Анализ готовности региона к 5G для ВКР: методика оценки парка устройств, сети и сервисов
В марте 2026 года аналитики МТС опубликовали результаты исследования парка смартфонов в сети компании в Хабаровском крае — цель была прикладная: понять, насколько абонентские устройства и инфраструктура готовы к переходу на 5G. Это не абстрактная новость «про технологии», а готовый шаблон инженерного исследования: собрать данные о конечных устройствах, сопоставить их с возможностями сети, построить модель и выдать числовой прогноз. Именно такие сюжеты дают дипломнику защищаемую тему с реальными метриками вместо пересказа учебника. Ниже разберём, как развернуть этот кейс в полноценную ВКР по направлению «Инфокоммуникационные технологии», «Прикладная информатика» или «Информационные системы и технологии».
Три темы ВКР, которые вырастают из этого кейса
Тема 1. Методика оценки технологической готовности территории к развёртыванию сети пятого поколения
Актуальность: оператор уже провёл подобный аудит по одному субъекту федерации — значит, методика воспроизводима и её можно формализовать в виде программного инструмента, а не разового отчёта.
Цель: разработать методику и прототип системы оценки готовности региона к 5G на основе данных о парке абонентских устройств и параметрах радиодоступа.
- проанализировать состав парка устройств и выделить признаки поддержки 5G NR (диапазоны n77/n78/n79, режимы VoNR, агрегация несущих);
- построить модель расчёта интегрального индекса готовности с весовыми коэффициентами;
- реализовать прототип на Python с загрузкой данных из CSV и визуализацией;
- провести апробацию на открытых статистических данных по региону.
Структура: Глава 1 — стандарты 3GPP, архитектура 5G NR/SA и NSA, обзор подходов к оценке готовности сетей; Глава 2 — проектирование методики, схема данных, выбор стека; Глава 3 — реализация, тестирование на контрольной выборке, расчёт экономического эффекта от приоритизации инвестиций.
Тема 2. Моделирование нагрузки на транспортную сеть при переходе на 5G
Актуальность: массовая замена устройств на 5G-совместимые напрямую меняет профиль трафика, и этот переход нужно планировать заранее.
Цель: построить имитационную модель, показывающую, как рост доли 5G-терминалов влияет на загрузку опорной сети.
- собрать исходные данные по профилю трафика (средний объём на абонента, час наибольшей нагрузки);
- описать модель в терминах теории массового обслуживания;
- реализовать имитацию (AnyLogic, SimPy или собственный дискретно-событийный движок);
- сравнить сценарии: сохранение 4G, гибридный режим NSA, полноценный SA.
Структура: Глава 1 — теоретические основы нагрузки в RAN и транспортной сети; Глава 2 — архитектура модели и сценарии; Глава 3 — эксперименты, оценка погрешности, рекомендации по ёмкости.
Тема 3. Программный комплекс мониторинга качества услуг для гетерогенной сети 4G/5G
Актуальность: пока 5G разворачивается островками, оператору нужен единый контур наблюдаемости за обеими технологиями — иначе деградация сервиса обнаруживается только по жалобам.
Цель: спроектировать и реализовать прототип системы мониторинга с расчётом показателей качества обслуживания.
- определить перечень измеряемых показателей и их источники;
- спроектировать схему сбора и хранения телеметрии;
- реализовать сборщик и дашборды;
- провести нагрузочное тестирование и оценить накладные расходы.
Структура: Глава 1 — анализ стандартов качества и существующих решений; Глава 2 — проектирование архитектуры; Глава 3 — реализация, тестирование, оценка затрат на внедрение.
Аналитическая глава: как превратить новость в обоснование
Первая глава почти всегда страдает от «воды». Кейс с оценкой готовности края к 5G лечит это тем, что задаёт конкретную рамку сравнения. Разложите предметную область на три слоя — и каждый станет отдельным параграфом.
Слой 1. Абонентские устройства
Здесь исследуется парк терминалов: доля аппаратов с поддержкой NR, наличие нужных диапазонов, поддержка голоса поверх нового стандарта. Основной источник — открытая статистика и синтетические наборы данных, если реальные выгрузки оператора недоступны. Важно честно указать ограничения выборки: это добавит работе академической строгости.
Слой 2. Сеть радиодоступа и транспорт
Сравните архитектурные варианты: Non-Standalone (опора на существующее ядро) и Standalone (полностью новое ядро с сервисной архитектурой). Здесь уместны ссылки на 3GPP TS 23.501 и TS 38.300 как нормативную базу, а также на концепции Network Slicing, NFV и SDN.
Слой 3. Сервисы и экономика
Готовность сети бессмысленна без готовности услуг: фиксированный беспроводной доступ, промышленный IoT, телеметрия транспорта. На этом слое удобно считать экономику — стоимость модернизации одной базовой станции, срок окупаемости, чувствительность к доле проникновения устройств.
| Критерий сравнения | NSA (Option 3x) | SA (Option 2) |
|---|---|---|
| Опора на существующее ядро | Да, EPC | Нет, требуется 5GC |
| Задержка в интерфейсе | Выше | Минимальная |
| Поддержка Network Slicing | Ограниченная | Полная |
| Скорость развёртывания | Высокая | Требует масштабных инвестиций |
| Пригодность для URLLC | Частичная | Целевая |
Проектная часть: схемы, алгоритмы, интеграции
Во второй главе вы переходите от анализа к собственному решению. Хорошая опора — диаграмма компонентов с разделением на уровни: источник данных, слой обработки, слой хранения, слой представления. Если прототип разворачивается в контейнерах, приложите манифесты и описание пайплайна сборки.
# Пример расчёта интегрального индекса готовности
WEIGHTS = {
"share_5g_devices": 0.35,
"spectrum_availability": 0.25,
"transport_capacity": 0.25,
"core_readiness": 0.15,
}
def readiness_index(metrics: dict) -> float:
"""metrics — нормализованные значения в диапазоне 0..1"""
return sum(WEIGHTS[k] * metrics.get(k, 0.0) for k in WEIGHTS)
Такой короткий фрагмент выполняет важную задачу: показывает, что методика воспроизводима, а не декларативна. Кафедры, требующие код, обычно принимают прототип на 300–600 строк, если он снабжён тестами и понятной инструкцией по запуску.
Тестирование и метрики: чем подтверждать результат
Самый частый провал на защите — «работает, потому что я запустил». Нужны измерения. Ниже — набор показателей, которые уместны и для оценки готовности региона, и для мониторинга собственного прототипа.
| Группа | Метрика | Как получать |
|---|---|---|
| Готовность парка | Доля устройств с поддержкой NR | Обработка выгрузки абонентских профилей |
| Радиопокрытие | RSRP, SINR по соте | Драйв-тесты, отчёты минимизации |
| Производительность | Скорость загрузки, задержка | Замеры throughput, эмуляция нагрузки |
| Надёжность системы | RTO, RPO, доступность | Сценарии отказов, журналы восстановления |
| Ресурсы прототипа | Потребление ЦП, ОЗУ, время отклика | Сбор телеметрии, профилирование |
Для сбора телеметрии разумно опираться на устоявшиеся инструменты: сбор и хранение метрик, визуализация на дашбордах, трассировка запросов. Дополните раздел сценариями отказа — отключение узла, потеря канала связи, недоступность хранилища — и покажите, за какое время система восстанавливается. Это прямо отвечает на вопрос «а если что-то сломается», который почти гарантированно прозвучит на защите.
Требования к качеству самого продукта удобно формулировать по ISO/IEC 25010: функциональная полнота, производительность, надёжность, удобство сопровождения. Это избавляет от субъективных оценок вида «мне кажется, удобно».
Чему вы научитесь на такой работе
- Читать и применять нормативные документы: 3GPP, ISO/IEC 25010, а при оформлении ТЗ — ГОСТ 34.602-89 и ГОСТ Р 59795-2021.
- Строить многослойные модели предметной области, где технический слой стыкуется с экономическим.
- Обосновывать выбор стека: не «популярно», а «сопоставлено по критериям, вот таблица».
- Собирать и обрабатывать реальные или синтетические данные, а не рассуждать абстрактно.
- Оформлять результаты в виде читаемых схем, таблиц и воспроизводимых измерений.
- Подмена понятий без обоснования. Студент пишет «виртуализация» там, где речь о контейнеризации, и наоборот. Спасает глоссарий в приложении и явные определения при первом упоминании термина.
- Отсутствие измеримых метрик. Формулировка «система работает быстрее» недоказуема. Замените на «время обработки выборки из 10 000 записей сократилось с 42 до 7 секунд».
- Игнорирование требований к оформлению ТЗ. ГОСТ 34.602-89 задаёт структуру документа, и произвольная форма легко приводит к возврату работы. Сверьте разделы заранее.
Частые вопросы выпускников
Насколько сложно реализовать прототип по такой теме и нужно ли писать код?
Тема допускает два формата. Аналитический — методика, расчёты, модель в табличном процессоре или среде имитационного моделирования. Инженерный — прототип на Python: загрузка данных, расчёт индекса, вывод графиков. Второй вариант выигрышнее на защите, но требует примерно 3–4 недели работы. Требования кафедры уточняйте заранее: часть направлений считает программную реализацию обязательным элементом.
Где брать данные, если нет доступа к выгрузкам оператора?
Три пути: открытая статистика регулятора и аналитических агентств, публичные наборы данных о мобильном трафике, генерация синтетической выборки с явным описанием допущений. Третий вариант абсолютно легитимен, если вы честно описываете модель генерации и ограничения применимости результатов.
Какие диаграммы обязательны?
Минимальный комплект: контекстная схема системы, диаграмма компонентов, схема потоков данных, при наличии алгоритма — блок-схема. Для описания взаимодействия подойдут диаграммы последовательности. Главное правило — каждая диаграмма должна быть упомянута и объяснена в тексте, а не висеть декорацией.
Можно ли взять готовый фреймворк и не изобретать своё?
Можно и нужно: повторная реализация стандартных механизмов сбора метрик или контейнеризации — трата времени без научной новизны. Ваш вклад должен быть в методике, модели или интеграции, а не в переписывании библиотек. Обязательно укажите лицензии используемых компонентов.
- Ссылка на исходную публикацию и другие источники оформлены корректно, даты указаны.
- Каждая задача из введения имеет соответствующий результат в заключении.
- Все приведённые метрики снабжены способом измерения и единицами.
- Схемы читаемы в чёрно-белой печати, подписи не «плывут».
- Терминология единообразна по всему тексту, спорные термины определены.
- Оформление сверено с ГОСТ 34.602-89 (ТЗ) и требованиями кафедры к отчёту.
- Приложение содержит инструкцию по запуску прототипа или порядок воспроизведения расчётов.
Источник: Эксперты МТС оценили готовность Хабаровского края к переходу на 5G (опубликовано 2026-03-26)