Принципы организации связи и повторного использования частот

Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться под действием различных

Рисунок2.3 -Условное графическое изображение соты и сайта.

а-круговая сота;б-сайт из трех120градусных сот;в-сайт из шести60градусных сот

факторов, например, вследствие изменения условий распространения радиоволн. Поэтому

в соседних ячейках используются различные частоты.

В сотовой сети связи можно выделить следующие топологические структуры.

Сота – зона радиопокрытия антенны базовой станции (БС). Сота является наимень - шей структурной единицей сети. В зависимости от характера диаграммы направленности (ДН) антенны БС сота может быть круговой (ширина ДН 360 ^○) или секторной (ширина ДН 120 ^○ или 60 ^○). В настоящее время наиболее популярны секторные 120 градусные соты. Размер соты характеризуется радиусом R, определяющим зону обслуживания БС. Следует подчеркнуть, что радиоизлучение БС распространяется заметно дальше расстояния R.

Сайт – совокупность нескольких смежных секторных сот, работа которых обеспечивается одной БС. Исторически

сайты появились как способ повышения емкости соты: одна круговая сота разбива - лась на несколько секторных. Поэтому ха - рактеристический размер зоны обслужи - вания сайта – R – такой же, как круговой соты. На рисунке 2.3 приведены условные графические обозначения соты и сайтов.

Важно помнить, что форма реальных зон покрытия сот и сайтов может сильно отличаться от этого условного образа.

Кластер – группа сот (сайтов), в пределах которой нет повтора радиочастот (номе - ров радиоканалов). Кластер используется как крупная типовая структура для планирова - ния больших территорий телефонизации. Кластеры могут состоять из круговых сот (на - пример, классическая «ромашка» из 7 сот) или сайтов с секторными сотами.

Основной идеей, на которой базируется принцип сотовой связи, является повторное использование частот в несмежных сотах. Первым способом организации повторного ис - пользования частот, который применялся в аналоговых системах сотовой подвижной свя - зи первого поколения, был способ, использующий антенны базовых станций с круговыми диаграммами направленности. Он предполагает передачу сигнала одинаковой мощности по всем направлениям, что для абонентских станций эквивалентно приему помех от всех базовых станций со всех направлений.

Сотовая топология позволяет многократно увеличить абонентскую емкость системы по сравнению с системами радиальной структуры и охватить сколь угодно большую зону обслуживания без ухудшения качества связи и расширения выделенного частотного диа - пазона. 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. Соот - ветствующая процедура получила название эстафетной передачи (англ. Handoff или handover).

Высокая спектральная эффективность в этом случае достигается ценой максимально частого повторного использования одних и тех же частотных полос, и с этой точки зрения наиболее предпочтительным был бы трехсотовый (или трехэлементный) кластер, изобра - женный на рисунке 2.4 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 сис - теме, что обеспечивает значительную абонентскую емкость соты. Вместе с тем частое по - вторение зон с одинаковыми полосами частот характеризуется заметным уровнем сока - нальных 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 рисунке 2.4 б.

Рисунок 2.4 - Варианты структур кластера

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 сис - теме, что обеспечивает значительную абонентскую емкость соты. Вместе с тем частое по - вторение зон с одинаковыми полосами частот характеризуется заметным уровнем сока - нальных 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 рисунке 2.4 б. Можно показать, что расстояние D между центрами ячеек, в которых ис - пользуются одинаковые полосы частот, и число п_с элементов в кластере связаны соотно -

Дата добавления: 2014-01-15