МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СРЕДСТВА РАЗМЕЩЕНИЯ НАРУЖНОЙ РЕКЛАМЫ И ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Заявленная полезная модель относится к отрасли наружной рекламы, в частности к рекламным щитам и установкам, установленным вдоль автотрасс, и к телекоммуникационной отрасли.
Предшествующий уровень техники
С развитием сетей подвижной радиосвязи и внедрения новых спецификаций меняется фундаментальный характер обслуживания абонентов, несовместимый с реализованными ранее технологиями передачи. Увеличение количества абонентов повышает необходимость увеличения битрейта, а именно количества передаваемой информации за единицу времени, а также возникает острая потребность в новых полосах частот с более широкой полосой пропускания и соответственно с большей емкостью для множественной одновременной передачи данных.
Новые поколения мобильной связи начинали разрабатываться практически через каждые десять лет с момента перехода от разработок первого поколения аналоговых сотовых сетей в 1970-х годах (формат 1G) к сетям с цифровой передачей (формат 2G) в 1980-х годах. От начала разработок до реального внедрения проходило достаточное количество времени (например, сети формата 1G были внедрены в 1984 году, сети формата 2G - в 1991 году). В 1990-х годах начал разрабатываться стандарт формата 3G, основанный на методе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA); он был внедрен только в 2000-х годах (в России - в 2002 году). Сети поколения формата 4G, основанные на IP-протоколе, стали разрабатываться в 2000 году и начали внедряться во многих странах с 2010 года. Формат 4G характеризуется высокой скоростью передачи данных и повышенным качеством голосовой связи. Отличие сетей стандарта 4G от предыдущих поколений связи заключается в скорости и качестве связи.
В марте 2008 года сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (ITU-R, МСЭ-Р) определил ряд требований для стандарта международной подвижной беспроводной широкополосной связи 4G, получившего название спецификаций International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced), в частности установив требования к скорости передачи данных для обслуживания абонентов: скорость 100 Мбит/с должна предоставляться высокоподвижным абонентам, например в автомобилях (см. ITU global standard for international mobile telecommunications «IMT-Advanced», Circular letter, March 2008).
Эта проблема может быть решена на основе развития подвижной радиосвязи связи вдоль автотрасс. Однако это требует оборудования автотрасс сетью передающих и приемных станций, которые могли бы монтироваться на радиомачтах по обочинам дорог. В то же время их размещение по обочинам снижает безопасность движения, из-за чего допускается только установка средств наружной рекламы и информации.
Современные автотрассы должны быть оснащены телекоммуникационными средствами для оперативной связи в экстренных случаях, для контроля и управления движением, для обеспечения информацией водителей и пассажиров, телефонной связи, доступа к Интернету, слежения за спецсредствами и грузами, навигацией, включая и другие различные услуги в условиях постоянного роста количества автотранспорта и объемов передаваемых сообщений и различной информации. Растущий объем информации определяет необходимость использования для подвижной радиосвязи все более современных систем, на смену поколению 2G приходит поколение 3G и 4G. Системы подвижной радиосвязи различных операторов и различных поколений, работающие в разных полосах частотного спектра, требуют наличия отдельных комплектов оборудования, состоящих из базовых станций и антенных комплексов Повышение транспортных потоков на дорогах увеличивает количество ДТП и, как следствие, травматизма, что в свою очередь вызывает необходимость быстрой связи с представителями ГИБДД и вызова скорой помощи.
Изменение технологии связи, внедрение новых стандартов передачи информации на более высоких по отношению к используемым даже 10 лет назад несущих частотах и снижение мощности передатчиков, диктует необходимость размещения излучательного оборудования базовых станций - антенн подвижной радиосвязи как можно ближе к потребителю - водителю, пассажиру, автотранспортному средству.
Проблема обеспечения подвижной радиосвязью автотранспорта, водителей и пассажиров может быть решена с помощью увеличения количества станций подвижной связи и приемо-передающих антенных комплексов вдоль автотрасс. Все это требует от каждого оператора связи повышения плотности базовых станций - установки на автотрассах сети новых передающих и приемных станций, которые могли бы монтироваться на новых башнях или радиомачтах на обочинах автодорог. Однако такие возможности ограничены требованиями безопасности дорожного движения. В то же время допускается установка средств наружной рекламы и информации, в частности рекламных щитов, которые можно использовать для вышеуказанных целей.
Ранее, из области техники, известны рекламные щиты по патенту 2243596 и 2322701. Указанные конструкции представляют собой щит с вертикальной опорой, закрепленной на фундаменте. Каркас щита прикреплен к опоре и выполнен в виде рамки для размещения рекламы. Данные щиты предназначены в основном для наружной рекламы и не обеспечивают покрытия подвижной радиосвязью автотрасс и прилегающих к ней территорий.
Аналогом заявленной устройства является полезная модель RU 57948, в которой несущая конструкция средства размещения наружной рекламы содержит вертикальную опору, одним концом закрепленную на фундаменте, на другом свободном конце вертикальной опоры расположена антенна, установленная вертикально, при этом вокруг свободного конца вертикальной опоры насажено средство размещения наружной рекламы в форме треугольной призмы, на боковых сторонах которой размещена реклама, в основании призмы лежит равнобедренный треугольник. Внутри средства размещения наружной рекламы расположено технологическое оборудование по меньшей мере одной базовой станции стандарта GSM 900/1800, представляющий собой электронно-вычислительное устройство, обеспечивающее мобильную связь абонентов сотовой связи, с расположенными в нем передатчиками и системой управления питанием, соединенное с антенной, установленной вертикально на средстве размещения наружной рекламы на одной оси с опорой. Антенна, соединенная с блоком оборудования базовой станции, установлена вертикально на стойке опоры конструкции средства размещения наружной рекламы. Антенна крепится непосредственно на стойке. Питание оборудования базовой станции осуществляется через блок бесперебойного питания. Средство размещения наружной рекламы выполнено в форме треугольной призмы со стороной, обращенной к грунту, в основании призмы лежит равнобедренный треугольник. Три грани призмы облицованы алюминиевыми листами, на которые размещена визуальная реклама. Опора представляет собой трубу, выполненную из стали, высотой приблизительно 25-30 м и смонтированную на фундаменте, выполненном в виде бетонной плиты, углубленной в грунт. Средство размещения наружной рекламы может быть выполнено в форме куба, шара и т.п.
Существенным недостатком полезной модели RU 57948 является то, что вертикально расположенный один комплект оборудования работает в стандарте GSM 900/1800, что при вертикальном добавлении дополнительных комплектов оборудования влечет за собой необходимость наращивания оси на опоре вверх. Например, при дополнительных 4-х комплектах антенн, высота конструкции увеличивается на 6 м, что приводит к увеличению ветровой нагрузки и создает риск падения всей конструкции. При размещении 40 комплектов антенн высота конструкции возрастет на 60 метров вверх.
В заявленной полезной модели отсутствует необходимость в вертикальном наращивании оси опоры с учетом необходимого увеличения количества оборудования.
Технический результат заключается в увеличения скорости и улучшении качества передачи радиосигнала за счет сокращения высоты несущей опоры в конструкции устройства и размещения большего числа антенн оборудования подвижной радиосвязи за радиопрозрачной облицовкой.
Новизна полезной модели заключается в возможности использования многофункционального устройства несколькими операторами сотовой связи без увеличения габаритных размеров конструкции и возникновения рисков падения конструкции и при этом решении заявленного технического результата по увеличению скорости и качества передачи радиосигнала.
Заявленная конструкция промышленно применима на рынке и соответствует критерию современного времени.
Краткое изложение сущности полезной модели
Сущность заявленного технического решения, выражаемая совокупностью ее существенных признаков, заключается в том что, достигаемый технический результат реализуется с помощью предложенного устройства, включающего несущую вертикальную опору размером 4-30 метров, закрепленную с одной стороны на фундаменте в виде бетонной плиты с углублением в грунт, средство размещения наружной рекламы по форме в виде треугольной призмы или параллелепипеда с основанием равнобедренного треугольника или четырехугольника, электронно-вычислительные устройства базовых станций GSM 900/1800 или LTE, обеспечивающие мобильную связь абонентов подвижной радиосвязи, с расположенными в них передатчиками и системой управления питанием, отличающееся тем, что внутри средства для размещения рекламы, закрепленного вверху вокруг несущей опоры, грань призмы или параллелепипеда которого частично облицована радиопрозрачным материалом, горизонтально вмонтировано технологическое оборудование двух и более базовых станций подвижной радиосвязи с вертикально установленными в нем антеннами на стойках с молниеприемниками, питание которых осуществляется через аккумуляторные батареи, расположенные внутри блока бесперебойного питания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами
Полезная модель поясняется следующими чертежами
Фиг. 1 - общий вид;
Фиг. 2 - вид сбоку
Предложенное устройство содержит следующие основные конструктивные элементы: вертикальную опору (1), представляющую собой трубу высотой приблизительно 4-30 м, один из концов которой закреплен с углублением в грунт на фундаменте (2) в виде бетонной плиты, а вокруг второго конца опоры (1) закреплено средство (3) для размещения наружной рекламы в форме треугольной призмы или параллелепипеда, в основании которой лежит равнобедренный треугольник или четырехугольник, которое также может иметь форму куба, шара или другой фигуры. Грани призмы или параллелепипеда (4) средства размещения наружной рекламы частично облицованы радиопрозрачным материалом.
Внутри средства (3) расположено технологическое оборудование двух и более базовых станций (5) подвижной радиосвязи с антеннами (6), которое размещено на технологической платформе торцевой площадки (7) для размещения электроники в защитном шкафу (8) и с защитным ограждением (9) опоры (1).
Антенны (6), соединенные с оборудованием базовой станции (5), установлены вертикально на стойках (9) средства (3) размещения наружной рекламы. Стойки (10) оборудованы молниеприемниками (11). Антенны (6) крепятся за поверхностью средства (3) размещения наружной рекламы. Питание технологического оборудования базовых станций осуществляется через блок бесперебойного питания (12), состоящего из аккумуляторной батареи, конструктивно расположенного внутри блока (12).
Устройство осуществляется следующим образом:
Внутри средства размещения наружной рекламы, размещенного вокруг верхнего конца вертикальной опоры, нижний конец которой закреплен в фундаменте с углублением в грунт, вмонтировано горизонтально технологическое оборудование двух и более базовых станций подвижной радиосвязи, представляющие собой электронно-вычислительные устройства, обеспечивающие мобильную связь абонентов подвижной радиосвязи, с расположенными в нем передатчиками и системами управления питанием, соединенные с разнесенным в пространстве антенными комплексами, состоящими по меньшей мере из четырех групп антенн, установленных вертикально по краям за поверхностью средства размещения наружной рекламы. Группы антенн, соединенные с блоками приемо-передающего оборудования базовой станции, установлены вертикально на стойках, оборудованных молниезащитой. Антенны крепятся непосредственно на стойках. Питание оборудования базовых станций осуществляется через блоки бесперебойного питания.
K
ch
K
ch
Из открытых источников известно, что в сетях GSM 900/1800 теоретический расчет максимальной пропускной способности станции подвижной радиосвязи осуществляется по формуле: V=R×N×S, где, R - максимальная пропускная способность одного канала; N - количество каналов на один сектор; S - количество секторов станции подвижной радиосвязи. Соответственно, теоретическая максимальная пропускная способность станции составит не более 17 Мб. На основании математического расчета максимальная теоретическая пропускная способность одной базовой станции подвижной радиосвязи стандарта 3G/4G (LTE) с использованием антенного комплекса MIMO при выделении для данной базовой станции подвижной радиосвязи максимально возможного частотного диапазона 20 МГц, что соответствует 100 ресурсным блокам, будет составлять произведение числа ресурсных блоков 100 на 84 ресурсных элемента, умноженных на 6 бит информации, деленных на продолжительность ресурсного элемента 0,5 мс. Таким образом, скорость передачи данных одной базовой станции будет составлять:
Скорость данных = (100 [ресурсных блоков]·84[Ресурсных элементов]·6 [Бит])/0.5 [мс]=100.8 Мбит/с. (см. http://www.moluch.ru/archive/31/3562/), что практически в 6 раз больше, чем в сети GSM 900/1800.
При выделении дополнительных частотных диапазонов и соответствующим увеличением числа антенных комплексов для данной базовой станции (или увеличения числа станций) подвижной радиосвязи пропорционально увеличивается пропускная способность. Так, при полосе 100 МГц для одного оператора стандарта 3G/4G (LTE) скорость данных относительно стандарта GSM 900/1800 будет практически в 30 раз выше, для четырех операторов скорость данных повышается в 120 раз.
Таким образом, предложенное конструктивное решение позволяет экономить место при одновременном размещении двух и более операторов связи, а также увеличить объем одновременно передаваемой информации и количество одновременно обслуживаемых абонентов подвижной связи, что снижает затраты и дает существенный экономический эффект.
Пример
На представленном рисунке наглядно показано, каким образом достигается заявленная техническая задачи по увеличению скорости и улучшению качества передачи радиосигнала, а именно указана область существующего решения, в котором антенны установлены вертикально друг над другом и область нового решения, в котором антенны установлены в линейный ряд и компактнее.