Analysis of dual-connectivity approaches for mmWave 5G radio access through ns-3 network simulator

The increased of the data traffic, the scarcity of bandwidth, and the low latency that 5G technology requires, are the key that characterizes mmWaves as the pillar of the development of cellular systems due to its potential for multi-gigabit throughput and low latency. The purpose of this manuscript is to introduce and describe the dual connectivity protocol that allows a UE to be simultaneously connected to 4G and 5G LTE cells without communication interruption, meeting the needs of susceptibility to the blockage that these signals suffer. Two algorithms are then explored that a controller embedded in the LTE station uses to perform handovers based on channel conditions through the use of the mmWave module into the open-source ns-3 simulator. Finally, the results obtained in the scenarios considered are analyzed in terms of SINR, throughput, latency, and number of handovers made by the UE during the duration of the simulation.

L'aumento del traffico dati, la scarsità di banda e la bassa latenza che la tecnologia 5G richiede, sono la chiave che caratterizza le mmWaves come il pilastro dello sviluppo dei sistemi cellulari grazie al suo potenziale di throughput multi-gigabit e bassa latenza. Lo scopo di questo articolo è quello di introdurre e descrivere il protocollo di doppia connettività che permette ad un UE di essere connesso simultaneamente alle celle 4G e 5G LTE senza interruzione della comunicazione, soddisfacendo le esigenze di suscettibilità al blocco che questi segnali subiscono. Vengono poi esplorati due algoritmi che un controller incorporato nella stazione LTE utilizza per eseguire handover basati sulle condizioni del canale attraverso l'uso del modulo mmWave nel simulatore open-source ns-3. Infine, i risultati ottenuti negli scenari considerati sono analizzati in termini di SINR, throughput, latenza e numero di handover effettuati dall'UE durante la durata della simulazione.