Разни

Основни концепции на клетъчната комуникационна система

Основни концепции на клетъчната комуникационна система


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Клетъчните системи са широко използвани днес и клетъчната технология трябва да предложи много ефективно използване на наличния честотен спектър. С милиарди мобилни телефони, използвани днес по целия свят, е необходимо многократно да се използват наличните честоти, без взаимна намеса на един мобилен телефон в друг.

Именно тази концепция за повторно използване на честотата е в основата на клетъчната технология. Въпреки това инфраструктурната технология, необходима за нейната поддръжка, не е проста и изискваше значителни инвестиции, за да бъдат включени първите клетъчни мрежи.

Ранните схеми за схеми за радиотелефони използват един централен предавател, за да покрият широка област. Тези радиотелефонни системи страдат от ограничения брой налични канали.

Често списъците с чакащи за връзка бяха в пъти по-големи от броя на хората, които всъщност бяха свързани. С оглед на тези ограничения тази форма на радиокомуникационна технология не се развихри в голяма степен. Оборудването беше голямо и тези радиокомуникационни системи не бяха удобни за използване или пренасяне.

Необходимостта от ефективна от спектъра система

За да илюстрираме необходимостта от ефективно използване на спектъра за радиокомуникационна система, вземете примера, където на всеки потребител е определен канал. Докато сега се използват по-ефективни системи, примерът ще вземе случая на аналогова система. Всеки канал трябва да има честотна лента от около 25 kHz, за да се осигури достатъчно качество на звука, както и да има защитна лента между съседните сигнали, за да се гарантира, че няма ненужни нива на смущения. Използвайки тази концепция, е възможно да се настанят само 40 потребители в честотна лента с широчина 1 MHz. Дори от 100 MHz бяха разпределени към системата, това би позволило само 4000 потребители да имат достъп до системата. Днес клетъчните системи имат милиони абонати и затова е необходим далеч по-ефективен метод за използване на наличния спектър.


Клетъчна система за повторно използване на честотата

Използваният метод е да се позволи повторното използване на честотите. Всеки радиопредавател ще има само определена зона на покритие. Освен това нивото на сигнала ще падне до ограничено, под което не може да се използва и няма да причини значителни смущения на потребителите, свързани с различен радиопредавател. Това означава, че е възможно повторно използване на канал веднъж извън обхвата на радиопредавателя. Същото важи и за обратната посока на приемника, където той ще може да приема сигнали само в даден диапазон. По този начин е възможно да се организира разделяне на зона на няколко по-малки области, всяка покрита от различна предавателна / приемна станция.

Тези региони са удобно известни като клетки и пораждат името на "клетъчна" технология, използвана днес. Схематично тези клетки често се показват като шестоъгълни форми, които удобно се вписват заедно. В действителност това не е така. Те имат неправилни граници заради терена, по който пътуват. Хълмовете, сградите и други обекти карат сигнала да се отслабва и да намалява по различен начин във всяка посока.

Също така е много трудно да се определи точния ръб на клетка. Силата на сигнала постепенно намалява и към ръба на клетката производителността ще спадне. Тъй като самите мобилни устройства ще имат различни нива на чувствителност, това добавя допълнително посивяване на ръба на клетката. Следователно никога не е възможно да има рязко отрязване между клетките. В някои области те могат да се припокриват, докато в други ще има „дупка“ в покритието.

Клетъчни клъстери

Когато се разработва инфраструктурната технология на клетъчната система, смущенията между съседните канали се намаляват чрез разпределяне на различни честотни ленти или канали към съседни клетки, така че покритието им да може да се припокрива леко, без да причинява смущения. По този начин клетките могат да бъдат групирани заедно в това, което се нарича клъстер.

Често тези клъстери съдържат седем клетки, но са възможни и други конфигурации. Седем е удобно число, но има редица противоречиви изисквания, които трябва да бъдат балансирани при избора на броя на клетките в клъстер за клетъчна система:

  • Ограничаване на нивата на смущения
  • Брой канали, които могат да бъдат разпределени за всяка клетка

Необходимо е да се ограничи интерференцията между клетките с еднаква честота. Топологията на клетъчната конфигурация оказва голямо влияние върху това. Колкото по-голям е броят на клетките в клъстера, толкова по-голямо е разстоянието между клетките, споделящи еднакви честоти.

В идеалния свят може да е добре да изберете голям брой клетки, които да бъдат във всеки клъстер. За съжаление има само ограничен брой налични канали. Това означава, че колкото по-голям е броят на клетките в клъстера, толкова по-малък е броят на разположение за всяка клетка и това намалява капацитета.

Това означава, че трябва да се направи баланс между броя на клетките в клъстера и нивата на смущения и необходимия капацитет.

Размер на клетката

Въпреки че броят на клетките в клъстера в клетъчната система може да помогне за управлението на броя на потребителите, които могат да бъдат настанени, чрез намаляване на всички клетки е възможно да се увеличи общият капацитет на клетъчната система. Въпреки това се изисква по-голям брой приемник на предавател или базови станции, ако клетките са по-малки и това увеличава разходите за оператора. Съответно в райони, където има повече потребители, са инсталирани малки базови станции с ниска мощност.

Различните видове клетки получават различни имена според техния размер и функция:

  • Макро клетки: Макро клетките са големи клетки, които обикновено се използват за отдалечени или слабо населени райони. Те могат да бъдат с диаметър 10 km или по-голям.
  • Микро клетки: Микро клетки са тези, които обикновено се намират в гъсто населени райони, които могат да имат диаметър около 1 км.
  • Пико клетки: Пикоклетките обикновено се използват за покриване на много малки площи, като определени зони на сгради, или евентуално тунели, където не е възможно покритие от по-голяма клетка в клетъчната система. Очевидно е, че за малките клетки нивата на мощност, използвани от базовите станции, са много по-ниски и антените не могат да покриват широки площи. По този начин покритието се свежда до минимум и намесата към съседните клетки се намалява.
  • Селективни клетки: Понякога клетки, наречени селективни клетки, могат да се използват, когато не се изисква пълно покритие от 360 градуса. Те могат да се използват за запълване на дупка в покритието в клетъчната система или за решаване на проблем като входа на тунел и т.н.
  • Клетки за чадъри: Друг тип клетки, известен като чадърна клетка, понякога се използва в случаи като тези, когато силно използван път пресича област, където има микроклетки. При нормални обстоятелства това би довело до голям брой предавания, тъй като хората, шофиращи по пътя, бързо биха преминали микроклетките. Клетка-чадър би поела покритието на микроклетките (но използвайте различни канали за тези, разпределени към микроклетките). Това обаче би позволило на хората, които се движат по пътя, да бъдат манипулирани от чадърната клетка и да изпитат по-малко предавания, отколкото ако трябва да преминат от една микроклетка към следващата.

Интраструктурна технология

Въпреки че илюстрациите, използвани тук за описване на основната инфраструктурна технология, използвана за клетъчни системи, се отнасят до оригиналните системи от първо поколение, тя служи за предоставяне на преглед на основните клетъчни концепции, които формират крайъгълните камъни на днешната клетъчна технология. Използват се нови техники, но използваните основни концепции все още се използват.

Теми за безжична и кабелна свързаност:
Основи на мобилните комуникации 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT безжични телефони NFC - комуникация в близко поле Основи на мрежата Какво е CloudEthernetСерийни данниUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Върнете се към безжична и кабелна свързаност


Гледай видеото: What is Systems Architecture PART 1 (Може 2022).