Arhitectura

retelelor celulare

Cererea in crestere si calitatea proasta a serviciului existent au impus furnizorilor de servicii mobile sa caute noi moduri de imbunatire a calitatii serviciului si pentru a permite accesul mai multor utilizatori in sisteme. Datorita faptului ca marimea spectrului de frecvente folosit pentru telefonia mobila a fost limitat, utilizarea eficienta a frecventelor necesare a fost necesara pentru acoperirea celulara. In telefonia celular moderna zonele rurale si urbane sint divizate in zone in functie de necesarul regiunii. Parametrii de amplasare, cum ar fi numarul de celule in care este impartita zona si marimea celulelor, sint determinate de inginerii experimentati in arhitectura sitemului de telefonie celulara.

Previziunile pentru fiecare regiune sint planificate in acord cu planul ingineresc care include celule, grup, reutilizarea frecventelor si transferul.

Celulele

O celula este unitatea geografica de baza a sistemului celular. Termenul celular vine din forma de fagure a zonelor in care o regiune este divizata. Celulele sint statii de baza ce transmit peste mici zone geografice care sint reprezentate ca hexagoane. Fiecare celula variaza in functie de relief. Datorita constrigerilor impuse de terenul natural si structurile facute de om forma adevarata a celulelor nu este un hexagon perfect.

GrupurileUn grup este format din mai multe celule. Intr-un grup nici-un canal nu este reutilizat. Figura prezinta un grup de sapte celule.

Reutilizarea frecventelor

Datorita faptului ca doar un numar mic de canale radio sint disponibile pentru sistemele mobile, inginerii trebuie sa gaseasca o cale de a reutiliza canalele radio pentru a permite mai mult de o conversatie la un anumit timp. Solutia adoptata de industrie a fost numita planificarea frecventelor sau reutilizarea frecventelor. Reutilizarea frecventelor a fost implementata prin restructurarea arhitecturii sistemului de telefonie mobila in conceptul celular.

Conceptul reutilizarii frecventelor este bazat desemnarea unui grup de canale fiecarei celule folosite intr-o mica zona geografica. Celulele au desemnate un grup de canale radio care sint complet diferite de cele ale celulelor vecine. Aria de acoperire a unei celule se numeste amprenta. Aceasta amprenta este limitata de granite astfel incit acelasi grup de canale poate fi utilizat intr-o celula diferita care se afla destul de departe de cealalta pentru ca frecventele lor sa nu interfereze (vezi figura 2.).

Celulele cu acelasi numar au acelasi set de frecvente. Aici, datorita faptului ca numarul de frecvente disponibile este de 7 factorul de reutilizare a frecventelor este de 1/7. Deci, fiecare celula foloseste 1/7 din canalele radio disponibile.

Impartirea celulelor

Din pacate consideratiile economice au facut conceptul de creere a unor sisteme complete cu multe mici celule nepractica. Pentru a depasii aceasta dificultate, operatorii de sistem au dezvoltat ideea de impartire a celulelor. Pe masura ce o zona de serviciu devine tot mai aglomerata cu utilizatori, acest concept este folosit pentru a desparti o singura zona in mai multe mici. In acest fel centrele urbane pot fi impartite in cite zone este necesar pentru a furniza un nivel al serviciului acceptabil in regiunile cu trafic mare, in timp ce in zonele rurale sau izolate se folosesc celule mari, mai putin costisitoare (vezi figura 3).

Transferul

Obstacolul final in dezvoltarea unei retele celulare implica problema creata cind un abonat mobil circula de la o celula la alta celula in timpul unei convorbiri. Pentru ca zone adiacente nu utilizeaza aceleasi canale radio, o convorbire trebuie ori terminata ori transferata de pe un canal radio pe altul cind un utilizator traverseaza linia dintre celule adiacente. Pentru ca intreruperea comunicarii nu este acceptabila, procesul de transfer a fost creat. Transferul are loc cind reteaua de telefonie mobila transfera in mod automat o convorbire de pe un canal radio pe un alt canal radio cind mobilul trece intr-o celula adiacenta (vezi figura 4).

In timpul unei convorbiri cele doua parti se afla pe un singur canal de voce. Cind unitatea mobila se misca in afara ariei de acoperire a unei celule date, receptia deviene slaba. In acest moment celula respectiva cere un transfer. Sistemul comuta convorbirea pe un canal cu frecventa mai puternica intr-o noua celula fara a intrerupe apelul sau alertarea utilizatorului. Convorbirea continua atit timp cit utilizatorul vorbeste, iar acesta nu observa transferul deloc.