Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Telemàtica, López Aguilera, M. Elena, García Villegas, Eduard, Rony, Rakibul Islam, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Telemàtica, López Aguilera, M. Elena, García Villegas, Eduard, and Rony, Rakibul Islam
Older generations of wireless networks, such as 1G and 2G were deployed using leased line, copper or fibre line as backhaul. Later, in 3G and 4G, microwave wireless links have also worked as backhaul links while the backbone of the network was still wireline-based. However, due to multiple different use cases and deployment scenarios of 5G, solo wireline based backhaul network is not a cost-efficient option for the operators anymore. For cost-efficient and fast deployment, wireless backhaul options are very attractive. As drawbacks, wireless backhaul links have capacity and distance limitations. To take the advantages of both the solutions, i.e., wired and wireless, 5G transport networks are anticipated to be a heterogeneous, complex, and with stringent performance requirements. To address the aforementioned challenges, wireless backhaul options are providing more attractive solutions, and hence, technologies using the same resources (e.g., frequency channels) may be used by both access and backhaul networks. In this scenario, blurring the separation line between access and backhaul networks allows resource sharing and cooperation between both the networks and minimizes the network deployment and maintenance cost significantly. Therefore, in 5G, the access and backhaul networks cannot be seen as separate entities; rather, we seek to integrate them together to ensure the best use of resources. In this thesis, firstly, we investigate the challenges and potential technologies of 5G transport network. Later, to address these challenges, we identify and present different approaches to perform joint access-backhaul mechanism. An initial performance evaluation of access-aware backhaul optimization is presented, where backhaul network is dynamically assigned with the required resources to serve the dynamic requirements of a 5G access network. The evaluation results and discussions manifest the resource efficiency of joint access-backhaul mechanisms. Functional splits in dif, Las primeras generaciones de redes móviles, se implementaron utilizando líneas de cobre o fibra para la conexión entre la red de acceso y el núcleo de la red (conexión backhaul). Más tarde, los enlaces inalámbricos también han funcionado como backhaul mientras que la columna vertebral de la red seguía basada en cable. Sin embargo, debido a los múltiples escenarios de implementación de 5G, una red de backhaul basada solamente en cable ya no es una opción rentable para los operadores. Para una implementación rentable y rápida, las opciones de backhaul inalámbrico son muy atractivas. Como inconvenientes, los enlaces backhaul inalámbricos tienen limitaciones de capacidad y distancia. Para aprovechar las ventajas de ambas soluciones, es decir, cableadas e inalámbricas, se prevé que las redes de transporte 5G sean heterogéneas, complejas y con estrictos requisitos de rendimiento. Para abordar los desafíos antes mencionados, las opciones de backhaul inalámbrico brindan soluciones más atractivas y, por lo tanto, las tecnologías que usan los mismos recursos (por ejemplo, canales de frecuencia) pueden usarse tanto en las redes de acceso como en las de backhaul. En este escenario, desdibujar la línea de separación entre las redes de acceso y backhaul permite el intercambio de recursos y la cooperación entre ambas redes, y minimiza significativamente los costes de implementación y mantenimiento de la red. Por lo tanto, en 5G las redes de acceso y backhaul no pueden verse como entidades separadas; más bien consideraremos su integración para asegurar el mejor uso de los recursos. En esta tesis, en primer lugar, investigamos los desafíos y las tecnologías potenciales para la implementación de la red de backhaul 5G. Más tarde, para abordar dichos desafíos, identificamos diferentes enfoques para un mecanismo conjunto de gestión de la red de acceso y backhaul. Se presenta una evaluación de rendimiento inicial para la optimización de backhaul que tiene en cuenta el estado de la red de, Postprint (published version)