Модель с переменными требованиями к ресурсу для анализа вероятностных характеристик высокочастотной сети

Новая технология радиодоступа 3GPP New Radio (NR), которая в настоящее время стандартизируется консорциумом 3GPP, станет ключевой технологией в системах мобильной связи пятого и последующих поколений. Системы NR, работающие в полосе частот миллиметрового диапазона, позволят достигать высоких скоростей передачи данных в несколько гигабит, а также гораздо меньших задержек на уровне радиоканала по сравнению с системами четвёртого поколения. Однако соединения в миллиметровом диапазоне не обладают высокой степенью надёжности вследствие чувствительности качества канала к препятствиям, возникающим на линии прямой видимости между приёмо-передающими устройствами, которые в общем случае могут быть подвижными и тем самым усложняют процесс управления качеством соединения. Для повышения надёжности был предложен механизм множественных соединений, позволяющий передавать сессии без прямой видимости на обслуживание соседним базовым станциям. В работе рассматривается модель обслуживания трафика одноадресных соединений высокочастотной сети в виде ресурсной системы массового обслуживания (РСМО) с переменными требованиями к ресурсу. Модель позволяет получать оценки вероятностно-временных характеристик, в том числе вероятности сброса сессий и доли используемого ресурса системы, которые могут применяться для решения оптимизационных задач по размещению соответствующего телекоммуникационного оборудования.

5G New Radio system performance analysis using resource queuing systems with varying requirements

The new 3GPP New Radio (NR) radio access technology, which is currently being standardized by the 3GPP consortium, will become a key technology in fifth and next generation mobile communication systems. NR systems operating in the millimeter-wave frequency band will allow achieving high data rates of several gigabits, as well as much lower delays at the radio channel level compared to 4G systems. However, the connections in the millimeter range do not have a high degree of reliability due to the sensitivity of the channel quality to obstacles appearing on the line of sight between the transmitter and receiver, which in the general case can be mobile and thereby complicate the process of controlling the quality of the connection. To increase reliability, a multiconnectivity mechanism was proposed that allows sessions to be switched between neighboring base station (BS) in case LoS blockage. In this paper we consider a model for service of unicast traffic in high-frequency network in the form of a resource queuing system with varying requirements. The model allows to obtain estimates of the performance measures, including the session drop probabilities and the mean NR BS resource utilization, which can be used to solve optimization problems for the placement of telecommunication equipment.