Файл: 2014.06.02 - Матеріали науково-практичної конференції «Проблеми експлуатації та захисту інформаційно-комунікаційних систем».pdf

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

60 

конкурентоспроможних  тарифів  з  необхідним  рівнем  рентабельності 
по послугах міжміського зв’язку. 

5. Незбалансованість фінансової системи телекомунікаційної ком-

панії за рахунок того, що фактично основні телекомунікаційні послуги 
надаються  в  кредит  з  подальшою  їх  оплатою  споживачами  після  за-
кінчення звітного періоду. 

6. Труднощі введення нових телекомунікаційних послуг, пов’яза-

ні як з фінансовими проблемами і недоліком технічних можливостей, 
так і з виникненням конкуренції між самими послугами. 

Проведене  дослідження  дозволяє  обґрунтовано  говорити  про  те, 

що поставлені цілі і завдання досягнуті, завдяки чому отримані насту-
пні висновки та узагальнення. В якості основних стимулів, які обумо-
влюють  ефективність  використання  телекомунікаційних  технологій 
економічними суб’єктами в ході господарської діяльності виступають: 

- економічний інтерес – підвищення прибутку і рентабельності за 

рахунок використання технологій в просуванні власних послуг;  

- можливість розробити нові види продукції і підвищити ефекти-

вність цього процесу за рахунок побудови контактів із споживачами, а 
також прискорення виведення нових продуктів на ринок; 

- розширення сегмента ринку, можливість освоєння нових ринків 

за рахунок оперативного використання інформаційних потоків;  

- можливість виходу підприємства на глобальні ринки за рахунок 

представлення  в  світовому  інформаційному  просторі  та  побудови  ко-
мунікаційних мереж з потенційним партнером. 

Розроблено імітаційну модель телекомунікаційного ринку, що до-

зволяє вирішувати більшість завдань, які виникають перед системним 
аналізом  телекомунікаційного  ринку,  зокрема:  за  допомогою  дослі-
дження  ринкового  мікросередовища  і  внутрішніх  факторів,  які  впли-
вають  на  функціонування  операторів,  оцінити  фактичний  рівень  спо-
живання послуг і частку ринку, який займає кожен із суб’єктів ринку; 
на  основі  вивчення  різних  категорій  споживачів  визначити  основні 
причини переваги тих чи інших послуг для споживачів різних катего-
рій, визначити фактори і причини, які впливають на зміну попиту; на 
основі аналізу параметрів мікро- і макросередовища ринку визначити 
пріоритетні  напрямки  розвитку  кожного  з  операторів,  а  також  рівень 
конкурентоспроможності  та  ризику  для  кожного  оператора  і  т.д.  В 
якості  основних  елементів,  що  формують  конкурентоспроможність, 
виділені: ціна, якість і маркетингові заходи. 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

61 

УДК 004.056.34 (043.2) 

Р.І. Рак 

НТУУ «Київський політехнічний інститут», м. Київ 

ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ПЕРЕДАЧІ 

ОБСЛУГОВУВАННЯ В МЕРЕЖАХ LTE ЗА 

ДОПОМОГОЮ ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНОЇ КООРДИНАЦІЇ

Long Term Evolution (LTE)  – перспективний стандарт для систем 

стільникового  зв’язку  наступного  покоління,  який  створений  задля 
отримання  пікової  низхідної  швидкості  передачі  на  рівні  150  Мбіт/с. 
Однак,  оскільки  суміжні  комірки  використовують  ту  ж  частоту,  ін-
терференція  між  суміжними  стільниками  може  погіршити  швидкість 
передачі  на  краях  стільників,  перешкоджаючи  отриманню  достатньої 
пропускної  здатності  [1].  Тому  інтерференційна  координація  між  сті-
льниками (Inter Cell Interference Coordination – ICIC) є перспективною 
технологією  для  вирішення  цієї  проблеми  та  підвищення  швидкості 
передачі в бітах на краях стільників. 

До  цих  пір  було  виконано  багато  досліджень  з  різними  алгорит-

мами «жорсткого» HO (handover (HO) – передача обслуговування) для 
оптимізації продуктивності HO. В працях [2] і [3] адаптивні алгоритми 
HO  представлені  задля  підвищення  продуктивності  HO.  Конкретні 
проблеми,  пов’язані  з  процесом  HO  в  LTE  розглядаються  в  [4],  [5]  і 
[6].  Емпірична  модель для  прогнозу  та  отримання  точних  рішень  HO 
описується  в  роботі  [4].  Дослідження  [5]  рекомендує  нам  діапазон 
HOM (handover hysteresis margin – коефіцієнт гістерезису, що дозволяє 
звести  до  мінімуму  повторні  передачі  обслуговування  між  сусідніми 
стільниками)  в  дБ,  розглядаючи  середнє  число  HO  для  різних  корис-
тувацьких  швидкостей.  Контекст [6]  надає  нам  лінійні і  доменні  спо-
соби  підвищення  продуктивності  L3-фільтра  в  умовах  глобальної  кі-
лькості  передач  обслуговування.  Так  більшість  цих  робіт  розглядали 
окремий  або  спільний  вплив  вимірювального  інтервалу,  вимірюваль-
ного усереднення, гістерезису і порогових рівнів HO і поліпшило про-
дуктивність  HO,  динамічно  адаптуючи  алгоритм  HO  або  параметри 
HO.  Тим  не  менш  прийняті  методи  шукають  найкращий  компроміс 
між числом HO і відмовами лінії радіозв’язку через помилковий при-
йом повідомлень HO.  

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

62 

У  стандарті  LTE  інтерфейс  між  суміжними  базовими  станціями 

визначений для обміну інформацією про ICIC. Проте ніякі методи або 
алгоритми управління не були конкретно визначені для використання 
цього  інтерфейсу,  цим  самим  надаючи  постачальникам  базових  стан-
цій  право  розробляти  їх  самостійно.  Та  все  ж  при  відсутності  будь-
якого  зменшення  інтерференції  або  координаційного  механізму,  ін-
терференція між стільниками в LTE стає критичною, особливо на кра-
ях стільників. Тому були запропоновані декілька конкретних схем, які 
б  допомогли  у  вирішення  проблеми  ICI  (Inter  Cell  Interference).  Ці 
схеми класифіковані на основі типу їх координаційних механізмів ін-
терференції  та  розрізняють  такі  види:  статичні  та  динамічні.  Що  ж 
стосується даної роботи, то в ній представлені результати дослідження 
і аналізу лише статичної схеми ICIC, яка також відома як схема із по-
вторним використанням частоти. 

Та  незалежно  від  схем,  велика  частина  робіт  по  моделюванню  і 

дослідженню ІСІС задля того, щоб показати виграші в продуктивнос-
ті, була все ж зроблена на основі підвищення пропускної здатності на 
краях стільників. Проте, крім задачі забезпечення достатньої пропуск-
ної здатності, виникає й інша проблема, яка також може бути виріше-
на за допомогою ICIC, це проблема передачі обслуговування. Так НО 
має  великий  вплив  на  повнопродуктивні  системи.  В  LTE  продуктив-
ність НО дуже сприйнятлива до інтерференції між стільниками (ICI). 
У  першу  чергу,  це  гостро  відчувається  на  границях  стільників,  і  по-
друге, успішна процедура HO вважається завершеною тільки тоді, ко-
ли обладнання користувача (UE  – User Equipment) отримує командне 
повідомлення  HO  від  свого  вихідного  стільника.  У  цей  час  UE  вже 
знаходиться  в  новому  стільнику,  і  прийом  команди  HO  від  попере-
днього вихідного стільника дуже сильно піддається впливу ICI. Та си-
туація стає більш критичною тоді, коли новий цільовий стільник є од-
ночасно ще і джерелом інтерференції. Тому підвищення продуктивно-
сті HO в LTE було оцінено за допомогою ICIC. 

Одне з рішень щодо пом’якшення ICI забезпечується використан-

ням  стандартної  схеми  повторного  використання частот.  Але  цей  ме-
тод не є досить доцільним в системах LTE через зменшення спектра-
льної ефективності і втрати дорогоцінних частотних ресурсів. 

Основна  концепція,  що  використовується  в  даному  дослідженні 

для ICIC полягає у тому, що вся смуга частот розділена на R підмно-

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

63 

жин. Кожен стільник в мережі передає, щонайменше, одну підмножи-
ну зі зниженою потужністю. Така підмножина налаштована у відпові-
дності  з  моделлю  повторного  використання  в  мережі.  Конфігурація 
може бути здійснена або шляхом мережевого планування, або шляхом 
використання  нових  методів  самоконфігурації.  Дані  про  підмножини 
зі зменшеною потужністю від конкретного стільника та інших суміж-
них  стільників  забезпечує  основу  для  інтерференційної  координації. 
Оптимальне  підсилення  за  допомогою  даної  схеми  досягається  лише 
тоді, коли алгоритм планування підходить для обладнання користува-
ча  на  границях  стільників  з  частотою  підмножини,  яка  використову-
ється зі зниженою потужністю в сусідньому стільнику. 

В  свою  чергу  UE  здійснює  моніторинг  відфільтрованих  значень 

RSRP (RSRP – Reference Signal Received Power – середнє значення по-
тужності прийнятих пілотних сигналів) всіх виявлених стільників. Ко-
ли  ж  для  заданого  часу  передачі  обслуговування  до  тригера  (TTT  – 
time-to-trigger) має місце умова (1), UE посилає звіт про здійснені ви-
міри до базової станції обслуговуючого стільника. 

h

r

r

ns

ni





,                                             (1) 

де, 

ni

r

 – n-зразок фільтрованого RSRP будь-якого виявленого сектора 

і, крім обслуговуючого сектора; 
      

ns

r

 – n-зразок фільтрованого RSRP обслуговуючого сектора; 

       h  – заданий HOM. 

Після  отримання  звіту,  поточна  обслуговуюча  базова  станція  го-

тується до HO для нового цільового стільника за допомогою викорис-
тання  внутрішньої  процедури  мережі.  Передбачається,  що  цільовий 
стільник завжди має доступні ресурси для вхідного UE. Час підготов-
ки  моделюється  тут  як  стала  протоколу  затримки.  Після  того,  як  під-
готовка  завершена,  обслуговуючий  стільник  посилає  повідомлення  у 
вигляді команди HO на UE в низхідній лінії зв’язку. 

Неточні вимірювання і невідповідні рішення HO можуть призвес-

ти до великої кількості непотрібних передач обслуговування. Для то-
го, щоб визначити ці непотрібні HO, ми повинні відрізняти їх від не-
обхідних  передач  обслуговування.  Однією  з  головних  причин  виник-
нення  непотрібних  передач  обслуговування  є  наявність  завмирань  у 
реальному середовищі. З цієї причини були використані рівні HO без 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

64 

логу нормального затінення і без швидких завмирань в якості орієнти-
ра  для  мінімальної  кількості  необхідних  передач обслуговування.  Та-
кож в результаті були нормалізовані абсолютні швидкості HO з етало-
ном і використанням нормованого рівня HO в якості другого показни-
ка продуктивності для оцінки кількості передач обслуговування. 

При  одночасному  розгляді алгоритмів  HO  з  L3-фільтром,  HOM  і 

ТТТ  було  встановлено,  що  ICIC  може  використовуватися  поверх  цих 
методів  для  подальшого  вдосконалення  продуктивності  HO,  покра-
щуючи радіоумови на кордонах стільників через інтерференційну ко-
ординацію. А оскільки майбутнє поширення служб LTE робить мобі-
льний  широкосмуговий  зв’язок  реальністю,  поліпшення  швидкості 
передачі на краях стільників стане нагальною проблемою. Тому в по-
дальшому  планується  вирішення  цієї  проблеми  і  сприяння  майбут-
ньому розширенню систем мобільного зв’язку, застосовуючи різні ал-
горитми ICIC до обладнання базових станцій LTE. 

Список літератури 

1. Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  (E-UTRA);  Physical  layer 

procedures, 3GPP TS36.213 

2. An Adaptive Hard Handoff Algorithm for Mobile Cellular Communication 

Systems,  Huamin  Zhu,  and  Kyung  Sup  Kwak,  ETRI  Journal,  vol. 28,  no. 5, 
Oct. 2006, pp. 676–679. 

3. Prakash, R., Veeravalli, V.V, “Adaptive Hard Handoff Algorithms”, IEEE 

Trans. On Vehicular Technology Conference, 1991. 

4. Prakash, R., Veeravalli, V.V, “Adaptive Hard Handoff Algorithms”, IEEE 

Trans. On Vehicular Technology Conference, 1991. 

5. Tae-Hyong  Kim,  Qiping  Yang,  Jae-Hyoung  Lee,  Soon-Gi  Park,  Yeon-

Seung Shin, “A Mobility Management Technique with Simple Handover Prediction 
for 3G LTE Systems”, IEEE Trans. On Vehicular Technology Conference, 2007. 

6. M. Anas,  F.D. Calabrese,  P.E. Mogensen,  C. Rosa  and  K.I. Pedersen, 

“Performance  Evaluation  of  Received  Signal  Strength  Based  Hard  Handover  for 
UTRAN LTE”, IEEE 65

th

 Vehicular Technology Conference, April 2007.