Исследование метода повышения эффективности передачи трафика в мобильных сетях стандарта

Формализация процесса управления передачей потоков трафика на фрагменте сети LTE

1. Введение

В [45, 52, 78, 85, 104] показано, что в сетях LTE существует несколько классов эластичного трафика, то есть трафика способного приспосабливаться при передаче к измене­ниям задержки и пропускной способности, про­должая удовлетворять потребности приложения. Основными характеристиками этого типа трафи­ка являются: короткое время обслуживания и низкая интенсивность поступления заявок. Термин «эластичный трафик» подразумевает, что скорость его передачи может изменяться в широких приделах, при изменении нагрузки на сети. Однако, при возникновении нештатных (критических) ситуаций на территории соты в системах М2М возникает лавинообразное увеличение доли широкополосного трафика от различных систем телеметрии, мониторинга и вендринга. При этих ситуациях системы M2M могут в разы увеличить нагрузку на сеть, трафик от них делается пульсирующим, имеющим мощные пиковые выбросы пакетов. В случае отсутствия в сетях LTE необходимых механизмов управления потоками разнородного трафика, могут возникнуть значительные потери одного из его видов.
В [125, 126] построена модель обслуживания разнородного трафика на фрагменте сети LTE, показано, что необходимо создание адаптивных механизмов управления передачей потоков эластичного трафика, позволяющих избежать потерь при ограниченном объеме ресурсов фрагмента сети LTE. В первой главе диссертации показано, что одним из механизмов обеспечения качества обслуживания в пакетных сетях является резервирование ресурсов. Резервирование производится для определенного потока перед началом его передачи. После резервирования начинается передача этого потока с заданным качеством.
Для обеспечения требуемого качества обслуживания резервирование должно быть дополнено механизмами управления трафиком, включающими в себя управление доступом, планирование очередей и другие. Целью данной главы является разработка алгоритма доступа нескольких потоков как эластичного трафика, так и трафика реального времени на фрагменте сети LTE.
В настоящее время в сети LTE алгоритмы управления доступом контролируют все новые заявки на поступление трафика, определяя, может ли поступающий трафик привести к перегрузке сети, или к ухудшению уровня качества обслуживания уже имеющегося в сети трафика. При этом алгоритмы организации и планирования очередей пакетов позволяют ограничивать пропускную способность на выходе узла, распределяя ее между несколькими потоками, в зависимости от требований к пропускной способности со стороны каждого потока.
Целью данной главы является разработка адаптивного механизма управления передачей потоков разнородного трафика в сетях LTE. Для достижения поставленной цели в данной главе разрабатывается алгоритм управления доступом новых заявок в сеть.
Для достижения поставленной цели в данной главе разработана иммитационая модель поступления разнородного трафика на фрагменте сети LTE. Рассмотрим математическую модель обслуживания двухскоростного трафика реального времени на фрагменте сети LTE.

2.