Анализ работы 5G сотовых сетей Massive MIMO и малых сот: Моделирование

Abstract

За последнее десятилетие, в основном в городских районах, наблюдается колоссальный рост трафика сотовой связи. На сегодняшний день основными проблемами операторов сотовой связи являются постоянно меняющаяся неоднородность распределения пользователей и устройств с высокими техническими характеристиками. Среди перспективных технологий в данной работе представлены сотовые сети на основе усовершенствованной технологии Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output) и сети малых сот SC (Small Cells) на основе как крупномасштабного, так и малого окружения с замираниями для распространения сигнала. Проанализирована сеть Massive MIMO с N антеннами в центральной макро базовой станции BS (Base Station), которая обслуживает U пользователей в реальном времени в макросоте MC (Macro Cell), при спектральном анализе на частотах ниже 6 ГГц. Сеть Massive MIMO рассмотрена для конфигураций 8x8, 16x16, 25x25, 50x50 и 100x100. Сотовая сеть малых сот проанализирована с использованием 1 MC и 8 SC при увеличении количества обслуживаемых пользователей с 50 до 100. Работа настроенной сети исследована в частотном диапазоне ниже 6 ГГц в MC и в миллиметровом диапазоне на развернутых SC. Оценены ключевые показатели работы настроенных сетей, такие как суммарная скорость, средняя пропускная способность пользователя и энергоэффективность. На графиках показателей продуктивности работы Massive MIMO сетей отображено увеличение суммарной скорости сети и энергоэффективности при увеличении количества антенн в развернутой центральной базовой станции и пользователей в соте. В настроенной SC сети суммарная скорость и энергоэффективность сети также повышаются с увеличением количества пользователей в MC для 8 SC.