33336

Сотовые системы радиосвязи

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Тогда требуемые для 01 жителей Москвы 250 каналов можно получить например разделением обслуживаемой территории радиусом в 50 км на 25 ячеек радиусом по 10 км с организацией в каждой ячейке только 10 радиоканалов с одним и тем же набором частот. Группа ячеек в зоне обслуживания с различными наборами частот называется кластером. Обычно ее развертывание начинается с небольшого числа крупных ячеек которые через некоторое время постепенно трансформируются в большее число более мелких ячеек. При этом пропускная способность сети на территории...

Русский

2013-09-05

23.81 KB

10 чел.

Сотовые системы радиосвязи.

Сотовая система подвижной радиосвязи (ССПС) использует большое число маломощных передатчиков, которые предназначены для обслуживания только сравнительно небольшой зоны, скажем, радиусом в 1...2 км.

Например, вместо использования единственного передатчика для обслуживания территории Москвы город можно разбить на множество небольших зон покрытия, называемых сотами. Чтобы понять, как это изменит общую картину, предположим, что все имеющиеся в распоряжении частотные каналы могут повторно использоваться в каждой ячейке сотовой структуры. Тогда требуемые для 0,1 % жителей Москвы 250 каналов можно получить, например, разделением обслуживаемой территории радиусом в 50 км на 25 ячеек радиусом по 10 км с организацией в каждой ячейке только 10 радиоканалов с одним и тем же набором частот. Приведенный пример служит только для пояснения сотового принципа.

Расчеты показывают, что из-за недопустимо большого уровня взаимных помех ячейки с одинаковым набором частот необходимо перемежать буферными ячейками с другими наборами частот. Группа ячеек в зоне обслуживания с различными наборами частот называется кластером. На Рис. 8.36 показан образец сотовой структуры с типичной для аналоговых сетей размерностью кластера n=7.

Рис. 8.36. Образец сотовой структуры

Если, например, для обслуживания абонентов в одной ячейке требуется набор из 10 частот, то для создания сотовой структуры с размерностью кластера n=7, обслуживающей сколь угодно большую территорию, необходимо располагать набором из 70 частот.

Основной потенциал сотовой идеи заключается в том, что уровень взаимных помех зависит не от собственно расстояния между ячейками, а от отношения расстояния между ячейками к их радиусу.

Радиус ячейки зависит от мощности передатчика и, определяется разработчиком системы, который в процессе проектирования должен выбрать подходящую размерность кластера. С уменьшением радиуса ячейки возрастает количество базовых станций, приходящихся на 1 кв. км площади обслуживания и на 1 МГц используемой полосы частот.

Конечно, полномасштабное развертывание сотовой сети с самого начала ее ввода в эксплуатацию представляется чрезвычайно дорогостоящим. Обычно ее развертывание начинается с небольшого числа крупных ячеек, которые через некоторое время постепенно трансформируются в большее число более мелких ячеек. Такой способ преобразования называется расщеплением. Когда в некоторой ячейке нагрузка достигает того уровня, при котором существующее в ней число каналов оказывается недостаточным для поддержания установленного качества обслуживании абонентов (т.е. вероятность непредоставления канала при поступлении вызова оказывается больше установленного значения, как правило, до 5%), эта ячейка разделяется на несколько более мелких с пониженной мощностью передатчиков. При этом пропускная способность сети на территории расщепленной ячейки увеличивается в число раз, равное числу вновь образованных ячеек. Эта процедура может повторяться до тех пор, пока сеть не достигнет расчетного значения своей пропускной способности.

Ячейки небольших размеров требуются только в центральной части города со значительной плотностью абонентов. Ближе к окраинам плотность снижается, и размеры ячеек могут увеличиваться. Расщепление ячеек может производиться достаточно гибко как в пространстве, так и во времени. По замыслу разработчиков сотовой системы она должна явиться чрезвычайно удобным средством в руках проектировщиков для возможности повышения пропускной способности именно там и именно в то время, где и когда это необходимо.

Использование сравнительно небольших ячеек создает проблему поддержания непрерывности связи. При движении по произвольному маршруту объект (абонент ССПС) в течение одного сеанса связи может миновать несколько ячеек. В этом случае непрерывность связи обеспечивается способностью системы автоматически передавать связь с объектом тем базовым станциям, в зоне действия которых он оказывается в данный момент.

Благодаря непрерывным измерениям уровней сигналов, поступающих в центр коммутации подвижной связи от базовых станций, ближайших к движущемуся объекту, система может определить момент пересечения объектом границы двух ячеек и переключить разговорный канал из первой ячейки во вторую в течение достаточно малого промежутка времени, не приводящего к нарушению непрерывности разговора. Такая процедура, получившая название эстафетной передачи (хэндовер), требует весьма сложного алгоритма определения именно той ячейки из нескольких соседних, куда перемещается объект, а также быстродействующих алгоритмов и схемотехнических решений, обеспечивающих освобождение канала в первой ячейке и поиск свободного канала с восстановлением по нему связи во второй ячейке.

Реализация описанных основных принципов сотовой архитектуры:

  1.  использование маломощных передатчиков с радиопокрытием небольших по размеру ячеек;
  2.  повторное использование частот в пределах одной зоны обслуживания;
  3.  поэтапное увеличение пропускной способности за счет расщепления ячеек;
  4.  обеспечение непрерывности связи в процессе перемещения объекта от ячейки к ячейке -

привела в начале 80-х годов к созданию в ряде промышленно развитых стран Европы и Северной Америки ССПС, которые положили начало массовому внедрению услуг подвижной связи во всем мире.

Развернутые в 80-x годах ССПС относят к первому поколению. К ним относятся стандарты AMPS (США), HCMTS (Япония), NMT-450 и NMT-900 (Северная Европа), C-450 (Германия), TACS (Великобритания), ETACS (Англия, Лондон), RTMS-101H (Италия) и Radiocom-200 (Франция). Они были рассчитаны в основном на обслуживание абонентов в рамках национальных границ, использовали аналоговую ЧМ для передачи речи и внутриполосную (in-band) сигнализацию в процессе установления соединения между абонентскими терминалами и остальной сетью. Исключение составляла лишь система NMT-450 (NMT-900), которая была введена в эксплуатацию в 1981 году как международная система для четырех стран Северной Европы: Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции.

Однако, аналоговые ССПС уже не удовлетворяют современному уровню развития связи. Тем не менее один из аналоговых стандартов - NMT-450 - принят в качестве федерального стандарта России. На его основе созданы ССПС в Москве ("Московская сотовая связь", начало коммерческой эксплуатации - 1991 год, в настоящее время - более 20 тысяч абонентов), Санкт-Петербурге ("Дельта-Телеком") и других городах. В июне 1994 года началась коммерческая эксплуатация ССПС компании "Би-Лайн", использующей стандарт AMPS. В настоящее время данная ССПС предоставляет услуги цифровой сотовой связи в стандарте D-AMPS, обслуживает более 20 тысяч абонентов в Москве и области и обеспечивает административный роуминг с другими сетями этого стандарта.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85288. Лицарський турнір 763.5 KB
  6 грудня у календарі позначено як День Збройних сил України. І вже стало традицією вітати у цей день усіх чоловіків, хлопчиків. Напевне, цим жінки хочуть зайвий раз підкреслити у чоловіків риси, як мужність, сміливість. Щиросердя, шляхетність.
85289. Турнір Веселих інформатиків 220 KB
  Мета: розвиток стійкого інтересу до інформатики; формування творчої особистості; формування комунікаційної компетенції; виховання поваги до суперника, стійкості, волі до перемоги, спритності; повторення й закріплення основного матеріалу в нестандартній формі...
85290. Різноманітність тварин у природі 62.5 KB
  Формувати елементарні поняття риби земноводні плазуни; уявлення про істотні ознаки різних груп тварин. Виховувати пізнавальний інтерес до вивчення тварин прагнення до самоствердження у поєднанні з толерантним ставленням до інших потребу у збереженні природи.
85291. У царстві рослин. Дерева, кущі, трави. Зовнішня будова рослин 69.5 KB
  Ознайомити з функціональним призначенням органів рослин, показати пристосування рослин для поширення плодів і насіння; розвивати спостережливість, увагу; виховувати бережливе ставлення до природи, любов до рідного краю, почуття прекрасного в природі.
85292. У царстві рослин. Я і Україна 135 KB
  Мета: формування ключових компетентностей: вміння вчитися – самоорганізовуватися до навчальної діяльності у взаємодії; загальнокультурної – дотримуватися норм мовленнєвої культури, зв’язно висловлюватися в контексті змісту; соціальної – проектувати стратегії своєї поведінки з урахуванням потреб...
85294. Свято в королівстві Ввічливості (лицарський турнір) 82 KB
  Запрошуємо Вас на наше свято. Відбудеться воно в незвичайній країні..., країні – добрих і ввічливих людей. Є в тій країні Королівство гарних манер або королівство Ввічливості. Правлять королівством їхні величності Король та Королева. А зрештою – побачите самі!
85295. Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых 12.46 MB
  Руководство было написано группой специалистов по технике безопасности, охране труда, профессиональным заболеваниям, и инженерами (перечислены ниже) для того, чтобы собрать и представить проверенные технологии и методы снижения воздействия пыли на людей, используемые на всех стадиях добычи и переработки минеральных полезных ископаемых.
85296. Фольклорная арт-терапия 39.8 KB
  Несомненную привлекательность арттерапии в глазах современного человека пользующегося в основном вербальным каналом коммуникации составляет то что она использует язык визуальной и пластической экспрессии. Это делает ее незаменимым инструментом для исследования и гармонизации тех сторон внутреннего мира человека для выражения которых слова малопригодны. С развитием арттерапии связываются надежды на создание такой гуманной синтетической методологии которая в равной мере учитывала бы достижения научной мысли и опыт искусства интеллект...