Heterogenní propojení mobilních zařízení v bezdrátových systémech 5. generace - Mašek, Pavel (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2017)
Předkládaná disertační práce je zaměřena na "heterogenní propojení mobilních zařízení v bezdrátových systémech 5. generace". Navzdory nepochybnému pokroku v rámci navržených komunikačních řešení postrádají mobilní sítě nastupující generace dostatečnou šířku pásma a to hlavně kvůli neefektivnímu využívání rádiového spektra. Tato situace tedy v současné době představuje řadu otázek v oblasti výzkumu. Hlavním cílem této disertační práce je proto návrh nových komunikačních mechanismů pro komunikaci mezi zařízeními v bezprostřední blízkosti s asistencí mobilní sítě a dále pak návrh a implementace algoritmů pro dynamické přidělování frekvenčního spektra v nastupujících mobilních sítích 5G. Navrhnuté komunikační mechanismy a algoritmy jsou následně komplexně vyhodnoceny pomocí nově vyvinutých simulačních nástrojů (kalibrovaných s využitím 3GPP trénovacích dat) a zejména pak v experimentální mobilní síti LTE-A, která se nachází v prostorách Vysokého učení technického v Brně, Česká Republika. Získané praktické výsledky, které jsou podpořeny zcela novou matematickou analýzou ve speciálně navržených charakteristických scénářích, představují řešení pro vlastníka spektra v případě požadavků na jeho dynamické sdílení. Tato metoda tedy představuje možnost pro efektivnější využití spektra v rámci mobilních sítí 5G bez degradace kvality služeb (QoS) a kvality zážitků (QoE) pro koncové uživatele. Vědecký přínos dosažených výsledků dokazuje fakt, že některé z principů představených v této disertační práci byly zahrnuty do celosvětově uznávaného standardu (specifikace) 3GPP Release 12.

This dissertation thesis addresses the "Heterogeneous Connectivity of Mobile Devices in 5G Wireless Systems". Despite decisive progress in many enabling solutions, next-generation cellular deployments still suffer from a~glaring lack of bandwidth due to inefficient utilization of radio spectrum, which calls for immediate action. The main aim of this Ph.D. work is to propose novel mechanisms providing proximity-based (cellular-assisted) networking and communication algorithms for dynamic allocation of spectrum resources in fifth-generation (5G) systems. Proposed communication mechanisms are comprehensively evaluated by the developed simulation tools (calibrated with the 3GPP data sets) as well as within the experimental 3GPP LTE-A cellular deployment at Brno University of Technology (BUT), Czech Republic. Obtained practical results (supported by novel mathematical analysis in characteristic scenarios) become instrumental to facilitate more dynamic bandwidth sharing. Thus, they promise to improve the degrees of spectrum utilization in future 5G systems without compromising the service quality and user experience (QoS and QoE) across different applications. As the main output of this thesis, particular research findings contributed in part to the 3GPP Release 12 specifications.
Heterogeneous Connectivity of Mobile Devices in 5G Wireless Systems
Keywords: 5.Generace mobilních sítí; Dynamické alokování spektra; Internet věcí; Komunikace mezi stroji; Komunikace zařízení v bezprostřední blízkosti; Přímá komunikace mezi zařízeními; Sdílený přístup k licencovanému spektru; Síťová komunikace; 5G; Cellular Systems; Device-to-Device (D2D) communication; Dynamic Spectrum Allocation; Internet of Things; Licensed Shared Access; Machine-to-Machine; Networking; Proximity-based communication