05BRMK statnicove

BRMK – otázka č. 5
Popište strukturu obecné buňkové sítě a uveďte její hlavní výhody. Vysvětlete pojem „handover“ a popište jeho různé typy.
Buňková plošná struktura rádiové sítě
Buňková struktura, neboli struktura celulární je jeden z typů plošné struktury rádiové sítě (další jsou např. PP – point to point nebo PM Point to multipoint) Požadované území, například území jednoho státu, je rozděleno na velké množství malých území, buněk. Obvykle uprostřed každé buňky je umístěna základnová rádiová stanice BTS (Base Transceiver Station), která zajišťuje spojení mobilních účastníků v této buňce se systémem. Velikost jednotlivých buněk není stejná a buňky nejsou pravidelné nejen z důvodů různého terénu, ale jejich velikost se mění podle předpokládané hustoty provozu a předpokládaném počtu účastníků. Malé buňky s poloměrem menším než 50 metrů se nazývají pikobuňky a jsou používány pro místa s vysokou koncentrací uživatelů, např. nádraží, obchodní domy, buňky v poschodích nad sebou ve výškových budovách, aj. Mikrobuňky mají poloměr do 1 km a používají se pro oblasti s větším provozem, například v centru měst. Velké buňky nebo makrobuňky se používají pro oblasti s malou hustotou provozu, například pro pokrytí venkovských oblastí a mají poloměr až desítky km. Zvláštním typem buněk jsou buňky deštníkového typu (umbrella cells), které vykrývají nepokryté části území mezi menšími pikobuňkami nebo mikrobuňkami. Několik buněk tvoří svazek buněk, jehož činnost řídí základnová řídící jednotka BSC (Base Station Controller), umístěná obvykle s BTS v buňce ležící uprostřed svazku. Jednotlivé BSC jsou koordinovaně řízeny z jednoho nebo několika málo center, radiotelefonních ústředen MSC (Mobile Switching Centre), které zajišťují spojení s jinými telekomunikačními sítěmi.
Obr. 1 Část plánu městské celulární sítě
Poloha mobilních stanic v síti se automaticky registruje v databázi MSC a spojení k mobilní stanici je tedy směrováno přímo do oblasti, kde se stanice nachází. Funkce umožňující najít mobilní stanici v síti, například v případě příchozího hovoru, se nazývá roaming. Systém monitoruje polohu mobilní stanice tím, že registruje základnovou stanici v jejímž dosahu se mobilní stanice nachází. Monitorování je prováděno v určitých časových intervalech i v době, kdy spojení se základnovou stanicí není navázáno (mobilní stanice musí být ovšem zapnuta).
Pokud je spojení již navázáno, potom při přechodu stanice z jedné buňky do druhé dochází k automatickému přepnutí spojení z jedné základnové stanice na druhou. Tato funkce se nazývá handover. Schopnost systému přepojovat spojení mezi základnovými stanicemi dovoluje realizovat velice malé buňky a tak na poměrně malé ploše mnohonásobně opakovat a tedy i využívat stejné kmitočty.
Využití kmitočtového pásma - Pro celulární systémy je typické velice efektivní hospodaření s kmitočtovým spektrem, které je v dnešní době již pokládáno za přírodní bohatství. Dosáhne se toho mnohonásobným (teoreticky nekonečným) opakováním jednoho a téhož kmitočtu v obsluhované oblasti. Takovým způsobem lze s omezeným kmitočtovým pásmem pokrýt nekonečně rozlehlé území. Způsob realizace tohoto principu ukazuje obr. 2.a. Obsluhovaná oblast je rozdělena na 14 buněk, které vytvářejí 2 svazky po 7 buňkách. Uprostřed každé buňky je základnová stanice, obsahující základnový vysílač a přijímač, pracující s určitou skupinou rádiových kanálů. Mobilní účastník nacházející se uvnitř této buňky, komunikuje s okolním světem pouze