Изобретение касается способа уплотнения сети передатчиков и приемников для мобильной телефонии.
Хотя настоящее изобретение можно применять для различных типов систем подвижной телефонной связи, оно будет описано в последующем описании относительно системы подвижной телефонной связи ГСМС (глобальной системы мобильной связи).
Пропускная способность системы подвижной телефонной связи ограничена помехами между различными устройствами передатчиков и приемников. Каждое устройство передатчика и приемника включает в себя антенну для передачи сигналов к подвижному телефонному аппарату и приема от него. Связь осуществляется на различных заранее определенных частотах, то есть каналах.
При планировании антенной сети должны приниматься во внимание два различных типа помех, особенно в городских условиях. Помехи между двумя каналами на одной и той же частоте представляют собой помехи одного типа. В случае системы ГСМС этот тип помех означает, что несущий сигнал должен быть сильнее, чем сигнал помех, более чем на 9 дБ.
Когда этот критерий не выполняется, качество речи низкое, и имеется риск потери телефонного вызова, то есть обрыва вызова.
Другой тип помех вызывается сигналом несущей частоты, искаженным близко расположенным смежным каналом. В системе ГСМС пронумерованы различные разрешенные каналы. Например, канал 72 может искажаться либо каналом 71, либо 73. В случае этого типа помех, в системе ГСМС сигнал несущей частоты должен быть не слабее, чем близко расположенный смежный канал, более чем на 9 дБ.
При планировании сети антенн, работающих на различных каналах, необходимо учитывать вышеупомянутые помехи. Это применяется прежде всего в городских условиях, в которых антенны размещены относительно близко друг к другу, для достижения высокой интенсивности радиообмена относительно количества одновременных телефонных вызовов.
Имеется ряд различных принятых моделей, на которых может быть основана сеть. Большинство этих моделей включают в себя так называемые трехсекторные участки, означающие, что базовая станция оборудована тремя направленными антеннами, обычно 60-градусными антеннами, направления которых взаимно разделяются на 120o. Каждая антенна обеспечена одним или больше каналами и образует так называемую географическую ячейку. Антенны, относящиеся к базовой станции, обеспечены разными частотами. Базовые станции размещены в соответствии со структурой, в которой ячейки образуют шестиугольную конфигурацию. Выбором частотной структуры определяется, по каким каналам осуществляется передача в которой из антенн.
Типичная частотная структура представляет собой структуру 4/12. В этом случае все имеющиеся частоты используются однажды на четырех базовых станциях, включающих в себя двенадцать ячеек. Расположение базовых станций и частот ячеек повторяется в периодически повторяющейся структуре с ячейками, образующими упомянутую шестиугольную конфигурацию, так, чтобы каждая ячейка, которая имеет одну конкретную частоту, была отделена, насколько возможно, от смежной ячейки, которая имеет ту же самую частоту. Другими словами, это требует по меньшей мере двенадцать каналов, необходимых для получения структуры 4/12 с одним каналом на ячейку. Каждая ячейка может быть обеспечена двумя каналами, при условии, что имеются двадцать четыре канала.
Когда пропускная способность не достаточна, можно выбрать более плотную частотную структуру. Одной такой частотной структурой является структура 3/9, означающая, что все имеющиеся частоты используются один раз на трех базовых станциях, которые включают в себя девять ячеек. Таким образом, для увеличения пропускной способности по сравнению со структурой 4/12 с двадцатью четырьмя каналами, используются двадцать семь каналов, где каждая ячейка обеспечена тремя каналами. Существует сильная неопределенность в отношении функции структуры 3/9 из-за серьезного риска, что будут возникать проблемы помех, в результате которых будет плохое качество речи.
Дальше описана структура, а именно структура 2/12. В этой структуре каждая базовая станция имеет шесть секторов и каналы, заканчивающиеся в соответствии с данной структурой. Структура 2/12 весьма склонна к проблемам помех.
Когда требуется увеличить пропускную способность сети подвижной телефонной связи, можно предпринять ряд различных мер. Первый шаг в этом отношении заключается в добавлении канала, при условии, что имеются дополнительные каналы. В случае структуры 4/12, доступ к тридцати шести каналам может означать, что каждой ячейкой могут пользоваться три канала.
При условии, что в структуре 4/12 используются двадцать четыре канала, пропускную способность можно увеличивать путем переключения на структуру 3/9 без необходимости строительства новых базовых станций. Структуру 3/9, которая требует двадцать семь каналов, нельзя использовать в полной мере, когда имеются только двадцать четыре канала. Однако это означает, что частоты повторяются более часто, что ведет к ухудшению качества.
Другой способ, используемый в этом отношении, включает в себя использование микроячеек. Микроячейки представляют собой малые базовые станции ограниченного диапазона, размещенные в стенах зданий, например, приблизительно на 5-10 метров выше уровня улицы. Большое количество микроячеек способно освободить сеть более высокого уровня, то есть стандартные базовые станции. Один недостаток с микроячейками состоит в том, что они охватывают только небольшую площадь, что приводит к изменениям в силе сигнала со стороны пользователя, который быстро перемещается между ячейками, так как большие изменения в силе сигнала происходят при поворотах на углах улиц. Другой недостаток заключается в стоимости каждой микроячейки. Внутренняя зона обслуживания, обеспечиваемая микроячейкой, также недостаточная.
Настоящее изобретение разрешает проблему заметного увеличения пропускной способности сети в пределах требуемой географической области, с ограниченным количеством имеющихся каналов.
Таким образом, настоящее изобретение касается способа уплотнения сети передатчиков и приемников для мобильной телефонии, где упомянутая сеть содержит базовые станции, каждая из которых имеет три ячейки, направления которых взаимно разнесены на 120o, в котором базовая станция, относящаяся к трем ячейкам, работает на взаимно отличающихся каналах, то есть частотах, в котором по меньшей мере четыре разные базовые станции имеют взаимно отличающиеся наборы частот в ячейках, так что каждая из упомянутых ячеек четырех базовых станций работает на отличающихся частотах, в котором базовые станции размещены относительно друг друга так, что ячейки образуют шестиугольную структуру с базовыми станциями отличающихся наборов частот, размещенные в виде периодически повторяющейся структуры, то есть так называемой частотной структуры 4/12, в котором базовые станции размещены в общем на равных расстояниях друг от друга по двум или больше в общем параллельным и прямым линиям, в котором каждая чередующаяся базовая станция на первой линии имеет данный первый набор частот, а каждая другая базовая станция имеет данный второй набор частот, в котором каждая чередующаяся базовая станция имеет данный третий набор частот по второй линии, а каждая другая базовая станция имеет данный четвертый набор частот по упомянутой второй линии, в котором благодаря шестиугольной структуре базовые станции по одной линии смещены относительно базовых станций на соседней линии на расстояние, соответствующее в общем половине расстояния между двумя базовыми станциями, находящимися на одной и той же линии, и в котором способ отличается тем, что первое уплотнение достигается посредством принуждения центральной базовой станции, которая имеет первый набор частот и располагается обычно в ромбоидальной структуре, углы которой состоят из четырех базовых станций, которые расположены ближе всех к центральной базовой станции и имеют взаимно тот же самый набор частот, то есть второй набор частот, изменять свой набор частот на такой же набор частот, как у упомянутых базовых станций, расположенных по углам упомянутой ромбоидальной структуры; посредством размещения дополнительных базовых станций внутри границ упомянутой ромбоидальной структуры; и посредством выбора наборов частот соответствующих дополнительных базовых станций так, чтобы частота или частоты их ячеек отличались от частоты или частот ячеек ближайших базовых станций.
Теперь изобретение будет описано более подробно относительно служащих примерами его вариантов осуществления, а также со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 иллюстрирует структуру ячейки в соответствии со структурой 4/12;
фиг. 2 иллюстрирует часть показанной на фиг. 1 структуры ячейки в большем масштабе, в которой в соответствии с изобретением уплотнение осуществляется в первом каскаде;
фиг. 3 иллюстрирует часть показанной на фиг. 1 структуры ячейки в большем масштабе, в которой в соответствии с изобретением уплотнение осуществляется в первом и втором каскаде.
Фиг. 1 иллюстрирует обычную структуру 4/12 вышеупомянутого вида. Ссылочная позиция 1 обозначает базовую станцию, каждая из которых окружена тремя шестиугольными ячейками 2,3,4. Таким образом, ячейки образуют вышеупомянутую шестиугольную структуру. Позиции 1-12, показанные в центрах различных ячеек, относятся к канальной группе, или набору частот, передаваемых в соответствующих ячейках. Каждая канальная группа может состоять из одной частоты, или двух, или больше частот, в зависимости от количества частот, доступных оператору радиосети.
Настоящее изобретение касается такой сети для мобильной телефонии. Таким образом, сеть состоит из большого количества базовых станций 1, каждая из которых имеет три ячейки 2,3,4, направления которых взаимно разнесены на 120o, в которой относящиеся к базовой станции три ячейки работают на взаимно отличающихся каналах, то есть частотах. Сеть включает в себя по меньшей мере четыре разные базовые станции с ячейками, которые имеют взаимно отличающиеся наборы частот в ячейках, так что каждая из ячеек четырех базовых станций работает на частоте, которая отличается от других. Базовые станции 1 размещены относительно друг друга таким образом, что ячейки 2, 3, 4 в сети образуют шестиугольную структуру с базовыми станциями, имеющими различные наборы частот, размещаемые в периодически повторяющейся структуре, то есть так называемой частотной структуре 4/12.
Базовые станции размещены обычно на равных расстояниях друг от друга по двум или больше в общем параллельным и прямым линиям. Такие линии на фиг. 1 обозначены позициями 5 и 6. Каждая чередующаяся базовая станция по первой линии 5 имеет данный первый набор частот, а каждая другая базовая станция по упомянутой линии имеет данный второй набор частот. Каждая чередующаяся базовая станция по второй линии 6 имеет данный третий набор частот, а каждая другая базовая станция имеет данный четвертый набор частот. Вследствие шестиугольной структуры, базовые станции, которые находятся на первой линии 5, смещены в продольном направлении линии относительно базовых станций на соседней второй линии 6 на расстояние, которое соответствует по существу половине расстояния между двумя базовыми станциями, которые находятся на одной и той же линии.
Выше было упомянуто, что базовые станции разделены обычно одинаковым расстоянием друг от друга по двум или больше по существу параллельным и прямым линиям. Также упомянуто, что взаимное смещение базовых станций по соседним линиям соответствует по существу половине расстояния между двумя базовыми станциями, которые расположены на одной и той же линии. Фиг. 1 иллюстрирует идеальную структуру 4/12. На практике, базовая станция состоит из мачты, на которой расположены антенны. Следует понимать, что может оказаться трудным, или совершенно невозможным, особенно на плотно застроенных площадях, установить базовые станции в идеальной структуре, из-за недоступности зданий и отсутствия земли для размещения базовых станций. Поэтому местоположения базовых станций в фактической сети более или менее отличается от идеальных местоположений, показанных на фиг. 1.
В соответствии с изобретением, первое уплотнение сети достигается благодаря принуждению центральной базовой станции 10, имеющей первый набор частот G и расположенной в общем в виде ромбоидальной структуры, углы которой состоят из четырех базовых станций 11-14, которые расположены ближе всего к центральной базовой станции и которые имеют взаимно тот же самый второй набор частот R, изменить свой набор частот G на тот же самый набор частот R, как у базовых станций 11-14 по углам упомянутой ромбоидальной структуры.
Четыре различных набора частот базовых станций на фиг. 1 обозначены ссылочными позициями G, R, В и S. В дополнение к базовым станциям, имеющим набор частот R и расположенным по углам ромбоидальной структуры, базовые станции 23-26 также находятся на соответствующих парах противоположных сторон ромбоида. Они имеют наборы частот S и В соответственно.
Конечно, для уплотнения сети в пределах ромбоида можно выбирать каждый ромбоид в структуре 4/12, образованный базовыми станциями, которые имеют взаимно тот же самый набор частот.
В соответствии с изобретением, внутри ромбоида 7 размещаются дополнительные базовые станции 15-22 (см. фиг. 2). На фиг. 2 изображен ромбоид фиг. 1 в большем масштабе. Наборы частот G, R, В и S соответствующих дополнительных базовых станций 15-22 выбираются так, чтобы частота или частоты их различных ячеек отличились от частоты или частот ячеек ближайших к ним базовых станций.
Неожиданно было обнаружено, что сети 4/12 можно уплотнять таким образом без внесения связанных с помехами проблем, упомянутых во введении. Изменяя набор частот центральной базовой станции 10 на набор частот базовых станций, расположенных по соответствующим углам ромбоида, можно выбрать наборы частоты для дополнительных базовых станций, которые отличаются от набора частот центральной базовой станции 10 и угловых базовых станций 11-14 и которые отличаются от набора частот ближайших базовых станций 15-26, включая дополнительные базовые станции 15-22.
При речевой связи, ячейка каждой базовой станции охватывает географическую область, которая меньше, чем область, охватываемая каждой первоначальной ячейкой, и в пределах этой области рассматриваемая базовая станция является самой сильной базовой станцией и доминирует над ячейками, окружающими находящиеся там базовые станции.
Таким образом, в результате этого уплотнения, для связи внутри уплотненной области будет доступно большее количество базовых станций вместе с их ячейками.
Взаимные расположения дополнительных базовых станций и их положения относительно первоначальных базовых станций не являются абсолютно критическими и могут быть изменены.
Количество дополнительных базовых станций также можно изменять.
Однако, в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, количество дополнительных базовых станций 15-22 составляет восемь. Дополнительные базовые станции 15-22 расположены внутри ромбоида 7 в виде ромбоидальной структуры, которая является концентрической с ромбоидом 7 и которая имеет длину боковой стороны, равную по существу половине длины боковой стороны большего ромбоида. Таким образом, на фиг. 2, базовые станции 15, 17, 19 и 21 образуют концентрический меньший ромбоид.
В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения, набор частот соответствующих дополнительных базовых станций 15-22 в концентрической ромбоидальной структуре является таким же, как наборы частот в ромбоиде, образованном первоначальными базовыми станциями, причем этот ромбоид размещен параллельно с упомянутым первым ромбоидом 7 с центральной базовой станцией, имеющей упомянутый второй набор частот, а именно набор частот R, который имеет центральная базовая станция. Такой ромбоид образован, например, первоначальными базовыми станциями 10, 36-38 (см. фиг. 1). Все эти базовые станции имеют первоначальный набор частот G.
В случае этого варианта осуществления изобретения, меньший ромбоид ориентирован таким образом, что дополнительные базовые станции 15, 17, 19 и 21 по углам меньшего ромбоида имеют первый набор частот, то есть набор частот G, который имеет вначале базовая станция 10.
Типичное расстояние между первоначальными базовыми станциями составляет приблизительно 1000 метров. В результате описанного выше уплотнения, расстояние между базовыми станциями в уплотненной области будет приблизительно 500 метров.
Фиг. 3 иллюстрирует крайне предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором сеть дополнительно сжата или уплотнена. Фиг. 3 иллюстрирует область, рассматриваемую на фиг. 2. Это дополнительное уплотнение вокруг упомянутой первой центральной базовой станции 10 достигается путем принуждения базовой станции возвращаться обратно к исходному первому набору частот G. Кроме того, дополнительные восемь базовых станций 28-35 расположены внутри вышеупомянутого меньшего ромбоида, то есть ромбоида, определенного базовыми станциями 15, 17, 19 и 21. Это дополнительное уплотнение сети достигается в соответствии с теми же самыми принципами, которые применялись в связи с первым уплотнением.
Таким образом, дополнительное уплотнение достигается в ромбоидальной структуре, которая является концентрической с меньшим ромбоидом и которая, таким образом, становится самым маленьким ромбоидом. Самый маленький концентрический ромбоид имеет длину боковой стороны, по существу равную половине длины боковой стороны упомянутого меньшего ромбоида.
Набор частот соответствующих дополнительных базовых станций, размещенных в самой маленькой концентрической ромбоидальной структуре, такой же, как наборы частот в ромбоиде, содержащем первоначальные базовые станции, причем этот ромбоид смещен параллельно, или совпадающим образом, с упомянутым первым ромбоидом 7 и имеет центральную базовую станцию с первым набором частот G.
Самый маленький ромбоид ориентирован так, что дополнительные базовые станции 28, 30, 32 и 34 по углам самого маленького ромбоида имеют упомянутый второй набор частот R.
Неожиданно обнаружили, что эта высокая степень уплотнения также избегает связанных с помехами проблем, упомянутых во введении, несмотря на то, что расстояние между дополнительными базовыми станциями 15-21 и 28-35 в описанном выше примере составляет всего лишь приблизительно 250 метров.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, центральная базовая станция и дополнительные базовые станции, сгруппированные вокруг центральной базовой станции, имеют мощность передачи, по существу такую же, как и мощность передачи остальных базовых станций. Это означает, что помехи между двумя взаимно смежными базовыми станциями, имеющими один и тот же набор частот, будут эффективно исключаться, поскольку каждая ячейка является сильной в пределах собственной области. Сеть также обеспечивает высокоэффективное внутреннее перекрытие в застроенных городских районах.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, уплотнение в районе снаружи и рядом с упомянутым первым ромбоидом 7, простирающимся между первоначальными базовыми станциями 11-14, достигается таким же образом, как было описано выше, внутри ромбоида такого же размера, как и окаймление на упомянутом первом ромбоиде. Конечно, сеть в любом районе, расположенном вне упомянутого первого ромбоида, с помощью вышеупомянутого способа можно делать более плотной.
Выше было упомянуто, что относительные местоположения базовых станций относительно друг друга и относительно исходной базовой станции можно изменять и что количество дополнительных базовых станций также можно изменять.
Однако описанный выше предпочтительный вариант осуществления изобретения очень важен, поскольку в соответствии с вышеизложенным, первое уплотнение сети, а также второе уплотнение сети обеспечивают крайне плотную сеть, в которой проблемы помех исключены.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, одна центральная базовая станция или больше и дополнительные сгруппированные вокруг нее базовые станции, а также другие базовые станции принуждаются передавать и принимать сигналы на наклоненных антеннах, где лепесток диаграммы направленности направлен наклонно вниз, чтобы ограничить радиус действия соответствующих антенн.
Этот вариант осуществления можно применять, когда иначе появляются искажения, например, из-за двух ячеек, находящихся слишком близко друг к другу, потому что антенны нельзя располагать каким-либо другим способом. Например, может оказаться трудным выбрать оптимальные местоположения для базовых станций в плотно застроенных районах.
Вариант осуществления можно также использовать в тех случаях, когда одну или две дополнительные базовые станции вообще нельзя нигде разместить, например, из-за наличия водных путей в городских застроенных районах.
Выше было описано уплотнение существующей сети в соответствии со структурой 4/12. Однако очевидно, что заявляемый способ можно применять в равной степени также для уплотнения обычных структур 4/12 при построении полностью новой сети.
Хотя изобретение было описано выше со ссылкой на ряд его примерных вариантов осуществления, должно быть понятно, что можно осуществлять изменения относительно интенсивности передачи отдельных базовых станций или ячеек и относительно их местоположений, определяемых практическими условиями.
Поэтому изобретение не должно рассматриваться ограничиваемым описанными выше и иллюстрируемыми его вариантами осуществления, поскольку можно выполнить изменения и модификации, не выходя при этом за рамки объема притязаний нижеприведенной формулы изобретения.
Изобретение относится к телефонии и может использоваться в различных типах систем подвижной телефонной связи. Технический результат - повышение пропускной способности системы подвижной телефонной связи в условиях воздействия помех. Способ уплотнения сети передатчиков и приемников для мобильной телефонии, где сеть содержит базовые станции, каждая из которых имеет три ячейки, с направлениями, взаимно разделенными на 120o, в котором по меньшей мере четыре разные боковые станции имеют взаимно отличающиеся наборы частот в ячейках, и где базовые станции с разными наборами частот размещены в виде периодически повторяющейся структуры, то есть так называемой частотной структуры 4/12. Первое уплотнение достигается путем принуждения центральной базовой станции, которая имеет первый набор частот (G) и располагается в общем в виде ромбоидальной структуры, изменять свой набор частот на такой же набор частот (R), как у базовых станций, расположенных по углам ромбоидальной структуры, размещения дополнительных базовых станций внутри границ ромбоидальной структуры и выбора наборов частот соответствующих дополнительных базовых станций так, чтобы частота или частоты их ячеек отличались от частоты или частот ячеек ближайших базовых станций. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
DE 3528974 А1, 26.02.1987 | |||
Центробежный вентилятор | 1976 |
|
SU592207A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕКУРИТЕЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ МАХОРКИ | 2011 |
|
RU2438389C1 |
DE 3049011 А1, 08.07.1982 | |||
Устройство для адаптивной регистрации информации | 1973 |
|
SU470831A1 |
US 4144411 А1, 13.05.1979 | |||
Прибор для очистки паром от сажи дымогарных трубок в паровозных котлах | 1913 |
|
SU95A1 |
Авторы
Даты
2000-12-20—Публикация
1996-01-31—Подача