Aktualizované: 15.10.2021
Základňové stanice mobilnej siete (BTS)
Základňové stanice (z angl. Base Transceiver Station) sú základnými elementami tvoriacimi pozemnú sie pre fungovanie mobilnej (celulárnej, bunkovej) komunikácie. Sú to v súčasnosti najsilnejie zdroje elektrosmogu v blízkosti naich obydlí. Nemálo prípadov sa týka i ruenia citlivých elektronických zariadení v ich blízkosti. Sie týchto neustále aktívnych vysielačov tvorí základ pokrytia signálom pre mobilné telefóny a iné počítačové zariadenia. Pokrytím chápeme zabezpečenie signálu vdy aspoň z jednej stanice, ideálne z dvoch a viacerých. Tvar siete pripomína včelí plást a v kadej jeho časti je umiestnená stanica - zjednoduene "bunka" (z angl. "cell").
Vetky bunky dohromady tvoria obrovský vysielač rozprestierajúci sa po celej krajine, ktorý sa navonok tvári ako ideálny a optimálne pracujúci pre konkrétneho uívateža.
V praxi to funguje takto: Povedzme, e Vaím mobilným telefónom zavoláte niekomu pri chôdzi cez peiu zónu. Vá telefón automaticky rozpozná, ktorá bunka je najbliie a snaí sa trvalo udriava kontakt s touto bunkou, keďe mu poskytuje najlepí príjem. Telefón sa vak neustále pokúa zisti úroveň signálu z iných dostupných buniek siete a automaticky "preskoči" na tú bunku, ktorá mu poskytne lepí príjem, zatiaž čo ste sa presunuli o pár sto metrov ďalej. Získavate teda trvalý, optimálny príjem, bez výpadkov. Celý tento postup sa stáva pre beného uívateža nepozorovatežný, za predpokladu, e pokrytie je stále rovnako dobré a na Vaej ceste neexistujú oblasti bez pokrytia.
Sú vak oblasti, kde pokrytie idálne nie je, napriek symetrickému rozloeniu buniek. Sú to mestské oblasti s nerovnomernou zástavbou a kopcovitý terén. Ako kompenzácia sa pouíva zhustenie buniek v oblasti s horím pokrytím, zvýenie výkonu niektorých buniek, príp. monos nasmerovania signálu pomocou peciálnych, tzv. sektorových antén.
Základňová stanica sa prevane skladá z počítačovej elektroniky, ktorá celú stanicu riadi a umoňuje digitálne spracované údaje (hlas a dáta) prijíma a vysiela. Kadá stanica obsahuje vysokofrekvenčný modulátor (mikrovlnný vysielač), ktorý spolu s prijímačom tvorí komunikačný celok stanice (transceiver). Transceiver a zvyok elektroniky spolu so sieovým a záloným napájacím zdrojom bývajú umiestnené v peciálnom kontajneri, ktorý je káblami prepojený s anténnym systémom.
V prípade e je na okolí len málo zákazníkov vyadujúcich sluby, základňové stanice majú intalovanú len "vesmerovú" prútovú anténu. Elektromagnetické pole v ich okolí je takmer rovnomerné vo vetkých smeroch.
Väčina základňových staníc vak poskytuje sluby oveža väčiemu počtu zákazníkov (najmä v mestách). Antény tak potom poskytujú sluby len pre určitý smer (tzv. sektory). Pomocou tejto technológie antény dosahujú výrazne vyí vysielací výkon na rovnakom priestore a v rovnakej licenčnej triede. Vo väčine prípadov nájdeme verziu s tromi sektorovými anténami (trojuholníková intalácia, 3 sektory, kadý zahŕňa 120 stupňov horizontálne). Kontrukcia týchto antén je značne odliná od bene pouívaných prútových antén, podobá sa skôr akémusi "plotu".
Sektorová anténa nemá v kadom smere rovnakú účinnos. Efektivita vyiareného výkonu je daná tzv. vyarovacím diagramom. U väčiny sektorových antén je najúčinnejí horizontálny vyarovací uhol 120° (60° od stredu antény do strán) a vertikálny vyarovací uhol 5°-10° (mierne dolu od horizontálnej roviny). Smerovanie vertikálneho uhla je moné elektricky nastavi spravidla v rozmedzí 2°-14°. Tieto parametre spôsobia, e predný lalok má najvyiu účinnos vyarovania a "za, resp. pod anténou" je vyarovanie značne potlačené. Sektorové antény majú pomerne vysoký zisk (15-20 dB), čo základňovej stanici umoňuje dosiahnu vežký vyiarený výkon EIRP (do 2 kW na 1 anténu) za relatívne malého výkonu koncového stupňa modulátora (do 50 W).
Z danej charakteristiky je teda zrejmé, e ak sú antény vo výke 15-50 m nad terénom (na stoiari alebo na budove) a pozorovatež stojí na zemi, najvyia intenzita pola z antény bude na mieste vzdialenom 50-300 m od päty stoiara alebo budovy. Samozrejme, čím vyie je umiestnený pozorovatež (napr. v protižahlom dome na vyom poschodí), tým väčie elektromagnetické pole ho obklopuje.

Rádius (dosah) buniek je vysoko premenlivý a záleí nielen od výkonu základňovej stanice a parametrov antén, ale aj od terénnych podmienok a kapacity siete. Vo vežkých mestách nájdeme stovky rôznych makrobuniek. Keďe ich kapacita a dosah často nestačí, bývajú často rozdelené znovu do meních, tzv. mikrobuniek. Ak ani tie nie sú dos malé, sú ďalej rozdelené do tzv. pikobuniek. Mikro a pikobunky sú vežmi nenápadné, pretoe sú väčinou namontované bez akéhokožvek stoiaru alebo vee a sú extrémne malé. Tisícky mikro a pikobuniek mono nájs na stenách budov, ale aj vo vnútri budov (napr. v stropných podhžadoch).
Makrobunka Antény pre makrobunky bývajú zväča namontované na pozemných stoiaroch, na strechách budov alebo na iných existujúcich truktúrach, vo výke, ktorá poskytuje priamy výhžad na okolité budovy a terén. Oblas pokrytia makrobunkou je vežmi variabilná, zhruba od 500 m a do 35 km v závislosti na kapacite a miere zahltenia pásma a s tým súvisiaceho ruenia. Celkový výkon závisí od počtu aktívnych prvkov a zisku anténneho systému, čo vedie k hodnotám EIRP od 50W do 1.5kW (17 - 32 dBW) na 1 slubu jedného operátora. Antény a základňové stanice vak môu by aj zdiežané, na jednom stoiari môu ma antény aj viacerí operátori. Tie pri viacerých slubách (2G/3G/4G) môe by počet antén väčí (podža vyuívaných frekvencií a parametrov antén). Výkon makrobunky je tak znásobený nielen počtom operátorov ale i počtom prevádzkovaných sluieb. V dobrých geografických podmienkach a s malým počtom uívatežov je rádius v rozpätí niekožkých km. Take vo vidieckych oblastiach môete cestova aj niekožko kilometrov, kým dôjde k zmene bunky. To je dôvod, prečo je v týchto oblastiach väčinou len niekožko vežkých základových staníc. Naopak, ak sa dá očakáva veža pouívatežov a kvalita príjmu klesá, môu ma tieto bunky len rádius 100m.
Mikrobunka Mikrobunky sú navrhnuté tak, aby vyplnili pokrytie a pridali ďaliu kapacitu siete v husto obývaných lokalitách v mestských a prímestských oblastiach, a to ako vonku, tak aj vo vnútri budov. Sú menie ako makrobunky a ak sú namontované na existujúce truktúry, môu by často zamaskované ako stavebné prvky. Antény mikrobuniek sú umiestňované niie ako strechy budov, napríklad na vonkajích stenách existujúcich truktúr, stĺpoch verejného osvetlenia a ďalom mobiliári, take oblas pokrytia je primárne definovaná usporiadaním ulice. Pokrytie je zvyčajne od 200 do 500 m. Typické vyarovacie výkony by mali by len niekožko wattov, čo má za následok hodnotu ekvivalentného vyiareného výkonu EIRP v rozmedzí od 1.6 do 30W (2 - 15 dBW) na 1 slubu jedného operátora.
Pikobunka Pikobunky poskytujú lokálne pokrytie, ako napríklad vo vnútri budov, kde je zlé pokrytie alebo existuje vysoký počet uívatežov, ako sú nákupné areály, podzemné garáe, letiská a stanice. Antény pikobuniek sú umiestnené vo vnútri budov, na stenách alebo v stropných podhžadoch. Ak je potrebné pokry celú budovu, je zväča nutné poui niekožko pikobuniek. Uívatelia pikobuniek môu by pevní aj pohybliví; pevní uívatelia sú napríklad bezdrôtové miestne siete (WLAN) medzi počítačmi. Pokrytie je definované tvarom a vlastnosami miestností a kvalita sluby je daná zariadením miestností a prítomnosou žudí. Pikobunky majú niie výstupné výkony ne mikrobunky, zvyčajne EIRP menej ako 1W - teda porovnatežné s výkonom mobilného telefónu.
Princíp komunikácie so základňovou stanicou
Downlink/uplink
Prenos údajov medzi základňovou stanicou a telefónom prebieha vdy dvoma smermi. Downlink označuje trasu signálu od základňovej stanice smerom k mobilnému telefónu. Uplink je opak downlinku, označuje trasu signálu vysielaného mobilným telefónom smerom k základňovej stanici.
FDD/TDD
FDD (Frequency Division Duplex) je metóda, pri ktorej základňová stanica a telefón môu súčasne vysiela a prijíma signál medzi sebou na dvoch rôznych nosných frekvenciách. Pri TDD (Time Division Duplex) metóde pouíva základňová stanica a telefón rovnakú nosnú frekvenciu pre vzájomnú komunikáciu a cesty sú oddelené pevným časovým harmonogramom.
Plánovanie a prenosová bilancia
Bilancia prenosu je súčasou procesu plánovania telekomunikačnej siete, pomáha dimenzova pokrytie, poadovanú kapacitu a kvalitu sluieb siete. Pokrytie pre uplink sietí 3G a 4G je značne obmedzené, pretoe mobilné telefóny majú obmedzenú úroveň výkonu na 200mW. Downlink obmedzuje dostupnú kapacitu bunky a vysielaný výkon (typicky 20-80W bez smerového zisku antén) a musí by rozdelený na vetkých uívatežov. V prostredí siete je pokrytie a kapacita vdy spojená s interferenciami. Zhorenie jednej trasy prenosu zároveň zhorí spätnú trasu. Systém je teda zámerne vožne vyváený. Výsledná strata po trase umoňuje podža určitých algoritmov stanovi maximálny dosah jednej základňovej stanice. Ciežom bilancie je výpočet výslednej straty za daných kritérií:
- druh sluby (typ dát a rýchlos)
- druh prostredia (terén, penetrácia do budov)
- konfigurácia systému (typ antén, výkon stanice, straty vo vedení)
Rovnica prenosovej bilancie vyzerá asi takto:
P{Rx} = P{Tx} + G{Tx} - L{Tx} - L{Fs} + G{Rx} - L{Rx} - LM, kde:
P{Rx} = prijímaný výkon (dBm)
P{Tx} = výstupný výkon vysielača (dBm)
G{Tx} = zisk antény vysielača (v danom smere) (dBi)
L{Tx} = straty na vysielači (káble, konektory...) (dB)
L{Fs} = strata signálu po ceste alebo v otvorenom priestore (dB)
G{Rx} = zisk antény prijímača (v danom smere) (dBi)
L{Rx} = straty na prijímači (káble, konektory...) (dB)
LM = rôzne iné straty (strata v tele zariadenia, pomerové straty...) (dB)
V mestských oblastiach je kapacita limitujúcim faktorom, take mestské bunky sú dimenzované podža poadovanej kapacity, počtu uívatežov na km². Maximálny rádius určuje teda najmä kapacita a tie podmienky prieniku signálu cez väčie mnostvo stavebného materiálu. Vo vidieckych oblastiach bude bilancia určova maximálny rádius buniek, kde nedochádza k ich preaeniu. Bený rádius buniek vo vidieckych oblastiach môe by a niekožko kilometrov, v závislosti od terénu.
Plánovanie sa opiera o podrobný model írenia signálu. Často sa pouívajú automatické nástroje plánovania, ktoré poskytujú detailné predpovede. Model írenia signálu berie do úvahy vlastnosti vybranej antény a terénu. Výstupom je počet staníc, ich umiestnenie, výka, anténne azimuty a sklony.
Konkrétny príklad výpočtu prenosovej bilancie (bilancia musí by vyváená pre downlink a uplink súčasne):
DOWNLINK - typ siete |
2G |
3G |
4G |
|
Vysielač - základňová stanica |
|
|
|
|
Maximálny vysielací výkon (dBm) |
44.5 (28 W) |
46 (40 W) |
46 (40 W) |
|
Zisk antény vysielača (dBi) |
18 |
18 |
18 |
|
Strata v kábloch (dB) |
2 |
2 |
2 |
|
EIRP (dBm) * |
60.5 (1.1 kW) |
62 (1.6 kW) |
62 (1.6 kW) |
|
* ekvivalentný výkon izotropnej antény |
|
|
|
|
Prijímač - mobilný telefón |
|
|
|
|
umové číslo (dB) |
- |
7 |
7 |
|
Tepelný um (dBm) |
-119.7 |
-108.2 |
-104.5 |
|
Prah umu prijímača (dBm) |
- |
-101.2 |
-97.5 |
|
SINR (pomer signál / ruenie a um) (dB) |
- |
-5.2 |
-9 |
|
Citlivos prijímača (dBm) |
-104 |
-106.4 |
-106.4 |
|
Limit interferencie (dB) |
0 |
4 |
4 |
|
Réia kontrolného kanála (%) |
0 |
20 |
20 |
|
Zisk prijímacej antény (dBi) |
0 |
0 |
0 |
|
Strata v tele zariadenia (dB) |
3 |
0 |
0 |
|
Maximálna strata po trase (dB) |
161.5 |
163.4 |
163.5 |
UPLINK - typ siete |
2G |
3G |
4G |
|
Vysielač - mobilný telefón |
|
|
|
|
Maximálny vysielací výkon (dBm) |
33 (2 W) |
23 (0.2 W) |
23 (0.2 W) |
|
Zisk antény vysielača (dBi) |
0 |
0 |
0 |
|
Strata v tele zariadenia (dB) |
3 |
0 |
0 |
|
EIRP (dBm) |
30 (1 W) |
23 (0.2 W) |
23 (0.2 W) |
|
|
|
|
|
|
Prijímač - základňová stanica |
|
|
|
|
umové číslo (dB) |
- |
2 |
2 |
|
Tepelný um (dBm) |
- |
-108.2 |
-118.4 |
|
Prah umu prijímača (dBm) |
- |
-106.2 |
-116.4 |
|
SINR (pomer signál / ruenie a um) (dB) |
- |
-17.3 |
-7 |
|
Citlivos prijímača (dBm) |
-114 |
-123.4 |
-123.4 |
|
Limit interferencie (dB) |
0 |
3 |
1 |
|
Strata v kábloch (dB) |
0 |
0 |
0 |
|
Zisk prijímacej antény (dBi) |
18 |
18 |
18 |
|
Pomerová strata (dB) |
0 |
1.8 |
0 |
|
Zisk simultánneho pripojenia (dB) |
0 |
2 |
0 |
|
Maximálna strata po trase (dB) |
162 |
161.6 |
163.4 |
Z bilancie jasne vyplýva fakt, e vysoký výkon základňovej stanice kompenzuje relatívne malú citlivos mobilného telefónu. Zároveň nízke výkony mobilného telefónu kompenzuje základňová stanica citlivým prijímačom a sektorovými anténami s vysokým ziskom.
1G
je skratka pre bezdrôtové komunikačné technológie prvej generácie. Sie 1G tvoril plnoautomatický bunkový telefónny systém NMT (Nordic Mobile Telephone). Ilo o analógový systém pôvodne vyvinutý pre Fínsko, Dánsko, Nórsko a védsko. V roku 1991 bol ete v bývalej ČSFR systém spustený spoločnosou Eurotel.
Frekvencie
Pre základňové stanice bola vyčlenená frekvencia 463 - 467.5 MHz, pre mobilné telefóny 453 - 457.5 MHz.
Kapacita
Systém vyuíval nepulznú frekvenčnú moduláciu (FM) a metódu prístupu FDMA (Frequency Divission Multiple Access). Pouitá frekvencia okolo 450 MHz mala nevýhody v podobe relatívne nízkej kapacity siete (úzke frekvenčné pásmo). Na druhej strane bolo výhodou vežmi dobré írenie rádiových vĺn v rozžahlých a horských oblastiach z dôvodu ich lepieho ohybu. Signál sa dobre íril cez steny budov. Pokrytie bolo moné dosiahnu z vysoko poloených základňových staníc.
Vysielacie výkony
Rádius bunky v NMT sieti mal vežkos od 2 do 30 km. NMT vyuíval duplexný prenos, umoňujúci súčasné prijímanie a vysielanie hlasu. Autotelefóny mali výkon a do 15 W, mobilné telefóny do 1 W.
Bezpečnos siete
U systému NMT bolo moné naladením správnej frekvencie odpočúva telefónny hovor.
Vypnutie sietí 1G
Zavedenie digitálnej mobilnej siete 2G (GSM) zmenilo popularitu NMT a natožko, e mobilný operátor kompletne pozastavil jeho prevádzku v roku 2008.Frekvenčné pásmo vak zostalo vyuité dodnes. Vyuíva ho sluba Flash-OFDM (Fast Low-latency Access with Seamless Handoff). Ide o jeden z variantov mobilného irokopásmového internetového prístupu, ktorého ploná komerčná prevádzka bola spustená v októbri 2005 operátorom T-Mobile (Flarion). Technológia umoňuje komunikáciu aj pri nízkej úrovni signálu, rovnomernú dežbu prenosovej rýchlosti medzi uívatežmi, ako aj uplatňovanie systému priorít. Prenosové rýchlosti v praxi dosahujú pri optimálnych podmienkach 5.3 Mb/s. K 30.9.2015 Slovak Telecom túto slubu vypol na celom území Slovenska s výnimkou Bratislavy a Koíc.

Frekvencie
Základňové stanice 2G siete majú pridelené frekvenčné pásmo 925 - 960 MHz. Na tomto pásme vysielajú základňové stanice vetkých operátorov. Celková írka pásma na jednu slubu je 1.6 MHz, 8 kanálov x 200 kHz. Druhé (u nás menej pouívané pásmo) je 1805 - 1875 MHz so írkou pásma 3 MHz, ktoré je dnes zdiežané s technológiou sietí LTE (4G).
Kapacita
Pouitie digitálneho signálu medzi telefónom a základňovou stanicou zvyuje kapacitu systému dvomi spôsobmi:
Digitálne hlasové dáta mono komprimova a multiplexova vo väčej miere, ne u analógového hlasového prenosu a to pouitím rôznych kodekov, čo umoňuje viac hovorov, ktoré môu by prenáané v rovnakej írke rádiového pásma.
Digitálne systémy boli navrhnuté tak, aby vyarovali menej vysokofrekvenčnej energie z mobilných telefónov (postupným zniovaním výkonu telefónu). Základňové stanice sa mohli zmeni a ich výstavba bola lacnejia.
Prenos dát
2G siete boli postavené predovetkým pre hlasové sluby a prenos dát nebol prioritou. Výnimku tvorili textové správy (tzv. SMS), multimediálne správy (tzv. MMS), kódy identifikácie volajúceho a presmerovanie hovorov.
Vylepenia rýchlostí prenosu dát + zavedenie prístupu na internet
Systém GPRS (General Packet Radio Service) dosahuje maximálnu prenosovú rýchlos 40 kb/s.
Systém EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) dosahuje maximálnu prenosovú rýchlos 500 kb/s.
Vysielacie výkony
Makrobunky základňových staníc GSM dosahujú výkony zhruba 40 W (45 dBm), pričom antény majú zisk okolo 17 dB. Vyiarený výkon EIRP jednej bunky stanice dosahuje okolo 1 kW (60 dBm). Pri súčasnej existencii viacerých GSM staníc na jednom stanoviti môe by úhrnný výkon násobne vyí.
GSM základňové stanice zvyčajne vysielajú na kanáli 2 s reguláciou výkonu, zatiaž čo kanál 1 (signalizačný riadiaci kanál, tzv. BCCH) vysiela trvalo s maximálnym vysielacím výkonom. Celková vežkos elektromagnetického pola je teda premenlivá a závisí od momentálnej prevádzky. Meranie zväča zahŕňa aplikáciu faktora 2 pri stanovovaní celkovej expozície. Pri demodulácii poču kmitočet 1733 Hz.
Vypnutie sietí 2G
Austrália a USA oznámili zámer vypnutia GSM sietí do konca roka 2016. Vypnutie môe ma značný vplyv na elektronický bezpečnostný priemysel, keďe mnoho GSM zariadení stále vyuíva sie pre poplaný systém dispečingu. GSM zariadenia by mali tak by postupne nahradené novími generáciami, aby sa zabránilo výpadkom sluieb.

Frekvencie
Základňové stanice 3G siete majú pridelené frekvenčné pásmo 2110 - 2170 MHz. Na tomto pásme vysielajú základňové stanice vetkých operátorov. Celková írka pásma na jednu slubu je 5 MHz.
Prenos dát
Pôvodné a najrozírenejie rádiové rozhranie sa nazýva WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Disponuje prenosovou rýchlosou minimálne 200 kb/s. Najnovie UMTS systémy, tzv. HSPA+ (High Speed Packet Access Plus) poskytujú maximálne rýchlosti prenosu dát a do 56 Mb/s. Rádiové rozhranie je zaloené na rozptýlenom spektre rádiového prenosu. V súčasnosti ide o najzauívanejí systém prenosu dát v smartfónoch a mobilných modemoch v prenosných počítačoch.
Bezpečnos siete
3G siete ponúkajú lepie zabezpečenie ne ich 2G predchodcovia. Pouívajú blokovú ifru Kasumi namiesto starej prúdovej ifry. Napriek tomu, u niekožko ványch slabín bolo v Kasumi ifre identifikovaných.
Vysielacie výkony
Makrobunky základňových staníc GSM dosahujú výkony zhruba 40 W (45 dBm), pričom antény majú zisk okolo 18 dB. Vyiarený výkon EIRP jednej bunky stanice dosahuje okolo 1 kW (60 dBm). Pri súčasnej existencii viacerých UMTS alebo GSM staníc na jednom stanoviti môe by úhrnný výkon násobne vyí.
truktúra signálu základňovej stanice UMTS
Signál UMTS základňovej stanice je charakteristický vysokým činitežom výkyvu amplitúdy. Signalizačný signál (spoločný pilotný kanál, tzv. CPICH) je vysielaný definovaným, kontantným výkonom. Intenzita poža kadého existujúceho CPICH sa dá urči na základe selektívneho merania. Maximálna vežkos elektromagnetického pola sa vypočíta ako vežkos intenzity nameraného CPICH kanála vynásobeného faktorom vyplývajúcim z aktuálne nastavenej úrovne CPICH a maximálneho poadovaného vysielacieho výkonu výsledného frekvenčného kanála. Faktor má zvyčajne hodnotu 10 (ref. prevádzkovatežov siete). Pri demodulácii poču charakteristický "um" CPICH s frekvenciou 15 kHz s impulznou frázou. Činitežom výkyvu je modulácia podobná digitálnej TV - DVB (Digital Video Broadcasting).

Licencie pre frekvenčné pásma 4G sietí boli na Slovensku vysúaené takto:
Pásmo | írka pásma | Typ | Orange | Telekom | Telefónica | Swan |
800 MHz | 60 MHz | FDD | 2x10 MHz | 2x10 MHz | 2x10 MHz | - |
1800 MHz | 40.4 MHz | FDD | 2x4.8 MHz | - | 2x0.6 MHz | 2x15 MHz |
2600 MHz | 140 MHz | FDD | 2x30 MHz | 2x40 MHz | - | - |
2600 MHz | 50 MHz | TDD | - | 1x50 MHz | - | - |
Pásmo | Frekvenčný rozsah |
LTE-800 | 791-821 MHz FDD |
LTE-1800 | 1851-1871 MHz FDD |
LTE-2600 | 2620-2690 MHz FDD |
LTE-2600 | 2570-2620 MHz TDD |
LTE, podobne ako iné rádiové tandardy mobilnej technológie, pouívajú rôzne signalizačné kanály. Tieto signalizačné kanály, zloené zo synchronizačných signálov a vysielacích kanálov (kanály obsahujú dátové informácie), sú v podstate sústredené v centre celej írky pásma LTE signálu. Má to výhodu v tom, e signalizačné pole je vdy nezávislé od pouitej kanálovej írky pásma a pripájané zariadenia vdy nájdu potrebné informácie na rovnakom mieste vo frekvenčnom spektre. Pri demodulácii poču kmitočet 2000 Hz.
Prenos dát
V porovnaní s UMTS (5 MHz) pouíva LTE väčie flexibilné írky pásma, 10, 15 a 20 MHz, čo umoňuje vyiu rýchlos prenosu dát do 326 Mb/s. LTE je sie majoritne orientovaná na prenos dát (na báze IP).
Pre ďalie zvýenie rýchlosti prenosu dát a spektrálnej účinnosti sa u LTE pouíva anténna technika MIMO (Multiple Input Multiple Output). MIMO pouíva viac ciest írenia signálu medzi vysielačom a prijímačom. Pouívaním niekožkých antén na strane základňovej stanice a čiastočne na strane mobilného zariadenia sú umonené viaceré dátové toky zároveň, čo vedie k väčiemu rozsahu paralelne prenáaných dát (space multiplexing).
Pásma v niom frekvenčnom rozsahu 800 MHz sú pre írenie signálu priaznivejie z dôvodu lepej penetrácie signálu cez pevné stavebné materiály a na väčie vzdialenosti, ne je tomu u rozsahu 2600 MHz. 800 MHz má z hžadiska dostupnosti signálu pri rovnakom výkone najvhodnejie podmienky, lepie ne 2100 MHz UMTS a dokonca 900 MHz GSM. V dôsledku toho môu by oveža väčie povrchové plochy pokryté signálom základňovej stanice. Z rovnakého dôvodu, pokrytie vidieckych oblastí je priaznivejie v pásme 800 MHz, ne v 2 GHz pásme.
Kódovanie a modulácia
Flexibilita vo vyuití írky pásma sa získava pomocou kódovania OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). V tejto metóde sa mnoho individuálnych nosných distribuuje cez kanálovú írku pásma. Nealokované subkanály sú vypnuté, zniuje to spotrebu energie a zniuje ruenie. Frekvenčný rozostup nosných je 15 kHz. Pre kanálovú írku pásma 20 MHz sa teda pouije 1200 nosných, čo zodpovedá skutočnej obsadenej írke pásma 18 MHz. OFDMA pouíva aj digitálny rozhlas DAB a digitálna televízia DVB-T.
Dynamika
OFDM signály majú vysoký činitež výkyvu. To znamená, e pičkový výkon je oveža vyí, ne je priemerný výkon. Keďe sa vak iaž pri hygienických meraniach berú do úvahy len tepelné účinky, zvyčajne sa meria pomocou detektora RMS (Root Mean Square).
Vysielacie výkony
Výkon je u kadého kanálu LTE podobný ako pri GSM a UMTS systémoch a u makrobunky sa pohybuje medzi 20 a 50 W. Antény majú zisk 15-20 dB, take ekvivalentný vyiarený výkon dosahuje okolo 1-2 kW.
truktúra signálu základňovej stanice LTE
Najmenia časová jednotka LTE signálu má dĺku asi 71 ľs a je nazývaná "symbol". 7 po sebe idúcich symbolov tvorí "slot" (doba trvania: 0.5 ms) a 20 po sebe idúcich slotov tvorí "LTE-Frame" (doba trvania: 10 ms). Najmenia časovo-frekvenčná jednotka (subkanál) v jednom symbole (15 kHz x 71 ľs) sa nazýva "Resource element". Elementy sa pouívajú na prenos uívatežských dát."Reference Signal", ktorý je pravidelne rozloený medzi elementy po celej írke signálu a má kontantný výstupný výkon, sa pouíva pre stanovenie kvality rádiového signálu a je ho moné poui na odhad celkovej expozície aplikovaním faktora 20. Pokiaž na základňovej stanici neprebieha iaden prenos dát, "resource elementy" sú väčinou prázdne (t.j. prísluné subkanály sú vypnuté). V praxi to znamená, e vežkos prevádzky a zaaenie siete ovplyvňuje truktúru signálu základňovej stanice.
Priemerovanie
Na rozdiel od GSM a UMTS, neexistuje iadna časová kontanta a teda trvalo vysielaný signál v LTE. Preto je nutné vdy vytvori strednú hodnotu po určitú dobu, aby sa získal stabilný výsledok merania. Jediné v praxi uitočné vodítko pre určenie maximálnych moných expozícií môe poskytnú iba stanovenie kontantného, pokiaž mono cez celú írku pásma distribuovaného signálu. Jediné signály v LTE, ktoré spĺňajú poiadavky, sú referenčné signály. Sú rozloené po celom kanáli a vysielané s kontantným výkonom. Meraním vetkých referenčných signálov cez celú írku pásma LTE kanála môe by určená vežkos expozície. Ale dôleité je pozna vysielací výkon referenčných symbolov, pretoe tieto sa môu líi od ostatných symbolov (prevádzka a synchronizácia). Často sú referenčné symboly vysielané s vyím vysielacím výkonom, take pripájané zariadenia dosahujú lepí odhad kvality signálu.

Poiadavky pre siete 5G sú:
rýchlos prenosu dát aspoň 1 Gb/s
tisíce súčasných pripojení
lepie pokrytie signálom
nové vyuitie, internet vecí, ivotne dôleité komunikačné trasy v čase prírodnej katastrofy
Vízia
Kadej novej mobilnej generácii sú zvyčajne priradené nové frekvenčné pásma, avak v súčasnosti je u vo vožnom frekvenčnom pásme pomerne málo priestoru pre väčie írky pásma nových kanálov vhodných pre pozemné a mobilné vysielače. Super-rýchla mobilná sie zahŕňa novú generáciu malých, husto zoskupených buniek, ktoré by mali poskytnú súvislé pokrytie minimálne v mestských lokalitách. Vyadovalo by to vak prístup k frekvenčnému spektru nad 4 GHz. Tzv. milimetrové vlny v pásme 20-60 GHz a pouitie viacerých antén (Multiple Input - Multiple Output) by umonilo vežmi vežkú írku pásma pre rádiové kanály, schopnú podporova rýchlosti prenosu dát a do 10 Gb/s. Spojenia by predstavovali "krátke" bezdrôtové trasy na konci miestnych optických káblov. Ilo by teda skôr o "lokálne" sluby (podobne ako Wi-Fi), ne o irokopásmové "mobilné" sluby.
Lokálne Wi-Fi siete by mohli by alternatívne nahradené pouitím svetelného spektra pre írenie dát pomocou LED svetidiel (Li-Fi). V tejto časti spektra je moné dosiahnu obrovské prenosové rýchlosti práve vďaka irokému frekvenčnému spektru.
írenie milimetrových vĺn
Charakteristika írenia milimetrových vĺn (20-60 GHz) je úplne odliná od mikrovĺn v pásme do 4 GHz. Dosiahnutežné vzdialenosti na prenos dát sú podstatne menie a signály neprejdú cez steny a do iných častí budov. Milimetrové vlny budú pravdepodobne pouité pre vonkajie pokrytie pomocou hustých sietí, napr. v uliciach mesta. Rádius buniek by mohol by v rozmedzí 200 a 300 m.
Ďalím z problémov milimetrových vĺn je náchylnos na ruenie prírodnými podmienkami, napr. daďom. Mohlo by to spôsobi značné zníenie úrovne signálu po celý čas trvania zráok a zníenie pokrytia v určitých obdobiach.
Simulácie ukázali, e ak by boli malé základňové bunky vhodne nastavené, poskytnú dobrú úroveň pokrytia. Prirodzene vak určite niiu, ne je tomu u dnených makrobuniek. Môe to by krok k celkovému zníeniu kodlivej globálnej expozície zo základňových staníc. Celkovo vak mono poveda, e 5G siete s hustým pokrytím nebudú krokom vpred k ekologickým zajtrajkom. Mono práve naopak...
Podrobné informácie o novej technológii nájdete v rubrike Vetko o 5G.
Frekvencie pouívané operátormi na jednotlivých sieach
Typ siete | Frekvenčné pásmo |
Orange 231 01 |
Slovak Telekom 231 02 |
Swan 4ka 231 03 |
Telefónica O2 231 06 |
1G | NMT 450 FDD |
461.21 - 465.73 u sa nepouíva |
|||
2G | GSM 900 FDD |
935.1 - 941.1 947.1 - 950.1 953.9 - 954.3 957.2 958.1 - 958.7 |
941.1 - 947.1 |
928.0 - 934.8 953.2 - 953.8 954.6 - 955.2 956.0 - 956.6 957.4 - 958.0 |
|
2G | DCS 1800 FDD |
1810.1 - 1820.1 1833.5 - 1841.1 1842.9 - 1845.3 |
1820.1 - 1833.5 1841.1 - 1842.9 |
1845.4 - 1860.0 | |
3G | UMTS 2100 TDD |
1900 - 1905 | 1905 - 1910 | 1910 - 1915 | |
3G | UMTS 2100 FDD |
2110 - 2130 | 2130 - 2150 | 2150 - 2170 | |
4G | LTE 800 FDD |
801 - 811 | 791 - 801 | 811 - 821 | |
4G | LTE 1800 FDD |
1810.1 - 1811.3 1819.1 - 1820.1 1838.9 - 1841.1 1844.9 - 1845.3 |
1805.1 - 1810.1 1861.1 - 1866.1 1866.1 - 1871.1 |
1860.5 - 1861.1 | |
4G | LTE 2600 FDD |
2620 - 2650 | 2650 - 2690 | ||
4G | LTE 2600 TDD |
2570 - 2620 | |||
5G | NR 700 FDD |
778 - 788 | 768 - 778 | 758 - 768 | |
5G | NR 900 FDD |
925.0 - 927.9 |
|||
5G | NR 1800 FDD |
1805.0 - 1805.1 1877.1 - 1880.0 |
1874.1 - 1877.1 | 1871.1 - 1874.1 | |
5G | NR 3500 FDD |
3510 - 3525 |
3525 - 3570 | ||
5G | NR 3500 TDD |
3490 - 3510 |
3400 - 3410 3590 - 3600 |
||
5G | NR 3700 TDD |
3600 - 3680 | 3720 - 3800 |
Keďe žudia čoraz viac protestujú proti umiestňovaniu vežkých základňových staníc v blízkosti obydlí, bývajú čoraz častejie ukrývané alebo maskované. Vhodným úkrytom sú billboardy, firemné logá, vee kostolov, strechy budov, apod., niekedy sú premažované farbou strechy alebo steny, aby lepie splynuli s nosnou stavbou.
V kontexte výstavby základňových staníc mobilných sietí platí, e čím väčí dopyt po slube (čím väčia hustota žudí na jednotku plochy, ktorí pouívajú mobilné komunikačné zariadenie), tým viac nových základňových staníc a vykrývačov je nutné vybudova, aby sie spožahlivo fungovala. Od počtu operátorov na trhu sa lineárne odvíja aj počet potrebných základňových staníc umiestnených v krajine. Vo väčine prípadov sa od počtu ponúkaných sluieb (2G/3G/4G/...) lineárne odvíja aj počet antén na stoiaroch a celkový výkon základňových staníc sa násobne zvyuje. Je dobré preto priebene kontrolova Vae expozície častejie, i keď nevidíte iadne nové antény vo Vaom okolí.
Čo sú BTS? Ako funguje mobilná sie? Aké antény pouíva základňová stanica? S akými výkonmi pracujú základňové stanice? Ako vplývajú smerové charakteristiky antén na expozíciu? Akú vežkú expozíciu predstavuje trvalý pobyt v byte oproti základňovej stanici? Prečo potrebujeme také vežké mnostvo vysielačov? Je rozdiel medzi BTS pre 4G a pre 5G? Ukáeme si meranie intenzity poža v rôznych lokalitách a vysvetlíme základy írenia rádiového (mikrovlnného) signálu.
Mapa lokalít základňových staníc mobilných sietí na Slovensku
Mapa vznikla v spolupráci s o.z. Elektrosmog a zdravie a v prevanej miere sa na nej podiežajú dobrovožníci v teréne. Mapa je priebene aktualizovaná o nové lokality, nakožko viaceré z nich zatiaž nie sú kompletne zmapované. Označený prevádzkovatež nemusí vdy zodpoveda realite (bez záruky správnosti údajov)
● Orange ● T-Mobile ● 4-ka ● O2 ○ zatiaž nekategorizované
Normy a limitné úrovne expozície pre bené obyvatežstvo:
Vežkos intenzity elektrického poža [E] sa udáva v jednotkách Volt na meter (V/m).
Vežkos hustoty výkonového toku [S] sa udáva v jednotkách Watt na meter tvorcový (W/m²).
Watt na meter tvorcový je vak príli vežká jednotka, častejie sa preto pouíva jednotka menia -
miliWatt (1 W/m² = 1000 mW/m²), resp. mikroWatt (1 mW/m² = 1000 ľW/m²) na meter tvorcový.
Medzi E a S platí vzah: S = E² / 377, resp. E = √S x 377 (1 ľW/m² = 0.194 V/m, 1 V/m = 2653 ľW/m²)
Intenzita elektrického poža | |
Platná legislatíva: | |
Vyhláka MZSR 534/2007 z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 27.5 - 61.5 V/m |
Vyhláka MZSR 534/2007 z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 61 V/m |
Historická legislatíva: | |
Nariadenie vlády 325/2006 Z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 27.5 - 61.5 V/m |
Nariadenie vlády 325/2006 Z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 61 V/m |
Vyhláka MZSR 271/2004 z.z., akčné hodnoty, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 27.5 - 61.5 V/m |
Vyhláka MZSR 271/2004 z.z., akčné hodnoty, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 61 V/m |
Prirodzené úrovne vo vožnej prírode: | |
< 0.000 01 V/m | |
Hustota výkonového toku | |
Platná legislatíva: | |
Vyhláka MZSR 534/2007 z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 2 - 10 W/m² |
Vyhláka MZSR 534/2007 z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 10 W/m² |
Alternatívne smernice (odporúčané max úrovne): | |
BauBiologie 2015, bez anomálie, pička, 24 h | < 0.1 ľW/m² |
BauBiologie 2015, extrémna anomália, pička, 24 h | > 1000 ľW/m² |
EuropaEM 2016, základňová stanica GSM, UMTS, LTE, pička, > 4 h, deň | 100 ľW/m² |
EuropaEM 2016, základňová stanica GSM, UMTS, LTE, pička, > 4 h, noc | 10 ľW/m² |
Historická legislatíva: | |
Nariadenie vlády 325/2006 Z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 2 - 10 W/m² |
Nariadenie vlády 325/2006 Z.z., akčné hodnoty, zdroj: ICNIRP Guidelines 1998, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 10 W/m² |
Vyhláka MZSR 271/2004 z.z., akčné hodnoty, 400 MHz - 2 GHz, RMS, 24 h | 10 - 50 W/m² |
Vyhláka MZSR 271/2004 z.z., akčné hodnoty, 2 - 300 GHz, RMS, 24 h | 50 W/m² |
Vyhláka MZSR 123/1993 z.z., 300 MHz - 300 GHz, RMS, 24 h | 48 mW/m² |
Vyhláka MZČSFR 408/1990 zb., 300 MHz - 300 GHz, RMS, 24 h | 48 mW/m² |
Hygienické předpisy MZČSSR, svazek 36/1976, příloha 9, 300 MHz - 300 GHz, pulzná prevádzka, 24 h | 10 mW/m² |
Výnos hlavního hygienika HE-344.5, ČSSR 1/1965, 300 MHz - 300 GHz, pulzná prevádzka, 24 h | 10 mW/m² |
Prirodzené úrovne vo vožnej prírode: | |
< 0.000 001 ľW/m² |
Chcete si premera úrovne u Vás doma alebo na pracovisku?
Z naej poičovne si môete prenaja:
![]() |
SAFE AND SOUND PRO II
- presný vreckový merač RF polí v rozsahu 200 MHz - 8 GHz Extrémne citlivý, zabudovaná vesmerová anténa, úroveň intenzity zobrazená číselne na OLED displeji, vynikajúca viditežnos aj v tme, 4 farebné LED pre indikáciu expozície, revolučná odozva < 3 ľs (!), zvuková demodulácia signálu (3 úrovne hlasitosti), meranie pičky a priemeru, podranie pičky MAX, tlačidlo nulovania MAX, výstup na slúchadlá, monos napájania cez USB. Rozsah merania: 0.001 - 3 000 000 ľW/m² (0.001 - 30 V/m) Zmeria: základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, WiMAX, mikrovlnné rúry, TV vysielače, TETRA, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapoičanie: 35 /24 hodín, vratná kaucia 400 (+ potovné) |
![]() |
SAFE AND SOUND MICRO
- náramkový detektor RF polí v rozsahu 700 MHz - 9 GHz Jedinečný detektor s vizuálnou indikáciou expozície pomocou 4 farebných LED (8 hladín) so vstavaným vibračným alarmom (4 stupne vibrácie). Programovatežná úroveň pre alarm, ovládanie jedným tlačidlom, vynikajúca viditežnos aj v tme, odozva < 5 ľs, zabudovaný akumulátor, nepretritý monitoring 3 dni na jedno nabitie, USB-C nabíjací konektor. Rozsah merania: 0.1 - 1 000 000 ľW/m² (0.006 - 19.4 V/m) Zmeria: základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, WiMAX, mikrovlnné rúry, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapoičanie: 30 /24 hodín, vratná kaucia 300 (+ potovné) |
![]() |
ARINST SIGNAL HUNTER
- real-time spektrálny RF analyzátor v rozsahu 35 MHz - 6.2 GHz Plnofarebný dotykový displej, vynikajúca citlivos, externá anténa, žubovolný rozsah (SPAN), 4 markery pičky, rýchlos skenu 2 GHz/s, odozva < 5 ľs, waterfall, phosphor, trace min/max, monos napájania cez USB, robustné kovové puzdro, vreckový. Rozsah merania: od -120 dBm do -30 dBm Zmeria: základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, rozhlasové a TV vysielače, TETRA, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapoičanie: 45 /24 hodín, vratná kaucia 450 (+ potovné) |
V naom eshope nájdete:
Časový priebeh a modulácia:
Súvisiace články:
okt 2022 | |
aug 2022 | |
apr 2022 | |
apr 2022 | |
apr 2022 | |
feb 2022 | |
feb 2022 | |
feb 2022 | |
feb 2022 | |
dec 2021 | |
dec 2021 | |
jún 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
feb 2021 | |
nov 2020 | |
okt 2020 | |
júl 2020 | |
júl 2020 | |
júl 2020 | |
máj 2020 | |
máj 2020 | |
máj 2020 | |
apr 2020 | |
okt 2019 | |
okt 2019 | |
sep 2019 | |
apr 2019 | |
apr 2019 | |
apr 2019 | |
mar 2019 | |
dec 2018 | |
dec 2018 | |
nov 2018 | |
júl 2018 | |
júl 2018 | |
jún 2018 | |
mar 2018 | |
jan 2018 | |
jan 2018 | |
jan 2018 | |
dec 2017 | |
nov 2017 | |
okt 2017 | |
júl 2017 | |
júl 2017 | |
júl 2017 | |
júl 2017 | |
júl 2017 | |
jún 2017 | |
jún 2017 | |
jún 2017 | |
jún 2017 | |
jún 2017 | |
apr 2017 | |
feb 2017 | |
nov 2016 | |
nov 2016 | |
okt 2016 | |
okt 2016 | |
okt 2016 | |
sep 2016 | |
sep 2016 | |
aug 2016 | |
aug 2016 | |
aug 2016 | |
aug 2016 | |
aug 2016 | |
júl 2016 | |
júl 2016 | |
júl 2016 | |
jún 2016 | |
máj 2016 | |
dec 2015 | |
dec 2015 | |
nov 2015 | |
nov 2015 | |
aug 2015 | |
jún 2015 | |
apr 2015 | |
feb 2015 | |
dec 2014 | |
nov 2014 | |
mar 2014 |