頻率復用是指在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中重復使用相同的頻率,一般把有限的頻率分成若干組,依次形成一簇頻率分配給相鄰小區(qū)使用。根據(jù)我國通信行業(yè)標準YD/T 5104的要求,GSM系統(tǒng)通常的頻率復用方式有:
1、普通復用:“4×3”復用、“3×3”復用,以及更為緊密的“2×6”復用和“1×3”復用。
2、雙重復用:廣播控制信道(BCCH)和業(yè)務信道(TCH)分別采用不同的復用方式。
3、同心圓復用:常規(guī)層和超級層分別采用不同的復用方式。
4、多重復用MRP:各層頻率分別采用不同的復用方式。
另外,YD/T 5104要求,無論采用上述那種方式,都必須滿足下表0所示的干擾保護比的要求,并盡量提高頻率利用率,根據(jù)話務密度情況進行選用。
表0:干擾保護比的要求
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一、普通復用方式
1、“4×3”復用方式
“4×3”復用方式針對每基站劃分為3扇區(qū)的規(guī)劃。12個頻率為一組,并輪流分配到4個站點,每個站點可用其中的3個頻率,如圖1-1所示。這是GSM系統(tǒng)中最常用和最典型的復用方式。對于三葉草60°天線,其D/R=6;對于120°天線,其D/R=3.46。采用三葉草60°天線時,抗同頻干擾性能會更好。
圖1-1:4×3復用
2、“3×3”復用方式
“3×3”復用方式針對每基站劃分為3扇區(qū)的規(guī)劃。9個頻率為一組,并輪流分配到3個站點,每個站點使用其中的3個頻率,如圖1-2所示。“3×3”復用方式與跳頻、不連續(xù)發(fā)射(DTX)、功率控制一起使用,可達到抗同頻干擾要求。但帶寬在6MHz以下時,不能提供足夠的跳頻增益,因此性能不佳。3×3復用方式增加了頻率復用度,從而提高了頻率利用率。但采用此技術一方面要保證網(wǎng)絡有足夠的基站滿足覆蓋要求,另一方面要有足夠的頻帶寬度,一般要大于6 MHz,以保證跳頻效果。采用3×3復用方式的特點詳見下表1-2。
圖1-2:3×3復用
表1-2:相關頻率復用方式的特點
3、“2×6”復用方式
這是Motorola提出的用以解決高話務地區(qū)頻率復用的方法。該方法在不同天線方向上有著不同的頻率復用程度,其D/R小于3×3復用方式。
4、“1×3”復用方式
1×3復用是較緊密的復用方式,雖然頻率利用率很高,但其干擾增加很大,如果采用的抗干擾技術不夠有效,可能對網(wǎng)絡質量存在較大影響,因此應用時必須注意網(wǎng)絡的優(yōu)化。1×3復用方式的主要特點也列在表1-2中。
二、多重復用(MRP)技術
1、技術的簡介
頻率多重復用(MRP,Multiple frequency Reuse Pattern)方式就是將所有可用載頻分為幾組,每一組載頻作為獨立的一層,不同層的頻率采用不同的復用方式,也就是說在同一網(wǎng)絡中采用不同的頻率復用方式,頻率復用逐層緊密。為保證廣播控制信道(BCCH)的安全,MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應不少于12個。按業(yè)務信道(TCH)分組方法的不同,MRP又可分為嚴格的MRP與改進的MRP。如在6M的帶寬下,可采用如圖2-1的復用結構。頻率多重復用(MRP)的特點也列于表1-2中。
圖2-1:MRP復用結構(例)
2、技術的使用
在使用MRP時,應注意如下表2-2-1所示的4個問題。MRP技術可根據(jù)容量需求及話務分布情況靈活進行頻率規(guī)劃,可逐步提高網(wǎng)絡容量,它比僅使用3×3網(wǎng)絡容量高,與1×3相比對網(wǎng)絡質量影響較小,采用的技術如跳頻、功率控制、DTX是GSM系統(tǒng)應具備的技術,在設備及軟件上無其他特殊要求,只要進行仔細的網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化,在許多網(wǎng)上都可以使用。其性能(平均站容量、容量比等)與其他普通復用方式比較詳見下表2-2-2。
表2-2-1:使用MRP必須注意的問題
表2-2-2:MRP與其他普通復用方式性能比較
三、同心圓復用技術
同心圓(Concentric Cell)是指把基站中的某幾個載頻的功率降低,使其覆蓋范圍縮小,成為內層圓,其余載頻以常規(guī)功率發(fā)射,成為外層圓。因內層圓的小區(qū)半徑較小使得其使用的頻率也可以在相鄰小區(qū)使用,從而提高了內層頻率復用率。外層的覆蓋范圍為傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū),而內層的覆蓋范圍則主要集中在基站附近。另外,內外層的頻率復用系數(shù)一般也不同,外層一般用4×3復用方式,而內層則采用更緊密的復用方式,如3×3、2×3或1×3等方式。通過基站控制器(BSC)的控制軟件實現(xiàn)移動用戶(MS)在內外層之間的切換,大量吸收基站附近的熱點地區(qū)的話務量。
根據(jù)同心圓的實現(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)別在于內層的發(fā)射功率與內外層的切換算法。普通同心圓內層的發(fā)射功率一般要低于外層,從而降低了同頻干擾,其內外層的切換一般是基于功率與距離的。而IUO內外層的發(fā)射功率是完全相同的,并基于載波/干擾比(C / I)進行切換。
普通同心圓對容量的提高約為10%~30%左右,提高量不大,IUO方式對容量提高相對較大,一般為20%~40%,并能在提高容量的基礎上保證通話質量。
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