ПРОЕКТ СТРОИТЕЛЬСТВА НОВОЙ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ В РАЗВИВАЮЩЕМСЯ ЖИЛОМ КОМПЛЕКСЕ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Проект строительства новой базовой станции в развивающемся жилом комплексе

Н.С. Мальцева, Д.С.Бондаренко, А.В.Осовский, Д.В.Кутузов Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

Аннотация: В статье произведен анализ технологии 3G, даны краткие описания стандартов. UMTS позволяет предоставлять абонентам широкий перечень услуг: видеозвонки, видеоконференции, высококачественные голосовые звонки, загрузка файлов с высокой скоростью, сетевые игры, мобильная коммерция и др. Обоснована необходимость построения БС стандарта 3G в одном из районов малоэтажной застройки г. Астрахань. Произведены расчёты основных параметров сети 3G. Рассчет пропускной способности показал, что проектируемая сеть не будет подвергаться перегрузкам. При расчете бюджета линии выбор сделан в пользу модели Cost231-Хата для сельской местности.

Ключевые слова: системы сотовой связи, базовая станция, распространение радиовлн, затухание, ослабление сигнала, модель.

Введение

Жизнь современного человека тесно свящана с использованием мобильной беспроводной связи. За 20 лет, с момента своего зарождения, она изменила мир. В настоящее время круглосуточный доступ мобильной связи признается целесообразным, те операторы, которые не могут это обеспечивать, теряют клиентов.

Круглосуточную мобильную связь обеспечивает бесперебойная постоянная работа огромной системы, которая состоит из тысячи элементов, в их числе: базовые станции, контроллеры, коммутационное оборудование и многое другое.

Главным элементом любой сети является базовая станция, позволяющая мобильным абонентским устройствам обмениваться голосовым трафиком, через коммутационное оборудование, осуществлять выход в интернет, выполнять прием и передачу данных [1], [3].

Задачей базовой станции является создание радиосвязи между мобильной станцией и контроллером.

Зона покрытия антенн базовой станции образует соту, а вместе — группу сот. В зависимости от настроек, покрытие одной базовой станции может быть от нескольких десятков метров до 50 километров. Каждая базовая станция обслуживает только свой определенный участок сети с помощью нескольких нацеленных в различные участки сектора трансиверов. Рабочий радиус (ширина охвата), равно как и емкость, у базовой станции может быть разной и зависит от установленного оборудования [2], [4], [5].

В Астраханской области существуют места, где наблюдаются перебои со связью и интернет-соединением. Для улучшения этих параметров проведено исследование с целью строительства базовой станции с технологией 3G.

1. Постановка задачи

С начала 2018 г. в районном центре Приволжского района Астраханской области ведется строительство и продажа коттеджей в жилом комплексе (ЖК) «Жемчужный». На данной территории будут располагаться 308 коттеджей.

Для обеспечения нового и быстроразвива-ющегося ЖК стабильной связью без перегрузки планируется строительство новой базовой станции стандарта UMTS.

В работе поставлена задача обеспечения доступа жителей нового ЖК к услугам сети интернет и телефонии.

2. Обзор известных технических

РЕШЕНИЙ

Все стандарты поколений сотовой беспроводной связи позволяли абонентам осуществлять доступ в сеть интернет. Стандарт 1G поддерживал скорость меньше 10 Кбит/с. С каждым годом спрос на сетевые услуги увеличивался вместе с объемом информации, следовательно, требовались более высокие скорости для передачи данных.

В 1991 году был реализован стандарт глобальной системы мобильной связи 2G, значительно превосходящий по своим характеристикам первое поколение. Стала возможна передача текстовых сообщений, графических и мультимедийных сообщений, благодаря чему был создан совершенно новый способ общения абонентов. Скорость передачи данных достигла 384 Кбит/с.

На данный момент наиболее распространенной сетью в России являются сотовые сети стандарта 3G. Более подробно рассмотрим стандарты 3G, работающие в миллиметровом диапазоне частот.

UMTS — (Universal Mobile Telecommunications System) - универсальная система мобильной связи нашла наибольшее распространение среди других стандартов данного поколения на

территории Европы, в том числе и России. Разработка стандарта UMTS началась в 1992 году организацией по стандартизации IMT-2000 (Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций).

Скорость передачи данных для сетей UMTS может достигать 2 Мбит / сек. Благодаря технологии HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access - высокоскоростной пакетной передачи данных от базовой станции кмобильному телефону) (3.5G), которая была внедрена в 2006 году, максимальная скорость возросла до 14 Мбит / сек. Большое количество преимуществ UMTS позволяет предоставлять абонентам широкий перечень услуг: видеоконференции, загрузка файлов с высокой скоростью, видеозвонки, высококачественные голосовые звонки, сетевые игры, мобильная коммерция и многое другое.

WCDMA - это технология радиоинтерфейса, выбранная большинством российских операторов мобильной связи (в январе 1988 года), Европейским Институтом стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI) для обеспечения широкополосного доступа к радио для поддержки услуг третьего поколения.

Технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных сервисов видео, доступа в Интернет и видеоконференций; обеспечивает скорости доступа вплоть до 2 Мбит / с на коротких расстояниях и 384 Кбит / с на больших с полной мобильностью. Такие скорости передачи данных требуют широкой полосы пропускания [1].

Стандарт TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) обеспечивает множественный доступ с синхронным кодовым и временным разделением, это стандарт 3G, нашедший свое применение в Китае. Одной из причин разработки этого стандарта была попытка получить независимую от западного рынка сеть сотовой связи. Также, как и другие стандарты третьего поколения TD-SCDMA предоставляет расширенные возможности по передаче данных. Этот стандарт разрабатывался совместно компанией Siemens и Китайской академией технологий связи (CATT -China Academy of Telecommunications Technology). В марте 2001 года 3GPP (Third Generation Partnering Project) принял его как часть (метод доступа) четвертого выпуска стандарта UMTS.

HSDPA (высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — стандарт мобильной связи, рассматриваемый экспертами как один из переходов на технологии мобильной связи четвертого поколения (4G) [12], [13].

Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит / с, а практически достижимая скорость в существующих сетях обычно не

превышает 5 Мбит / с. Метод с целью увеличения скорости передачи данных был позаимствован из сетей 2G, а конкретнее из стандарта GSM. Технология EDGE в свое время уже позволила повысить скорость передачи данных в сетях второго поколения более чем в 2 раза, по равнению с технологией GPRS, лишь за счет нового способа модуляции [10], [11].

Наряду с новым методом модуляции сигнала, HSDPA также учитывает использование высокоскоростной автоматической системы повторного запроса, которая представляет собой схему адаптации канала, в которой информация о передаче, связанная с уровнем канала, используется для принятия решения о повторной передаче. Этот механизм отвечает за автоматическую ретрансляцию потерянных или поврежденных ошибок пакетов.

Для обеспечения нового и быстроразвива-ющегося комплекса стабильной связью без перегрузки был выбран стандарт UMTS, потому что он является универсальной технологией сотовой связи, которая позволит жителям в полной мере воспользоваться как услугами телефонии, так и высокоскоростным интернетом.

3. Выбор места установки базовой станции

Для установки БС было выбрано самое высокое здание ЖК - центр дошкольного образования. Он находится в центре поселка, что позволит направить азимуты антенны таким образом, чтобы избежать так называемых «слепых пятен», «зон островов» и «мёртвых зон». За неимением собственного помещения, БС лучше всего установить на арендованную площадку в виде технического этажа, который уже оснащен системой термоконтроля, пожарной сигнализацией и системой пожаротушения, что снизит затраты на покупку данного оборудования. Планируемый участок установки - ЖК «Жемчужный», расположенный по адресу: с. Начало-во, ул. Жемчужная, 15Б, Приволжский район, Астраханская область. Планируемое место установки БС показано на рис. 1.

Рис. 1. Планируемое место установки БС

Помимо оборудования, которое уже установлено, на техническом этаже будет находиться климатический шкаф, оснащённый антивандаль-ной системой, оборудованием для подключения к электричеству, комплектом аккумуляторов.

Из контейнера должны быть проведены фидерные кабели к антеннам, которые будут установлены на пятиметровой металлической конструкции.

4. Расчет пропускной способности

ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ И КОЛИЧЕСТВА БС

Пропускную способность сети оценивают, базируясь на средних значениях спектральной эффективности соты в определенных условиях.

Спектральная эффективность систем мобильной связи представляет собой показатель, вычисляемый как отношение скорости передачи данных на 1 Гц используемой полосы частот (бит / с / Гц). Спектральная эффективность является показателем эффективности использования частотного ресурса, а также характеризует скорость передачи информации в заданной полосе частот.

Спектральная эффективность может рассчитываться как отношение скорости передачи данных всех абонентов сети в определенной географической области (соте, зоне) на 1 Гц полосы частот (бит / с / Гц / сота), а также как отношение максимальной пропускной способности сети к ширине полосы одного частотного канала.

Восходящей линии связи (UL) — называется линия связи, используемая для передачи сигналов от абонетов к базовой станции.

Нисходящая линии связи (DL) - это линия связи от базовой станции к абонетам.

Данные Таблицы 1 относятся к сети LTE.

Таблица 1

Средняя спектральная эффективность для сети LTE

Линия Средняя спектральная эффективность

UL 0,735

DL 1,69

Средняя пропускная способность одного сектора БС (в дальнейшем именнуемое NB):

R = S • W,

(1)

где S - средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц);

W - ширина канала (МГц), W = 10 МГц. Для линии DL («вниз») по формуле (3.1):

RDL = 1,69 • 10 = 16,9 Мбит/с Для линии ЦЬ («вверх») по формуле (3.1):

RUL = 0,735 • 10 = 7,35 Мбит/с Средняя пропускная способность базовой станции RNB вычисляется путем умножения

пропускной способности одного сектора на количество секторов базовой станции; число секторов БС (Ж) примем равное три, тогда:

ReNB = ^ОЬ/И • 3 (2)

Для линии DL по формуле (2):

ReN.DL = 16,9 • 3 = 50,7 Мбит/с Для линии ЦЬ по формуле (2): ReNB.UL = 7,35 • 3 = 22,05 Мбит/с

Для определения допустимой нагрузки в секторе одной соты количества сот необходимо определить общее число каналов, выделяемых для развертывания проектируемой сети ЦМТ[8,9,10]. Весь канальный ресурс разбивается на ресурсные блоки, каждый из которых состоит из 12 расположенных рядом поднесу-щих, занимающих полосу 180 кГц. Общее число каналов Ык рассчитывается по формуле:

Ni

=н

(3)

где ДРг - полоса частот, выделенная для работы сети и равная 105 МГц;

Дк - полоса частот одного радиоканала, Дк = 180 кГц.

Общее число каналов Ык по формуле (3):

105000

Ык =-« 583 канала

к 180

Число каналов Ык.сек, необходимое использовать для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты:

N

= [ Nk ] ксек Ln^mJ

(4)

где Ык - общее число каналов;

Ыкл - размерность кластера, выбираемое с учетом количества секторов еЫВ;

Мсек - количество секторов базовой станции. Число каналов в одном секторе одной соты (3.4):

— 583 к.сек = 3»3 '

64 канала

Число каналов трафика в одном секторе одной соты Ыкт.сек рассчитывается по формуле:

N

=N

N

(5)

где NraT - число каналов трафика в одном радиоканале, определяемое стандартом радио-доступа для сети LTE NraT = 1. По формуле (5):

N =1

64 = 64 канала

В соответствии с моделью Эрланга В, представленной в виде программного калькулятора на рис. 2, доступного по ссылке в сети https://www.erlang. com/calculator/erШ/, определим допустимую нагрузку в секторе одной соты Асек при допустимом значении вероятности блокировки равной 1% и рассчитанным выше значении Ыкт.сек равного 64 каналам.

Определяем, что Асек « 50 Эрл.

Erlang В Calculator

® Erlangs О Blocking О Lines

50.600 0.010 64

Calculate

Рис. 2. Расчет допустимой нагрузки в секторе от числа каналов трафика и вероятности блокировки

Число абонентов, которое будет обслуживаться одной еМБ, определяется по формуле:

Na6.eNB — Мсек •

[Асек А1 J

(6)

где Ai - средняя по всем видам трафика абонентская нагрузка от одного абонента; значение Ai может составлять (0,04...0,2) Эрл.

Так как проектируемая сеть планируется использоваться для высокоскоростного обмена информацией, то значение A1 примем равным 0,2 Эрл. Таким образом, по формуле (6): 50

^.eNB = 3 ' 02 = 750 абонентов

Число базовых станций eNB в проектируемой сети UMTS определяется по формуле:

NeNB — [^Ч + 1

LNa6.eNBJ

(7)

где NN5 - количество потенциальных абонентов.

Количество потенциальных абонентов составляет приблизительно 20% от общего числа жителей ЖК «Жемчужный» (1500 чел.), тогда по формуле (7):

1500•20% ^в = °50 + 1 - 1

Среднюю планируемую пропускную способность RN проектируемой сети вычисляется путем умножения количества базовых станций еМБ на среднюю пропускную способность еМБ. Формула примет вид:

RN — (ReN.DL + ReNB.UL) • Ne

eNB

(8)

Средняя планируемая пропускная способность по формуле (8):

RN = (50,7 + 22,05) • 1 = 72,75 Мбит/с

Необходимо сравнить полученную пропускную способность с емкостью проектируемой сети.

Для этого определяется усредненный трафик одного абонента в ЧНН (часы наибольшей нагрузки):

R

т.ЧНН —

Nчнн■Nд

(9)

где Тт - средний трафик одного абонента в месяц, Тт = 25 Гбайт/мес;

N4HH - число ЧНН в день, N4HH = 7; Na - число дней в месяце, Мд = 30. По формуле (9):

RT

25 , 0,119 • 8

— 0.119 Гбайт/ч —

7•30 ' 3600

— 0,264 Мбит/с

Определим общий трафик проектируемой сети в ЧНН:

^бщ/чнн ^.чнн • ^акт.аб (10)

где Макт.аб - число активных абонентов в сети, определяемое как 80% от общего числа потенциальных абонентов. По формуле (10) следует:

R

общ/чнн

— 0,264 • 300 • 80% — 63,36 Мбит/с

Исходя из проведенных расчетов, видно, что Як > Иобщ./ЧНН, т. е. средняя планируемая пропускная способность RN проектируемой сети больше общего трафика проектируемой сети в ЧНН. Это условие показывает, что проектируемая сеть не будет подвергаться перегрузкам в ЧНН.

5. Расчет бюджета линии

Необходимо выбрать и обосновать модель, с помощью которой будут проведены расчёты и получена оценка результатов предоставления качественных услуг связи в точке приёма. Рассчитать уровень затухания сигнала для абонента в точках его приёма и максимальную дальность прохождения сигнала. Обосновать выбор и использование моделей расчёта.

Необходимо выбрать модель расчета потерь для сельской местности, учитывая следующие параметры:

- частота сигнала f = 2100 МГц;

- высота подъема антенны БС Ы = 36 м;

- высота подъема антенны АС Ь2 = 1,5 м.

Было проведено сравнение основных моделей расчета потерь:

1) Модель Окамуры. Модель, предложенная Окамурой, основана на результатах экспериментальных исследований и позволяет более точно предсказывать среднее значение затухания радиосигнала на относительно большом расстоянии между передающей и приемной антеннами (более 1 км). В частотном диапазоне от 150 до 1920 МГц. Модель Окамуры основана исключительно на экспериментальных данных, собранных в районе Токио. Модель Окамуры пользуется популярностью и считается наилучшей моделью для разработки сотовых и других систем наземной подвижной связи. Основной недостаток модели Окамуры - медленная реакция на изменение типа местности. Эта модель лучше всего подходит для городских и пригородных районов и не очень эффективна для сельской местности.

2) Модель Окамура-Хата. Эмпирическая модель Окамура-Хата широко применяется при

Т

т

планировании систем подвижной связи. Модель получена в результате анализа набора экспериментальных значений напряженности поля. Условия применимости модели Окамура-Хата: частотный диапазон (100-1500 МГц), расстояние от передатчика (1 -20 км), высота подвеса передающей антенны (30-200 м) над уровнем земли. Ограничения по дальности уменьшают возможность применения модели ОкамураХата при планировании сотовых систем связи. Модель Окамура-Хата не подходит для выбранной антенны по частотному диапазону.

3) Модель Хаты. Модель Хаты в виде математической записи, также основана на экспериментальных данных Окамуры. Среднее затухание радиосигнала рассчитывается при выполнении условий применимости модели: частотный диапазон (150-1500 МГц), расстояние от передатчика (1 -20 км), высота подвеса передающей антенны (30-200 м) над уровнем земли, высота приемной антенны (1 -10 м) Модель Хаты как и модель Окумара-Хата не подходят по частотному диапазону для выбранной антенны.

4) Модель COST231 ^а.

Для диапазона частот 1,5...2,1 ГГц используется модель COST231- Hata, которая является модифицированным вариантом модели Хаты. Подходит для больших, средних и малых городов, а также для открытой и сельской местности. Высота подвеса передающей антенны (20-200 м) над уровнем земли, высота приемной антенны (1 -10 м) Модели учитывают медленные замирания сигнала при распространении над различными территориальными зонами, которые условно разделяются на:

- «большой» город (плотная застройка зданиями, не менее 50 % которых имеют 5 этажей и более, а некоторые можно отнести к «небоскребам»);

- «средний и малый» город (плотная застройка зданиями, более 50% которых имеют 4, 5 этажей);

- пригород, крупный населенный пункт (низкая плотность застройки жилых домов и хозяйственных построек высотой 3, 4 этажа);

- сельская местность (наличие открытых участков, длиной не менее 300 м, чередующихся с 1, 2-этажными домами).

- открытая местность (открытые участки местности с возможным наличием отдельно стоящих деревьев).

COST231-Xaтa можно использовать для высоты антенны базовой станции, менее 30 м, при условии, что соседние строения значительно ниже антенны. Эту модель также нельзя использовать для оценки распространения сигнала по улицам с высокими строениями. В жилом комплексе «Жемчужный» высота здание не превышает 10 м. Для расчета дальности связи используется уравнение бюджета линии, которое связывает уровни мощности на входе приемника

и выходной мощности передатчика, находящихся друг от друга на заданном расстоянии. Выполним расчет по формуле:

РГБ Г Рпрп + ^^^ттрп + ^^ЛП Г

1пер

-"ант.пер

-"ант.пр

idl + c, (11)

где Рпер - мощность передатчика, 40 Вт;

G ант.пер - коэффициент усиления антенны передатчика, 17,5 дБ;

G

- коэффициент усиления антенны

передатчика, 5 дБ;

Рпр - чувствительность приемника, 115 дБ;

Lf - потери в фидере, 5дБ;

F - запас на замирание, 10 дБ;

1т - уровень межканальной интерференции, 2дБ;

С - поправочный коэффициент для сельской местности, 5.

По формуле (11) рассчитаем бюджет линии:

РЬБ = 40 - (-115) - 17,5 + 5-10 + 2 + 5 = 140 дБ

Для расчета дальности связи используется эмпирическая модель распространения радиоволн COST231-Hata. Модель является модифицированным вариантом модели Хаты. В модели COST231-Hata представлены следующие выражения для определения затухания радиосигнала в сельских условиях:

Г = 9,56 - 13,82 ^ + 53,73 ^ (1,11^- 0,7)^, - 4,78(^02 + (44,9 6,55^)^ R

По формуле (12):

(12)

S = 9 • — • d2

8

140 = 9,56 - 13,82 ^36 + 53,73^2100 -(1,11 ^2100 - 0,7)1,5 - 4,78(^2100)2 + (44,9 - 6,55^36)^ R

R= 4

Выполним расчет площади покрытия для трехсекторной антенны по формуле:

(13)

где d - радиус соты

По формуле (13) рассчитаем площадь покрытия, d = 1,5 км;

Б = 9 • — • 2,25 = 4 км

8

6. Расчет санитарно-защитной зоны

Расстояние безопасного нахождения человека от оборудования, излучающего электромагнитные волны можно рассчитать по формуле плотности потока энергии (14).

п =

PG 4-тс-г2

(14)

где Р - мощность передатчика, Вт;

G - коэффициент усиления антенны в направлении на объект облучения, дБм;

г - расстояние от антенны до объекта облучения, см.

ант.пр

По материалам фирмы - изготовителя оборудования максимальная выходная мощность точки доступа 20 Вт. Коэффициент усиления антенны G равен 18 дБм.

Рассчитаем безопасное расстояние для двух случаев:

Круглосуточное воздействия излучения (П =

10мкВт)

см2

r—

PG П4п

(15)

r — 17 м;

В течение рабочего дня (П — 25 —— )

см2

r — 11 м;

Расчеты показывают, что при удалении от излучающего оборудования (антенн) на расстояние более 17 м плотность потока мощности не превышает установленной нормы в 10 мкВт/см2.

Выводы

Для обеспечения нового и

быстроразвивающегося ЖК «Жемчужный» стабильной связью без перегрузки был выполнен проект строительства новой базовой станции стандарта UMTS.

Были произведены расчеты основных параметров сети 3G для ЖК «Жемчужный».

Расчет пропускной способности показал, что проектируемая сеть не будет подвергаться перегрузкам в час наибольшей нагрузки. Общий трафик составит 144 Мбит/с. Определение баланса мощностей доказало, что мощности на входе приемников базовой и абонентской станции превышают чувствительность

приемников мобильной станции - 104 дБв и базовой станции - 111 дБм. Приведена зависимость затухания сигнала от расстояния и карта покрытия сети.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Тихвинский, В.О. 5G WORLD SUMMIT - 2014: Курс прежний - ОТ 4G К 5G// T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2014. Т. S. № 7. С. 95-96.

[2] Олейникова А.В., Нуртай М.Д., Шманов Н.М. Перспективы развития связи 5G// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 2 (2). С. 233-235.

[3] Corbett Rowell, Benoit Derat, Adrian Cardalda-Garcia. Multiple CATR Reflector System for Multiple Angles of Arrival Measurements of 5G Millimeter Wave Devices // IEEE Access - 2019. - 12 p.

[4] Hidayat Ullah, Farooq A. Tahir. A High Gain and Wideband Narrow-Beam Antenna for 5G Millimeter-Wave Applications // IEEE Access -2019. - 12p.

[5] Мельник, С.В. 5G - Работа над ошибками предыдущих поколений //Вестник связи. 2014. № 7. С. 29-30.

[6] Smirnov, R., Kotin A. The problem of shredding of roots and tubers // 2015, pp. 1-19.

[7] Pinigin, M. Kokorich. Factors determining the spread radio waves in microwave radio networks// Bulletin of the Magistracy, 2022, № 2-1 pp. 36-40

[8] Пищин, О.Н., Пузанков, Д.С., Лыдкина, К.С. Методика расчета влияния фактора сезонности на распространение радиоволн в южных регионах россии вблизи гидросферных объектов в диапазоне ультравысоких частот // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2022. № 3. С. 51-60.

[9] Бондаренко Д. С. Стандарт сотовой связи пятого поколения: анализ предоставляемых услуг. В сборнике: 72-я Международная студенческая научно-техническая конференция. Материалы конференции. Астрахань, 2022. С. 351-353.

[10] Бондаренко Д.С., Мальцева Н.С. Модель для расчета параметров сети пятого поколения

В сборнике: Технические средства систем управления и связи = International Scientific Forum on Control and Engineering. Материалы Международного научного форума. Материалы VI Международной конференции. Материалы 15-й Международной конференции. Астрахань, 2022. С. 95-96

[11] Князев А.А., Чуев А.А., Кондратьев А.Н. Особенности построения сетей сотовой связи пятого поколения. В сборнике: Инфокоммуникации и космические технологии: состояние, проблемы и пути решения. Сборник научных статей по материалам V Всероссийской научно-практической конференции. Курск, 2021. С. 165-168.

[12] Юнусова З.У. Архитектура сетей пятого поколения и основные фундаментальные изменения в развитии сетей связи пятого поколения. Вестник КНИИ РАН. Серия: Естественные и технические науки. 2022. № 3 (11). С. 62-69.

[13] Бородин А.С. Разработка и исследование методов построения сетей связи пятого поколения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Санкт-Петербург, 2019

Наталия Сергеевна Мальцева - кандидат технических наук, заместитель директора по учебно-методической работе института Информационных технологий и коммуникаций Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань, ул.Татищева, 16. Email: maltsevans@mail.ru

Бондаренко Дарья Сергеевна - Ассистент кафедры «Связь», Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань, ул. Татищева, 16. E-mail:

d.s.bondar03@yandex.ru

Осовский Алексей Викторович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Связь» института Информационных технологий и коммуникаций Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань, ул.Татищева, 16. Email:

a osovskiy@mail.ru

Кутузов Денис Валерьевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Связь» института Информационных технологий и коммуникаций Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань, ул.Татищева, 16. Email: d kutuzov@mail.ru

Статья поступила 22.03.2023

Construction Project of a New Base Station in a Developing

Residential Complex

N.C. Maltseva, D.S. Bondarenko, A.V. Osovsky, D.V. Kutuzov Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia

Abstract: The paper analyzes 3G technology, gives brief descriptions of the standards. UMTS makes it possible to provide subscribers with a wide range of services: video calls, video conferencing, high-quality voice calls, high-speed file downloads, network games, mobile commerce, etc. The necessity of building a 3G standard BS in one of the low-rise residential areas of Astrakhan is substantiated. Calculations of the main parameters of the 3G network have been made. The throughput calculation showed that the designed network will not be subject to overloads. When calculating the line budget, the choice was made in favor of the Cost231-Khata model for rural areas.

Key words: cellular communication systems, base station, radio wave propagation, attenuation, signal attenuation, model.

References

[1] Tikhvinskiy, V.O. 5G WORLD SUMMIT - 2014: Kurs prezhniy - OT 4G K 5G// T-Comm: Telekom-munikatsii i transport. 2014. T. 8. № 7. S. 95-96.

[2] Oleynikova A.V., Nurtay M.D., Shmanov N.M. Perspektivy razvitiya svyazi 5G// Sovremennyye materialy, tekhnika i tekhnologii. 2015. № 2 (2). S. 233-235.

[3] Corbett Rowell, Benoit Derat, Adrian Cardalda-Garcia. Multiple CATR Reflector System for Multiple Angles of Arrival Measurements of 5G Millimeter Wave Devices // IEEE Access - 2019. - 12 p.

[4] Hidayat Ullah, Farooq A. Tahir. A High Gain and Wideband Narrow-Beam Antenna for 5G Millimeter-Wave Applications // IEEE Access -2019. - 12p.

[5] Мельник, С.В. 5G - Работа над ошибками предыдущих поколений //Вестник связи. 2014. № 7. С. 29-30.

[6] Smirnov, R., Kotin A. The problem of shredding of roots and tubers // 2015, pp. 1-19.

[7] Pinigin, M. Kokorich. Factors determining the spread radio waves in microwave radio networks// Bulletin of the Magistracy, 2022, № 2-1 pp. 36-40

[8] Pishchin, O.N., Puzankov, D.S., Lydkina, K.S. Metodika rascheta vliyaniya faktora sezonnosti na rasprostraneniye radiovoln v yuzhnykh regionakh rossii vblizi gidrosfernykh ob"yektov v diapazone ul'travysokikh chastot // Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Upravleniye, vychislitel'naya tekhnika i informatika. 2022. № 3. S. 51-60.

[9] Bondarenko D. S. Standart sotovoy svyazi pyatogo pokoleniya: analiz predostavlyayemykh uslug. V sbornike: 72-ya Mezhdunarodnaya studencheskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya. Materialy konferentsii. Astrakhan', 2022. S. 351-353.

[10] Bondarenko D.S., Mal'tseva N.S. Model' dlya rascheta parametrov seti pyatogo pokoleniya V sbornike: Tekhnicheskiye sredstva sistem upravleniya i svyazi = International Scientific Forum on Control and Engineering. Materialy Mezhdunarodnogo nauchnogo foruma. Materialy VI Mezhdunarodnoy konferentsii. Materialy 15-y Mezhdunarodnoy konferentsii. Astrakhan', 2022. S. 95-96

[11] Knyazev A.A., Chuyev A.A., Kondrat'yev A.N. Osobennosti postroyeniya setey sotovoy svyazi pyatogo pokoleniya. V sbornike: Infokommunikatsii i kosmicheskiye tekhnologii: sostoyaniye, problemy i puti resheniya. Sbornik nauchnykh statey po materialam V Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Kursk, 2021. S. 165-168.

[12] Yunusova Z.U. Arkhitektura setey pyatogo pokoleniya i osnovnyye fundamental'nyye izmeneniya v razvitii setey svyazi pyatogo pokoleniya. Vestnik KNII RAN. Seriya: Yestestvennyye i tekhnicheskiye nauki. 2022. № 3 (11). S. 62-69.

[13] Borodin A.S. Razrabotka i issledovaniye metodov postroyeniya setey svyazi pyatogo pokoleniya. Dissertatsiya na soiskaniye uchenoy stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk / Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet telekommunikatsiy im. prof. M.A. Bonch-Bruyevicha. Sankt-Peterburg, 2019

Natalia Sergeevna Maltseva - PhD, Deputy Director for Educational and Methodological Work of the Institute of Information Technologies and Communications of the Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Tatishcheva St., 16.

Email:

maltsevans@mail.ru

Bondarenko Daria

Sergeevna Assistant of the department "Communication", Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Tatishcheva street, 16.

E-mail:

d.s.bondar03@yandex.ru

Osovskiy Aleksey Vikto-rovich - Ph.D., Associate Professor of the Department "Communication" in Institute of Information Technologies and Communications of the Astrakhan State Technical University,

Astrakhan, Tatishcheva St., 16.

Email:

a osovskiy@mail.ru

Kutuzov Denis Valerie-vich - PhD, Associate Professor of the Communications Department of the Institute of Information Technologies and Communications of the Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Tatishcheva St., 16.

Email: d kutuzov@mail.ru

The paper has been received on 22/03/2023