Cellular System Capacity   셀룰러 용량, 셀룰러 시스템 용량

1. 셀룰러시스템 용량

  ㅇ 한 시스템이 동시 처리 가능한 최대 사용자 채널 수 (또는, 이용자 수)


2. 셀룰러시스템 용량 계산

  ㅇ  C  =  M x S
     -  C : 시스템 총 용량
        . 시스템 전체 총 할당가능 채널 수
     -  M : 클러스터 반복회수
        . 총 클러스터 수
     -  S : 가용한 총 채널 수

     * 만일, 가용 채널 수 S가 일정할 때, 클러스터 반복회수 M을 증가시키면,
        . 총 시스템 용량 C를 크게할 수 있음

  ㅇ  C  =  M x S  =  M x ( k x N )
     -  N : 클러스터 크기
            = 클러스터 내의 셀 수 = 함께 묶여지는 셀 수 
     -  k : 셀 당 가용 채널 수 
        . 클러스터 크기 N 내의 각 셀들은 총 가용 채널(S) 중 S/N개를 사용이 가능
           .. 셀 당 할당 가능 채널 수 = S / N
           .. 각 셀에 균등한 k개 채널을 분배할당하면, S = k x N

     * 만일, 셀 사이즈를 유지하며, 
        . 셀 당 가용 채널 수를 늘리도록, 클러스터 크기 N을 최소화시키면, 
           .. (이때에는, 동일 주파수를 사용하는 셀이 근접하므로, 간섭 가능성이 높음)
        . 총 시스템 용량 C를 극대화시킬 수 있게 됨

     


3. 셀 클러스터 (Cell Cluster) 이란?

  ㅇ 셀 클러스터 크기 : N  = (클러스터 당 셀 수)
     - 다른 주파수 채널 그룹을 반복 사용하게되는 일정 범위의 셀들의 그룹
     - 즉, 모든 가용 채널을 전부 사용하는 셀 집단
        . 통상, 기하학적인 제한 내에서 클러스터 당 4,7,12개(N) 정도의 셀들이 사용되게 됨

  ㅇ 주파수 재사용 거리 : D  = (동일 주파수 채널 재사용 거리) or (간섭 기지국 셀 간 거리)
     -  D  =  √(3N) R
        . N : 클러스터 당 셀 수, R : 셀 반경

  ㅇ 주파수 재사용 인자 : Q  = (주파수 재사용 거리)/(셀 반경)
     -  Q  =  D / R  =  √(3N)

  ㅇ 주파수 재사용 계수 : 1/N
     - 클러스터 내 셀 수의 역수

  ※ 만일,
     - 주파수재사용계수 = 1/∞ = 0 이면,
        . 모든 셀들이 전부 다른 주파수를 사용          => 주파수 비효율적 사용
     - 주파수재사용계수 = 1/7 ≒ 0.14 이면,
        . 아날로그 셀룰러 AMPS 방식
        . 클러스터 반복 만큼 주파수 재사용             => 약간 주파수 효율적 사용
     - 주파수재사용계수 = 1/1 = 1 이면,
        . CDMA, OFDMA 방식
        . 클러스터 내 모든 셀에서 동일 주파수를 사용   => 주파수 효율적 사용


4. 셀룰러시스템 용량 증대 기술

  ※ 셀룰러통신에서 단위 면적 당 채널 수를 증가시키는 방법은?
     - 셀 반경을 줄이는 방법 (셀 크기를 작게 가져감)
     - 주파수 재사용 계수를 조절하는 방법 등이 있음

  ㅇ 셀 분리 (Cell Splitting)
     - 셀 커버리지 영역을 더욱 잘게 쪼개기 (셀 크기 줄이기)
        . 장점 : 기지국/이동국 출력을 작게 할 수 있음, 
                 주파수 재사용 셀 간 거리가 멀어져 채널 간 간섭이 작아짐 등
        . 단점 : 셀 당 할당 가능한 사용자 채널 수가 적어짐 등

  ㅇ 섹터링 (Cell Sectoring)
     - 섹터 안테나(일정 각도 범위의 방향성 안테나)를 사용하여 기지국 셀을 여러
       섹터로 분할시켜 각각을 별도로 송수신 신호처리하는 기술

  ㅇ 존 마이크로 셀 (Zone Micro-cell) 기법 등