Verification

Para o caso com os usuários concentrados (Cenário 1), as Figuras 4.2 e 4.3 apresentam o décimo percentil da vazão útil (throughput) e a Cumulative distribution function (CDF) da SINR, respectivamente. Para todos os gráficos, as curvas com linhas contínuas representam os usuários no centro das células, enquanto que as curvas com linhas pontilhadas os usuários das bordas.

Figura 4.2: 10opercentil da vazão útil para usuários concentrados.

Fonte: Próprio autor.

Com relação à vazão útil de recepção (Figura 4.2), observa-se que o algoritmo NoOp, caso em que todas as células operam na mesma faixa de frequência, apresenta melhor desempenho para usuários do centro, pois há mais banda disponível, permitindo que maior taxa de transmissão seja alcançada. No entanto, esse algoritmo possui o pior desempenho para os usuários da borda, como esperado, pois as células adjacentes utilizam a mesma faixa de frequência para transmissão.

Os algoritmos Strict e FfrSoft possuem desempenho semelhante, dado que ambos apresentam o melhor desempenho para usuários da borda. No entanto, o desempenho dos usuários do centro é reduzido, pois há apenas 25% da banda disponível para essa região, dado que a banda do sistema é igualmente dividida em 4. O Hard possui desempenho similar para centro e borda, visto que não há distinção de sub-bandas dentro de uma mesma célula, logo, usuários não sofrem interferência de células adjacentes. No entanto, a vazão útil alcançada é pobre, visto que, por exemplo, o Strict e o FfrSoft alcançam melhor desempenho para os dois grupos de usuários.

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Figura 4.3: CDF da SINR para cenário com 10 usuários concentrados.

Fonte: Próprio autor.

Por fim, o Soft apresenta bom desempenho para os usuários do centro. Na borda, porém, ele não alcançou um desempenho satisfatório, de modo que o alto número de RBs reservados para usuários da borda não foi capaz de compensar totalmente a ICI. Afinal, a banda utilizada nas bordas de uma célula também é utilizada no centro de células adjacentes.

Analisando a Figura 4.3, observa-se que a SINR é menor para os usuários da borda em todos os algoritmos. Os algoritmos Soft e NoOp possuem os piores resultados para os dois grupos de usuários, borda e centro. O algoritmo Hard possui o melhor desempenho para usuários do centro, e na borda é semelhante ao Strict e o FfrSoft, sendo esses os que possuem o melhor desempenho na borda, alcançando também resultados satisfatórios no centro, estando bem próximos do Hard. Logo, os algoritmos Strict e FfrSoft tem SINR similar ao Hard, contudo, como mencionado, o Strict proporciona melhor vazão que o Harddevido à maior eficiência espectral oriunda do maior reúso da frequência.

Para efeito de comparação, os mesmos resultados foram gerados para usuários mais dispersos (Cenário 2), como introduzido anteriormente, em que os UEs são alocados em um raio de 500 metros. Os resultados são apresentados nas Figuras 4.4 e 4.5.

Analisando a vazão útil (Figura 4.4), há uma significativa perda de desempenho para os algoritmos NoOp e Soft, de sorte que os algoritmos Strict e FfrSoft possuem a melhor vazão na borda. Isso ocorre pois o Soft compartilha a banda da borda com o centro de outras células. Portanto, a dispersão dos usuários leva à uma maior ocupação do centro da célula, ocasionando mais interferência nas células vizinhas.

Quanto à SINR (Figura 4.5), observa-se que os algoritmos NoOp e Soft continuam com o pior desempenho em todos os casos. Contudo, os algoritmos Strict e FfrSoft

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mantém um bom desempenho na borda das células. Por fim, de forma geral, todos os algoritmos apresentam uma queda de SINR no centro da célula, pois à maior dispersão dos usuários leva à uma maior ocupação dessa região.

Figura 4.4: 10opercentil da vazão útil para usuários dispersos.

Fonte: Próprio autor.

Assim, pode-se extrair algumas conclusões importantes, entre elas:

• O primeiro e mais importante resultado é a comprovação de que o desempenho de um sistema de comunicação sem fio multi-celular pode melhorar com o uso de técnicas ICIC que utilizam FFR, devido à alta incidência de interferência nesses sistemas. Assim, dentre as técnicas apresentadas, é possível melhorar o desempenho dos usuários das bordas sem comprometer os usuários do centro; • Adicionalmente, a simples mudança de densidade dos usuários possui forte impacto

no desempenho do sistema, especialmente no caso em que as células são divididas em sub-bandas, pois a concentração ou dispersão dos usuários pode resultar em movimentação entre as regiões, podendo levar uma região à situação de sobrecarga ou subutilização;

• Além disso, não há uma única técnica que consiga alcançar o melhor desempenho em todas as situações. No entanto, há dois algoritmos que se destacam, pois apresentam equilíbrio de desempenho em diferentes cenários e são eficientes na mitigação dos efeitos de ICI, especialmente para os usuários das bordas: o Strict e o FfrSoft;

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Figura 4.5: CDF da SINR para cenário com 10 usuários dispersos.

Fonte: Próprio autor.

• Dado que o FfrSoft possui uma maior subdivisão de regiões, sua configuração torna-se mais complexa. Ou seja, o Strict mostrou-se igualmente eficiente sem necessidade de tais parâmetros adicionais. Por conseguinte, o Strict será avaliado no estudo que será detalhado a seguir.

Maiores detalhes sobre a análise exposta nesta seção podem ser encontrados em (D. do Rego et al., 2018), uma publicação fruto deste trabalho de mestrado.

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