提高GSM網絡的容量設計

　　隨著GSM移動業(yè)務的迅猛發(fā)展，在保證通信質量的前提下最大限度地提高GSM網絡容量始終是網絡運營商們孜孜以求的目標。GSM擴容的傳統(tǒng)方法是小區(qū)分裂與頻段擴展，但目前得到新的頻譜資源的可能性已經不大，在話務密集地區(qū)因受到干擾的限制，小區(qū)分裂亦舉步維艱，因而采用更加緊密的頻率復用技術、建立微蜂窩/微微蜂窩、建設SM900/1800雙頻網絡以及進行網絡優(yōu)化等已經成為解決GSM網絡容量的重要手段。

　　1小區(qū)分裂技術

　　小區(qū)分裂技術是增加網絡容量的理所當然的首選方案。GSM建網初期，主要是解決覆蓋問題。在頻譜資源寬裕的地區(qū)/時期，隨著用戶的增加，可將原來的小區(qū)分裂成更多的覆蓋面積較小的小區(qū)或者增加原有小區(qū)的載頻數(shù)，從而達到擴容的目的。通過小區(qū)分裂或新增載頻，全網基站數(shù)增加，全網載頻數(shù)、信道數(shù)、話務量、用戶數(shù)等均大幅度增加。小區(qū)分裂提高頻譜利用率的關鍵在于減小了單位小區(qū)的面積。

　　選擇小區(qū)分裂擴容法應遵循以下原則：

　　(1)確保已建基站可繼續(xù)使用;

　　(2)應保持頻率復用方式的規(guī)則性與重復性;

　　(3)盡量減少或避免過渡區(qū);

　　(4)確保今后可繼續(xù)進行小區(qū)分裂。

　　全向小區(qū)分裂為全向小區(qū)的方法主要有1：3分裂法;全向小區(qū)分裂為全向及走向小區(qū)的方法有：1：7分裂法;全向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法有：1×3×4分裂法及1×6×3分裂法;定向小區(qū)分裂為定向小區(qū)的方法有：六角形邊中心分裂法及六角形頂點分裂法。

　　2.頻段擴展和頻率緊密復用技術

　　頻段擴展當然是擴容的理想手段，但在現(xiàn)有情況下，得到新的頻譜的可能性不大。

　　目前浙江聯(lián)通在900MHz頻段有6MHz的資源，除個別熱點地區(qū)外，暫時還能基本滿足需要。浙江電信GSM五期擴容后GSM網頻段范圍為：898.6-908.8MHz，共10.2MHz。本次期擴容原則上計劃將A網頻段延伸至885.0125MHz，GSM網頻段向下擴展至14.4MHz，使用23-94號頻點。

　　目前，浙江電信G網基站在許多地區(qū)已十分密集，特別是杭、甫、溫三城市，部分基站間的距離只有四五百米，合適站址的選取已越來越困難。站間距離太近，導致了同頻及鄰頻干擾的增大。此外，天線增益越高，其在垂直面內的波束寬度也就越窄，若站距太近，則移動臺處于天線主波束外的概率大大增加。另外，A網移頻的余地也不是很大，因此，頻譜擴展的空間十分有限。

　　不過，由于GSM采用了諸如GMSK、均衡調制、交織編碼等手段，特別是還提供了其它一些旨在提高頻譜效率的技術，如跳頻、非連續(xù)發(fā)射(DTX)、功率控制、半速率信道、分集接收以及移動輔助切換等，從而降低了網絡對同頻與鄰源干擾指標的要求，使得頻率的緊密復用成為可能。

　　(1)跳頻。跳頻就是載頻按某種頻率序列進行跳變，它包括基帶跳頻與射頻跳頻兩種。

　　跳頻的作用是提供了頻率分集，提高了系統(tǒng)的抗干擾、抗衰落能力。

　　(2)非連續(xù)發(fā)射(fDTX)。采用DTX技術，可降低系統(tǒng)總的干擾水平。

　　(3)功率控制。這也是降低干擾從而提高容量的有效手段。

　　(4)半速率信道。這可使系統(tǒng)容量增加一倍。

　　(5)分集。分集有多種形式，利用分集技術，可以改善系統(tǒng)抗衰落的能力。

　　3.采用更緊密的頻率復用技術

　　在頻段受到限制的情況下，采用更緊密的頻率復用方式無疑是提高系統(tǒng)容量最直接的方法之一。GSM中可以使用的頻率復用方法主要有肝：7小區(qū)復用方式、4×3復用方式、3×3復用方式，4×3與3×3的混合復用方式、2×6復用方式、1×3復用方式以及同心圓(Concentric Cell)技術與多重復用MRP(Multiple frequency Pattern)方式等等。

　　(1)7個基站區(qū)的復用方式

　　這種7個基站區(qū)為一個復用組的復用方式適用于話務量較低或用戶密度較小的地區(qū)，　一般為全向基站，其D/R=4.58，同頻復用距離較遠。

　　(2)4×3復用方式

　　這是“900MHz TDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網絡技術體制”建議采用的復用方式，也是GSM系統(tǒng)中最常用和最典型的復用方式。對于三葉草60度天線，其D/R=6;對于120度天線，其D/R=3.46采用三葉草60度無線時同頻干擾性能更好。

　　(3)3×3復用方式

　　這也是“900MHzTDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網絡技術體制”建議采用的復用方式。3×3復用方式與跳頻、DTX、功率控制一起使用，可到同頻干擾要求。但帶寬在6MHz以下時，不能提供足夠的跳頻增益，因此性能不佳。

　　(4)2×6復用方式

　　這是Motrola提出的用以解決高話務地區(qū)頻率復用的方法。該方法在不同天線方向上有著不同的頻率復用程度，其D/R小于3×3復用方式。

　　(5)1×3復用方式

　　這一方式是目前最緊密的復用方式，其主要特點為：

　　·適用于頻帶較窄，容量比較集中，不需很多基站的地區(qū);

　　·可在較小的基站數(shù)下提供較大容量;

　　·需要采用部分加載方法，即載頻不能用滿，收發(fā)信機數(shù)目為載頻的一半左右;

　　·需要采用射頻跳頻、功率控制、不連續(xù)發(fā)射、天線分集等技術，以降低干擾;

　　·不需改變現(xiàn)有網絡結構。

　　不過，雖然這一方式頻率利用率很高，但系統(tǒng)干擾增加很大，如采用的抗干擾措施不夠有效，可能對網絡質量產生較大影響，因此應謹慎使用。

　　(6)同心圓技術

　　同心圓技術就是將通常的小區(qū)分為外層(Overlay)和內層(Underlay)，外層的覆蓋范圍為傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)，而內層的覆蓋范圍則主要集中在基站附近。另外，內外層的頻率復用系數(shù)一般也不同，外層一般用4×3復用方式，而內層則采用更緊密的復用方式，如3×3、2×3或1×3等方式。

　　根據(jù)同心圓的實現(xiàn)方式不同，可分為普通同心圓與智能雙層網(IUO)兩種，兩者的主要區(qū)別在于內層的發(fā)射功率與內外層的切換算法。普通同心圓內層的發(fā)射功率一般要低于外層，從而降低了同頻干擾，其內外層的切換一般是基于功率與距離的。而IUO內外層的發(fā)射功率是完全相同的，并基于C/I進行切換。

　　普通同心圓對容量的提高約為10%-30%左右，提高量不大，IUO方式對容量提高相對較大，一般為20%-40%，并能在提高容量的基礎上保證通話質量。

　　(7)MRP方式

　　MRP方式就是將所有可用載頻分為幾組，每一組載頻作為獨立的一層，不同層的頻率采用不同的復用方式，頻率復用逐層緊密。為保證BCCH的安全，MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應不少于12個。按TCH分組方法的不同，MRP又可分為嚴格的MRP與改進的MRP。