Бузина М.В., Бузина Е.Е., Исаев М.Д.
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ UUDN В СЕТЯХ 5G
Аннотация
Для развития технологии 5G, есть технология построения архитектуры UDN – ориентированная на пользователя сверхплотная сеть. Сразу после создания концепции UDN речь зашла о концепции UUDN – создание беспроводной сети, в которой плотность точек доступа сопоставима с плотностью пользователя. Такая сеть позволит пользователям чувствовать себя частью радиоподсистемы: из за огромного количества беспроводных точек доступа, пользователь всегда будет иметь доступ к сети, всегда будет осуществляться бесшовный переход, будто сеть всегда следует за пользователем. Это будет новым уровнем сервиса и качества услуг.
Ключевые слова: радиодоступ, проблемы, плотность спектра, пользователь, данные.
Keywords: radio access, problems, spectrum density, user, data.
Для того, чтобы пользователи чувствовали себя всегда, как в центре соты, существуют четыре основных особенности UUDN:
1. Интеллектуальная сеть знает пользователя; сеть выходит на новый уровень и может автоматически обнаружить терминал абонента, будет готова к его требованиям, а также наличие других мобильных терминалов в своей области охвата, из чего и строит базу данных для аналитики и дальнейшей автоматизации рабочих моментов. Вся эта информация и данные будут использоваться для управления сетью и распределения ресурсов для конкретного пользователя.
2. Сеть следит за пользователем, пока тот перемещается, отклик для его сети будет динамически настраиваться для поддержки абонента в движении, которое в своем роде, в значительной степени будет отличаться от существующих моделей управления мобильностью абонента. Пользователю будет казаться, что источник сигнала следует за ним постоянно.
3. Для пользователя, динамические сетевые службы будут адаптивно приспосабливаться, чтобы соответствовать требованиям и запросам данного абонента. Они смогут передавать поток данных совместно, чтобы увеличить эффективность спектра, тем самым увеличить поток данных.
4. Такая, постоянно следующая за абонентом, сеть позволит без труда аутентифицировать устройство в движении, из-за чего повышается безопасность такой сети в целом.
Для развития такой сети существует ряд проблем:
- Проблема сетевой архитектуры;
- Проблема управления мобильностью;
- Проблема сетевого проектирования;
- Проблема управления помехами;
1. К проблемам сетевой архитектуры относятся: различие существующей сети GSM,UMTS,LTE и 5G (UND); высокие накладные расходы на сеть; длинный путь передачи данных в переделах существующей сети; большое количество функций в сети 4G (контроль обслуживания, управление подвижность), все это приведет к неэффективной работе ядра сети, не справится с высокой пропускной способностью сети и ультра плотным развертыванием. Поэтому для поддержки высокой плотности беспроводных точек доступа необходима новая архитектура UUDN развертывание и гибкое управление сетью. В этой новой архитектуре, местный централизованный центр обслуживания пользователей необходим для хранения данных и аналитики запросов пользователей в сети.
2. В будущих беспроводных сетях связи управление мобильностью является ключевым фактором. Управление мобильностью, передача и обслуживание местоположения относится к четко настроенному handover (хэндоверу) и начинается в сетях LTE-A. Чтобы справиться с проблемой мобильности, более плоское и гибкое управление мобильностью, предложены подходы и методы передачи обслуживания, такие как локальные методы привязки и схема кластеризации ячеек связи, но существует и ряд проблем: области расположения статически настроены в традиционной сети; граница таких областей становится неясной в архитектуре UUDN; управление передачи становится трудным из-за нерегулируемого покрытия и сложностях смежного покрытия от беспроводных точек доступа. Таким образом, управление мобильностью становится одной из тем, представляющих исследовательский интерес UUDN.
3. Среди проблем сетевого проектирования выделяются сценарии UDN, которые в свою очередь, чрезвычайно сложны. Т.е. если к данным необходим массовый доступ, то необходимо построить идеальный проводной или беспроводной обратный путь на транспортном уровне сети. Для такой реализации необходима и гетерогенная сеть, и различные сети радио доступа (WiFi, BlueeTooth, LTE и др). Для достижения низкой цены, не загромождённой сети и высокой эффективности, необходимо совместить архитектуру UUDN, виртуальные кластеры (соты), облачные вычисления и сильную маршрутизацию на уровне доступа.
4. Проблема управления помехами. Такая сеть будет иметь невероятное число активных радио-, как приемников, так и передатчиков. В традиционных сетях эту проблему решают разделением частотного спектра между сотовыми ячейками и технологиями эффективного управления мощностью. Но, для полной бесшовности, необходимо чтобы соседние два источника сигнала работали на одно частоте, или терминал мог работать параллельно в двух режимах приема, на разных частотах. В свою очередь это уже порождает значительное количество помех.
Модели передачи данных желательно строить в закрытых пространствах, где постороннее влияние на радиосигнал будет минимальным. Также, необходимо разработать более гибкую систему назначения частотных каналов и распределения частотного спектра в целом. В такой сети, пороговые значения помех не могут подробно отображать общую производительность сети. Именно поэтому энергопотребление и эффективность распределения спектра играет ключевую роль для архитектуры UUDN. Таким образом, типичные сценарии беспроводной передачи в UUDN должны быть проанализированы, основаны на правильных моделях взаимодействия, с точным беспроводным каналом модели и соответствующими параметрам.
Литература:
- B Robert, Irnich Tim, B Kumar, et al., “Ultra-Dense Networks in Millimeter-Wave Frequencies,” Vol.53, no.1, pp.202-208, January 2015.
- ITU-R M.2320, “Future technology trends of terrestrial IMT systems”, November 2014.
- Future Forum, “5G white paper v2.0,” October 2015, http://www.future-forum.org.
- Shanzhi Chen, Jian Zhao, “The Requirements, Challenges and Technologies for 5G of Terrestrial Mobile Telecommunication,” IEEE Communications Magazine, Vol.52, no.5, pp.36-43, May 2014.