Современная электроника №3/2021

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 27 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2021 госекторных антенн. Приведённые далее результаты демонстрируют преимуще- ство покрытия SuperCell над стандарт- ными macrocell базовыми станциями в областях с ровнойместностью(см. рис. 2). Красный маркер на рисунках указы- вает точку, которая находится в 20 кмот основания башен (данные картыGoogle). Угловой разброс SuperCell позволит охватывать боль- шее количество людей, что, в свою оче- редь, означает, что ёмкость, обслужи- ваемая базовой станцией, должна соответственно увеличиться. Доступ- ный спектр часто ограничен, поэто- му высокая пропускная способность зависит от спектральной эффектив- ности области. SuperCell использует секторизацию высокого порядка (HOS) с повторным использованием частот по секторам. Однако одна из ключевых проблем мас- штабирования пропускной способно- сти с помощью HOS – это межсектор- ные помехи, которые могут привести к менее линейному масштабированию пропускной способности в зависимо- сти от количества секторов. Это может быть вызвано: 1. частичным перекрытием диаграмм направленности антенны: любая фи- зическая конструкция антенны будет иметь боковые лепестки, которые ме- шают соседним секторам (этот эф- фект помех можно учесть при пла- нировании развёртывания); 2. многолучевое рассеяние: отражения вокруг объекта вызывают многолу- чевое рассеяние сигналов нисходя- щей и восходящей линий связи. Из-за рассеяния происходит расширение сигналов, принимаемых на антеннах базовой станции, в угловой области. Это называется угловым разбросом (angular spread). В типичных непокрытых сельских районах застройка одноэтажная, сред- няя высота зданий менее 10 м. В рам- ках испытаний в Амарилло, штат Техас, был установлен приёмник c направ- ленной параболической антенной на 300-метровой радиовещательной Рис. 2. Тест-драйв охвата 36-секторной SuperCell на 250-метровой башне по сравнению со стандартной трехсекторной macrocell: а) в Квад-Сити, Иллинойс; б) в Меткалфе, Джорджия Порог RSRP (дБм) –120 –115 –110 –105 –100 –95 –90 –85 –80 SC (км 2 ) 3,853 2,557 1,699 842 536 230 144 27 29 MC (км 2 ) 160,84 101,66 68,27 34,89 23,52 12,15 7,79 3,42 2,04 Ratio* 24 25 25 24 23 19 18 17 14 SC (км 2 ) 2,044.60 1,241 847,7 454,3 295,2 136,1 84,9 33,6 16,9 MC (км 2 ) 30,96 19,11 13,55 7,99 5,47 2,96 1,77 0,58 0,32 Ratio* 66 65 63 57 54 46 48 58 53 Порог RSRP (дБм) –120 –115 –110 –105 –100 –95 –90 –85 –80 а б *Ratio – соотношение площади покрытия SuperCell и стандартной Макро-БС по заданному уровню сигнала Рис. 3. Масштабирование ёмкости по отношению к числу секторов Общая ёмкость базового блока (Гбит/с) Количество секторов 7 6 5 4 3 2 15 No PAS σ = 0,1 σ = 0,2 σ = 0,31 σ = 0,35 20 25 30 35 40 45 50 55 60