Карта базових станцій Yota. Карта зони покриття MTS Карта координати базових станцій МТС

Одне з перших питань, яке виникає, коли ви займаєтеся підключенням до мобільного інтернету, це питання про місцезнаходження базової станції обраного вами оператора, щоб направити в її бік свою антену. Бажано дізнатися точні координати вежі та рельєф до неї, щоб зрозуміти, чи має сенс використовувати вежу для прийому сигналу. Сервіси та різні андроїд-додатки не дають точних координат БС, т.к. засновані на вимірах та їх математичної обробки. Похибка може досягати кількох кілометрів.

Найчастіше координати вишки можна встановити, вивчаючи карти покриття операторів, рельєф місцевості, карти Гугл і Яндекс, а також можливості переглядати фотографії та панорами місцевості, що вивчається. Треба сказати, що БС на карті можна знайти не завжди. Причин тому може бути багато – карти застаріли, БС знаходиться на даху будівлі та її просто не видно на карті, вежа має невеликі розміри тощо.

Параметри БС невідомі. Костромська обл

Задано: координати 57.564243, 41.08345, село Кузьминка у Костромській області.
Завдання – визначити точні координати БС, до якої можна підключитись для прийому 3G-сигналу. Розглянемо пошук БС по кроках.

Крок 1. Аналіз карток покриття.

Скористаємося відомим сервісом yota-faq.ru/yota-zone-map/ , де представлені зони покриття чотирьох операторів, окрім Білайна. Зазначу тут, що покриття Білайна, представлене на їхньому офсайті, використовувати практично неможливо – там показується, як правило, суцільне покриття, яке не враховує рельєф місцевості. Найцікавіше з погляду підключення виглядають зони покриття Мегафону та МТС. Ви самі можете переконатися в цьому, відкривши сервіс, вставивши координати в пошуковий рядок і перемикаючи операторів.

Зона покриття Мегафону:

Зона покриття МТС:

З аналізу зони покриття Мегафона бачимо, що БС 3G найімовірніше перебувають у напрямах Красне, Сухоногово, Лапіно (у цьому масштабі карти Лапіно не видно, це південний захід, приблизно там, де позначка Р-600).

Цікавіша зона покриття МТС. Тут також розглядаємо напрям на Сухоногове та Червоне. Але Червоне найцікавіший варіант, т.к. там є покриття 4G. Відстань до Червоного порядку 10 км, якщо МТС роздає 4G на частоті 1800 МГц, тобто всі шанси налагодити зв'язок з однією з БС МТС, які знаходяться в цьому населеному пункті.

Крок 2. Вивчення рельєфу території.

Рельєф до Червоного непростий, але цілком пробивається. Для оцінки рельєфу скористаємося сервісом https://airlink.ubnt.com. Якщо ви вперше на цьому сайті, спочатку вам потрібно буде пройти безкоштовну процедуру реєстрації. Відкривши сервіс, прокручуємо повзунок вниз до кінця і в нижньому правому кутку вводимо вихідні дані, як показано на наступному малюнку.

Я зазвичай спочатку вводжу однакові координати в обидва віконця, а потім починаю рухати лілову мітку в точки, що мене цікавлять, де імовірно можуть знаходитися БС. При цьому у правому верхньому куті екрана відображається рельєф, промінь прямої видимості та зразковий розмір зони Френеля.

Для наших координат маємо:

Перевірка рельєфу в інших «підозрілих» напрямках показала, що рельєф там значно гірший. Таким чином, ми визначилися з напрямком і заразом вибрали оператора – МТС.

Крок 3. Уточнення нашого вибору за допомогою сервісу «Якість зв'язку»

Сервіс відкривається за наступною адресою https://geo.minsvyaz.ru. У пошуковому рядку задаємо назву села Кузьминка, перемикаємо перегляд з 4-х вікон в одновіконний режим, масштабуємо картку в зручний розмір та отримуємо для оператора МТС:

Бачимо, що вибір правильний, т.к. згідно з базою даних вимірювань користувачів цього сервісу в Красному справді є гарне покриття 4G від МТС.

Збільшимо масштаб цієї карти і побачимо, що найімовірнішим місце розташування вежі (або вишок) є вулиці Радянська та Окружна.

Крок 4. Вивчення місцевості за допомогою карт Google та Яндекса.

Вказані карти мають корисний інструмент для вивчення місцевості – панорамами та фотографіями місцевості. У карт Google панорам різних місцевостей значно більше, ніж у Яндекса, тому частіше доводиться користуватися Google, розглядаючи панорами. З іншого боку, Яндекс має більше фотографій, зроблених у різних місцях, крім того, зазвичай карти Яндекса для Росії більш актуальні. У зв'язку з цим доводиться скористатися обома сервісами. Тут використані карти та сервіси Google.

Отже, ми з'ясували, що нам потрібно розглянути дві вулиці у Червоному у пошуках БС. Запускаємо карти Google, вводимо зразкові координати вул. Радянської (або назва вулиці) та отримуємо:

Тут увімкнено режим перегляду вулиць, потрібна нам вулиця виділена синім кольором на карті. Отримати панораму вулиці можна клікнувши мишкою у будь-якій точці синьої лінії. Рухаючись таким чином по вулиці на північ, біля будівлі пошти ми виявляємо першу БС:

І нарешті неподалік перетину Радянської та Окружної вулиць виявляється третя вишка, найвища зі знайдених:

Повертаємося до карти і знаходимо тінь цієї вежі в тому місці, куди вказує фотографія:

Позначаємо мишкою це місце на карті та отримуємо точні координати БС:

Підіб'ємо деякі підсумки нашого дослідження. За допомогою інформації, отриманої з аналізу зон покриття, користувальницьких вимірювань сили сигналу в місцевості, що цікавить нас, і вивчення місцевості по фотографіях і панорамах, нам вдалося знайти три базові станції та їх точні координати в місті, в якому ми ніколи не бували. Питання, якому оператору належать знайдені БС, залишається відкритим, т.к. відповідь не вимагає додаткового дослідження. Найпростіше проїхати за маршрутом і виміряти параметри БС за допомогою якогось андроїд-додатку, який видає MNC, MCC та рівень сигналу. Деякі з таких програм представлені тут.

Параметри БС відомі. Передмістя Пензи

Як відомо, ряд андроїд-додатків, а також інтерфейс модему типу HiLink і програма MDMA можуть давати параметри БС, за допомогою яких відомі сервіси та програми можуть видавати приблизні координати БС, що дозволяє полегшити пошук конкретних координат БС на картах. Розглянемо конкретний приклад з форуму, приклад заснований на

Відстань до вежі приблизно 4800 метрів:

Як бачимо з нашого дослідження, помилка у визначенні координат БС, отриманому за допомогою сервісу xinit.ru/bs, дуже істотна – становить майже 2 км. Такі помилки характерні для всіх сервісів, що базуються на базах даних вимірювань користувачів, але інших доступних сервісів немає.

Висновок

Подана методика, заснована на застосуванні широко доступних картографічних інструментів, не завжди, але досить часто дозволяє знайти точні координати БС. Істотну допомогу у визначенні власності БС тому чи іншому оператору надають послуги, дає інформацію параметрах БС та її приблизних координатах.

Для того, щоб підібрати оптимальний комплект для надійної роботи інтернету, необхідно знати відповіді на кілька питань.

Де і на якому віддаленні знаходиться найближча базова станція, на якій є інтернет?
Чи пряма видимість на базову станцію з місця передбачуваної установки антени?
Яка довжина кабелю ВЧ зниження необхідного для підключення антени?

Для відповіді на перше запитання є два варіанти.

Перший варіант:

Найпростіший спосіб це скористатися картами покриття, які публікують оператори стільникового зв'язку на своїх сайтах.

Нижче наведено список посилань на карти покриття основних операторів стільникового зв'язку.

Поставимо собі завдання визначити можливість прийому 3G інтернету в селі Нагиші Рязанської області. По карті покриття оператора МТС визначаємо, що найближча базова станція знаходиться в п. Горлове Рязанської обл.

Знаходимо більш менш точне розташування базової станції. Як правило діаграма спрямованості антен базової станції схожа на трилисник тому що на базі застосовуються три секторні антени з діаграмою спрямованості в 120 °, в центрі цієї фігури і буде база.

Далі використовуючи карту Яндекса знаходимо відстані між клієнтом та базовою станцією. Це потрібно щоб не проробляти зайву роботу тому якщо відстань виявиться більше 30 км то швидше за все встановити підключення по 3G швидше за все не вийде

Використовуючи інструмент "Отримати інформацію" визначаємо координати базової станції 3G та місця передбачуваної установки антени.

У нас вийшли такі координати:

База 53°49′37.35″N 39°2′30.3″E

Клієнт 53°50′20.41″N 38°55′7.82″E

Перший сервіс дуже простий і зрозумілий, треба просто ввести координати бази та клієнта вказати висоту від поверхні землі для бази – це зазвичай від 50 до 120м, для клієнта 10-15м.

Є одне обмеження - даний сервіс на зуміє побудувати трасу якщо координати місця будуть більше 60° С.Ш. або 60° Ю.Ш.т.

Ось що вийшло у нашому випадку.

За графіком траси видно, що отримати впевнений прийом у місці встановлення антени ніщо не заважає, навіть якщо висота бази виявиться меншою (50м) все одно буде забезпечена пряма видимість між антенами.

При заході на ресурс одразу переходимо на вкладку Tower

Видаляємо списки базових станцій, натискаючи на "хрестик" праворуч від таблиці та заповнюємо дані нашої бази для збереження натискаємоRefresh

Переходимо на вкладку Map

зменшуємо розмір карти та переносимо "хрестик" у місце знаходження приймальної антени орієнтуючись за назвами на карті та координатами внизу карти.

Натиснувши на вкладку Profilesможна переглянути профіль траси. Як видно, і правого малюнка траса відкрита і зможе забезпечити впевнений прийом 3G.

прокручуємо сторінку вниз до заголовка "Продуктивність системи"

Виходитимемо з того що, щоб отримати рівень сигналу на приймальній стороні не менше -85дбм, і запас посилення "на погану погоду" не менше 10дб.

Заповнюємо вільні поля виходячи з того, що приймальна антена має посилення 14дб, що передає 12дб, потужність передавача бази 3вт, втрати в кабелі зниження бази 2дб, в кабелі зниження приймальної антени 5дб. Натискаємо обчислити та отримуємо результат вище. Виходячи з розрахункових даних виходить, що запас посилення 24дб, тобто працюватиме в будь-яку погоду. Рівень сигналу на приймальній стороні буде близько -64дб, що дозволить мати впевнений стійкий прийом інтернету з максимально можливою швидкістю.

Другий варіант:

Для того щоб з'ясувати місцезнаходження базової станції необхідно взяти телефон з підтримкою 3G (зараз це вже не рідкість), і орієнтуючись за показаннями індикатора рівня сигналу на телефоні переміщатися у бік посилення сигналу, поки не з'явиться в полі зору конструкція схожа на зображені нижче:

Відзначивши місцезнаходження станції за допомогою карт http://maps.yandex.ru визначаємо відстань до місця встановлення та координати.

Антена повинна бути встановлена на відкритому просторі, якомога вище від поверхні ґрунту та зорієнтована у бік джерела сигналу. Закріплювати антену краще на окремій заземленій щоглі або стіні будинку зверненої у бік базової станції. Антену в напрямку на базову станцію не повинна загороджувати рослинність і високі предмети навіть на значній відстані і в радіусі близько 8 метрів від осі траси - це сильно послабить можливість прийому 3G інтернету. Пам'ятайте, що для роботи антени необхідна пряма видимість на базову станцію! Також не можна встановлювати антену під дахом будинку, навіть з неметалевих деталей (шифер, гума, руберойд та ін.) Також не варто встановлювати антену поблизу димоходу надмірне нерівномірне нагрівання виведе антену з ладу.

На сьогоднішній день мобільний телефон став важливою частиною нашого життя. За допомогою нього ми листуємося, зідзвонюємося та користуємося мобільним інтернетом. Але навіть зараз, коли оператори стільникового зв'язку роблять все для покращення зв'язку, бувають збої, а іноді зв'язок зникає або взагалі відсутній. Не всі знають, як працює стільниковий зв'язок і від чого залежить його якість. Для охоплення території та високої якості стільникового зв'язку компанії-оператори все більше будують (встановлюють) базові станції. Карта базових станцій допоможе залишатися на зв'язку. Кожен оператор має широку мережу базових станцій 3G (третє покоління) та 4G LTE (четверте покоління). Якщо ви ще не визначилися з вибором оператора або хочете перейти до іншого, вам може бути цікава карта базових станцій стільникового зв'язку потрібного оператора, яка докладно покаже територію покриття. Радіус дії однієї станції залежить від місця розташування та діапазону частоти. Станції 3G у мегаполісах досягають – 500м, на відкритих ділянках – до 35км. Станції 4G LTE – радіус може бути різним, оптимально – це близько 5 км, але за потреби він може становити до 30 км або навіть 100 км (при достатньому піднятті антени).

Оператори мобільного зв'язку навчилися поєднувати низькі та високі частоти. Для місцевості, де проживає мала кількість абонентів, при цьому вони займають велику територію, ідеально підійдуть мережі, що працюють у низьких діапазонах. А у великих та густонаселених містах будуються мережі у високих діапазонах. За дводіапазонними мережами LTE і стоїть майбутнє мобільного зв'язку.

Подивитися карту та дізнатися координати базових станцій стільникових операторів, а також зрозуміти зони покриття операторів стільникового зв'язку в залежності від регіону можна на різних сайтах. Прикладами таких сайтів можуть бути такі ресурси:

http://bsmaps.ru/maps.php - зони покриття Мегафону, МТС, Теле2 у центральному федеральному окрузі;
http://tolyatti.beeline.ru/customers/beeline-on-map/ - зони покриття Білайн
http://www.mts.ru/mobil_inet_and_tv/help/mts/coverage/ - зона покриття МТС

Якість стільникового зв'язку у компаній-операторів різна. На сайті Держпослуги запущено народний проект – «Якість зв'язку» (створення карти якості стільникового зв'язку за допомогою мобільного додатка «Якість зв'язку»). https://www.gosuslugi.ru/555666/1/

На проекті «Сердитий громадянин» ви можете поскаржитися на погану якість зв'язку.

Якщо покриття незадовільне, і є неохоплені ділянки ("білі плями"), то з'єднання нестійке і може перерватися. Наш ресурс створено для вирішення цих проблем.

У нас ви можете переглянути схему розташування базових станцій на інтерактивній

Виявлення вишок зв'язку - це не кримінальна діяльність, а досить поширене завдання у віддалених регіонах та селах, де якість покриття залишає бажати кращого. Як зрозуміти, чому у цього стовпа бере краще, ніж від тієї хвіртки? Зорієнтуватися тобі можуть допомогти наступні інструменти та сайти.

З англомовних сервісів, мабуть, найкраще opensignal.com, де можна вибрати оператора та необхідне місцезнаходження. Карта не відображає вежі, але показує області покриття. З росіян можу порадити netmonitor.ru - в його базі міститься багато інформації про вишки операторів.

Цікаві й деякі програми для Android. Наприклад, OpenSignal відображає карту стільникових вишок і точок Wi-Fi (ще на карті позначені місця з поганим зв'язком), має вбудований компас та засіб перевірки швидкості.

Ще цікава утиліта Netmonitor. Вона вміє моніторити мережі GSM та CDMA, показує інформацію про рівень сигналу, містить базу даних стільникових вишок, підтримує пристрої з кількома SIM-картами, а також вміє вести лог у форматі CLF або KLM.

Зверніть увагу, Netmonitor має обмеження при роботі на пристроях деяких виробників. На смартфонах Motorola, LG, Samsung, Acer та Huawei список сусідів може бути порожнім, а на пристроях Samsung до того ж може не відображатись рівень сигналу.

Також порекомендую додаток GSM Signal Monitoring, який дозволяє працювати з мережами GSM, UMTS та LTE. Воно на графіку відображає зміну рівня сигналу та показує сусідні стільники (тільки в мережах GSM). Є монітор швидкості передачі даних та можливість відстежувати статус з'єднання, стандарт підключення, ідентифікатори стільника та поточної зони (LAC/RNC/TAC) та рівень потужності сигналу (RSSI, а також RSRP для LTE).

Знаючи дані базової станції, можна пробити її через сайт xinit.ru та отримати інформацію про її місцезнаходження. У великих містах не завадить спробувати знайти народні карти з розташуванням вишок, але варто розуміти, що вежі належать різним операторам. Плюс базові станції ставлять не лише на стовпи, а й на дахи будинків.

Published 22.04.2015 by Johhny

Cellidfinder - це простий та зручний сервіс з пошуку розташування базових станцій мобільного зв'язку стандарту GSM та побудови їх на карті. У статті наведено докладну інструкцію щодо пошуку розташування базових станцій GSM за допомогою даного сервісу.

Які дані потрібні для локалізації БС?

Для того, щоб знайти координати сектора базової станції необхідно знати 4 параметри:

MCC (Mobile Country Code) — код, що визначає країну, де знаходиться оператор мобільного зв'язку. Наприклад, для Росії він дорівнює 250, США – 310, Угорщина – 216, Китай – 460, Україна – 255, Білорусія – 257.
MNC (Mobile Network Code) — код, який надається оператору мобільного зв'язку. Унікальний для кожного оператора у конкретній країні. Детальна таблиця кодів MCC та MNC для операторів по всьому світу доступна.
LAC (Location Area Code) – код локальної зони. Двома словами LAC - це об'єднання деякої кількості базових станцій, які обслуговуються одним контролером базових станцій (BSC). Цей параметр може бути представлений як у десятковому, так і у шістнадцятковому вигляді.
CellID (CID) – «ідентифікатор стільника». Той самий сектор базової станції. Цей параметр також може бути представлений у десятковому та шістнадцятковому вигляді.

Де взяти ці дані?

Дані беруться з німонітора. Нетмонітор - це спеціальна програма для мобільних телефонів або інших пристроїв, яка дозволяє дізнатися інженерні параметри мобільної мережі. У мережі існує безліч нетмоніторів для різних пристроїв. Знайти відповідний – не проблема. Крім того, багато сучасних GPS трекерів в умовах поганого прийому супутників можуть відсилати господареві не координати, а параметри базової станції (МСС, MNC, LAC, Cellid) за яку вони чіпляються. Cellidfinder допоможе швидко перевести ці параметри на приблизне розташування БС.

Звідки беруться координати базової станції?

Пошук координат базових станцій проводиться у базах даних Google та Yandex, які надали таку можливість. Слід зазначити, що в результаті пошуку ми отримуємо не точне розташування вежі, а приблизне. Це те місце, в якому реєструвалася найбільша кількість абонентів, що передали інформацію про своє місцезнаходження на сервери Google та Yandex. Найбільш точно розташування за LAC і CID визначається при використанні функції усереднення, при якій обчислюються координати всіх секторів (CellID) однієї базової станції, а потім обчислюється усереднене значення.

Як працювати з CellIDfinder?

Для того, щоб почати працювати з сервісом пошуку розташування базових станцій CellIdfinder необхідно встановити на смартфон будь-який монітор. Ось один із непоганих варіантів. Включаємо завантажений додаток і дивимося необхідні параметри.

У цьому випадку у вікні немає монітора ми побачили:
MCC = 257 (Білорусія)
MNC = 02 (МТС)
LAC = 16
CID = 2224

Вводимо ці параметри у форму пошуку на . Т.к. LAC і CID можуть видаватися немає монітором як у десятковому, так і в шістнадцятковому вигляді, форма пошуку має автозаповнення для LAC і CID в другому вигляді. Вибираємо "Дані Google", "Дані Yandex" і, якщо потрібна висока точність, "Усереднення". Натискаємо кнопку "Знайти БС".

В результаті отримали координати даного сектора базової станції. Більше того, координати по базах Google і Yandex практично збіглися, а значить можна припустити, що БС побудовані на карті досить точно.

Незважаючи на стрімкий розвиток сучасних технологій, якісний мобільний зв'язок присутня не скрізь. Саме тому абонентам потрібно знати зону покриття МТС.

Назване поняття вказує на територію, де власники сім-карт здатні приймати якісний сигнал і користуватися стільниковим зв'язком. Ця територія залежить від розташування вишок та базових станцій. Але користувачам слід враховувати, що на якість прийому впливає:

рельєф навколишньої місцевості;
погода (у грозу та шквалистий вітер якість знижується);
технічний стан телефону та здатність телефону підтримувати сучасні технології, включаючи 4g.

Користувачам варто враховувати кожен із перерахованих факторів, але пам'ятати, що основний вплив на підключення до мережі надають саме радіовежі.

Як така, карта радіовеж і станцій не має великої важливості для абонентів. Це з тим, що радіус покриття кожної вишки залежить від частот, використовуваних оператором, і його місцезнаходженням:

точки, що використовують частоту 450 МГц, здатні покривати до 20 км.;
охоплення точок 800 МГц – до 13,5 км.;
1800 МГц – до 7 км;
2600 – 3,2.

Важливо підкреслити, більшість операторів Росії, включаючи МТС, використовують універсальні радіовишки, які працюють відразу у кількох діапазонах. Це дозволяє уникнути складнощів із підключенням до 3g та 4g та забезпечити надійним, стабільним зв'язком клієнтів.

Ще одним фактором, що впливає на розташування вишок, є кількість абонентів у населеному пункті. Чим більше місто і більше підключених користувачів, тим частіше розташовані радіовежі. У разі їх кількість прямо впливає здатність оператора підтримувати роботу мережі.

Карта покриття мережі 3g та 4g МТС

На даний момент карта покриття МТС охоплює практично всю територію Росії. Стільниковий оператор доступний у кожному населеному пункті. Проте позбутися білих плям поки не вдалося. І чим вища якість зв'язку, тим більше місць, де користувачі не можуть нею скористатися.

Найкраще ситуація з покриттям у Москві, Московській області, Санкт-Петербурзі та Краснодарському краї. Не виникне труднощів у мешканців обласних, крайових, республіканських центрів та великих міст.

Щоб отримати докладнішу інформацію, слід відвідати офіційний сайт компанії та відкрити відповідний розділ. Посилання на нього знаходиться на стартовій сторінці. При цьому оператор пропонує окрему картку для кожного регіону країни.

І знову трохи загальноосвітнього матеріалу. Цього разу йтиметься про базові станції. Розглянемо різні технічні моменти щодо їх розміщення, конструкції та дальності дії, а також заглянемо всередину самого антенного блоку.

Базові станції Загальні відомості

Так виглядають антени стільникового зв'язку, встановлені на дахах будівель. Ці антени є елементом базової станції (БС), саме - пристроєм прийому і передачі радіосигналу від однієї абонента до іншого, і далі через підсилювач до контролера базової станції та інших пристроям. Як найбільш помітна частина БС, вони встановлюються на антенних щоглах, дахах житлових і виробничих будівель і навіть димових трубах. Сьогодні можна зустріти і більш екзотичні варіанти їх встановлення, у Росії їх уже встановлюють на стовпах освітлення, а в Єгипті їх навіть маскують під пальми.

Підключення базової станції до мережі оператора зв'язку може здійснюватись по радіорелейному зв'язку, тому поруч із "прямокутними" антенами блоками БС можна побачити радіорелейну тарілку:

З переходом на більш сучасні стандарти четвертого та п'ятого поколінь, для задоволення їхніх вимог підключати станції потрібно буде виключно волоконною оптикою. У сучасних конструкціях БС оптоволокно стає невід'ємним середовищем передачі навіть між вузлами і блоками самої БС. Наприклад, на малюнку нижче показано пристрій сучасної базової станції, де оптоволоконний кабель використовується передачі даних від RRU (виносні керовані модулі) антени до самої базової станції (показано помаранчевої лінією).

Обладнання базової станції розміщується в нежитлових приміщеннях будівлі, або встановлюється в спеціалізовані контейнери (закріплені на стінах або стовпах), адже сучасне обладнання виконується досить компактно і може просто поміститися в системний блок серверного комп'ютера. Часто радіомодуль встановлюють поряд з антенним блоком, це дозволяє зменшити втрати і розсіювання потужності, що передається в антену. Так виглядають три встановлені радіомодулі обладнання базової станції Flexi Multiradio, закріплені прямо на щоглі:

Зона обслуговування базових станцій

Для початку слід зазначити, що бувають різні типи базових станцій: макро, мікро, піко та фемтосоти. Почнемо з малого. І, якщо коротко, то фемтосота не є базовою станцією. Це швидше Access Point (точка доступу). Дане обладнання спочатку орієнтується на домашнього чи офісного користувача та власником такого обладнання є приватне або юр. особа, яка не належить до оператора. Головна відмінність такого обладнання полягає в тому, що воно має повністю автоматичну конфігурацію, починаючи з оцінки радіопараметрів і закінчуючи підключенням до мережі оператора. Фемтосота має габарити домашнього роутера:

Пікосота - це БС малої потужності, що належить оператору та використовує як транспортну мережу IP/Ethernet. Зазвичай встановлюється у місцях можливої локальної концентрації користувачів. Пристрій за розмірами можна порівняти з невеликим ноутбуком:

Мікростільника - це наближений варіант реалізації базової станції в компактному вигляді, дуже поширене в мережах операторів. Від "великої" базової станції її відрізняє урізана ємність абонентів, що підтримуються, і менша випромінююча потужність. Маса зазвичай до 50 кг і радіус радіопокриття - до 5 км. Таке рішення використовується там, де не потрібні високі ємності та потужності мережі, чи немає можливості встановити велику станцію:

І нарешті, макростільника - стандартна базова станція, на базі якої будуються мобільні мережі. Вона характеризується потужностями близько 50 W та радіусом покриття до 100 км (у межі). Маса стійки може досягати 300 кг.

Зона покриття кожної БС залежить від висоти підвісу антеної секції, від рельєфу місцевості та кількості перешкод по дорозі до абонента. При встановленні базової станції далеко не завжди на перший план виноситься радіус покриття. У міру зростання абонентської бази може вистачити максимальної пропускної спроможності БС, у разі на екрані телефону з'являється повідомлення " зайнята " мережа " . Тоді оператор згодом на цій території може свідомо зменшити радіус дії базової станції та встановити кілька додаткових станцій у місцях найбільшого навантаження.

Коли потрібно збільшити ємність мережі та знизити навантаження на окремі базові станції, тоді й приходять на допомогу мікростільники. В умовах мегаполісу зона радіопокриття однієї мікростільники може становити лише 500 метрів.

В умовах міста, як не дивно, трапляються такі місця, де оператору потрібно локально підключити ділянку з великою кількістю трафіку (райони станцій метро, великі центральні вулиці та ін.). У цьому випадку застосовуються малопотужні мікростільники та пікосоти, антенні блоки яких можна розташовувати на низьких будинках та на стовпах вуличного освітлення. Коли виникає питання організації якісного радіопокриття всередині закритих будівель (торгові та бізнес-центри, гіпермаркети та ін.) тоді на допомогу приходять пікосотові базові станції.

За межами міст на перший план виходить дальність роботи окремих базових станцій, так встановлення кожної базової станції на відстані від міста стає все більш дорогим підприємством у зв'язку з необхідністю побудови ліній електропередач, доріг і вишок у складних кліматичних та технологічних умовах. Для збільшення зони покриття бажано встановлювати БС на більш високих щоглах, використовувати спрямовані секторні випромінювачі, і більш низькі частоти, менш схильні до згасання.

Так, наприклад, у діапазоні 1800 МГц дальність дії БС не перевищує 6-7 кілометрів, а у разі використання 900-мегагерцового діапазону зона покриття може досягати 32 кілометрів, за інших рівних умов.

Антени базових станцій. Заглянемо всередину

У стільниковому зв'язку найчастіше використовують секторні панельні антени, які мають діаграму спрямованості шириною 120, 90, 60 і 30 градусів. Відповідно до організації зв'язку в усіх напрямках (від 0 до 360) може знадобитися 3 (ширина ДН 120 градусів) чи 6 (ширина ДН 60 градусів) антенних блоків. Приклад організації рівномірного покриття у всіх напрямках показаний на малюнку нижче:

А нижче типові діаграми спрямованості в логарифмічному масштабі.

Більшість антен базових станцій широкосмугові, що дозволяють працювати в одному, двох або трьох діапазонах частот. Починаючи з мереж UMTS, на відміну від GSM, антени базових станцій можуть змінювати площу радіопокриття залежно від навантаження на мережу. Один з найефективніших методів управління потужністю, що випромінюється, - це управління кутом нахилу антени, таким способом змінюється площа опромінення діаграми спрямованості.

Антени можуть мати фіксований кут нахилу або мають можливість дистанційного регулювання за допомогою спеціального програмного забезпечення, що розташовується в блоці управління БС, і вбудованих фазообертачів. Існують також рішення, що дозволяють змінювати зону обслуговування від загальної системи управління мережею передачі даних. Таким чином можна регулювати зону обслуговування всього сектора базової станції.

В антенах базових станцій застосовується як механічне керування діаграмою, і електричне. Механічне управління простіше реалізується, але нерідко призводить до спотворення форми діаграми спрямованості через вплив конструктивних елементів. Більшість антен БС має систему електричного регулювання кута нахилу.

Сучасний антенний блок є групою випромінюючих елементів антенної решітки. Відстань між елементами грат вибирається таким чином, щоб отримати найменший рівень бічних пелюсток діаграми спрямованості. Найчастіше зустрічаються довжини панельних антен від 0,7 до 2,6 метрів (для багатодіапазонних антенних панелей). Коефіцієнт посилення варіюється від 12 до 20 dBi.

На малюнку нижче (ліворуч) представлена конструкція однієї з найпоширеніших (але вже старих) антенних панелей.

Тут випромінювачі антеної панелі є напівхвильовими симетричними електричними вібраторами над провідним екраном, розташовані під кутом 45 градусів. Така конструкція дозволяє формувати діаграму з шириною головної пелюстки 65 або 90 градусів. У такій конструкції випускаються дво-і навіть тридіапазонні антенні блоки (щоправда, досить великогабаритні). Наприклад, тридіапазонна антенна панель такої конструкції (900, 1800, 2100 МГц) відрізняється від однодіапазонної, приблизно вдвічі більшим розміром і масою, що, звичайно ж, ускладнює її обслуговування.

Альтернативна технологія виготовлення таких антен передбачає виконання смужкових антенних випромінювачів (металеві пластини квадратної форми), на малюнку вище праворуч.

А ось ще один варіант, коли як випромінювач використовуються напівхвильові щілинні магнітні вібратори. Лінія живлення, щілини та екран виконуються на одній друкованій платі з двостороннім фольгованим склотекстолітом:

З урахуванням сучасних реалій розвитку бездротових технологій, базові станції мають підтримувати роботу 2G, 3G та LTE мереж. І якщо блоки управління базових станцій мереж різних поколінь вдається вмістити в одну комутаційну шафу без збільшення габаритного розміру, то з антеною виникають значні труднощі.

Наприклад, у багатодіапазонних антенних панелях кількість коаксіальних сполучних ліній сягає 100 метрів! Така значна довжина кабелю та кількість паяних з'єднань неминуче призводить до втрат у лініях та зниження коефіцієнта посилення:

З метою зниження електричних втрат та зменшення точок паяння часто роблять мікросмужкові лінії, це дозволяє виконати диполі та систему запитки всієї антени за єдиною друкованою технологією. Дана технологія проста у виробництві і забезпечує високу повторюваність характеристик антени при її серійному випуску.

Багатодіапазонні антени

З розвитком мереж зв'язку третього та четвертого поколінь потрібна модернізація антени як базових станцій, так і стільникових телефонів. Антени повинні працювати у нових додаткових діапазонах, що перевищують 2.2 ГГц. Більше того, робота у двох і навіть трьох діапазонах має виконуватися одночасно. Внаслідок цього антенна частина включає досить складні електромеханічні схеми, які повинні забезпечувати належне функціонування в складних кліматичних умовах.

Як приклад розглянемо конструкцію випромінювачів дводіапазонної антени базової станції стільникового зв'язку Powerwave, що працює в діапазонах 824-960 МГц і 1710-2170 МГц. Її зовнішній вигляд показаний на малюнку нижче:

Цей дводіапазонний опромінювач складається із двох металевих пластин. Та, що більшого розміру працює в нижньому діапазоні 900 МГц, над нею розташована пластина із щілинним випромінювачем меншого розміру. Обидві антени збуджуються щілинними випромінювачами і, таким чином, мають єдину лінію запитки.

Якщо в якості випромінювачів використовуються дипольні антени, необхідно ставити окремий диполь для кожного діапазону хвиль. Окремі диполі повинні мати свою лінію запитки, що, звичайно, знижує загальну надійність системи та збільшує енергоспоживання. Прикладом такої конструкції є антена Kathrein для того ж діапазону частот, що й розглянута вище:

Таким чином, диполі для нижнього діапазону частот знаходяться як би усередині диполів верхнього діапазону.

Для реалізації трьох- і більше діапазонного режимів роботи найбільшою технологічністю мають друковані багатошарові антени. У таких антена кожен новий шар працює в досить вузькому діапазоні частот. Така багатоповерхова конструкція виготовляється з друкованих антен з індивідуальними випромінювачами, кожна антена налаштовується на окремі частоти робочого діапазону. Конструкція пояснюється малюнком нижче:

Як і в будь-яких інших багатоелементних антенах у такій конструкції відбувається взаємодія елементів, що працюють у різних діапазонах частот. Само собою ця взаємодія впливає на спрямованість та узгодження антен, але дана взаємодія може бути усунена методами, що застосовуються у ФАР (фазованих антенних ґратах). Наприклад, одним з найбільш ефективних методів є зміна конструктивних параметрів елементів шляхом усунення збудливого пристрою, а також зміна розмірів самого опромінювача і товщини роздільного діелектричного шару.

Важливим моментом і те, що це сучасні бездротові технології широкосмугові, і ширина смуги робочих частот становить щонайменше 0,2 ГГц. Широку робочу смугу частот мають антени на основі взаємодоповнюючих структур, типовим прикладом яких є антени типу "bow-tie" (метелик). Узгодження такої антени з лінією передачі здійснюється підбором точки збудження та оптимізацією її конфігурації. Щоб розширити смугу робочих частот за узгодженням "метелика" доповнюють вхідним опором ємнісного характеру.

Моделювання та розрахунок подібних антен виробляють у спеціалізованих програмних пакетах САПР. Сучасні програми дозволяють моделювати антену в напівпрозорому корпусі за наявності впливу різних конструктивних елементів антеної системи і дозволяють зробити досить точний інженерний аналіз.

Проектування багатодіапазонної антени роблять поетапно. Спочатку розраховують та проектують мікросмужкову друковану антену з широкою смугою пропускання для кожного робочого діапазону частот окремо. Далі друковані антени різних діапазонів поєднують (накладенням один на одного) і розглядають їхню спільну роботу, усуваючи по можливості причини взаємного впливу.

Широкосмугова антена типу "метелик" може бути вдало використана як основа для тридіапазонної друкованої антени. На малюнку нижче зображено чотири різні варіанти її конфігурації.

Наведені конструкції антен відрізняються формою реактивного елемента, який застосовується для розширення робочої лінії частот за погодженням. Кожен шар такої тридіапазонної антени є мікросмужковим випромінювачем заданих геометричних розмірів. Чим нижче частоти – тим більший відносний розмір такого випромінювача. Кожен шар друкованої плати відокремлений від іншого за допомогою діелектрика. Наведена конструкція може працювати в діапазоні GSM 1900 (1850-1990 МГц) – приймає нижній шар; WiMAX (2,5 – 2,69 ГГц) – приймає середній шар; WiMAX (3,3 – 3,5 ГГц) – приймає верхній шар. Подібна конструкція антени дозволить приймати і передавати радіосигнал без використання додаткового активного обладнання, не збільшуючи тим самим габаритних розмірів блоку антени.

І на закінчення трохи про шкоду БС

Іноді, базові станції операторів стільникового зв'язку встановлюють прямо на дахах житлових будинків, чим безпосередньо деморалізують деяких їх мешканців. У господарів квартир перестають "народжувати кішки", а на голові у бабусі починає швидше з'являтися сиве волосся. А тим часом від встановленої базової станції жителі цього будинку електромагнітного поля майже не отримують, бо "вниз" базова станція не випромінює. Та й, до речі, норми СанПіН для електромагнітного випромінювання в РФ на порядок нижче, ніж у "розвинених" країнах заходу, і тому в межах міста базові станції ніколи на повну потужність не працюють. Тим самим, шкоди від БС немає, якщо тільки ви не влаштовуєтеся позасмагати на даху за кілька метрів від них. Найчастіше, з десяток точок доступу, встановлених у квартирах мешканців, а також мікрохвильові печі та стільникові телефони (притиснуті до голови) мають на вас набагато більший вплив, ніж базова станція, встановлена за 100 метрів за межами будівлі.