Адаптивний розподіл ресурсів у LTE мережах на базі SDR з використанням гармонічного аналізу та предиктивного моделювання навантаження

Анотація

Дослідження присвячене розробці математичної моделі адаптивного розподілу ресурсів у LTE-мережах на базі SDR з використанням гармонічного аналізу та предиктивного моделювання навантаження. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення ефективності використання обмежених мережних ресурсів в умовах зростання обсягів трафіку та вимог до якості обслуговування. Метою дослідження є розробка комплексного підходу до оптимізації розподілу ресурсів, що поєднує методи гармонічного аналізу з адаптивними алгоритмами управління. Запропоновано модифіковану модель гармонічного аналізу, яка враховує нестаціонарну та мультифрактальну природу мережного трафіку шляхом введення амплітудної та фазової модуляції гармонічних компонент і використання узагальненого показника Херста. Для оцінки параметрів моделі застосовано адаптивний алгоритм на основі методу найменших квадратів з експоненціальним забуванням. Задачу оптимізації сформульовано як багатокритеріальну нелінійну задачу з урахуванням ефективності використання ресурсів, енергетичних характеристик та показників якості обслуговування. Ефективність запропонованого підходу підтверджено результатами порівняльного аналізу, які демонструють підвищення ефективності використання частотно-часового ресурсу до 20%, зниження обчислювального навантаження на SDR-платформу до 30% та покращення енергетичної ефективності до 20%. Практичне значення роботи полягає у можливості підвищення продуктивності та адаптивності LTE-мереж на базі SDR в умовах динамічного трафіку.