Automatic Placement Algorithm of Base Stations Trunking Communication Systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

to increase the efficiency of the trunking communication systems design process, an original algorithm for the automatic placement of base stations is proposed, taking into account the real conditions of radio wave propagation. The analysis showed that the existing methods allow you to place base stations manually, with a given step or automatically, but without taking into account the propagation of radio waves, which leads to poor-quality coverage of the required area with communication. The aim of the work is to reduce the complexity of designing a trunking communication system that is guaranteed to cover a given service area. It is proposed to calculate the service areas of base stations using a statistical model, as well as taking into account additional diffraction losses on the radio signal propagation path. The solution to the problem of automatic placement of base stations is based on the use of the proposed modified Hut model, which takes into account the terrain at the locations of the base and portable stations, as well as on the international recommendation for predicting signal propagation on a specific route for ground services. With automatic placement, the optimality criterion is fulfilled, which consists in placing the minimum number of base stations necessary to cover the required territory. An element of the novelty of the presented solution is that at the first stage of the calculation, the service area of the base station is determined by the statistical method, at the second stage, an updated calculation of the service area takes place taking into account the actual conditions of radio wave propagation at the binding site, and at the third stage, the zone of guaranteed customer service is determined. The use of the proposed algorithm makes it possible to reduce the complexity of the system design process and determine the sufficient number of base stations needed to cover a given area with communication. Appropriate software has been developed to apply the algorithm in real practice. To confirm the effectiveness of the algorithm, the paper presents comparative calculations of the time spent on designing a trunking communication system using the developed software and using the widely used RadioMobile program.

About the authors

V. S. Ivanov

MIREA ‒ Russian Technological University

Email: ivanovmirea1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9827-1690

S. U. Uvajsov

MIREA ‒ Russian Technological University

Email: uvajsov@mirea.ru
ORCID iD: 0000-0003-1943-6819
SPIN-code: 3801-4816

I. A. Ivanov

MIREA ‒ Russian Technological University

Email: ivanov_ia@mirea.ru
ORCID iD: 0000-0003-1266-0228

References

  1. Сакалема Д.Ж. Подвижная радиосвязь. М.: Горячая линия ‒ Телеком, 2012. 512 с.
  2. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. М.: Горячая линия ‒ Телеком, 2007. 224 с.
  3. Егоров Л.Л., Кологривов В.А., Мелихов С.В. Алгоритм расчета зон покрытия базовых станций сотовой связи // Доклады Томского Государственного Университета систем управления и радиоэлектроники. 2009. № 1-1(19). C. 15‒19.
  4. Мухаджинов Р.Р. Применение генетического алгоритма к решению задачи «Размещение станций систем мобильной связи» // Вестник Астраханского Государственного Технического Университета. Серия: управление, вычислительная техника и информатика. 2009. № 1. С. 165‒67.
  5. Павловская К.А. Применение генетического алгоритма для решения задач размещения базовых станций в сетях пятого поколения // Информатика и кибернетика. 2019. № 4(18). С. 29‒34.
  6. Мухтаров А.А., Першин О.Ю. Размещение базовых станций широкополосной беспроводной сети связи для обслуживания заданного множества рассредоточенных объектов // Двенадцатая международная конференция «Управление развитием крупномасштабных систем mlsd'2019» (Москва, Россия, 01–03 октября 2019). М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2019. С. 609‒612. doi: 10.25728/mlsd.2019.1.0610
  7. Аминова Р.Р. Разработка алгоритма первоначального размещения базовых станций сетей широкополосного радиодоступа на этапе частотно-территориального планирования // Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Новые технологии, материалы и оборудование российской авиакосмической отрасли» (АКТО-2016, Казань, Россия, 10–12 августа 2016). Казань: Академия наук Республики Татарстан, 2016. Т. 2. С. 338‒342.
  8. Скаков Е.С., Малыш В.Н. Использование алгоритмов мультистарта и поиска с запретами для решения задачи размещения базовых станций // Информационно-управляющие системы. 2015. № 3(76). С. 99‒106. doi: 10.15217/issn1684-8853.2015.3.99
  9. Иванов В.С., Хаджийская Е.Ю. Расчёт зоны покрытия транкинговой системы связи // XIX Международная научно-практическая конференция «Инновационные, информационные и коммуникационные технологии» (Сочи, Россия, 01–10 октября 2022). М.: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА имени профессора Н.Е. Жуковского содействия сохранению исторического и научного наследия ВВИА имени профессора Н.Е. Жуковского, 2022. C. 345‒350.
  10. Иванов В.С., Увайсов С.У., Иванов И.А. Алгоритм расчета зоны обслуживания базовой станции транкинговой системы связи // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 4. С. 12‒20. doi: 10.18127/j19998465-202304-02
  11. Овчинников А.М., Воробьев С.В., Сергеев С.И. Открытые стандарты цифровой транкинговой радиосвязи. М: Эко-Трендз, 2000. 166 c.
  12. Рекомендация МСЭ-R P.1812-4 (07/2015). Метод прогнозирования распространения сигнала на конкретной трассе для наземных служб "из пункта в зону" в диапазонах УВЧ и ОВЧ.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).