Asosan o'z-o'zini tashkil etuvchi tarmoq modelini ishlab chiqish

talabga ega, shuning uchun ushbu yo'nalishdagi ilmiy tadqiqotlar 
dolzarbdir.
LTE texnologiyasi eng istiqbolli mobil aloqa texnologiyalaridan biri 
bo'lib, u mobil tarmoq texnologiyalarining to'rtinchi avlodi sifatida 
tasniflanadi. Biroq, hozirgi sharoitda to'rtinchi avlod tarmog'ini 
o'rnatishda ba'zi qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Avvalo, etarli darajada keng 
erkin chastota diapazonini ajratish kerak. Bundan tashqari, ma'lumotlar 
trafigining o'sishi har bir tayanch stantsiyaga keng transport tarmog'i 
kanalini ulash zarurligiga olib keladi. Yangi uskunalarni o'rnatish va uni 
mavjud infratuzilma bilan moslashtirish ham katta xarajatlarni talab qiladi.
Mavjud resurslardan eng samarali foydalanish imkonini beruvchi yangi 
mobil aloqa texnologiyasiga yumshoq o'tish vositalaridan biri LTE tarmog'ini 
o'rnatishda operator xarajatlarini minimallashtirish imkonini beruvchi SON 
(o'zini o'zi tashkil etuvchi tarmoqlar) kontseptsiyasidan foydalanish 
hisoblanadi. .
O'z-o'zini tashkil qiluvchi tarmoqlar (SON) kontseptsiyasi bu borada 
barcha uyali aloqa operatori ish oqimlarini optimallashtirish uchun 
mo'ljallangan. O'z-o'zini tashkil qilish - bu aloqa tarmoqlarining 
murakkabligi ortib borishining mantiqiy natijasidir. Tarmoq parametrlari 
to'g'risidagi ma'lumotlar hajmi nihoyatda katta bo'lganligi sababli, sondan 
sifatga o'tish amalga oshirildi: tarmoq etarlicha aqlli bo'ldi, uni boshqarish 
to'liq avtomatik tarzda amalga oshirilishi mumkin. Bundan tashqari, 
tarmoqdagi vaziyat odatda shunchalik dinamik o'zgaradiki, odam 
boshqaruv elementi sifatida etarlicha tez qaror qabul qila olmaydi.
SONning asosiy maqsadi OPEX - operatorning operatsion 
xarajatlarini kamaytirishdir. Buning uchun tarmoqni saqlash uchun zarur 
bo'lgan ishchi jarayonlar sonini kamaytirish kerak. Operatsion xarajatlarni 
kamaytirishning asosi SON dan foydalanishda texnik xodimlarning 
bevosita ishtirokini talab qiladigan tayanch stansiyalarning ishlashini 
sozlash bo'yicha operatsiyalar sonining kamayishi hisoblanadi. Shunga 
ko'ra, baza stansiyalarini tashkil etuvchi ishchilar sonini qisqartirish 
mumkin. Umuman olganda, OPEX taxminan 30% ga kamayadi.
Kontseptsiyaning uchta asosiy tamoyillari - o'z-o'zini sozlash, o'z-o'zini davolash 
va o'z-o'zini optimallashtirish. Ushbu uchta tamoyilning barchasi operatorning 
tarmoqni saqlash uchun operatsion xarajatlarini kamaytirishga qaratilgan.
Ushbu ishning maqsadi operatorning cheklangan chastotasi va texnik 
resurslaridan optimal foydalanish orqali abonentlarga xizmat ko'rsatish 
parametrlarining belgilangan sifatini ta'minlashda LTE tarmog'ining 
samaradorligini oshirishdan iborat.
Ushbu maqsadga erishish uchun bir qator muammolarni hal qilish kerak:
– mobil aloqa bozoridagi mavjud vaziyatni tahlil qilish va
to'rtinchi avlod tarmog'ini yaratish istiqbollari;
O'G'L
hisoblanadi
41

– imkonini beruvchi SON texnologiyalarini joriy etishning maqsadga muvofiqligini o‘rganish
LTE tarmog'ini qurishda resurslardan foydalanish samaradorligini 
oshirish;
– resurslardan foydalanish samaradorligi mezonini ishlab chiqish
operator;
– dinamikaning matematik va dasturiy modelini ishlab chiqish
xizmat ko'rsatiladigan hudud bo'ylab yukni notekis taqsimlash bilan 
tarmoq resurslarini qayta taqsimlash;
- ushbu modelni o'rganish va tavsiyalar ishlab chiqish
LTE texnologiyasini joriy qilishda texnik echimlar haqida.
Loyiha quyidagi ilmiy-texnik yangilikka ega:
– foydalanish samaradorligining ajralmas mezoni ishlab chiqilgan
resurslar;
- LTE/SON tarmog'ini qurishning maqsadga muvofiqligi eng ko'p isbotlangan
operator resurslaridan samarali foydalanish;
– o‘z-o‘zini tashkil etuvchi tarmoqning matematik modeli ishlab chiqildi
chumolilar koloniyalarini optimallashtirish algoritmi asosida;
- ko'rsatilganlarni amalga oshiradigan dasturiy ta'minot ishlab chiqilgan
matematik model;
– asosida operatorga LTE tarmog‘ini o‘rnatish bo‘yicha tavsiyalar berildi
mavjud tarmoq.
SON konsepsiyasining maqsadi mobil tarmoq ishini 
optimallashtirishdir. Shubhasiz, LTE/SON tarmog'ining ishlashini tahlil 
qilishda uning samaradorligi baholanadigan mezonni aniqlash kerak. 
Ushbu ishda bunday mezon operatorning foydasini maksimal darajada 
oshirishdir. Bunga erishish uchun abonentlarga taqdim etilgan tezlik ular 
kerakli tezlikka yaqinroq bo'lishi kerak. Abonentga to'g'ri keladigan 
foydaning unga taqdim etilgan tezlikka bog'liqligi chiziqli emasligi hisobga 
olinadi.
Aslida, K qiymatini birlikka yaqinlashtirish uchun yuk yo'qotishlarini 
minimallashtirish kerak. Mavjud mobil aloqa texnologiyalarida bu past 
ustuvor abonentlar uchun uzatish tezligini kamaytirish orqali amalga 
oshiriladi. SON kontseptsiyasi abonentlarni BS bo'ylab qayta taqsimlash 
orqali optimallashtirish imkonini beradi, bu esa BS bo'ylab yuk taqsimotini 
bir xillikka yaqinlashtirish imkonini beradi. Ko'rinib turibdiki, ba'zi hollarda 
abonentlarni BS o'rtasida qayta taqsimlash ko'zlangan natijani bermaydi. 
Shunday qilib, bu usulni yo'qotish darajasi yuqori bo'lgan taqdirda past 
ustuvor abonentlarning tezligini pasaytirish bilan birlashtirish tavsiya 
etiladi.
Har qanday mobil aloqa tarmog'ini modellashtirishda odatda teletrafik 
nazariyasi usullari qo'llaniladi. Ammo LTE/SON tarmog'ida sodir bo'ladigan 
jarayonlarning matematik tavsifi o'ziga xos xususiyatlarga ega. Xususan, 
taqsimlangan va gibrid SON dan foydalanilganda tarmoq tayanch 
stansiyalari boshqa stansiyalarning signallari taʼsirida oʻzlarining ayrim 
parametrlarini mustaqil ravishda oʻzgartiradilar. Bu jarayonlar juda o'xshash
42

neyron tarmoqlarida sodir bo'lganlarga xos xususiyat, ya'ni BS ni neyron deb 
hisoblash mumkin. Buni hisobga olgan holda, ommaviy populyatsiyalarning 
xatti-harakatlarini taqlid qilish usullarini qo'llash maqsadga muvofiqdir. 
Bunda abonentlar ana shunday aholi a'zolari hisoblanadi. Chumolilar 
koloniyalari (ASO) tomonidan yumshoq optimallashtirish usulidan 
foydalanish eng mos keladi. Shu bilan birga, mimika g'oyalariga asoslangan 
model o'ziga xos fikr-mulohaza vazifasini bajaradigan feromon deb 
ataladigan "yo'lni belgilash" imkoniyatini hisobga oladi.
Shunday qilib, ishlab chiqilgan modelda amalga oshirilgan 
optimallashtirish jarayoni ikki bosqichda sodir bo'ladi: abonentlarni tayanch 
stansiyalar o'rtasida qayta taqsimlash va ustuvorligi past bo'lgan abonentlar 
uchun tezlikni mumkin bo'lgan pasaytirish.
Abonentlarni tayanch stantsiyalar o'rtasida qayta taqsimlashda har bir BS 
ikkita xizmat ko'rsatish zonasiga ega ekanligi hisobga olinadi - asosiysi, bu 
stansiyaning signal kuchi boshqa barcha signallarning kuchidan ancha yuqori va 
abonentlar foydalanishi mumkin bo'lgan periferik. bir nechta BSlardan biri 
tomonidan xizmat qilishi mumkin. Periferik zonada joylashgan abonentlar uchun 
BS tanlash algoritmi tayanch stansiyaning ustuvorliklari qatoriga asoslanadi.
Abonent eng yuqori ustuvorlikka ega bo'lgan BS ga o'tkaziladi. Barcha BS larning 
ustuvorliklarini hisoblab chiqqandan so'ng va shunga mos ravishda har bir abonentni 
ma'lum BS ga tayinlagandan so'ng, har bir tayanch stansiyaning transport tarmog'ida 
yaratadigan yuki hisoblanadi. Aslida, abonentlarni hududiy taqsimlash to'g'risidagi 
ma'lumotlardan BS bo'ylab yuklarni taqsimlash to'g'risidagi ma'lumotlarga o'tish 
amalga oshirilmoqda.
Yuqoridagi model statik, ya'ni. abonentlar va tayanch stansiyalarning 
joylashuvi uchun faqat bitta variantni ko'rib chiqadi. U SON 
kontseptsiyasining Mobility Load Balancing (MLB) deb nomlangan 
xususiyatini amalga oshiradi, ya'ni. mobil yuk balansi. Ammo real tizimlarda 
mobil abonentlar doimo harakatda bo'lib, bu hal qilinishi kerak bo'lgan 
qo'shimcha muammolarni keltirib chiqaradi. Ana shunday muammolardan 
biri o‘z vaqtida topshirish muammosidir. O'tkazish momentini boshqarish 
uchun o'z-o'zini tashkil qiluvchi tarmoqlar kontseptsiyasining Mobility 
Robustness Optimization (MRO) yoki mobil barqarorlikni optimallashtirish 
kabi funktsiyasi mavjud. MRO ni amalga oshirish uchun tayanch stansiyaning 
ustuvorligi formulasida topshirish koeffitsienti qo'llaniladi.
Agar abonent allaqachon ulangan stantsiya ko'rib chiqilayotgan 
tayanch stantsiyaga to'g'ri kelsa, bu koeffitsientning qiymati 1 ga teng. Aks 
holda, uning qiymati (0;1) ichida bo'ladi. LTE tarmog'ida uzatishning salbiy 
ta'siri abonent boshdan kechiradigan kechikish emas (bu atigi 30 ms), balki 
bu operatsiya tarmoqda yaratadigan yukdir. Ushbu operatsiyada ikkala 
tayanch stantsiya ham ishtirok etadi, shuning uchun model doirasida, 
abonent topshirilganda modelning namuna olish oralig'ida unga bir 
vaqtning o'zida ikkita tayanch stansiya xizmat ko'rsatadi, deb taxmin 
qilishimiz mumkin. Ushbu taxmin bizga uzatishning tarmoq ishlashiga salbiy 
ta'sirini hisobga olish imkonini beradi.
43

Yuqorida muhokama qilingan model Ruby dasturlash tilidan 
foydalangan holda dasturiy tarzda amalga oshirildi. Dasturni ishlab 
chiqishda ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash tushunchasidan 
foydalanilgan. Dastur tizim qurilgan 6 ta ob'ektni amalga oshiradi: kirish 
moduli, chiqish moduli, boshqaruv moduli, abonent, tayanch stansiya, 
o'zaro ta'sir.
Kirish moduli kirish parametr faylidan o'qish operatsiyalarini 
bajaradi va shuningdek, berilgan ehtimollik zichligi asosida abonentlarni 
tekislik bo'ylab taqsimlashni hosil qiladi.
"Abonent" va "baza stansiyasi" ob'ektlari o'z ichiga o'zgaruvchilar va 
funktsiyalar to'plamini o'z ichiga oladi, ular mos ravishda individual abonent va 
individual baza stansiyasining barcha kerakli parametrlarini tavsiflaydi. Odatda 
abonentlar massivi va tayanch stansiyalar massivi sifatida tashkil etilgan dasturda 
ushbu ob'ektlarning ko'p nusxalari mavjud. "O'zaro ta'sir" ob'ekti "abonent" va 
"baza stansiyasi" ob'ektlari massivlari bilan ishlaydi. Aynan shu ob'ekt qaysi 
abonentga qaysi baza stansiyasi tomonidan xizmat ko'rsatishini aniqlaydi. Bu 
obyekt chumolilar koloniyasini optimallashtirish algoritmini amalga oshiradi. 
Dasturda bu obyektning faqat bitta nusxasi mavjud. Ma'lumotlarni chiqarish 
moduli dastur tomonidan hisoblangan ma'lumotlarni inson uchun qulay shaklda 
taqdim etadi: grafik yoki matn shaklida. Agar kerak bo'lsa, u qabul qilingan 
ma'lumotni boshqa dastur uchun kirish ma'lumotlari formatiga o'zgartirish uchun 
modul bilan almashtirilishi mumkin. Boshqaruv moduli dasturning markaziy ob'ekti 
hisoblanadi. U hech qanday hisoblash funksiyalarini amalga oshirmaydi, lekin 
aynan shu modul dasturning mantiqiyligini belgilaydi va ma'lumotlarni bir 
ob'ektdan ikkinchisiga o'tkazishni tashkil qiladi.
Modellashtirish uchun kirish ma'lumotlari sifatida u yoki bu turdagi 
abonentlarning odatiy joylashuvini hisobga olgan holda, baza stansiyalarining 
ma'lum bir joylashuvi va abonentlarning tasodifiy joylashuvi bo'lgan Donetsk 
shahrining hududi tanlangan. Modellashtirishning maqsadi operatorga tayanch 
stansiyalar soni va kerakli chastota diapazoni optimal nisbati, shuningdek, 
tarmoqni qurishda an'anaviy yondashuv yoki SON kontseptsiyasiga muvofiq 
yondashuvdan foydalanish bo'yicha tavsiyalar berish edi. uzoq muddatda 
abonentlar sonini hisobga olgan holda. 2a va 2b-rasmlardagi grafiklar 
abonentlar sonining belgilangan qiymati uchun K mezoni qiymatining Nbs 
tayanch stantsiyalar soniga va chastota diapazoni DF ga bog'liqligini aks ettiradi. 
Ulardan foydalanib, operatorga SON kontseptsiyasidan foydalangan holda 
tarmoq qurishni tavsiya qilishimiz mumkin, bu esa ko'rib chiqilayotgan hududda 
75 ta baza stansiyalarini boshqaradi. Kerakli chastota resursi 10 MGts bo'ladi. 
Bu operatorning foydasini tarmoq ishi modellashtirilgan abonentlar soni bilan 
mumkin bo'lganidan taxminan 98% darajada ta'minlaydi.
44

a) an'anaviy yondashuv bilan b) SON yordamida yondashuv bilan
2.7-rasm - K grafik (Nbs, DF)
Simulyatsiya natijasida K(Nusr,Nbs,DF) bog'liqligi ham olindi, bunda 
N.
usr
- obunachilar soni, N
bs
- tayanch stansiyalar soni, DF - chastota 
diapazoni kengligi. Ushbu bog'liqlikning grafiklari 3a va 3b-rasmlarda 
ko'rsatilgan. K mezonining qiymati rang bilan ko'rsatilgan.
Mezonning qiymati operatorning foydasiga mutanosib bo'lganligi sababli, 
olingan ma'lumotlardan ma'lum bir konfiguratsiya narxini bunday tarmoqdan olingan 
foyda bilan taqqoslash orqali optimal tarmoq konfiguratsiyasini aniqlash mumkin. 
Bunday holda, abonentlar sonining ko'payishi hisobiga tarmoqdagi yuklanishning 
oshishi hisobga olinishi mumkin.
45

a) an'anaviy yondashuv bilan b) SON yordamida yondashuv bilan
2.8-rasm. Grafik K(Nusr, Nbs, DF)
Toldiqo'rg'on shahrining ma'lum bir hududi asosida qurilgan 
grafiklar operatorga ma'lum bir hududda joylashtirilishi kerak bo'lgan 
tayanch stansiyalar soni, talab qilinadigan chastota diapazoni va ushbu 
hududdagi abonentlar soni haqida haqiqiy ma'lumot beradi. ma'lum 
darajadagi xizmat ko'rsatish sifati bilan xizmat ko'rsatish mumkin bo'lgan 
ma'lum bir ehtimollik zichligi taqsimotiga ko'ra hududda joylashgan. 
Bunday modellashtirish har qanday mintaqa uchun amalga oshirilishi 
mumkin, ammo shuni tushunish kerakki, bu holda optimallashtirish 
muammosi NP-to'liqdir va hisoblanishi kerak bo'lgan ma'lumotlar miqdori 
foydalanish tufayli variantlarni to'liq qidirish bilan solishtirganda sezilarli 
darajada kamroq bo'lsa ham. metaevristik algoritm, Hisoblash vaqti hali 
ham bazaviy stansiyalar sonining chiziqli o'sishi bilan eksponent ravishda 
oshadi.
46

Download 5,27 Mb.