6. Сотовые системы связи
Характеризуются большой абонентской ёмкостью. Высокая спектральная эффективность сотовых систем связи применяется за счёт повторного использования частот. В сотовых системах географическая зона разбивается на отдельные ячейки (соты). Внутри каждой ячейки – базовая станция с круговой или направленной антенной.
В шестиугольной схеме:
N=I2+j2+I×j где I, j=0, 1…
N – количество возможных элементов в кластере (размерность кластера)
Таким образом, возможное значение N = 1,3,4,7,9,12,13,16,19,21 и т. д.
D – минимальное расстояние между центром ячеек
Расстояние D использует одну и ту же полосу частот (защитный интервал).
d – расстояние между центрами смежных ячеек.
d2/4 = R2 – R2/4 = 3R2/4
d = 
R; q = D/R = 
D/d = 
q = D/R – коэффициент уменьшения соканальных помех (коэффициент соканального повторения)
Размерность кластера зависит от требуемого соотношения «сигнал/шум» и от стандарта сотовой системы связи. При уменьшении размера ячейки можно увеличить размерность кластера (уменьшение помех). Увеличение числа элементов в кластере выгодно в отношении с точки зрения «сигнал/шум», но приводит к нерациональному использованию полосы частот. На практике число элементов в кластере должно обеспечивать минимально допустимое отношение «сигнал/помеха». Коэффициент эффективности повторного использования частот = 1/N.
Способы увеличения пропускной способности систем связи.
1.Совершенствование методов обработки сигналов от аналоговых к цифровым и разделение канала. 2. Добавление новых каналов, если система использует не все каналы. 3. Заимствование частот (перегруженные ячейки могут использовать каналы соседних ячеек). 4. Разбиение ячеек (размеры ячеек: радиус 6,5 – 13 км). Такие ячейки можно разбивать (расщеплять). Минимальный радиус на практике: 1,5 км. При использовании ячеек меньших размеров уменьшается мощность приёмопередатчиков базовых станций. При разбиении ячеек требуемое в k раз (R/k) число базовых станций увеличивается в k2 раз (в степени квадрат т. к. используем единицы площади). Поэтому разбиение ячеек не всегда возможно, кроме того уменьшение радиуса ячейки может привести к перегрузке устройств управления и коммутационной системы. Часто ячейки разбивают на сектора 120 градусов и 60 градусов (либо 3 сектора, либо 6-секторные антенны). К каждому сектору предоставляется определённый набор частотных каналов ячейки. Это позволяет чаще применять принцип повторного использования частот. Использование направленных антенн также снижает соканальные помехи. Если кластер состоит из N сот, каждая из которых имеет m секторов, то говорят, что размерность кластера будет (N, N×m). Размерности (для 1 и 2 поколения): (3,9) (4,12) для GSM, (7,21) для AMPS.
