Дослідження показників якості обслуговування абонентів мереж 5G NR в умовах блокування поширення сигналу
Автор: Черкес Артур Олександрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні мережі зв'язку
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У грудні 2017 року відбулася важлива подія на шляху до систем зв’язку 5G - міжнародний консорціум 3GPP випустив специфікації стандарту радіодоступу Нове Радіо (New Radio, NR), де функції контролю за з’єднанням покладалися на базові станції (БС) технології LTE. На додаток до високої пропускної здатності використання міліметрового діапазону частот дозволяє застосовувати антенні решітки, які характеризуються високою спрямованістю, що значно зменшує перешкоди, створювані такими системами [1-3]. Однак, робота в міліметровому діапазоні частот також викликає ряд унікальних негативних ефектів. Блокування шляхів поширення сигналу призводить до частих і тривалих падінь рівня приймаючого сигналу, які не можуть бути компенсовані, використовуючи стандартні механізми фізичного рівня. Погіршення рівня сигналу може приводити не тільки до збільшення ресурсів, необхідних для підтримки заданої швидкості на абонентському ділянці доступу, але і до відключень абонента від мережі в процесі обслуговування [4,5]. Таким чином, актуальним є дослідження показників якості обслуговування користувачів мереж 5G в умовах блокування поширення сигналу. Об’єктом дослідження є бездротові мережі доступу 5G NR. Предмет дослідження - показники обслуговування абонентів в бездротових мережах доступу 5G NR в умовах блокування поширення сигналу . Мета магістерської кваліфікаційної роботи – дослідження показників обслуговування абонентів в бездротових мережах доступу 5G NR в умовах блокування поширення сигналу для забезпечення високого рівня якості обслуговування в таких мережах. Мета магістерської кваліфікаційної роботи досягається шляхом вирішення наступних завдань: – здійснити огляд особливостей функціонування мереж мобільного зв’язку п’ятого покоління, – проаналізувати існуючі моделі для дослідження характеристик обслуговування абонентів у мережах 5G NR; – розробити математичну модель обслуговування NR БС, яка дозволяє характеризувати параметри блокування шляхів поширення сигналу від NR БС до користувача, враховуючи мобільності як користувача, так і блокаторів, – здійснити дослідження впливу мультизв’язності на якість обслуговування абонентів мереж 5G NR в умовах блокування поширення сигналу, – здійснити дослідження спільного впливу функції мультизв’язності і резервування ресурсів на надійність процесу обслуговування абонентів мереж 5G NR . У першому розділі здійснено аналіз розвитку мереж зв’язку. Розглянуто особливості функціонування мереж доступу 5G NR. Проаналізовано моделі динамічного блокування шляхів поширення сигналу для мереж 5G NR, що працюють в міліметровому діапазоні частот. У другому розділі проаналізовано особливості використання математичних моделей, які використовуються для оцінки характеристик обслуговування абонентів в мережах 5G, наведено їх математичний апарат. Розроблено математичну модель обслуговування NR БС, яка дозволяє характеризувати параметри блокування шляхів поширення сигналу від NR БС до користувача, враховуючи мобільності як користувача, так і блокаторів. У третьому розділі здійснено аналіз функції мультизв’язності, для якої кількість одночасно підтримуваних з’єднань обмежена тільки щільністю розгортання мережі доступу 5G NR. Здійснено дослідження впливу ступеня мультизв’язності, щільності блокаторів і NR БС на ймовірність відсутності зв’язку і спектральну ефективність. У четвертому розділі представлено модель мережі 5G NR з одночасною підтримкою функцій мультизв’язності і резервування ресурсів. Розроблено імітаційну модель, яка реалізує модель розглянутої системи, що дозволяє зді йснити кількісну оцінку виграшу від використання функції мультизв’язності в мережах доступу 5G NR. Здійснено дослідження характеристик обслуговування абонентів при спільній реалізації функцій мультизв’язності і резервування ресурсів в мережах доступу 5G NR. У п’ятому розділі здійснено економічну оцінку середовища діяльності ПрАТ «Київстар» на основі різних методик. Отримані результати підтверджують лідерство підприємства ПрАТ «Київстар» на ринку мобільного зв’язку України не лише за кількістю абонентів, але й за більшістю інших параметрів . Ключові слова: 5G; NR; спектральна ефективність; імовірність відсутності зв’язку; мультизв’язність.