Исследование характеристик обслуживания трафика многоадресных и одноадресных услуг в сетях Новое Радио с поддержкой функций многосвязности и резервирования ресурсов

В системах 3GPP New Radio частые блокировки прямой видимости (LoS) между приёмниками и передатчиками могут привести к сбросу уже принятых в систему сессий, обслуживание которых ещё не завершено, что снижает качество предоставления услуг пользователям сети связи. Для решения этой проблемы 3GPP в настоящее время работает над механизмом множественного подключения (также известного как многосвязность), благодаря которому пользователь сможет оставаться подключённым к нескольким точкам доступа mmWave одновременно, а также переключаться между ними в случае разрыва соединения. Данная функциональность призвана поддерживать абонентов, находящихся на границе ячейки, которые в среднем испытывают плохие условия в канале даже с ближайшей точкой доступа. Ещё одним из способов борьбы со сбросами сессий, уже принятых на обслуживание, является механизм резервирования ресурса базовой станции, который направлен на пользователей, находящихся ближе к точке доступа нежели к границе ячейки. Цель работы заключается в исследовании процесса обслуживания запросов на предоставление одноадресных и многоадресных услуг на базовых станциях сети New Radio с учётом поддержки функций многосвязности и резервирования ресурса в типичном городском сценарии 5G, где LoS может быть заблокирован как зданиями, так и людьми. Разработанная имитационная модель учитывает особенности каналов связи миллиметрового диапазона частот, включая затухание, блокировку путей распространения радиоволн, а также процесс обслуживания на базовых станциях. Исследуемыми характеристиками являются вероятности блокировки и сброса сессий многоадресных и одноадресных услуг, а также коэффициент использования ресурсов системы. Помимо понижения вероятности сброса уже принятых в систему заявок, ожидается, что многосвязность и резервирование ресурсов приведут к повышению вероятности блокировки новых сессий. Выбирая оптимальные значения степени множественности соединений и доли резервируемых ресурсов, можно достичь компромисса между блокировками новых и уже принятых на обслуживание пользователей.

Investigation of traffic service characteristics for multicast and unicast services in the New Radio networks with support for multi-connectivity and bandwidth reservation functions

In 3GPP New Radio systems, frequent line of sight (LoS) blocking between receivers and transmitters can lead to a reset of sessions that have not yet been completed in the system, which reduces the quality of service to users of the communication network. To solve this problem, 3GPP is currently working on a multiple-connection mechanism (also known as multi-connectivity), thanks to which the user can remain connected to several mmWave access points at the same time, and also switch between them in case of disconnection. This functionality is designed to support subscribers located on the border of the cell, who on average experience poor conditions in the channel even with the nearest access point. Another way to deal with session resets that have already been accepted for service is the resource reservation mechanism of the base station, which is aimed at users who are closer to the access point than to the cell boundary. The purpose of the work is to study the process of servicing requests for unicast and multicast services at the base stations of the New Radio network, taking into account the support of multi-connectivity and resource reservation functions in a typical 5G urban scenario, where LoS can be blocked by both buildings and people. The developed simulation model takes into account the features of the millimeter-wave frequency communication channels, including attenuation, blocking of radio wave propagation paths, as well as the service process at base stations. The characteristics studied are the probabilities of blocking and dropping sessions of multicast and unicast services, as well as the utilization rate of system resources. In addition to reducing the likelihood of dropping applications already accepted into the system, it is expected that multi-connectivity and reserving resources will increase the likelihood of blocking new sessions. Choosing the optimal values of the degree of multiplicity of connections and the share of reserved resources, a compromise can be reached between blocking new and already accepted users.