Дослідження та розвиток системи планування Atoll для ефективного управління сучасними мережами мобільного зв’язку в Україні
Автор: Холявка Андрій Степанович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У зв’язку зі зростаючим обсягом даних, розширенням технологій, таких як 5G, та збільшенням попиту на якісний та надійний зв’язок, необхідно розробити інтелектуальну систему планування, яка забезпечуватиме прогнозування трафіку з метою оптимізації ресурсів та поліпшення якості обслуговування користувачів. Розвиток системи планування Atoll з використанням штучного інтелекту є кроком до створення майбутнього мобільного зв’язку, що задовольнятиме зростаючі потреби суспільства та сприятиме подальшому розвитку інформаційного середовища. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та розвитку системи планування Atoll з метою підвищення ефективності управління сучасними мережами мобільного зв’язку в Україні. Зокрема, зосереджено увагу на важливості моніторингу та планування мережі, а також використання штучного інтелекту для прогнозування трафіку мобільної мережі. У першому розділі роботи проведено аналіз сучасних тенденцій у мобільному зв’язку та розглянуто важливі аспекти розвитку мереж, такі як зростаючий попит на швидкісний зв’язок, збільшення пропускної здатності та впровадження нових технологій. Детально вивчено характеристики технологій 4G і 5G, їхню ефективність та вплив на якість обслуговування. У другому розділі розглянуто принципи та підходи до планування та оптимізації мереж мобільного зв’язку, зокрема із використання системи Atoll. Виявлено, що Atoll є потужним інструментом для проєктування, тестування та управління мережами мобільного зв’язку. Однією з основних переваг Atoll є його здатність моделювати різні сценарії та враховувати різноманітні фактори, що впливають на мережу. Завдяки цьому, інженери можуть вирішувати складні задачі планування, наприклад, визначення оптимального розташування базових станцій, налаштування антенних систем та ресурсного управління. Ще одна важлива особливість Atoll - його гнучкість та масштабованість. Вона може використовуватися для планування та оптимізації мереж будь-якого розміру та технології, включаючи 2G, 3G, 4G та 5G. Крім того, Atoll підтримує різні стандарти та протоколи мобільного зв’язку, що робить його універсальним інструментом для багатьох операторів. У третьому розділі роботи досліджується важливість ефективного планування мереж мобільного зв’язку для забезпечення якісного обслуговування користувачів та оптимального використання ресурсів мережі. У цьому контексті програмне забезпечення Atoll відіграє значну роль як потужний інструмент для планування та оптимізації мереж мобільного зв’язку. У ході дослідження проводиться аналіз різних аспектів планування мереж, таких як покриття, ємність, оптимізація та управління ресурсами. Початковий етап дослідження передбачає вивчення основних проблем, що виникають під час експлуатації мереж та наведено основні підходи до вирішення їх шляхом ефективного планування мереж мобільного зв’язку. Далі проводиться детальний аналіз функціональних можливостей Atoll, включаючи його здатність до моделювання покриття , конфігурації обладнання та передбачення розвитку мережі. У процесі дослідження розглядаються різні сценарії застосування Atoll, включаючи проектування, тестування та оптимізацію мереж мобільного зв’язку. Аналізуються можливості використання Atoll для планування радіорелейних ліній зв’язку та моніторингу ефективності функціонування транспортних мереж для систем мобільного зв’язку. У четвертому розділі досліджено особливості моніторингу та аналізу трафіку мереж мобільного зв’язку в контексті війни в Україні. Війна має значний вплив на комунікаційну інфраструктуру країни, призводячи до викликів та проблем у функціонуванні мобільних мереж. Запропоновано модель нейронної мережі LSTM для прогнозування трафіку мереж мобільного зв’язку з використанням реальних вхідних даних. В порівнянні з відомою моделлю LSTM, запропонована модель демонструє переваги, що підтверджуються результатами експерименту. Середній показник nRMSE запропонованої моделі менший на 5,01%, а час на прогнозування трафіку скоротився на 36%. Більш того, ця модель дозволяє прогнозувати трафік не лише для базових станцій, але й у будь-якій точці мережі, де є дані про обсяг трафіку. Використання запропонованої моделі нейронної мережі LSTM у системі Atoll має вагомі переваги для операторів мобільного зв’язку. Це дозволяє уникнути втрат пакетів та зниження швидкості Інтернет-з’єднання. Інтеграція цієї моделі у систему Atoll забезпечує операторам можливість своєчасно реагувати на зростання трафіку та модернізувати мережу перед появою перевантажень, що сприяє покращенню стійкості мережі та якості надання послуг користувачам мобільного зв’язку. Шляхи подальшого вдосконалення запропонованої моделі включають розширення типів вхідних даних, таких як погодні умови, масштабні події та зміни в ситуації країни. Це допоможе покращити точність прогнозування трафіку та ефективність управління мережами мобільного зв’язку.