Эффективные стратегии обслуживания пользователей в многопользовательской системе MIMO

Аннотация

Постановка проблемы: одно из основных преимуществ технологии многоантенных систем, функционирующих
в многопользовательском режиме, заключается в возможности передачи информации нескольким пользователям од-
новременно благодаря формированию нескольких параллельных потоков данных, что позволяет значительно повысить
пропускную способность системы. Тем не менее спектральная эффективность может быть дополнительно увеличена за
счет применения различных динамических стратегий обслуживания пользователей, учитывающих текущее состояние
системы. Для оценки эффективности таких стратегий необходимы адекватные математические модели. Цель: разра-
ботка математических моделей многопользовательской системы MIMO, позволяющих оценить один из важных показа-
телей качества восприятия пользователя — среднее время получения услуги, в данном случае — среднее время загрузки
запрошенного пользователем файла. Результаты: представлены математические модели системы MIMO в виде систем
массового обслуживания в дискретном и непрерывном времени для трех известных стратегий обслуживания пользова-
телей. Предложены в замкнутой форме формулы для оценки среднего времени загрузки файла пользователем, позво-
ляющие сделать вывод о наилучшей стратегии обслуживания без обязательности проведения численного эксперимента
и, кроме того, имеющие меньшую вычислительную сложность по сравнению с уже существующими оценками, получен-
ными с помощью математических моделей в непрерывном времени. Еще одним преимуществом построенных моделей
является очевидная перспектива проведения дальнейших исследований по изучению влияния различных функций рас-
пределений длины файла на среднее время загрузки файла пользователем. Сделанные выводы об эффективности
каждой из стратегий согласуются с более ранними работами, что подтверждается численным примером. Практическая
значимость: разработанные модели многопользовательской системы MIMO могут быть использованы при выборе па-
раметров функционирования реальной многопользовательской беспроводной системы MIMO.