Исследование метода повышения эффективности передачи трафика в мобильных сетях стандарта

Исследование адаптивных алгоритмов резервирования ресурсов управления скоростями при перегрузках при передаче межмашинного трафика в сетях LTE

1. Введение

Постоянно развитие различных общественных, корпоративных и личных систем мониторинга и управления удаленными объектами приводит к повсеместному внедрению беспроводной передачи данных от различных видов оборудования по технологии М2М. Появившись в конце 90-х годов, еще на базе службы GPRS в сетях второго поколения стандарта GSM, в частности для обслуживания банкоматов, технология М2М получает уже новое развитие, благодаря повсеместному внедрению, с одной стороны, сетей LTE, а с другой стороны резкому увеличению адресации протокола IP, при переходе к шестой версии IPv6 [1, 17, 18, 60]. Необходимо отметить, что именно технология LTE позволяет достичь внушительных суммарных скоростей передачи данных: до 50 Мбит/с для восходящего соединения и до 100 Мбит/с для нисходящего соединения. При этом должна обеспечиваться поддержка соединений для абонентов, движущихся со скоростью до 350 км/ч.
В настоящее время область применения технологии М2М [13] расширяется по фрактальному закону, начиная от контроля за управлением стационарных объектов, мониторинга систем безопасности, контроля за состоянием технологического оборудования (в частности промышленной телеметрии), до наблюдения за подвижными объектами и организации различного типа торговых точек (вендринга). Также большую популярность получают средства управления контролем доступа к различным техническим системам, обеспечивающим дистанционное управление оборудованием и осуществление видеонаблюдения за результатами управления. Все это приводит к увеличению в сетях LTE различных классов эластичного трафика.
В [48,49,50] отмечено, что трафи­к, создаваемый системами М2М, имеет специфические характеристики, такие как: короткое время обслуживания и низкая интенсивность поступления заявок. Но при возникновении нештатных (критических) ситуаций на территории соты в системах М2М возникает лавинообразное увеличение доли широкополосного трафика от систем видеонаблюдения и телеметрии. В таких ситуациях системы M2M могут в разы увеличить нагрузку на сеть, трафик от них делается пульсирующим, имеющим мощные пиковые выбросы пакетов. Очевидно, что в случае отсутствия в сетях LTE необходимых механизмов управления потоками разнородного трафика, могут возникнуть значительные потери одного из его видов. Поэтому, возникает задача создания адаптивных механизмов управления передачей потоков эластичного трафика от систем М2М, позволяющих избежать потерь при ограниченном объеме ресурсов фрагмента сети LTE. Она может быть решена с помощью организации резервирования ресурсов.
Целью данной главы является разработка адаптивного механизма управления передачей потоков разнородного трафика от систем М2М в сетях LTE при перегрузках. Для достижения поставленной цели в данной главе моделируется алгоритм управления доступом новых заявок в сеть.

2.