Policy-Based Flexible Spectrum Usage for Next-Generation Mobile Communication Networks

Tato diplomová práce se zabívá návrhem algoritmu pro flexibilní sdílení spektra (FSU) založeného na pravidlech dohodnutých mezi operátory. V úvodu jsou uvedeny základní informace o mobilní komunikační síti nové generace ITM – Advanced. Po úvodní části je věnována pozornost technologiim vhodných pro implementaci flexibilního sdílení spektra. Pozornost je také věnována veličinám použitých pro vyhodnocení efektivity algoritmu flexibilního sdílení spektra. Je navrženo několik algoritmu flexibilního sdílení spektra využívajícího hodnot poměru signálu ku interferenci a šumu (SINR). Hodnoty SINR jsou použity pro vypořádání se se vzájemnou interferencí, která je způsobena koexistencí několika operátorů ve stejné zeměpisné oblasti, sdílejících společné frekvenční pásmo. V úvahu jsou také brány u každého operátora individuální potřeby datových přenosů a jejich kvality. Halvním cílem je maximálně zvýšit datovou propustnost každé buňky, stejně tak i rychlost přenosu dat pro jednotlivé uživatele připojených k domácí základové stanici (HBS). Pro simulaci navrženého algoritmu je použito rozmístění čtyř domácích základových stanic (HBS) v jednopatrové budově s náhodným počtem uživatelů z daného rozsahu. Každý operator dělá nezávislá rozhodnutí bez jakékoliv výměny signalizačních dat s ostatními operátory. Jediné možné informace, které může operátor využívat jsou získané snímáním spektra z jeho okolí. K řešení tohoto problému je předpokládáno využití kognitivního rádia (CR).This Master's thesis deals with proposal of Flexible Spectrum Usage (FSU) algorithm based on policy agreed among operators. The introduction presents basic information about properties of next generation mobile communication ITM-Advanced system. After the introductory part the attention is given to the items efficient for FSU implementation as well as parameters used for evaluation of FSU algorithm efficiency. Several variants policy based FSU algorithm utilize value of Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) is designed. The SINR information is used to combat with mutual interference which is caused by coexistence of several operators in the same geographical area sharing over the same spectrum pool. Individual needed as traffic and quality of service requirements of each operator is taken into consideration as well. The main aim is to maximize cell troughput as well as data- rates for each user of HBS. For simulation of proposal algorithm is considered deployment of four Currently Home Base Stations (HBS) in indoor loacal area scenerio with random number of users in given range. Each operator makes independent dicision without signalling exchange among other. The only considered information that HBS can use is gotten by scenning its environment. This problem soliving is considered to use Cognitive Radio (CR)

5G spectrum sharing

In this paper an overview is given of the current status of 5G industry standards, spectrum allocation and use cases, followed by initial investigations of new opportunities for spectrum sharing in 5G using cognitive radio techniques, considering both licensed and unlicensed scenarios. A particular attention is given to sharing millimeter-wave frequencies, which are of prominent importance for 5G

Licensed Shared Access Evolution to Provide Exclusive and Dynamic Shared Spectrum Access for Novel 5G Use Cases

This chapter studies the Licensed Shared Access (LSA) concept, which was initially developed to enable the use of the vacant spectrum resources in 2.3–2.4 GHz band for mobile broadband (MBB) through long-term static licenses. The LSA system was developed to guarantee LSA licensees a predictable quality of service (QoS) and exclusive access to shared spectrum resources. This chapter describes the development and architecture of LSA for 2.3–2.4 GHz band and compares the LSA briefly to the Spectrum Access System (SAS) concept developed in the USA. 5G and its new use cases require a more dynamic approach to access shared spectrum resources than the LSA system developed for 2.3–2.4 GHz band can provide. Thus, a concept called LSA evolution is currently under development. The novel concepts introduced in LSA evolution include spectrum sensing, short-term license periods, possibility to allocate spectrum locally, and support for co-primary sharing, which can guarantee the quality of service (QoS) from spectrum perspective. The chapter also describes a demonstration of LSA evolution system with spectrum user prioritization, which was created for Programme Making and Special Events (PMSE) use case