Управление радиоресурсами ( RRM ) - это управление на системном уровне помехами в совмещенном канале , радиоресурсами и другими характеристиками радиопередачи в системах беспроводной связи , например сотовых сетях , беспроводных локальных сетях , системах беспроводных датчиков и сетях радиовещания . [1] [2] RRM включает в себя стратегии и алгоритмы для управления параметрами, такими как мощность передачи, распределение пользователей, формирование диаграммы направленности, 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 скорее проблемы пропускной способности многопользовательской и многосотовой сети, чем пропускной способности канала точка-точка . Традиционные телекоммуникации исследования и образование часто останавливается на канале кодирования и кодирование источника с одним пользователем в виде, но когда несколько пользователей и соседние базовые станции разделяют один и тот же частотный канал не может быть возможными для достижения максимального объёма каналу. Эффективные динамические схемы RRM могут повысить спектральную эффективность системы на порядок , что часто значительно больше, чем это возможно при введении усовершенствованных схем кодирования канала и кодирования источника. RRM особенно важен в системах, ограниченных помехами внутри канала, а не шумом, например сотовых системах и широковещательных сетях, однородно покрывающих большие площади, и беспроводных сетях, состоящих из множества соседних точек доступа, которые могут повторно использовать одни и те же частоты каналов.
В стоимости развертывания беспроводной сети обычно преобладают сайты базовых станций (затраты на недвижимость, планирование, обслуживание, распределительная сеть, энергия и т. Д.), А иногда также плата за лицензию на использование частот. Таким образом, цель управления радиоресурсами, как правило, состоит в том, чтобы максимизировать спектральную эффективность системы в бит / с / Гц / единицу площади или эрланг / МГц / сайт , при некотором ограничении равноправия пользователя, например, что уровень обслуживания должен быть выше определенного уровня. Последнее включает в себя покрытие определенной области и предотвращение простоев из -за помех в совмещенном канале , шума , затухания, вызванного потерями в тракте, замирания, вызванного затенением и многолучевым распространением , доплеровского сдвига и других форм искажений . На уровень обслуживания также влияет блокировка из-за контроля допуска , запланированного голодания или невозможности гарантировать качество обслуживания , запрашиваемого пользователями.
В то время как классическое управление радиоресурсами в первую очередь рассматривало распределение временных и частотных ресурсов (с фиксированными шаблонами пространственного повторного использования), недавние многопользовательские методы MIMO позволяют адаптивное управление ресурсами также в пространственной области. [3] В сотовых сетях это означает, что повторное использование дробной частоты в стандарте GSM было заменено универсальным повторным использованием частоты в стандарте LTE .
Статическое управление радиоресурсами
Статическая RRM включает в себя как ручное, так и автоматизированное планирование фиксированных сот или планирование радиосети . Примеры:
- Планы распределения полос частот принимаются органами по стандартизации, национальными органами управления частотами и на аукционах частотных ресурсов.
- Развертывание сайтов базовых станций (или сайтов вещательных передатчиков)
- Высота антенны
- Планы частот каналов
- Направления секторной антенны
- Выбор модуляции и кодирования канала параметры
- Пространственное разнесение антенн базовой станции , например
- Приемник микро разнообразие с помощью антенны объединения
- Передатчик макроразнесение , такие как OFDM сетей одночастотных (ОЧС)
Статические схемы RRM используются во многих традиционных беспроводных системах, например, в сотовых системах 1G и 2G , в современных беспроводных локальных сетях и в несотовых системах, например в системах вещания. Примеры статических схем RRM:
- Связь в коммутационном режиме с использованием FDMA и TDMA .
- Фиксированное выделение каналов (FCA)
- Статические критерии передачи
Динамическое управление радиоресурсами
Схемы динамического RRM адаптивно регулируют параметры радиосети в зависимости от нагрузки трафика, позиций пользователей, мобильности пользователей, требований к качеству обслуживания, плотности базовых станций и т. Д. Динамические схемы RRM учитываются при проектировании беспроводных систем с целью минимизировать дорогостоящие ручные ячейки. планирование и достижение «более жестких» схем повторного использования частот , что приводит к повышению спектральной эффективности системы .
Некоторые схемы являются централизованными, когда несколько базовых станций и точек доступа управляются контроллером радиосети (RNC). Другие распространяются либо автономными алгоритмами в мобильных станциях , базовых станциях или точках беспроводного доступа , либо координируются путем обмена информацией между этими станциями. [1]
Примеры динамических схем RRM:
- Алгоритмы управления мощностью
- Алгоритмы предварительного кодирования
- Алгоритмы адаптации ссылок
- Алгоритмы динамического распределения каналов (DCA) или динамического выбора частоты (DFS), позволяющие "дышать клеткой"
- Критерии адаптивного хэндовера трафика , позволяющие « клеточное дыхание »
- Повторное использование разбиения
- Адаптивная фильтрация
- Подавление помех с одной антенной (SAIC)
- Схемы динамического разнесения , например
- Мягкая передача
- Динамические одночастотные сети (DSFN)
- Фазированная антенная решетка с
- формирование луча
- Связь с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO)
- Пространственно-временное кодирование
- Входной контроль
- Динамическое распределение полосы пропускания с использованием схем множественного доступа с резервированием ресурсов или статистического мультиплексирования , например расширенного спектра и / или пакетной радиосвязи.
- Например, планирование , зависящее от канала.
- Максимальное и минимальное справедливое планирование с использованием, например, справедливой организации очереди
- Пропорционально справедливое планирование с использованием, например, взвешенной справедливой организации очереди
- Планирование максимальной пропускной способности (низкое качество обслуживания из-за голода)
- Динамическое назначение пакетов (DPA)
- Схемы планирования пакетов и ресурсов (PARPS)
- Мобильные одноранговые сети с использованием многоузловой связи
- Познавательное радио
- Зеленая коммуникация
- RRM с поддержкой QoS
- Фемтосоты
Управление радиоресурсами между сотами
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 пространственным 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 развертываний сотовых систем, общая спектральная эффективность системы не ограничивается диапазоном или шумом, а ограничивается помехами. [1] Межсотовое управление радиоресурсами координирует распределение ресурсов между разными сотовыми узлами с использованием многопользовательских методов MIMO . В стандарте уже определены различные средства координации помех между ячейками (ICIC). [4] Динамические одночастотные сети , координированное планирование, MIMO с несколькими узлами или совместное предварительное кодирование с несколькими ячейками являются другими примерами управления радиоресурсами между ячейками. [3] [5]
Смотрите также
- 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
- Методы множественного доступа
- Модель распространения радиочастоты
Рекомендации
- ^ a b c Гуованг Мяо , Йенс Зандер, Ки Вон Сон и Бен Слиман, Основы сетей мобильной передачи данных, Cambridge University Press, ISBN 1107143217 , 2016.
- ^ ND Tripathi, JH Reed, HF Vanlandingham, Управление радиоресурсами в сотовых системах , Springer, ISBN 0-7923-7374-X , 2001.
- ^ a b Э. Бьёрнсон и Э. Йорсвик, Оптимальное распределение ресурсов в скоординированных многоячеечных системах , Основы и тенденции в теории связи и информации, т. 9, вып. 2–3, с. 113–381, 2013.
- ^ [1] В. Паули, Дж. Д. Наранхо, Э. Зайдель, Гетерогенные сети LTE и координация межсотовых помех, Белая книга, Nomor Research, декабрь 2010 г.
- ^ Д. Гесберт, С. Хэнли, Х. Хуанг, С. Шамай, О. Симеоне, В. Ю., Многосотовые кооперативные сети MIMO: новый взгляд на помехи Журнал IEEE по избранным областям связи, вып. 28, вып. 9. С. 1380–1408, декабрь 2010 г.