АНАЛИЗ ПЛОТНОСТИ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ 5G NR ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ ВИРТУАЛЬНОЙ И ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Технология пятого поколения «новое радио» (5G New Radio, 5G NR), работающая в диапазоне частот миллиметрового диапазона (mmWave), разработана для поддержки ресурсоемких приложений, требующих чрезвычайно высоких скоростей на уровне радиоинтерфейса. В системах NR использование антенных решеток, формирующих особые узкие диаграммы направленности излучения, позволяет избегать высоких потерь и помех при передаче сигнала, но в то же время сокращает площадь покрытия отдельно взятого луча, а следовательно, и число многоадресных пользователей, которые могут быть обслужены с его помощью. В результате требуются эффективные алгоритмы доставки данных для поддержки таких услуг как в традиционных сетях 5G NR, так и в сетях на базе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В работе рассматривается передача потоковых данных для услуг виртуальной реальности с использованием технологии масштабируемого видеокодирования, которая использует возможности многоадресной передачи для предоставления базового слоя с низким качеством разрешения получаемого контента и одноадресной передачи для предоставления дополнительных слоев с повышенным качеством. С использованием аппарата стохастической геометрии и теории массового обслуживания разработан метод, позволяющий оценить минимальную плотность развертывания базовых станций (БС) mmWave NR для обеспечения заданной производительности многослойных услуг с многоадресной передачей в зависимости от их различных требований и структуры, а также от плотности расположения абонентских терминалов.

The 5G New Radio (NR) technology operating in millimeter-wave (mmWave) frequency band is designed to support bandwidth-greedy applications requiring extraordinary rates at the access interface. In NR systems, the use of antenna arrays that form directional radiation patterns allows to avoid high propagation losses and interference but at the same time reduces the coverage area of a single beam and, hence, the number of multicast users that can be served by the beam. As a result, efficient algorithms are required to support such services in both terrestrial systems and drone-assisted systems that utilize unmanned aerial vehicles as access points. The present authors consider the streaming data delivery of virtual reality services using scalable video coding technology which utilizes multicast capabilities for baseline layer and unicast transmissions for delivering an enhanced experience. By utilizing the tools of stochastic geometry and queuing theory, the authors develop a simple method allowing one to estimate the deployment density of mmWave NR base stations to provide a given performance of multilayer multicast services depending on their various requirements and structure as well as on the density of users.