la densidad de la estación base, etc. Los esquemas RRM dinámicos se consideran en el diseño de sistemas inalámbricos, con el fin de minimizar las costosas celdas manuales. planificar y lograr patrones de reutilización de frecuencias "más estrictos", lo que dará como resultado una eficiencia espectral mejorada del sistema .
Algunos esquemas son centralizados, donde varias estaciones base y puntos de acceso están controlados por un Controlador de red de radio (RNC). Otros están distribuidos, ya sea mediante algoritmos autónomos en estaciones móviles , estaciones base o puntos de acceso inalámbrico , o coordinados mediante el intercambio de información entre estas estaciones. [1]
Ejemplos de esquemas dinámicos de RRM son:
Las redes futuras como el estándar LTE (definido por 3GPP ) están diseñadas para una reutilización de una frecuencia. En tales redes, las células vecinas utilizan el mismo espectro de frecuencia. Dichos estándares aprovechan el acceso múltiple por división espacial (SDMA) y, por lo tanto, pueden ser muy eficientes en términos de espectro, pero requieren una estrecha coordinación entre las células para evitar una interferencia excesiva entre ellas. Como en la mayoría de las implementaciones de sistemas celulares, la eficiencia espectral general del sistema no está limitada por el alcance ni por el ruido, sino por la interferencia. [1] La gestión de recursos de radio entre celdas coordina la asignación de recursos entre diferentes sitios celulares mediante el uso de técnicas MIMO multiusuario . Existen varios medios de coordinación de interferencias entre células (ICIC) ya definidos en el estándar. [4] Las redes dinámicas de una sola frecuencia , la programación coordinada, MIMO multisitio o la precodificación conjunta de múltiples celdas son otros ejemplos de gestión de recursos de radio entre celdas. [3] [5]