LTE hálózatok kapacitásának és teljesítőképességének vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Fazekas Péter
Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

A 3GPP szabványosító szervezet következő generációs vezeték nélküli hálózati rendszere az LTE (Long Term Evolution). Tervezésekor elsődleges szempont volt az átviteli sebesség megtöbbszörözése, melyet a jelenleg használt technológia, illetve hálózati struktúra nem tett lehetővé, így egy teljesen új felépítést és egy hatékonyabb fizikai közeg-hozzáférési eljárást, az OFDMA-t (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) tették az új rendszer alappillérévé. A rádiós átvitelre megfogalmazott követelmény letöltési irányban közel 100 Mbit/s-os átviteli sebességet jelent 20 MHz-es frekvenciatartomány esetén.

A ténylegesen elérhető sebességet azonban jelentősen befolyásolja a megvalósított hálózatban jelentkező zavaró tényezők jelenléte. Ezeket szem előtt kell tartani a hálózat teljesítőképességének tervezése során. Számításaimban figyelembe vettem a terjedési csillapítás hatását, melyet a hálózat céljainak megfelelően, a nagyvárosi terjedést jól leíró Hata-modellel szimuláltam. Rontja még az adatátvitelt a hálózat felépítéséből adódó cellaközi interferencia, ami a szomszédos adóállomások zavarásából adódik, illetve a termikus zaj jelrontó hatását sem hanyagoltam el. Az adott pontra jellemző jel-zaj viszony ismeretében az adatátviteli sebesség meghatározható a hibajavító kódolás és az adaptív moduláció figyelembevételével. Az elért rádiós átviteli sebesség azonban még így sem fejezi ki pontosan a rendszer teljesítőképességét, ebből még le kell vonni a különböző protokollok által igénybe vett erőforrásokat, melyek a hálózat menedzseléséhez, referenciajelek küldéséhez szükségesek. Mindezen számítások után megkapjuk a felhasználó számára fontos nettó átviteli sebességet.

Nem elhanyagolandó továbbá, hogy a hálózat milyen energiaigényekkel rendelkezik. Az energiahatékonyságot figyelembe véve nem egyszerű feladat a cellatervezés során az adóállomások számának, egymástól való távolságának, illetve kibocsátott teljesítményének optimális meghatározása az adott területre jellemző forgalmi statisztikák ismeretében sem. A hálózat energiaigényét a bekapcsolt adóállomásokra állandó és a kibocsátott teljesítménytől függő energiafelhasználás összegeként számoltam.

A dolgozatomban ezen két jellemző érték, az átlagos nettó adatátviteli sebesség, illetve az ehhez felhasznált energiaigény egymáshoz való viszonyát vizsgáltam. Ezen számítások segítséget nyújthatnak energiahatékony, nagysebességű hálózat tervezése során, illetve támpontot adhatnak már meglévő cellák hatékonyságának javításában is.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.