Telsiz Ekipmanları, Temel Alıcı Vericilerin Sinyal Kapsamını Nasıl İyileştirebilir?

BTS Sinyal İletiminde ve Ağ Güvenilirliğinde Radyo Ekipmanlarının Rolü

Taban İletim İstasyonları, ya da kısaca BTS, alıcı-vericileri, güç yükselticileri ve antenleri içeren birkaç önemli bileşeni bir araya getirir. Bu bileşenler, sesli aramaları ve veriyi cep telefonu ağlarımızda yayılan radyo dalgalarına dönüştürmek için birlikte çalışır. Günümüzdeki çoğu BTS sisteminin merkezinde, dağıtılmış yapı adını verdiğimiz yapı bulunur. Çalışma şekli şu şekildedir: Tabanbant Birimleri (BBU), tüm sinyal işleme görevlerini üstlenirken, Uzak Radyo Birimleri (RRU) aslında frekansları iletir. Bu bileşenler, gecikmeler olmadan sorunsuz bir şekilde çalışmayı sağlamak üzere yüksek hızlı fiber optik kablolarla birbirine bağlanmıştır (geçen yıl Fibconet araştırmasına göre). RRU'ların antenlerin hemen yanına yerleştirilmesiyle, ağ sağlayıcılar sinyal kaybını mesafeye bağlı olarak önemli ölçüde azaltabilirler. İyi bağlantıları korumak için mühendisler özellikle çok sayıda cihazın aynı frekanslarda yer kapmak için yarıştığı kalabalık şehir alanlarında daha belirgin hale gelen sinyal girişimi sorunlarıyla mücadele etmeye yardımcı olan OFDM modülasyonu ile çeşitli hata düzeltme stratejileri gibi karmaşık yöntemlere güvenir.

Radyo modüllerinin güvenilirliği, yedekleme özelliklerine sahip olmaları nedeniyle ağların sorunsuz çalışmasını sürdürmede gerçekten önemlidir. Yaşanan çoğu sorun, sinyaller yolundan çıktığında otomatik geçişlerin devreye girmesiyle ortaya çıkar. Hebeimailing'in 2024 yılına ait sektör verilerine göre, neredeyse tüm ağ kesintileri RF kablolarında veya konektörlerde meydana gelen arızalara dayanmaktadır. Bu yüzden birçok operatör artık korumalı koaksiyel kabloların kullanılmasını öncelikli hale getirmiş ve sistemleri genelinde sinyal gücünün periyodik olarak kontrol edilmesini planlamaktadır. Her şey düzgün bir şekilde uyum içinde çalıştığında, günümüz baz istasyonu yapılandırmaları yoğun saatlerde talep artışı sırasında bile %99,99 oranında neredeyse kusursuz hizmet seviyesini sürdürebilmektedir.

Anten Sistemleri ve Radyo ile Güçlendirilmiş Sinyal Dağıtımı

Kapsama alanını genişletmede anten sistemlerinin rolü

Günümüzdeki baz transceiver istasyonları veya BTS üniteleri, hepimizin iyi bildiği bu can sıkıcı kapsama boşluklarını gidermeye yardımcı olmak için akıllı anten sistemlerine büyük ölçüde bağlıdır. Omnidirectional modeller, etraflarındaki tüm yönlerde sinyalleri yayarak menzili içinde neredeyse her yeri kapsar. Yönlü antenler ise farklı çalışır; gücü belirli bölgelere odaklarlar. Geçen yıl yapılan saha testleri, bazı endüstri raporlarına göre, özellikle suburban alanlarda yönlü antenlerin hücre kenarlarında sinyal gücünü %35 ila %50 oranında artırdığını göstermiştir. Bu sinir bozucu ölü noktaları ortadan kaldırmaya çalışırken, doğru anten tipinin doğru şekilde kurulması çok önemlidir.

Modern radyolu BTS'lerde Beamforming ve MIMO teknolojileri

Beamforming, radyo sinyallerinin fazını ve gücünü değiştirerek belirli cihazlara odaklanmasını sağlar. Bu, sinyal kalitesini önemli ölçüde artırabilir ve bazen statik antenlerin sunduğundan yaklaşık 12 dB daha güçlü sinyal elde edilmesini sağlayabilir. Beamforming'in MIMO teknolojisiyle birleştirilmesi yeni olanaklar sunar. Çoklu giriş ve çıkış sayesinde aynı anda birden fazla veri akışı mümkün olur ve bu da ağların ek spektrum alanı gerektirmeden üç kat daha fazla trafiği yönetebileceği anlamına gelir. Geçen yıl yapılan saha testleri ayrıca ilginç bir sonuç ortaya koydu. Mühendisler uzak radyo ünitelerini stadyumlarda stratejik noktalara yerleştirdiklerinde, sinir bozucu koaksiyel kablo kayıplarını yarıya indirdiler. Daha da önemlisi, binlerce kişinin eş zamanlı olarak bağlı olduğu büyük etkinlikler sırasında gecikmeyi 2 milisaniyenin altında tutmayı başardılar.

Optimal radyo kapsama için anten yüksekliğinin, eğiminin ve polarizasyonunun değerlendirilmesi

Ağ planlayıcıları, üç ana anten parametresi aracılığıyla kapsama alanını optimize eder:

• Yükseklik ayarlamaları (30–50m tipik) sinyal erişim dengesi, girişim yönetimi ile birlikte
• Elektriksel eğim (4–10°) araziye uygun dikey kapsama desenlerini hassas ayarlar
• Çapraz kutuplanmış antenler (±45°) kentsel çoklu yol ortamlarında sinyal zayıflamasıyla mücadele eder

Bu faktörlerin doğru hizalanması, 3GPP kentsel yayılım modellerine göre 4G/5G hizmetleri için %98 konum kullanılabilirliği sağlar.

Radyo Tabanlı Sinyal Yayılımı Modellemesi ve Kapsama Planlaması

Radyo Ortam Verilerini Kullanarak Sinyal Yayılımı Modellemesi

Radyo sinyallerinin farklı ortamlarda nasıl yayıldığını modellemek, arazi yüksekliği, belirli bölgelerde bir araya gelen binalar ve ağaçların en yoğun şekilde büyüdüğü yerler gibi unsurları incelemeyi gerektirir. Sinyal davranışını belirleme konusunda uzmanlar artık ışın izleme yöntemleriyle birlikte makine öğrenimi algoritmalarını kullanmaktadır. Bu araçlar, sinyal yollarındaki sorunları tespit etmeye yardımcı olur ve ayrıca kapsama boşlukları hakkında oldukça doğru bilgiler sağlayabilir. Ponemon Enstitüsü'nün 2023 yılında yaptığı bir araştırmaya göre, bu modellerin altı bölgede yapılan testlerde yaklaşık olarak 3,5 dB doğruluk payına ulaştığı gösterilmiştir. Örneğin, araştırmacıların gerçek şehir manzaraları üzerinde evrişimli sinir ağlarını eğittiği son çalışmayı ele alalım. Farklı kentsel ortamlarda milimetre dalga sinyal kayıplarını yaklaşık %89 başarı oranı ile tahmin etmeyi başardılar. Bunun anlamı, ağ tasarımcılarının önce işe yarayıp yaramadığını görmek için kuleler inşa etmek zorunda kalmamasıdır. Bunun yerine, yeni bir ağ yayılımı planlamaya başladıklarında şirketlere yaklaşık yedi yüz kırk bin dolar tasarruf sağlayan bilgisayar modelleri üzerinde simülasyonlar çalıştırabilirler.

Tahmini Radyo Analizi ile BTS için Kapsama Planlaması ve Yer Seçimi

BTS kurulumları için en iyi yerleri bulma konusunda, tahmine dayalı analizler yayılım modellerini, abonelerin yoğunlaştığı bölgeleri gösteren haritaları ve ağın ne kadar trafiği taşıyacağını tahmin etmeyi bir araya getirir. Operatörler genellikle dört aşamalı bir süreç izler: önce çevresel analiz, ardından kapsama planlaması, sonra parametre ayarlamaları ve son olarak boyutlandırma belirlenmesi. Bu yaklaşım, çoklu operatörlü ağlarda kapasite sorunlarını yaklaşık üçte ikar oranında azaltır. Ayrıca, bu yeni nesil 3D radyo ısı haritalarını kullanan araçlar da oldukça etkili olmuştur ve geleneksel sinyal gücü kontrolleriyle karşılaştırıldığında, site seçimi sırasında hataları yüzde 40'tan fazla düşürmüştür. Bağlantı bütçe simülasyonlarını örnek alalım: bu hesaplamalar hem uplink hem de downlink güç seviyelerini inceler ve yeni ekipman yatırımı gerektirmeden kırsal bölgelerdeki kapsama alanlarını neredeyse çeyrek oranında genişletebilir.

BTS Kurulumlarında Kentsel ve Kırsal Radyo Yayılımı Zorlukları

Şehir içi kurulumlarda gökdelenlerden kaynaklanan gölgelemeyi karşılamak için sinyal marjlarında 7–9 dB daha yüksek değerler gereklidir, buna karşılık kırsal ağlar ise engebeli arazi nedeniyle %12–18 daha geniş kapsama değişkenliği yaşar. Yapay zekâ destekli planlama araçları bu uç durumları çözer ve karmaşık arazi tiplerinde ilk denemede %91 kapsama doğruluğu sağlar.

İleri Radyo Teknolojileri ile 5G BTS Kapsamının Optimize Edilmesi

milimetre Dalga Radyo Sistemleri Kullanarak 5G Baz İstasyonu Kapsam Optimizasyonu

MmWave radyo sistemleri, geçen yıl Nature'ın bulgularına göre, 28 ile 47 GHz arasındaki yüksek frekans aralıklarında çalışarak 5G teknolojisinde kapsama ve kapasite arasında zorlu bir denge kurar. Bu sistemler, birkaç gigahertz düzeyinde bant genişliği sağlayabilir ve bu da kullandığımız eski alt-6 GHz ağlara kıyasla yaklaşık on kat daha hızlı veri hızlarına karşılık gelir. Ancak burada bir sorun var. Sinyal çok fazla yol alamaz; yaklaşık 300 ila 500 metreden sonra zayıflamaya başlar. Bu da operatörlerin bu sistemlerin nereye yerleştirileceği konusunda dikkatli düşünmesi gerektiği anlamına gelir ve genellikle sinyalleri doğru şekilde odaklamak için ışın yönlendirme (beamforming) ve Büyük Ölçekli MIMO (Massive MIMO) adı verilen tekniklere güvenirler. 2023 yılında yayımlanan bazı araştırmalar, mmWave teknolojisinin geleneksel alt-6 GHz frekanslarıyla birlikte kullanıldığında ilginç sonuçlar ortaya koydu. Binalarla yoğunlaşmış şehirlerde ağ kapsama açığı önemli ölçüde azaldı, aslında yaklaşık %41 oranında düşüş yaşandı ve bu da kentsel ortamlarda bağlantı sorunlarını çözmede bu hibrit yaklaşımları oldukça umut verici kıldı.

Küçük Hücreler ve Dağıtılmış Radyo Birimleri 5G Kapsama Geliştirilmesinde

Dağıtılmış radyo üniteleri (DRU) küçük hücre dağıtımlarıyla birlikte çalışırken, bu süper yoğun ağ kurulumlarını oluşturarak mmWave teknolojisini rahatsız eden rahatsız edici yayılma sorunlarını gerçekten atlatırlar. Ulaşımcılar, her kilometre kareye 120 ila 150 düğüm yerleştirmenin binaların içindeki sinyallerin alınmasında büyük bir fark yarattığını ve nüfuz oranlarını yaklaşık yüzde 60 arttırdığını bulmuşlardır. Ayrıca ana makro BTS sistemlerinden biraz baskı alıyor. Bunu gerçek hayatta Seul'de yapılan testlerde gördük. Bu DRU tesisatları, o zorlu yüksek binalarda neredeyse %98 güvenilir kapsama oranına ulaşmayı başardı. 28 GHz ve 3,5 GHz frekans bantları arasında gerçek zamanlı olarak trafikleri ileri geri değiştirerek, herhangi bir anda en iyi ne işe yaradığına bağlı olarak akıllı bir şey yaptılar.

Dinamik Spektrum Paylaşımı ve Radyo Sinyal Erişimine Etkisi

Dinamik Spektrum Paylaşımı veya DSS, bu 1,8 ila 2.1 GHz frekans bantlarında aynı anda hem 4G hem de 5G ağlarının çalışmasına izin verir. Bu akıllı yaklaşım, operatörlere ekstra spektrum lisanslarına ihtiyaç duymadan yaklaşık üçte bir daha fazla 5G kapsamı sağlar. Sistem modülasyon tekniklerini otomatik olarak ayarlar, sinyallerin ihtiyaçlarına bağlı olarak QPSK ve 256-QAM arasında geçiş yapar, bu da bağlantıları 65 dBm sinyal gücüyle hücre alanının kenarında biri olduğunda bile sabit tutar. Alan testleri, DSS uygulamasını uygulayan ağ sağlayıcılarının, normal makro hücrelerinin bu yüksek hızlı mmWave alanlarını karşıladığı çağrı düşüşlerinde yaklaşık beşde bir azalma olduğunu göstermektedir. Bu geçiş noktaları sürekli hizmet için her zaman sorunlu olduğundan mantıklı.

Veri ile Yönlendirilmiş Teknikler Yönünden Radyo Kapsamının İzlenmesi ve Optimize Edilişi

Gerçek zamanlı izleme için radyo sinyali kuvvet değerlendirme teknikleri

Sinyal gücü izleme, bit hata oranı (BER) ve sinyal-gürültü oranı (SNR) gibi önemli göstergeleri izleyen ağ operatörleri için standart bir uygulama haline geldi. Ağlar BER'i gerçek zamanlı olarak analiz ettiklerinde, yoğunluk dönemlerinde kapsama sorunlarını yaklaşık üçte bir oranında azaltabilirler. Bu arada, detaylı SNR haritaları sinyallerin mücadele ettiği alanları belirlemeye yardımcı olur, genellikle yaklaşık 200 metre uzaklıkta. Günümüzde, gelişmiş sistemler BER ve SNR verilerini yerel hava koşulları ve bina düzenleriyle gerçekten birleştirmektedir. Bu, mühendislerin radyo frekans altyapısının farklı bölümlerinde güç seviyelerini dinamik olarak ayarlamalarını sağlar, ancak tüm bunların sorunsuz çalışmasını sağlamak, karmaşık kentsel ortamlarla uğraşan birçok saha ekibi için bir zorluk olarak kalır.

Kapsam kör nokta tespiti sürüş testi ve kalabalık kaynaklı radyo verileri kullanılarak

Sinyal sorunlarını tespit etmek için kullanılan melez yaklaşım iki ana bileşeni bir araya getiriyor: veri toplamak için etrafta dolaşan özel test arabaları, ve muhtemelen bunların %85'ini kapsayan çoğu bağlı cihazın anonim bilgileri. Bu test arabaları yoldayken, ana yolların farklı noktalarında sinyallerin ne kadar güçlü olduğunu izler ve alımın kabul edilebilir seviyelerden (90 dBm sınır) aşağı düştüğü noktaları işaretler. Ama bu sadece büyük ölçekli testler hakkında değil. Gerçek sihir, günlük kullanıcıların kendi cihaz verilerini de katkıda bulunduklarında gerçekleşir. Bu kitle kaynaklı bilgi, şehir merkezlerindeki binalar arasında saklanan bazen 50 metre genişliğinde küçük ölü bölgeleri gösteriyor. Ve endüstri raporlarına göre, bu kombinasyon yöntemi, eski tekniklerden yüzde 40 daha sık sorun bulur.

Tahmin edici kapsam bakımı için AI destekli radyo analitik

Geçmiş performans verilerine bakarak, makine öğrenimi modelleri, kapsamın yaklaşık üç gün önceden nasıl bozulmaya başlayacağını tahmin edebilir. Katmanlı olarak çalışan bir yapay zeka kurulumunda en iyi modülasyon ayarlarını belirlemek için yaklaşık %98.6 doğruluk oranı elde edildi. Alan testleri, geçen yıl Nature'da yayınlanan araştırmaya göre, bu aslında arananların sayısı yaklaşık %20-25 oranında azalmış. Bu sistemlerin gerçekten yararlı olması, değişen spektrum kurallarıyla birlikte nasıl çalıştıklarıdır. Bir bölgede çok fazla trafik olduğunda, otomatik olarak bir kısmını daha az kullanılan frekanslara taşıyorlar. Bu, çoğu insan için hizmet kalitesinin istikrarlı kalmasına yardımcı olur ve kullanıcıların yaklaşık% 95'i, yoğun saatlerde bile sorun olmadığını bildirir.