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GSM系统的常用频率复用方式

浏览:7836  来源:通信人在线  日期:2018-06-06

频率复用是指在数字蜂窝系统中重复使用相同的频率,一般把有限的频率分成若干组,依次形成一簇频率分配给相邻小区使用。根据我国通信行业标准YD/T 5104的要求,GSM系统通常的频率复用方式有:

1、普通复用:4×3复用、“3×3复用,以及更为紧密的“2×6复用和“1×3复用。

2、双重复用:广播控制信道(BCCH)和业务信道(TCH)分别采用不同的复用方式。

3、同心圆复用:常规层和超级层分别采用不同的复用方式。

4、多重复用MRP各层频率分别采用不同的复用方式。

另外,YD/T 5104要求,无论采用上述那种方式,都必须满足下表0所示的干扰保护比的要求,并尽量提高频率利用率,根据话务密度情况进行选用。

0:干扰保护比的要求

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一、普通复用方式

1、“4×3复用方式

4×3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划。12个频率为一组,并轮流分配到4个站点,每个站点可用其中的3个频率,如图1-1所示。这是GSM系统中最常用和最典型的复用方式。对于三叶草60°天线,其D/R=6;对于120°天线,其D/R=3.46。采用三叶草60°天线时,抗同频干扰性能会更好。

1-14×3复用

2、“3×3复用方式

3×3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划。9个频率为一组,并轮流分配到3个站点,每个站点使用其中的3个频率,如图1-2所示。“3×3”复用方式与跳频、不连续发射(DTX)、功率控制一起使用,可达到抗同频干扰要求。但带宽在6MHz以下时,不能提供足够的跳频增益,因此性能不佳。3×3复用方式增加了频率复用度,从而提高了频率利用率。但采用此技术一方面要保证网络有足够的基站满足覆盖要求,另一方面要有足够的频带宽度,一般要大于6 MHz,以保证跳频效果。采用3×3复用方式的特点详见下表1-2

1-23×3复用

1-2:相关频率复用方式的特点

3、“2×6复用方式

这是Motorola提出的用以解决高话务地区频率复用的方法。该方法在不同天线方向上有着不同的频率复用程度,其D/R小于3×3复用方式。

4、“1×3复用方式

1×3复用是较紧密的复用方式,虽然频率利用率很高,但其干扰增加很大,如果采用的抗干扰技术不够有效,可能对网络质量存在较大影响,因此应用时必须注意网络的优化。1×3复用方式的主要特点也列在表1-2中。

二、多重复用(MRP)技术

1、技术的简介

频率多重复用(MRPMultiple frequency Reuse Pattern)方式就是将所有可用载频分为几组,每一组载频作为独立的一层,不同层的频率采用不同的复用方式,也就是说在同一网络中采用不同的频率复用方式,频率复用逐层紧密。为保证广播控制信道(BCCH)的安全,MRP中用于BCCH的载频数应不少于12个。按业务信道(TCH)分组方法的不同,MRP又可分为严格的MRP与改进的MRP。如在6M的带宽下,可采用如图2-1的复用结构。频率多重复用(MRP)的特点也列于表1-2中。

2-1MRP复用结构(例)

2、技术的使用

在使用MRP时,应注意如下表2-2-1所示的4个问题。MRP技术可根据容量需求及话务分布情况灵活进行频率规划,可逐步提高网络容量,它比仅使用3×3网络容量高,与1×3相比对网络质量影响较小,采用的技术如跳频、功率控制、DTXGSM系统应具备的技术,在设备及软件上无其他特殊要求,只要进行仔细的网络规划和优化,在许多网上都可以使用。其性能(平均站容量、容量比等)与其他普通复用方式比较详见下表2-2-2

2-2-1:使用MRP必须注意的问题

2-2-2MRP与其他普通复用方式性能比较

三、同心圆复用技术

同心圆(Concentric Cell)是指把基站中的某几个载频的功率降低,使其覆盖范围缩小,成为内层圆,其余载频以常规功率发射,成为外层圆。因内层圆的小区半径较小使得其使用的频率也可以在相邻小区使用,从而提高了内层频率复用率。外层的覆盖范围为传统的蜂窝小区,而内层的覆盖范围则主要集中在基站附近。另外,内外层的频率复用系数一般也不同,外层一般用4×3复用方式,而内层则采用更紧密的复用方式,如3×32×31×3等方式。通过基站控制器(BSC)的控制软件实现移动用户(MS)在内外层之间的切换,大量吸收基站附近的热点地区的话务量。

根据同心圆的实现方式不同,可分为普通同心圆与智能双层网(IUO)两种,两者的主要区别在于内层的发射功率与内外层的切换算法。普通同心圆内层的发射功率一般要低于外层,从而降低了同频干扰,其内外层的切换一般是基于功率与距离的。而IUO内外层的发射功率是完全相同的,并基于载波/干扰比(C / I)进行切换。

普通同心圆对容量的提高约为10%~30%左右,提高量不大,IUO方式对容量提高相对较大,一般为20%~40%,并能在提高容量的基础上保证通话质量。

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