Evaluación y caracterización del impacto del tiempo de backoff en la red de acceso radio de IoT celular con tráfico masivo

Abstract

El despliegue a gran escala de las comunicaciones tipo máquina por medio de la red de acceso por radio celular permite que una gran cantidad de dispositivos contiendan por los recursos de la red para ofrecer diversos servicios. Esto origina colisiones en el canal de acceso aleatorio. El procedimiento de backoff es una técnica utilizada para la resolución de colisiones mediante la asignación de un tiempo de espera antes de una transmisión. Este tiempo de espera lo determina la estación base a través del Indicador de Backoff (BI) y los dispositivos lo eligen aleatoriamente en función del BI configurado.

El presente trabajo de investigación evalúa y caracteriza el impacto que provoca el modificar los valores de BI bajo diferentes escenarios de tráfico masivo mediante el uso de métricas de rendimiento como la probabilidad de acceso satisfactorio, el retardo en el acceso y el número promedio de transmisiones de preámbulo. Para ello se desarrolló un modelo de simulación del procedimiento de acceso aleatorio basado en contención empleando el software Matlab y considerando las especificaciones del organismo de estandarización Third Generation Partnership Project (3GPP). En base a los resultados obtenidos, se caracterizó un rango óptimo de los valores de BI mediante el cumplimiento de diferentes condiciones de fiabilidad para cada escenario. Con una configuración adecuada de los parámetros del RACH se alcanza una probabilidad de acceso satisfactorio mayor al 85 % con un aumento razonable en el retardo de acceso lo que se considera ideal para aplicaciones tolerantes al retardo en escenarios con tráfico masivo.