2.4. Организация каналов доступа

2.4.1. Полосы частот сотовой связи

Таблица 2.9. Полосы частот, используемые в сотовой связи

Одна из особенностей ССС - это жесткая ограниченность выделенных полос частот, вмещающих в себя небольшое число частотных каналов. Отсюда следует задача наиболее рационального использования имеющегося диапазона, оптимизации его использования и следовательно повышения емкости системы связи [11, 51 ].

Другая особенность заключается в том, что используемые в сотовой связи полосы час­тот относятся к дециметровому диапазону. Дециметровые радиоволны распространяются в основном в пределах прямой видимости; дифракция на этих частотах выражена слабо, а молекулярного поглощения и поглощения в гидрометеорах (снег, дождь) практически нет. Однако близость подстилающей поверхности и наличие преград (зданий), особенно в условиях I города приводит к появлению отраженных сигналов, интерферирующих между собой и с I сигналом, прошедшим по прямому пути. Это явление называется многолучевым распростра­нением сигналов.

2.4.2. Пути повышения емкости системы сотовой связи

Способы повышения емкости в системах сотовой связи можно разделить на четыре группы [55].

1. Совершенствование методов обработки сигналов (в частности, переход от аналоговой обработки к цифровой), сопровождаемый переходом к более совершенным методам множественного доступа - от FDMA к ТОМА и к CDMA, а в пределах TDMA - переход от полноскоростного кодирования речи к полускоростному.

2. Дробление ячеек, т.е. переход к меньшим ячейкам в районах с интенсивным трафи­ком при том же коэффициенте повторного использования частот; число БС при этом соот­ветственно увеличивается, а мощность излучения (как для БС, так и для ПС) снижается. Тотже эффект достигается при использовании на БС секторных антенн, например с разделением ячейки на три сектора (при 120-градусных секторах) и использованием в каждом из секторов своей полосы частот. Практически ячейки с радиусом менее 300-500 м неудобны, так как чрезмерно возрастает поток передач обслуживания. Выход может быть найден в использовании многоуровневых (иерархических) схем построения сотовой сети с обслуживанием в крупных ячейках (макросотах) быстро перемещающихся абонентов (автомобилистов), а в более мелких (микросоты, пикосоты) - малоподвижных абонентов, например покупателей в пределах торгового центра.

В некоторых случаях может оказаться необходимым не дробить, а укрупнять ячейки, если трафик столь мал, что не обеспечивает достаточной загрузки БС. Если при этом радиус ячейки превышает номинальную дальность действия передатчика БС и/или ПС, то для обес­печения связи в удаленных частях ячейки приходится использовать повторители, выпол­няющие роль ретрансляторов.

3.Использование адаптивного назначения каналов (АСА) в методах доступа с частотным и временным разделением каналов (FDMA и ТОМА). При данном подходе частотные каналы (все или частично) находятся в оперативном распоряжении ЦК, который выделяет их для пользования отдельным ячейкам (БС) по мере поступления заявок (вызовов), т.е. в соответствии с реальной интенсивностью трафика, но при соблюдении необходимого территори­ально-частотного разноса. Такой адаптивный алгоритм сложнее, но он может обеспечить повышение емкости системы за счет гибкого отслеживания флуктуации трафика. Алгоритмы адаптивного назначения каналов используются в беспроводном телефоне, но в сотовой связи широкого распространения не получили. Адаптивным по существу является назначение фи­зических каналов в методе CDMA, что позволяет в некоторых пределах перераспределять нагрузку между разными ячейками.

4. Расширение выделяемой полосы частот. Но в условиях жестких ограничений на доступные полосы частот данный подход не является перспективным.