GSM频率规划指导书.doc

目 录第1章 概 述1第2章 频率划分和载干比要求22.1 频率划分22.2 载干比2第3章 频率规划原则5第4章 常规频率复用技术64.1 43复用的载干比64.2 10MHz带宽43复用74.3 19MHz带宽43复用84.4 6MHz带宽43复用94.5 43复用小结10第5章 紧密的频率复用技术105.1 33频率复用模式105.2 26频率复用模式125.3 23频率复用方式145.4 13频率复用方式155.5 11频率复用方式185.6 A+B频率复用方式18第6章 同心圆（Concentric Cell）技术206.1 同心圆技术的概念206.2 普通同心圆GUO（General Underlay Overlay）216.3 智能同心圆IUO（Intelligent Underlay Overlay）216.4 同心圆技术的特点22第7章 MRP (Multiple Reuse Pattern)技术237.1 基本原理237.2 连续的MRP分组257.3 间隔的MRP分组267.4 MRP技术的主要特点287.5 与1X3复用方式的比较28第8章 各种频率复用方式容量比较29关键词：频率复用 载干比 紧密复用 同心圆 MRP1311摘 要：频率规划是GSM为了规划和优化中最关键的技术之一。本文系统地总结了GSM常用的频率规划技术，各种频率规划技术的特点，具体使用情况介绍，及其容量对比。缩略语清单： GSM频率规划指导书第8章 各种频率复用方式容量比较第1章 概 述对于移动通信，频率资源始终是一项珍贵资源，如何提高频谱资源的利用效率是运营商、设备商和众多专家学者关注和研究的重要课题，这些研究工作推动了通信技术的向前发展。移动通信到目前经历了三个阶段：模拟的TACS/AMPS、GSM/CDMA IS95、WCDMA/CDMA2000，每一次技术的飞跃都大大提高了频谱利用效率。提高频谱资源利用效率就是在有限的频谱资源范围内，在保证网络质量可以被接受的前提下，提高网络容量。在不考虑增加频率资源的前提下，提高GSM的网络容量的途径主要有两个：一是小区分裂，通过增加基站密度，提高网络容量；二是频率复用技术。本文主要研究GSM的频率复用技术，即频率规划技术。要提高网络容量，就必须对有限的频率资源进行重复使用；频率复用提高了网络容量，但又带来了新问题通话质量的恶化；频率复用越紧密，带来的网络干扰也越大。如何取得网络容量和话音质量的平衡是频率规划必须解决的问题。也就是说，一个良好的频率规划可以在维持良好话音质量的基础上实现网络容量的提升。目前，GSM常用的频率复用技术有：43、33、26、13、11、MRP、同心圆等，这些频率复用技术在实际的使用过程中各有优缺点。如43方式，其频率利用率较低，但网上通常能获得较高的载干比，能较轻松的获得良好的话音；13方式下，频率的利用率较高，但由于同频复用距离减小（与43相比），网上干扰增加，话音质量会变差，需要开启抗干扰措施，如跳频、DTX等。对于GSM的网络规划和优化工程师，频率规划技术是一项十分关键的技术。频率规划质量的好坏对网络质量起决定性影响。本文就频率复用的几种方式，根据系统要求和频率复用度进行论述，介绍频率复用规则，根据实例介绍各种复用方式下频率的分组，及其载干比和频率复用度。对于有些规划工程师喜欢采用的没有任何规律的频率方法因无法归纳总结本文不予介绍。并且由于这种方法在优化时调整频点的困难和对网络干扰的难以预测，这种规划方法也越来越少地被采用。30第2章 频率划分和载干比要求2.1 频率划分蜂窝系统根据所用频段可以分为GSM900M和DCS1800M系统，载频间隔为200KHz。其上、下行频率划分如下：表1. GSM频率划分频段（MHz）带宽（MHz）频道号载频数(对)GSM900上行890915下行935960251124124DCS1800上行17101785下行1805188075512885374注：上下行以基站为参照物，基站发手机收为下行；手机发基站收为上行。GSM900：共124个频点，绝对载频号（ARFCN）为1124，在两端留有200KHz的保护带。按照中国无委规定：中国移动占用890909/935954MHz，对应的ARFCN为195（通常频点95保留不用）；联通占用909915/954960MHz，对应的ARFCN为96124。其它国家运营商获得的频率范围与国内不一定相同，但可以根据频率与ARFCN的关系计算：基站收：f1（n）890.2（n1）0.2 MHz基站发：f2（n）f1（n）45 MHzDCS1800:共374个频点，ARFCN为512885。频率与载频号（n）的关系如下：基站收：f1（n）1710.2（n512）0.2 MHz基站发：f2（n）f1（n）95 MHz移动占用1710MHz1735MHz，25M带宽，对应ARFCN为512636；联通占用1745 MHz1755MHz，对应ARFCN为687736。2.2 载干比在GSM系统中由于频率的重复使用造成相互之间的干扰，称之为同频干扰。不少人认为同频复用基站之间的距离越近，同频干扰越大。但实际上同频干扰不仅与复用距离有关，还与基站小区的覆盖半径有关。下面以全向站为例证明这一点。假设所有基站的覆盖半径相同，小区覆盖半径为R，同频复用距离为D，f1为复用频率。图1全向基站同频复用示意图。图1 全向基站同频复用示意图复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关系： （1）上式中，i和j为正整数，q为同频干扰衰减因子。对于定向小区，N的实际物理意义为频率复用簇中的基站数目。如果同频小区与服务小区同时工作，则在中心服务小区内的手机既收到本小区基站发射的有用信号，又收到同频小区的干扰信号。那么小区的同频载干比（C/I）可表示为： （2）式中为第k个干扰信号。上式也可表达为【1】： （3）式中是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子，是实际地形环境确定的路径损耗斜率，移动环境中路径损耗斜率取值 35，一般取4。从图2可以看出，对于规则复用的全向基站，第一层同频干扰源为6个（下图中橙色所示6个同频复用小区）；第二层有12个（黄色所示12个小区），但相对第一层的6个干扰源干扰较小，可以忽略不计。图2 全向基站干扰示图若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同，则： （4） （5） （6）根据式（1）得到，载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为： （7）当手机处于服务小区的边界时，通常手机接收到的服务小区信号最弱，而接收到的干扰信号最强，按最糟糕的情况，需要的载干比应该为【1】： （8）如果蜂窝布局不好，干扰源将会增多，载干比将会下降。从上式可以推论：每簇中小区数目越多，载干比C/I越大，网络质量越好，但频率利用率越低。另外GSM的干扰程度还与话务负荷有关，话务高峰时的同频干扰比其他时间大。GSM的频率规划通常采用43复用方式。对于业务量较大的地区，还可以采用其它的复用方式，如33、13。无论采用哪种复用方式，必须满足干扰保护比的要求。GSM系统中，对载干比的要求是：同频载干比： C/I9dB；工程中加3dB余量，即C/I12dB邻频载干比： C/I9dB；工程中加3dB余量，即C/I6dB载波偏离400KHz时的载干比： C/I（载波/干扰）41dB 第3章 频率规划原则在进行频率规划时，一般采用地理分片的方式进行，但需要在分片交界处预留一定频点（频率足够使用时）或进行频段划分。交界处的选择尽量避开热点地区或组网复杂区，通常从基站最密集的地方开始规划，如首先从市区繁华地段开始规划，直到郊区载频配置较小的基站（通常选择O1/或S1/1/1为分界），当市区有江河或较大湖泊时也要特别关注，避免水面的强发射带来的干扰。由于实际基站分布的不规则性，难以保证同层载频的频率能完全按照4*3或3*3等常用模式进行规划，需要根据实际情况灵活调整。不管采用何种方式进行频率规划，必须遵循以下原则：1） 同基站内不允许存在同频、邻频频点；2） 同一小区内BCCH和TCH的频率间隔最好在400K以上；3） 没有采用跳频时，同一小区的TCH间的频率间隔最好在400K以上；4） 直接邻近的基站应避免同频（即使其天线主瓣方向不同，旁瓣及背瓣的影响也会带来较大的干扰）；5） 考虑到天线挂高和传播环境的复杂性，距离较近的基站应尽量避免同频、邻频相对（含斜对）； 6） 通常情况下，1*3复用应保证参与跳频的频点应是参与跳频载频数的二倍以上；7） 重点关注同频复用，避免在邻近区域存在同BCCH同BSIC的情况。第4章 常规频率复用技术4.1 43复用的载干比频谱利用效率可以用频率复用度来表征，它反映了频率复用的紧密程度。频率复用度可以表示如下： （9）其中，NARFCN总的可用频点数；NTRX小区配置的TRX对于nm频率复用方式：n表示复用簇中有n个基站，m表示每个基站有m个小区。那么，它的频率复用度为：nm但通常实际规划时所分配的频点数会大于nm，因此实际的freuse往往大于上述值。显而易见，频率复用度越小，其频率复用越紧密，频率的利用率越高，但随着频率复用紧密程度的增加，带来网上的干扰增大，需要相关技术的支持，如DTX、功率控制等；频率复用度越大，其频谱利用率率小，但容易获得较高的网络话音质量。频率规划就是在频率利用率和网络容量之间寻找平衡点，做到在保证一定网络质量的前提下，使网络容量最大。GSM系统中最基本的频率复用方式为43频率复用方式，“4”表示4个基站（每个基站由3个小区组成），“3”表示每基站3个小区。这12个扇形小区为一个频率复用簇，同一簇中频率不能被复用。这种频率复用方式由于同频复用距离大，能够比较可靠地满足GSM体制对同频干扰保护比和邻频干扰保护比的指标要求。使GSM网络运行质量好，安全性好。43频率复用方式下，它的频率复用度为12。对于下述的紧密复用，由于BCCH载频的重要性，及其不能采用功控、DTX、跳频（射频跳频时）等抗干扰手段，BCCH载频必须采用43或更宽松的频率复用模式。图3 常规频率复用43这种复用方式下，N4，则在43复用方式下，每个小区为120度定向小区，此时干扰源减小为2个，理论上载干比为【1】：实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。4.2 10MHz带宽43复用假设可用带宽为10MHz，信道号为4594。如果BCCH分配8194，共14个频点，其余分配给TCH用，下表为43频率规划例子。表2. 43频率复用分配表频率组号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3各频率组的频点号949392919089888786858483807978777675747372717069686766656463626160595857565554535251504948474645从表中可以看出给基上表中第一行的频点是BCCH频点，其中81、82为BCCH备用频点。频率组与图3中的小区编号相对应，小区A1的BCCH为94，其它载频为80、68、56；其它依次类推。而以12个小区为单位的一簇内，基站A的频率组为A1、A2、A3；基站B的频率组为B1、B2、B3；基站C的频率组为C1、C2、C3；基站D的频率组为D1、D2、D3。从上表可以看出，在同一复用簇内，所有频点没有被重复使用，并且同一小区、相邻小区不可能出现同频或邻频。但是这种复用方式频率利用率低，容量的提高需要占用大量的频率资源，所以这种复用方式满足不了业务量大的地区扩大网络容量的要求。在10MHz带宽下，采用43常规复用模式可以实现的最大站型为S4/4/4。频率复用度为50/4=12.5。在这个频率规划例子中频率复用度比12略大，是因为BCCH分配的频点比较宽裕。注：本文所指最大站型均指连续成片的基站均能达到的站型配置，不包括孤站。4.3 19MHz带宽43复用根据上述43频率规划方法，对于中国移动19MHz的频率（194），采用43频率复用模式，BCCH为7994，共16个频点，其余全部分配给TCH，不考虑微蜂窝预留频点。则频率规划方案如下表：表3. 43频率复用分配表频率组号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3各频率组的频点号949392919089888786858483787776757473727170696867666564636261605958575655545352515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110987654321从表中可以看出给基7982频点为BCCH备用频点。在19MHz带宽下，43复用模式可以实现的最大站型为S8/7/7。频率复用度为分别为11.75/13.43/13.43，平均频率复用度为12.87。4.4 6MHz带宽43复用根据上述43频率规划方法，对于中国联通6MHz的频率（96124），采用43频率复用模式，BCCH为111124，共14个频点，其余全部分配给TCH，不考虑微蜂窝预留频点。则频率规划方案如下表：表4. 43频率复用分配表频率组号A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3各频率组的频点号12412312212112011911811711611511411311010910810710610510410310210110099989796从表中可以看出给111、112为BCCH备用频点。可见在6MHz带宽下，43复用模式可以实现的最大站型为S3/2/2。频率复用度分别为9.67/13.5/13.5，平均频率复用度为12.22。4.5 43复用小结对于其它国家运营商不同的频率范围可以参照以上方式分配。43作为常规的频率复用模式是基本的频率规划技术，其它各种频率紧密复用技术的BCCH都必须采用43复用模式。理论分析表明，当各基站分布比较规则、小区方位一致时，同样复用模式下的干扰最小。因此要想增加网络容量，就必须尽可能保持基站分布符合理想网孔规则，小区方位角保持一致，天线高度也维持在同一高度（不考虑分层网）。但有时为了覆盖的需要，又往往期望通过调整天线方位角来改善覆盖，在这里与网络容量的提高是一个矛盾，需要权衡取舍。当需要继续增加网络容量时，可以采用的措施有：1） 小区分裂。但目前市区宏蜂窝基站平均覆盖半径已经小于500米，进一步大规模小区分裂在技术上和经济上的难度越来越大。2） 利用新的频率资源。如引入1800MHz频率资源，建设DCS1800网络。3） 在900MHZ现有的频率资源情况下，采用紧密频率复用技术，提高网络容量。采用频率紧密复用技术提高网络容量是最经济、最快捷的手段，因此也是最受运营商欢迎的手段。比较典型的频率紧密复用技术主要有33，26，23，13，11复用技术。第5章 紧密的频率复用技术5.1 33频率复用模式在业务量较大的地区，可以采用33复用模式；即以3个基站为一组，每个基站3个小区，这9个小区为一个频率复用簇。同一簇中的各小区使用不同的频率。这种复用方式相对于43方式，同频复用距离减小，所以网上干扰有所增加。图4 33复用模式假设可使用带宽为10MHz，信道号为4594，BCCH采用43常规复用，频率为8194，共14个频点。TCH采用33，频率为4580，共36个频点。表5. 33频率复用分配表频率组号A1B1C1A2B2C2A3B3C3各频率组的频点号80797877767574737271706968676665646362616059585756555453525150494847464510MHz带宽采用33复用可以实现的最大站型为S5/5/5。频率复用度为10。根据式（1），N=3，q3；此时第一层同频干扰源为2个；若r4，则理论载干比为：实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。在10MHz带宽下，站型可做到S5/5/5，而同样带宽采用43复用方式站型只能做到S4/4/4，所以在频带一定的情况下，网络容量得到一定程度的提高。在网络用户容量不是很多的情况下，使用这种复用方式可适当缓解网络容量的压力；但由于实际基站分布的不规则，天线挂高不一致，各基站的覆盖范围不一致，会导致网上干扰上升，要取得较好的话音质量，须采取一定的抗干扰技术，如跳频、DTX的使用等，以减小网上干扰。这种复用方式主要特点是：l 对现有网络结构不需做改动，实施容易。l 频率分组简单，系统容量一定程度上得到提高。l 相对于43复用方式，干扰有增加，但总体干扰可控制的较小。l 采用跳频时，需要有足够的频带宽度，以保证跳频效果。5.2 26频率复用模式这种复用方式是在原有43复用方式的基础上，通过改变小区结构，使每基站小区数增加为6个，2个基站（每个基站分为6个60扇形小区）共12个小区为一频率复用簇，这时，一个复用簇包含12个60扇形小区，这样的复用方式就是26频率复用。图5 26复用模式这种复用方式下，根据式（1）得，那么，26复用方式下，每个小区为60度定向小区，所以每个小区所受到的第一层干扰源减小为1个，理论上载干比为：实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。假设可使用带宽为10MHz，信道号为4594，采用26频率复用模式，在这里由于26蜂窝结构的特殊性，BCCH也采用26复用模式，频率为8194共14个频点，其余为TCH频点。下表为26频率规划例子：表6. 26频率复用分配表频道组号A1B1A2B2A3B3A4B4A5B5A6B6各频道组的频点号949392919089888786858483807978777675747372717069686766656463626160595857565554535251504948474645从上表中看出，在给基站分配频率时，选择频率的规律是A1，A2，A3，A4，A5，A6B1，B2，B3，B4，B5，B6，同一小区中、直接相邻的小区中不可能出现同频、邻频。这种复用方式是通过增加基站内小区的数目来获得容量的提高，通过增加小区数目，10MHz带宽的频率，基站的最大配置可做到S4/4/4/4/4/4，相比43复用方式，单个基站的容量提高了1倍；但是这种复用方式进一步缩短了同频复用距离，使得网络干扰显著增加；并且由于小区数目的增加，对于天线半功率角和天线其它指标的要求高，同时对网络结构的改动大，需要增加天馈，实际施工难度较大，所以网上很少使用这种复用方式。26的频率复用度为12.5。26复用方式主要特点：l 通过增加每基站扇形小区数，使每个基站的容量有较大的提高。l 需要高性能的半功率角更小的天线，对天线、站址规划要求高。l 天线辐射信号更加集中，有利于改善室内覆盖。l 需要BSS系统支持6扇区。l 需要增加天线，从现有的43方式改为26方式，对天线系统及频率规划需要做较大的调整及优化。l 增加了切换频次。l 同频复用距离小，网络干扰增大，须使用DTX、射频跳频等抗干扰措施。5.3 23频率复用方式这种复用方式就是2个基站，每基站3个小区，共6个小区为一个频率复用簇，同一簇内各小区使用不同的频率，不同簇使用相同的频率组，这种复用方式就成为23频率复用。图6 23复用方式频率配置这种复用方式下，每个同频小区所受干扰小区的数目为3（第一层），此时N=2，则 对于规则小区，理论上载干比在理想的规则小区结构下，此种频率复用方式也不能达到网络的载干比要求，必须依靠跳频、功率控制、DTX等技术进行补偿，才能满足系统的通信要求。对于10MHz带宽，可是用频点为4594，若BCCH频率为8194共14频点，其余为TCH频点，则23复用模式的频率分配如下：表7. 23频率复用分配表 频道组号A1B1A2B2A3B3各频道组的频点号807978777675747372717069686766656463626160595857565554535251504948474645BCCH使用较宽松的43复用方式，分配频点14个。10MHz带宽，采用23复用方式可实现的最大站型为S7/7/7，频率复用度为7.14。相23复用模式的容量有很大的提高，但由于同频复用距离的减小，网上干扰增大，23复用方式下，小区话务量很100难达到设计值，不能在最大站型的情况下满负荷工作。实际使用时，BCCH可使用较宽松的43复用方式，TCH使用23复用方式。主要特点：l 容量提高较大。l 不需改变现在网络结构l 不需要很宽的频率带宽就可增大网络容量。l 由于同频复用距离的进一步减小，网上的干扰会加剧，需要使用有效的抗干扰技术，以保证网络质量。l 需要使用射频跳频技术，对设备的支持力有要求。l 对天线的安装要求较高，各基站天线方向角一致性要求较高。5.4 13频率复用方式13复用就是1个基站的3个小区为一个频率复用簇，每个基站的同向小区所使用的频率组相同【2】。图6 13复用方式频率配置这种复用方式下，N的取值为1，则根据式（3）， 载干比远远低于系统要求的载干比保护值。必须采用跳频、功率控制、DTX等抗干扰技术提高载干比，以满足系统的通信要求。假设可使用频带宽度为10MHz，可使用的频点为4594。由于13复用方式必须使用射频跳频，而BCCH不能参与射频跳频，因此在规划时，BCCH采用43复用，而TCH采用13复用。BCCH按43复用，使用的频点为8194，共14个。TCH使用频点4580，共36个频点。TCH使用的频点有两种分组方式：间隔分组和顺序分组。间隔分组方式如下：表8. 13复用间隔分组频率组号频点号MAIOA80,77, 74,71,68,65,62,59,56,53,50,470,2,4,6,8,10B79,76, 73,70,67,64,61,58,55,52,49,461,3,5,7,9,11C78,75,72,69,66,63,60,57,54,51,48,450,2,4,6,8,10顺序分组方式如下：表9. 13复用顺序分组频率组号频点号MAIOA80,79,78,77,76,75,74,73,72,71,70,690,2,4,6,8,10B68,67,66,65,64,63,62,61,60,59,58,570,2,4,6,8,10C56,55,54,53,52,51,50,49,48,47,46,450,2,4,6,8,10按照配置载频数与跳频频点数之比为1：2的规则，10MHz带宽，13可以实现的最大站型是S7/7/7。频率复用度为7.14。同一基站内部各小区之间通过合理的配置跳频偏移量MAIO来避免同邻频干扰。假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96124。BCCH采用43复用，使用的频点为111124，共14个。而TCH采用13复用，TCH使用频点96110，共15个频点。间隔分组方式如下：表10. 13复用间隔分组频率组号频点号MAIOA96,99, 102,105,1080,2,4B97,100, 103,106,1091,3C98,101,104,107,1100,2在6MHz带宽下，13间隔分组方式可实现的最大站型为S4/3/3。频率复用度为7.25/9.67/9.67，平均频率复用度为8.86。顺序分组方式如下：表11. 13复用顺序分组频率组号频点号MAIOA96,97,98,99,1000,2B101,102,103,104,1050,2C106,107,108,109,1100,2按照配置载频数与跳频频点数之比为1：2的规则，6MHz带宽，13顺序分组可实现的最大站型是S3/3/3。频率复用度为9.67。1*3特点：l 1*3的复用度更加紧密，容量大大提高；l 间隔分组比顺序分组的容量略高一些；l 频率规划简单，在规划一个网络时，只需规划BCCH频点即可。在优化需调整或增扩载频时，无须重新规划频率；l 该技术可以极大地提高规划效率； l 需要使用宽带合路器，具有频率选择性的空腔合路器不适用；l 对频率选择性直放站影响较大，使用1*3后应更换成宽频直放站；l 随着复用距离的减小，同邻频干扰也显著增加；l 采用1*3时，网络需要细致的优化调整，尤其要控制住越区覆盖；l 必须使用射频跳频，参与跳频的频点应大于载频数目至少两倍；l 在实际使用13频率复用方式时，因为BCCH不能使用射频跳频、DTX、功率控制等抗干扰措施，所以BCCH只能用较宽松的43复用方式，以保证网络质量。5.5 11频率复用方式11复用就是1个基站中的1个小区为一个频率复用簇，其它小区均与该小区使用相同的频率组。假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96124。由于11复用方式必须使用射频跳频，而BCCH不能参与射频跳频，因此在规划时，BCCH采用43复用，而TCH采用11复用。BCCH按43复用，使用的频点为111124，共14个频点。TCH使用频点96110，共15个频点。表12. 11复用频点分配频率组号频点号MAIOA96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,1100,2,4B96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,1106,8C96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,11010,126MHz带宽，11可以实现的最大站型是S4/3/3。频率复用度为7.25/9.67/9.67，平均频率复用度为8.86。可见11紧密复用模式与13间隔分组方式可实现的最大站型相等，对于容量贡献上也完全一样。5.6 A+B频率复用方式这种复用方式实际上是13复用方式的一种变形，是一种改进型的13复用方式。必须采用射频跳频。当带宽较窄，而容量需求又较高时，可以考虑采用这种频率规划方式。它将可用频段分为3组f1、f2、f3，各小区的频率分配如图7所示：图7 A+B频率复用方式示图这种复用方式通过增加小区内参与跳频的频点数目而增加频率分集增益，改善载干比。同一基站内部各小区之间通过合理的配置跳频偏移量MAIO避免同邻频干扰。不同基站的小区间因参与跳频的频点数目的增加，同邻频碰撞概率也相应减小。假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96124，因为A+B复用方式下必须使用射频跳频，但BCCH不能参与射频跳频，所以具体规划时，BCCH频点应该使用较宽松的43复用，而TCH频点使用A+B复用方式，以取得较好的网络质量。下表为6MHz带宽下，具体的频率分组。BCCH使用43复用，使用的频点为111124，共14个，其中两个频点备用。TCH使用96110共15个频点。表13. A+B复用方式频率分组频率组号频点号MAIOA96,97,98,99,100,101,102,103,104,1050,2,4B101,102,103,104,105,106,107,108,109,1101,3C96,97,98,99,100,106,107,108,109,1105,7在6MHz带宽下，A+B频率复用模式可以实现的最大站型是S4/3/3。频率复用度为7.25/9.67/9.67，平均频率复用度为8.86。在实际使用中，因为网络基站布局的不规则性，天线挂高问题，可能会使网络局部恶化，应谨慎使用，建议不要在大网应用。中小型网络可尝试使用，尤其适用于小型网络。第6章 同心圆（Concentric Cell）技术6.1 同心圆技术的概念同心圆技术就是在GSM网中，将无线覆盖小区分为内圆和外圆两个服务层，又称顶层（Overlay）和底层（Underlay）。同心圆技术本身是一种信道分配和切换的技术，但当同心圆技术与上述各种频率规划技术结合时，可以在增加网络容量的同时更好地改善网络质量。外圆的覆盖范围是传统的蜂窝小区，而内圆的覆盖范围主要集中在基站附近，外圆一般采用常规的43复用方式，而内圆则采用紧密的复用方式，如33，23或13。因而，所有的载频被分为两组，一组用于外圆，一组用于内圆。外圆和内圆是共站址的，而且共用一套天馈系统，共用同一个BCCH信道，BCCH信道必须设置在外圆载频信道上。 UnderlayOverlay图8 同心圆（Concentric Cell）示意图考虑内圆的容量较大时采用如下的分组方式，内圆有较多的频点使用，更有利于基站附近高话务的吸收。表14. 6MHZ带宽同心圆技术载频分组方式（一）逻辑信道频 道 号Underlay（12）666768697071727374757677Overlay（18）787980818283848586878898909192939495如果话务分布较均匀，那么则要相应的提高外圆的容量，则采用表10的分组方式，使得外圆能吸收较多的话务。逻辑信道频 道 号Underlay（24 ）666768697071727374757677787980818283848586878889Overlay（6 ）909192939495表15. 6MHZ带宽同心圆技术载频分组方式（二）6.2 普通同心圆GUO（General Underlay Overlay）普通同心圆就是为了抑制同频干扰，采取减少内圆覆盖范围的措施，即内圆载频的发射功率一般低于外圆载频的发射功率，内圆的覆盖范围小于外圆。内圆与外圆的切换一般是基于手机的接收电平和手机与基站的距离TA值。对于位于外圆的手机尽量分配频率复用宽松的频点，如BCCH频点；对于位于内圆的手机尽量分配频率复用紧密的频点，如除BCCH频点以外的频点。这样就可以通过内圆频率采用紧密的复用方式，有效的提高系统容量。普通同心圆的使用，由于内圆、外圆的覆盖范围不一致，带来了内外圆话务控制和切换控制的问题。普通同心圆适用于话务量集中在基站附近，话务量越集中于基站附近，扩容效果越明显，但是，由于其内圆发射功率低，不易吸收室内话务量，而在话务量均匀分布的情况下，对容量的提高不大。6.3 智能同心圆IUO（Intelligent Underlay Overlay）为了保证所有载频的覆盖范围相同，引入智能同心圆（IUO）技术，IUO的内圆与外圆载频的发射功率是相同的。IUO的设计思想如下图：图9 IUO结构示意图IUO的思想是将基站频率分为两部分（或两层），一层称为“regular层”，另一层成为“supper”层。“regular层”频率复用距离较远，用宽松的频率复用方式，如43复用方式；“supper层”复用距离较近，用紧密复用模式，如23，13等。IUO的使用带来的问题是SUPPER层干扰较大，需要设备支持，提供专门基于载干比C/I的切换算法。其切换过程如下：通话在supper层建立，然后BSC不断监测链路supper层信道的C/I，当某信道的C/I超过某个门限时，系统将用户切换到“regular层”。当C/I优于可用门限时（Good C/I Threshold），使用“supper层”信道；当C/I小于一定门限（Bad C/I Threshold），使用“regular层”信道，可通过调节threshold来控制S/R层的话务量。对于IUO，由于R层与S层载频发射功率相同，对话务量的吸收比较灵活，对网络实际容量提高相对较大。但系统必须增加以下功能：下行信道同频干扰保护比C/I的估算，与IUO相关的切换算法。IUO技术目前只有NOKIA支持。6.4 同心圆技术的特点l 不需改变网络结构l 需要软件支持，需要增加一些特殊的切换算法l 对系统硬件无特殊要求l GUO适用于话务量集中在基站附近的情况l GUO内圆覆盖范围小，从而增大了同频复用因子q，使网上干扰减小l GUO因内圆载频功率较小，不易吸收室内话务量l IUO内外圆载频功率相等，能够有效吸收室内话务量，能在提高容量的同时保证通话质量表16. GUO与IUO比较覆盖区域频率复用方式发射功率逻辑信道分配切换算法GUOUnderlay43高BCCH/TCH功率、距离Overlay33/23/13低TCHIUOUnderlay43相同BCCH/TCHC/IOverlay33/23/13相同TCH第7章 MRP (Multiple Reuse Pattern)技术7.1 基本原理多重频率复用（MRP）技术就是把所用的载频分为几组，每组中的载频作为独立的一层，每层采用不同的复用方式，在做频率规划时，逐层配置载频，频率复用逐层紧密。图10 分层紧密复用示意图图中同一种颜色表示同一组频率，频率是复用的，圈的大小表示覆盖范围。L1、L2、Lm表示小区中频率分层，从图中可以看出，越到上层，复用越紧密。在频带一定的情况下，分层紧密复用和各层相同复用比较，单位面积信道数有较大的提高。MRP对设备没有特殊的软硬件要求。它是建立在一种载波分层的概念上。即将所有可用的频点分成若干组，每一组作为一个载波层。根据紧密复用规则，每层安排的频点数举例如下，并且满足下式：n1n2n3n4.nm。层 频点数BCCH n1TCH1 n2TCH2 n3.TCHm-1 nm多层紧密复用方式的第一步是把可用的频带划分成不同的子频带。通常，划分出独立的频带作为BCCH的频带，原因如下：BSIC解码不受话务的影响。分离的BCCH频点不受TCH的频点干扰，有助于移动台对BSIC的解码。简化邻小区表的规划。分离的BCCH频点有助于简化邻小区表，使移动台能快速捕捉到有用的BCCH ，这对切换是相当重要。从功控和DTX获得最大的增益。只有TCH才能使用功控和DTX，分离的BCCH将使下行链路的功控和DTX获得最大的增益。重新规划TCH频点不会影响BCCH。当新的TRX增加时，在不考虑合路器的隔离度和邻频干扰时，可以保持BCCH频点不变。第二步，把剩下的频点分成几个不同的TCH频带。多层紧密复用方式的主要思想是不同的TCH频带应用不同的频率复用方式。根据网络中载频的分配，决定平均复用度。根据每小区的最大载频数和这些小区数，调整平均复用度。通过这种方式，网络的质量可得到有效的控制。增加载频时极小地影响已存在的频率分配方案。增加的频点只影响载频数大于本小区的其它小区，比方说，在一个小区中配置第四个载频时，将对有四个载频以上（包括四个）的小区有影响。MRP技术打破了固定频率簇的概念，使载频配置灵活，特别是使一个扇形小区的频率不可能与邻近扇形小区的完全相同，既改善了同频干扰保护比，也改善了跳频效果。需要指出的是，由于广播控制信道（BCCH）不使用不连续发射（DTX）和跳频技术，发射功率大，干扰特性与业务信道（TCH）不同，因此，无论TCH采用多么紧密的频率复用模式，为了保证网络的服务质量和安全，建议BCCH采用43复用方式，这样，用于BCCH的载频数应不少于12个。在实际应用中，一般分配1215个。如果可用频率带宽为7.2MHz，那么可用载频数为36对，频道号6095，分成4组，分组方式如图11所示。图11 7.2MHz带宽MRP载频分组方式其中，广播控制信道（BCCH）组有12个载频可供复用，业务信道分TCH1、TCH2、TCH3三组，每组分别有9、8、7个载频可供复用，在频率规划时，为了保证网络安全，要求先分配BCCH，12个载频按43复用方式，12个扇形小区，每个小区分配1个BCCH载频；接着分配TCH3，每个小区分配TCH3层中1个载频，然后依次分配TCH2、TCH1。这样每个基站扇区可配置4个载频（4/4/4站型）。余下3个载频可分配给微蜂窝或微微蜂窝用。根据BCCH和TCH载频选取的方式不同，又分几种MRP，现介绍以下几种：7.2 连续的MRP分组假设可用频带宽度10MHz，信道号为4694，BCCH、TCH载波层的规划可以采用连续分组方式。对于连续分组的方式，BCCH频点最好再增加12个额外的频点进行规划，即1214个频点进行规划。表17. 连续分配MRP载波类型可用频点的绝对载频号可用频点数BCCH839412TCH174829TCH266738TCH358658TCH452576TCH546516由表12可以看出，这样将以上频点分为6组，这样广播信道（BCCH）所在载波层有12个频点供复用，业务信道分为TCH1TCH5共5组载波层，各组分配有不同数目的频点供复用。这样在10MHz的带宽下，基站配置可以做到S6/6/6。根据以上对各载波类型的频点数分配对整个网络进行频率规划。如果按照传统的4/12复用方式，基站最大配置只能做到S4/4/4。对于连续分组的方式，基站频率层内可能存在同频/邻干扰，基站频率层间干扰出现在频率分界点。7.3 间隔的MRP分组除连续分配之外，还可以间隔分配，下图表示间隔分配示意图。图中BCCH 假设可分派频率为1、3、5、37，从中抽出12个频点给BCCH，其余频率给TCH1、THC2、THC3和MICRO，每层频率间隔选配。层内不存在邻频干扰，层间存在邻频干扰，对于话务量不是特别忙时，这种方式是有利于减少网络干扰。图11 间隔MRP频率分配若可用频带宽度为10MHz，可用频点为4694，具体的频率分组如下表。表18. 间