Разработка подходов, методов исследования и моделей обеспечения показателей качества обслуживания в беспроводных сетях пятого поколения

Объект. Беспроводные сети доступа 5G NR. Предмет. Модели и методы распределения ресурсов и обслуживания абонентов в беспроводных сетях доступа 5G NR. Цель. Разработка подходов к исследованию беспроводных сетей доступа 5G NR, а также методов и моделей обеспечения показателей качества обслуживания в таких сетях. Научная новизна. 1. Предложен комплекс моделей, позволяющий характеризовать параметры блокировки путей распространения сигнала от NR БС до абонента, отличающийся от известных тем, что позволяет учитывать мобильность абонентов, блокаторов и самой NR БС. 2. Предложен метод оценки среднего значения отношения сигнал к помехе (ОСП), отличающийся от известных тем, что учитывает горизонтальную и вертикальную направленности на передающих и приемных устройствах, их высоты, а также блокировку путей распространения сигнала. 3. Предложен новый метод исследования характеристик обслуживания абонентов и параметров производительности NR БС с учетом динамики как беспроводного канала связи, так и заявок на обслуживание. 4. Разработаны модель и метод балансировки характеристик обслуживания абонентов и параметров производительности NR БС на отдельно стоящей БС, отличающиеся от известных тем, что в процессе блокировки позволяют продолжить обслуживание абонентов даже если его требования к ресурсам увеличиваются вследствие резкого падения уровня принимаемого сигнала. 5. Произведена оценка границ достижимых скоростей абонента в условиях наличия функции мультисвязности на АУ в сетях 5G NR. 6. Предложен и проанализирован метод реализации мультисвязности, который снижает требования к сложности реализации за счет использования процедур поиска луча только в моменты потери связи. 7. Разработаны модели и методы балансировки характеристик обслуживания абонентов и параметров производительности NR БС в условиях одновременной доступности нескольких БС, отличающиеся от известных тем, что позволяют осуществлять выбор БС как на этапе установления соединения, так и в моменты блокировки путей распространения сигнала. 8. Разработаны модель и метод поддержки многоадресных соединений в сетях связи 5G NR использующих узкие диаграммы направленности на стороне БС, отличающиеся от известных тем, что одновременно учитывают наличие как одноадресных, так и многоадресных соединений. Методы. Методы теории вероятностей, геометрических вероятностей, стохастической геометрии, теории массового обслуживания, теории восстановления, теории телетрафика, и имитационного моделирования. Теоретическая значимость. Разработана новая методология исследования характеристик обслуживания абонентов и параметров производительности сетей доступа 5G NR с учетом динамики как беспроводного канала связи, так и процесса обслуживания заявок. Практическая ценность состоит в подготовке научно-обоснованных рекомендаций по планированию сетей доступа 5G NR. В первую очередь, представляет интерес набор методов, повышающих надежность обслуживания сессий, принятых на обслуживание, как на отдельно стоящей NR БС, так и в условиях одновременной доступности нескольких NR БС. Предложенные методы и модели позволяют осуществлять аргументированный выбор параметров системы, обеспечивающий заданные характеристики обслуживания абонентов и параметры производительности системы. Область применения.Вв ФГАОУ ВО РУДН тестовой сети для исследования работы механизмов обеспечения показателей качества обслуживания сетях доступа 5G NR, в ПАО «ГИПРОСВЯЗЬ» при разработке методики создания сетей связи 5G NR, а также в ФГАОУ ВО НИУ ВШЭ и в ФГБОУ ВО СПбГУТ при проведении лекционных и практических занятий.