RESOURCE ALLOCATION TECHNIQUES FOR CELL-FREE MASSIVE MIMO NETWORKS

Abstract

[pt] As redes multi-input multi-output massivas livres de células (CFmMIMO) são uma evolução promissora nas comunicações sem fio, oferecendo melhorias notáveis na experiência do usuário e no desempenho da rede ao eliminar as fronteiras tradicionais das células. Essas redes empregam um grande número de pontos de acesso (APs) distribuídos para servir um número menor de equipamentos de usuário (UEs), formando uma arquitetura de rede sem fio única que garante uma cobertura sólida e entrega de serviço. Uma preocupação primária no contexto das redes CF-mMIMO é a alocação eficiente de recursos, particularmente o agendamento de usuários e a alocação de potência. O objetivo desta dissertação é investigar essas tarefas na transmissão downlink de uma rede CF-mMIMO, considerando tanto a informação perfeita quanto a imperfeita do estado do canal (CSI). No agendamento de usuários, o objetivo é selecionar um subconjunto de UEs para serem atendidos em um determinado momento. Esse processo é inerentemente complexo, pois deve levar em consideração diversos fatores, como a prioridade dos UEs, as condições variáveis do canal e as localizações físicas dos UEs. O agendamento eficaz de usuários é fundamental para otimizar a utilização dos recursos da rede, melhorar a satisfação dos UEs e gerenciar o tráfego da rede de forma eficiente. A alocação de potência também desempenha um papel crucial na distribuição da potência de transmissão entre os APs e os UEs selecionados. Nos sistemas CF-mMIMO, uma estratégia eficaz de alocação de potência pode ajudar a mitigar a interferência entre usuários e otimizar a eficiência energética, enquanto impõe as restrições de potência total disponível e de hardware. Esta dissertação também considera o contexto das redes livres de células agrupadas (CLCF), como o agrupamento de rede não sobreposto e também o livres de células centrado no usuário (UCCF). Essas redes apresentam seus próprios desafios e oportunidades únicos em termos de agendamento de usuários e alocação de potência. Uma exploração e comparação aprofundada de diferentes técnicas dentro desses contextos poderia oferecer insights valiosos para o desenvolvimento de estratégias de alocação de recursos mais eficientes. A dissertação visa fornecer um estudo abrangente da alocação de recursos, focando no agendamento de usuários e na alocação de potência na transmissão downlink de redes CF-mMIMO, levando em consideração tanto a CSI perfeita quanto a imperfeita e explorando as implicações dessas técncas nos contextos das redes CLCF e UCCF, além de indicar alguns tópicos para investigação futura.