СТОХАСТИЧНА МОДЕЛЬ УПРАВЛІННЯ НАВАНТАЖЕННЯМИ У ГЕТЕРОГЕННИХ МЕРЕЖАХ 6G З УРАХУВАННЯМ ЯКОСТІ РАДІОКАНАЛУ

Анотація

Предметом дослідження є процес управління навантаженням у гетерогенних бездротових мережах шостого покоління з урахуванням впливу якості радіоканалу на характеристики обслуговування трафіку. Метою є розроблення стохастичної моделі управління навантаженням у 6G-мережах, яка встановлює взаємозв’язок між фізичними параметрами радіоканалу, зокрема відстанню між передавачем і приймачем та відношенням сигнал/інтерференція+шум, і показниками якості обслуговування. Завдання: сформувати модель радіоканалу на основі узагальненої моделі затухання сигналу зі степеневим законом і молекулярним поглинанням; визначити залежність відношення сигнал/інтерференція+шум від відстані; встановити зв’язок між цим відношенням і пропускною здатністю каналу; побудувати стохастичну модель системи масового обслуговування зі змінною інтенсивністю обслуговування; дослідити вплив параметрів радіоканалу на показники якості обслуговування. Методи дослідження включають теорію бездротових каналів зв’язку, теорію інформації, теорію масового обслуговування та чисельне моделювання. Використано узагальнену модель затухання сигналу, формулу Шеннона та аналітичні вирази для систем масового обслуговування. Чисельне моделювання виконано за сценаріями різних умов поширення радіохвиль. Отримані результати показують аналітичні залежності між відстанню, якістю радіоканалу та показниками обслуговування. Встановлено, що зі збільшенням відстані нелінійно знижується відношення сигнал/інтерференція+шум, що призводить до зменшення пропускної здатності та інтенсивності обслуговування. Це спричиняє зростання завантаження системи, середнього часу затримки та довжини черги. Результати підтверджують залежність якості обслуговування від умов поширення сигналу та різницю між сценаріями прямої видимості й граничними умовами роботи мережі. Висновки: запропонована модель дозволяє комплексно оцінювати вплив фізичних характеристик радіоканалу на показники якості обслуговування. Показано, що поєднання фізичного рівня та теорії масового обслуговування забезпечує більш реалістичний опис функціонування 6G-мереж. Результати можуть бути використані для аналізу, прогнозування й оптимізації навантаження та розробки алгоритмів керування ресурсами у бездротових системах нового покоління.

Ключові слова: гетерогенні мережі шостого покоління, управління навантаженням, якість радіоканалу, сигнал-шум, пропускна здатність каналу, теорія масового обслуговування