蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略

蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略

蜂窩移動(dòng)電話已成為世界范圍內(nèi)的一項(xiàng)非凡成功之作，其發(fā)
展如此迅速以致業(yè)務(wù) 需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了原先的預(yù)測(cè)。大多數(shù)情況下，經(jīng)營(yíng)者只限定在一個(gè)固定頻段
上，幾乎
無(wú)望增加頻譜而原來(lái)的模擬技術(shù)也不能加以擴(kuò)展跟上需求的發(fā)展。較新的技術(shù)
具備 了頻譜的更有效利用以及為用戶提供改善的安全性和更多的便利。即使如此，分配給
這些新技術(shù)的頻段常常與老技術(shù)所用的重疊，這使得轉(zhuǎn)移策略復(fù)雜起來(lái)。

傳統(tǒng)上歐洲使用900MHz頻段而北美使用800MHz頻段。多數(shù)亞
洲國(guó)家同時(shí)使用兩 個(gè)頻段。歐洲900MHz分配頻率的主要模擬標(biāo)準(zhǔn)是全接入通信系統(tǒng)(TACS)，雖然
某些
歐洲國(guó)家使用其它標(biāo)準(zhǔn)GSM是900MHz頻段的一種數(shù)字系統(tǒng)，已為歐洲采用為共
同 標(biāo)準(zhǔn)并在世界上許多其它國(guó)家使用，提供了非常有用的漫游設(shè)備。此外，GMS標(biāo)準(zhǔn)已
用于1800MHz(DCS1800)。一些國(guó)家正建立獨(dú)立的1800MHz網(wǎng)而另一些正試圖
用 此頻段增加其GSM容量。因?yàn)樵趦蓚�(gè)頻段上使用相同協(xié)議，現(xiàn)在越來(lái)越普遍使用GMS－900
和GSM－1800這些術(shù)語(yǔ)而不用GSM和DCS1800。

在1800MHz上高級(jí)移動(dòng)電話網(wǎng)(AMPS)是占優(yōu)勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)。從
AMPS轉(zhuǎn)移到IS－88NAMPS、IS－54
US－TDMA和IS－95CDMA是可能的。NAMPS是高容量模擬／數(shù)字混合系統(tǒng)，用
10KHz信 道代替通常的30KHzAMPS信道。US－TDMA和CDMA均為數(shù)字式。雖然一度期望CDMA
會(huì)成為主要的數(shù)字技術(shù)，但是也對(duì)1900MHz作了分配，許多經(jīng)營(yíng)者正在此頻率
上使 用GSM：即"個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)"網(wǎng)絡(luò)。

日本有其自已獨(dú)特的頻率分配，在用的兩個(gè)不同的模擬技術(shù)
有PDC數(shù)字系統(tǒng)。CDMA 也正由日本用于容納每月大于一百萬(wàn)用戶的增長(zhǎng)率。

選擇轉(zhuǎn)移技術(shù)幾乎完全是目前使用頻段的作用。所有的跡象
表明在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái) GSM、CDMA和PDC將是主要的數(shù)字蜂窩技術(shù)。摩托羅拉公司是唯一提供所有三
種技術(shù)
設(shè)備的制造商。

一旦選定一種新技術(shù)，有幾個(gè)問(wèn)題在計(jì)劃轉(zhuǎn)移時(shí)要加以考
慮。例如，系統(tǒng)提供模擬／數(shù) 字雙模式能力的策略明顯不同于只有一單獨(dú)系統(tǒng)的情況。在所有情
況下，新網(wǎng)必須
在播送條件下建立和優(yōu)化然后再作商業(yè)應(yīng)用。在早已占用頻段上優(yōu)化一個(gè)新系
統(tǒng)，只 可能在夜間和周末使新系統(tǒng)播送。

必須建立啟動(dòng)新系統(tǒng)所需之頻譜。如果要用頻段不同于老系
統(tǒng)所用的就沒(méi)有困難， 如果現(xiàn)有模擬系統(tǒng)未處于滿負(fù)載狀態(tài)那么也能安裝和優(yōu)化新的系統(tǒng)而不對(duì)
性能或容
量產(chǎn)生影響。但是一般的情況是頻段早已為模擬系統(tǒng)全部占用。這時(shí)，必須對(duì)
如何為 新蜂窩建立頻譜作出選擇。最簡(jiǎn)單的選擇是從現(xiàn)有分配中移出新系統(tǒng)所需的頻譜并
接受模擬系統(tǒng)的較高阻塞。這是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者應(yīng)仔細(xì)考慮的得失，這會(huì)嚴(yán)重影響
現(xiàn)有用 戶的滿意度。

用傳統(tǒng)方式建立所需頻譜也是可能的，例如分割小區(qū)或增
加"熱點(diǎn)微小區(qū)"。一般這 類小區(qū)的擴(kuò)展用于增加系統(tǒng)容量，因?yàn)樵黾拥男�區(qū)可使頻率復(fù)用更有
效。不過(guò)這種情
況下，小區(qū)分割或微小區(qū)用來(lái)為新系統(tǒng)建立一獨(dú)立的頻段而不是增加用戶。

如果正在安裝的新系統(tǒng)是雙模式的，也能使用一種稱為"預(yù)負(fù)
載"技術(shù)。用此種技術(shù) 要備有雙模式手持機(jī)，使用戶能使用老的系統(tǒng)直到切換時(shí)刻，緊接著立即使
用新系統(tǒng)。

預(yù)負(fù)載需要仔細(xì)計(jì)劃并且該系統(tǒng)在商業(yè)業(yè)務(wù)前不必使用新模
式就能優(yōu)化新的系統(tǒng)。 AMPS網(wǎng)轉(zhuǎn)入NAMPS就是預(yù)負(fù)載的例子。鑒于摩托羅拉公司AMPS電話五年多
來(lái)已具
備NAMPS能力，所以在AMPS系統(tǒng)中早已有了NAMPS的自然預(yù)負(fù)載。

最難掌握的轉(zhuǎn)移發(fā)生在兩個(gè)網(wǎng)實(shí)際上完全分開(kāi)但又共用同一
頻譜的情況：這大部 分發(fā)生在完全占滿TACS頻段的GSM網(wǎng)，在歐洲是普遍現(xiàn)象。假如向GSM提供某
一籽
頻譜，允許GSM開(kāi)通業(yè)務(wù)時(shí)不對(duì)現(xiàn)有TACS系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，那么這種轉(zhuǎn)移就
更為 順利。

GSM系統(tǒng)最少需要2.4MHz，以便用單一的GSM按4×3的頻率復(fù)
用方式啟動(dòng)業(yè)務(wù)。 在困難的射頻環(huán)境中，啟動(dòng)要增加到3.2MHz或更多。由于這對(duì)初始部署是相當(dāng)
多的
頻譜，在GSM引入后會(huì)對(duì)TACS的功能產(chǎn)生重大影響。

有一種策略已成功應(yīng)用到TACS到GSM的轉(zhuǎn)移，就是向目前TACS
用戶中的很大一 部分出售或提供GSM電話�？梢灾贫ㄓ形�引力的折價(jià)供機(jī)以鼓勵(lì)早買GSM電話。用
戶
在系統(tǒng)變換前得到GSM電話，但可在切換那個(gè)晚上之前使用TACS電話。下一天
就用 GSM電話，對(duì)那些早已有了GSM單元的用戶就不再提供TACS服務(wù)了。用戶利用歸屬
位置登記(HLR)或者交換機(jī)的創(chuàng)建路由，在轉(zhuǎn)入GSM時(shí)仍能保持他或她的現(xiàn)有模
式 的號(hào)碼。

新的GSM系統(tǒng)的優(yōu)化可能特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗�需要大的�?br />始頻譜。GSM系統(tǒng)可 在夜間和周末接通，此時(shí)TACS系統(tǒng)負(fù)載輕，這樣部分TACS系統(tǒng)可暫時(shí)撤出服
務(wù)。

1994年到1996年期間，和記電信公司在香港成功地完成了
TACS－GSM的轉(zhuǎn)移。可 供使用的7.5MHzTACSB頻段已完全占用，沒(méi)有籽頻譜供GSM，因此初始轉(zhuǎn)移
需要
3.2MHz去啟動(dòng)GSM。在切換前，向一部分用戶提供了GSM電話，GSM電話在商用
業(yè) 務(wù)第一天就使用了。隨著切換，遺留的TACS轉(zhuǎn)入GSM，直到1996后TACS系統(tǒng)完全關(guān)
閉，給GSM系統(tǒng)留下了所有7.5MHz的頻譜。

相反，在英國(guó)的兩家GSM運(yùn)營(yíng)公司(Cellnet和Vodafone公司)
已有五年一直與GSM 同時(shí)運(yùn)行TACS，計(jì)劃到下一世紀(jì)才停止。在這種情況下，GSM網(wǎng)的資費(fèi)比TACS
的更
具吸引力，隨著手機(jī)價(jià)格給予貼補(bǔ)用戶已逐漸從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入另一系統(tǒng)。

雙頻段是一種通常與GSM和DCS1800有關(guān)的轉(zhuǎn)移策略，因?yàn)椋?br />這兩個(gè)頻段已使用 GSM技術(shù)作為單一系統(tǒng)運(yùn)行。雙頻段事實(shí)上是隨著DCS1800用于增加原先GSM網(wǎng)
的
容量而增加更多頻譜。這種轉(zhuǎn)移的最顯著的方面是要求GSM和DCS1800系統(tǒng)共用
相 同的公用陸地移動(dòng)網(wǎng)(PLMN)的標(biāo)識(shí)符，即GSM網(wǎng)標(biāo)識(shí)符。一個(gè)GSM手機(jī)僅能在某一
時(shí)間在一個(gè)PLMN上運(yùn)行，這樣使用相同的PLMN使GSM和DCS1800可起到單一系
統(tǒng) 的功能。

如果GSM和DCS1800系統(tǒng)不作為完全結(jié)合的系統(tǒng)使用，那么采
用單個(gè)PLMN網(wǎng)能 造成某種復(fù)雜性，譬如，業(yè)務(wù)作為DCS1800僅向某些用戶出售(也許按不同資費(fèi))
那
么就這些用戶而論拒絕GSM接入是稱心滿意的，但對(duì)那些使用真正雙模式業(yè)務(wù)
的用 戶就不一樣了。

無(wú)論如何，系統(tǒng)必須決定在重疊地區(qū)用戶可接入哪一頻段，
在此可能發(fā)生擁塞將是 主要因素。也許在擁塞的情況下寧可是GSM用戶使用DCS1800而不是相反。
上述這
些情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)形成了極難對(duì)付的控制系統(tǒng)。

另外也有兩個(gè)頻段不同幅射特性的事，因?yàn)楦哳l段一般路徑
損耗更大所以小區(qū)地 十的最佳設(shè)置也將不同。

雙模式網(wǎng)均在北美800MHz段，轉(zhuǎn)移性能已成為其固有的特
點(diǎn)。IS－88NAMPS、IS－54 /IS－136US－TDMA和IS－95CDMA都是使用AMPS模擬的雙模式規(guī)范，
因此雙模式手
機(jī)處于僅有AMPS覆蓋地區(qū)時(shí)將作為一個(gè)普通的AMPS用戶來(lái)處理呼叫。

每一種雙模式規(guī)范的基本目的是：在例如大城市一類的中心
地區(qū)首先疊加一網(wǎng)以 增加現(xiàn)已擁塞網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量。在重疊的邊緣移動(dòng)臺(tái)能切換到AMPS模擬小區(qū)
(而這
一點(diǎn)已包括在規(guī)范之內(nèi))。

NAMPS和IS－54US－TDMA系統(tǒng)使用與AMPS一組相同的信令信
道。在AMPS上還是 在重疊系統(tǒng)上分配一信道系統(tǒng)要根據(jù)手機(jī)功能作出選擇，在呼叫建立時(shí)報(bào)向基
站。因
此，所有系統(tǒng)的分配控制保持在系統(tǒng)內(nèi)部。這種方法的缺點(diǎn)是信令信道容量和
信令相 關(guān)的性能受到AMPS信令信道相應(yīng)因素的限制。

CDMA和IS－136US－TDMA使用與AMPS分開(kāi)的信令信道。如果
找不到數(shù)字系統(tǒng)手機(jī) 會(huì)缺省約定AMPS，在此之前用戶常常試圖找到并鎖定在數(shù)字系統(tǒng)。此時(shí)一地
區(qū)內(nèi)既
有數(shù)字又有模擬業(yè)務(wù)的所有雙模式手機(jī)將自動(dòng)使用數(shù)字方式。采用一組新的信
令信道 有其優(yōu)點(diǎn)，可得到更大的信令信道容量和引入新的性能。

每一種雙模式技術(shù)的系統(tǒng)起始頻譜大致為1.25MHz。按照此技
術(shù)，也許需要一個(gè) 保護(hù)頻段以便使新分配的頻率與AMPS所用的分開(kāi)。在CDMA的情況下，系統(tǒng)的每
一側(cè)
需要250KHz的保護(hù)段。一般情況是在商業(yè)業(yè)務(wù)開(kāi)始前已設(shè)置了這個(gè)頻譜以便能
使 新網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化。

對(duì)于新業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的重疊程度也必須做出決策。如果是CDMA，
容量能大幅增加可選 擇較少的站址安裝CDMA，而不是在現(xiàn)有的成熟的AMPS系統(tǒng)中安裝。對(duì)戶外用
戶占舉
足輕重地位的網(wǎng)，這是有效的部署策略。但是，亞洲的典型手持系統(tǒng)也需要優(yōu)
良的室 內(nèi)覆蓋。這時(shí)，CDMA所需的基站數(shù)也許與AMPS的一樣多。新的雙模式系統(tǒng)比現(xiàn)有的
AMPS系統(tǒng)將有更大的容量，顯然鼓勵(lì)現(xiàn)在的用戶轉(zhuǎn)移過(guò)去是明智的。

如能恰當(dāng)管理，這一策略可明顯取得容量增加的效果，且不
必增加新的小區(qū)站址。

雙頻段／雙模式網(wǎng)絡(luò)聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像大雜燴。美國(guó)的幾個(gè)經(jīng)營(yíng)
者正采用此策略，因?yàn)?某些經(jīng)營(yíng)公司已占用了許多800MHzAMPS，它們已買下了供PCS系統(tǒng)的
1900MHz
頻譜。這一般是建立區(qū)域或全國(guó)范圍覆蓋的企圖，因?yàn)槊绹?guó)規(guī)章規(guī)定一個(gè)經(jīng)營(yíng)
公司不 可在同一地區(qū)既得到800MHz又獲有1900MHz的許可證。

市場(chǎng)策略是出售能在單一的全國(guó)性系統(tǒng)工作的雙頻段／雙模
式手機(jī)，這樣在單一的 經(jīng)營(yíng)公司或品牌下就能提供全國(guó)覆蓋。幾個(gè)大的經(jīng)營(yíng)公司已公布了幾個(gè)雙
頻段／雙模
式手機(jī)合同。用此策略的經(jīng)營(yíng)者典型的做法是在1900MHz上使用一數(shù)字系統(tǒng)。
(IS－95 CDMA或者IS－136TDMA)而在800MHz上為AMPS，或者也會(huì)使用與1900MHz區(qū)一
樣的雙模式數(shù)字技術(shù)。

PrimeCo公司就是這種例子。一批擁有現(xiàn)有
800MHzAMPS／CDMA市場(chǎng)的公司已為 它們提供800MHz覆蓋的地區(qū)買進(jìn)了1900MHz的頻譜。采用雙頻
段／雙模式手機(jī)可
使1900MHz和800MHz系統(tǒng)都能運(yùn)行。這個(gè)政策需應(yīng)付的一個(gè)問(wèn)題是提供一種手
機(jī)， 無(wú)論地處何方將會(huì)適當(dāng)?shù)刈詣?dòng)挑選正確的頻段和正確的協(xié)議。這要求手機(jī)有更多的
智能。

隨著世界各地移動(dòng)網(wǎng)高速擴(kuò)展，在現(xiàn)有頻率分配中移入一種
新技術(shù)的做法將變得 越來(lái)越普遍。本文上述四種類型(分立網(wǎng)、雙頻網(wǎng)、雙模式和雙頻段／雙模
式)的轉(zhuǎn)移已
取得許多成功或正在進(jìn)行。雖然技術(shù)變換在技術(shù)上是復(fù)雜的事情。但明c智的
規(guī)劃可大 大減少麻煩。