К. О. Снигирь, Р. А. Злобин, А. Э. Шашин, А. Н. Красилов, Е. М. Хоров

Алгоритм планирования радиоресурсов в нисходящем канале в системах 5G NTN с многолучевыми антеннами

Для увеличения зоны покрытия сотовых сетей пятого поколения (5G) консорциумом 3GPP было разработано расширение технологии 5G для работы в сценариях неназемных сетей (англ.: 5G Non-Terrestrial Networks, 5G NTN), которое позволяет развертывать базовые станции на низкоорбитальных спутниках. Для обеспечения широкой области покрытия такие спутники оснащаются многолучевыми антеннами. В этом случае при планировании радиоресурсов базовой станции необходимо учитывать возможную интерференцию между сигналами в разных лучах. Существующие алгоритмы планирования радиоресурсов в нисходящем канале либо используют статическое разделение ресурсов между лучами, что приводит к неэффективному использованию канальных ресурсов, либо обладают высокой вычислительной сложностью, что не позволяет разворачивать их непосредственно на спутниках, поскольку вычислительные ресурсы на спутнике ограничены. В данной работе предлагается жадный алгоритм планирования радиоресурсов в нисходящем канале. Результаты моделирования, полученные в среде ns-3, показывают, что конфигурация предложенного алгоритма с рассмотрением всех пользователей во всех лучах позволяет увеличить суммарную скорость передачи данных до 35% по сравнению с алгоритмами, использующими статическое разделение ресурсов между лучами. Предложены и исследованы два способа снижения вычислительной сложности разработанного алгоритма. Первый способ позволяет снизить вычислительную сложность более чем на 35% при сохранении той же скорости передачи данных. Второй способ обеспечивает уменьшение сложности до 85%, но приводит к двукратному снижению выигрыша в скорости передачи данных. Даны рекомендации по использованию различных конфигураций алгоритма в зависимости от вычислительной мощности, доступной на спутнике.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: 5G NTN, многолучевая антенна, планировщик радиоресурсов, нисходящий канал, вычислительная сложность.