Multi-operator resource sharing scenario in the context of IMT-Advanced systems

Mihovska, Albena; Meucci, Filippo; Prasad, Neeli R.; Velez, Fernando J.; Cabral, Orlando

doi:10.1109/cogart.2009.5167225

Cited by 10 publications

(4 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Coordination mechanisms have a large impact on the gains that spectrum sharing can achieve, and are intertwined with the supporting architectural solutions [3], [5], [8], [10]- [13]. The early work by Mihovska et al proposed an approach for both intra-and inter-operator coordination scenarios and concluded that operators can advantageously pool spectrum resources when network loads are temporarily uneven among the cooperating operators [10]. Ghadikolaei et al [8] showed that the large antenna setting can reduce the need for interoperator coordination.…”

Section: A Literature Surveymentioning

confidence: 99%

A Hybrid Model-Based and Data-Driven Approach to Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks

Ghadikolaei

Ghauch

Fodor

et al. 2020

IEEE Trans. Cogn. Commun. Netw.

View full text Add to dashboard Cite

Inter-operator spectrum sharing in millimeter-wave bands has the potential of substantially increasing the spectrum utilization and providing a larger bandwidth to individual user equipment at the expense of increasing inter-operator interference. Unfortunately, traditional model-based spectrum sharing schemes make idealistic assumptions about inter-operator coordination mechanisms in terms of latency and protocol overhead, while being sensitive to missing channel state information. In this paper, we propose hybrid model-based and data-driven multi-operator spectrum sharing mechanisms, which incorporate model-based beamforming and user association complemented by data-driven model refinements. Our solution has the same computational complexity as a model-based approach but has the major advantage of having substantially less signaling overhead. We discuss how limited channel state information and quantized codebook-based beamforming affect the learning and the spectrum sharing performance. We show that the proposed hybrid sharing scheme significantly improves spectrum utilization under realistic assumptions on inter-operator coordination and channel state information acquisition.

show abstract

Section: A Literature Surveymentioning

confidence: 99%

A Hybrid Model-Based and Data-Driven Approach to Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks

Ghadikolaei

Ghauch

Fodor

et al. 2020

IEEE Trans. Cogn. Commun. Netw.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…for urban and suburban scenarios, outside the high rise core, where the buildings are of nearly uniform height. In (1), R is the separation between the base station (BS) or eNB and the UE, f is the carrier frequency, and D hb is the BS antenna height, measured from the average rooftop level. Considering two carrier frequencies, 800 MHz and 2 GHz, D hb = 15 m and a UE antenna of 1.5 m, one considers the following path loss model:…”

Section: Path Loss Modelmentioning

confidence: 99%

“…Most of the spectrum bands suitable for terrestrial wireless communication have already been allocated by the regulatory agencies to existing licensees, which has led to a spectrum scarcity problem. Dynamic spectrum access (DSA) techniques are promising to enable spectrum aggregation (SA) with intra-operator multiband scheduling [1]. DSA takes advantage of the non-uniform geographic and temporal distribution of traffic and interferers within a network, improving the efficiency of idle and underutilised radio frequency bands through sharing, coexistence and aggregation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Transmitted Power Formulation for the Optimization of Spectrum Aggregation in LTE-A over 800 MHz and 2 GHz Frequency Bands

Flores

Robalo

Velez

2014

Wireless Pers Commun

View full text Add to dashboard Cite

This work starts by proposing a formulation to calculate the transmitter power needed to cover cells of different sizes, whilst maintaining the average signal to interferenceplus-noise ratio constant, and near the maximum, for two Long Term Evolution (LTE) systems operating over non-contiguous frequency bands, 800 MHz and 2 GHz, with an integrated common radio resource management (iCRRM) entity. In the context of spectrum aggregation (SA), iCRRM is able to switch users between the two LTE-Advanced scenarios to facilitate the best user allocation and maximize the total network throughput in these LTE systems. We address a formulation based on the computation of the average received power and average co-channel interference in cellular topologies with frequency reuse pattern K = 3, keeping the presence of coverage holes insignificant, whilst considering the COST-231 Hata path loss model. We have verified how the normalized power increases as the cell radius increases. The objective of applying this formulation in the dimensioning process is to save power for the shortest coverage distances. It has been found that without SA the maximum average cell throughput is observed in the presence of 80 simultaneous users within the cell (40 for each LTE system, operating in different frequency bands). We have considered traced-based video sessions with a (video) bit rate of 128 kbps. In this scenario, through extensive simulations cell average supported throughput of approximately 6,800, 8,500 and 9,500 kbps have been obtained for the cases without SA (considering the sum of the 800 MHz and 2 GHz systems capacities), with a simple CRRM and with iCRRM, respectively. It was also found that when the peak throughput is achieved with 80 users, the average cell packet loss ratio without SA, with CRRM and iCRRM present values of 22, 11 and 7 %. The average cell delay with both CRRM and iCRRM entities is 22 ms, whereas without SA is equal to 32 ms. Finally, the cost/revenue tradeoff is analysed from the operator/service provider's point of view, whose

show abstract

“…unexpected interference, QoS degradation) to other opportunistic users assigned to other network operators. In [135] a combination of centralized and decentralized Radio Resource Management techniques is investigated for achieving higher performance and capacity gains.…”

Section: License-exempt Sharing and Power Control For Interference Compensationmentioning

confidence: 99%

Spectrum sharing and management techniques in mobile networks

Chatzikokolakis¹,

Χατζηκοκολάκης²

View full text Add to dashboard Cite

Το φάσμα συχνοτήτων αποδεικνύεται σπάνιο κομμάτι για τους πόρους ενός κινητού δικτύου το οποίο πρέπει να ληφθεί υπόψιν στη σχεδίαση τηλεπικοινωνιακών συστημάτων πέμπτης γενιάς. Επιπλέον οι πάροχοι κινητών δικτύων θα πρέπει να επαναπροσδιορίσουν επιχειρησιακά μοντέλα τα οποία μέχρι τώρα δεν θεωρούνταν αναγκαία (π.χ., γνωσιακά ραδιοδίκτυα), ή να εξετάσουν την υιοθέτηση νέων μοντέλων που αναδεικνύονται (π.χ., αδειοδοτούμενη από κοινού πρόσβαση) ώστε να καλύψουν τις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες για εύρος ζώνης. Μέχρι τώρα, οι πάροχοι κινητών δικτύων ήταν επιφυλακτικοί να επενδύσουν σε επιπρόσθετες τεχνολογίες δικτύου που θα προσέφεραν ευελιξία στη διαχείριση φάσματος και προτιμούσαν να χρησιμοποιούν αποκλειστικά το εκχωρημένο σε αυτούς φάσμα, με αποτέλεσμα την περιορισμένη χρήση φάσματος. Η επιφυλακτικότητα των παρόχων κινητών δικτύων ενισχύεται από το γεγονός ότι οι διαθέσιμες από τη βιβλιογραφία τεχνικές μερισμού φάσματος επικεντρώνονται σε ένα μόνο καθεστώς εξουσιοδότησης, περιορίζοντας την ευελιξία και τις δυνατότητες μερισμού φάσματος ανάμεσα σε πολλαπλά συστήματα επικοινωνιών. Άρα, νέοι ευέλικτοι μηχανισμοί, οι οποίοι θα χειρίζονται το φάσμα αποδοτικά και θα εκμεταλλεύονται τα πλεονεκτήματα των διαφόρων καθεστώτων εξουσιοδότησης, κρίνονται απαραίτητοι.Προς αυτή τη κατεύθυνση, η διατριβή αυτή στοχεύει να παράσχει μία λύση για μερισμό φάσματος με πολλαπλά καθεστώτα εξουσιοδότησης, βάσει ενός καινοτόμου αρχιτεκτονικού πλαισίου το οποίο επιτρέπει στα δικτυακά στοιχεία να λαμβάνουν αποφάσεις για απόκτηση φάσματος και να ανταλλάσσουν πληροφορίες που οδηγούν στη πραγματοποίηση της προτεινόμενης ιδέας. Προτείνουμε την ενσωμάτωση του Ελεγκτή Φάσματος, μίας λογικής οντότητας υπεύθυνης να ζητά πρόσθετο φάσμα, στο κινητό δίκτυο, και της Οντότητας Συντονισμού, μίας λογικής (αλλά όχι απαραίτητα και κεντρικοποιημένης) μονάδας, η οποία είναι υπεύθυνη να συλλέξει πληροφορίες για διαθεσιμότητα φάσματος και να χορηγήσει άδειες πρόσβασης με βάση τις ληφθείσες αιτήσεις για φάσμα. H όλη διαδικασία επιβλέπεται από την εθνική κανονιστική αρχή και το πλαίσιο εφαρμόζεται σε πολλαπλά σενάρια μερισμού φάσματος όπως η αδειοδοτούμενη από κοινού πρόσβαση και ο από κοινού πρωτεύων μερισμός φάσματος. Ακόμη, η διατριβή αυτή προτείνει μία πιθανή υποστασιοποίηση της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής μέσω δικτυακής υποδομής βασισμένης σε λογισμικό.Από την πλευρά του κινητού δικτύου η βασικότερη μονάδα η οποία επιτρέπει το μερισμό φάσματος είναι ο Ελεγκτής Φάσματος ο οποίος είναι υπεύθυνος να λάβει αποφάσεις για απόκτηση επιπλέον φάσματος. Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή προτείνουμε μία καινοτόμα τεχνική μερισμού φάσματος η οποία χρησιμοποιεί Ελεγκτές Ασαφούς Λογικής ώστε να προσδιορίσει την καταλληλότερη επιλογή μερισμού φάσματος. Οι αποφάσεις των Ελεγκτών Ασαφούς Λογικής λαμβάνουν υπόψιν τις συνθήκες του δικτύου, την φασματική απόδοση και τους κανόνες που διέπουν κάθε ελεγκτή, οι οποίοι έχουν καθοριστεί με βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της εκάστοτε επιλογής για μερισμό φάσματος.Επιπλέον, δεδομένης της ανάγκης για αποφυγή χειροκίνητης παραμετροποίησης του συστήματος αναπτύχθηκε μία τεχνική ενισχυμένης μάθησης, η οποία επιτρέπει στο σύστημα να προσαρμόζει τις αποφάσεις του σε βάθος χρόνου. Η προτεινόμενη τεχνική για προσαρμοστικό μερισμό φάσματος λαμβάνει υπόψη την επίδραση των αποφάσεων των Ελεγκτών Ασαφούς Λογική στο δίκτυο και το κόστος αγοράς φάσματος για το πάροχο και ρυθμίζει τους κανόνες που διέπουν τους ελεγκτές της ασαφούς λογικής που χρησιμοποιεί ο μηχανισμός μερισμού φάσματος, επιχειρώντας να βρει τη βέλτιστη πολιτική που θα πρέπει να ακολουθήσει ο πάροχος ώστε να παρέχει την επιθυμητή ποιότητα υπηρεσιών στους χρήστες, επιτρέποντας όμως παράλληλα εξοικονόμηση πόρων (είτε οικονομικών ή ραδιοπόρων) όποτε είναι εφικτό. Η προτεινόμενη τεχνική προσαρμοστικού μερισμού φάσματος είναι εφαρμόσιμη σε σενάρια μερισμού στα οποία η ύπαρξη οποιασδήποτε μορφής άδειας χρήσης φάσματος είναι προαπαιτούμενη. Όμως, υπάρχουν σενάρια μερισμού στα οποία η εκχώρηση άδειας χρήσης δεν είναι απαραίτητη και τα σχήματα πρόσβασης στηρίζονται σε μηχανισμούς επαίσθησης φάσματος και μηχανισμούς ελέγχου ισχύος εκπομπής. Η τελευταία συνεισφορά της διατριβής είναι ένας μηχανισμός που εξασφαλίζει δίκαια πρόσβαση σε φάσμα ανάμεσα σε χρήστες τέτοιων σεναρίων μερισμού. Ο προτεινόμενος μηχανισμός, ο οποίος χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ένα τυπικό μηχανισμό συνεργατικού ελέγχου ισχύος, βοηθάει τους αδικημένους χρήστες ενισχύοντας την ισχύ εκπομπής τους, μέσω της εκτέλεσης Γενετικού Αλγορίθμου. Η συμπεριφορά του αλγορίθμου σε περίπτωση ελλιπούς μοντέλου γνώσης είναι επίσης κομμάτι της μελέτης, καθώς είναι πολύ βασική περίπτωση για πραγματικά συστήματα στα οποία ένα πλήρες μοντέλο γνώσης αποτελεί ουσιαστικά μη ρεαλιστική προϋπόθεση.

show abstract

Multi-operator resource sharing scenario in the context of IMT-Advanced systems

Cited by 10 publications

References 5 publications

A Hybrid Model-Based and Data-Driven Approach to Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks

A Hybrid Model-Based and Data-Driven Approach to Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks

Transmitted Power Formulation for the Optimization of Spectrum Aggregation in LTE-A over 800 MHz and 2 GHz Frequency Bands

Spectrum sharing and management techniques in mobile networks

Contact Info

Product

Resources

About