一种面向工程应用的启发式频率分配算法-研究和应用

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1、一种面向T程应用的启发式频率分配算法研究‘j麻用1．1蜂窝组网理论第一章绪论通信网的组网涉及到各种通信技术、设备的应用，以及如何更有效地发挥效益的问题。在移动通信网中，蜂窝式组网的理论由美国贝尔实验室提出，是移动通信发展引发的构想，它代表一种构造移动通信网的完全不同的方法。蜂窝式组网的目的是解决常规移动通信系统频谱匮乏、容量小、服务质量差及频谱利用率低等问题。蜂窝式组网理论为移动通信技术的发展和新一代多功能设备的产生奠定了基础。蜂窝式组网理论的主要内容如下：1．无线蜂窝式小区覆盖和小功率发射蜂窝式组网没有使用点

2、对点传输和广播覆盖模式，而是将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形为基本几何图形的覆盖区域，称为蜂窝小区。一个较低功率的发射机服务一个蜂窝小区，在较小的区域内设置相当数量的用户。根据不同制式系统和不同用户密度挑选不同类型的小区。基本的小区类型有：超小区、宏小区、微小区、微微小区。当蜂窝小区用户数量增大到一定程度而使准用频道数不够用时，采用小区分裂将蜂窝小区分裂为更小的蜂窝小区，低功率发射和大容量覆盖的优势十分明显。2．频率覆盖蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离度，在相隔一定距离的另一个基站可以

3、重复使用同一组工作频率，称为频率复用。采用频率复用大大缓解了频率资源紧张的矛盾，增加了用户数目和系统容量。频率复用能够从有限的原始频率分配中产生几乎无限的可用频率。不过，频率复用也产生了同频干扰的问题。同频干扰的影响并不是与蜂窝之间的绝对距离有关，而是与蜂窝间距离与小区半径的比值有关。3．多信道共用和越区切换由若干无线信道组成的移动通信系统，为大量的用户共同使用并且仍能够满足服务质量的信道利用技术，称为多信道共用技术。多信道共用技术利用信道占用的间断性，使多用户能够任意地、合理地选择信道，以提高信道的使用频率。

4、为了保证通话的连续性，当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，移动通信系统必须具有业务信道自动切换到相邻小区基站的切换功能，即切换到新的信道上，从而不中断通信过程。一种面向．T程心用的启发式频率分配算法研究与应用1．2GSM网络概述GSM数字蜂窝移动通信系统属于第二代移动通信系统，是在第一代移动通信系统的基础上发展起来的。由于第一代移动通信制式采用的FDMA接入技术频谱利用率低、保密性差、容量小，不能满足日益增长的移动通信需求。为此，1982年，欧洲邮电主管部门会议(CEPT)为开发第二代数字蜂窝移动系统成立了一

5、个新的标准化实体GSM(GroupSpecialMobile)，制定欧洲900MHz数字TDMA蜂窝移动通信系统(GSM系统)技术规范。1987年，欧洲17个国家的运营者和管理者签署了谅解备忘录(MoU)，成立了MoU组织，致力于GSM标准的发展。1990年，完成了GSM900的规范制定。1991年，GSM系统在欧洲开通运行，同时MoU组织为该系统设计和注册了市场标准，将GSM更名为“全球移动通信系统”(GlobalSystemforMobileCommunication)，从此移动通信跨入了第二代的数字移动通

6、信时代。1994年，GSM系统进入中国。GSM系统由许多单元组成，从下图中的系统结构可以看出，整个系统可以分为4个相互独立的子系统。基站子系统(BSS)是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连接，负责无线发送接收和无线资源的管理。网络子系统(NSS)是整个系统的核心，它对GSM移动用户之间及移动用户与其他通信网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能。国图1-1GSM网络结构处理与用户的移动台的无线通信的设备称为基站(BTS)，BTS上装配有无线电收发设备，包括天线和信

7、号处理机能，基站的天线有全向的、定向的、分扇区的。现在典型的基站控制三个天线，每个天线120度，每个这样的天线定义了一个小区，小区是信道规划优化的基本单位。小区的容量由安装在天线上的接收机(TRX)数量决定，每个天线上最多装12个TRX，而每个TRX一般能处理6～一种面向丁程应用的启发式频率分配算法研究’j应用8个呼叫，所以一个小区的最大容量约为80个呼叫，呼叫量过重的地区，如机场、商业区等，就必须进行更密集的小区划分。每个基站通过电缆与一个基站控制器(BSC)连接，一个BSC并行控制着多个基站。每个BSC又与

8、一个移动服务交换中心(MSC)连接，所有的MSC通过核心网(corenetwork)互相连接。BSC和MSC的位置规划、核心网的拓扑结构设计、链路容量、路由的优化等都是运营商们需要解决的重大任务。而我们关心的只是无线网络部分的频率规划，涉及的概念有基站、小区和频率。1．3GSM网络规划优化内容GSM网络规划和优化在一个网络的建设和运行阶段占据了很重要的位置。蜂窝网络规划的目标是根据无线