Научная статья на тему 'Исследование методов выбора сот для условия перспективной гетерогенной сети LTE г. Донецка'

Исследование методов выбора сот для условия перспективной гетерогенной сети LTE г. Донецка Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
328
119
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
гетерогенная сеть / сота / базовая станция / моделирование / пропускная способность / энергосбережение / heterogeneous network / base station / cell / modelling

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Червинский В. В., Дзюба А. В.

В статье проведено исследование методов выбора сот в гетерогенной сети LTE четвертого поколения, состоящей из одной макросоты и шести микросот. Спрогнозированы плотность пользователей и трафик в такой сети Проанализированы достоинства и недостатки четырех методов выбора сот. Проведено моделирование распределения пользователей по макро и микросотам. Дана оценка эффективности различных методов при разном количестве активных абонентов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research of cell selection methods for the conditions of perspective heterogeneous LTE network in Donetsk city

The cells choices methods researching in the fourth generation heterogeneous network LTE, consisted of one macrocell and six microcells was done in the article. Users density and data traffic in such network was predicted. Advantages and disadvantages of four cells choices methods were analyzed. The modeling of the users distribution by macrocells and microcells was done. The efficiency evaluation of various methods with different number of active subscribers was given

Текст научной работы на тему «Исследование методов выбора сот для условия перспективной гетерогенной сети LTE г. Донецка»

УДК 621.396.41

ЧЕРВИНСКИЙ В.В., к.т.н., доцент (Донецкий национальный технический университет) ДЗЮБА А.В., старший преподаватель (Донецкий национальный технический университет)

Исследование методов выбора сот для условия перспективной гетерогенной сети LTE г. Донецка

Chervynskyi V.V., Candidate of Technical Science, Associate Professor (DONNTU) Dziuba A.V., Senior Lecturer (DONNTU)

Research of cell selection methods for the conditions of perspective heterogeneous LTE network in Donetsk city

Введение

В современном мире наблюдается тенденция к постоянному росту количества мобильных устройств и увеличения объемов информации, которыми они обмениваются. Особенно ярко это проявляется в крупных городах.

Для них характерно

периодическое появление мест скопления большого количества людей. Наиболее часто это случается в местах проведения массовых мероприятий, в центральных районах города, поблизости от стадионов, торгово-развлекательных центров. В таких условиях обеспечить качественное обслуживание абонентов могут гетерогенные сети LTE четвертого поколения [1]. Такая сеть может быть развернута вблизи железнодорожного вокзала и вдоль всего пути следования поездов в рамках стандарта LTE-R.

Особенностью таких сетей является использование сот различного размера. Среди них выделяют макросоты, обеспечивающие

глобальное покрытие, микро- и пикосоты, служащие для увеличения емкости сети, а также фемтосоты,

которые, как правило, используют для офисных и жилых помещений. Таким образом, подобная сеть представляет собой сложный объект, который необходимо рассматривать с использованием методов системного анализа [2].

Эффективность работы

гетерогенной сети во многом зависит от того, каким образом распределяются абоненты между базовыми станциями различных типов, которые входят в ее состав. Обеспечить оптимальное соотношение абонентов в сотах может правильное определение метода выбора сот абонентским оборудованием в каждый интервал времени.

Анализ последних исследований и публикаций

Современные исследования

показывают, что перенаправление трафика с макро базовых станций на микро, пико и фемто базовые станции может улучшить общее качество обслуживания абонентов. Но это не всегда необходимо.

В работах [3] указывают, что если к одной станции подключено слишком много абонентов, то это уменьшает

полосу пропускания для каждого из них.

В трудах [4] подчеркивают, что необходим такой метод выбора сот, при котором количество абонентов, подключенных к макро и микро базовым станциям будет

сбалансированным.

Авторы данного исследования [5] провели сравнительный анализ четырех методов выбора сот, выделив ключевые особенности каждого из них.

Цель работы

Целью работы является оценка эффективности четырех основных методов выбора сот в гетерогенной сети четвертого поколения LTE и оценка возможности их использования для условий сети сотовой связи г. Донецка и подобных ему.

Для достижения заданной цели необходимо решить следующие задачи:

- спрогнозировать плотность пользователей и генерируемый трафик в перспективной гетерогенной сети района г. Донецка;

- выявить достоинства и недостатки существующих современных методов выбора сот;

- провести имитационное моделирование при помощи программных средств.

Основная часть

В качестве объекта исследования рассматривается часть города Донецка, как типовая зона обслуживания, в которой установлена одна макро базовая станция и гипотетически предполагается развертывание шести микро базовых станций гетерогенной сети LTE.

Исследование сети проводится для центральной части г. Донецка.

Плотность населения здесь составляет около 9400 человек на 1 км .

Количество потенциальных

абонентов спрогнозируем как 20% от общего числа жителей, то есть 1880 пользователей на 1 км2.

Среднее значение трафика на одного абонента в час наибольшей нагрузки (ЧНН) R = 0,275 Мбит/с.

Среднее значение трафика от БС к абоненту (Downlink - «вниз») в ЧНН Tdi = 0,193 Мбит/с.

Среднее значение трафика от абонента к БС (Uplink - «вверх») в ЧНН Tul = 0,083 Мбит/с.

Предполагаемый диапазон частот для макро базовых станций для канала «вверх» (Uplink) составляет

1710... 1785 МГц, для канала «вниз» (Downlink) - 1805.1880 МГц. Ширина частотного спектра равна 75 МГц. Каждому сектору (всего 3) базовой станции выделяется по 20 МГц с учетом защитных частотных полос для неперекрытия сигналов разных секторов.

Емкость (пропускная способность) сети LTE оценивается на основе средних значений спектральной эффективности сот.

Спектральная эффективность представляет собой отношение скорости передачи данных в бит/с на 1 Гц используемой полосы частот (бит/с/Гц). Этот параметр характеризует скорость передачи данных в заданной полосе частот.

Для макросот центральной части г. Донецка в полосе 20 МГц в канале «вниз» наиболее эффективной является передача по схеме MIMO 4x4 в режиме пространственного

мультиплексирования, в канале Uplink -1 х 4. Примем, что распределение абонентов в зоне обслуживания равномерное.

Тогда для линии Downlink («вниз») получаем:

Rdl = 2,67 • 20 = 53,4 Мбит/с.

Для линии UL («вверх»):

Rul = 1,103 • 20 = 22,1 Мбит/с.

Средняя пропускная способность базовой станции ReNB равна пропускной способности одного сектора

помноженной на количество секторов базовой станции. Поскольку число секторов базовой станции равно 3, получаем для линии Downlink («вниз»):

ReNB.DL = 53,4 • 3 = 160,2 Мбит/с.

Для линии UL («вверх»):

ReNB.UL = 22,1 • 3 = 66,3 Мбит/с.

Для расчета радиуса соты необходимо определить общее число каналов, выделяемых для

развертывания сети LTE.

Весь канальный ресурс разбит на так называемые ресурсные блоки (РБ). Один РБ включает 12 расположенных рядом поднесущих, занимающих частотную полосу 180 кГц.

Общее число каналов Nk = 667 каналов.

Число каналов NK.œK необходимое для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты NK.ceK = 74 канала.

Число каналов трафика в одном секторе одной соты:

Nkt.sœ = 1 74 = 74 канала.

Допустимая нагрузка в секторе одной соты при заданных вероятности блокировки 1% и рассчитанном значении Nkt.sec ASec = 62,2 Эрл.

Число абонентов, обслуживаемое одной базовой станцией Na6.eNB = 933 абонента.

При количестве пользователей 1880 на 1 км , площадь покрытия одной макросоты будет оставлять Smacro.eNB = = 933 / 1880 = 0,496 км , что определяет радиус макросоты rmacro.eNB = 0,398 км.

Однако теоретически радиус макросоты может достигать 13,4 км. Чтобы увеличить радиус макросоты для условий центра г. Донецка,

предполагается развертывание

гетерогенной сети. В этом случае в макросоту добавляются несколько микросот, которые берут на себя обслуживание части абонентов, находящихся в зоне действия макросоты. Для этого выделяется полоса 7 диапазона 2600 МГц FDD, а именно: частоты от 2510 до 2530 МГц для канала uplink и частоты от 2630 до 2650 МГц для канала downlink.

Число абонентов, обслуживаемое одной микро базовой станцией, равно Na6.eNB = 296.

Таким образом, макросота может быть разгружена переводом части абонентов на обслуживание ближайшей микросотой. Например, размещение в одной макросоте шести микросот позволит увеличить емкость макросоты на 6 • 296 = 1776 абонентов и составит 2709 абонентов. При количестве пользователей 1880 на 1 км , площадь покрытия одной макросоты будет составлять Smacro.eNB = 2709 / 1880 = = 1,44 км , что определяет радиус макросоты r macro.eNB = 0,677 км.

В настоящее время выделяют четыре основные метода выбора сот в гетерогенных сотовых сетях четвертого поколения LTE:

- метод выбора сот по расстоянию;

- метод выбора сот по уровню сигнал/шум;

- метод выбора сот по полосе пропускания;

- метод выбора сот по энергосбережению.

Если гетерогенная сеть LTE использует метод выбора сот на основе расстояния, пользовательское

оборудование подключается к конкретной малой базовой станции, когда оно находится в пределах заданного географического расстояния от малой базовой станции независимо от расстояния до макро базовой станции и от соотношения сигнал/шум SNR получаемого сигнала от макро базовой станции и микро базовой станции [1]. Предполагается, что покрытие микро базовой станции определяется эффективным радиусом соты микро базовой станции.

В случае метод выбора сот по уровню сигнал/шум мобильные устройства подключаются к базовой станции, который имеет самый высокий уровень отношения сигнал/шум - SNR, независимо от расстояния между абонентским устройством и базовой станцией [2]. Этот метод дает максимально возможную достижимую скорость передачи данных.

Рассмотрим сеть LTE, состоящую из базовых станций в количестве NeNB, поддерживающих пользователей в количестве N . При выборе сот на основе SNR пользовательское оборудование UEi, где / е {1,.., Nab},

подключается к базовой станции eNB , имеющей самый высокий уровень SNR,

гл Л T-eNB ,

где j е {1,..,N } .

Таким образом, базовая станция eNB1. выбирается UEi по условию :

eNB' = max-{SNR]}, (1)

где БИ^ - уровень SNR, измеренный от базовой станции j.

В рассматриваемой гетерогенной сети базовые станции имеют различные уровни мощности передачи: макро базовые станции работают с высоким уровнем мощности, и микро базовые станции - с низким уровнем мощности.

Поскольку макро базовая станция передает сигнал на значительно более высоком уровне мощности, чем микро базовая станция, большинство абонентских устройств будут концентрироваться в макросоте.

Таким образом, абонентские устройства стремятся подключаться к макро базовой станции, оставляя микро базовые станции не полностью используемыми. Чтобы лучше использовать микро базовые станции, были предложены методы с добавлением некоторого значения смещения ДБИ^ к SNR от микро

базовой станции для увеличения логического уровня мощности сигнала микро базовой станции. Это приводит к тому, что иЕ{ выбирает базовую

станцию с наибольшим плюс

смещение:

вИБ) = тах ^ {БИЯ] + }. (2)

Значение ДБИЩ равно нулю для

макро базовой станции и обычно выбирается в диапазоне 2.20 дБ для микро базовой станции [3]. Для разных микро базовых станций смещение ДБИЯ ■ может быть различным.

Добавление смещения увеличивает диапазон охвата микро базовой станции, и, следовательно, к микро базовой станции подключается большее количество абонентов, что делает сеть

более сбалансированной. По мере увеличения количества абонентских устройств, подключающихся к микро базовой станции, увеличивается пропускная способность сети и общая скорость передачи данных. Однако такое улучшение зависит от выбранных значений смещения.

Если заданное значение смещения слишком мало, большинство

абонентских устройств по-прежнему будут выбирать макро базовую станцию, что приведет к низкой эффективности его разгрузки. С другой стороны, когда заданное значение смещения слишком велико, абонентские устройства будут выбирать микро базовую станцию, даже если они имеют плохой SNR, и эффективность пострадает.

Однако, в результате абонентские устройства, которые подключаются к микро базовой станции, могут получать больше доступной пропускной способностью и, следовательно, более высокую достижимую скорость передачи данных.

Таким образом, при изменении логически заданного значения смещения, абонентские устройства будут подключаться к микро базовой станции даже при условии, что от макро базовой станции они получают более мощный сигнал. Таким образом, изменяя значения смещения, можно увеличить радиус микросот. В результате, трафик перенаправляется к микро базовой станциям, пропускная способность микросот используется больше, а спектральная эффективность возрастает. Следовательно, перевод трафика с мощных узлов (макро базовые станции) на маломощные узлы (микро базовые станции),

обеспечивающих меньшее покрытие, может улучшить общее качество обслуживания в сети.

Однако такое улучшение в значительной степени зависит от корректного выбора значения смещения. Если это значение слишком мало, большинство абонентских устройств останется подключенными к макро базовым станциям, что определит более низкую производительность сети для большинства абонентских устройств. То есть, если к одной и той же базовой станции подключается слишком много пользователей, для каждого из них становится доступной небольшая полоса пропускания. С другой стороны, когда значение смещения слишком велико, каналы связи тех абонентских устройств, которые находятся далеко от микро базовых станций, будут испытывать большие помехи.

Данный способ не может обеспечить сбалансированность

гетерогенные сети LTE, когда доступная пропускная способность используется равномерно как для макро, так и для микро базовых станций.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Поэтому, чтобы поддерживать высокий уровень обслуживания, необходимо учитывать, как

производительность сети с точки зрения достижимой скорости передачи данных для всех пользователей, так и возможность сокращения потребляемой энергии.

Таким образом, при выборе сот на основе SNR возникают проблемы перегрузки пользователей из макро в микро базовые станции.

Цель метода выбора сот по полосе пропускания состоит в том, чтобы переместить абонентские устройства из перегруженных базовых станций в менее нагруженные, чтобы получить выгоду из более широкой доступной полосы пропускания и создать возможности для макро базовых

станций не работать на полную мощность. Предположим, что все абонентские устройства получают одинаковую пропускную способность и одинаковый тип сервиса.

Производительность сети и качество обслуживания измеряются путем сравнения достижимой пользователем скорости передачи данных со средней скоростью передачи данных при работе только с макро базовой станцией.

Абонентский терминал UEt

определяет самый высокий уровень SNR от всех базовых станций, сортирует их по убыванию и запрашивает подключение к базовой станции, которая обеспечивает самый высокий SNR (eNBk, к = 1).

Базовая станция обрабатывает запрос и устанавливает соединение, если количество подключенных абонентских устройств N UE не превышает некоторого порога (ПП). 1111 устанавливается равным общему количеству абонентских устройств в зоне обслуживания, деленному на число

базовых станций N^ / N

UE ' eNB '

Затем

выбранная eNB обновляет количество подключенных пользователей NU .Если UE получает отказ, то попытается подключиться к базовой станции, которая обеспечивает следующий самый высокий уровень SNR. Если все варианты получили отказ, базовые станции (eNBk, к = 1,2,..., NeNB ) будут

принимать решение в соответствии с количеством подключенных

абонентских устройств и подключать абонентский терминал UE к той базовой

станции, которая может обеспечить наиболее доступную полосу

пропускания или наименьшее количество подключенных

пользователей min^N^ ).

Таким образом, выбор сот можно осуществлять на основе полосы пропускания, учитывая количество пользователей для каждой базовой станции в дополнение к SNR. Учет полосы пропускания может решить проблему перегрузки пользователя в макро базовой станции в часы средней и высокой нагрузки и создать возможности для макро базовой станции для снижения

энергопотребления. Однако в часы низкой нагрузки использование этого метода имеет недостаток. Выбор сот балансирует нагрузку между макро и микро базовыми станциями независимо от общего спроса. В некоторых случаях общий спрос может быть настолько низким, что не требуется, чтобы микро базовые станции были активными. Все пользователи могут подключаться к макро базовой станции и получать услуги на удовлетворительном уровне.

Целью метода выбора сот по энергосбережению является создание возможности максимально снизить общее потребление энергии за счет максимально возможного выключения микро базовых станций и обеспечения достаточного уровня обслуживания абонентов только при помощи макро базовых станций.

Рассмотрим сеть гетерогенную сеть LTE, которая содержит базовые

>г„ r1 ,TeNB^ ureNB

станции eNB, где j е [1, N ] и N -

общее количество базовых станций в гетерогенной сети. Гетерогенная сеть LTE содержит одну центральную базовую станцию, которая является макро базовой станцией, обозначенной как eNB . Остальные базовые станции являются микро базовыми станциями и обозначаются eNBj, где j е [2, NeNB ]. Обозначим i-й абонентский терминал в

момент времени t через Ш1, где I е [1, ЫЦ* ].

Учитывая модифицированную формулу мощности Шеннона:

SNR' > reqSNR'.

(6)

SNR

C = 0,75 • B • log(1 +-),

1,25

(3)

где B - полная полоса пропускания [1].

Далее определяется ресурсный блок (RU - Resource Unit) как процент использования ресурса спектра, как во временной, так и в частотной области:

RU =

reqC

SNR

0,75 • log(1 + )

(4)

1,25

где reqC - запрашиваемая скорость передачи данных по требованию пользователя.

Согласно (4), требуемый RU для

ЦЕ1 это Яи1, когда запрашиваемая услуга требует достижимой скорости

передачи данных гвдС1 и соотношения

сигнал/шум гвдБКЯ. При

использовании метода выбора сот по энергосбережению, к макро базовой станции подключаются и

предоставляются услуги всем пользователям, когда выполняются два условия.

Макро базовая станция вЫВ^

должна предоставить услугу всем пользователям:

NU

z ru' < 100%.

'=1

(5)

SNR, которые все пользователи получают при минимальной мощности передачи макро базовой станции, должны соответствовать требованию:

Если одно из условий не выполняется, макро базовая станция может переключиться на метод выбора соты по полосе пропускания и включить соседние микро базовые станции. Когда все абонентские устройства

подключаются к макро базовой станции по методу выбора сот по энергосбережению, можно отключить все микро базовые станции, то есть для всех микро базовых станций b = 0, чтобы минимизировать общее потребление энергии в соответствии с (6). Кроме того, для снижения общего потребления энергии можно уменьшить QoS ( reqC' ) для некоторых пользователей, чтобы оставить мощность передачи макро базовой станции на минимуме. Макро базовая станция должна увеличить свою мощность передачи для увеличения

SNR г-

1, чтобы компенсировать

ограничение, если число пользователей

увеличивается. Кроме того, благодаря

снижению QoS система может

поддерживать общее количество Z RU'

'=1

до 100% и воздерживаться от включения микро базовых станций.

Для оценки эффективности методов выбора сот: на основе расстояния (обозначим через Мр), на основе SNR (MSNR), на основе полосы пропускания (МПП) и по энергосбережению (МЭС) проведено имитационное моделирование. Для оценки используется участок сети, содержащий одну соту, охватываемую одной макро базовой станцией с радиусом покрытия 680 метров и шестью микро базовыми станциями, развернутыми на расстоянии в 450... 550 метрах от макро базовой станции.

Общее число пользователей изменяется от 200 до 2400. При этом предполагается, что каждое место с высоким спросом генерирует дополнительные 10% пользователей.

При моделировании учитываются различные уровни спроса на услуги, для которых определяются требования к скорости передачи данных 8 Мбит/с, 5 Мбит/с, 3 Мбит/с, 2 Мбит/с для FullHD видео, HD-видео, SD-видео и HTTP соответственно. Вероятность того, что пользователь запросит каждый тип услуги, составляет 0,05, 0,15, 0,25, 0,5 при максимальной нагрузке в 0,2 Эрл.

Макро базовая станция передает сигнал с мощностью 46 дБм на полосе 1800 МГц, микро базовые станции работают на частоте 2,6 ГГц с мощностью передачи 30 дБм. Для вычисления потери на трассе для макро базовой станции используется модель Окумура-Хата для городов:

Lp = 69,55 + 26,16 • log(f) --13,82 • log(hb) - ahm + (7)

+(44,9 - 6,55 • log(hb) • log(d)),

где L - потери на трассе, дБ;

f - частота, f = 1800 МГц;

hb - высота, м;

d - расстояние между макро базовой станцией и абонентом, км.

Коэффициент а равен:

a = 3,2 • (log(11,75 • hm))2 - 4,97. (8)

Для микро базовой станции потери на трассе вычисляются в соответствии с базовыми параметрами моделирования гетерогенной системы 3GPP для наружной зоны, модель 1 для 2 ГГц абонентского устройства:

Ьр = 140,7 + 36,7 • ). (9)

Предоставляемая пользователям скорость передачи данных С вычисляется в соответствии с модифицированной для ЦГЕ формулой Шеннона (3).

На рис. 1 приведен график процентного изменения количества пользователей, подключенных к микро базовым станциям по отношению к общему количеству активных пользователей соты.

При использовании метода выбора сот на основе расстояния (МР), абоненты подключаются к микро базовым станциям, когда они находятся на заданном расстоянии от микро базовой станции независимо от расстояния от макро базовой станции. Предполагается, что покрытие микро базовой станции определяется эффективным радиусом соты микро базовой станции. Это число может меняться. Исходя из результатов моделирования, процент пользователей микро базовой станции составляет около 89%.

При использовании метода выбора сот на основе абонент выбирает

подключение к той базовой станции, которая может обеспечивать самый высокий независимо от расстояния между абонентом и базовой станцией.

Поскольку макро базовая станция передает сигнал на более высоком уровне мощности, путем выбора базовой станции на основе только большинство абонентских устройств будут концентрироваться в макросоте.

Для увеличения логического уровня мощности сигнала введено смещение. Это позволяет повысить уровень сигнала от микро базовой станции и привлечь больше абонентов к микро базовой станции, что делает сеть

более сбалансированной. В результате абонентские устройства, которые подключаются к микро базовой станции, могут обладать большей доступной пропускной способностью и,

следовательно, более высокой достижимой скоростью передачи данных. Однако здесь важно правильно выбрать уровень смещения.

100

10 0

500 1000 1500 2000

Общее кол ичество пользователей в соте

2500

Рис. 1. Процент пользователей микро базовых станций для различных

методов выбора сот

По сравнению с МР и М8мк_, методы выбора сот на основе полосы пропускания (МПП) и по энергосбережению (МЭС) имеют более высокий процент пользователей микро базовых станций. Более высокая доля пользователей микро базовых станций дает большую возможность снизить потребление энергии в макро базовой станции, потому что она должна предоставлять услуги меньшему числу пользователей. Кроме того, когда общее количество пользователей невелико и нет пользователей микро базовых станций, макро базовая станция может предоставлять услуги всем

пользователям до тех пор, пока общее

число пользователей не увеличится более чем на 200.

Рассмотрим влияние методов выбора сот на достижимую скорость передачи данных.

На рис. 2 показан график зависимости достижимой скорости передачи данных от количества активных пользователей для четырех методов выбора сот для макро базовой станции. На рис. 3 приведен аналогичный график для микро базовых станций. На рис. 4 приведен график зависимости средней достижимой скорости передачи данных от количества активных пользователей для соты в целом.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Общее количество пользователей в соте

Рис. 2. Достижимая скорость передачи данных пользователей макро базовой станции

Из рис. 2 видно, что большинство пользователей, которые подключаются к макро базовой станции по методу получают низкую достижимую скорость передачи данных, поскольку полоса пропускания макро базовой станции при большом количестве пользователей в макросоте ограничена.

При методах выбора сот на основе полосы пропускания и по энергосбережению обеспечивается сопоставимая скорость передачи данных для всех пользователей.

Хотя средняя достижимая скорость передачи данных для всех пользователей является самой высокой для метода по большой процент

пользователей, подключенных к макро базовой станции из-за нехватки доступной полосы пропускания

является неудовлетворенным качеством обслуживания. С другой стороны, методы по полосе пропускания и по энергосбережению приводят к снижению общей скорости передачи данных, но процент пользователей, удовлетворенных качеством

обслуживания, много больше. Это связано с тем, что сотовая сеть более сбалансирована, а доступный ресурс делится более равномерно, чем, когда система использует метод по

Таким образом, при

развертывании гетерогенной сети для г. Донецка можно обеспечить большую возможность сокращения энергии в сети, одновременно улучшая качество обслуживания при использовании методов выбора сот по полосе пропускания и по энергосбережению.

Общее кол ичество пользователей в соте Рис. 3. Достижимая скорость передачи данных пользователей микро базовой станции

Общее кол ичество пользователей в соте Рис. 4. Средняя достижимая скорость передачи данных для пользователей всей соты

Выводы

Проведено исследование методов выбора сот для условий перспективной гетерогенной сети LTE г. Донецка, охватывающей район центральной части с одной макросотой и шестью микросотами. Спрогнозированы

плотность пользователей и

генерируемый трафик. Рассмотрены четыре основные метода выбора сот в гетерогенных сотовых сетях четвертого поколения LTE: по расстоянию; по уровню сигнал/шум; по полосе пропускания; по энергосбережению.

Для оценки эффективности методов выбора сот проведено моделирование. Определены

достоинства и недостатки методов, оценена возможность их использования для построения системы эффективного управления гетерогенной сетью LTE. Такая сеть может быть построена в районе железнодорожного вокзала и вдоль линии следования поездов. Методы выбора сот на основе пропускной способности и на основе энергосбережения дают возможности снизить общее потребление энергии в сети, сбалансировать количество пользователей в микросотах и макросотах, управлять качеством услуг для абонентов в двухчастотной системе.

Список литературы:

1. Тихвинский В.О. Сети мобильной связи LTE. Технологии и архитектура [Текст] / В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук - Москва: Эко-Трендз, 2010. - 284 с.

2. Рыжков А.Е. Системы и сети радиодоступа 4G: LTE, WiMax. [Текст] /

A.Е. Рыжков, М.А. Сиверс,

B.О. Воробьев, А.С. Слышков, Р.В. Шуньков. - Санкт-Петербург: Линк, 2012. - 226 с.

3. Korotky S.K. Semi-empirical description and projections of internet traffic trends using a hyperbolic compound annual growth rate / S.K. Korotky // Bell Labs Technical Journal, vol. 18, no. 3, pp. 5-21, 2013. [Электронный ресурс]. https://ieeexplore.ieee.org/document/67727 25/metrics (дата обращения: 04.01.2020).

4. Koudouridis G.A. Centralised Approach to Power On-Off Optimisationfor Heterogeneous Networks Georgios / G. Koudouridis, G. Hui, P. Legg [Электронный ресурс]. http://citeseerx .ist.psu.edu/vi ewdoc/downl oad? doi=10.1.1.477.2381&rep=rep1&type =pdf (дата обращения: 04.12.2019).

5. Дзюба А. В. Задача оптимизации энергопотребления гетерогенной сетью LTE в условиях крупного города / Дзюба А.В., Червинский В.В. // Информатика и кибернетика, 2019 - №4 (18). - С. 63-70.

Аннотации:

В статье проведено исследование методов выбора сот в гетерогенной сети LTE четвертого поколения, состоящей из одной макросоты и шести микросот. Спрогнозированы плотность пользователей и трафик в такой сети Проанализированы достоинства и недостатки четырех методов выбора сот. Проведено моделирование распределения пользователей по макро и микросотам. Дана оценка эффективности различных методов при разном количестве активных абонентов.

Ключевые слова: гетерогенная сеть, сота, базовая станция, моделирование, пропускная способность, энергосбережение.

The cells choices methods researching in the fourth generation heterogeneous network LTE, consisted of one macrocell and six microcells was done in the article. Users density and data traffic in such network was predicted. Advantages and disadvantages of four cells choices methods were analyzed. The modeling of the users distribution by macrocells and microcells was done. The efficiency evaluation of various methods with different number of active subscribers was given..

Ключевые слова: heterogeneous network, base station, cell, modelling.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.