Анализ стратегии разгрузки базовых станций 5G NR с помощью технологии NR-U

Ожидается, что базовые станции (БС) сетей пятого поколения (англ. Fifth Generation, 5G) Новое радио (англ. New Radio, NR) миллиметрового диапазона частот будут развернуты в областях с чрезвычайно высокими и резко колеблющимися требованиями к трафику, где это приводит к частым нарушениям качества обслуживания с точки зрения предоставляемой скорости на интерфейсе доступа, особенно в часы пик. В качестве одной из мер борьбы с перегрузками 3GPP (3rd Generation Partnership Project) рассматривает технологию NR-U (NR-Unlicensed), позволяющую использовать на БС помимо лицензируемого спектра также и нелицензируемый спектр частот, например 60 ГГц. В этом случае сессия, которая не может быть обслужена в лицензируемом спектре вследствие нехватки ресурсов, может быть перенаправлена в нелицензируемый спектр, где происходит конкуренция за ресурсы с абонентами технологии WiGig. Цель данного исследования - оценить параметры качества обслуживания в области, характеризующейся определенной плотностью пользователей NR и WiGig, где пользователи NR могут использовать технологию NR-U, если выполняются их требования к скорости. В качестве исследуемой метрики используется вероятность потери сессии NR и достижимая скорость передачи в нелицензируемом спектре частот. Проведенное численное исследование показало, что на исследуемые характеристики помимо плотности пользователей NR и WiGig оказывают влияние размер окна конкурентного доступа, плотность блокаторов и минимальная необходимая скорость. Представленные численные результаты позволяют сделать вывод о том, что рассматриваемый подход может значительно увеличить достижимую скорость пользовательских сессий, однако для этого требуется достаточно плотное развертывание технологии NR.

Fifth generation millimeter wave New Radio (NR) base stations (BS) are expected to be deployed in areas with extremely high and drastically fluctuating traffic demands resulting in frequent QoS (Quality of Service) violations in terms of provided rate at the access interface, especially, during busy hour conditions. As one of the measures to combat congestion, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) considers the NR-U (NR-Unlicensed) technology, which allows to use the unlicensed frequency spectrum, for example, 60 GHz, on the BS in addition to the licensed spectrum. In this case, a session that cannot be served in the licensed spectrum due to lack of resources can be redirected to the unlicensed spectrum where competition for resources with WiGig technology subscribers takes place. The aim of this study is to evaluate the QoS (quality of service) parameters in an area characterized by a certain density of NR and WiGig users, where NR users can use NR-U technology if their rate requirements are met. The studied metric is the NR session loss probability and the achievable transmission rate in the unlicensed frequency spectrum. The performed numerical study shows that in addition to the density of NR and WiGig UE, the studied characteristics are influenced by the size of the contention window, the density of blockers, and the minimum required rate. The presented numerical results allow one to conclude that the approach under consideration can significantly increase the attainable data rate of user sessions but this requires dense deployments of NR technology