sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИ10.55648/1998-6920-2024-18-2-13-31sibsutis-822Research ArticleСтатьиАнализ проблемы развертывания при планировании покрытия сети 5GAnalysis of the Deployment Problem when Planning 5G Network Coveragehttps://orcid.org/0009-0007-0300-0494АлиевИ. В.AlievI. V.

Алиев Исфандиёр Вакосович, аспирант кафедры цифрового телерадиовещания и систем радиосвязи

630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86, тел. +7 383 2698 254

Isfandiyor V. Aliev, Postgraduate of the Department of Digital Broadcasting and Radio Communication Systems

630102, Novosibirsk, Kirov St. 86, phone: +7 383 2698 254 

aliev_i_v@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2671-4258НосовВ. И.NosovV. I.

Носов Владимир Иванович, д.т.н., профессор кафедры цифрового телерадиовещания и систем радиосвязи

630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86, тел. +7 383 2698 254

Vladimir I. Nosov, Dr. of Sci. (Engineering), Professor; Professor of the Department of Digital Broadcasting and Radio Communication Systems

630102, Novosibirsk, Kirov St. 86, phone: +7 383 2698 254 

nosov.nvi43@yandex.ruСибирский государственный университет телекоммуникаций и информатикиРоссияSiberian State University of Telecommunications and Information Science (SibSUTIS)Russian Federation2024241220231821331Copyright © Алиев И.В., Носов В.И., 20242024Алиев И.В., Носов В.И.Aliev I.V., Nosov V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/822

Глобальный спрос на услуги мобильного Интернета с более высокой пропускной способностью стимулирует постоянную эволюцию технологий сотовой связи. Сегодня сотовые сети насыщены частотами ниже 3 ГГц. Для обеспечения требуемого увеличения скорости передачи данных требуется большая пропускная способность в более высокочастотном диапазоне. Из-за растущих требований к пропускной способности мобильные сети 5-го поколения (5G) нацелены на диапазон частот от 3 до 6 ГГц (FR1). Также для сетей 5G планируется использование частот в диапазоне 24–29 ГГц. Несмотря на ожидаемое широкое использование диапазона частот от 3 до 6 ГГц, имеется мало эмпирических данных о потерях в тракте и опыте планирования сетей мобильной радиосвязи. В данной работе разработана методика определения зоны покрытия базовой станции сети 5G при учёте большинства параметров аппаратуры и сигналов для разных моделей распространения сигнала. Получено выражение для определения скорости передачи данных в аппаратуре 5G-NR в режиме TDD. Представлены результаты расчётов зоны покрытия на примере города Новосибирска для частоты 4.8 ГГц. Проанализирована проблема развертывания при планировании покрытия сети 5G.

Global demand for higher bandwidth mobile Internet services stimulates the constant evolution of cellular technologies. Today, cellular networks are saturated with frequencies below 3 GHz. To achieve the required increase in data rates, more bandwidth is required in the higher frequency range. Due to increasing bandwidth requirements, 5th generation (5G) mobile networks are targeting the frequency range of 3 to 6 GHz (FR1). It is also planned to use frequencies in the 24-29 GHz range for 5G networks. Despite the expected widespread use of the frequency range from 3 to 6 GHz, there is little empirical data on path losses and experience in mobile radio network planning. In this paper, a methodology has been developed for determining the coverage area of the 5G network base station taking into account most equipment and signal parameters for different signal propagation models. An expression has been obtained to determine the data transfer rate in 5G-NR equipment in TDD mode. Calculations results of the coverage area are presented using the example for the city of Novosibirsk for a frequency of 4.8 GHz. The deployment problem when planning 5G network coverage is analyzed.

методика определения покрытия сети 5Gопределение скорости передачи данных в сети 5Gмодель распространения Лонгли–Райсамодель 3GPP 5G-NRmethodology for determining 5G network coveragedetermination of data transfer speed in the 5G networkLongley-Rice and 3GPP 5G-NR propagation modelsReferencesAhamed M. M., Faruque S. 5G Network Coverage Planning and Analysis of the Deployment Challenges // Sensors. 2021. P. 6608.Ahamed, M.M.; Faruque, S. 5G Network Coverage Planning and Analysis of the Deployment Challenges. Sensors 2021, 21, 6608.Мовчан А. К., Рогожников Е. В., Дмитриев Э. М., Новичков С. А., Лаконцев Д. В. Расчет ослабления сигнала сетей сотовой связи 5G для частот диапазона FR1 // Доклады ТУСУР. 2022. Т. 23, № 1. С. 17 – 23.Movchan A. K., Rogozhnikov E. V., Dmitriev E. M., Novichkov S. A., Lakontsev D. V. Raschet oslableniya signala setei sotovoi svyazi 5G dlya chastot diapazona FR1 [Calculation of signal attenuation of 5G cellular networks for frequencies in the FR1 range]. Dokladi TUSUR, 2022, vol. 23, no. 1, pp. 17- 23.Sarkar T. K., Wicks M. C., Salazar-Palma M., Bonneau R. J. Smart Antennas. A survey of various propagation models for mobile communication. P. 239–307.Tapan K. Sarkar, Michael C. Wicks, Magdalena Salazar-Palma, Robert J. Bonneau. A survey of various propagation models for mobile communication. Smart Antennas, Wiley-IEEE Press, 2003, pp. 239- 307.Data sheet 3GPP TR 38.901 V17.0.0 Release 17. URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.901 (дата обращения: 28.04.2023).Data sheet 3GPP TR 38.901 V17.0.0 Release 17 available at: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.901 (accessed: 28.04.2023).[IMT-2020.EVAL], Guidelines for Evaluation of Radio Interface Technologies for IMT-2020. 2017. URL: https://www.itu.int/md/R15-SG05-C-0057 (дата обращения: 04.08.2022).[IMT-2020.EVAL], Guidelines for Evaluation of Radio Interface Technologies for IMT-2020. 2017. available at: https://www.itu.int/md/R15-SG05-C-0057 (accessed: 04.08.2022).Hufford G. A., Longley A. G., Kissick W. A. A guide to the use of the ITS irregular terrain model in the area prediction mode / US Department of Commerce, National Telecommunications and Information Administration. NTIA REPORT 82-100, 1982. 73 p.Hufford G. A., Longley A. G., Kissick W. A. A guide to the use of the ITS irregular terrain model in the area prediction mode. US Department of Commerce, National Telecommunications and Information Administration, NTIA REPORT 82-100, 1982. 73 p.Data sheet 3GPP TR 38.913 version 17.0.0 Release 17 URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.913 (дата обращения: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TR 38.913 version 17.0.0 Release 17 available at: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.913 (accessed: 15.03.2023).Proakis J. G., Salehi M. Digital Communications, 5th ed.; McGraw-Hill Education: New York, NY, USA, 2007. P. 1170.Proakis J. G.; Salehi M. Digital Communications. 5th ed., McGraw-Hill Education: New York, NY, USA, 2007, p. 1170.Data sheet 3GPP TS 38.104 version 17.4.0 Release 17 URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.104 (дата обращения: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TS 38.104 version 17.4.0 Release 17 available at: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.104 (accessed: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TS 38.101 version 17.4.0 Release 17 URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.101-1 (дата обращения: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TS 38.101 version 17.4.0 Release 17 available at: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.101-1 (accessed: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TS 38.213 version 17.1.0 Release 17 URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.213 (дата обращения: 15.03.2023).Data sheet 3GPP TS 38.213 version 17.1.0 Release 17 available at: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.213 (accessed: 15.03.2023).Bjornson E., Hoydis J., and Sanguinetti L. Massive MIMO Networks: Spectral, Energy, and Hardware Efficiency // Foundations and Trends in Signal Processing. 2017. V. 11, № 3–4. P. 154–655. DOI: 10.1561/2000000093.Emil Bjornson, Jakob Hoydis and Luca Sanguinetti, Massive MIMO Networks: Spectral, Energy, and Hardware Efficiency. Foundations and Trends in Signal Processing, 2017, vol. 11, iss. 3-4, pp. 154- 655. DOI: 10.1561/2000000093.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.