Планировщик сотовой сети 3D 120 FPS · 3D

Интерактивный симулятор радиопокрытия, секторов антенн и интерференции (1800 МГц)
💡 Кликни по карте, чтобы поставить базовую станцию · Тяни мышью для вращения 3D
🖱 ЛКМ + движение: вращать 3D · Клик: поставить/выбрать БС · Колесо/щипок: зум
Покрытие абонентовцель ≥ 90% 0% 0 из 0
Средняя скоростьШеннон (10 МГц) 0.0 Мбит/с на абонента
Нет связиСлабоХорошоМакс. 4G/5G
Бюджет проекталимит 0 тыс. $
Итоговая оценка3 звезды = идеал
☆☆☆
Поставь первую станцию на карту

1. Потери сигнала с расстоянием (Path Loss)

В свободном пространстве радиоволна затухает по формуле Фрииса. В реальном городе на частоте 1800 МГц добавляются отражения и дифракция от застройки по модели COST-231 Hata (берётся максимум из двух моделей):

LFS = 32,45 + 20·lg(f) + 20·lg(d) LHata = 46,3 + 33,9·lg(f) − 13,82·lg(hb) − a(hm) + (44,9 − 6,55·lg(hb))·lg(d) + Cm

Здесь f = 1800 МГц, d — расстояние в км, hb — высота подвеса антенны БС (15–60 м), hm = 1,5 м (телефон в руке), Cm = 3 дБ (город).

Дистанция d (км) Затухание L (дБ) L_Friis (свободное пространство) L_Hata (городская застройка)

2. Секторные антенны (3 × 120°)

Вместо того чтобы светить во все стороны сразу (как обычная штыревая лампа с усилением 8 дБи), на вышку ставят 3 направленных сектора по 120° (усиление 17 дБи по оси луча). В 3D-симуляторе эти лепестки видны как световые конусы:

A(θ) = −min[ 12 · (θ / θ3дБ)², 20 ], θ3дБ = 65°

Поворачивая азимут антенн в карточке станции, можно направить максимум энергии прямо на кварталы со скоплением абонентов.

Сектор 1 (0°) Сектор 2 (120°) Сектор 3 (240°)

3. Затенение от зданий (Радиотень)

В симуляторе луч от каждой станции к абоненту проверяется на пересечение со зданиями. Каждое пробитое здание отнимает 5 дБ мощности (до 25 дБ максимум), плюс действует лог-нормальное замирание ±4 дБ.

Prx (RSRP) = Ptx + G(θ) − Lpath − Lзданий + Xσ

При наведении мыши на карту симулятор подсвечивает красным те здания, которые гасят луч в выбранной точке!

БС (h_b) Здание (-5 дБ) Радиотень

4. Интерференция (SINR) и частоты

Если две соседние вышки работают на одном частотном канале (одинаковый цвет), телефон абонента слышит обе станции одновременно — возникает соканальная помеха. Качество сигнала определяется отношением SINR:

SINR = Pполезн / ( Σ Pпомех_того_же_канала + Nшум )

Тепловой шум при полосе 10 МГц и NF = 7 дБ равен −97 дБм. Решение: назначать соседним вышкам разные каналы (Синий, Оранжевый, Фиолетовый).

F1 F2 F3 Кластер из 3 частот: нулевая взаимная помеха на стыке сот!

5. Скорость передачи данных (Формула Шеннона)

Чем выше SINR, тем плотнее можно кодировать биты в радиоканале. Пропускная способность соты шириной B = 10 МГц делится между активными абонентами её секторов:

C = B · log2(1 + SINR) Rабонента = 0,75 · C / Nабонентов_сектора

Использование 3 секторов утраивает общую емкость базовой станции, так как каждый сектор работает на своём независимом приемопередатчике!

SINR (дБ) C (Мбит/с) Емкость соты C = B·log₂(1+SINR)

Технические параметры модели

  • Диапазон: LTE Band 3 (1800 МГц), ширина канала 10 МГц, уровень теплового шума −97 дБм.
  • Масштаб игровой зоны: 7,2 × 4,8 км (сетка расчёта радиопокрытия 150×100 ячеек + точный расчёт луча для каждого абонента).
  • Критерий обслуженного абонента: уровень сигнала RSRP ≥ −105 дБм и качество SINR ≥ 0 дБ.

Экономика и баланс

Стоимость каждой базовой станции складывается из базовой аренды и оборудования (12 тыс. $), надбавки за трёхсекторную конфигурацию (+12 тыс. $), высоты мачты (+0,3 тыс. $ за метр свыше 15 м) и мощности передатчика (+0,5 тыс. $ за каждый дБм свыше 30 дБм).

Cost = 12 + (hb − 15)·0,3 + (Ptx − 30)·0,5 + [12 при 3 секторах]

Критерии получения звёзд

  • ★☆☆ (Зачёт): подключено не менее 90% абонентов, не превышен общий бюджет уровня.
  • ★★☆ (Инженер): покрытие ≥ 90% в рамках бюджета + средняя скорость на абонента ≥ 2,5 Мбит/с.
  • ★★★ (Мастер радиопланирования): покрытие ≥ 90%, средняя скорость ≥ 3,5 Мбит/с и экономия бюджета (потрачено не более 90% лимита).

Литература и стандарты

  • COST Action 231: Digital mobile radio towards future generation systems, Final Report, 1999.
  • Hata M., "Empirical Formula for Propagation Loss in Land Mobile Radio Services", IEEE Trans. Veh. Technol., 1980.
  • 3GPP TR 36.814 — Further advancements for E-UTRA physical layer aspects.
  • Shannon C. E., "A Mathematical Theory of Communication", Bell System Technical Journal, 1948.