Система вивантаження даних за технологією D2D у неліцензованому діапазоні частот у складі систем зв’язку 5G

Автор(и)

  • Андрій Васильович Булашенко Національний технічний університет України «КПІ імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0002-4987-4978

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-103-107

Ключові слова:

мережі п’ятого покоління, пристрій–пристрій, розподілені мережі, енергетична ефективність

Анотація

При постійному зростанні кількості користувачів та обсягів даних, що вони передають між собою, сучасні мережі систем зв’язку не завжди можуть впоратися із завантаженням. Як альтернатива мережевого ущільнення для збільшення ємності мережі використовується вивантаження мобільного трафіка на пряме з’єднання пристрій–пристрій D2D (device-to-device) між обладнанням користувачів, що знаходяться у безпосередній близькості один до одного. Таким чином, взаємодія D2D є однією із найбільш перспективних напрямів розвитку систем зв’язку, оскільки стає новим компонентом додатково до мобільної мережі. Важливим є те, що ця технологія забезпечує взаємодію користувачів мобільної мережі без використання централізованої інфраструктури, зменшуючи її навантаження. Така взаємодія дозволяє вивантажувати потоки даних із мобільної мережі в систему D2D, що може функціонувати на неліцензованих частотах. У результаті система D2D забезпечує для зв’язку більш короткі з’єднання, підвищену енергетичну ефективність та більш покращену організацію потоків трафіка. Розвиток технології D2D є простим та надійним способом підвищення пропускної здатності стільникових мереж зв’язку без необхідності переробки їх структури. Але при цьому виникає низка особливостей, що пов’язані з врахуванням інтерференції та розподілом ресурсів радіоканалу. В роботі розглянуто модель системи прямих з’єднань D2D із мобільною підтримкою, що обслуговує потоки користувацьких даних (сесії), а також спосіб керування вивантаженням трафіка із мобільної мережі на з’єднання D2D. Наведені теоретичні та модульовані результати дозволяють здійснювати дослідження мережі зв’язку із можливістю взаємодії D2D, оцінити її ємність та енергетичну ефективність. Запропонований математичний підхід враховує динаміку трафіка користувача у часі та розміщення вузлів мережі у просторі, що підтверджується за допомогою результатів моделювання.

Біографія автора

Андрій Васильович Булашенко, Національний технічний університет України «КПІ імені Ігоря Сікорського»

А.V. Bulashenko 

Посилання

Hussain, Z., Khan, A.R., Mehdi, H. and Saleem, S.M.A. (2018), «Outage analysis of device-to-device communication system», Visnyk NTUU «KPI», Serija Radiotehnika, Radioaparatobuduvannja, Vol. 74, pp. 36–43.

Bulashenko, A.V. and Gnytec'kyj, V.A. (2020), «Vykorystannja prjamyh z’jednan' u systemi vyvantazhennja danyh D2D iz merezhevym koduvannjam», materialy III Vseukrai'ns'koi' naukovo-tehnichnoi' konferencii' studentiv ta aspirantiv «Radioelektronika v XXI stolitti», Kyi'v, рр. 13–15.

Bulashenko, A.V. and Gladun, V.V. (2019), «Zabezpechennja vysokoi' jakosti merezhi 5G za dopomogoju tehnologii' D2D», materialy mizhnarodnoi' naukovo-tehnichnoi' konferencii' «Radiotehnichni polja, sygnaly, aparaty ta systemy», Kyi'v, рр. 57–59.

ElSawy, H., Hossain, E. and Haenggi, H. (2013), «Stochastic geometry for modeling, analysis, and design of multi-tier and cognitive cellular wireless network: a survey», IEEE Communications Surveys and Tutorialls, Vol. 15, No. 3, pp. 996–1019.

Obinikpo, A.A., Zhang, Y., Song, H. et al. (2017), «Queuing algorithm for effective target coverage in mobile crowd sensing», IEEE Internet of Things Journal, Vol. 4, No. 4, pp. 1046–1055.

Gnedenko, B.V. and Kovalenko, I.N. (2005), Vvedenie v teoriyu massovogo obsluzhivaniya, KomKniga, M., 397 р.

Vishnevskii, V.M. and Dudin, A.N. (2017), «Sistemy massovogo obsluzhivaniya s korrelirovannymi vkhodnymi potokami i ikh primenenie dlya modelirovaniya telekommunikatsionnykh setei», Avtomatika i telemekhanika, No. 8, Vol. 78, рр. 3–59.

Ometov, A.Ya., Zhidanov, K.A., Bezzateev, S.V. and Kucheryavyi, E.A. (2019), «Perspektivy ispol'zovaniya tekhnologii D2D v sotovykh setyak», Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU, Seriya Informatika. Telekommunikatsii. Upravlenie, No. 3, Vol. 12, рр. 56–66.

Madadi, P, Baccelli, F. and Veciana, G. (2018), «Shared rate process for mobile users in Poisson networks and applications», IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 64, No. 3, pp. 2121–2141.

Baccelli, F., Khude, N. and Laroia, R. (2012), «On the design of device-to-device autonomous discovery», 2012 Fourth International Conference on Communication Systems and Networks (COMSNETS 2012), Bangalore, India, pp. 1–9.

Erturk, M.C., Mukherjee, S., Ishii, H. and Arslan, H. (2013), «Distributions of transmit power and SINR in device-to-device networks», IEEE Communications Letters, Vol. 17, No. 2, pp. 273–276.

Kim, H. and Veciana, G. (2010), «Leveraging dynamic spare capacity in wireless systems to conserve mobile terminals energy», IEEE ACM Transactions on Networking, Vol. 18, No. 3, pp. 802–815.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-02

Номер

Розділ

ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЇ ТА РАДІОТЕХНІКА