آشنایی با ساختار شبکه موبایل (GSM) و طراحی آن

استفاده مجدد از فرکانس

طیف فرکانسی در دسترس یک منبع محدود و کمیاب است . بنابراین یک منبع بسیار پر ارزش می باشدکه باید بطور موثر مورد استفاده قرار گیرد . هدف سیستم های سلولار این است که یک بهره وری مناسبی از فرکانس های موجود به منظور افزایش ظرفیت داشته باشند . تکنیک اساسی برای این کار استفاده مجدد فرکانس است .

برای درک مفهوم استفاده مجدد از فرکانس یک سیستم سلولاری که کل کانال های داپلکس آن برای استفاده برابر s باشد را در نظر بگیرید . اگر به هر سل k کانال اختصاص داده شود (k<s) و اگر S کانال بین N سل منحصر به فرد با کانال های مجزا که هر کدام همان تتداد کانال را داشته باشند تقسیم شود تعداد کل کانال های رادیویی در دسترس را می توان به صورت زیر بیان کرد :

S = k N

N سلی که در مجموع یک مجموعه ی کامل از فرکانس های در دسترس را استفاده می کنند را یک خوشه می نامند . اگر یک خوشه M بار در یک سیستم تکرار شود تعداد کل کانال های داپلکس C که می تواند بعنوان سنجش ظرفیت استفاده شود مشخص می شود با :

C = MkN =MS

سیستم های سلولار رادیویی متکی به تخصیص هوشمند و استفاده مجدد کانال ها در تمام ناحیه پوشش می باشند . به هر ایستگاه پایه سلولار یک سری کانال رادیویی برای استفاده در یک ناحیه جغرافیایی کوچک که سل نام دارد اختصاص داده می شود . به ایستگاه های پایه در سل های همسایه کانال هایی اختصاص می یابد که می تواند بطور کامل با کانال های سل های همسایه متفاوت باشند . آنتن های ایستگاه پایه برای رسیدن به پوشش مطلوب در یک سل خاص طراحی می شوند . با محدود کردن ناحیه پوشش در مرز های یک سل یک گروه کانال فرکانسی ممکن است برای پوشش سل های مختلفی که از یکدیگر در حد قابل قبولی جدا شده اند استفاده شود .

فرآیند طراحی انتخاب و تخصیص گروه های کانال برای همه ایستگاه ای پایه سلولار در یک شبکه مخابراتی را استفاده مجدد کانال یا طراحی فرکانسی نامیده می شوند .

بنابراین استفاده مجدد فرکانس یعنی اینکه از همان فرکانس در چندین مکان در شبکه ای استفاده شود که از نظر جغرافیایی به منظور کاهش اثرات تداخل هم کانال به اندازه کافی گسترده باشد . در این تکنیک پهنای باند فرکانسی با توجه به تقسیم بندی سل ها  (سل های موجود در هر خوشه (کلاستر) N ) به چندین زیرباند تقسیم می شود و به هر سل یک زیر باند اختصاص داده می شود.

ضریب استفاده مجدد فرکانس یک سلولار به صورت 1/N مشخص می شود. یعنی اینکه به هر سل در هر خوشه فقط 1/N از کل کانال های در دسترس سیستم اختصاص می یابد.

تخصیص این زیرباند ها به سل ها باید به گونه ای باشد که هیچ دوسل مجاوری هم فرکانس نباشند.توجه کنید که با انتخاب هر N نمیتوان به طراحی صحیح رسید،نشان داده شده است که N مطلوب باید در رابطه زیر صدق کند.