Радио жабдықтар базалық трансивер станцияларының сигналды жабу қабілетін қалай жақсартуы мүмкін?

BTS сигналдарын беруде және желі сенімділігінде радио жабдықтардың рөлі

Базалық трансиверлік станциялар, қысқаша BTS, трансиверлер, күшейткіштер және антенналар сияқты бірнеше маңызды бөліктерді біріктіреді. Бұл құрылғылар бірге жұмыс істей отырып, біздің ұялы телефон желілері арқылы таратылатын радиотолқындарға айналдырады. Қазіргі заманғы BTS жүйелерінің негізгі бөлігі таратылған жүйе деп аталады. Оның жұмыс істеу принципі мынадай: Негізгі жиілікті құрылғылар (BBU) сигналды өңдеумен айналысады, ал Қашықтан Радио Құрылғылар (RRU) нақты жиіліктерді шығарады. Бұл компоненттер жылдан бері Fibconet зерттеуінің айтуынша, кідіруді болдырмау үшін жылдам оптикалық талшық кабельдермен байланыстырылған. RRU-ларды антенналардың өзінің жанына орнату арқылы желі провайдерлері сигналдың қашықтық бойынша жоғалуын едәуір азайта алады. Жақсы байланысты сақтау үшін инженерлер OFDM модуляциясы мен әртүрлі қате түзету стратегиялары сияқты күрделі әдістерге сүйенеді. Бұл технологиялар сигналдың басып кіру проблемаларына қарсы күресті қамтамасыз етеді, олар бір жиілікте кеңістікті бір мезгілде пайдалануға тырысатын құрылғылар көп болатын қала орталықтарында ерекше сезіледі.

Радио модульдердің сенімділігі желілерді тегіс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін олардың артықшылық қабілеттеріне байланысты шынымен маңызды. Көбінесе біз кездесетін проблемалар сигналдар бағыттан тыс түскенде автоматты ауыстырулар іске қосылғанда пайда болады. Hebeimailing-тің 2024 жылғы соңғы салалық деректеріне сәйкес, желілердің жұмысын тоқтату себептерінің шамамен барлығы RF кабельдерінде немесе байланыс бергіштерде пайда болатын ақауларға байланысты. Сондықтан көптеген операторлар қорғанысты коаксиалды кабельдерді пайдалануды басымдық ретінде қарастырады және жүйелері бойынша сигнал күшін регулярлы тексеруді жоспарлайды. Барлығы дұрыс жұмыс істегенде, қазіргі заманғы базалық станциялар тіпті күндізгі сағаттарда сұраныс өскен кезде де 99,99 пайызға жуық қолжетімділік деңгейін сақтай алады.

Антенналық жүйелер мен радиотаратқыш арқылы сигнал тарату

Жабылу аймағын кеңейтуде антенналық жүйелердің рөлі

Бүгінгі базалық трансиверлік станциялар немесе BTS блоктары бәрімізге таныс болып келетін қамтамасыз ету аймағының бос орындарын шешуге тығыз ұялы антенналарға тәуелді. Барлық бағытта сигналдарды тарататын шеңберлік модельдер жауып алатын аймақтағы бәріне дерлік қамтылуы мүмкін. Бағытталған антенналар өзге тәсілмен жұмыс істейді — олар белгілі бір аймақтарға қарай энергияны шоғырландырады. Өткен жылғы жергілікті зерттеулер, кейбір салалық есеп берулерге сәйкес, бағытталған антенналардың қолданылуы субурбандық аймақтарда ұялы байланыс желісінің шетіндегі сигнал күшін 35-тен 50 пайызға дейін арттырды. Қызмет кенеттен тоқтап қалатын, қуана бермейтін 'өлік аймақтарды' жою үшін дұрыс антенна түрін дұрыс орнату өте маңызды.

Заманауи радио жабдықталған BTS-тағы бірнеше сигналды формалау және MIMO технологиялары

Сәулелердің бағытталуы радиосигналдардың фазасы мен күшін өзгерту арқылы жүзеге асырылады, сондықтан олар нақты құрылғыларға бағытталады. Бұл сигнал сапасын едәуір арттыруы мүмкін, кейде статикалық антенналармен салыстырғанда сигналды шамамен 12 дБ күшейте алады. Сәулелердің бағытталуын MIMO технологиясымен үйлестіру жаңа мүмкіндіктер ашады. Көптеген кірістер мен шығыстар бір уақытта бірнеше деректер ағымын жүргізуге мүмкіндік береді, яғни желілерге қосымша спектрлік кеңістікті қажет етпей-ақ үш есе көбірек трафикті өңдеу мүмкіндігі туады. Өткен жылғы жергілікті сынақтар қызықты нәтиже көрсетті. Инженерлер стадиондар бойынша қашықтан радио блоктарды стратегиялық орналастырған кезде, олар назар аударылмайтын коаксиалды кабельдердегі шығындарды жартыға дейін азайтты. Тіпті одан да жақсысы, мыңдаған адам бір уақытта қосылған үлкен іс-шаралар кезінде латенттілікті 2 миллисекундтан төмен ұстап алды.

Радиожабынын оптималды болуы үшін антеннаның биіктігін, бұрышын және поляризациясын бағалау

Желі жоспарлаушылар антеннаның үш негізгі параметрі арқылы жабынды оптимизациялайды:

• Биіктікті реттеу (30–50 м әдетте) интерференцияны басқарумен сигналдың таралу қашықтығын теңестіру
• Электрлік көлбеулік (4–10°) жергілікті жер бедеріне сәйкес келу үшін вертикальдық жабылу үлгілерін дәл баптау
• Крестті поляризацияланған антенналар (±45°) қалалық көпжолдық орталардағы сигналдың әлсіреуіне қарсы күрес

Осы факторларды дұрыс туралау 3GPP қалалық таралу модельдеріне сәйкес 4G/5G қызметтері үшін 98% орын алу ықтималдығын қамтамасыз етеді.

Радиожиілікті негізделген сигнал таралуын модельдеу және жабылуын жоспарлау

Радиоорта деректерін пайдаланып сигнал таралуын модельдеу

Радиосигналдар әртүрлі орталар арқылы қалай таралатынын модельдеу жер бедерінің биіктігіне, белгілі аймақтардағы ғимараттардың тығыздығына және ағаштардың ең қою өсетін жерлеріне назар аудартады. Сигналдың әрекетін анықтау кезінде мамандар қазіргі уақытта сәулелік іздерді пайдаланумен қатар машиналық үйрену алгоритмдерін қолданады. Бұл құралдар сигналдық жолдардағы мәселелерді анықтауға және қамту аймақтарындағы кемшіліктер туралы дәл ақпарат беруге көмектеседі. Кейбір зерттеулер 2023 жылы Ponemon Institute-тың табыстары бойынша, бұл модельдер шағын қалаларда тексерілген кезде шамамен 3,5 дБ дәлдікке ие болды. Мысалы, соңғы кездегі зерттеулерде ғалымдар нақты қалалық ландшафттар негізінде сверткалық нейрондық желілерді оқытты. Олар әртүрлі қалалық ортада миллиметрлік толқындардың сигнал шығынын шамамен 89 пайызға дейінгі сәттілікпен болжай алды. Бұлардың бәрі желілердің жұмыс істеуін тексеру үшін башнялар салу қажет емес екенін білдіреді. Оның орнына желілерді жоспарлаудың әрбір жаңа кезеңінде компанияларға шамамен жеті жүз қырық мың доллар үнемдеуге мүмкіндік беретін компьютерлік модельдерде симуляциялар жүргізуі мүмкін.

Болжаулы радиоаналитикамен BTS үшін жабылу жоспары мен алаңды таңдау

BTS орнатудың ең жақсы орындарын табу кезінде болжау аналитикасы тарату модельдерін, абоненттердің шоғырланған жерін көрсететін карталарды және желінің қанша трафикті қамтамасыз етуі туралы болжамдарды біріктіреді. Операторлар әдетте төрт сатылы процесті ұстанады: алдымен орташа талдау, одан кейін қамту жоспарлау, содан кейін параметрлерді реттеу және соңында өлшемдеу мәселесін шешу. Бұл көп операторлы желілерде сыйымдылық мәселелерін шамамен үштен екіге дейін азайтады. Жаңа 3D радиожылулық карта құралдары да өте тиімді болып шықты және кәдімгі сигнал күшін тексерумен салыстырғанда объектіні таңдау кезіндегі қателіктерді 40%-дан астам азайтты. Мысалы, байланыс бюджетін модельдеу — бұл есептеулер жоғарғы және төменгі байланыс бағыттарындағы қуат деңгейлерін қарастырады және ауылдық аймақтарда жабдықтың жаңа инвестицияларын қажет етпей-ақ қамту аймағын шамамен ширекке дейін кеңейтуге мүмкіндік береді.

BTS орнатудағы Қалалық және Ауылдық Радиотарату Қиындықтары

Қалалық орнатулар биік ғимараттардың көлеңкесін болдырмау үшін сигнал шекарасын 7–9 дБ жоғары ұстауды талап етеді, ал ауылдық желілер жер бедерінің теңсіздігіне байланысты 12–18% кеңірек қамту ауқымына ие. Жасанды интеллектке негізделген жоспарлау құралдары мұндай шекті жағдайларды шешіп, гибридті жер бедерінде бірінші рет қамту дәлдігін 91% құрайды.

Жетілдірілген радиотехнологиялармен 5G BTS қамтуын оптимизациялау

миллиметрлік толқынды радиожүйелерді пайдаланып 5G базалық станциясының қамту аймағын оптимизациялау

Nature жыл бұрын жасаған зерттеулеріне сәйкес, миллиметрлік толқынды радиожүйелер 5G технологиясында 28-ден 47 ГГц-ге дейінгі жоғары жиілік диапазондарында жұмыс істей отырып, қамтитын аймақ пен сыйымдылық арасындағы күрделі тепе-теңдікті шешеді. Бұл жүйелер бірнеше гигагерцпен өлшенетін жолақтықты қамтамасыз ете алады, бұл біздің бұрын пайдаланған 6 ГГц-тен төменгі желілермен салыстырғанда деректерді жылдамдығын он есе арттырады. Бірақ мұның да өзіндік кемшілігі бар. Сигнал 300-500 метр ғана жерге дейін, одан кейін баяу болып кетпес бұрын жетеді. Бұл операторлардың осы жүйелерді қай жерге орналастыру керектігін мұқият ойлануын талап етеді, жиі сигналдарды дұрыс бағыттау үшін сәулелерді формалау мен Массалық MIMO деп аталатын әдістерге сүйенеді. 2023 жылы жарияланған кейбір зерттеулер миллиметрлік толқындар технологиясын дәстүрлі 6 ГГц-тен төменгі жиіліктермен қосқан кезде қызықты нәтижелер көрсетті. Ғимараттармен тығыз құрылысқан қалалар желі қамтуының 41% азаюымен байланысты бос орындарда айтарлықтай жақсару көрсетті, бұл қалалық орталарда байланыс мәселелерін шешу үшін гибридті тәсілдерді перспективалы етіп қояды.

5G Жабылуын Жақсартудағы Кіші Базалар мен Таратылған Радио Блоктары

Таратылған радио блоктары (DRU) кіші базаларды орнатумен бірге жұмыс істегенде, супер тығыз желілер құру арқылы mmWave технологиясына тән қиын таралу мәселелерін шешеді. Операторлар квадрат километріне шамамен 120-ден 150-ге дейін түйін орнату ғимараттарға сигнал түсуін 60 пайызға жақсартып, негізгі макро BTS жүйелеріне көп көмектесетінін байқады. Бұл Сеулда жүргізілген сынақтарда нақты көрінді, онда DRU орнатылымдары күрделі көпқабатты аймақтарда 98 пайызға жуық сенімді жабылу деңгейіне жетті. Олар әр уақытта ең тиімді жиілікті анықтап, 28 ГГц және 3,5 ГГц жиілік диапазондары арасында трафикті нақты уақыт режимінде ауыстырып отырды.

Динамикалық спектрді бөлісу және радиосигналдың жету аймағына әсері

Динамикалық спектрді бөлісу немесе DSS 1,8 – 2,1 ГГц жиілік диапазонында 4G және 5G желілерін бір уақытта жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл шебер тәсіл операторларға қосымша спектр лицензияларын қажет етпей-ақ 5G қамту аймағын шамамен үштен бір бөлігіне кеңейтуге мүмкіндік береді. Жүйе модуляция әдістерін автоматты түрде реттеп отырады, сигналдардың қажеттілігіне қарай QPSK және 256-QAM арасында ауысады, осылайша ұялы аймақтың шекарасында, тек 65 дБм деңгейіндегі сигнал күші болған кезде де байланысты тұрақты ұстайды. Сараптамалар нәтижесінде DSS енгізген желілердің макро ұялар мен жоғары жылдамдықты ммWave аймақтарының қиылысу орындарында шақырулардың үзілуі шамамен бестен бір бөлігіне дейін азайғаны көрсетілді. Бұл өту аймақтары барлық уақытта қызмет көрсетудің тұрақтылығы үшін проблемалы болғандықтан, бұл түсінікті.

Мәліметтерге негізделген әдістер арқылы радиоқамтамасыздандыруды бақылау және оптимизациялау

Нақты уақыт режимінде радиосигнал күшін бағалау әдістері

Сигнал күшін бақылау бит қате мөлшері (BER) және сигнал/дәреттік шу қатынасы (SNR) сияқты негізгі көрсеткіштерді бақылайтын желі операторлары үшін стандартты тәжірибеге айналды. Желілер нақты уақыт режимінде BER-ді талдаған кезде, жүктеме көп болатын кезеңдерде қамту мәселелерін шамамен үштен бір бөлікке дейін азайта алады. Ал SNR бойынша егжей-тегжейлі карта арасы шамамен 200 метрге дейінгі аудандарда сигналдардың нашар берілуін анықтауға көмектеседі. Қазіргі кезде алдыңғы қатарлы жүйелер BER мен SNR деректерін жергілікті ауа райы жағдайлары мен ғимараттардың орналасуымен байланыстырады. Бұл инженерлерге радиожиіліктік инфраструктураның әртүрлі бөліктерінде қуат деңгейлерін динамикалық түрде реттеуге мүмкіндік береді, бірақ күрделі қалалық орталармен жұмыс істейтін көптеген жергілікті топтар үшін барлығын тегін жұмыс істеуге ие болу әлі де қиындық туғызады.

Жүріп тексеру және халықтан жиналған радио деректерін пайдаланып, қамту аймағындағы көзге түспейтін нүктелерді анықтау

Сигналдардың ақауларын анықтау үшін гибридтік тәсіл екі негізгі компонентті біріктіреді: деректер жинау үшін айнала жүретін арнайы сынақ көліктері және шамамен осындай құрылғылардың 85%-ын қамтитын, мүмкін, басым бөлігінде қосылған құрылғылардан алынған анонимді ақпарат. Бұл сынақ көліктері жолда болған кезде, олар басты жолдар бойынша әртүрлі нүктелердегі сигнал күшін қадағалайды және қабылдау деңгейі қабылданатын деңгейден төмен түскен жерлерді белгілейді (-90 дБм шекара ретінде қабылданады). Бірақ бұл тек ірі масштабты сынақтармен ғана шектелмейді. Шын мәніндегі сиқыр күнделікті пайдаланушылар өз құрылғыларының деректерін қосқан кезде пайда болады. Бұл топтық деректер қалалардың орталықтарындағы ғимараттар арасында жасырынған, кейде 50 метрден кең емес, кішкентай өлі аймақтарды көрсетеді. Сондай-ақ, сала бойынша есептерге сәйкес, бұл әдістің комбинациясы ескі әдістерге қарағанда проблемаларды шамамен 40 пайыз жиірек табады.

Прогноздық қамтамасыз ету үшін ИА қуатталған радиоаналитика

Өткен кезеңнің мәліметтерін талдау арқылы машиналық үйрену модельдері жабылу сапасының төмендеуін үш күн бұрын болжай алады. Модуляция параметрлерін дұрыс таңдауға 98,6% дәлдікпен қол жеткізген бір нақты жасанды интеллект жүйесі қабаттар бойынша жұмыс істейді. Жылдың басында Nature журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, жергілікті сынақтар осы жүйенің шақыру үзілуін шамамен 20-25% азайтқанын көрсетті. Бұл жүйелердің шынайы пайдалылығы — олар спектр ережелерінің өзгеруіне қалай бейімделе алатындығында. Аймақта трафик көбейген кезде олар автоматты түрде жүктемені аз қолданылатын жиіліктерге ауыстырады. Бұл көпшілік пайдаланушылар үшін қызмет көрсетудің сапасын тұрақты ұстауға көмектеседі, шың уақытта да пайдаланушылардың шамамен 95% проблема болмағанын хабарлайды.