頻段擴(kuò)展和頻率緊密復(fù)用技術(shù) - GSM網(wǎng)絡(luò)的提升容量設(shè)計(jì)方法
頻段擴(kuò)展當(dāng)然是擴(kuò)容的理想手段,但在現(xiàn)有情況下,得到新的頻譜的可能性不大。目前浙江聯(lián)通在900MHz頻段有6MHz的資源,除個(gè)別熱點(diǎn)地區(qū)外,暫時(shí)還能基本滿足需要。浙江電信GSM五期擴(kuò)容后GSM網(wǎng)頻段范圍為:898.6-908.8MHz,共10.2MHz。本次六期擴(kuò)容原則上計(jì)劃將A網(wǎng)頻段延伸至885.0125MHz,GSM網(wǎng)頻段向下擴(kuò)展至14.4MHz,使用23-94號(hào)頻點(diǎn)。目前,浙江電信G網(wǎng)基站在許多地區(qū)已十分密集,特別是杭、甫、溫三城市,部分基站間的距離只有四五百米,合適站址的選取已越來越困難。站間距離太近,導(dǎo)致了同頻及鄰頻干擾的增大。此外,天線增益越高,其在垂直面內(nèi)的波束寬度也就越窄,若站距太近,則移動(dòng)臺(tái)處于天線主波束外的概率大大增加。另外,A網(wǎng)移頻的余地也不是很大,因此,頻譜擴(kuò)展的空間十分有限。不過,由于GSM采用了諸如GMSK、均衡調(diào)制、交織編碼等手段,特別是還提供了其它一些旨在提高頻譜效率的技術(shù),如跳頻、非連續(xù)發(fā)射(DTX)、功率控制、半速率信 道、分集接收以及移動(dòng)輔助切換等,從而降低了網(wǎng)絡(luò)對(duì)同頻與鄰源干擾指標(biāo)的要求,使得頻率的緊密復(fù)用成為可能。
(1)跳頻。跳頻就是載頻按某種頻率序列進(jìn)行跳變,它包括基帶跳頻與射頻跳頻兩種。跳頻的作用是提供了頻率分集,提高了系統(tǒng)的抗干擾、抗衰落能力。
(2)非連續(xù)發(fā)射(fDTX)。采用DTX技術(shù),可降低系統(tǒng)總的干擾水平。
(3)功率控制。這也是降低干擾從而提高容量的有效手段。
(4)半速率信道。這可使系統(tǒng)容量增加一倍。
(5)分集。分集有多種形式,利用分集技術(shù),可以改善系統(tǒng)抗衰落的能力。
3.采用更緊密的頻率復(fù)用技術(shù)
在頻段受到限制的情況下,采用更緊密的頻率復(fù)用方式無疑是提高系統(tǒng)容量最直接的方法之一。GSM中可以使用的頻率復(fù)用方法主要有肝:7小區(qū)復(fù)用方式、4×3復(fù)用方式、3×3復(fù)用方式,4×3與3×3的混合復(fù)用方式、2×6復(fù)用方式、1×3復(fù)用方式以及同心圓(Concentric Cell)技術(shù)與多重復(fù)用MRP(Multiple frequency Pattern)方式等等。
(1)7個(gè)基站區(qū)的復(fù)用方式
這種7個(gè)基站區(qū)為一個(gè)復(fù)用組的復(fù)用方式適用于話務(wù)量較低或用戶密度較小的地區(qū),一般為全向基站,其D/R=4.58,同頻復(fù)用距離較遠(yuǎn)。
(2)4×3復(fù)用方式
這是“900MHz TDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制”建議采用的復(fù)用方式,也是GSM系統(tǒng)中最常用和最典型的復(fù)用方式。對(duì)于三葉草60度天線,其D/R=6;對(duì)于120度天線,其D/R=3.46采用三葉草60度無線時(shí)同頻干擾性能更好。
(3)3×3復(fù)用方式
這也是“900MHzTDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制”建議采用的復(fù)用方式。3×3復(fù)用方式與跳頻、DTX、功率控制一起使用,可到同頻干擾要求。但帶寬在6MHz以下時(shí),不能提供足夠的跳頻增益,因此性能不佳。
(4)2×6復(fù)用方式
這是Motrola提出的用以解決高話務(wù)地區(qū)頻率復(fù)用的方法。該方法在不同天線方向上有著不同的頻率復(fù)用程度,其D/R小于3×3復(fù)用方式。
(5)1×3復(fù)用方式
這一方式是目前最緊密的復(fù)用方式,其主要特點(diǎn)為:
·適用于頻帶較窄,容量比較集中,不需很多基站的地區(qū);
·可在較小的基站數(shù)下提供較大容量;
·需要采用部分加載方法,即載頻不能用滿,收發(fā)信機(jī)數(shù)目為載頻的一半左右;
·需要采用射頻跳頻、功率控制、不連續(xù)發(fā)射、天線分集等技術(shù),以降低干擾;
·不需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
不過,雖然這一方式頻率利用率很高,但系統(tǒng)干擾增加很大,如采用的抗干擾措施不夠有效,可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,因此應(yīng)謹(jǐn)慎使用。
(6)同心圓技術(shù)
同心圓技術(shù)就是將通常的小區(qū)分為外層(Overlay)和內(nèi)層(Underlay),外層的覆蓋范圍為傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū),而內(nèi)層的覆蓋范圍則主要集中在基站附近。另外,內(nèi)外層的頻率復(fù)用系數(shù)一般也不同,外層一般用4×3復(fù)用方式,而內(nèi)層則采用更緊密的復(fù)用方式,如3×3、2×3或1×3等方式。根據(jù)同心圓的實(shí)現(xiàn)方式不同,可分為普通同心圓與智能雙層網(wǎng)(IUO)兩種,兩者的主要區(qū)別在于內(nèi)層的發(fā)射功率與內(nèi)外層的切換算法。普通同心圓內(nèi)層的發(fā)射功率一般要低于外層,從而降低了同頻干擾,其內(nèi)外層的切換一般是基于功率與距離的。而IUO內(nèi)外層的發(fā)射功率是完全相同的,并基于C/I進(jìn)行切換。普通同心圓對(duì)容量的提高約為10%-30%左右,提高量不大,IUO方式對(duì)容量提高相對(duì)較大,一般為20%-40%,并能在提高容量的基礎(chǔ)上保證通話質(zhì)量。
(7)MRP方式
MRP方式就是將所有可用載頻分為幾組,每一組載頻作為獨(dú)立的一層,不同層的頻率采用不同的復(fù)用方式,頻率復(fù)用逐層緊密。為保證BCCH的安全,MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應(yīng)不少于12個(gè)。按TCH分組方法的不同,MRP又可分為嚴(yán)格的MRP與改進(jìn)的MRP。
MRP復(fù)用方式有以下幾個(gè)特點(diǎn):
·可較大程度提高容量,在7.2MHz帶寬情況下,比 4×3復(fù)用率提高47%;
·信道分配靈活;
·可釋放出一些頻率用于微蜂窩;
·采用基帶跳頻,較易實(shí)現(xiàn)。
在使用MRP時(shí),應(yīng)注意以下問題:
* 必須采用跳頻、功率控制、DTX等抗干擾手段,這也是MRP技術(shù)應(yīng)用的前提;
*采用MRP技術(shù)時(shí),應(yīng)注意頻率分配的順序。一般應(yīng)先分配BCCH,然后分配TCH5,接著
分配TCH4,直至TCH1;
* 不同區(qū)域基站的頻率應(yīng)分別規(guī)劃;
* 根據(jù)具體的干擾情況,調(diào)整鄰區(qū)設(shè)置。
從深圳及山東等地的使用情況看,MRP技術(shù)可根據(jù)容量需求及話務(wù)分布情況靈活進(jìn)行頻率規(guī)劃,可逐步提高網(wǎng)絡(luò)容量,比僅使用3×3復(fù)用網(wǎng)絡(luò)容量高,與1×3復(fù)用相比對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響較小,采用的技術(shù)如跳頻、功率控制、不連續(xù)發(fā)射是GSM系統(tǒng)應(yīng)具備的技術(shù),在硬件設(shè)備及軟件上無其它特殊要求,是目前應(yīng)用得比較成功的頻率復(fù)用方式。
- 第 1 頁:GSM網(wǎng)絡(luò)的提升容量設(shè)計(jì)方法
- 第 2 頁:頻段擴(kuò)展和頻率緊密復(fù)用技術(shù)
- 第 3 頁:微蜂窩與微微蜂窩技
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( 發(fā)表人:葉子 )