Радиотелефонные системы
с сотовой структурой

Павлусенко Ирина, ученица 10 кл. ср. школы N88 г.Ярославля
Научные руководители - Тюрина Е.Н. - преподаватель физики
Ярмоленко В.И. доцент ЯрГУ

Число радиотелефонов растет из года в год . Планируемое обслуживание абонентов с помощью имеющегося оборудования ( например, Алтай-3М) в среднем не превышает 250-300. Увеличение числа обслуживаемых абонентов за счет наращивания стволов в системе не эффективно с точки зрения использования радиочастотного спектра. Увеличение числа рабочих каналов при ограниченной территории приводит к увеличению числа центральных и абонентских радиостанций, работающих с большой мощностью (центральные 20...50 вт, абонентские 8...12 вт), что ухудшает электромагнитную обстановку (ЭМС) на этой территории и особенно в самой системе.
Имеющийся существенный недостаток системы с большой зоной - через антенну ЦРС с круговой диаграммой направленности, помехи создаются для всех других радиостанций, расположенных в зоне обслуживания.
Для устранения этого недостатка территорию разделяют на ячейки ("соты")-микрозоны, в каждой из которых устанавливают передатчик с относительно небольшой мощностью. Разделить обслуживаемую территорию на микрозоны можно двумя способами: статистическим, основанным на измерении статистических параметров распространения сигналов в системах связи, или детерминированным, основанным на измерении или расчете параметров распространения сигналов для конкретного района. Чтобы оптимально разделить территорию на микрозоны, т.е. без перекрытия или пропусков участков, могут быть использованы только три тригонометрические фигуры - треугольник, квадрат и шестиугольник. Наиболее подходящей фигурой является шестиугольник.
Радиостанции подвижных объектов (ПО), находящихся в микрозонах, могут связываться с ЦРС, находящейся в центре этой зоны. Все микрозоны связаны соединительными линиями с главной радиостанцией.
В качестве соединительных линий могут использоваться кабели, радиорелейные линии. Главная радиостанция подвижной системы (ГСПС) соединяется с телефонной сетью. Таким образом, при связи абонента АТС с абонентом ПО сигнал вызова из телефонной сети попадает на ГСПС, от нее по соединительным линиям к одной из МЗЦС и затем по радиоканалу к абоненту ПО
Передатчик МЗЦС имеет сравнительно небольшую мощность, необходимую для связи с абонентами ПО в микрозоне, поэтому уровень создаваемых им помех значительно ниже. Это дает возможность использовать те же частоты и в других ячейках. Расстояние до ячеек, в которых могут быть использованы одни и те же рабочие частоты, зависят от условий распространения радиоволн, допустимого уровня помех и числа радиостанций, расположенных вокруг данной ячейки. Считается допустимым, чтобы в сотовой шестиугольной структуре частоты повторялись через две ячейки. Радиусы зон ячеек должны быть не менее 1,5 км, в противном случае усложняется процесс переключения ЦРС при движении объекта.
Современные сотовые системы требуют больших начальных капитальных вложений. Массовое развитие сотовых систем в настоящее время сдерживается высокой стоимостью аппаратуры и абонентской платой: средняя стоимость абонентской радиостанции составляет около 2000 $, а абонентская плата - 100... 150 $ в месяц.
По нашему мнению можно существенно улучшить ЭМС сотовых систем связи, если использовать ФМ или ЧМ сигналы с плавной манипуляцией фазы или частоты соответственно. Кроме того, используя метод адаптации излучаемой мощности по уровню проницаемого сигнала, можно значительно улучшить вопросы ЭМС.
С переходом на цифровые методы передачи и коммутации и удешевлением аппаратуры, по мнению зарубежных специалистов, системы сотовой связи станут едиными широкоразветвленными национальными системами государств.
© ярославский областной Центр Дистанционного Обучения школьников, 1998