Medição, avaliação e otimização da técnica DRX e operador móvel LTE

Abstract

As redes celulares 3G/LTE (Terceira Geração/Long Term Evolution) possibilitaram um aumento significativo da taxa de transmissão de dados, bem como, redução da latência no acesso e transferência de conteúdo. Por outro lado, o uso contínuo e as novas aplicações demandantes de largura de banda, resultam na redução do tempo de vida da bateria dos equipamentos do usuário (UE). Técnicas como DRX (Discontinuous Reception) que consideram diferentes estados do RRC (Radio Resource Control) na rede LTE têm sido empregadas pelas operadoras a fim de economizar a energia da bateria do UE. Contudo, há uma carência de trabalhos na literatura abordando a análise da técnica DRX em um ambiente de rede real. Diante do atual cenário do comportamento do usuário e da rede, o presente trabalho se propõe a avaliar a técnica DRX em uma rede comercial de tecnologia LTE em relação à eficiência energética (Mbps/W). Nos testes, foi utilizado um software do operador móvel para geração de tráfego e coleta das medidas de desempenho da rede a partir do UE conectado a um site LTE eNB (eNodeB) na cidade do Recife, sendo avaliadas as métricas round-trip time (RTT), one way delay (OWD) e vazão TCP/UDP. Ajustes de configuração no eNB foram realizados ao variar os principais parâmetros DRX, tais como temporizador de inatividade, on duration e ciclo DRX a fim de reduzir a latência, promover a economia de bateria do UE e observar seus impactos na rede. Os resultados refletiram que para algumas configurações há economia de até 63% na redução do consumo de energia da bateria do UE, porém o ganho na eficiência refletiu em um maior atraso da rede. Ao ajustar os temporizadores de inatividade DRX e on duration foi alcançada uma economia de energia da bateria entre 26% e 50%, reduzindo o atraso da rede a cerca de 9ms, estes resultados evidenciam a aplicabilidade e a eficácia da abordagem proposta.