7. Принцип визначення чарунок з частотами, що повторно використовуються. Типи чарунок при проектуванні мережі мобільного зв’язку. Обґрунтування.

Точний опис межі зони дії конкретної базової станції та взаємне їх розташування дозволяють вже на етапі проектування мережі на початкові виключення спільноканальних завад в сусідніх комірках.

Спроби впровадження нерегулярних форм комірок призводили до великих проблем, особливо тоді, коли в даній комірці зростало навантаження. Проблеми адаптації даної комірки до нового трафіку значно спрощувалися у випадку регулярних форм. Регулярні форми дозволяють вже на етапі проектування мережі так спланувати взаємне розташування базових станцій, що використовують однакові канали (спільноканальні), щоб забезпечити найнижчий рівень впливу інтерференційних завад на якість передачі сигналів в радіоканалах.

Спорядження базової станції антеною з не напрямленою характеристикою направленості (діаграмою направленості) призводить до природного обмеження її зони дії у вигляді кола. В центрі кола знаходиться базова станція. Прийняття на етапі проектування мережі форми комірки у вигляді кола непридатне, бо покриття простору або не буде забезпечено жодною базовою станцією, або буде забезпечуватися більше, ніж однією.

З'являються або отвори, або накладання. Враховуючи, що жодна з цих ситуацій не повинна мати місце, прийнято апроксимувати коло багатокутником. Запропоновано при цьому такі форми комірок:

• рівносторонній трикутник;

• квадрат;

• правильний шестикутник.

Такі комірки дозволяють позбутися непокриття, або перекриття відповідної території. Крім цього, це єдині правильні багатокутники, якими можна однорідно покрити бажану геометричну поверхню. В наш час, в реалізованих мережах мобільного радіозвязку в сіткових моделях прийнято

вживати, як основну форму, правильний шестикутник. Комірка отримала назву - гексагональна. Вибір такої форми комірки мас свої глибокі економічні і технічні корені.

Приймемо, що базова станція розташована у центрі комірки. Якщо комірки (трикутна, квадратна, гексагональна) мають такі розміри, що відстань від середини кожної комірки до її вершини однакова, то виявиться, що гексагональна комірка мас найбільшу площу.

Отже гексагональними комірками можна покрити конкретну поверхню мережі із меншою кількістю базових станцій при однаковому радіусі дії. Такий розв'язок приводить до менших фінансових витрат при практичній реалізації коміркової мережі.

Прийняття регулярної форми гексагональної комірки має єдине істотне значення на етапі проектування і просторового планування ансамблю радіоканалів. Це багатократне використання їх в різних регіонах мережі. При аналізі інтерференційних спільноканальних завад і оцінки відношення потужності сигнал/інтерференційні завади приймається, що зона дії базових станцій з ненапрямленими антенами є колом. В дійсності, враховуючи кліматичні умови, рельєф місцевості та умови забудови, зони дії базових станцій приймають нерегулярні форми.

Перший крок проектування коміркової мережі полягає у накладанні на дану географічну територію структури типу медових стільників з однаковими гексагональними комірками. Далі коміркам призначається підгрупа радіоканалів, яка звичайно позначається латинськими літерами: А, В, С..... Наступним кроком визначаються спільноканальні базові станції, вибираючи з ряду натуральних чисел j плюс i, що змінюється від 0 до 2, і≥j≥0, цей параметр називається shift parameters. Далі вибирається одна з комірок мережі, так звана відносна комірка (анпг. reference cell), і призначається їй окреслений набір радіоканалів. Оскільки гексагональна комірка має шість безпосередніх сусідів, пошук відбувається в шести, ортогональних до сторін шестикутника, напрямках. По черзі, в кожному з шести напрямках, відраховується і прилеглих до себе комірок з наступним поворотом на кут 60 град., наприклад, проти годинникової стрілки, відраховується j комірок.

Виникають шість нових комірок, яким виділена та сама група каналів, що і відносній. Таким чином визначається шість найближчих спільноканальних базових станцій.

Наступним кроком встановлюється нова відносна комірка з виділеною їй підгрупою каналів, що відрізняється від попередньої, і повторюється описаний алгоритм. Так робиться доти, доки вся сітка не буде заповнена каналами. Існує чотири способи визначення комірок (базових станцій), що використовують однакову групу каналів - спільноканальних. що добре видно на рис.

Комірки, яким виділено згідно описаного алгоритму різні взаємно рознесені групи каналів, утворюють ансамблі комірок (англ. clusters). Число комірок в ансамблі (англ. number of cells per cluster), звичайно позначається N або К, становить один з найістотніших параметрів коміркової мережі. Число N означає, скільки різних, взаємно рознесених груп каналів належить передбачити, щоб покрити даний простір коміркової мережі. Можна показати, що число N гексагональних комірок в ансамблі пов'язане із j і і таким рівнянням:

N = i²+j² + i*j

Це у свою чергу означає, що число N гексагональних комірок в ансамблі може приймати тільки наступні значення:

N=1,3,4,7,9,12,13,16,19,21,25....

Числа 1, 3, 4 не можуть бути застосовані у випадку передачі мови з аналоговою модуляцією за рахунок дуже малої відстані між базовими спільноканальними станціями. На сьогодні, лише європейська система GSM, із цифровим способом передачі телефонних сигналів, допускає застосування ансамблів з трьох комірок. Американські цифрові системи ADC і японські JDC збудовані на базі ансамблів, що утворені відповідно із семи із чотирьох комірок.

Іншим, дуже важливим параметром коміркової мережі є коефіцієнт редукції рівня інтерференційних завад (англ. CIRF -Cocharmel Interference Reduction Factor), що позначається літерою q. Коефіцієнт q представлений, як відстань D,

відрізок між серединами двох найближчих спільноканальних комірок, і промінь R гексагональної комірки.

З рис. випливає, що відстань D пов'язана із радіусом гексагональної комірки R наступною залежністю:

Значення коефіцієнта q в гексагональній комірковій мережі можна визначити як:

q =CIRF=D/R=

Тим самим значення коефіцієнта інтерференційних спільноканальних завад q' в мережі, що утворена з квадратних комірок, може бути записана як:

q^/ =CIRF=D/R=

Отже, принципи проектування коміркових мереж полягають в наступному:

1. Накладання на дану географічну територію структури типу медових стільників з однаковими гексагональними комірками;

2. Призначення коміркам підгруп радіоканалів (А, В, С, ...);

3. Визначення спільноканальних базових станцій (вибирають з ряду натуральних чисел j плюс і, що змінюються від 0 до 2, і≥j≥0;

4 . Вибирається відносна комірка мережі і призначається їй визначений набір радіоканалів;

5. Для гексагональної комірки визначається шість найближчих спільноканальних базових станцій;

6. Встановлюється нова відносна комірка з виділеними їй підгрупою каналів, що відрізняється від попередньої, і повторюється описаний алгоритм.