Дослідження методів розгортання малих комірок на пропускну здатність гетерогенних мереж LTE-A
Автор: Федькович Володимир Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Проектування та адміністрування інформаційних комунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Зростаючий попит на мобільний трафік ставить нові виклики перед розгортанням стільникових мереж. Для того, щоб збільшити середню пропускну здатність і покриття та задовольнити ці потреби, перспективним рішенням стало використання малих комірок. Такі мережі повинні співіснувати з колишніми мережами, і тому їхній вплив необхідно ретельно вивчити. У цій роботі pico eNB і RRH розглядаються як малі стільники, вбудовані в розгортання макростільників LYE-A мережі.Крім того, з розвитком мобільних мереж, а також зі зростанням популярності смартфонів, все частіше з’являються нові мультимедійні додатки, що мають певні мінімальні вимоги до якості обслуговування (QoS). Для вирішення цієї проблеми було проведено дослідження впливу розгортання малих комірок на пропускну здатність мережі для користувачів. У першому розділі вивчено архітектуру та робочі принципи технології LTE-A. Проведений докладний аналіз існуючих моделей розгортання гетерогенних LTE-A мереж, включаючи важливі аспекти, такі як взаємодія макро- та маленьких комірок. Виокремлено ключові особливості проектування та управління HetNets. Огляд наукових робіт та сформульовано постановку завдань для подальшого дослідження. Загальні висновки стосуються важливості ефективного використання гетерогенних мереж в контексті LTE-A. У другому розділі розглянуто основні сценарії для побудови моделі гетерогенних мереж LTE-A, включаючи макро- та малі комірки, а також використання Remote Radio Head (RRH). Досліджено вплив різних моделей на продуктивність мережі та визначено ключові показники ефективності. Подані висновки підкреслюють значення вибору оптимальної моделі для конкретного сценарію. В третьому розділі розглядається ефективне використання методів Radio Environment (RE) та Almost Blank Subframe (ABS) для балансування навантаження між різними комірками. Алгоритм балансування навантаження детально розглядається, враховуючи вимоги Quality of Service (QoS). Висновки розділу вказують на важливість цих методів у контексті гетерогенних мереж і їхній внесок у покращення якості обслуговування.. У четвертому розділі висвітлено деталізований опис сценарію моделювання гетерогенної мережі LTE-A. Аналізується вплив розгортання мережі з використанням RE і eICIC на балансування навантаження та пропускну здатність. Особлива увага приділяється вимогам Guaranteed Bit Rate (GBR), що впливають на вибір оптимальних методів. Проведено порівняльний аналіз статичних та динамічних стратегій використання eICIC для керування міжклітинною інтерференцією. Результати моделювання демонструють значний приріст пропускної здатності, особливо у випадку динамічного варіанту, де спостерігається до 2,5-кратне покращення в порівнянні з варіантом без використання eICIC. Дослідження також охоплює сценарії зміни кількості користувачів Best Effort в мережі, де показано, що в умовах зростаючого трафіку можливий значний відносний приріст покриття та пропускної здатності при використанні динамічних стратегій eICIC. У п’ятому розділі проведено розрахунки капітальних та експлуатаційних витрат для різних варіантів мереж 4G/5G. Аналіз доходів від впровадження різних антен з погляду розподілу ресурсів виявив важливі економічні аспекти. Термін окупності досліджується для оцінки ефективності реалізації розподілу радіоресурсів в контексті однієї базової станції. Розділ підкреслює важливість врахування аспектів економіки при плануванні та впровадженні мереж 4G/5G. Об’єктом дослідження є гетерогенні мережі LTE-A (Long-Term Evolution Advanced), що включають в себе різні типи базових станцій, такі як макро-комірки, малі комірки та Remote Radio Head (RRH). Предметом дослідження є ефективні методи розгортання та управління ресурсами в гетерогенних мережах LTE-A. Метою роботи є дослідження впливу різних стратегій розгортання малих комірок та управління ресурсами на пропускну здатність, а також розробку алгоритмів для задоволення вимог щодо якісного обслуговування користувачів з різними потребами.