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頻率復(fù)用

10M帶寬頻率采用MRP方式復(fù)用小區(qū)最大配置具體怎樣計(jì)算

提問者: 偉光GSM 提問時(shí)間: 2012-06-26

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問題答案 ( 6 )

頻率多重復(fù)用MRP（Multiple frequency Reuse Pattern）方式就是將所有可用載頻分為幾組，每一組載頻作為獨(dú)立的一層，不同層的頻率采用不同的復(fù)用方式，也就是說在同一網(wǎng)絡(luò)中采用不同的頻率復(fù)用方式，頻率復(fù)用逐層緊密。為保證BCCH的安全，MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應(yīng)不少于12個(gè)。按TCH分組方法的不同，MRP又可分為嚴(yán)格的MRP與改進(jìn)的MRP。
在使用MRP時(shí)，應(yīng)注意以下問題：1）必須采用跳頻、功率控制、DTX等抗干擾手段，這也是MRP技術(shù)應(yīng)用的前提；2）采用MRP技術(shù)時(shí)，應(yīng)注意頻率分配的順序。一般應(yīng)先分配BCCH，然后分配TCH等；3）不同區(qū)域基站的頻率應(yīng)分別規(guī)劃；4）根據(jù)具體的干擾情況，調(diào)整鄰區(qū)設(shè)置。
MRP技術(shù)可根據(jù)容量需求及話務(wù)分布情況靈活進(jìn)行頻率規(guī)劃，可逐步提高網(wǎng)絡(luò)容量，它比僅使用3×3網(wǎng)絡(luò)容量高，與1×3相比對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響較小，采用的技術(shù)如跳頻、功率控制、不連續(xù)發(fā)射是GSM系統(tǒng)應(yīng)具備的技術(shù)，在設(shè)備及軟件上無其他特殊要求，只要進(jìn)行仔細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化，在許多網(wǎng)上都可以使用。
２　頻率復(fù)用
　　（１）頻率復(fù)用的概念
　　移動(dòng)通信的起源可追溯到本世紀(jì)２０年代，由于早期的移動(dòng)通信系統(tǒng)大多是專用通信網(wǎng)，用戶較少，頻道也不擁擠，再加上信道終端控制技術(shù)還不夠成熟，往往采用一個(gè)大覆蓋區(qū)的組網(wǎng)方式。因此，某一地區(qū)的某個(gè)頻率只分配一次。這在頻率利用上是極不經(jīng)濟(jì)的。
　�。罚澳甏詠恚S著大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，早期的頻率使用方式已不能滿足要求，必須采用以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)的蜂窩小區(qū)技術(shù)。頻率復(fù)用就是同一無線頻率用于覆蓋不同的區(qū)域（每個(gè)這樣的區(qū)域稱為一個(gè)小區(qū)或扇區(qū)），這些使用同一頻率的區(qū)域彼此相隔一定的距離（稱為同頻復(fù)用距離），使同頻干擾抑制到允許的范圍以內(nèi)。
　　（２）干擾保護(hù)比
　　常用的頻率復(fù)用模式有４／２４、７／２１、４／１２、３／９等。若基站采用方向性天線，根據(jù)技術(shù)體制的要求，模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用采用４／２４或７／２１模式，而ＧＳＭ數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)采用４／１２模式。
　　無論采用哪種復(fù)用模式，根本原則是考慮了不同的傳播條件及多個(gè)干擾等因素后必須滿足系統(tǒng)所要求的干擾保護(hù)比。對(duì)于ＧＳＭ數(shù)字系統(tǒng)，同頻及鄰頻干擾保護(hù)比分別如下：
　　同頻干擾保護(hù)比：Ｃ／Ｉ≥９ｄＢ
　　鄰頻干擾保護(hù)比：Ｃ／Ｉ≥－９ｄＢ
　　在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中需對(duì)上述Ｃ／Ｉ值另加３ｄＢ的余量。
３　進(jìn)一步提高容量的措施
　　由于近年來移動(dòng)用戶數(shù)的激增，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)的容量要求越來越大。提高網(wǎng)絡(luò)無線容量有以下幾種措施：（１）增加可用頻率資源。（２）縮小基站間距，增加基站密度。（３）提高頻率利用率。
　　增加可用頻率受政策影響，難度很大。增加基站密度也有一定限度。在建網(wǎng)早期，可通過增加基站密度的方式來增加網(wǎng)絡(luò)容量。但是，市區(qū)基站的密度不可能無限制地增加。這一方面是由于基站數(shù)越多，投資也越大，而且在繁華的市區(qū)，合適站址的選取越來越困難；另一方面，天線在垂直面內(nèi)具有一定的方向性，天線增益越高，方向性越強(qiáng)，在垂直面內(nèi)的波束寬度也就越窄。若站距太近，則移動(dòng)臺(tái)距基站太近，使移動(dòng)臺(tái)處于天線的主波束之外，導(dǎo)致接收到的有用信號(hào)減弱，同頻干擾增大，從而使網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降。
　　因此，在城市的高話務(wù)密度地區(qū)，要提高網(wǎng)絡(luò)無線容量，只有提高頻率利用率，采用更緊密的頻率復(fù)用技術(shù)。更緊密地復(fù)用頻率就意味著同頻復(fù)用距離減小，同頻干擾增大。但由于ＧＳＭ數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)本身具有許多抗干擾措施，如跳頻、動(dòng)態(tài)功率控制、不連續(xù)發(fā)射等，將這些技術(shù)有效地使用，會(huì)明顯地提高信號(hào)的載干比（Ｃ／Ｉ），從而使得更緊密的頻率復(fù)用成為可能。
　　不同的廠商針對(duì)各自的設(shè)備情況，提出了許多緊密復(fù)用頻率的方法。這些方法包括智能雙層網(wǎng)（ＩＵＯ）技術(shù)、ＭＲＰ技術(shù)、１／３復(fù)用等等。在７．２ＭＨｚ帶寬情況下，這幾種方法對(duì)無線網(wǎng)容量的提高及與４／１２復(fù)用方式的比較見表１，其中帶寬為７．２ＭＨｚ，ＧＯＳ＝２％，每用戶話務(wù)量為０．０２５Ｅｒｌ。
表1　不同頻率復(fù)用方式容量的比較

復(fù)用方式	最大小區(qū)配置 (每小區(qū)載頻數(shù))	每個(gè)基站可容納用戶數(shù)(戶)	容量比
4/12	3/3/3	1 788	1
IUO	2/2/2+2/2/2	2 736	1.53
3/9	4/4/3	2 356	1.32
1/3	5/5/5	3 424	1.91
MRP(12/9/8/7)	4/4/4	2 628	1.47
2/12	3/3/3/2/2/2	2 868	1.6

４�。停遥屑夹g(shù) 　　在以上幾種提高容量的方法中，１／３復(fù)用是最緊密的復(fù)用方式，容量提高比較大，頻率利用率很高，但干擾增加也很大。２／１２復(fù)用需要增加基站的扇區(qū)數(shù)，從而增加了基站的天線數(shù)量。下面著重介紹一下ＭＲＰ技術(shù)。
４．１　基本原理
　�。停遥屑夹g(shù)就是把所有可用載頻分為幾組，每一組載頻作為獨(dú)立的一層。做頻率規(guī)劃時(shí)逐層分配載頻，不同層的頻率采用不同的復(fù)用方式，頻率復(fù)用逐層緊密，也就是說在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中采用不同的復(fù)用類型。ＭＲＰ打破了固定頻率簇的概念，載頻分配靈活，使一個(gè)扇區(qū)分配的頻率不可能與鄰近扇區(qū)的完全相同，改善了跳頻效果，這也是ＭＲＰ優(yōu)于固定頻率復(fù)用（如４／１２、３／９）的地方。在固定頻率復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)中，共用同一組載頻的鄰近小區(qū)，其頻率完全相同，跳頻增益不夠明顯。
　　如果可用頻率為７．２ＭＨｚ，那么可用載頻數(shù)為３６個(gè)。假設(shè)載頻編號(hào)從１至３６，分成４組，分組方式如表２所示。其中，廣播控制信道（ＢＣＣＨ）組有１２個(gè)載頻可供復(fù)用；業(yè)務(wù)信道分ＴＣＨ１、ＴＣＨ２、ＴＣＨ３三組，每組分別有９、８、７個(gè)載頻可供復(fù)用。在頻率規(guī)劃時(shí)，先分配ＢＣＣＨ，１２個(gè)載頻按４／１２復(fù)用方式，每個(gè)小區(qū)分配１個(gè)ＢＣＣＨ載頻；接著分配ＴＣＨ３，每個(gè)小區(qū)分配ＴＣＨ３中的１個(gè)載頻；然后依次分配ＴＣＨ２、ＴＣＨ１。這樣，每個(gè)基站扇區(qū)最多可有４個(gè)載頻（１個(gè)ＢＣＣＨ和３個(gè)ＴＣＨ）。如果按傳統(tǒng)的４／１２復(fù)用方式，每扇區(qū)最多只能有３個(gè)載頻。
４．２　平均頻率復(fù)用系數(shù)
　　為了度量頻率復(fù)用的緊密程度，引入平均頻率復(fù)用系數(shù)的概念。
　　平均頻率復(fù)用系數(shù)＝總可用載頻數(shù)÷每扇區(qū)最大載頻數(shù)
　　如果總可用載頻數(shù)一定，則每扇區(qū)載頻數(shù)越多，平均頻率復(fù)用系數(shù)就越小。仍以７．２ＭＨｚ帶寬、３６個(gè)載頻為例，若采用傳統(tǒng)的４／１２復(fù)用方式，每扇區(qū)最多３個(gè)載頻，平均頻率復(fù)用系數(shù)為１２；若采用上述ＭＲＰ分組復(fù)用方法，每扇區(qū)最多４個(gè)載頻，平均頻率復(fù)用系數(shù)降為９。通過精心的頻率規(guī)劃，平均頻率復(fù)用系數(shù)還可以進(jìn)一步縮小。據(jù)介紹，最小平均頻率復(fù)用系數(shù)可為７。
４．３　ＢＣＣＨ的分組方法
　　由于ＢＣＣＨ不使用ＤＴＸ和跳頻，發(fā)射功率大，干擾特性與ＴＣＨ不同，為保證ＢＣＣＨ的安全，用于ＢＣＣＨ的載頻數(shù)應(yīng)不少于１２個(gè)。在實(shí)際應(yīng)用中，一般�。保病保祩€(gè)。
　　（１）連續(xù)的ＢＣＣＨ分組
　　連續(xù)的ＢＣＣＨ分組就是ＢＣＣＨ載頻連續(xù)選取，如表２所示。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是ＢＣＣＨ和ＴＣＨ的交互影響小，缺點(diǎn)是分配ＢＣＣＨ載頻時(shí)需考慮鄰頻干擾。
表2　MRP載頻分組方式

載頻號(hào)		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
載頻組	BCCH(12)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	TCH1(9)													13	14	15	16	17	18	19	20	21
	TCH2(8)																						22	23	24	25	26	27	28	29
	TCH3(7)																														30	31	32	33	34	35	36

　　（２）分散的ＢＣＣＨ分組
　　分散的ＢＣＣＨ分組就是ＢＣＣＨ載頻離散選取，如表３所示。由于ＢＣＣＨ頻率組內(nèi)不存在鄰頻，分配ＢＣＣＨ時(shí)不需要考慮鄰頻干擾，ＢＣＣＨ頻率規(guī)劃容易，但ＴＣＨ與ＢＣＣＨ存在交互影響，使ＴＣＨ頻率規(guī)劃難度增加。 表3　分散的BCCH分組方式

載頻號(hào)		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
載頻組	BCCH(12)	1		3		5		7		9		11		13		15		17		19		21		23
	TCH1(9)		2		4		6		8		10		12		14		16		18
	TCH2(8)																				20		22		24	25	26	27	28	29
	TCH3(7)																														30	31	32	33	34	35	36

４．４�。裕茫鹊姆纸M方法
　　（１）嚴(yán)格的ＭＲＰ
　　嚴(yán)格的ＭＲＰ就是各層ＴＣＨ載頻嚴(yán)格分開，互不重疊，如表２所示。頻率規(guī)劃時(shí)，載頻逐層分配。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是ＴＣＨ載頻調(diào)整容易，某層ＴＣＨ出了問題，只要調(diào)整那一層即可，不必考慮其余頻率層的影響；缺點(diǎn)是在郊區(qū)有些載頻用不上，造成頻率分配困難。由于基站載頻數(shù)是根據(jù)話務(wù)密度的分布而設(shè)的，在郊區(qū)及農(nóng)村話務(wù)密度低，基站的載頻數(shù)相應(yīng)地也少。假設(shè)在農(nóng)村地區(qū)設(shè)了許多全向２載頻的基站，這些站只能分配ＢＣＣＨ和ＴＣＨ１這２個(gè)載頻，即使有合適的ＴＣＨ２或ＴＣＨ３也無法使用。
　�。ǎ玻� 改進(jìn)的ＭＲＰ
　　為了克服嚴(yán)格的ＭＲＰ分組方法的不足，對(duì)ＴＣＨ的分組加以調(diào)整，出現(xiàn)了改進(jìn)的ＭＲＰ，如表４所示。在改進(jìn)的ＭＲＰ分組方法中，ＴＣＨ３分組不變，而在ＴＣＨ２組中增加了ＴＣＨ３的頻率，在ＴＣＨ１組中增加了ＴＣＨ２的頻率。這樣，在做郊區(qū)及農(nóng)村頻率規(guī)劃時(shí)，選擇余地就大了。 表4　改進(jìn)的MRP分組方式

載頻號(hào)		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
載頻組	BCCH(12)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	TCH1(24)													13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
	TCH2(15)																						22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
	TCH3(7)																														30	31	32	33	34	35	36

４．５　ＭＲＰ技術(shù)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)容量的提高
　　采用ＭＲＰ技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是以犧牲部分網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量為代價(jià)，來?yè)Q取網(wǎng)絡(luò)容量的提高。在使用ＭＲＰ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中，ＴＣＨ載頻復(fù)用距離比４／１２復(fù)用方式更近，增加了每個(gè)扇區(qū)的可用載頻數(shù)，從而增加了無線網(wǎng)容量，提高了頻率利用率。ＭＲＰ技術(shù)可根據(jù)容量需求及話務(wù)量分布情況進(jìn)行頻率規(guī)劃，在需要擴(kuò)大容量的地方（如市區(qū)）增加載頻，頻率分配靈活，可逐步提高網(wǎng)絡(luò)容量。以７．２ＭＨｚ帶寬為例，由表１可以看出，采用ＭＲＰ技術(shù)，無線網(wǎng)容量比４／１２復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)提高４７％。 ５　ＭＲＰ技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
　　山東省第６期ＧＳＭ工程已經(jīng)啟動(dòng)。這次ＧＳＭ擴(kuò)容工程頻率復(fù)用采用改進(jìn)的ＭＲＰ，跳頻采用基帶跳頻技術(shù)，所用頻段為８９６．８～９０８．８ＭＨｚ／９４１．８～９５３．８ＭＨｚ，帶寬１２．２ＭＨｚ，共計(jì)６１個(gè)載頻，載頻編號(hào)為３４～９４。預(yù)留了４個(gè)載頻供微蜂窩使用，則宏蜂窩有５７個(gè)載頻可用。若采用傳統(tǒng)的４／１２復(fù)用，基站最大配置到５／５／５，每個(gè)基站可容納移動(dòng)用戶３４２４戶。但采用改進(jìn)的ＭＲＰ技術(shù)后，基站最大可配置到６／６／６，平均頻率復(fù)用系數(shù)降為５７／６＝９．５，每個(gè)基站可容納移動(dòng)用戶４２７２戶，基站可容納用戶數(shù)量比５／５／５站型提高了２５％。
　　從理論上講，基站載頻配置數(shù)還可以再多一些（例如可配到７／７／７甚至８／８／８），但考慮到網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量及安全性，頻率復(fù)用的緊密程度不宜大幅度提高，所以本期工程基站只配置到６／６／６。由于這次工程首次采用ＭＲＰ技術(shù)，為確保ＢＣＣＨ載頻的質(zhì)量，ＢＣＣＨ取了１５個(gè)，具體的頻率分組如下：微蜂窩：３４～３７；ＢＣＣＨ：８０～９４；ＴＣＨ１：３８～７９；ＴＣＨ２：４８～７９；ＴＣＨ３：５７～７９；ＴＣＨ４：６５～７９；ＴＣＨ５：７３～７９。
　　在使用ＭＲＰ時(shí)，應(yīng)注意以下問題：
　　（１）采用ＭＲＰ技術(shù)，由于同頻復(fù)用距離縮短，同頻干擾變大，必須采用跳頻、動(dòng)態(tài)功率控制、不連續(xù)發(fā)射等技術(shù)對(duì)抗干擾，這也是ＭＲＰ技術(shù)應(yīng)用的前提條件。
　　跳頻就是載頻按某種頻率序列進(jìn)行跳變。跳頻包括基帶跳頻和射頻跳頻兩種�；鶐l是基站的每個(gè)收發(fā)信機(jī)工作頻率固定，每個(gè)時(shí)隙的信號(hào)按跳頻序列切換到發(fā)射相應(yīng)頻率的收發(fā)信機(jī)上�；鶐l需有３個(gè)以上的收發(fā)信機(jī)才能獲得跳頻增益。射頻跳頻是使每個(gè)收發(fā)信機(jī)的工作頻率按一定的跳頻序列發(fā)生跳變。跳頻的作用是提供了頻率分集和干擾分集，改善了最壞情況，均衡了網(wǎng)內(nèi)干擾。據(jù)有關(guān)測(cè)試，３個(gè)載頻參與跳頻時(shí)，可得到３ｄＢ的跳頻增益，若跳頻數(shù)量增加，跳頻增益也會(huì)相應(yīng)地增大。
　　動(dòng)態(tài)功率控制是指在一定范圍內(nèi)，改變移動(dòng)臺(tái)和基站的發(fā)射功率。在保證良好接收的前提下，盡量減小發(fā)射功率，這樣不僅延長(zhǎng)了手機(jī)電池的使用時(shí)間，更重要的是降低了全網(wǎng)的干擾。不連續(xù)發(fā)射就是移動(dòng)臺(tái)和基站的發(fā)射機(jī)只在講話時(shí)開啟，而在通話間隙由系統(tǒng)發(fā)送舒適噪聲。與動(dòng)態(tài)功率控制的效果一樣，不連續(xù)發(fā)射節(jié)省了手機(jī)電池，降低了全網(wǎng)的干擾。
　　（２）采用ＭＲＰ技術(shù)，不論ＴＣＨ載頻復(fù)用多么緊密，ＢＣＣＨ載頻數(shù)不能少于１２個(gè)，以保證系統(tǒng)控制信道的安全。
　　（３）采用ＭＲＰ技術(shù)分配頻率時(shí)，要注意頻率分配的順序。一般來說，應(yīng)先分配ＢＣＣＨ，然后分配ＴＣＨ５，接下來做ＴＣＨ４，逐層規(guī)劃，最后分配ＴＣＨ１。這是由于ＴＣＨ５的載頻個(gè)數(shù)少，頻率分配較難，因此做完ＢＣＣＨ后應(yīng)先做ＴＣＨ５，且使其限制條件較少，例如對(duì)每個(gè)小區(qū)定義較少的鄰區(qū)，同一小區(qū)或相鄰小區(qū)的載頻間隔較小等。隨著載頻數(shù)量的增加，應(yīng)逐步增加限制條件。
　�。ǎ矗� 不同區(qū)域基站的頻率應(yīng)分別規(guī)劃。為保證重點(diǎn)，使市區(qū)的干擾達(dá)到最小，在做頻率規(guī)劃時(shí)，應(yīng)將基站分為市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村等幾個(gè)區(qū)域，市區(qū)基站太多時(shí)，也可將市區(qū)分開。頻率規(guī)劃時(shí)先做市區(qū)，后作郊區(qū)及農(nóng)村。
　　（５）根據(jù)具體的干擾情況，調(diào)整鄰區(qū)設(shè)置。每一小區(qū)的相鄰小區(qū)作為初始條件，需輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)據(jù)此分配頻率。在做某一層的頻率規(guī)劃時(shí)，若有兩個(gè)鄰近小區(qū)同頻，那么在做下一層頻率規(guī)劃時(shí)，就應(yīng)將這兩個(gè)小區(qū)定義為鄰區(qū)，以避免再次同頻。這里需要注意，實(shí)際工程中的基站布局不像標(biāo)準(zhǔn)的六角形蜂窩圖那樣，相鄰小區(qū)與不相鄰小區(qū)一目了然。實(shí)際的基站設(shè)置千差萬(wàn)別，如果一個(gè)站（小區(qū)）天線太高，它可能對(duì)一個(gè)很遠(yuǎn)的站（小區(qū)）造成干擾，這兩個(gè)站（小區(qū)）就不能同頻。
　　（６）計(jì)算機(jī)產(chǎn)生頻率之后，應(yīng)人工檢查一遍。若發(fā)現(xiàn)不合適的頻率分配，應(yīng)將條件修改后重新做，直到滿意為止。

回答者： zhangqing822 回答時(shí)間：2012-06-26 23:17