ОСНОВИ ПОБУДОВИ МЕРЕЖІ СТІЛЬНИКОВОГО ЗВ’ЯЗКУ

Стільникові системи радіозв'язку мають структуру, засновану на стільниковій побудові і розподілі частот, відповідно до якої зона обслуговування поділяється на велику кількість невеликих осередків («чарунок») радіусом 1,5-5 км, кожен з яких обслуговується окремою базовою радіостанцією невеликої потужності, що знаходиться в центрі чарунки. Це дозволяє реалізувати основну перевагу стільникової системи – забезпечення високоякісним зв'язком значної кількості абонентів в умовах обмеженої кількості частотних каналів. Сукупність чарунок утворює зону обслуговування. У центрі зони розміщена центральна станція, яка з'єднана провідними, оптоволоконними чи радіорелейними лініями з телефонною мережею загального користування і з усіма базовими станціями, що знаходяться в зоні обслуговування. Абоненти за допомогою своїх абонентських систем можуть здійснювати зв'язок між собою і через центральну станцію виходити на будь-якого абонента телефонної мережі загального користування.

Стільникові системи характеризуються високою ефективністю використання радіочастотного спектра, вони є основним засобом забезпечення телефонного зв'язку, передачі даних і документального обміну в районах нової забудови, забезпечення зв'язком абонентів у важкодоступних районах та зв’язку з рухомими абонентами.

На відміну від зонових і транкінгових, стільникові мережі (cellular networks) дозволяють багаторазово використовувати радіоканали на територіально віддалених одна від однієї ділянках мережі. Приклад побудови такої мережі подано на рис. 4.1. Вся обслуговувана територія поділяється на малі робочі зони умовно шестикутної форми, що називаються чарунками мережі (cells). Радіус чарунки R визначається залежно від очікуваної в ній щільності рухомих абонентів. Звичайно він становить 10...20 км за містом і в передмістях, 2...3 км – на більшості території міста та 0,5...2 км – у його центрі. У кожній чарунці установлюється індивідуальна або спільна для кількох чарунок базова приймально-передавальна радіостанція (base transceiver station), яку звичайно називають просто базовою станцією (БС). Вона може знаходитись у центрі чарунки і мати антену з круговою діаграмою випромінювання, або установлюватись на стику кількох чарунок і мати секторні антени (120°, як на рис. 4.1, або, наприклад, 60°) для кожної з них. Зазначимо, що у останньому випадку інколи чарункою називають сукупність зон обслуговування однієї БС, а окрему її зону називають сектором. У певній чарунці РС за допомогою БС мають повний доступ до призначених цій чарунці N радіоканалів. БС, що використовують однаковий набір частотних каналів, розділяються захисним інтервалом D.

Щоб перекрити довільну територію, в принципі достатньо К = 7 багаторазово використовуваних наборів радіоканалів (як на рис. 4.1, де їх номери обведені прямокутними рамками), але деякі стільникові радіотелефонні системи передбачають К = 4, 9, 12 або 21. Група із К суміжних чарунок, в яких набори каналів не повторюються, називається кластером (cluster). На рис. 4.1 його виділено товщою лінією. Величина К називається розміром кластера, а також частотним параметром системи, оскільки визначає максимально можливу кількість каналів N (без врахування їх повторного використання) та загальну ширину частотної смуги F_c. З точки зору ефективності використання частотного спектра доцільно вибирати малі радіуси чарунок та розміри кластерів з урахуванням того, що захисний інтервал D в разі БС із ненаправленими антенами дорівнює . З іншого боку, зменшення параметра К обмежене вимогами до захисного інтервалу, а зменшення радіуса R призводить до збільшення частоти перетинання чарунок рухомими абонентами під час розмови, що може, у свою чергу, спричинити лавиноподібне зростання завантаженості керуючої системи мережі даними щодо перетинання РС меж чарунок. Тому в межах однієї системи можуть використовуватись чарунки та кластери різних розмірів, їх вибирають з урахуванням реальної електромагнітної обстановки та рельєфу місцевості. Часто застосовують накладені чарунки - у такому разі мікро і навіть пікочарунки з радіусом 10...70 м обслуговують закриті приміщення (аеропорти, вокзали, гаражі, магазини тощо), а також РС, що рухаються повільно, а чарунки великих радіусів, які охоплюють цю ж територію, приймають навантаження від РС, що рухаються швидко. Такі структури стільникової мережі інколи називають зонтовими. В перспективі так буде побудована і глобальна система рухомого зв'язку.

До ТфМЗК

та до

інших

ЦКСМ

Рисунок 4.1 – Приклад побудови стільникової мережі рухомого зв'язку

У стільникових мережах часто має місце фіксований розподіл радіоканалів між БС, коли для кожної чарунки виділяється однакове їх число N_c. У такому разі важливо так розподілити канали, щоб по можливості зменшити міжканальну інтерференцію. Звичайно застосовують наступний принцип розподілу: j-й чарунці кластера призначають канали з номерами j, j + K, j + 2K, …, j + N_cK. Фіксоване закріплення каналів має недоліки, викликані нестаціонарністю поділу активних РС на території мережі, а саме – ймовірність втрат викликів зростає у чарунках, де з різних причин РС стає більше. Тому інколи для кожної чарунки крім N_c фіксованих виділяють ще деяку кількість каналів, які динамічно розподіляються між БС залежно від виниклої потреби. Такий, так званий, динамічний розподіл радіоканалів між БС суттєво знижує ймовірність відмови у наданні радіоканалу РС, але вимагає наявності на БС додаткових, не весь час використовуємих прийомопередавачів.

Всі БС з'єднуються радіорелейними або кабельними лініями зв'язку з центром комутації стільникової мережі (ЦКСМ), який керує установленням і підтриманням сполучень РС між собою та з абонентами телефонної мережі загального користування (ТфМЗК), зокрема забезпечує перемикання з'єднання на іншу БС під час руху РС. Комутація і керування мережею можуть бути:

– централізованими, тобто зосередженими на ЦКСМ, як це показано на рис. 4.1;

– децентралізованими (ієрархічними) із установленням, наприклад, у кожному кластері спрощеної комутаційної станції, так званого контролера базових станцій (Base Station Controller), який обслуговує взаємні з'єднання РС у межах кластера та забезпечує вихід на ЦКСМ для всіх інших зв'язків;

– розподіленими, коли комутаційне і керівне обладнання установлюється безпосередньо на кожній БС.

Територію, що обслуговується одним ЦКСМ, як, наприклад, на рис. 4.1, називають зоною обслуговування ЦКСМ, а сукупність чарунок мережі, що мають спільну БС – зоною БС.

Мережні та радіоінтерфейси систем стільникового зв’язку

При проектуванні цифрових стільникових систем рухомого зв'язку стандарту GSM розглядаються інтерфейси трьох видів:

1) для з'єднання з зовнішніми мережами,

2) між різним обладнанням мереж GSM,

3) між мережею GSM і зовнішнім обладнанням.

Всі існуючі внутрішні інтерфейси мереж GSM цілком відповідають вимогам Рекомендацій ETSІ/GSM 03.02.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
СТРУКТУРА КАДРУ ТА ФОРМУВАННЯ КАНАЛІВ	\|	Внутрішні GSM - інтерфейси

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.