Исследование и разработка алгоритмов перераспределения нагрузки в сотовых системах связи стандарта GSM

• Автор: Бонч-Бруевич, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание
Введение
Список сокращений
Глава 1 Анализ состояния проблемы перегрузок в сетях GSM
1.1 Причины и виды перегрузок в сетях сотовой связи
1.1.1 Нагрузка на сети сотовой связи
1.1.2 Перегрузки в сотовых сетях
1.2 Существующие методы снижения влияния перегрузок
1.2.1 Место влияния перегрузок - канальная емкость системы
1.2.2 Способы исследования перегрузок
1.2.3 Методы снижения негативных влияний перегрузок на качество обслуживания
1.3 Научная задача исследования
Выводы по главе
Глава 2 Синтез алгоритма снижения влияния локальных перегрузок
2.1 Географическая структура сотовой сети
2.2 Способы определения вида перегрузки и места возникновения локальной перегрузки
2.3. Анализ нагрузки на соты сети, обслуживающие область перегрузки
2.4 Повышение надежности связи в области локальной перегрузки путем
перераспределения трафика в областях обслуживания ряда смежных сот
2.4.1 Управление областью обслуживания конкретной соты сети
2.4.2 Ограничения на использование интервала доступа для борьбы с локальной
перегрузкой
2.4.3 Селекция потоков требований
Выводы по главе
Глава 3 - Аналитическое исследование явлений, связанных с возникновением локальной перегрузки
3.1 Оценка вклада повторных вызовов в абонен тскую нагрузку в условиях локальной перегрузки
3.2 Изменение числа реализаций процедур эстафетных передач обслуживания абонентов при противодействии локальной перегрузке
3.3 Оценка влияния мобильности на параметры нагрузки
3.4 Взаимодействие смежных сот сети
3.5 Селекция исключаемой части области обслуживания соты
3.6 Методы оценки пропускной способности системы с учетом нагрузки на канал управления

Выводы по главе
Г лава 4 Анализ качества разработанного алгоритма на основе проведенных экспериментов
4.1 Исследование эффективности метода перераспределения нагрузки на фрагменте реальной сети
4.1.1 Описание проведенного эксперимента
4.1.2 Исходные данные
4.1.3 Данные, полученные в результате эксперимента
4.2 Постановка задачи моделирования
4.3 Структура модели и режимы работы модели
4.3.1 Общая структура модели
4.3.2 Режимы работы модели
4.4 Исходные данные
4.4.1 Генераторы исходных данных, основанные на генераторах случайных чисел
4.4.2 Исходные данные, учитывающие характеристики прототипа

4.4.3 Исходные данные для калибровки модели
4.4.4 Карты, определяющие моделируемую систему
4.5 Калибровка модели
4.5.1 Задача калибровки модели
4.5.2 Критерии корректной работы модели
4.6 Ограничения, обусловленные исследуемым методом
4.7 Моделируемые ситуации
4.7.1 Штатная ситуация
4.7.2 Локальная перегрузка
4.7.3 Моделирование эстафетных передач
4.8 Форма представления результатов работы модели
4.9 Анализ полученных результатов
Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение 1. Примеры аппроксимаций голосовой нагрузки на сотах сети стандарта GSM

Приложение 2. Исследование вклада в абонентскую нагрузку повторных выводов
Приложение 3. Область реализации эстафетной передачи при изменении формы и размера
области обслуживания соты
Приложение 4. Моделирование учета канала управления в системе сотовой связи стандарта GSM

Введение
Актуальность темы
Влияние технологий мобильной связи на современное общество переоценить невозможно. Мобильная связь рассматривается в настоящее время как норма, а технологии мобильной связи являются наиболее востребованными и быстро растущими. Количество пользователей мобильных технологий растет с каждым годом. В настоящее время наиболее массовым стандартом сотовой связи является стандарт второго поколения - GSM. Высокая скорость развития сотовых сетей связи в последние годы определяет повышенный интерес к ним как со стороны разработчиков программного обеспечения планирования и оптимизации сотовых сетей, так и со стороны специалистов технических служб операторских компаний. Возможность увеличения емкости сотовых систем связи за счет увеличения обслуживаемой территории и числа каналов с течением времени снижается. В связи с этим особенно актуальной является задача повышения эффективности использования уже существующих сетей. Существует необходимость решения задачи оптимизации системы на уровне радиоинтерфейса с целью максимально возможного увеличения пропускной способности по обслуживаемой нагрузке (трафику). Когда допустимый предел нагрузки на фрагмент сети сотовой связи превышен, возникает перегрузка, и некоторой части абонентов не могут быть предоставлены услуги связи (или не может быть обеспечено заданное качество связи*), также возникают проблемы у обслуживаемых абонентов, снижается качество связи.
Рассматривая вопросы надежности сотовых сетей связи, следует учитывать, что в чрезвычайной ситуации для абонента первым признаком надежности является возможность получения связи со своим корреспондентом, а, например, уровень помех и слышимых абонентом шумов становится
' под качеством связи чаще всего понимается доступность соединения, относительное число ошибок на бит сообщения и уровень внутрисистемной помехи

На рис. 1.3. показан вариант процесса сетевого планирования.
1. Планирование
Анализ трафика и покрытия
1 Цена
2 Пропускная способность
3 Покрытие
4 Вероятность блокировки
5 Доступный частотный ресурс
6 Качество связи
7 Распределение абонентов Другие факторы
2. Развитие

Номинальный сотовый план
1 Формирование кластеров
2 Распределение частот
3 Составление карты номинального плана
4 Расчет покрытия Расчет интерференции
Выбор объектов размещения базовых станций
1 Привязка к сетке номинального плана
2 Тип объекта
3 Договор с арендодателем
4 Места расположения антенне учетом их разнесения
5 Место размещения оборудования и источники питания базовых станций
Транспортная сеть 7 Другие факторы
Составление проекта 1 Составление окончательного сотового плана
Подготовка файлов для загрузки сотовых параметров в контроллер базовых станций
Р е апиз ация пр о екта
1 Инсталляция
2 Начало эксплуатации
3 Тестирование
3 Оптимизация И ИССЛЕДОВАНИЕ СЕТИ
Настройка параметров Проведение драйв-естов
2 Анализ статистики и распределения трафика
ПРОВЕДЕНЖЕ ИССЛЕДОВАНИИ УСТОЙЧИВОСТИ СЕТИ К ВОЗДЕЙСТВИЯМ ИЛИ
Рис.1.3. Пример процесса сетевого сотового планирования Этот процесс можно рассматривать как для всей сети, так и для некоторого фрагмента сети.