406 research outputs found

    Resource Allocation Frameworks for Network-coded Layered Multimedia Multicast Services

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    The explosive growth of content-on-the-move, such as video streaming to mobile devices, has propelled research on multimedia broadcast and multicast schemes. Multi-rate transmission strategies have been proposed as a means of delivering layered services to users experiencing different downlink channel conditions. In this paper, we consider Point-to-Multipoint layered service delivery across a generic cellular system and improve it by applying different random linear network coding approaches. We derive packet error probability expressions and use them as performance metrics in the formulation of resource allocation frameworks. The aim of these frameworks is both the optimization of the transmission scheme and the minimization of the number of broadcast packets on each downlink channel, while offering service guarantees to a predetermined fraction of users. As a case of study, our proposed frameworks are then adapted to the LTE-A standard and the eMBMS technology. We focus on the delivery of a video service based on the H.264/SVC standard and demonstrate the advantages of layered network coding over multi-rate transmission. Furthermore, we establish that the choice of both the network coding technique and resource allocation method play a critical role on the network footprint, and the quality of each received video layer.Comment: IEEE Journal on Selected Areas in Communications - Special Issue on Fundamental Approaches to Network Coding in Wireless Communication Systems. To appea

    Joint Resource Allocation for eICIC in Heterogeneous Networks

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    Interference coordination between high-power macros and low-power picos deeply impacts the performance of heterogeneous networks (HetNets). It should deal with three challenges: user association with macros and picos, the amount of almost blank subframe (ABS) that macros should reserve for picos, and resource block (RB) allocation strategy in each eNB. We formulate the three issues jointly for sum weighted logarithmic utility maximization while maintaining proportional fairness of users. A class of distributed algorithms are developed to solve the joint optimization problem. Our framework can be deployed for enhanced inter-cell interference coordination (eICIC) in existing LTE-A protocols. Extensive evaluation are performed to verify the effectiveness of our algorithms.Comment: Accepted by Globecom 201

    4G and Beyond - Exploiting Heterogeneity in Mobile Networks

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    UAVs for Enhanced Communication and Computation

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    Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

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    La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación
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