Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 94

Существенно снизить уровни соканальных помех позволяет метод использования в сотовых БПС нескольких направленных антенн имеющих секторные ДН. Секторное построение БПС позволяет многократно применять набор частот при одновременном снижении уровня соканальных помех. Наибольшую емкость обеспечивает сотовая модель системы радиосвязи, содержащая четыре БПС с шестью 60-градусными антеннами.

Рис. 1. Модель СПСС с двенадцатью группами частот

(на рисунке показано 4 соты).

Из структурной схемы системы данной модели следует, что каждая частота используется дважды в зоне, состоящей из четырех БПС.

Благодаря такой модели построения, каждая из четырех БПС в пределах действия шести 60-градусных антенн в одной соте может работать на двенадцати группах несущих частот (n=12). Все сотовые системы связи с повторным использованием набора частот разрабатывались с учетом требования: координаты местоположения мобильного абонента заранее неизвестны и непредсказуемы в пределах заданной зоны обслуживания данной сети.

Для увеличения пропускной способности системы сотовой связи используется такой метод, как расщепление ячеек. На практике распределение трафика и топография местности неоднородны, поэтому ячейки в областях с повышенным спросом на услуги мобильной связи можно расщеплять. Как правило, размеры некоторых ячеек колеблются от 6,5 до 13 км. Меньшие ячейки также можно разбивать, однако следует помнить, что минимальным считается радиус 1,5 км и такие крупные соты получили название макросоты. При использовании меньших ячеек нужно уменьшать уровень мощности, чтобы сигнал оставался в пределах ячейки. Кроме того при движении мобильные устройства переходят из одной ячейки в другую, что требует передачи вызова от одной БПС к другой. Этот процесс называется переключением или эстафетной передачей (хендофф). По мере уменьшения размера ячейки переключения будут происходить чаще. При уменьшении радиуса ячейки в К раз размеры покрываемой области уменьшаются в  раз, а требуемое число базовых станций увеличивается в те же  раз.

По мере дальнейшего уменьшения ячейки антенны перемещаются с крыш высотных зданий и вершин холмов на крыши зданий поменьше или на стены высотных домов и в конце концов оказываются на фонарных столбах, с высоты которых они обслуживают сеть с более мелкими сотами: микросоты, с большим их числом и меньшим радиусом действия. Характерные параметры макросот и микросоты приведены в таблице №1.

Таблица №1

Существующие в настоящее время и перспективные системы подвижной связи должны обеспечивать одновременно связью большое число мобильных абонентов, местоположение которых на определенной территории произвольно. Поэтому практически все системы подвижной связи построены по методу многостанционного доступа, под которым понимают возможность обращения к одной БПС или спутниковому ретранслятору нескольких мобильных станций (МС), при которой последние могут одновременно передавать и получать через нее информацию.

Множественный доступ с частотным распределением или множественный доступ с разделением каналов связи по частоте – наиболее простой из всех методов множественного доступа как по идее, так и возможности реализации. В этом методе каждому пользователю на время сеанса связи выделяется своя полоса частот (частотный канал ), которой он владеет безраздельно. Метод FDMA используется во всех аналоговых системах сотовой связи, при этом полоса  составляет 10…30 кГц. Основное слабое место FDMA – недостаточно эффективное использование полосы частот.

При множественном доступе с временным разделением каналов ортогональность сигналов в подвижных станциях достигается выделением каждой из них излучения или приема сигналов одновременно, периодически повторяемого временного интервала – TDMA-кадра. Длительность кадров в основном определяется сетевым трафиком. Интервалы изучения сигналов базовых и подвижных станций взаимно синхронизированы, что исключает их временное перекрытие.