频率规划及干扰预测精品资料.doc

1、频率规划及干扰预测精品资料在提高容量的基础上能够保证质量；超级层可采用更紧密的复用方式，在频率足够宽时，可留出一部分频率用于微蜂窝；适用用于话务密度高且集中于基站附近的小区。在应用IUO时应注意以下问题：做好规划。小区规划时应根据话务分布情况进行，并注意减少干扰。在进行小区信道配置时，应注意超级组频率和常规组频率的合理配置。要使底层吸收足够的容量，减少掉话，要注意设置好小区参数。为降低干扰应结合使用功率控制和不连续发射（DT_）技术。最好在常规层也采用基于C/I的切换。小区分裂与频率规划GSM网络建网初期，用户数不多，频道一般都有富余。随着用户的不断增加，原来分配给每个基站区的频道出现阻塞现象

2、，这时可在原有基站内增加分配新的频道。如果用户续断增加，可用频道又已分配完时，只有进行蜂窝分裂，增加基站，增加同频道复用，才能满足用户需要。通常分裂出新的小区半径只有原小区的一半。有两种分裂的方式：(a)是不再使用原有基站，（b）是分裂出新的小区半径只有原小区的一半。新小区半径=旧小区半径/2 （5-3-1）基于式（5-3-1），下式成立：新的小区覆盖面积=旧的小区覆盖面积/4 （5-3-2）令每个新的小区与旧小区有相同的最大业务负载，则在理论上可得新的业务量/单位区域= 4旧的业务量/单位区域 （5-3-3）因此蜂窝分裂与增加用户的容量的关系可用下式表示：Tn = 4n T （5-3-4）式

3、中：Tn蜂窝分裂n次后的网络容量； T0 蜂窝分裂前的网络容量式（5-3-4）适用于蜂窝网孔按照1：4分裂为4个更小的小区情况。简单来说分裂一次，用户数可扩大到原来的四倍，实际容量会比四倍小些。按照1：4方法分裂，每分裂一次，基站的覆盖半径小一半，基站的发射功率应降低12dB，基站的数量增加到原来的四倍，不仅建设投资增加，且越区频道切换频繁。最多容许分裂次数n将取决于站址及系统处理越区切换的能力。小区分裂的两种技术(1)固定分裂 必须在每个新的分裂小区建立以前做出计划，作出信道数、发射功率、频率配置、选择小区基站位置及业务负载等考虑，所有这些都必须加以考虑。当准备完毕，服务的交割应选择在业务量

4、最低点，通常是在周末的午夜。最好系统停机在2小时以内，则这次交割中将只有极少的呼叫中断。(2)动态分裂这种方法实时利用基于配置频谱的效率。由于业务高峰期限间不会有一个完整的小区处于空闲状态，故此时动态分裂小区基站的算法是极为繁琐的 。正在运行的蜂窝系统的小区分裂应逐步进行，以防止中断呼叫。假定位于两个原2A扇形区之间正中的区域要求增加业务容量，正中点取在原2A扇形区和取名为“新2A”之间 。顺时针旋转1A-2A连线120°可找到1A扇形区。于是7个分裂小区的集合的方向就确定了。在进行小区分裂时，为了对继续进行的呼叫保持服务，把分配给原2A扇形区的信道分成两成两组。2A = （2A）S

5、 + （2A）S1 （5-1-18）其中（2A）S代表用于原来的和新的两个小区的频率信道，而（2A）S1 代表仅用于原小区的频率信道。在分裂阶段初期，在（2A）S中仅有少数信道，渐渐地，更多的信道将从（2A）S1 中转移到（2A）S。当（2A）S1 中没有信道时，小区分裂的过程就完成了。如果采用软件对小区的分裂进行处理将变得很容易。几种常用抗干扰技术GSM系统本身有许多抗干扰技术，如跳频、功率控制、基于话音激活检测的不连续传输等等。将这些技术有效应用将会提高C/I，从而可以形成更紧密的频率复用方式，增加频率复用系数，提高频率利用率。下面我们会逐一介绍这些技术，并通过纯数学和仿真两种模型研究它们

6、的增益。不连续发射(DT_)不连续传输在话音激活期以13kbit/s对话音编码，在安静期间以500bit/s对舒适噪声编码。不连续传输在安静期间对干扰的贡献微乎其微，可以认为其功率为零（非激活态）。假设DT_激活因子为 ，则增益跳频(FH)跳频是扩频通信方式的一种，在蜂窝移动通信系统中应用，可以提高系统抗多径衰落的能力，并且能抑制同频干扰对通信质量的影响，具有较高的应用价值。特别是现在频谱资源日益紧张，跳频技术就成为提高频谱利用率的最有效的途径之一。在GSM中，由于每个逻辑帧的数据是分散交织在8个TDMA帧中发送的，而这些数据均经过卷积编码，如果这8个burst的码块有一小部分被干扰或损害，通

7、过良好的卷积解码器，仍然可能较好地恢复出发送的数据，但如果有过多的码块被破坏，就很难恢复原来的数据了。而通过跳频，可以使一个信道的burst不至于连续长时间处于深衰落区（这对于工作在一个固定载频上静止或低速移动的移动台是很容易出现的），也不至于总被某一个强的同频信号所干扰，这样借助信道编解码就能够获得较好传输效果。这就是采用跳频技术改善通信质量的简单原理。GSM系统使用的跳频序列是一种泊松伪随机变量序列，它最多可以提供64种跳频序列，长度与超高帧相同（持续3小时28分53秒760毫秒），以尽量保证各个序列之间正交，保证跳频的效果。GSM中的跳频序列主要由两个参数描述：HSN（跳频序列号）和MA

8、IO（移动配置索引偏移量），通常不同的小区指定给不同的HSN，而不同的MAIO值指定给小区中不同的信道。可以看出，由于同一个小区中的各个信道是采用的同一个HSN，仅仅是偏移量MAIO不同，这样就保证了同小区内各个信道不会同时占用相同的频点。不同小区中由于HSN不同，采用的是不同种类的跳频序列，这样使各个小区之跳频序列尽量不相关，使强干扰源信号被分散到多个信道中从而保证编解码效果。HSN0时MAI由低到高循环重复，称为循环跳（Cyclic Hopping），由于这种方式跳频增益很低，在GSM中一般不采用。GSM支持基带跳频和合成器跳频射频跳频（也有称射频跳频或综合跳频，即Synthesized

9、Frequency Hopping）。基带跳频是指多个发射机工作在各自固定频点，而在基带上将不同信道的信号按跳频序列切换到不同发射机上发送，实现跳频。而合成器跳频指发射机的发射频率按跳频序列跳变。基带跳频简单易实现，但由于受TR_数目限制，跳频频点较少。跳频主要带来的好处是所谓频率分集(Frequency Diversity)和干扰分集(Interference Diversity)的效果。频率分集干扰分集实际上是提高了网络的覆盖范围，干扰分集则提高了网络的容量。由于基带跳频的可跳频率数等于TR_数，因此只能能带来频率分集增益，不能带来干扰分集增益。但是，现在GSM运营商更关心的是容量问题，覆

10、盖在大多数城市中已不是问题，要解决容量问题，采用合成器跳频是一种很有效的方法。合成器跳频是网络规划中的应用趋势。(1) 频率分集增益频率分集指其抗瑞利衰落的能力，由于不同载频上的瑞利衰落有一定的不相关性(频率差越大，相关性越小)，这样，分散在不同载频上的burst不会受同一个瑞利衰落的影响，这对于静止和低速移动的移动台意义是很大的，据说可以提供约6.5dB的增益。而高速移动的MS，同一信道的两个接连的burst在时间位置上的差异已足以使他们与瑞利变化不相关，即几乎不会受同一次衰落的影响，此时慢速跳频能够提供的频率分集增益很小。在MS以较高速度移动条件下，小区配置的频点数目对跳频性能影响很小。而

11、相对没有跳频的情况，大约有12dB的频率分集增益。在MS低速移动(TU3)时，因为频率分集效果，配置频点数目对系统性能影响显著，每增加一倍的频点大约可以有0.21dB增益，负荷率约可以提高10左右；(2)干扰分集增益干扰分集指其抑制其他同频复用小区的干扰信号的能力，也就是提供跳频，提供传输路径上干扰的参差，改善了最恶劣条件情况下的干扰，使所有用户能均衡地获得较好的通信质量，这对于有大量用户的移动通信系统是十分重要的，特别是对于通过提高频率复用率来增加通信容量是十分关键的。通常要提供干扰分集效果，跳频频点数目不应小于3。考虑上图，设移动台在时刻t使用fk在通话。此时，干扰小区fk被激活的概率是(

12、3)跳频规划及容量分析设共有频点10MHz，不采用跳频时频率规划及容量分析如下：BCCH的复用方式为4_3，业务信道的复用方式为3_3，10MHz共50个频点，去掉1个保护频点和12个BCCH频点，还剩37个频点，则每小区可分得4个业务频点(37-1)/9)，总共还剩一个频点，即最大的配置为5+5+5。每小区可提供的信道数为37个(1BCCH+2SDCCH+37TCH)。当采用合成器跳频技术后，业务信道可采用1_3复用，当负荷为50时，每小区可提供6个业务逻辑频点，之所以称之为逻辑频点，是因为他们都是采用同样12个跳频集(37-1)/3)，只是HSN（跳频序列号）和MAIO（移动分配指针偏移）

13、不同，这样同样剩一个频点，而最大配置变为了7+7+7，可提供53个业务信道(1BCCH+2SDCCH+53TCH)，提高了43的容量，而此时，90以上的地区仍可达到9dB的C/I。当同时采用DT_技术和功率控制算法时，系统的容量还可以大大提高。如果采用了智能话务控制技术后，GSM还可以获得软容量，在话务热点地区通过牺牲一定的话音质量，获得更大的系统容量。动态功率控制(DPC)从图中可以看出，动态功率控制情况下，干扰移动台只有处于小区边界时，BTS才以最大发射功率工作。很显然，干扰移动台的位置是个概率。这种情况在跳频情况下尤其明显。设DPC因子为p：“1?3”复用+射频跳频+DT_+DPC我们来

14、具体考察一下“1×3” 复用干扰情况，看看抗干扰技术为降低干扰，增大系统容量做出的贡献。“1×3”复用较“4×3”复用带来的干扰恶化量：CIR 4×3- CIR 1×3 =18 - 9.43 ? 8.57 dB“1×3”跳频，50频率负载带来的干扰分集增益：10log10(2/1) = 3dB设跳频长度为12个频点，则带来频率分集增益约：2dB设DT_激活因子为0.5, 则带来增益：-10log10(0.5) = 3dB设DPC因子为0.9, 则带来增益：-10log10(0.9) =0.5dB总计增益为：3+2+3+0.5=8.5d

15、B从上面的分析可以看出应用抗干扰技术基本可以弥补复用方式密化带来的干扰恶化量。工程中GSM频率分配的原则总结GSM频率规划原则1）同一基站内不能同邻频，一般跳频时（指合成器跳频），同一基站各小区的跳频算法（HSN）一致，但起跳点（MAIO）不能邻频。注意：凡采用CCB合路的不支持跳频。2）相对小区不能同频，应避免邻频，特别是BCCH和SDCCH载频（一般为该小区第1和第2个载频）。采用跳频时，相邻基站的起跳点可相同，但跳频算法不可一致。3）BSIC的设计也应注意， BSIC8×NCCBCC，BCC可在07之间选择，所以相近的同、邻频小区BSIC应尽量不一致，应尽量避免在近距离内出现同频（特别是BCCH载频）、同BSIC的情况。4）同模拟频率规划相同，基站间有较高的山，不作为邻站考虑；若基站间有大片水域，则要作为邻站考虑。5）未跳频前，不限制BCCH载频的使用范围时，BCCH载频可尽量错开，跳频时BCCH应划出一定的频段，做4_3复用，若频率足够用的话，BCCH可考虑采用5_3甚至是6_3的复用模式，以减小BCCH间的干扰。以上列出了频率规划的一些原则，但做频率规划还有另外一个重要的原则，就是要符合当地的实际情况。每个系统的地形、基站情况都不一样，无线信号的传播也不一