Соты и базовые станции

В сотовой сети под «сотой» понимается каждая отдельная зона обслуживания, покрываемая излучением соответствующей основной базовой станции.

В системе GSM каждая сота предназначена для передачи определенного числа каналов, и, следовательно, имеет известный предел пропускной способности.

Таким образом, можно создать соты, которые одновременно будут поддерживать, например, не более восьми соединений.

В каждой соте базовая станция в специально отведенных для этого радиоканалах, или ВССН (Broadcast Control CHannel - канал управления передачей) постоянно передает служебные сигналы идентификации и сигнализации. Поэтому каждый мобильный телефон может путем сканирования (опроса) служебных каналов в любой момент времени располагать списком сот, в большей или меньшей степени покрывающих местность, где он находится, и переходить из одной соты в другую с частотой, позволяющей поддерживать наилучшее качество связи.

Тем не менее необходимо отметить, что, поскольку каждая сота является самостоятельным элементом сети, соты могут отличаться друг от друга по условиям работы и обладать различными недостатками.

На^ уровне фиксированных станций каждая сота обслуживается антеннами и оборудованием, называемым базовой приемо-передаю-щей станцией BTS (Base Transceiver Station), которое размещается в специальном техническом шкафу (см. рис. 2.4). На рис. 2.5 представлено наиболее часто встречающееся расположение антенн (вид в горизонтальной плоскости), а на рис. 2.6- внешний вид,мачты с размещенными антеннами.

Три сектора, или азимута (направления излучения), определяются в зависимости от местных требований (в частности, от местоположения соседних сот). Каждый сектор покрывается антеннами, нгирина диаграммы направленности которых в горизонтальной плоскости составляет около 120°.

Такая конфигурация обеспечивает покрытие зоны обслуживания тремя лучами на все 360°, при этом центр зоны находится в месте расположения передающей станции. Диаметр зоны зависит от мощности передатчиков, а также от ширины диаграммы направленности антенн в вертикальной плоскости, составляющей, как правило, менее 10°.

Кстати, очень часто антенны, размещенные на мачте, имеют небольшой угол наклона, как это показано на рис. 2.7, то есть они слегка наклонены вниз таким образом, чтобы специально ограничить радиус действия передатчиков. Это позволяет, в соответствии со сказанным выше, неоднократно использовать одни и те же каналы на других базовых станциях, находящихся на относительно небольшом расстоянии.

В большинстве случаев каждый сектор оснащается, по крайней мере, двумя приемо-передающими антеннами, состоящими из множества диполей.

Антенны имеют прямоугольную форму и составляют около 2 м в высоту и 10-20 см в ширину. Как правило, они размещаются на расстоянии от нескольких метров до нескольких десятков метров друг от друга, если на мачте или здании имеется для этого достаточно места.

Это расстояние, называемое разнесением, значительно превышает длину используемой волны (более чем на несколько десятков сантиметров) и его вполне достаточно, чтобы условия распространения сигналов по направлению к одному и тому же мобильному телефону существенно отличались.

Поочередное использование каналов при переходе от одной антенны к другой помогает поддерживать хорошее качество передачи сигналов.

Если место ограничено, то для каждого сектора может быть достаточно и одной антенны. Вместе с тем некоторые фиксированные станции могут быть оснащены антеннами только по двум и даже одному сектору. Как правило, это используется в мобильных станциях, служащих для временного покрытия зон, находящихся вне обслуживания, а также для замены установки, в которой произошел сбой, или для повышения пропускной способности системы, необходимой во время каких-либо чрезвычайных обстоятельств. Внешний вид временной базовой станции (два сектора, две антенны) приведен на рис. 2.8 и 2.9.

Выбор мест расположения радиостанций - достаточно сложный процесс, при проведении которого используют имитацию информационного обмена, исходя из созданных цифровых моделей местности.

Внутри строительных конструкций, которые представляют определенную сложность для покрытия, но являются потенциально рентабельными (например, торговые центры, вокзалы, аэропорты, автомобильные и железнодорожные туннели, многоэтажные здания, где расположены офисы и т.д.), стремятся создать «микроеоты», имеющие локальный (ограниченный) радиус действия.

В таких случаях антенны могут быть выполнены из коаксиальных «расщепленных» кабелей, с радиусом излучения, составляющим не более нескольких десятков метров.

При этом уровень излучения должен быть стабильным, независимо от пути распространения сигнала.