GSM频率复用方式

GSM频率复用方式频率复用是指在数字蜂窝系统中重复使用相同的频率，一般把有限的频率分成若干组，依次形成一簇频率分配给相邻小区使用。通常的频率复用方式有：1）普通复用：“4×3”复用、“3×3”复用，以及更为紧密的“2×6”复用和“1×3”复用。2）双重复用：BCCH和TCH分别采用不同的复用方式。3）同心圆复用：常规层和超级层分别采用不同的复用方式。4）多重复用MRP：各层频率分别采用不同的复用方式。一、普通复用方式1、“4×3”复用方式“4×3”复用复用方式针对每基站划分为3扇区的规划。12个频率为一组，并轮流分配到4个站点，每个站点可用其中的3个频率，如图1所示。这是“900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网络技术体制”建议采用的复用方式，也是GSM系统中最常用和最典型的复用方式。对于三叶草60°天线，其D/R=6；对于120°天线，其D/R=3.46。采用三叶草60°天线时抗同频干扰性能会更好。图1：4×3复用2、“3×3”复用方式“3×3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划。9个频率为一组，并轮流分配到3个站点，每个站点使用其中的3个频率，如图2所示。这也是“900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网络技术体制”建议采用的复用方式。“3×3”复用方式与跳频、DTX、功率控制一起使用，可达到抗同频干扰要求。但带宽在6MHz以下时，不能提供足够的跳频增益，因此性能不佳。3×3复用方式增加了频率复用度，从而提高了频率利用率。但采用此技术一方面要保证网络有足够的基站满足覆盖要求，另一方面要有足够的频带宽度，一般要大于6MHz。以保证跳频效果。采用3×3复用方式的特点详见下表1。图2：3×3复用表1：相关频率复用方式的特点3、“2×6”复用方式这是Motorola提出的用以解决高话务地区频率复用的方法。该方法在不同天线方向上有着不同的频率复用程度，其D/R小于3×3复用方式。4、“1×3”复用方式1×3复用是较紧密的复用方式，虽然频率利用率很高，但其干扰增加很大，如果采用的抗干扰技术不够有效，可能对网络质量存在较大影响，因此应用时必须注意网络的优化。1×3复用方式的主要特点详见下表1。二、多重复用MRP频率多重复用MRP（MultiplefrequencyReusePattern）方式就是将所有可用载频分为几组，每一组载频作为独立的一层，不同层的频率采用不同的复用方式，也就是说在同一网络中采用不同的频率复用方式，频率复用逐层紧密。为保证BCCH的安全，MRP中用于BCCH的载频数应不少于12个。按TCH分组方法的不同，MRP又可分为严格的MRP与改进的MRP。如在6M的带宽下，可采用如图3的复用结构。频率多重复用MRP的特点详见下表1。图3：MRP复用结构（例）在使用MRP时，应注意以下问题：1）必须采用跳频、功率控制、DTX等抗干扰手段，这也是MRP技术应用的前提；2）采用MRP技术时，应注意频率分配的顺序。一般应先分配BCCH，然后分配TCH等；3）不同区域基站的频率应分别规划；4）根据具体的干扰情况，调整邻区设置。MRP技术可根据容量需求及话务分布情况灵活进行频率规划，可逐步提高网络容量，它比仅使用3×3网络容量高，与1×3相比对网络质量影响较小，采用的技术如跳频、功率控制、不连续发射是GSM系统应具备的技术，在设备及软件上无其他特殊要求，只要进行仔细的网络规划和优化，在许多网上都可以使用。其性能（平均站容量、容量比等）与其他普通复用方式比较详见下表2。表2：MRP与其他普通复用方式性能比较三、同心圆复用同心圆（ConcentricCell）是指把基站中的某几个载频的功率降低，使其覆盖范围缩小，成为内层圆，其余载频以常规功率发射，成为外层圆。因内层圆的小区半径较小使得其使用的频率也可以在相邻小区使用，从而提高了内层频率复用率。外层的覆盖范围为传统的蜂窝小区，而内层的覆盖范围则主要集中在基站附近。另外，内外层的频率复用系数一般也不同，外层一般用4×3复用方式，而内层则采用更紧密的复用方式，如3×3、2×3或1×3等方式。通过BSC的控制软件实现移动用户（MS）在内外层之间的切换，大量吸收基站附近的热点地区的话务量。根据同心圆的实现方式不同，可分为普通同心圆与智能双层网（IUO）两种，两者的主要区别在于内层的发射功率与内外层的切换算法。普通同心圆内层的发射功率一般要低于外层，从而降低了同频干扰，其内外层的切换一般是基于功率与距离的。而IUO内外层的发射功率是完全相同的，并基于C/I进行切换。普通同心圆对容量的提高约为10%~30%左右，提高量不大，IUO方式对容量提高相对较大，一般为20%~40%，并能在提高容量的基础上保证通话质量。