image: RUDN University mathematicians have developed a model for calculating the density of 5G stations needed to achieve the required network parameters. view more
Credit: RUDN Unviersity
俄罗斯人民友谊大学的数学家们开发了一个模型，可以计算需要安装多少个 5G 站才能达到所需的网络参数。研究结果 发表在《计算机通讯》上。
新的 5G 通信标准所依赖的技术之一是网络切片 (NS)。 多个虚拟网部署在一个物理基础设施（相同的基站）上 - “层”。每一层都分配给不同的用户、设备或应用程序组。 为了分离网络，需要在毫米波上运行的 NR（新无线电）技术。 该领域的大部分研究旨在为 NR 站创建基础设施，以便根据具体情况提供网络切片。俄罗斯人民友谊大学的数学家们是第一个开发出通用理论方法的人，该方法有助于计算应安装的 NR 基站的密度，以便根据给定的用户服务质量参数划分网络。
Ekaterina Lisovskaya （俄罗斯人民友谊大学应用概率分析科学中心初级研究员、物理和数学科学副博士）说： “网络切片概念将大大简化移动虚拟网络运营商的市场准入原则，并提供差异化的网络服务质量。这是蜂窝通信领域的一个重要范式转变，它将允许创建类似于现代互联网的多层网络结构。 多个用户或服务将能够同时使用该资源。”
在构建算法时，俄罗斯人民友谊大学的数学家们使用了一个“城市”模型。 NR 基站按一定的密度分布在该模型中。 这些电站有三个天线，每个天线覆盖120 度。 使用在毫米频率范围 (30-100 GHz) 中运行的 5G 蜂窝通信网络设备的用户随机分布在城市周围。 它们移动并可以与基站的直接通信线路彼此重叠。 每个天线都有一个有效范围 - 即使直接通信线路被阻塞，它内部也没有连接问题。俄罗斯大学的数学家们已经建立了网络特性对站点分布密度的依赖。
为了检查所构建模型的准确性，数学家们使用了计算机模拟。 理论和实验计算的结果一致。 例如，开发的模型显示了站点密度如何影响从完全隔离到完全混合的网络资源共享模式。第一个是每一层都有自己固定宽度的频率范围；在第二个版本中，层的频率完全相互混合。从技术角度来看，第二种选择更复杂，但提高了使用物理网络资源的效率。 俄罗斯人民友谊大学的数学家们将这些模式研究为网络实现的两个“极端”变体 - 在实际问题中通常需要借助一些媒介。 事实证明，这些站之间频率差异很小 - 每 10,000 平方米一个站。
Ekaterina Lisovskaya （俄罗斯人民友谊大学应用概率分析科学中心初级研究员、物理和数学科学副博士）说：“根据 NR 站的密度全层隔离模式可以改变为完全混合模式。但是，可以通过更改系统参数来更改所需的密度。 实践证明在市场渗透的初始阶段，可以在不影响网络性能的情况下使用全隔离模式。 并且在未来，新的改进方案将有助于降低运营商的网络部署成本。”
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Computer Communications