Повторное использование частот (Frequency reuse)

Повторное использование частот — способ организации связи, при котором одни и те же частоты многократно используются в разных зонах обслуживания. Применение частотно-территориального планирования с повторным использованием частот позволяет увеличить пропускную способность при ограниченном количестве частотных каналов.

Расстояние повторного использования частот (Frequency reuses distance) — расстояние между центрами двух удаленных сот, начиная с которого допускается повторное использование. В общем случае оно определяется по формуле , где — число ячеек в кластере, — радиус ячейки (радиус окружности, описанной вокруг гексагональной ячейки).

Кластер (cluster). Кластер — это группа из близко расположенных сот, в пределах которых недопустимо повторное использование из-за опасности превышения уровня взаимных помех. Размер кластера определяется по формуле:

Из этой формулы видно, что кластер может содержать только определенное число сот.

При: i=0, j=1, N=1; i=1, j=1, N=3; i=1, j=2, N=4; и т. д.

Приведенное соотношение для показывает, что чем меньше радиус ячейки , тем выше коэффициент повторяемости частот (), а следовательно, и эффективность использования выделенного диапазона частот. Отношение называется коэффициентом снижения внутриканальных помех и характеризует степень взаимного влияния удаленных сот, в которых используются одни и те же частотные каналы. Для приведенных выше значений N значение равно:

.

Пример распределений частот при повторном использовании показан на рис.1.5 (4-элементный кластер) и рис.1.6 (7-элементный кластер).

Рис. 1.5. Повторное использование частот при 4-элементном кластере

Рис. 1.6. Повторное использование частот при 7-элементном кластере

Секторизованная сота

Сота, в которой обслуживание абонентов осуществляется базовой

станцией с секторной антенной, называется секторизованной сотой. При этом зона покрытия антенны разделяется на секторы. Секторизация позволяет повысить пропускную способность системы сотовой связи без уменьшения размеров зоны покрытия или снижения мощности, излучаемой базовой станцией. Ширина направленности секторной антенны соответствует угловому размеру сектора. В системах сотовой связи обычно используют антенны с шириной диаграммы направленности 120° (трехсекторная антенна). Обычно применяются кластеры размерностью 3/9, 4/12, 7/21, где первая цифра обозначает число сот в кластере, а вторая — число секторов.

Рис. 1.7. Повторное использование частот в: а) 3-секторной соте; б) 6-секторной соте

На рис.1.7-а показан пример применения 3-секторной антенны для кластера 3/9. В этом примере распределяются 9 групп частот и применяются шестисекторные антенны — с шириной диаграммы направленности 60°. На рис.1.7-б показана разработанная корпорацией Motorola сотовая сеть с шириной одного из вариантов диаграммы направленности 60° и 12 группами несущих частот. Этот кластер содержит 4 элемента и 6-секторную антенну (размер кластера 4/24).