نحو إدارة ذاتية عديمة التصادم في انظمة الاتصالات الخلوية

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

تعتبر الشبكات ذاتية الإدارة (Self-Organizing Network, SON) من المجالات البحثية الرائدة في مجال الاتصالات الخلوية، والتي بدأ العمل بها مع ظهور الجيل الرابع (4G)، وتبلورت الكثير من مفاهيمها خلال العقد الماضي، ولا زالت مستمرة حتى يومنا هذا. وازدادت أهميتها مؤخرًا مع ظهور الجيل الخامس (5G) وما تلاه من الكشف عن بعض ملامح الجيل السادس (6G)، وذلك نظرًا للتعقيد والحساسية العالية التي تتطلبها إدارة الشبكات الخلوية المستقبلية. إلا أن أحد العوائق الهامة التي واجهت تشغيل الشبكات ذاتية الإدارة هي مشكلة تصادم وظائف الإدارة، والتي تؤدي إلى تدهور أدائها أو في بعض الأحيان إلى فشل نظام الإدارة ككل. وعلى الرغم من استخدام وظيفة التنسيق الذاتي لحل مشكلة التصادم، إلا أن ذلك لم يمنع حدوث الكثير من المشكلات التشغيلية التي حالت دون الاستفادة الكاملة من وظائف SON بصيغتها الحالية، خاصة مع ضبابية مفاهيمها وتعقيد وظيفة التنسيق الذاتي. إضافة إلى ذلك، ظل اعتماد طرائق التنسيق على نطاق محدود خلال العقد الماضي، مما حال دون نضوجها واعتمادها على نطاق واسع. يركز هذا البحث على وظيفة التنسيق الذاتي ومفاهيمها بشكل عام كجزء من المساهمة، وعلى إيجاد حلول لتنسيق مستنسخات الوظائف الإدارية الذاتية ضمن مجال التعافي الذاتي. ونظرًا لتعقيد وظيفة التنسيق الذاتي وعدم وضوح المعايير، فقد جرى في بداية هذا البحث مناقشة مبادئ ومشكلات تشغيل وظائف SON بشكل منهجي. وقد أدى ذلك إلى تعريف سبعة أنواع جديدة من التصادمات التي يمكن أن تنشأ بين وظائف الإدارة، والتي يجب أخذها في الاعتبار من أجل تحقيق متطلبات ضبط وتحسين شبكات 5G وما بعدها. كما جرى وضع أول تصنيف لطرائق التنسيق الذاتي على أساس المنهجيات الأساسية المستخدمة فيها، ومناقشة أساليب تنفيذها ومقارنة آخر ما توصلت إليه الأبحاث في هذا المجال. إضافة إلى ذلك، جرى اقتراح أول إطار عمل متكامل لوحدة التصادمات على أساس نموذج 3GPP المرجعي في إدارة الشبكات الخلوية. وبالنظر إلى أن حقل التنسيق الذاتي لم يحظ بالاهتمام الكافي خلال العقد الماضي، ونظرًا للحاجة الأساسية لضمان تعويض خالٍ من التصادم، جرى ضمن هذا البحث إثبات الحاجة الأساسية لتنسيق وظائف التعافي الذاتي. وعلى ضوء ذلك، تم اقتراح حل لمشكلة تنسيق وظائف التعافي الذاتي باستخدام سياسات عالية المستوى تعتمد على المنطق العائم لتنسيق وظائف تعويض ميلان الهوائي، وباستخدام نظرية الألعاب غير التعاونية ذات المحصلة الصفرية لتنسيق وظائف تعويض القدرة. الحل المقترح يحقق، ضمن إطار عمل التنسيق الذاتي، تجنب التصادمات وحلها في أسوأ حالات تنفيذ الوظائف المستقلة ذات الهدف الوحيد. كما يحقق الحل القائم على نظرية الألعاب الاستقلالية بين تصميم وظيفة التنسيق الذاتي وتصميم الوظائف الأخرى وطرائق التعويض، مما يبسط تصميم نظام الإدارة ككل ويمنح مرونة كبيرة في تنفيذ وتطوير الوظائف في الشبكات الحقيقية نحو التعافي الذاتي الخالٍ من التصادم.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

f690668d-84af-4779-8917-cbdc8d08b45c

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

840967_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

Toward conflict-free self-organization in cellular networks

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"خلدون خرزم","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"عدنان محمد نزار بيازيد","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"محمد الجنيدي","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

Arabic

المصدر والدورية

اسم المصدر

نحو إدارة ذاتية عديمة التصادم في انظمة الاتصالات الخلوية

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

Self-Organizing Network (SON) is an active research area in cellular networks since the early identification of 4G requirements, where many of its concepts have been defined over the last decade. Recently, the importance of SON has increased after the deployment of the fifth generation (5G) and the emergence of some prospective 6G features, since network management and optimization in these generations are regarded as very complex and sensitive tasks. One important challenge of SON deployment and operation is the conflict between SON functions, which compromises the overall gain of SON and may result in SON failure. Although the functionality of self-coordination has been introduced to avoid and resolve conflicts, the problem of SON conflicts is not completely addressed. In addition, most self-coordination concepts are dispersed across numerous studies, and many of its perspectives remained unclear over the last decade, as research was limited to specific applications. This has restricted the maturity and wide deployment of SON functions. This research focuses on the functionality of self-coordination and its concepts as a general contribution, specifically on coordinating SON function instances in the area of self-healing. Due to the complexity of self-coordination functionality and the lack of standards, this research begins by discussing the concepts and operational issues of SON functions methodically. This led to the definition of seven new types of conflicts that can arise between SON functions, which must be addressed to meet the requirements for network configuration and optimization in 5G and beyond. Furthermore, the first classification of self-coordination methodologies is provided based on their main approaches, discussing implementation issues and comparing the state-of-the-art in this field. In addition, the first integrated framework for the conflict module is proposed based on the 3GPP reference model of cellular network management. Given that the field of self-coordination received limited attention over the last decade, and due to the critical need for conflict-free Cell Outage Compensation (COC), this research proves the essential need for coordinating COC instances. Accordingly, a solution is proposed to coordinate self-healing functions using high-level policies implemented with fuzzy logic for Antenna Tile (AT)-based COC instances and Non-Cooperative zero-sum Game (NCG) for Transmission Power (TXP)-based COC instances. The proposed solution within the self-coordination framework achieves conflict avoidance and resolution in the worst-case deployment of greedy, stand-alone, single-objective COC functions. Additionally, the NCG-based solution ensures independence between the design of self-coordination functionality, other COC functions, and compensation methods, simplifying the design of SONFs and enabling flexible implementation and modification of functions in real networks towards conflict-free self-healing.

كلمات الباحثين

شبكات الاتصالات الخلوية، الشبكات ذاتية الإدارة، التنسيق الذاتي، التعافي الذاتي، التعويض الذاتي، تصادم وظائف الإدارة، المنطق العائم، نظرية الألعاب غير التعاونية ذات المحصلة الصفرية، نقطة التوازن.

إشراف وإعداد

الإشراف

خلدون خرزم, محمد الجنيدي

الإعداد

عدنان محمد نزار بيازيد

الاقتباسات الببليوغرافية