Përdoruesi:Arzanak/sandbox
B5G - Llojet e interferencës në rrjetin pa tela 5G Redakto
Ndërsa numri i pajisjeve të përdoruesve (UE) dhe pajisjeve që lidhen në rrjetin pa tela 5G po rritet çdo ditë, sfidat më të mëdha me të cilat po përballet rrjeti 5G janë ato për të rritur kapacitetin e sistemit, për të zgjeruar efikasitetin e energjisë (EE) dhe për të rritur normat e të dhënave të rrjetit. Parashikohet që numri i pajisjeve të lidhura në rrjetin pa tela 5G do të rritet midis 10 dhe 100 herë ne krahasim me ato në 4G dhe shpejtësia e të dhënave do të arrijë shpejtësinë deri në 10 Gbps[1].
Për më tepër, teknologjia e komunikimit pritet të konsumojë deri në 51% të energjisë elektrike globale deri në vitin 2030[2] . Kërkohen qasje inovative për të përballuar këto sfida të jashtëzakonshme dhe për të përmirësuar performancën e rrjetit 5G, të tilla si valë milimetrike (mm-valë) , antena MIMO (MIMO masive) dhe përdorimi i qelizave të vogla (Small Cell SC)[3] [4]. Këto teknologji përmirësojnë kapacitetin e sistemit, rrisin shpejtësinë e transmetimit të të dhënave të rrjetit, përmirësojnë Cilësinë e Shërbimit (QoS), mbështesin rritjen e përdoruesve, përmirësojnë efiçencën spektrale dhe të energjisë.
SC është një teknologji premtuese që synon të ofrojë shërbime të rrjetit pa tela 5G në një mënyrë efikase në aspektin e energjisë për përdoruesit. SC-të përfshijnë femtocelulat, pikocelulat dhe nyjet rele. Vendosja e dendur e këtyre SC-ve në HetNets (rrjete heterogjene të 5G-së) në rrjetin pa tela 5G mund të përmirësojë në mbulueshmërine e rrjetit,[3] veçanërisht në zonat e brendshme dhe urbane.
Pavarësisht nga meritat e mëdha të SC-ve të vendosura në mënyrë të dendur në HetNets 5G, lindin sfida të shumta si konsumi jashtëzakonisht i madh i energjisë i SC-ve[5] dhe interferenca në mes tyre.
Operimi sinkron ndërmjet makro-celulave, mikro-celulave, piko-celualve dhe femto-celulave me një emër referohet si rrjetë heterogjene në 5G apo HetNets.
Disa lloje të interferencës në 5G Redakto
Arkitektura e re në rrjetin pa tela 5G paraqet një kombinim të shumë teknologjive si: HetNet, D2D(Device-to-Device), UDNs (Ultra-Dense Networks), UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), beamforming, Massive Multiple-Input Multiple-Output (MMIMO), mm-wave[6], etj. Përmirësimet në arkitekturën e rrjetit janë të nevojshme për të siguruar që radiot e reja janë kompatibile apo të përshtatshme me rrjetin ekzistues. Sidoçoftë përdorimi i teknologjive të ndryshme ka si pasojë edhe interferencën tejet të lartë në sinjalin e njëra tjetrës. Këto interferenca ndikojnë në performancën e tërë rrjetit[6].
Interferenca në rrjeta heterogjene HetNets Redakto
Kombinimi i celulave të vogla (SCs) mundëson shkarkimin e trafikut nga makro-celulat dhe përmirëson performancën e rrjetit, duke mundësuar lidhjen e pasjisjeve fundore në SC te cilat kanë fuqi minimale të transmetimit.
Mirëpo, kjo metodë gjithashtu shkakton interferencë ndërmjet celulave ICI (Inter-cell Interference) në rrjetë, veçanërisht për përdoruesit të cilët janë të vendosur në vijat kufitare të celulave të vogla (SC), që nënkupton se vend-ndodhja e tyre është ndërmjet dy celulave[6].
Ne përgjithësi makro-celulat janë të vendosura në bazë të një plani të detajuar dhe të planifikuar të rrjetës, ndërsa celulat e vogla vendosen kur identifikohet ndonjë problem i mbulueshmërisë dhe nevoja për shtim të kapaciteteve të trafikut ne rrjetë.
Me teknologjinë e shpërndarjes me bartës-të-shumfishtë, celulat e vogla përdorin diversitet me më shumë bartës të frekuencave se sa teknologjia e shpërndarjes me celulat makro. Kjo metodë në mënyrë efikase minimizon interferencën ndërmjet celulave, por nuk garanton shfrytëzimin optimal të të gjitha karakteristikave të spektrit[6].
Gjithashtu, shpërndarja me kanale te përbashkëta përdoret për shfrytëzimin e bartësve të njejtë për makro celulat dhe celulat e vogla, në të cilat përdorimi efektiv I spektrit është I optimizuar përmes ripërdorimit të spektrit dhe teknikave të shpërndarjes në rrjetat heterogjene (HetNet)[6].
Edhe pse teknika e shpërndarjes me kanale të përbashkëta mundëson përdorim të shkëlqyer spektral, ajo rezulton në interferencë ndërcelulare (ICI) të madhe ndërmjet celulave makro dhe të vogla .
Për shkak të funksionimit të sinkronizuar të celulave të vogla (SC-ve), për brenda tyre, lloje të ndryshme pajisjesh inteligjente ose pajisje të vogla janë të lidhura në mjedisin e rrjeteve heterogjene (HetNet), duke rezultuar në interferencë ndërmjet shtresave të celulave, që është interferencë midis subjekteve që i përkasin të njëjtit rrjet ose shtresë të celulës.
Në rastin e femto-celulave, interferenca ndërshtresore ndodh ndërmjet femto-celulave fqinje. Ndërsa interferenca ndërmjet entiteteve që I përkasin rrjetave të ndryshme apo shtresave quhet interferencë ndërmjet shtresave apo cross-tier interference[6].
Këto interferenca janë të zakonshme në vende ku numri I madh I përdoruesëve paraqet kërkese për kapacitet të lartë të kanalit, në përdorimin e trafikut të lartë për aplikacione, shfletim të internetit dhe ngarkimin apo shkarkimin e video-së dhe imazheve. Menaxhimi dhe minimizimi I interferencës ndër-celulave është një pikë me të cilen duhet të merren edhe gjeneratat e ardhëshme celulare pasi që teknologjitë e deri tanishme nuk kanë zgjidhje afatgjate.
Interferenca ne komunikimin pajisje -me-pajisje (D2D Device-to-Device) Redakto
Menaxhimi i interferencës paraqet një nga sfidat kryesore të rëndësishme për komunikimin D2D. Për shkak se shumë përdorues celularë dhe D2D përdorin të njëjtën pjesë të spektrit, ata mund të shkaktojnë interferencë tek njëri-tjetri.
Për të mundësuar komunikimin D2D, dizajni i rrjetit celular u modifikua për të përmbajtur dy nivele në vend të një niveli . Niveli i parë është niveli tradicional i makrocelules, në të cilin stacioni bazë dhe pajisja komunikojnë me njëri-tjetrin. Niveli i ri, i njohur si niveli i pajisjes, përfshinë komunikimin D2D. Si rezultat, ky lloj sistemi quhet sistemi me dy nivele ose sistem celular.[6]
Një nga shqetësimet më të rëndësishme për komunikimin D2D është menaxhimi i interferencave ndërmjet pajisjeve celulare dhe atyre të përdoruesve D2D, në të cilat të njëjtat burime frekuencash përdoren si për komunikimin D2D ashtu edhe për komunikimin celular[1].
Për të rriturr efikasitetin e spektrit, është e preferueshme të përdoret komunikimi D2D në një modalitet pjesëmarrës. Megjithatë, kjo krijon sfida të konsiderueshme të menaxhimit të interferencave pasi, në krahasim me teknologjitë e komunikimit celular, sistemi duhet të menaxhojë kushte të reja të interferimeve per komunikimin D2D. Kapaciteti total dhe efikasiteti i spektrit të sistemit celular përkeqësohen nëse interferimet nuk kontrollohen në mënyrë adekuate, gjë që do të zvogëlonte avantazhet e mundshme të komunikimit D2D. Interferimet më të spikatura që shihen në komunikimin D2D klasifikohen në dy kategori: interferime në domenin e rrjetit dhe në domenin e frekuencës[6].
Interferencat në rrjeta shumë të dendura( UDN-Ultra-Dense Networks)
Interferimet janë një problem i ndërlikuar në UDN, sepse interferimet mbizotëruese ndodhin pranë marrësve tek të cilët është dërguar shërbimi. Kordinimi i interferimeve është një çështje e sofistikuar në UDN për shkak të densitetit të ndryshëm të stacionit bazë, gjë që bën që disa stacione bazë të interferojne më shumë se të tjerët. Për fat të mirë, për shkak të numrit relativ të APS dhe pajisjeve të përdoruesve, disa APS mund të mos kenë asnjë pajisje të përdoruesve të lidhur[6]. Kështu, mbyllja e këtyre Ap-ve ose minimizimi i fuqisë së tyre të transmetimit është një strategji e preferueshme për të zvogëluar ndikimin e interferencës dhe konsumin total të energjisë. Janë tre mënyra të ndaljes, apo vendosjes ne gjume: të kontrolluara nga celulat, të kontrolluara nga rrjeti kryesor dhe të kontrolluara nga pajisjet fundore .Celulat e vogla aktivizohen në modalitetin e parë nëse është i pranishëm një përdorues aktiv i planifikuar. Në modalitetin e dytë, celula qëndrore e rrjetit ka autoritetin për të dërguar një mesazh për të zgjuar një stacion bazë specifik. Modaliteti i fundit tregon që pajisja fundore e përdoruesit mund të zgjojë një celule fqinje duke transmetuar një mesazh “wake-up” per të zgjuar dhe riaktivizuar stacionin bazë. Llojet më të njohura të interferencave në UDN mund të përshkruhen si më poshtë[6]:
1. Ndërhyrja në-mes-celulave ICI ndodh për shkak të mungesës së spektrit kur spektri i disponueshëm nuk është në gjendje të plotësojë kërkesën në rritje.
2. Interferimet me shumë nivele: Në UDN, të dyja, makrocelulat dhe SC-të shpërndahen përmes rrjetit. Fuqitë e ndryshme të emetimit, topologjitë e celulave, pikat e hyrjes në radio dhe faktorë të tjerë kontribojnë të gjithë në interferimet e krijuar nga shumë nivele.
3. Interferimi i celuave te vogla ndermjet vete (S2SI)
Interferencat në mjete ajrore pa pilot (UAV Unmanned Aerial Vehicles) Redakto
Interferencat me një mjet ajror gjatë shërbimeve të fluturimit mund të jenë te dëmshme për suksesin e misionit te UAV-së. Llojet e interferencës që duhet të trajtohen me seriozitet janë ato që ndikojnë në transmetimet e sistemit global të navigimit satelitor (GNSS). Kjo mund ta detyrojë UAV-në të bëjë kompromis për cilësinë dhe saktësinë e të dhënave që ruan. Pasi të analizohen të dhënat, kjo mund të çojë ne ridërgimin e të dhënave përsëri. Interferenca mund të çojë në një humbje të plotë të sinjalit dhe mjetit ajror sepse do të humbasë gjurmimin dhe pozicionimin e saj[6].
Ekzistojnë dy lloje kryesore të interferimeve në UAV. Lloji i parë është interferenca e brendshme e cila përfaqëson ndërhyrjen nga pajisjet e tjera elektronike në UAV. Për shkak të madhësisë kompakte të pajisjeve elektronike, disa antena GNSS janë të vendosura pranë pajisjeve të tjera elektronike që mund të interferojnë. Lloji i dytë është ndërhyrja e jashtme që i referohet burimeve të tjera të ndërhyrjes që mund të vijnë nga vetë UAV-ja, qofshin të qëllimshme apo jo.[6]
Referime Redakto
- ^ a b Qamar, Faizan; Dimyati, Kaharudin; Hindia, Mhd Nour; Noordin, Kamarul Ariffin; Amiri, Iraj Sadegh (2019). "A Stochastically Geometrical Poisson Point Process Approach for the Future 5G D2D Enabled Cooperative Cellular Network". IEEE Access. 7: 60465–60485. doi:10.1109/ACCESS.2019.2915395. ISSN 2169-3536.
- ^ Andrae, Anders S. G.; Edler, Tomas (2015-06). "On Global Electricity Usage of Communication Technology: Trends to 2030". Challenges (në anglisht). 6 (1): 117–157. doi:10.3390/challe6010117. ISSN 2078-1547.
{{cite journal}}: Shiko vlerat e datave në:|date=(Ndihmë!)Mirëmbajtja CS1: DOI i lirë i pashënjuar (lidhja) - ^ a b Sheikhzadeh, Saeed; Javan, Mohammad (2016-06-10). "Key Technologies in 5G: Air Interface". The Modares Journal of Electrical Engineering (në anglisht). 16 (2): 50–61.
- ^ Bangerter, Boyd; Talwar, Shilpa; Arefi, Reza; Stewart, Ken (2014-02). "Networks and devices for the 5G era". IEEE Communications Magazine (në anglisht). 52 (2): 90–96. doi:10.1109/MCOM.2014.6736748. ISSN 1558-1896.
{{cite journal}}: Shiko vlerat e datave në:|date=(Ndihmë!) - ^ Liu, Chang; Natarajan, Balasubramaniam; Xia, Hongxing (2016-03). "Small Cell Base Station Sleep Strategies for Energy Efficiency". IEEE Transactions on Vehicular Technology (në anglisht). 65 (3): 1652–1661. doi:10.1109/TVT.2015.2413382. ISSN 1939-9359.
{{cite journal}}: Shiko vlerat e datave në:|date=(Ndihmë!) - ^ a b c d e f g h i j k l Alzubaidi, Osamah Thamer Hassan; Hindia, MHD Nour; Dimyati, Kaharudin; Noordin, Kamarul Ariffin; Wahab, Amelia Natasya Abdul; Qamar, Faizan; Hassan, Rosilah (2022-09-08). "Interference Challenges and Management in B5G Network Design: A Comprehensive Review". Electronics (në anglisht). 11 (18): 2842. doi:10.3390/electronics11182842. ISSN 2079-9292.
{{cite journal}}: Mirëmbajtja CS1: DOI i lirë i pashënjuar (lidhja)