Управление радиоресурсами
Управление радиоресурсами ( RRM ) — это управление на уровне системы внутриканальными помехами , радиоресурсами и другими характеристиками радиопередачи в системах беспроводной связи , например сотовых сетях , беспроводных локальных сетях , беспроводных сенсорных системах и сетях радиовещания . [1] [2] RRM включает в себя стратегии и алгоритмы управления такими параметрами, как мощность передачи, распределение пользователей, формирование луча, скорости передачи данных, критерии передачи обслуживания, схема модуляции, схема кодирования ошибок и т. д. Цель состоит в том, чтобы использовать ограниченные ресурсы радиочастотного спектра и инфраструктуру радиосети в качестве максимально эффективно.
RRM касается вопросов пропускной способности многопользовательских и многосотовых сетей, а не пропускной способности канала «точка-точка» . Традиционные телекоммуникационные исследования и образование часто сосредоточены на канальном кодировании и исходном кодировании с учетом одного пользователя, но когда несколько пользователей и соседние базовые станции используют один и тот же частотный канал, может оказаться невозможным достичь максимальной пропускной способности канала. Эффективные динамические схемы RRM могут повысить спектральную эффективность системы на порядок , что часто значительно превышает то, что возможно за счет внедрения усовершенствованных схем канального кодирования и кодирования источника. RRM особенно важен в системах, ограниченных внутриканальными помехами, а не шумом, например, в сотовых системах и широковещательных сетях, однородно охватывающих большие территории, а также в беспроводных сетях, состоящих из множества соседних точек доступа , которые могут повторно использовать одни и те же частоты канала.
В стоимости развертывания беспроводной сети обычно преобладают места расположения базовых станций (затраты на недвижимость, планирование, техническое обслуживание, распределительная сеть, энергия и т. д.), а иногда также плата за лицензию на использование частоты. Таким образом, целью управления радиоресурсами обычно является максимизация спектральной эффективности системы в бит/с/Гц/единица площади или Эрланг/МГц/сайт при некотором ограничении справедливости для пользователей, например, что уровень обслуживания должен быть выше определенного уровня. Последнее предполагает покрытие определенной области и избежание сбоев из-за внутриканальных помех , шума , затухания, вызванного потерями на трассе, замираний, вызванных затенением и многолучевостью , доплеровским сдвигом и другими формами искажений . На уровень обслуживания также влияет блокировка из-за контроля доступа , планирования голодания или невозможности гарантировать качество обслуживания , запрошенное пользователями.
В то время как классическое управление радиоресурсами в первую очередь учитывало распределение временных и частотных ресурсов (с фиксированными шаблонами пространственного повторного использования), последние многопользовательские методы MIMO позволяют адаптивное управление ресурсами также в пространственной области. [3] В сотовых сетях это означает, что дробное повторное использование частот в стандарте GSM было заменено универсальным повторным использованием частот в стандарте LTE .
Статическое управление радиоресурсами
[ редактировать ]Статическое RRM включает в себя ручное, а также компьютерное планирование фиксированных сот или планирование радиосети . Примеры:
- распределения полос частот Планы определяются органами по стандартизации, национальными частотными органами и на аукционах по частотным ресурсам.
- Развертывание площадок базовых станций (или площадок передатчиков вещания)
- Высота антенны
- Планы частот каналов
- Направления секторной антенны
- Выбор модуляции и канального кодирования параметров
- антенн базовой станции пространственное разнесение Например,
- приемника Микроразнесение с использованием объединения антенн
- передатчиков Макроразнесение , например одночастотные сети OFDM (SFN)
Статические схемы RRM используются во многих традиционных беспроводных системах, например сотовых системах 1G и 2G , в современных беспроводных локальных сетях и в несотовых системах, например системах вещания. Примеры статических схем RRM:
- Связь в канальном режиме с использованием FDMA и TDMA .
- Фиксированное распределение каналов (FCA)
- Статические передачи обслуживания критерии
Динамическое управление радиоресурсами
[ редактировать ]Динамические схемы RRM адаптивно настраивают параметры радиосети в зависимости от нагрузки трафика, положения пользователей, мобильности пользователей, требований к качеству обслуживания, плотности базовых станций и т. д. Динамические схемы RRM учитываются при проектировании беспроводных систем с целью минимизации затрат на использование ячеек вручную. планирования и достижения более «жестких» схем повторного использования частот , что приводит к повышению эффективности использования спектра системы .
Некоторые схемы централизованы, когда несколько базовых станций и точек доступа контролируются контроллером радиосети (RNC). Другие распределены: либо автономные алгоритмы в мобильных станциях , базовых станциях или точках беспроводного доступа , либо координируются путем обмена информацией между этими станциями. [1]
Примеры динамических схем RRM:
- управления мощностью Алгоритмы
- предварительного кодирования Алгоритмы
- адаптации ссылок Алгоритмы
- Алгоритмы динамического распределения каналов (DCA) или динамического выбора частоты (DFS), обеспечивающие «дыхание клеток»
- трафика Критерии адаптивной передачи , позволяющие « дыхание ячейки »
- Повторное использование разделов
- Адаптивная фильтрация
- схемы динамического разнообразия Например,
- Входной контроль
- Динамическое распределение полосы пропускания с резервированием ресурсов с использованием схем множественного доступа или статистического мультиплексирования , например, расширенного спектра и/или пакетной радиосвязи.
- планирование в зависимости от канала Например,
- Максимально-минутное справедливое планирование с использованием, например, справедливой организации очередей.
- Пропорционально справедливое планирование с использованием, например, взвешенной справедливой организации очередей.
- Планирование максимальной пропускной способности (даёт низкий уровень обслуживания из-за нехватки ресурсов)
- Динамическое назначение пакетов (DPA)
- Схемы планирования пакетов и ресурсов (PARPS)
- Мобильные одноранговые сети, использующие многопереходную связь
- Когнитивное радио
- Зеленая связь
- RRM с учетом QoS
- Фемтосоты
Управление межсотовыми радиоресурсами
[ редактировать ]Будущие сети, такие как стандарт LTE (определенный 3GPP ), предназначены для повторного использования одной частоты. В таких сетях соседние соты используют один и тот же частотный спектр. Такие стандарты используют множественный доступ с космическим разделением каналов (SDMA) и, таким образом, могут быть очень эффективными с точки зрения спектра, но требуют тесной координации между сотами, чтобы избежать чрезмерных межсотовых помех. Как и в большинстве систем сотовой связи, общая спектральная эффективность системы не ограничена диапазоном или шумом, а ограничена помехами. [1] Управление межсотовыми радиоресурсами координирует распределение ресурсов между различными сотовыми узлами с помощью многопользовательских методов MIMO. Существуют различные средства координации межсотовых помех (ICIC), уже определенные в стандарте. [4] Динамические одночастотные сети , скоординированное планирование, многосайтовый MIMO или совместное многосотовое предварительное кодирование являются другими примерами управления радиоресурсами между ячейками. [3] [5]
См. также
[ редактировать ]- Спектральная эффективность CDMA
- Сотовый трафик
- Контроль электромагнитных помех
- IEEE 802.11h — управление мощностью передачи и динамический выбор частоты (DFS) для беспроводных локальных сетей
- IEEE 802.11k — RRM для беспроводных локальных сетей
- Управление мобильностью
- Модель мобильности
- Несколько методов доступа
- Модель распространения радиочастот
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Мяо, Гован; Зандер, Йенс; Сон, Ки Вон; Слиман, Бен (2016). Основы мобильных сетей передачи данных . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107143210 .
- ^ Трипати, Северная Дакота; Рид, Дж. Х.; Ванландингем, ХФ (2001). Управление радиоресурсами в сотовых системах . Спрингер. ISBN 079237374X .
- ^ Jump up to: а б Бьёрнсон, Э.; Йорсвик, Э. (2013). «Оптимальное распределение ресурсов в скоординированных многосотовых системах» . Основы и тенденции в теории связи и информации . 9 (2–3): 113–381. дои : 10.1561/0100000069 .
- ^ Паули, В.; Наранхо, JD; Зайдель, Э. (декабрь 2010 г.). «Гетерогенные сети LTE и координация межсотовых помех» . Информационный документ, Nomor Research .
- ^ Гесберт, Д.; Хэнли, С.; Хуанг, Х.; Шамай, С.; Симеоне, О.; Ю, В. (декабрь 2010 г.). «Многосотовые кооперативные сети MIMO: новый взгляд на помехи». Журнал IEEE по избранным областям коммуникаций . 28 (9): 1380–1408. CiteSeerX 10.1.1.711.7850 . дои : 10.1109/JSAC.2010.101202 . S2CID 706371 .
