Исследование метода повышения эффективности передачи трафика в мобильных сетях стандарта

3.4.Построение модели обслуживания неоднородного трафика на фрагменте сети LTE 70
3.5.Математическое описание модели распределения ресурса. Оценка результатов моделирования. 77
3.5.1.Характеристики заявок на передачу трафика реального времени 78
3.6.Система уравнений статистического равновесия 81
3.7.Выводы по результатам второй главы 90
Глава 4 91
4.1.Введение 91
4.2.Описание алгоритмов контроля доступом на сети LTE 92
4.3.Численные результаты и их использование для планирования значений структурных параметров модели 93
4.4.Результаты оценки скорости передачи на фрагменте соты сети LTE 99
4.5.Исследование алгоритма выбора соотношения между минимальной и максимальной скоростями передачи файлов. 104
4.6.Выводы по четвертой главе 109
Заключение 111
Список литературы 113
Приложение 123
Акты о реализации результатов диссертационной работы 123

Введение

Актуальность темы исследования. Мобильные сети четвертого поколения, основанные на использовании технологий многостанционного доступа с ортогональной модуляцией OFDMA и методе пространственного кодирования сигнала MIMO, они дают возможность существенно увеличить передачу трафика от абонентов.
Отличительными особенностями этих сетей являются: гибкость архитектуры, возможность динамического изменения топологии сети при подключении, передвижении и отключении мобильных абонентов, высокая скорость передачи информации, высокая степень защиты от несанкционированного доступа, а также отказ от дорогостоящей и не всегда возможной прокладки или аренды оптоволоконного или медного кабеля. В сетях стандарта LTE управляющие функции перешли к базовым станциям, которые, помимо обслуживания радиочасти, стали принимать решение о маршрутизации абонентского трафика. При этом одной из главных проблем является проблема управления трафиком на радиоинтерфейсе с целью обеспечения заданных норм качества (QoS) по каждой предоставленной услуге большинству абонентов, в частности, для тех, кто находится в роуминге.
Рост объема мультимедийных мобильных приложений приводит к тому, что требуемое качество обслуживания может быть обеспечено только при использовании эффективных методов повышения пропускной способности радиоинтерфейса, так как именно при беспроводном доступе возникают резкие перекосы нагрузки из-за стохастического перемещения абонентов [59]. Постоянное удешевление услуг на мобильную связь, появление новых типов абонентских терминалов, развитие сервисов по адресной передаче потокового видео ведет к росту трафика реального времени, скорость которого должна быть постоянной. При этом, Программа Министерства Связи и Массовых Коммуникаций «Цифровая экономика Российской Федерации» прогнозирует резкое увеличение в ближайшее время также трафика от межмашинного взаимодействия (М2М), который, как правило, обладает эластичными свойствами и позволяет изменять скорость передачи данных в некоторых пределах, в зависимости от условий на сети, то есть увеличение эластичного трафика.
Наиболее существенное влияние на управление производительностью в мобильных сетях оказывают следующие факторы: нарушение целостности информации команд управления сетевыми процессами; блокирование информации; нарушение логики работы программного обеспечения. Анализ результатов работы существующих сетей LTE показал, что для их управления используется автоматическая функция управления сетью SON, которая аппаратно встраивается в оборудование узлов сети. Однако эта функция может только вводить пороги по числу соединений, не ограничивая при этом скорость передачи данных, что нерационально, в частности, при организации роуминга.
Изначально модели оценки радиоресурса мобильных сетей включали в себя лишь однородный тип трафика, для которых были найдены аналитические решения и разработаны рекуррентные алгоритмы. Позднее были разработаны алгоритмы решения для разнородного трафика имеющего постоянную скорость. В связи с появлением приложений не требующих постоянной скорости передачи данных, начал производиться обсчет моделей эластичного трафика данных. Однако эти исследования проводились без учета схем доступа, реализующих приоритетное обслуживание в мультисервисных мобильных сетях четвертого поколения.
В действующих и перспективных мобильных сетях связи актуальной является задача снижения нехватки ресурсов в связи с появлением сервисов требующих большой скорости передачи. Поэтому, чтобы повысить эффективность ресурса передачи данных предлагается управлять скоростью эластичного трафика. Это позволить не только повысить пропускную способность, но и улучшить качество обслуживания.