Модель сети стандарта LTE (особенности реализации 4G)

 

 

Рисунок – Архитектура и структура кадра сети мобильной связи стандарта LTE

Территориально-частотные планы сотовых сетей связи

 

Поло­са частот системы определяет полосу частот, выделяемую на от­дельную соту, что, в свою очередь, определяет число каналов свя­зи, которое можно организовать в соте, размер соты и общую про­пускную способность сотовой сети связи.

Основным принципом создания сотовых систем связи являет­ся принцип повторного использования тех же рабочих частот в несмежных сотах. Через несколько ячеек эти полосы рабочих час­тот повторяются, что при ограниченной общей полосе частот сис­темы позволяет охватить сколь угодно большую зону обслужива­ния и повысить число абонентов системы.

Группа смежных сот с отличающи­мися рабочими частотами называется кластером. Коэффициентом эффективности использования полосы частот в кластере назо­вем отношение полосы частот, используемой в одной соте, к об­щей полосе частот системы связи, .

 

Рисунок – Кластеры односекторных сот

 

Риcунок – Покрытие зоны обслуживания трехсекторными сотами: (3,9) (a) и (3,6) (б)

На рис. изображены наиболее используемые ти­пы кластеров для односекторной соты. В центре каждой соты рас­положена БС с всенаправленной в горизонтальной плоскости приемопередающей антенной. Для кластеров рис., а, б, в соот­ветственно получим = 1/3, 1/4, 1/7. Расстояние от базовой стан­ции до ближайшего мешающего мобильного терминала обозначе­но как .

На втором рис. показано покрытие зоны обслуживания трехсекторными сотами (3,9) и (3,6), где первая циф­ра в скобках означает количество секторов антенны БС в горизонтальной плоскости (или количество частотных полос в соте), вторая цифра - количество различных частотных полос, используемых в сотовой сети связи.

 

Рисунок – Зоны обслуживания шестисекторными сотами: (6,12) (a) и (6,6) (б)

Для шестисекторных сот (6,12) и (6,6) покрытие зоны обслу­живания показано ниже на рис. Покрытие (6,12) имеет = 1/2, а покрытие (6,6) имеет = 1.

Сравнительные характеристики мето­дов покрытия зоны обслуживания представлены в табл.

 

Таблица

 

Метод покрытия зоны обслуживания	Односекторные соты	Трехсекторные соты	Шестисекторные cоты
(1,7)	(1,4)	(1,3)	(3,9)	(3,6)	(6,12)	(6,6)
	1/7	1/4	1/3	1/3	1/2	1/2
	3,6	2,6		2,64	2,18	2,16	2,16

 

Отношение является исходным для оценки относи­тельной мощности помехи от излучений станций ближайшей соты (сектора), работающих в тех же полосах частот, что и станции в рассматриваемой соте.

Использование помехоустойчивых кодов в радиоканалах со­товой связи уменьшает требуемое отношение сигнал-помеха в приемном устройстве, что позволяет допустить больший уровень помех от станций в других сотах или секторах, работающих в той же полосе частот. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить ве­личину и выбрать покрытие зоны обслуживания с боль­шим значением , увеличивая тем самым частотную эффектив­ность и пропускную способность соты и системы cвязи.

Емкость сотовой системы связи, т.е. число каналов связи в зо­не обслуживания, равна числу каналов связи, которое можно орга­низовать в одной соте, умноженному на число сот в системе связи. Уменьшая размер соты при сохранении того же числа каналов свя­зи в соте, которое определяется полосой частот, выделяемой на одну соту, мы увеличиваем число сот в системе связи и, следова­тельно, емкость сотовой системы связи.

 

Пример:Расчет количества каналов

Пусть система состоит из 32 сот () с радиусом () 1,6 км каждая, имеет выделенную полосу частот, которая разрешает поддерживать 336 радиоканалов (). Кратность использования частот C = 7.

Какую географическую зону (площадь) обслуживает эта система? Сколько каналов приходится на одну соту (ячейку)? Какое число звонков, которые одновременно поступают, может обрабатываться? (Повторить задачу для 128 ячеек с радиусом 0,8 км).

Решение:

1. Площадь шестиугольника (соты) равна

 

км².

 

2. Площадь обслуженной системы равна

 

км².

 

3. Количество каналов в одной соте:

 

(каналов).

 

4. Количество одновременно обслуженных звонков:

 

(каналов).