Методи підвищення ефективності використання радіочастотного ресурсу в системах мобільного зв'язку наступних поколінь

Шановний голова та члени атестаційної комісії!

Вашій увазі пропонується кваліфікаційна магістерська робота на тему:

«Методи підвищення ефективності використання радіочастотного ресурсу в системах мобільного зв'язку наступних поколінь».

Протягом останніх десятиліть відзначається бурхливе зростання споживання трафіку, що надається системами мобільного зв'язку. Це зростання призвело до того, що спочатку виділені для цього методи зв'язку та задіяні в ньому фізичні ресурси (частотно-часові та просторово-поляризаційні) почали вичерпуватися. Для вирішення задачі подальшого зростання числа споживачів йде пошук нових видів та структур сигналів, розробка методів економії радіочастотного спектру, нових схеми множинного багатостанційного доступу. Разом з тим, у процесі планування мережі мобільного зв’язку особливим питанням є розробка частотно-територіального плану мережі, що найбільш повно охоплює зону, в якій планується робота системи мобільного зв’язку і визначає місця встановлення базових станцій,  розподіляє виділені частотні канали між стільниками. Від ефективності цього процесу залежить якість обслуговування абонентів, надійність та вартість майбутньої мережі зв’язку. Активне зростання числа радіоелектронних засобів робить актуальною задачу ефективного використання радіочастотного спектру (РЧС) і, як наслідок, задачу побудови методики, що дозволяє оптимально планувати мережі мобільного зв’язку нових поколінь.

Таким чином, в даній кваліфікаційній роботі здійснюється розробка питань, щодо побудови моделей та методів ефективного використання радіочастотного ресурсу в рамках задачі планування мереж мобільного нових поколінь.

На Слайді 2 представлені МЕТА РОБОТИ, ОБ'ЄКТ І ПРЕДМЕТ ДОСЛІДЖЕННЯ.

Одною з найбільш проблематичних задач підвищення ефективності мобільних систем зв’язку є вибір методів і моделей частотно-теріторіального планування. Проблема доступу до загального ресурсу базової станції (БС) виконується зазвичай на основі розділення частотно-часових параметрів сигналів мобільних станцій (МС). Тому, на початковому етапі, розробляється

математична модель територіального планування базових станцій в мережах мобільного зв’язку 4G з метою подальшого пошуку оптимальних коміркових структур за параметрами ефективності використання радіочастотного ресурсу і зменшення рівня внутришньосистемних завад.

На Слайді 3 представлені сучасні і перспективні методи управління спектром в мережах мобільного зв’язку.

1-ю задачею кваліфікаційної роботи, щодо підвищення ефективності використання радіочастотного ресурсу є розробка ЕФЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЧАСТОТНО-ТЕРИТОРІАЛЬНИХ ПЛАНІВ МЕРЕЖІ МОБІЛЬНОГО ЗВ’ЯЗКУ LTE НА ОСНОВІ ЧАСТОТНИХ КЛАСТЕРІВ, що представлена на Слайді 4.

На рис.1 і рис.2 показані моделі кластерів з «дробовим» розподілення частот, коли вся робоча смуга частот розділена на фіксовану кількість смуг і

«м'яке» повторне використання частот, коли кожна сота кластера використовує всю смугу робочих частот, але одна зі смуг частот виділяється користувачам, що знаходяться на межі стільника ("далеким" користувачам).

На рис.3 і рис.4 показано запропоновану кластерну модель частотно-територіального плану з використанням секторизації антен для «далеких» користувачів. Розподіл частот у кластері зроблено таким чином, що для  «ближні» абоненти повторюють лише 2 частоти з 4-х, а «далекі» одну частоту в тому секторі якій не спрямований в зону дії сектора іншої базової станції на тій самій частоті.

Для того, щоб проаналізувати ефективність запропонованої кластерної моделі, слід скористатись методикою по знаходженню захисного інтервалу від позиціювання мобільної станції до передавача базової станції, що працює на тій самій частоті. На рис. 5. і 6 показані геометричний підхід по знаходженню захисного інтервалу для «Точки А» і «Точки В» відповідно для «ближніх» і «далекіх» абонентів.

На Слайді 5 на рис. 1 показано аналітичну модель, щодо визначення захисного інтервалу в косокутній системі координат. Відповідно за виразом (1) здійснюється розрахунок цієї відстані. З рисунку 2 можна бачити які саме відстані треба віднайти, якщо використовуються антени з діаграмою спрямованості 360 градусів, по відношенню позиціювання мобільного абонента в «точці А» і в «точці В».