КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-71-00124
НазваниеРазработка моделей ресурсных систем массового обслуживания и анализ эффективности совместного использования беспроводных технологий пятого поколения со стандартом 3GPP New Radio
Руководитель Сопин Эдуард Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" , г Москва
Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-401 - Системы цифровой передачи данных и вычислительные сети
Ключевые слова ресурсная система массового обслуживания, вероятностно-временные характеристики, вычислительный алгоритм, показатели эффективности, высокочастотная беспроводная сеть, сеть пятого поколения, блокировка линии прямой видимости, непрерывность сессии.
Код ГРНТИ49.37.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Беспроводные сети 3GPP New Radio (NR) являются ключевой технологией сетей пятого поколения, способной обеспечить достаточную пропускную способность и низкие задержки для новых ресурсоемких приложений. При этом сети 3GPP NR будут работать не только в традиционных частотах ниже 6 ГГц, но и в миллиметровом спектре частот (mmWave), в котором стандартизирующими организациями 3GPP и ITU выделены диапазоны 28 ГГц, 38 ГГц и 73 ГГц.
Однако, несмотря на очень широкий доступный диапазон частот, даже сети 3GPP NR будут испытывать значительные перегрузки при эксплуатации в местах массового скопления людей (например, в торговых центрах, местах проведения спортивных соревнований и др.). В настоящее время 3GPP предлагает ряд решений этой проблемы, основанных, в том числе, на применении беспилотных летательных аппаратах или массового использования прямых соединений между устройствами (D2D – Device-to-Device). Однако наиболее простым решением, требующим минимальных изменений инфраструктуры, является использование нелицензируемого диапазона для выгрузки части трафика (например, диапазона 60 ГГц, используемого в сетях стандартов IEEE 802.11ad и 802.11ay). На анализ возможности применения именно такого решения, как объекта исследований, и направлено предложение данного проекта. В рамках запланированных исследований будут построены математические модели в виде систем массового обслуживания с ресурсами, которые позволяют описывать с высокой степенью адекватности процессы обслуживания сессий передачи данных . Для учета особенностей случайного доступа в высокочастотном нелицензируемом диапазоне методы анализа ресурсных систем массового обслуживания будут использованы совместно с вероятностными моделями случайного доступа. Разработанные модели будут использованы для оценки дополнительной пропускной способности при ограничениях на монопольное использование нелицензируемого спектра.
Еще одной задачей, на решение которой направлен проект, является повышение показателей непрерывности сессий передачи данных. В сетях 3GPP NR используются фазированные антенные решетки с высокой степенью направленности, побочным эффектом которых является резкое снижений мощности принимаемого сигнала, приводящее в большинстве случаев к обрыву соединения, при блокировке линии прямой видимости между передающими устройствами. В рамках проекта будет проведен анализ одного из предлагаемых решений описанной проблемы, подразумевающего выгрузку сессий на точку доступа LTE на период блокировки линии прямой видимости. Для описания процессов обслуживания сессий будет так же использован аппарат ресурсных систем массового обслуживания, который позволит получить количественные оценки вероятности прерывания сессии. Будут разработаны новые модели в виде сетей массового обслуживания с ограниченными ресурсами, которые позволят, с одной стороны, получить унифицированные методы анализа и, с другой стороны, отслеживать жизненный цикл заявок и вычислять вероятность прерывания обслуживания.
В абсолютном большинстве научных работ по данной тематике используются средства имитационного моделирования для оценки показателей эффективности функционирования. Научная новизна данного проекта состоит в использовании строгих математических методов на базе теории случайных процессов, теории массового обслуживания, что дает возможность решать задачи строгими математическими методами, в том числе достигать аналитических решений.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ