Введение 3
1. Сравнительный анализ технологий дальнего радиуса действия для
Интернета вещей 5
1.1. Классификация технологий Интернета вещей 5
1.2. Технология SigFox 8
1.3. Технология LoRa 11
1.4. Технология NB-IoT 15
1.5. Сравнительный анализ технологий SigFox, LoRa и NB-IoT 26
2. Проектирование беспроводной сети связи 28
2.1. Анализ местности 28
2.2. Выбор режима работы и частотного диапазона 29
2.3. Выбор оборудования 31
2.4. Выбор модели распространения сигнала 36
2.5. Расчет пропускной способности сети 38
2.6. Расчёт зон радиопокрытия 44
2.7. Моделирование зоны покрытия проектируемой сети в ПО «ICS Telecom
EV» 57
2.8. Расчет стоимости оборудования, необходимого для реализации проекта ... 58
Заключение 61
Список используемых источников 62
ПРИЛОЖЕНИЕ
Умный город - концепция интеграции нескольких информационных и коммуникационных технологий и Интернета вещей (IoT), т.е. вычислительной сети физических предметов, оснащенных встроенными технологиями. Главная цель "умных" городов - внедрение новых технологий во всех сферах человеческой жизни для того, чтобы сделать функционирование городской инфраструктуры более эффективным, а быт горожан - комфортным и безопасным.
Сегодня уровень урбанизации постоянно растет, в городах сосредоточено до 70 % мировой экономики. К тому же, если сейчас около 50% населения всего мира проживают в городах, то уже через 20 лет эта цифра увеличится до 68%. С каждым годом всё сложнее становится контролировать протекающие в городах процессы.
Автоматизация и цифровизация сегодня касается всех сфер человеческой деятельности, и жилищно-коммунальное хозяйство не остается в стороне. Технологии "умного" ЖКХ обеспечивают полноценный контроль работы оборудования, позволяют дистанционно снимать показания со всех счетчиков и предотвращать аварии.
В результате использования "умных" счетчиков происходит оптимизация потребления ресурсов, сокращение затрат на наладку и техническое обслуживание, минимизация ошибок, обусловленных «человеческим» фактором, а также обеспечивается высокая точность передачи показаний.
Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации предложило Правительству Российской Федерации обязать всех застройщиков сдавать новостройки с поквартирными и общедомовыми "умными" приборами учета потребления с 1 января 2020 года.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование беспроводной сети связи для реализации концепции «Умный город» в микрорайоне «Сельма» г. Калининграда с использованием ресурса сети LTE Калининградского филиала ПАО «МТС». Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Выполнить сравнительный анализ и выбрать подходящий стандарт IoT.
2. Проанализировать инфраструктуру района проектирования сети связи.
3. Выполнить сравнительный анализ оборудования.
4. Произвести расчеты зон радиопокрытия и пропускной способности сети, исходя из энергетических характеристик и предполагаемого трафика.
5. Осуществить моделирование зоны покрытия проектируемой сети в программном продукте ICS Telecom EV с учётом расположения базовых станций ПАО «МТС».
6. Оценить стоимость внедрения оборудования мониторинга потребления коммунальных услуг в рамках рассматриваемого проекта.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы было выполнено проектирование беспроводной сети связи для реализации концепции «Умный город» в микрорайоне «Сельма» г. Калининграда с использованием ресурса сети LTE Калининградского филиала ПАО «МТС».
Сравнительный анализ существующих стандартов Интернета вещей позволил выбрать технология узкополосного Интернета вещей (NB-IoT), так как она обладает наиболее подходящими параметрами и характеристиками для проектирования сети в городской зоне.
В результате анализа инфраструктуры района проектирования сети связи определено число абонентов и общее количество устройств, необходимых для реализации проекта.
Расчет пропускной способности сети и ее энергетического бюджета позволил определить количество базовых станций необходимых для реализации проекта.
Территориальное планирование в программном обеспечении «ICS Telecom EV» позволило составить ситуационный план размещения базовых станций для обеспечения максимального покрытия выбранного района с учетом его застройки.
Результатом экономического расчета стало определение стоимости ввода в и эксплуатации умных счетчиков для конечных пользователей.
Итогом выпускной квалификационной работы является проект беспроводной сети Интернета вещей для микрорайона «Сельма» г. Калининград.
