Управление радиоресурсами ( RRM ) — это управление на системном уровне помехами в совмещенном канале , радиоресурсами и другими характеристиками радиопередачи в беспроводных системах связи, например, сотовых сетях , беспроводных локальных сетях , беспроводных сенсорных системах и сетях радиовещания . [1] [2] RRM включает в себя стратегии и алгоритмы для управления такими параметрами, как мощность передачи, распределение пользователей, формирование луча, скорость передачи данных, критерии передачи, схема модуляции, схема кодирования ошибок и т. д. Цель состоит в том, чтобы максимально эффективно использовать ограниченные ресурсы радиочастотного спектра и инфраструктуру радиосети.
RRM касается вопросов пропускной способности многопользовательской и многосотовой сети, а не пропускной способности канала «точка-точка» . Традиционные исследования и образование в области телекоммуникаций часто сосредоточены на кодировании каналов и кодировании источников с учетом одного пользователя, но когда несколько пользователей и смежные базовые станции совместно используют один и тот же частотный канал, может оказаться невозможным достичь максимальной пропускной способности канала. Эффективные динамические схемы RRM могут повысить спектральную эффективность системы на порядок , что часто значительно больше, чем возможно при внедрении усовершенствованных схем кодирования каналов и кодирования источников. RRM особенно важен в системах, ограниченных помехами внутри канала, а не шумом, например, сотовые системы и вещательные сети, однородно покрывающие большие площади, и беспроводные сети, состоящие из множества смежных точек доступа , которые могут повторно использовать одни и те же частоты каналов.
Стоимость развертывания беспроводной сети обычно определяется сайтами базовых станций (стоимость недвижимости, планирование, обслуживание, распределительная сеть, энергия и т. д.), а иногда также платой за лицензии на частоту. Таким образом, цель управления радиоресурсами обычно заключается в максимизации спектральной эффективности системы в единицах бит/с/Гц/площадь или Эрланг/МГц/сайт при некотором ограничении справедливости для пользователя, например, что уровень обслуживания должен быть выше определенного уровня. Последнее подразумевает покрытие определенной области и предотвращение сбоев из- за помех в совмещенном канале , шума , затухания, вызванного потерями на пути, замирания, вызванного затенением и многолучевым распространением , доплеровского сдвига и других форм искажений . На уровень обслуживания также влияет блокировка из-за контроля допуска , нехватка планирования или невозможность гарантировать качество обслуживания , запрашиваемое пользователями.
В то время как классические методы управления радиоресурсами в первую очередь рассматривали распределение временных и частотных ресурсов (с фиксированными пространственными шаблонами повторного использования), последние многопользовательские методы MIMO позволяют осуществлять адаптивное управление ресурсами также и в пространственной области. [3] В сотовых сетях это означает, что дробное повторное использование частот в стандарте GSM было заменено универсальным повторным использованием частот в стандарте LTE .
Статический RRM включает в себя ручное и автоматизированное планирование фиксированных ячеек или планирование радиосети. Примеры:
Статические схемы RRM используются во многих традиционных беспроводных системах, например, в сотовых системах 1G и 2G , в современных беспроводных локальных сетях и в несотовых системах, например, в системах вещания. Примерами статических схем RRM являются:
Динамические схемы RRM адаптивно подстраивают параметры радиосети под нагрузку трафика, позиции пользователей, мобильность пользователей, требования к качеству обслуживания, плотность базовых станций и т. д. Динамические схемы RRM рассматриваются при проектировании беспроводных систем с целью минимизации дорогостоящего ручного планирования ячеек и достижения «более плотных» схем повторного использования частот , что приводит к повышению спектральной эффективности системы .
Некоторые схемы централизованы, где несколько базовых станций и точек доступа контролируются контроллером радиосети (RNC). Другие распределены, либо автономные алгоритмы в мобильных станциях , базовых станциях или беспроводных точках доступа , либо координируются путем обмена информацией между этими станциями. [1]
Примерами динамических схем RRM являются:
Будущие сети, такие как стандарт LTE (определенный 3GPP ), разработаны для повторного использования частоты одной. В таких сетях соседние соты используют один и тот же частотный спектр. Такие стандарты используют Space Division Multiple Access (SDMA) и, таким образом, могут быть высокоэффективными с точки зрения спектра, но требуют тесной координации между сота, чтобы избежать чрезмерных межсотовых помех. Как и в большинстве развертываний сотовых систем, общая спектральная эффективность системы не ограничена диапазоном или шумом, но ограничена помехами. [1] Управление межсотовыми радиоресурсами координирует распределение ресурсов между различными сотовыми узлами с помощью многопользовательских методов MIMO. Существуют различные средства координации межсотовых помех (ICIC), уже определенные в стандарте. [4] Динамические одночастотные сети , координированное планирование, многосайтовое MIMO или совместное многосотовое предварительное кодирование являются другими примерами управления межсотовыми радиоресурсами. [3] [5]