gsm蜂窝网络系统的设计与优化

《gsm蜂窝网络系统的设计与优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、gsm蜂窝网络系统的设计与优化GSM蜂窝网络结构一个GSM网络是由若干个基站提供覆盖和服务的，对于一个大容量的移动电话网往往需要几十个甚至几百个基站才能覆盖整个服务区，并要能满足高话务密度的要求（即要求基站容量要足够大），而GSM网络能利用的频率资源又是非常有限的，这就构成了一对矛盾。早在60年代，美国贝尔实验室提出了使用蜂窝结构来解决用户量大与移动通信系统频率资源有限的矛盾。经过几十年的实践作为公用陆地移动系统，采用蜂窝小区技术的模拟通信系统中已经发展的较为成熟了，该结构的有效性已经为工程、规划人员所接受。这里更简明地描述蜂窝网络结构，不妨假设基站设置在平原地区，地面无障碍物阻挡，并采用全

2、向天线的理想条件下，它的覆盖区是一个圆。而七个圆按照一定的交叠深度相邻接，中心一个圆的交接边界（在蜂窝网中就形成了切换边界）就拟合成一个正六边形。对应的同频干扰也就较规则地分布于六边形的边缘。如图1－2所示：图1－2蜂窝结构的拟合因此，在一个服务区内，以全向区来看，相互邻接的小区其正常切换边界形成了多个两两相邻正六边形，形同蜂窝状，称为蜂窝结构。但是，为了在无线网络规划设计中应用蜂窝结构实现同频复用和覆盖区不断扩大的要求，还需要将各蜂窝（cell）分成复用区族，由复用区簇两两相邻接来不断扩大覆盖区和实现频率复用。复用区簇是若干个相邻接在一起的基站区群。在一个复用区簇内将全部可用频道平均分配给

3、每个基站区或扇形小区，如下图1－3。两个相同的无线区簇彼此相邻接，簇内处于相应位置的两个基站区就是同频复用区，而相邻的无线区簇为同频复用区簇。图1－3由12个小区组成的频率复用区族显然，六边形只是无线覆盖方式的简化模型，实际上不可能有上面所讲到的各个方向完全一致的传播情况，也就没有完全规则的正六边形相接的小区，覆盖和干扰分布也就随地理环境发生偏差，这就要求在蜂窝结构思想的指导下，合理规划和配置各个小区，使得覆盖和干扰保护达到要求。另外，应用蜂窝分裂技术不断将基站覆盖区划小，提高频率复用次数，满足用户密度不断增大的需要。该技术主要包括将一个全向大基站分裂为若干个扇形小区基站，或将一个扇形小区基

4、站分裂为多个覆盖半径更小的扇形小区基站。有关小区分裂的技术在第四章中有详细的论述。就小区规划而言，蜂窝小区无论对模拟系统或数字系统在组网技术和工程设计上都是相通的。数字系统在对载干比要求、传播损耗计算的模型等方面有不同于模拟系统的特点。综合可知，蜂窝小区体制主要特点有：（1）无线频率资源复用；（2）越区自动切换；（3）信道分配和小区分裂。其中频率复用主要由系统所选用的调制方式、信道带宽确定载干比，在满足这个载干比要求的前提下，考虑到多径衰落等因素的影响，确定同频复用保护距离和邻频干扰等。为了满足用户从一个小区移动到另一个小区，使得通话不被中断，需要进行自动切换信道。GSM系统提供了软、硬件手

5、段，是网络实体所必备的功能。而如何配置与设计，使网络和终端能够成功地完成越区切换，并尽可能地减少系统中切换的次数，将是小区系统设计的重要课题之一。组网的最终目的是满足用户话务需求，而由于移动网自身的特点，话务分配极不平衡，在闹市区中央和郊区的话务量可以相差上百倍。因此小区的覆盖半径，各个小区分配到的信道是不同的，对应于小区的容量也就不同，并且随着话务量的增加，还可能将原有小区进一步分裂为更小的新小区。要求在规划设计阶段不仅要考虑满足覆盖、干扰以及系统容量，另外也要是要考虑系统的成本和经济效益，以及将来系统扩容的灵活性。GSM系统中还有一个重要的功能，就是功率控制。由于小区覆盖半径的不同和终端

6、的移动性，需要在移动台和基站双向按照连接双方无线路径的远近控制其平均功率，使保持传输质量在给定的门限上，而又尽可能处于最小的发射功率。这样就可以减少对其它通话的干扰电平。同样为了提高无线信号的传输质量，减少系统的干扰电平以及提高频谱效率，还要在规划中配置功率控制方案，采用分集和跳频及不连续发信等技术，对规划设计提出了较高的要求。1.4无线蜂窝网络规划设计及网络优化GSM无线网络规划设计是移动通信网的建设中极其重要的环节，它对于网络的建设成本与网络建立后的运行质量有重要的影响。GSM无线网络规划设计目标是指导工程以最低的成本建造成符合近期和远期话务需求，具有一定服务等级的移动通信网络。具体地讲

7、就是要达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，满足所要求的通信概率；在有限的带宽内通过频率复用，提供尽可能大的系统容量；尽可能减少干扰，达到所要求的服务质量；在满足容量要求的前提下，尽量减少系统设备单元，降低成本等几个方面目标。GSM无线网络规划与优化是一个阶梯式循环往复的过程。对与一个GSM网络来说，移动用户在不断地增长，无线环境在不断的变化，话务分布情况也在变化之中，因此，GSM网络是在循环反复的网络