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Titelaufnahme

Titel
Dealing with backhaul network limitations in coordinated multi-point deployments
AutorBiermann, Thorsten In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
PrüferKarl, Holger In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Stańczak, Sławomir In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2012
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2012
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 30.10.2012
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-10132 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Dealing with backhaul network limitations in coordinated multi-point deployments [4.13 mb]
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Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Zukünftige mobile Netze, wie LTE-Advanced, planen Datenraten von 1 Gbit/s pro Zelle. Solche Datenraten erfordern eine erhöhte Zelldichte, die wiederum eine erhöhte Interferenz zur Folge hat und die mögliche Datenrate einschränkt. Daher ist Interferenz-Management zur Schlüsseltechnik geworden. Die vielversprechendste Technik für Interferenz-Management is das Koordinieren benachbarter Zellen (Coordinated Multi-Point (CoMP) Transmission/Reception). Mehrere BS formen eine Gruppe und kooperieren, indem sie Signalisierungs- und/oder Benutzerdaten austauschen. Um CoMP zu ermöglichen, muss das Backhaul-Netzwerk strikte Kapazitäts- und Latenzanforderungen, in der Größenordnung von mehreren Gbit/s Datenrate pro BS und einer Umlaufzeit zwischen BS von bis zu 1 ms, erfüllen. Diese Arbeit betrachtet die Realisierbarkeit von CoMP aus der Backhaul-Perspektive. Zunächst wurde untersucht, inwiefern heutige und zukünftige Backhaul-Infrastrukturen bestimmte CoMP-Techniken unterstützen. Es stellte sich heraus, dass sogar optische Technologien, wie Passive Optical Networks (PONs), CoMP nicht zufriedenstellend ermöglichen. Daher habe ich Techniken entwickelt, um mit Einschränkungen umzugehen und um die Realisierbarkeit von CoMP zu verbessern. Zusätzlich wurde der Einfluss der Topologie und Architektur des Metro-Netzes untersucht. Die gewonnenen Einblicke liefern mehrere Schlussfolgerungen. CoMP ist, sogar unter Verwendung optischer Backhaul-Technologien, stark eingeschränkt. Daher ist es notwendig, bei der Entscheidung wann, wo und wie BS kooperieren, Eigenschaften der drahtlosen Kanäle und des Backhaul-Netzes zu berücksichtigen. Die vorgestellten Techniken und Architekturen ermöglichen CoMP bis auf Metro-Ebene flächendeckend einzusetzen und dabei existierende Infrastruktur weitestgehend wiederzuverwenden.

Zusammenfassung (Englisch)

Future mobile access networks, like LTE-Advanced, target wireless speeds of 1 Gbit/s per cell. Such data rates require to increase the cell density. This, however, also increases interference, which limits the mobile network performance and prevents to reach the targeted data rates. Therefore, interference management has become the key factor to determine the overall wireless system performance. The most promising method for managing interference is to coordinate neighbor cells. This approach is called Coordinated Multi-Point (CoMP) transmission/reception. Multiple BSs form a cluster and cooperate by exchanging, e.g., signaling and/or UE data. To enable CoMP, the backhaul network must fulfill stringent capacity and latency requirements, which are on the order of several Gbit/s backhauling capacity per BS and round-trip latencies between BSs down to 1 ms. This thesis addresses CoMPs feasibility from the backhaul network perspective. It first evaluates whether current and future backhaul infrastructures can support certain CoMP techniques. It turned out that even optical technologies, like Passive Optical Networks (PONs), do not allow CoMP in a satisfactory way. Therefore, I investigate mechanisms to deal with limitations caused by the backhaul shortcomings and mechanisms that improve CoMP feasibility. Finally, the influence of the metro-wide network topology and architecture is evaluated.Based on the gained insights, several conclusions can be drawn. First, CoMPs feasibility is strongly limited, even with optical backhauling technologies. This requires a cross-domain approach, which decides when, where, and how to cooperate based on wireless and on backhaul network properties. The presented techniques and architectures extend CoMP support to a metro-wide scale while even reusing existing deployments to a large extend.