多重频率复用方式应用于GSM系统的分析

《多重频率复用方式应用于GSM系统的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、多重频率复用方式应用于GSM系统的分析李　华　陈霖青　韦　岗摘要：本文对目前广泛应用于GSM系统的多重频率复用方式(MRP)的工作原理，应用基础，应用中的一些问题，如频率分组的原则、优化的方法等进行了分析，并列举了实例，提出了有关MRP方式推广应用的一些看法。主题词：多重频率复用　GSM　网络优化MultipleFrequencyReusePatternforGSMSystem1　引言　　近年来，蜂窝移动通信在我国发展迅猛，目前用户已达3000万户，预计到2000年，我国的移动用户将达到5500万户左右，发展前景十

2、分广阔。但是，随着用户的迅速增加，频率资源对蜂窝移动通信发展的制约越来越大。因此，如何开发新的频谱资源以及进一步提高现有的频率资源利用率，尽可能增加系统的容量，已成为移动通信领域中研究的重点和热点。　　提高蜂窝移动通信系统频率利用率有多种途径，从寻址方式的演变、信号处理技术的改进，到频率复用方式的变革，方方面面、林林总总。但在运行的网络中，从频率复用方式的角度想办法提高频率利用率，既不影响网络的结构，又节省投资，是一种经济实用的好办法。　　目前，GSM网在我国已成为蜂窝移动通信中的主角。按照GSM体制规范的推荐，我

3、国的GSM移动通信无线网络一般都采用4×3频率复用方式，如图1所示。　　这是一种理想化的蜂窝结构，其同频干扰保护比(C／I)能够比较可靠地满足GSM标准要求(9～12dB)。然而，随着GSM系统中的各种新技术特别是跳频技术的发展和应用，对网络的C／I值会有较大的改善，从而可以采用一些比4×3更紧凑的频率复用方式，以提高频率的利用率。图1　GSM网络4×3频率复用方式图　　另外，类似图1的频率配置方式对基站的条件要求较高。现实中的基站(小区)的天线高度、地形地貌差都会比较大，小区覆盖范围会有较大的差异。而且，各小区的

4、业务需求不同，所需的频道数目往往也就不相同。因此，完全套用理想化规则的频率复用方式，同频干扰保护比难以保证，造成频谱利用率不高。　　可见，根据无线网络的实际情况，动态地按各小区的业务之需分配频率将是频率复用方式的发展方向。多重频率复用方式(MRP)是根据GSM系统的特点提出的一种非规则频率复用方式。在我国GSM网中，这种方式仍处在探讨应用阶段。本文的目的就是对这种频率复用方式在GSM系统应用中的一些问题进行分析。2　MRP方式应用于GSM系统的基础2.1　更紧凑的频率复用　　一般地，频率复用就是将可用频率分成若干组

5、，频率以组为基础分配到每个小区，每小区的频道数等于系统可用的总频道数除以频率分组的数值N(N称为频率的复用系数)。N愈大，整个系统内的同频小区的间隔就愈大，C／I值就愈大，但是，每组可用的频道就愈少，频率利用率就愈低。相反，N愈小，C／I值就愈小。　　在移动通信网中，一个基站小区对另一个同频基站小区的C／I值可以由式(1)进行估算：　　C／I=alg(D／R)＋K(1)　　式中：a为传播路径损耗斜率；　　D／R为同频道复用保护距离系数，D为干扰小区至被干扰小区远端边缘的距离，R为干扰小区的直径；K为传播条件、天线方

6、向去耦、天线下倾等因素的综合修正因子。　　若采用图1所示的4×3复用方式，　　D≈(3n)1／2R=(3×4)1／2R=3.46R(2)　　式中，n为族内基站数　　若取a=35，由式(1)可得，　　C／I=18.9＋K(dB)(3)　　可见，采用4×3的频率复用方式(N=12)时，同频干扰保护比与GSM标准相比，尚有一定的裕量。N应该可以减小，以使频率复用更紧凑。　　作为估算，暂不考虑K值的影响。由式(1)和式(2)，若将C／I取12dB，那么可得：　　N=3×n≈5　　另外，在实际的网络中，只要规划合理，K值往往

7、可以保证是正数，即对C／I值会有较好的改善。因此，频率复用系数N是可以比12小得多的。一些场合，N甚至可以比5还小。2.2　跳频技术　　GSM在无线接口上综合了频分多路接入(FDMA)和时分多路接入(TDMA)两种技术，并可以加上跳频技术，这样的混合性能与模拟系统有重大的区别，在性能上为GSM系统带来了极大的优势。GSM无线路径上的传输单位是由大约156个调制比特组成脉冲串(Burst)。通常所说的信道，实际上就是某个时间和频率段上传输“Burst”。一个信道的“Slot”在时间上不是连续的。因此，一个信道是由一组

8、临时定义的Slot组成，信道在Slot的组合上是周期的。信道的频率是指信道构成中的每个Slot的频率。它可以是一个固定的频率，此时，信道占据的Slot具有相同的频率；也可以是不同的频率，这就是跳频技术，即规则地改变一个信道所使用的频隙。　　GSM系统采用跳频技术有两方面的好处，其一是频率分集；另一个是干扰分集。前者在MS静止或慢速移动时，对传输质量有较大的改