Деление обслуживаемой территории на соты и повторное использование частот.

Участок территории радиопокрытия, на котором осуществляется связь в фиксированной полосе частот, схематически изображается в виде правильного шестиугольника и по сходству с пчелиными сотами получил название соты.В результате СМР с пространственным разнесением частот получили наименование сотовых систем мобильной связи (ССМС).Группу сот, в пределах которой отсутствует повторное использование частотных полос, называют кластером.Сотовая топология позволяет многократно увеличить абонентскую ёмкость системы по сравнению с системами радиальной структуры и охватить сколь угодно большую зону обслуживания без ухудшения качества связи и расширения выделенного частотного диапазона. Вместе с тем использование сотового принципа построения предполагает и ряд усложнений, касающихся определения текущего местоположения мобильного абонента и обеспечения непрерывности связи при перемещении его из одной соты в другую. Соответствующая процедура получила название эстафетной передачи (в английской транскрипции handoffили handover).

Высокая спектральная эффективность ССМС достигается ценой максимально частого повторного использования одних и тех же частотных полос, и с этой точки зрения наиболее предпочтительным был бы трёхсотовый (или трёхэлементный) кластер, изображенный на рис. 1, а, где одинаковыми цифрами обозначены соты с совпадающими наборами частотных каналов. Кроме того, каждой из сот кластера данного типа отводится частотная полоса, равная трети полного частотного диапазона, а значит, и треть общего числа каналов связи в системе, что обеспечивает значительную абонентскую ёмкость соты. Вместе с тем, частое повторение зон с одинаковыми полосами частот ха­рактеризуется заметным уровнем соканальных помех, т.е. помех от станций системы, работающих в той же полосе частот, но расположенных в несмежных сотах. Для уменьшения влияния соканальных помех более выгодны кластеры с большим числом элементов, например 7-элементные, изображенные на рис. 1, б.

Рис. 1

Можно показать, что расстояние D между центрами ячеек, в которых используются одинаковые полосы частот, и число п_сэлементов в кластере связаны соотношением

где р - радиус ячейки, т.е. радиус окружности, описанной вокруг правильного шестиугольника.

Параметр , определяемый соотношением

называют коэффициентом уменьшения соканальных помехили коэффициентом соканального повторения. Для величины употребляют коэффициент эффективности повторного использования частот или коэффициент повторного использования частот. Увеличение наименование числа элементов в кластере, благоприятно сказывающееся на уровне соканальных помех, приводит к пропорциональному уменьшению полосы частот, которая может быть использована в каждой соте, а значит, к снижению абонентской ёмкости соты.

Рассмотренные структуры кластеров предполагают использование на базовых станциях антенн с круговой диаграммой направленности, осуществляющих передачу сигнала по всем направлениям с одинаковой мощностью. Эффективным способом снижения соканальных помех является применение направленных (в горизонтальной плоскости) антенн с шириной диаграммы направленности 120^о или 60°, в результате чего шестиугольная ячейка разбивается на 3 или 6 секторов, т.е. производится секторизация сот. В секторе сигнал излучается антенной только в одну сторону, а уровень излучения в противоположном направлении сокращается до минимума. Таким образом, секторизация сот позволяет чаще использовать одинаковые полосы частот в кластерах без изменения их структуры либо "в рамках прежней схемы повторения частот заметно снизить уровень соканальных помех. Если кластер состоит из п_ссот, каждая из которых содержит т_ссекторов, то говорят, что размерность кластера (п_с, п_с х т_с).Типичными размерностями кластеров, широко применяемых на практике, являются (3,9), (4,12), (7,21). На рис. 1, в приведён возможный вариант распределения наборов частотных каналов в секторизованном кластере размерности (3,9). Отметим, что разработка топологии ССМС является своеобразной и достаточно сложной задачей.

Поиск по сайту: