Российские ученые спроектировали работу сетей 5G
Мультисервисные мобильные сети 5G — это следующий шаг в развитии телекоммуникационных технологий. Они обеспечивают высокую пропускную способность, минимальную задержку и широкий охват, что позволяет использовать их для самых разных задач — от передачи больших объемов данных до управления беспилотниками и «умной» техникой. Для построения 5G-сетей ученые МТУСИ предложили использовать комбинированный подход, объединяющий различные технологии и протоколы. В его основе лежит использование сотовых станций с большой пропускной способностью и малой задержкой, а также передовых антенных систем.
Радиоподсистема пятого поколения представлена в виде набора секторов (часто именуемых ячейками). Для упрощения расчетов эти сектора часто изображают в виде правильных шестиугольников (сот). Одним из важных вопросов при проектировании таких сетей становится выбор оптимального числа обслуживающих секторов на базовой станции.
«Этот параметр может быть равен одному, трем секторам или шести. Увеличение количества секторов повышает пропускную способность, но усложняет оборудование станции и увеличивает затраты на его эксплуатацию. Наиболее оптимальным вариантом еще с первых систем мобильной связи принято считать число секторов, равное трем. Это касается территорий с преобладающим числом жилых кварталов, обеспечивающих наличие потенциальных абонентов. В промзонах, а также в населенных пунктах с небольшой населенностью могут применяться более простые односекторные базовые станции», — отмечает Алексей Данилов, доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры ССиСК МТУСИ.
Ученые провели исследование в рамках стандартной топологии сотовой станции, которая состоит из трех секторов. В центре этой структуры, представляющей собой три шестиугольные зоны, находится базовая станция, отвечающая за обслуживание абонентских терминалов.
«Для каждого сектора была рассчитана площадь обслуживаемой территории по формуле: S = (3/8√3)R²,где R — радиус действия сектора обслуживающей базовой станции. Учитывая, что площадь обслуживания для станции с тремя обслуживающими секторами будет в три раза больше: S = (9/8√3)R². Число сайтов для определенного класса местности можно определить по формуле: Nsi(Si/Ssa), где SA — площадь местности, разбитой по классам, S — площадь обслуживания одного сайта.
Дистанция (радиус) действия сектора базовой станции был рассчитан на основе формул Окамура-Хата. С ее помощью осуществляется прогнозирование средних потерь на распространение радиоволны при отсутствии наличия прямой видимости до абонентского терминала. Важно отметить, что формула Окамура-Хаты является эмпирическим расчетом, который необходимо корректировать по мере модернизации передающего оборудования и при смене рабочих диапазонов частот», — поделился исследованием Сергей Максимов, старший преподаватель кафедры ССиСК МТУСИ.
Дистанция (радиус) действия сектора базовой станции рассчитывается на основе формул Окамура-Хата. С ее помощью осуществляется прогнозирование средних потерь на распространение радиоволны при отсутствии наличия прямой видимости до абонентского терминала.
Исследователи внедрили модернизированные версии формул Окамура-Хата для прогнозирования средних потерь в структуре связи. Первый вариант формулы был рассчитан для населенных пунктов с небольшой и средней плотностью населения, второй — для городов с большой плотностью населения, а третий — для городов с населением более 100 тысяч человек (наибольшей плотностью).
Исследование показало, что средняя дистанция обслуживания для разных диапазонов работы сетей пятого поколения выглядит следующим образом. Низкочастотный диапазон 700 МГц — десятки километров. Диапазон средних частот от 2 до 6 ГГц — оптимальное покрытие на расстоянии до 1–2 километров. Диапазон миллиметровых волн выше 24 ГГц — дистанция покрытия составляет примерно 150–300 метров.
Ученые пришли к выводу, что выбор оптимального количества секторов и расстояния, на которое действует базовая станция, зависит от множества факторов. К таким факторам относятся плотность застройки, численность населения на территории и необходимая пропускная способность сети.
Методика проектирования мультисервисных мобильных сетей 5G, предложенная учеными МТУСИ, открывает новые горизонты в области телекоммуникационных технологий. Предлагаемый метод построения мультисервисной мобильной сети пятого поколения позволяет обеспечить высокую пропускную способность, низкую задержку и широкий охват, что является основными характеристиками идеальной 5G-сети.
Ожидается, что сети пятого поколения за счет агрегации самых передовых технологий предоставления услуг связи смогут провести техническую революцию и станут флагманом в реализации совершенно новых услуг связи.
Дальнейшие исследования в этой области могут быть направлены на оптимизацию параметров проектирования, таких как число секторов на базовой станции, радиус действия сектора и число сайтов.
Материал подготовлен на основе статьи «Проектирование мобильной сети связи пятого поколения» из Сборника трудов.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно