Принципы сотовой системы радиосвязи

Простая система радиосвязи, описанная в данной главе выше, не может обеспечить доступ большому количеству конечных пользователей, и как только возникает перегрузка, в сети возникают проблемы из-за ограничения пропускной способности системы. Изложим основные проблемы, связанные с фундаментальными характеристиками радиосвязи в подобной простой системе.

Во-первых, для обеспечения одновременной двусторонней связи сеть радиосвязи общего пользования должна иметь дуплексную систему организации передачи. Поэтому непрактично предлагать такие услуги, как, например, радиовещание. Кроме того, интенсивность сигнала в приемнике ухудшается по мере увеличения расстояния между передатчиком и приемником, что в результате делает качество обслуживания (QoS) в зонах, удаленных от передатчика, неприемлемым. Во-вторых, каждый передатчик может предложить конечным пользователям для одновременного использования только ограниченное количество радиолиний или каналов. Другого пути устранения этих ограничений, кроме адаптации структуры сети, не существует.

Принцип сотовой связи даёт достаточно основательное структурное решение. Главная идея проста. Предположим, что мы планируем радиосеть для большого города, в котором находятся миллионы пользователей мобильной связи. Согласно принципу сотовой связи большая территория подразделяется на ряд меньших зон обслуживания, которые называются сотами. Каждая сота имеет свою собственную базовую станцию, одновременно обеспечивая пропускной способностью заданное количество абонентов, с использованием маломощных сигналов. На рис. 3.6 показан пример кластера сотовой сети из 7 сот.

Кластер сотовой сети из 7 сотСущность радиосвязи и принцип разбиения на соты — это те отправные точки, которые положены в основу современных мобильных сетей. На рис. 3.7 показана структура радиосети, построенной по принципу сотовой связи. Любая современная сотовая сеть состоит из базовых станций, коммутируемой сети и сети стационарной связи для передачи информации на магистральном участке сети.

Сотовая структура радиосети решает основные проблемы, связанные с ограничениями пропускной способности радиосистемы, но сталкивается с новыми проблемами, а именно:

• помехи вследствие сотовой структуры, включая между- и внутрисотовые взаимные помехи;

•  проблемы мобильности абонентов;

•  дефицит радиоресурса в каждой соте.

Представим сотовую систему с асинхронными пользователями, совместно использующими одну и ту же ширину полосы, которые обслуживаются одной базовой радиостанцией в каждой зоне покрытия или соте. Упрощённая архитектура сотовой сетиПри этом каждая базовая станция принимает помехи не только от мобильных устройств домашней соты, но и от мобильных устройств и базовых станций, расположенных в соседних сотах. В зависимости от источника помех они могут классифицироваться как внутрисотовые (помехи совмещённого канала), межсотовые (помехи смежных сот) и помехи, обусловленные тепловым шумом. Поэтому, как показано на рис. 3-8, для того чтобы справиться со всеми помехами, необходимо исследовать помехи абонентских терминалов, помехи внутри домашней соты и от соседних сот.

Для смягчения действия помех, влияния многолучевого распространения и потерь в тракте, в сотовой сети применяют метод повторного использования частот, при котором в каждой соте кластера используются различные частоты. Поэтому коэффициент повторяемости частот служит основным параметром сотовой сети и отчасти может служить показателем эффективности использования спектра частот в сети. Оптимизируя коэффициент повторяемости частот, можно значительно уменьшить помехи смежных сот и совмещенного канала, улучшить использование пропускной способности и показателей рабочих характеристик радиосети общего пользования в целом. Межсотовые и внутрисотовые помехи в сотовой сети связиНа рис 3.9 приведён пример организации повторного пользования  с коэффициентами повторного использования (FR), равными 7 и 1.

Построение сети по сотовому принципу увеличивает пропускную способность радиосистемы, особенно при повторном использовании частот с высокими коэффициентами повторяемости. Чем меньше сота, тем более эффективно используется диапазон радиочастот, но, соответственно, повышается стоимость системы, поскольку требуется большее количество базовых станций. Построение многоуровневой сети с макро-, микро- и пико-сотовой структурой позволяет усовершенствовать принципы сотовой структуры и повторного использования частот и повысить пропускную способность системы.


В задачу планирования сети входит выбор оптимального сочетания структуры сети и повторного использования частот для повышения пропускной способности системы. Следует избегать нежелательного увеличения количества базовых станций, снижающего экономические показатели системы. При этом подразумевается, что исходная Пример организации повторного использования частотструктура сети допускает такое сочетание и оптимизацию. Эти решения предъявляют к управлению сетью новые требования: например, в сети должны быть предусмотрены функции мобильности устройства и управления передачей вызова (хэндовер).

 

Поиск по сайту

Регистрация / Вход

Голосование

Какому вендору 3G оборудования Вы больше доверяете

Все права защищены.
По всем вопросам обращаться по e-mail: poshtax@yandex.ru