RU2251809C1 - Radio communications method - Google Patents

Radio communications method Download PDF

Info

Publication number
RU2251809C1
RU2251809C1 RU2004124561/09A RU2004124561A RU2251809C1 RU 2251809 C1 RU2251809 C1 RU 2251809C1 RU 2004124561/09 A RU2004124561/09 A RU 2004124561/09A RU 2004124561 A RU2004124561 A RU 2004124561A RU 2251809 C1 RU2251809 C1 RU 2251809C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio
zone
zones
frequencies
cell
Prior art date
Application number
RU2004124561/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Панов (RU)
В.П. Панов
В.В. Приходько (RU)
В.В. Приходько
Original Assignee
Панов Владимир Петрович
Приходько Виктор Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Панов Владимир Петрович, Приходько Виктор Владимирович filed Critical Панов Владимир Петрович
Priority to RU2004124561/09A priority Critical patent/RU2251809C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251809C1 publication Critical patent/RU2251809C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio communications.
SUBSTANCE: in each cell radio-signals of transmitters of base station system thereof cover at least two zones, one of which is inner zone, placed inside contour of radio-covering of cell and one into another, with zone contours, quasi-similar to contour of cell radio-covering, without any mutual intersections, while each zone is covered by radio-signals of radio-frequencies, selected for this zone, and also priority access for subscribers being in inner zone is provided, especially to radio-frequencies, assigned for servicing inner zone. Transceivers receive and transmit radio-signals, providing for radio-covering of inner zone, close to circular, at least one assigned radio-frequency and sector-wise radio-covering of outer zone at other radio-frequencies, assigned for servicing each sector.
EFFECT: higher capacity of mobile communications, frequency resource savings, decreased system interferences, guaranteed electromagnetic compliance with radio-electronic means of other communication systems.
3 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области связи, а более конкретно к способам радиосвязи в системе связи, основанной на принципе повторного использования частот с множественным доступом.The invention relates to the field of communication, and more particularly to methods of radio communication in a communication system based on the principle of frequency reuse with multiple access.

Рост числа операторов и абонентов сотовой связи обостряет проблему рационального использования частотного ресурса, а это требует разработки способов повышения эффективности повторного использования частот.An increase in the number of mobile operators and subscribers aggravates the problem of rational use of the frequency resource, and this requires the development of ways to increase the efficiency of frequency reuse.

Изобретение позволяет увеличить емкость сети связи при заданном количестве отведенных для работы системы полос частот (радиочастот) или обеспечить заданную емкость системы меньшим количеством радиочастот, т.е. сэкономить частотный ресурс и, следовательно, количество приемопередатчиков, повысить качество связи, обеспечив межсистемную электромагнитную совместимость (ЭМС) при сохранении внутрисистемной ЭМС, существенно уменьшить совокупную излучаемую мощность приемопередатчиков, реализовать варианты планирования сетей связи в зависимости от решаемой задачи и поставленных целей и увеличить в целом технико-экономическую эффективность системы с учетом всех компонентов, влияющих на ее технические показатели и полную стоимость.The invention allows to increase the capacity of the communication network for a given number of frequency bands (radio frequencies) allocated for the system or to provide the specified capacity of the system with a smaller number of radio frequencies, i.e. save frequency resource and, consequently, the number of transceivers, improve communication quality, providing intersystem electromagnetic compatibility (EMC) while maintaining intrasystem EMC, significantly reduce the total radiated power of transceivers, implement communication network planning options depending on the task and goals and increase overall technical and economic efficiency of the system, taking into account all the components that affect its technical indicators and full cost.

Заявляемое изобретение относится к системе сотовой связи, построенной в виде совокупности ячеек, покрывающих обслуживаемую территорию. Упрощенно ячейку представляют в виде шестиугольника, в центре которого находится система базовой станции (СБС), состоящая из нескольких базовых станций (БС), обслуживающая всех абонентов (иначе - абонентские терминалы (AT)) в пределах своей ячейки. При перемещении AT из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной БС к другой или от одной СБС к другой (хэндовер). Все СБС системы замыкаются, по крайней мере, на один центр коммутации (ЦК), который управляет всей системой и осуществляет выход в другие системы связи. Общее управление работой ЦК и системой в целом производится от центрального контроллера, входящего в состав ЦК и имеющего мощное математическое обеспечение, включающее перепрограммируемую часть.The claimed invention relates to a cellular communication system built in the form of a set of cells covering the served territory. Simplistically, the cell is represented in the form of a hexagon, in the center of which there is a base station system (SBS), consisting of several base stations (BS), serving all subscribers (otherwise, subscriber terminals (AT)) within their cell. When AT moves from one cell to another, its service is transferred from one BS to another or from one SBS to another (handover). All SBS systems are closed at least to one switching center (CC), which controls the entire system and provides access to other communication systems. General control over the operation of the Central Committee and the system as a whole is carried out from the central controller, which is part of the Central Committee and has powerful mathematical software, including a reprogrammable part.

Реальные контуры (границы) ячеек имеют вид неправильных кривых, зависящих от условий распространения и затухания радиоволн, и не являются четко определенными, положение БС также лишь приближенно совпадает с центром ячейки.The real contours (boundaries) of the cells have the form of irregular curves, depending on the propagation and attenuation of the radio waves, and are not clearly defined, the position of the BS also only approximately coincides with the center of the cell.

Принцип повторного использования частот - это основной принцип системы сотовой связи, позволяющий существенно повышать емкость системы и заключающийся в использовании в близких одна относительно другой ячейках разных полос частот и в их повторении через несколько ячеек.The principle of frequency reuse is the basic principle of a cellular communication system, which allows to significantly increase the capacity of the system and consists in the use of different frequency bands in cells close to one another and in their repetition through several cells.

В практике сотовой связи применяют три основных метода множественного доступа - совместного использования ограниченного участка спектра частот многими пользователями: с частотным, временным и кодовым разделениями каналов связи (например, патент РФ №2104615, кл. Н 04 В 7/26). Также используют скачкообразную перестройку частот (пат. РФ №2119255, кл. тот же).In the practice of cellular communication, three main methods of multiple access are used - sharing a limited portion of the frequency spectrum by many users: with frequency, time and code separation of communication channels (for example, RF patent No. 2104615, class N 04 V 7/26). Also use a frequency hopping (US Pat. RF No. 2119255, class.).

Для любого множественного доступа емкость системы радиосвязи с повторным использованием полос частот повышают несколькими основными способами:For any multiple access, the capacity of a radio communication system with the reuse of frequency bands is increased in several main ways:

1) Переходят к цифровой обработке информации и более совершенному методу доступа - от частотного к временному и кодовому.1) Move to digital information processing and a more advanced access method - from frequency to time and code.

2) Повышают повторяемость частот, уменьшая зоны обслуживания отдельных БС (дробление ячеек) и увеличивая плотность их размещения в районах с интенсивным трафиком. Этого достигают сокращением мощности излучения как БС, так и AT, снижением высоты подвеса антенн и увеличением угла наклона их диаграммы направленности (М.В.Ратынский. Основы сотовой связи. М.: Радио и связь, 2000. стр.82; Технологии и средства связи, 2002, №2, стр.40).2) They increase the frequency repeatability, decreasing the service areas of individual BSs (cell fragmentation) and increasing their density in areas with heavy traffic. This is achieved by reducing the radiation power of both BS and AT, lowering the antenna suspension height and increasing the angle of their radiation pattern (M.V. Ratynsky. Fundamentals of cellular communications. M: Radio and communications, 2000. p. 82; Technologies and means Communications, 2002, No. 2, p. 40).

3) Для уменьшения потока передач обслуживания, вызванного дроблением, предполагается использование многоуровневых систем построения сети с обслуживанием в макросотах быстро перемещающихся AT, а в микросотах - малоподвижных AT. При малом трафике ячейки не дробят, а укрупняют.3) To reduce the flow of service flows caused by fragmentation, it is proposed to use multilevel systems for building a network with services in macro cells of fast moving ATs, and in microcells - slow moving ATs. With low traffic, the cells are not crushed, but enlarged.

4) Применяют многосекторные СБС (по 3, 6, 9, 12 секторов) с использованием в секторах направленных антенн (пат. РФ №2172072, кл. Н 04 В 7/26).4) Apply multi-sector SBS (3, 6, 9, 12 sectors) using directional antennas in sectors (US Pat. RF No. 2172072, class N 04 V 7/26).

5) Предполагается использование адаптивного назначения радиочастот при частотном и временном разделении каналов. В этом случае частотный ресурс не отводится заранее определенным образом между ячейками кластера, а весь или частично находится в оперативном распоряжении ЦК, который выделяет их для пользования базовой станцией по мере поступления вызовов, т.е. в соответствии с реальным трафиком, но при соблюдении необходимого территориально-частотного разноса (например, М.В.Ратынский, цит., стр.83; пат. РФ №2154901, кл. Н 04 В 7/26 ).5) It is intended to use adaptive radio frequency assignment for frequency and time channel separation. In this case, the frequency resource is not allocated in a predetermined way between the cells of the cluster, but all or partially is at the operational disposal of the Central Committee, which allocates them for use by the base station as calls arrive, i.e. in accordance with real traffic, but subject to the necessary territorial-frequency separation (for example, M.V. Ratynsky, cit., p. 83; pat. of the Russian Federation No. 2154901, class N 04 V 7/26).

6) Увеличивают количество отведенных радиочастот.6) Increase the number of allocated radio frequencies.

Для повышения помехоустойчивости системы радиосвязи БС с одинаковыми полосами частот удаляют друг от друга на расстояние, обеспечивающее заданный уровень соканальных, внутрисистемных помех (М.В.Ратынский. Основы сотовой связи. М., Радио и связь. 2000, раздел 2.4.2).To increase the noise immunity, radio communication systems with identical frequency bands are removed from each other by a distance that provides a given level of co-channel, intra-system interference (M.V. Ratynsky. Fundamentals of cellular communications. M., Radio and communications. 2000, section 2.4.2).

Известные способы радиосвязи направлены на увеличение емкости и уменьшение внутрисистемных помех систем связи. Однако быстрота развития сотовой связи и капиталовложения в ее создание и эксплуатацию столь велики, что требуется постоянное дальнейшее развитие, усовершенствование, поиск дополнительных возможностей повышения технико-экономической эффективности систем связи.Known methods of radio communication are aimed at increasing capacity and reducing intra-system interference of communication systems. However, the speed of development of cellular communications and the investment in its creation and operation are so great that constant further development, improvement, and the search for additional opportunities to increase the technical and economic efficiency of communication systems are required.

В качестве прототипа выбран способ радиосвязи по патенту РФ №2223602, кл. Н 04 В 7/26, основанный на принципе повторного использования частот в системе связи, при котором покрывают радиосигналами всю обслуживаемую территорию, состоящую из совокупности ячеек, в каждой ячейке радиосигналами приемопередатчиков ее системы базовой станции покрывают, по крайней мере, две зоны, одна из которых является внутренней, вложенные в контур радиопокрытия ячейки и одна в другую, с контурами зон, квазиподобными контуру радиопокрытия ячейки, без пересечения друг с другом, причем каждую из зон покрывают радиосигналы радиочастот, выделенных для этой зоны, при этом обеспечивают приоритет доступа абонентов, находящихся во внутренней зоне, в первую очередь к радиочастотам, выделенным для обслуживания внутренней зоны.As a prototype, the selected radio communication method according to the patent of the Russian Federation No. 2223602, class. Н 04 В 7/26, based on the principle of frequency reuse in a communication system, in which the entire service area consisting of a set of cells is covered with radio signals, in each cell at least two zones are covered by the radio transceivers of its base station system, one of which is internal, embedded in the radio coverage circuit of the cell and one into the other, with the contours of the zones, quasi-similar to the radio coverage of the cell, without intersecting with each other, each of the zones being covered by radio frequency signals, divided for this zone, while providing subscribers access a priority in the internal zone, primarily to the frequencies allocated for maintenance of the inner zone.

Известный способ не исчерпывает потенциальные возможности увеличения емкости и уменьшения внутрисистемных помех систем связи, экономии частотного ресурса и поэтому не использует резервы увеличения технико-экономической эффективности системы связи.The known method does not exhaust the potential for increasing the capacity and reducing the intra-system interference of communication systems, saving frequency resource and therefore does not use the reserves of increasing the technical and economic efficiency of the communication system.

Сущность изобретения направлена на увеличение емкости и снижение внутрисистемных помех, экономии частотного ресурса и увеличение технико-экономической эффективности системы связи.The invention is aimed at increasing the capacity and reducing intra-system interference, saving frequency resource and increasing the technical and economic efficiency of the communication system.

Отличительные особенности заявляемого изобретения от прототипа заключаются в том, что оно позволяет, например, при незначительном увеличении числа частот и сохранении ЭМС существенно увеличить трафик системы связи.Distinctive features of the claimed invention from the prototype are that it allows, for example, with a slight increase in the number of frequencies and maintaining the EMC, significantly increase the traffic of the communication system.

Предложен способ радиосвязи, основанный на принципе повторного использования частот и содержащий существенные признаки прототипа: покрывают радиосигналами всю обслуживаемую территорию, состоящую из совокупности ячеек, в каждой ячейке радиосигналами приемопередатчиков ее системы базовой станции покрывают, по крайней мере, две зоны, одна из которых является внутренней, вложенные в контур радиопокрытия ячейки и одна в другую, с контурами зон, квазиподобными контуру радиопокрытия ячейки, без пересечения друг с другом, причем каждую из зон покрывают радиосигналы радиочастот, выделенных для этой зоны, при этом обеспечивают приоритет доступа абонентов, находящихся во внутренней зоне, в первую очередь к радиочастотам, выделенным для обслуживания внутренней зоны.A radio communication method based on the principle of frequency reuse and containing the essential features of the prototype is proposed: radio coverage of the entire service area, consisting of a set of cells, in each cell, at least two zones are covered by the radio transceivers of its base station system, one of which is internal embedded in the radio coverage of the cell and one into the other, with the contours of the zones, quasi-similar to the radio coverage of the cell, without intersecting with each other, each of which cover the radio frequencies allocated to this zone, thus providing subscribers access priority in the internal zone, primarily to radio frequencies allocated to service the inner zone.

Другими существенными, отличительными от прототипа признаками являются следующие: приемопередатчики системы базовой станции передают и принимают радиосигналы, обеспечивая близкое к круговому радиопокрытие внутренней зоны, по крайней мере, на одной выделенной радиочастоте и секторное радиопокрытие внешней зоны на других выделенных для обслуживания каждого сектора радиочастотах.Other significant distinguishing features from the prototype are the following: base station system transceivers transmit and receive radio signals, providing close-to-circular radio coverage of the inner zone at least on one allocated radio frequency and sector-wide radio coverage of the outer zone on other radio frequencies allocated for serving each sector.

Кроме того, отношение радиуса R2 внутренней зоны к радиусу R1 внешней зоны выбирают преимущественно в диапазоне

Figure 00000002
где m - число секторов в ячейке, k - число радиочастот, выделенных для обслуживания одного сектора, n - число радиочастот, выделенных для обслуживания внутренней зоны.In addition, the ratio of the radius R 2 of the inner zone to the radius R 1 of the outer zone is chosen mainly in the range
Figure 00000002
where m is the number of sectors in the cell, k is the number of radio frequencies allocated for serving one sector, n is the number of radio frequencies allocated for serving the internal zone.

Также приемопередатчики систем базовых станций передают и принимают радиосигналы, обеспечивая радиопокрытие внутренних зон на радиочастотах, наиболее удаленных от радиочастот, занятых радиоэлектронными средствами других систем радиосвязи, находящихся в окрестности данной системы радиосвязи.Transceivers of base station systems also transmit and receive radio signals, providing radio coverage of internal areas at radio frequencies farthest from radio frequencies occupied by electronic means of other radio communication systems located in the vicinity of this radio communication system.

Предлагаемый способ радиосвязи увеличивает технико-экономическую эффективность системы связи благодаря передаче и приему радиосигналов во внутренней, близкой к круговой, зоне, по крайней мере, на одной радиочастоте и возможности использования этой радиочастоты в других ячейках. Это позволяет увеличить емкость, уменьшить внутрисистемные помехи, сэкономить частотный ресурс и вследствие этого снизить стоимость систем сотовой связи, а в некоторых ситуациях вообще обеспечить возможность ее функционирования.The proposed method of radio communication increases the technical and economic efficiency of the communication system due to the transmission and reception of radio signals in the inner, close to circular, zone, at least one radio frequency and the possibility of using this radio frequency in other cells. This allows you to increase capacity, reduce intra-system interference, save frequency resource and as a result reduce the cost of cellular communication systems, and in some situations generally ensure the possibility of its functioning.

Ниже изобретение описано более детально со ссылками на чертежи и таблицу, схематично иллюстрирующие реализацию заявленного способа.Below the invention is described in more detail with reference to the drawings and the table, schematically illustrating the implementation of the claimed method.

Способ распространяется как на действующие, так и на проектируемые системы сотовой связи различных стандартов и может быть применен совместно с другими известными способами повышения эффективности использования частотного ресурса, дополняя и развивая их и давая, как показано ниже, существенный технико-экономический эффект.The method applies to both existing and designed cellular communication systems of various standards and can be applied in conjunction with other known methods of increasing the efficiency of using a frequency resource, supplementing and developing them and giving, as shown below, a significant technical and economic effect.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Способ распространяется на систему связи, построенную в виде ячеек с СБС, расположенными условно в центре каждой из них. СБС обеспечивает радиосвязью все AT, находящиеся в пределах ячейки. Все СБС функционально соединены с общим ЦК, который передает обслуживание от одной СБС к другой при перемещении AT из одной ячейки (сектора, зоны) в другую.The method extends to a communication system built in the form of cells with SBS, conventionally located in the center of each of them. SBS provides radio communications to all ATs located within the cell. All SBS are functionally connected to a common CC, which transfers service from one SBS to another when the AT moves from one cell (sector, zone) to another.

Приемопередатчики (ПП) СБС, и, соответственно, абонентских терминалов, находящихся в пределах ячейки, передают и принимают сигналы радиосвязи по радиочастотам из отведенных для работы системы радиосвязи полос частот, в совокупности радиопокрывая всю площадь ячейки. Необходимое количество полос частот, используемых в ячейке, повторяют через несколько ячеек по схеме, обеспечивающей требуемую соканальную электромагнитную совместимость, как это принято в системах связи, основанных на принципе повторного использования частот.SBS transceivers (PP), and, respectively, subscriber terminals located within the cell transmit and receive radio signals from radio frequencies from the frequency bands allocated for the operation of the radio communication system, together covering the entire area of the cell. The required number of frequency bands used in the cell is repeated through several cells according to the scheme providing the required co-channel electromagnetic compatibility, as is customary in communication systems based on the principle of frequency reuse.

Каждая ячейка подразделена, по крайней мере, на две зоны радиопокрытия, одна из которых является внутренней с условным радиусом R2, а вторая является по отношению к ней внешней с условным радиусом R1. Все зоны радиопокрытия вложены в контур радиопокрытия ячейки и одна в другую и имеют контуры, квазиподобные контуру радиопокрытия, охватывающему ячейку. Контуры зон радиопокрытия не должны пересекаться друг с другом. Внутренняя зона имеет наибольший номер, а наружная - первый номер. При этом определяющим является то, что каждую из зон покрывают радиосигналы радиочастот, выделенных для обслуживания этой зоны в ячейке.Each cell is divided into at least two zones of radio coverage, one of which is internal with a conditional radius R 2 , and the second is external to it with a conditional radius R 1 . All radio coverage zones are embedded in the radio coverage circuit of the cell and one into the other and have contours that are quasi-similar to the radio coverage circuit covering the cell. The contours of the radio coverage areas should not overlap with each other. The inner zone has the largest number, and the outer one has the first number. In this case, it is crucial that each of the zones is covered by radio signals of the radio frequencies allocated for servicing this zone in the cell.

Необходимое количество радиочастот, используемых в ячейке, повторно используют в каждой другой ячейке или через несколько ячеек по необязательно одинаковым схемам, обеспечивающим требуемое качество связи, соканальную электромагнитную совместимость.The required number of radio frequencies used in the cell is reused in each other cell or through several cells according to optionally identical circuits providing the required communication quality, channel-wide electromagnetic compatibility.

Следующими являются действия по обеспечению доступа AT к радиочастотам. А именно, доступ AT к радиочастотам осуществляют известным средством выделения радиочастот (например, из пат. РФ №2154901, кл. Н 04 В 7/26 ) заданным в конкретной системе связи порядком, но со следующим приоритетом. В первую очередь обеспечивают доступ AT, находящихся во внутренней зоне, к радиочастотам, выделенным для обслуживания внутренней зоны. Эти радиочастоты могут оказаться недоступными в двух случаях: 1) AT находится вне зоны радиопокрытия этими радиочастотами, и 2) AT находится в зоне радиопокрытия этими радиочастотами, но они полностью заняты. В такой ситуации в прототипе обеспечивают доступ к радиочастотам, выделенным для обслуживания внешней зоны (в случае двух зон). При большем числе зон этот процесс последовательно повторяют вплоть до доступа к радиочастотам, выделенным для обеспечения радиопокрытия всей площади ячейки.The following are steps to ensure AT access to radio frequencies. Namely, the AT access to the radio frequencies is carried out by a known means of radiofrequency allocation (for example, from US Pat. RF No. 2154901, class H 04 B 7/26) specified in the particular communication system, but with the following priority. First of all, they provide access for ATs located in the inner zone to the radio frequencies allocated for servicing the inner zone. These radio frequencies may not be available in two cases: 1) AT is outside the radio coverage of these radio frequencies, and 2) AT is in the radio coverage of these radio frequencies, but they are fully occupied. In this situation, the prototype provides access to the radio frequencies allocated for servicing the external zone (in the case of two zones). With a larger number of zones, this process is sequentially repeated until access to the radio frequencies allocated to provide radio coverage of the entire area of the cell.

Управляющие сигналы действуют на всей ячейке по специально выделенным радиочастотам внешней зоны.The control signals operate on the entire cell on specially allocated radio frequencies of the external zone.

Для достижения технического результата изобретения предпринимают нижеследующие действия.To achieve the technical result of the invention, the following actions are taken.

Приемопередатчики СБС передают и принимают радиосигналы с обеспечением близкого к круговому радиопокрытия внутренней зоны, по крайней мере, на одной радиочастоте, выделенной для обслуживания находящихся в ней AT. Секторное радиопокрытие внешней зоны обеспечивают на других выделенных для каждого сектора радиочастотах.SBS transceivers transmit and receive radio signals providing close to circular radio coverage of the inner zone at least on one radio frequency allocated for servicing the ATs located therein. Sector radio coverage of the outer zone is provided at other radio frequencies allocated for each sector.

Реализация способа-прототипа схематически показана на фиг.1, а заявленного способа - на фиг.2, 3, 4. Системы радиосвязи представлены в виде фрагментов совокупности ячеек, покрывающих обслуживаемую территорию.The implementation of the prototype method is schematically shown in figure 1, and the inventive method is shown in figure 2, 3, 4. Radio communication systems are presented in the form of fragments of a set of cells covering the served territory.

На фиг.1 ячейки состоят, для примера, из двух зон: внутренней (внутр), внешней (внеш), охватываемой контуром радиопокрытия (контур). Показаны радиусы зон радиопокрытия.In Fig. 1, the cells consist, for example, of two zones: internal (internal), external (external), covered by the radio coverage circuit (circuit). The radii of the radio coverage areas are shown.

Осуществление заявляемого способа демонстрируется на простом примере 4-элементного, 3-секторного кластера (фиг.2, 3, 4). Ячейки одного кластера обозначены буквами A, B, C, D. Внутри каждой ячейки, для примера, показаны две зоны радиопокрытия с СБС, размещенной условно в центре ячейки. Каждый ПП передает и принимает радиосигналы только на выделенных радиочастотах. Внутренняя зона близка к круговой и на фиг.2-4 обозначена цифрой 13. Для ее обслуживания во всех ячейках кластера выделена, по крайней мере, одна радиочастота f1 (фиг.2). Внешняя зона в ячейке сформирована в виде трех секторов, выделенные для их обслуживания радиочастоты обозначены цифрами 1-12. Радиосигналы всех радиочастот 1-12 и f1 покрывают весь кластер.The implementation of the proposed method is demonstrated on a simple example of a 4-element, 3-sector cluster (figure 2, 3, 4). The cells of one cluster are indicated by the letters A, B, C, D. Inside each cell, for example, two radio coverage zones with SBS, conventionally located in the center of the cell, are shown. Each software transmits and receives radio signals only at dedicated radio frequencies. The inner zone is close to circular and in figures 2-4 is indicated by the number 13. For its service, at least one radio frequency f 1 is allocated in all cells of the cluster (figure 2). The outer zone in the cell is formed in the form of three sectors, the radio frequencies allocated for their maintenance are indicated by the numbers 1-12. The radio signals of all radio frequencies 1-12 and f 1 cover the entire cluster.

Осуществление доступа AT к радиочастотам покажем на примере одной ячейки. Пусть AT находится во внутренней зоне радиопокрытия, обслуживаемой радиочастотой f1, в точке Е. Тогда ему предоставляют доступ в первую очередь к радиочастоте f1. Если радиочастота f1 окажется занятой, то AT предоставляют доступ второй очереди - к радиочастоте 8, выделенной для обслуживания сектора, в который попадает точка Е.The AT access to radio frequencies will be shown using an example of one cell. Let AT be in the inner area of the radio coverage served by the radio frequency f 1 , at point E. Then he is granted access primarily to the radio frequency f 1 . If the radio frequency f 1 turns out to be occupied, then the ATs provide access to the second stage — to the radio frequency 8 allocated for serving the sector to which point E.

Пусть теперь AT находится в точке F во внешней зоне в секторе с радиочастотой 8. Тогда ему недоступна радиочастота f1 и предоставляется доступ к радиочастоте 8.Now let AT be at point F in the outer zone in the sector with radio frequency 8. Then radio frequency f 1 is inaccessible to it and access is given to radio frequency 8.

В окрестности данной системы радиосвязи могут находиться радиоэлектронные средства других систем радиосвязи, работающие на некоторых радиочастотах. В этом случае приемопередатчики систем базовых станций передают и принимают радиосигналы, обеспечивая радиопокрытие внутренних зон на радиочастотах, наиболее удаленных от радиочастот, занятых радиоэлектронными средствами других систем радиосвязи, находящихся в окрестности данной системы радиосвязи.In the vicinity of this radio communication system, there may be electronic means of other radio communication systems operating at certain radio frequencies. In this case, the transceivers of base station systems transmit and receive radio signals, providing radio coverage of the internal zones at the radio frequencies farthest from the radio frequencies occupied by electronic means of other radio communication systems located in the vicinity of this radio communication system.

Плотность AT (количество AT на единицу площади) можно считать с достаточной точностью одинаковой на всей обслуживаемой территории.Density AT (the number of AT per unit area) can be considered with sufficient accuracy the same throughout the served territory.

Соотношение радиусов внутренней и внешней зон, полученное из условия равнодоступности AT к радиочастотам, для однородной модели сети имеет вид (обозначения приведены выше)The ratio of the radii of the inner and outer zones obtained from the condition of equal accessibility of AT to radio frequencies for a homogeneous network model has the form (notation is given above)

Figure 00000003
Figure 00000003

Для реальной сети это соотношение выбирают преимущественно в диапазоне

Figure 00000004
For a real network, this ratio is chosen mainly in the range
Figure 00000004

На практике задают количество радиочастот для обслуживания соответствующих зон радиопокрытия.In practice, the number of radio frequencies is set to serve the respective radio coverage areas.

Заявляемый способ позволяет достаточно гибко подходить к планированию сети в зависимости от конкретной ситуации и поставленной задачи. Например, в кластере для обслуживания внутренних зон ячеек можно задать: 1) одинаковые радиочастоты f1 для всех зон (фиг.2), 2) одинаковые радиочастоты для удаленных друг от друга зон (например, f2 в ячейках В и D, фиг.3) и разные - для зон, ближе расположенных друг к другу (например, f1 и f3 в ячейках А и С, фиг.3), 3) разные радиочастоты f1, f2, f3, f4 для всех зон кластера (фиг.4). Можно использовать при этом уменьшенную мощность приемопередатчиков, что дает дополнительные экологические и технико-экономические преимущества. При увеличении размерности кластера в рамках заявляемого способа появляются дополнительные варианты задания радиочастот, мощностей и их комбинаций для обслуживания внутренних зон.The inventive method allows a fairly flexible approach to network planning, depending on the specific situation and the task. For example, in a cluster for servicing the internal zones of cells, you can specify: 1) the same radio frequencies f 1 for all zones (Fig. 2), 2) the same radio frequencies for remote zones (for example, f 2 in cells B and D, Fig. 3) and different - for zones closer to each other (for example, f 1 and f 3 in cells A and C, figure 3), 3) different radio frequencies f 1 , f 2 , f 3 , f 4 for all zones cluster (figure 4). You can use the reduced power of the transceivers, which gives additional environmental and technical and economic benefits. With increasing cluster dimension, within the framework of the proposed method, additional options for specifying radio frequencies, powers and their combinations for servicing internal zones appear.

Эффективная и качественная работа системы сотовой радиосвязи с обеспечением внутрисистемной ЭМС и ЭМС с другими радиоэлектронными средствами, например с аэродромными средствами ближней навигации и посадки, осуществляют оптимальным образом с учетом конкретных требований, предъявляемых к данной системе радиосвязи.Effective and high-quality operation of the cellular radio communication system with the provision of intra-system EMC and EMC with other radio electronic means, for example, with aerodrome short-range navigation and landing facilities, is carried out in an optimal manner taking into account the specific requirements for this radio communication system.

Использование заявленного способа радиосвязи позволяет увеличить емкость системы связи. Покажем это на нескольких простых примерах:Using the claimed method of radio communication can increase the capacity of the communication system. We show this with a few simple examples:

1) Система сотовой радиосвязи состоит из четырехэлементных трехсекторных кластеров (пример ее показан на фиг.2). Если внутренняя зона по заявляемому способу не предусмотрена, то требуется 12 радиочастот и трафик одного кластера также ~ 12. Пусть выделена одна радиочастота для обслуживания одного сектора внешней зоны, а для обслуживания внутренней зоны выделены 1, или 2, или 3 радиочастоты. Тогда при условии обеспечения равнодоступности AT добавление в кластере одной радиочастоты во внутреннюю зону увеличивает трафик на 33%, двух - на 67%, трех - на 100%. При увеличении количества радиочастот во внутренней зоне растет R2 и необходимо контролировать условия обеспечения внутрисистемной ЭМС.1) A cellular radio communication system consists of four-element three-sector clusters (an example of which is shown in FIG. 2). If the inner zone according to the claimed method is not provided, then 12 radio frequencies are required and the traffic of one cluster is also ~ 12. Let one radio frequency be allocated to serve one sector of the outer zone, and 1, 2, or 3 radio frequencies should be allocated to serve the inner zone. Then, provided that AT is equitable, the addition of one radio frequency to the internal zone in the cluster increases traffic by 33%, two by 67%, and three by 100%. With an increase in the number of radio frequencies in the inner zone, R 2 grows and it is necessary to control the conditions for ensuring the intra-system EMC.

2) Система радиосвязи построена по примеру 1, но для обслуживания сектора выделено 2 радиочастоты. Если внутренняя зона по заявляемому способу не предусмотрена, то требуется 24 радиочастоты и трафик одного кластера также ~ 24. Пусть для обслуживания внутренней зоны выделены 1, 2 или 3 радиочастоты. Тогда при условии обеспечения равнодоступности AT добавление в кластер одной радиочастоты во внутреннюю зону увеличивает трафик на 17%, двух - на 33%, трех - на 50%. При увеличении количества радиочастот во внутренней зоне растет R2, но несколько облегчается обеспечение внутрисистемной ЭМС по сравнению с примером 1.2) The radio communication system was constructed as in Example 1, but 2 radio frequencies were allocated for serving the sector. If the inner zone according to the claimed method is not provided, then 24 radio frequencies are required and the traffic of one cluster is also ~ 24. Let 1, 2 or 3 radio frequencies be allocated for servicing the inner zone. Then, provided that AT is equally accessible, adding one radio frequency to the cluster in the internal zone increases traffic by 17%, two by 33%, and three by 50%. With an increase in the number of radio frequencies in the inner zone, R 2 grows, but the provision of an intra-system EMC is somewhat facilitated in comparison with Example 1.

3) Система радиосвязи построена по примеру 1, но для обслуживания сектора выделено 3 радиочастоты. Если внутренняя зона по заявляемому способу не предусмотрена, то требуется 36 радиочастот и трафик одного кластера также ~ 36. Пусть для обслуживания внутренней зоны выделены 1, 2 или 3 радиочастоты. Тогда при условии обеспечения равнодоступности AT добавление в кластер одной радиочастоты во внутреннюю зону увеличивает трафик на 11%, двух - на 22%, трех - на 33%. При увеличении количества радиочастот во внутренней зоне растет R2, но облегчается обеспечение внутрисистемной ЭМС по сравнению с примерами 1 и 2.3) The radio communication system was constructed as in Example 1, but 3 radio frequencies were allocated for serving the sector. If the inner zone according to the claimed method is not provided, then 36 radio frequencies are required and the traffic of one cluster is also ~ 36. Let 1, 2 or 3 radio frequencies be allocated for servicing the inner zone. Then, provided that AT is equitable, the addition of one radio frequency to the cluster in the internal zone increases traffic by 11%, two by 22%, and three by 33%. With an increase in the number of radio frequencies in the inner zone, R 2 grows, but the provision of an intra-system EMC is facilitated in comparison with examples 1 and 2.

Результаты оценки эффективности применения заявляемого способа для этих трех примеров более подробно показаны в таблице.The results of evaluating the effectiveness of the proposed method for these three examples are shown in more detail in the table.

Заявленный способ радиосвязи универсален и может быть применен в комбинации с другими способами при использовании на СБС как антенн с круговой диаграммой направленности, так и секторных антенн, а также и в многоуровневых схемах повторения сотовой сети связи. Отметим также следующее достаточно важное обстоятельство. При создании сети сотовой связи из-за высоких капиталовложений операторы на начальных этапах строительства своих систем стремятся обеспечить максимальную зону радиопокрытия при небольшом количестве AT. Последующее наращивание абонентской емкости путем увеличения количества СБС, их секторизации и умножения числа каналов происходит уже после ввода системы в эксплуатацию. Такой подход требует простого увеличения количества ПП СБС, но он может повлечь за собой полное изменение структуры их антенно-фидерного оборудования (АФО). Чтобы свести к минимуму затраты на модернизацию АФО, включающее не только собственно стоимость аппаратуры, но и достаточно трудоемкие монтажные работы, необходимо на начальном этапе проектирования сети предусмотреть пути дальнейшего развития системы в целом и возможности изменения структуры отдельных СБС. Применение заявленного способа радиосвязи позволяет в значительной степени уменьшить эти трудности, а в ряде случаев устранить их.The claimed radio communication method is universal and can be applied in combination with other methods when using on the SBS both antennas with a circular radiation pattern and sector antennas, as well as in multi-level repetition schemes of a cellular communication network. We also note the following rather important circumstance. When creating a cellular communication network, due to high investment, operators at the initial stages of the construction of their systems seek to provide the maximum radio coverage area with a small amount of AT. The subsequent increase in subscriber capacity by increasing the number of SBS, their sectorization and multiplying the number of channels occurs after the system is put into operation. This approach requires a simple increase in the number of SBS software, but it can entail a complete change in the structure of their antenna-feeder equipment (AFO). In order to minimize the cost of upgrading the AFO, which includes not only the cost of the equipment itself, but also quite laborious installation work, it is necessary at the initial stage of network design to provide ways for further development of the system as a whole and the possibility of changing the structure of individual SBS. The application of the claimed method of radio communication can significantly reduce these difficulties, and in some cases eliminate them.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа радиосвязи обеспечивают появление новых свойств, не достигаемых в прототипе и аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа связи условию “новизны”.Thus, the distinguishing features of the proposed method of radio communication provide the emergence of new properties not achieved in the prototype and analogues. The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the conformity of the claimed communication method to the “novelty” condition.

Результаты поиска известных решений в области связи с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа радиосвязи, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности “изобретательский уровень”.The results of the search for known solutions in the field of communication in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed method of radio communication, showed that they do not follow explicitly from the prior art. Also, the popularity of the influence of the actions provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified result was not revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability “inventive step”.

Claims (3)

1. Способ радиосвязи в системе сотовой связи, в которой вся обслуживаемая территория состоит из совокупности ячеек, каждая из которых имеет, по крайней мере, две зоны, одна из которых является внутренней, основанный на принципе повторного использования частот, покрывающих всю обслуживающую территорию, при котором радиосигналами приемопередатчиков базовой станции покрывают, по крайней мере, две зоны, одна из которых является внутренней, вложенной в контур радиопокрытия ячейки другой, с контурами зон покрытия радиосигналами квазиподобными контуру покрытия ячейки без пересечения друг с другом, причем каждую из зон покрывают радиосигналы радиочастот, выделенных для этой зоны, при этом обеспечивают приоритет доступа абонентов, находящихся во внутренней зоне, в первую очередь к радиочастотам, выделенным для обслуживания внутренней зоны, отличающийся тем, что приемопередатчики базовой станции передают и принимают радиосигналы, обеспечивая близкое к круговому радиопокрытие внутренней зоны, по крайней мере, на одной выделенной радиочастоте и секторное радиопокрытие внешней зоны на других выделенных для обслуживания каждого сектора радиочастотах.1. A radio communication method in a cellular communication system in which the entire served territory consists of a set of cells, each of which has at least two zones, one of which is internal, based on the principle of reusing frequencies covering the entire serving territory, when wherein at least two zones are covered by the radio signals of the base station transceivers, one of which is internal, embedded in the radio coverage loop of the cell of the other, with the contours of the coverage zones of the radio signals quasi-like the cell coverage loop without intersecting with each other, and each of the zones is covered by the radio signals of the radio frequencies allocated for this zone, while providing priority for access of subscribers located in the internal zone, primarily to the radio frequencies allocated for servicing the internal zone, characterized in that base station transceivers transmit and receive radio signals, providing close-to-circular radio coverage of the inner zone at least at one allocated radio frequency and sector-wide radio coverage of the external zones on other radio frequencies allocated for serving each sector. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение радиуса R2 внутренней зоны к радиусу R1 внешней зоны выбирают преимущественно в диапазоне
Figure 00000005
где m - число секторов в ячейке, k - число радиочастот, выделенных для обслуживания одного сектора, n - число радиочастот, выделенных для обслуживания внутренней зоны.
2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the radius R 2 of the inner zone to the radius R 1 of the outer zone is chosen mainly in the range
Figure 00000005
where m is the number of sectors in the cell, k is the number of radio frequencies allocated for serving one sector, n is the number of radio frequencies allocated for serving the internal zone.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что приемопередатчики систем базовых станций передают и принимают радиосигналы, обеспечивая радиопокрытие внутренних зон на радиочастотах, наиболее удаленных от радиочастот, занятых радиоэлектронными средствами других систем радиосвязи, находящихся в окрестности данной системы радиосвязи.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the transceivers of the base station systems transmit and receive radio signals, providing radio coverage of the internal zones at radio frequencies farthest from the radio frequencies occupied by electronic means of other radio communication systems located in the vicinity of this radio communication system.
RU2004124561/09A 2004-08-13 2004-08-13 Radio communications method RU2251809C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124561/09A RU2251809C1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 Radio communications method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124561/09A RU2251809C1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 Radio communications method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2251809C1 true RU2251809C1 (en) 2005-05-10

Family

ID=35746983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004124561/09A RU2251809C1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 Radio communications method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251809C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РАТЫНСКИЙ М.В., Основы сотовой связи, Москва, Радио и связь, 2000, стр.81-90. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100439449B1 (en) Systems and Methods for Handling Adjacent Channel Interference with Power Control and Induced Channel Assignment
US6311068B1 (en) Method and apparatus for a high-capacity cellular network by improved sectorization and interleaved channel assignment
JP3936420B2 (en) Apparatus and method for processing adjacent channel interference using cellular reuse division
US10674408B2 (en) Method and system for frequency allocation in a shared access system
US5485631A (en) Manifold antenna structure for reducing reuse factors
EP3422756A1 (en) Interference coordination in a licensed shared access system of a mobile communication system
US6560459B1 (en) CDMA frequency planning for fixed wireless application
US20100085910A1 (en) Allocating communication frequencies to clusters of access points
CN1926899A (en) Method of regulating resource and guiding service in the multi-mode radio network
JPWO2008041281A1 (en) Base station apparatus and cell configuration method
Coombs et al. Introducing microcells into macrocellular networks: A case study
US6931252B1 (en) Interference analysis for a mobile radiotelephone system with adaptive antennae
RU2251809C1 (en) Radio communications method
Frullone et al. Advanced planning criteria for cellular systems
CN102638807B (en) A kind of descending interference defining method and device
RU2269204C1 (en) Cellular radio communication system
Tangemann et al. Comparison of upgrade techniques for mobile communication systems
RU2246792C1 (en) Radio communications process
CN102883331B (en) Network coverage method, base station, network accessing method, and base station
RU2223602C1 (en) Radio communications process
RU2246793C1 (en) Radio communication system
EP2186360B1 (en) Method for frequency planning of a cellular radio system with irc
Shehu Coverage and capacity improvement in GSM network
RU2223603C1 (en) Cellular communication system
KR20150007441A (en) Method for management interference with cell selection using cell range expansion and ABS in Heterogeneous network and apparatus thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110814