Увеличение пропускной способности сети сотовой связи- решения
Со временем, когда система будет обслуживать все большее число пользователей, возможна ситуация, что какой-нибудь ячейке (соте) не хватит для обслуживания вызовов выделенного ей количества частот (полосы частот).
Несколько решений увеличения пропускной способности систем сотовой связи:
-добавление новых каналов и их стационарное закрепление за ячейками, имеющими большую нагрузку с использованием схемы BCA - Borrowing Channel Allocation - распределение каналов с заимствованием;
-заимствование частот у смежных недозагруженных ячеек
с использованием схемы FCA - FixedChannel Allocation эта схема применяется в сетях GSM (Global System for Mobile Соmmunication - глобальная система мобильной связи);
-уплотнение каналов с использованием системы CDMA – множественный доступ с кодовым уплотнением каналов, одной из самых перспективных технологии для сетей сотовой связи.
-расщепление ячеек (исходные ячейки, как правило, имеют R = 6,5км - 13,0км), одновременно уменьшая уровень мощности базовых станций BTS таким образом, чтобы сигнал оставался в пределах ячейки. При уменьшении размера ячейки в n раз, размеры покрываемой зоны уменьшаются в n2 раз, а необходимое число базовых станций увеличивается в n2 раз.
Базовые станции BTS микроячеек ("расщепленных" макроячеек) располагаются на городских улицах (например, на фонарных столбах) в густонаселенных местах, внутри крупных общественных зданий и т.д., т.е. "переезжают" с крыш высоких домов.
Пример №1 - увеличение пропускной способности системы сотовой связи:
Система,например, AMPS состоит из n ячеек (например, 32):
n = 32ячеки
Общее количество каналов, выделенное всей системе - K.
Например, для мобильной телефонной системы AMPS - Advancet Mobile Phone System -усовершенствованной системы мобильной телефонной связи - аналоговая беспроводная сеть первого поколения 1G (850мГц):
K = 336 информационных каналов
Кратность использования частот (количество ячеек, следовательно, частот в подсистеме - минимальном фрагменте системы) - N (например, 7):
N = 7
Возможными значениями N в шестиугольной схеме являются числа: 1, 3. 4, 7, 9, 12, 13, 16, 19, 21 и т.д.
В этом случае в каждой ячейке будет организовано:
K : N = 336 : 7 = 48 каналов
Всего каналов в системе:
48каналов · 32ячейки = 1536 каналов
 |
Радиус ячейки - Rячейки, например: = 1,6км.
Минимальный радиус ячейки, которую можно разбить на более мелкие, должен быть не менее 1,5км
Площадь одной ячейки (шестиугольной соты - гексагон) - Sячейки - определяется из:
Sячейки = R²ячейки · 1,5 · √3 = (1,6км)² · 1,5 · 1,73 = 2,56км² · 1,5 · 1,73 = 6,64км²
Географическая зона, которую может обслуживать вся система - Sсистемы:
Sсистемы = Sячейки · nячеек · = 6,64км2 ·32ячейки = 212,48км2
D - минимальное расстояние между центрами ячеек, использующих одну и ту же полосу частот, которую называют группой внутренних каналов;
D = R · √3N = 1,6км · 1,73 · 2,645 = ~7,32км
d - расстояние между центрами смежных ячеек:
d = √3 ·R = 1,73 · 1, 6км = 2,77км
Пример №2 - увеличение пропускной способности системы:
Для схемы, в которой количество n' = 32ячейки · 4 = 128ячеек -в 4 раза больше, чем в предыдущем примере, площадь - S'ячейки - каждой ячейки - сократится в 4 раза и будет равна:
S' ячейки =6,64км² : 4 = 1,66км²
Общая зона покрытия Sсистемы останется прежней:
S'системы = 1,66км² · 128ячеек = 212,48км²
Общая пропускная способность системы (количество каналов) увеличится в 4 раза и будет равно:
K´ ячейки · n'ячеек = 48каналов · 128ячеек = 6144 каналов
Параметры ячеек - примеры: