Полосы частот сотовой мобильной связи

В соответствии с международными соглашениями на выделение рабочих частот в системах сотовой мобильной связи стандарта GSM900/1800/1900 выделены частотные диапазоны, представленные в табл. 2.1.

Из табл. 2.1 следует:

- жесткая ограниченность выделенных полос частот, вмещающих небольшое число частотных каналов, что вызывает естественное стремление к наиболее рациональному использованию выделенного частотного диапазона, к оптимизации его использования и соответственно к повышению емкости системы мобильной связи;
- используемые в сотовой мобильной связи стандарта GSMполосы частот относятся к дециметровому диапазону радиоволн, которые распространяются в основном в преде­лах прямой видимости, дифракционные явления на этих частотах выражены слабо, а поглощение в гидрометеорах (дождь, снег, туман) и молекулярное поглощение прак­тически отсутствуют.

Однако близость подстилающей поверхности и наличие препятствий (растительность, строения), при организации мобильной связи в условиях города, приводят к появлению от­раженных сигналов, интерферирующих между собой и с основным сигналом, распростра­няющимся по прямому пути. Это явление называют многолучевым распространением сиг­налов. Отражения от подстилающей поверхности при определенных условиях приводят к тому, что мощность принимаемого сигнала убывает пропорционально не второй степени расстояния между передатчиком BTSи приемником MS(1 /г²), как при распространении в свободном пространстве (однолучевая модель), а обратно пропорционально четвертой сте­пени этого расстояния (то есть ~1 /г⁴), а в общем случае — 1/г^п.Интерференция нескольких сигналов, прошедших различными путями, вызывает своеобразное явление замираний ре­зультирующего сигнала, так называемый — фединг (fading), при котором интенсивность принимаемого сигнала изменяется в значительных пределах при перемещении мобильной станции.

Кроме того, возникают искажения, являющиеся следствием наложения нескольких соизмеримых по интенсивности сигналов, смещенных во времени один от другого, которые могут приводить к ошибкам в принимаемой информации. И наконец, сложность картины многолучевого распространения радиоволн существенно затрудняет расчет интенсивности радиосигналов в функции удаления от базовой приемо-передающей станции BTS, а такой расчет необходим для корректного проектирования систем сотовой мобильной связи.

Рис. 2.3. Характеристика полос частот стандарта GSM:
а) разнос между частотами в направлении мобильная станция => базовая станция — (MS=> BTS) и в направлении базовая станция => мобильная станция — (BTS=> MS);
б) число физических речевых радиоканалов в дуплесном радиоканале в отведенной для приема/передачи полосе частот для GSM900 шириной в 25 МГц размещается [(25/0,2) - 1] = 124 дуплексных речевых каналов; в) число физических дуплексных ре­чевых радиоканалов.

Следует отметить, что в соответствии со стандартом GSM900/1800/1900:
- разнос между частотами в направлении мобильная станция => базовая станция — (MS=> BTS) и в направлении базовая станция => мобильная станция — (BTS=> MS) составляет (рис. 2.3, а):
■ для GSM 900: 935 - 890 = 960 - 915 = 45 МГц;
■ для GSM 1800: 1805 - 1710 = 1880 - 1785 = 95 МГц;
■ для GSM 1900: 1930 - 1850 = 1990 - 1910 = 80 МГц;
- отведенная для приема/передачи полоса частот шириной:
■ для GSM 900: 960 - 935 = 915 - 890 = 25 МГц;
■ для GSM 1800: 1785 - 1710 = 1880 - 1805 = 75 МГц;
■ для GSM 1900: 1910 - 1850 = 1990 - 1930 = 60 МГц;
- разнос дуплексных речевых каналов на частоте 900 МГц для GSM900 — 200 кГц (рис. 2.3.1, б)
- эквивалентная полоса частот на один физический речевой канал:
■ для GSM 900: 25 кГц;
■ для GSM 1800/1900: 12,5 кГц;
- число физических речевых радиоканалов в дуплесном радиоканале для GSM: 200/25 = 8 каналов (рис. 2.3, б);
- число дуплексных речевых каналов — 124 (рис. 2.3, в).