Модель оценки задержки передачи пакетов в сетях 5G в виде системы массового обслуживания с групповым обслуживанием и прогулками прибора

Технология интегрированного доступа и транспорта (Integrated Access and Backhaul, IAB) предполагает применение ретрансляторов для увеличения площади покрытия базовой станции 5G. Однако применение ретрансляционных узлов вызывает дополнительную задержку при передаче данных по сети. Кроме того, задержка вносится попеременным режимом работы ретрансляторов, не способных обеспечивать беспроводную связь в полнодуплексном режиме. Классические модели оценки пропускной способности не позволяют в полной мере оценить влияние ретрансляторов IAB на качество обслуживания (Quality of Service, QoS) абонентов. Учитывая специфику технологии 5G NR (New Radio), которая предполагает передачу пакетов путём преобразования последовательности бит в транспортные блоки, задержку можно интерпретировать как время с момента передачи пакета на уровень MAC на передающем узле до подтверждённого успешного его получения на принимающем узле, при необходимости дожидаясь переключения режима данного узла на приём. В данной работе представлена постановка задачи оценки этой ключевой метрики с помощью аппарата систем массового обслуживания (СМО) в дискретном времени с групповым обслуживанием и прогулками прибора.

A queueing system with batch service and server vacations for estimating packet transmission delay in 5G networks

Integrated Access and Backhaul (IAB) technology implies the use of relays to increase the coverage area of the 5G base station and reduce deployment costs for network operators. However, the use of intermediate nodes leads to multi-hop radio transmission, which significantly affects the end-to-end packet delay. An additional delay is introduced by the intermittent operation of these relays, which are incapable of full-duplex wireless operation. Classic network bandwidth metrics do not allow to fully assess the impact of relays on the Quality of Service (QoS). Given the specifics of the 5G NR (New Radio) technology, which involves the transmission of IP packets by converting a sequence of bits into transport blocks, the resulting delays can be interpreted as the time required for the packet to pass from its transmission to the MAC level at the transmitting node to successful acknowledged receipt at the receiving node, if necessary, waiting for the mode switch this node to receive. In this work, a problem statement is defined for estimating this key metric using the apparatus of queueing networks (QN) in discrete time. The special features of the QN are the group arrivals and group departure