频率复用基础

1、NetReinNetRein频率复用基础知识频率复用基础知识（第四课）（第四课）上海市网驭通讯技术有限公司上海市网驭通讯技术有限公司NetReinNetRein2频率复用基础知识频率复用基础知识GSM网络频谱资源（网络频谱资源（900MHz）GSM900频道序号和频点标称中心频率的关系为： fu(n)=890.200MHz+(n-1)0.200MHz 上行频率 fd(n)= fu(n)+45MHz 下行频率 n=1124频道 n值称为绝对射频频道号（ARFCN），通常第1和第124频道作为系 统保护频道不予使用。但由于联通频率资源过少，故124仍使用。 初期，在我国GSM900使用的频段为：

2、905915MHz 上行频率 950960MHz 下行频率 目前，由于模拟网退网，频段让给GSM，目前情况为： 中国移动：890909M,935954M,共93个频道,频道号为294。 中国联通：909915M,954960M,共29个频道,频道号为96124。NetReinNetRein3频率复用基础知识频率复用基础知识GSM网络频谱资源（网络频谱资源（1800MHz）GSM1800频道序号和频点标称中心频率的关系为： fu(n)=1710.2MHz + (n-512)0.200M 上行频率 fd(n)= fu(n)+95MHz 下行频率 n = 512-885频道 目前中国移动、中国联通拥

3、有GSM1800网络。各拥有10M带宽。 中国移动：频道号为512-561。 中国联通：频道号为687-736。NetReinNetRein4频率复用基础知识频率复用基础知识GSM网络的主要频率参数网络的主要频率参数调制速率：270.833KHz; 采用高斯最小移频键控（GMSK），这是对频谱性能和抗干扰能力的折衷选择，具有较强的抗干扰能力。信道间隔：200KHz， 缺点：由于比调制速率小，故相邻载波会有一点干扰； 优点：频谱利用效率可以提高，相邻信道干扰引起的损失可由给定频谱上的可用信道数的增加来补偿。 NetReinNetRein5频率复用基础知识频率复用基础知识同邻频干扰指标同邻频干扰指

4、标同频干扰C/I： 所谓所谓C/I，是指当不同小区使用相同频率时，另一，是指当不同小区使用相同频率时，另一小区对服务小区产生的干扰，它们的比值即小区对服务小区产生的干扰，它们的比值即C/I。 GSM规范中一般要求规范中一般要求C/I9dB；工程设计中一般；工程设计中一般加加3dB余量，即要求余量，即要求C/I12dB。邻频干扰C/A： C/A是指在频率复用模式下，邻近频道会对服务是指在频率复用模式下，邻近频道会对服务小区使用的频道进行干扰，这两个信号间的比值即小区使用的频道进行干扰，这两个信号间的比值即C/A。 GSM规范中一般要求规范中一般要求C/A-9dB。NetReinNetRein6频

5、率复用基础知识频率复用基础知识同频干扰同频干扰C/I计算计算ABCDEFGABCDEFGACDEFGABCDEFGABCDFGABCDEFGABCDEFG=_BCCHicellownPPICNetReinNetRein7频率复用基础知识频率复用基础知识同频干扰同频干扰C/I计算模型计算模型 理想信道模型 在理想蜂窝条件下：各小区射频参数一致。在理想蜂窝条件下：各小区射频参数一致。 N-复用无线区簇下的载干比估算不失一般性，取不失一般性，取 ，可得到：，可得到：DiffkkkHkdHkkkkPLeffeff765log3log)log42 2(1=,5 . 06log10)2126log(104

6、dB)2126log(10log 22126)(log10)(101010101010)10/ 2(12110/2log 26110/log 210/log 212110/ )2log 2(6110/ )log 2(10/ )log 2(=qkRDqdBICICkkDkkDkRkkDkPkDkPRkPttt6log10log 2)(qkdBIC4=NetReinNetRein8频率复用基础知识频率复用基础知识同一个基站为什么不可使用邻频同一个基站为什么不可使用邻频 依据干扰模型，令移动台B相对于移动台A的 可得当 将发生掉话。 近端-远端干扰ABCDd2d1小区 2小区 1d2d1dBddkd

7、BIC9log 2)(21=69.112ddNetReinNetRein9频率复用基础知识频率复用基础知识频率复用频率复用 频率复用就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。 当基本完成小区规划后，接下来的主要任务是进行频率规划。GSM系统中频率资源是有限的，合理利用频率资源既可以提高用户数量，又可以避免相邻小区间的干扰。 通常的频率复用方式有：“43”复用， “33”复用，以及更为紧密的“13”复用。不同频率复用方式具有不同的频率利用率。 当GSM系统话务需求量很大时，通常采用多重频率复用方式。NetReinNetRein10频

8、率复用基础知识频率复用基础知识43频率复用方式A3D2B1C3B2D1D3A2C1B3C2A1B3C2A1A3A1B1D1D3D2C3B2A1C3D2C3C1D2B1C2A1A2C1D3“4 3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划区域。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。如上图所示。NetReinNetRein11频率复用基础知识频率复用基础知识43频率复用方式C/I计算A3D2B1D1D3C1B3C2B2C3A1A2A3D2B1D1D3C1B3C2B2C3A1A2A3B1B3B2A1A2A3B1A1A2A3D2B1D1D3A1A2A1A3D2B1D1D3C1

9、B3C2B2C3A1A2 令蜂窝六边形边长为1，结合前述干扰模型，可以得到：dBdBIC18)2 . 7(2)8(2log10)(444=NetReinNetRein12频率复用基础知识频率复用基础知识33频率复用方式“3 3”复用方式针对每基站划分为3扇区的规划区域。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。如上图所示。A3C2B1B3A2C1C3B2A1A3C2B1B3A2C1B3A1C1A1A3A2C3B2A1A3A3C3C1B2A1B2A1A2C1B3NetReinNetRein13频率复用基础知识频率复用基础知识33频率复用方式C/I计算 令蜂窝六边形边长为1

10、，结合前述干扰模型，可以得到：A3C2B1C1C3B3B2A1A2A3C2B1C1C3B3B2A1A2A3C2B1C1C3B3B2A1A2A3C1A1A2A3C2B1C1C3B3B2A1A2A3C1A1A2A3B1B3B2A1A2dBdBIC3 .13)57. 5(2)7(22log10)(444=NetReinNetRein14频率复用基础知识频率复用基础知识频率多重复用MRP 频率多重复用就是把所有的频带分为几部分，每部分频率采用不同的频率复用系数，就是说在同一网络中采用不同的频率复用方式。复用系数66 MHz带宽BCCH复用系数12复用系数9用于微蜂窝NetReinNetRein15频率

11、复用基础知识频率复用基础知识频率多重复用有效应用抗干扰技术将会提高有效应用抗干扰技术将会提高C/I，密化频，密化频率复用方式，提高频率利用率。率复用方式，提高频率利用率。BCCH-TRX性质比较特殊。性质比较特殊。BCCH可以使用可以使用4 3或更高的复用系数，以或更高的复用系数，以保证保证BCCH信道质量；而信道质量；而TCH则使用相对紧则使用相对紧密的复用方式。密的复用方式。NetReinNetRein16频率复用基础知识频率复用基础知识双重频率复用“43”“33”“43”“13”NetReinNetRein17频率复用基础知识频率复用基础知识同心圆技术 增强型的同心圆技术，与一般的同心圆

12、不同的是，内圆（超级层）的边界是由信道的上下行载干比C/I值来确定的。 增加对信道的上下行C/I的估算功能以及增加相关的内外圆之间的切换算法。222222222222NetReinNetRein18频率复用基础知识频率复用基础知识13频率复用方式C/I计算A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2dBdBIC43. 9)36. 4(252log10)(444=NetReinNetRein19频率复用基础知识频率复用基础知识抗干扰技术跳频；跳频；跳频的频率分集增益；跳频的频率分集增益；跳频的干扰分集增益；跳频的干扰分集增益；不连续传输不连续传输DTX和增

13、益；和增益；动态功率控制动态功率控制DPC和增益和增益；“13”复用复用+射频跳频射频跳频+DTX+DPCNetReinNetRein20频率复用基础知识频率复用基础知识跳频（FH） 跳频序列是一个伪Poison随机过程： PoisonPoison随机随机过程的一个重要特征是事件发生时间的过程的一个重要特征是事件发生时间的均匀分布，也就是说，跳频情况下，在某一时刻，跳频均匀分布，也就是说，跳频情况下，在某一时刻，跳频TRXTRX取跳频集合中任一频率的几率相等。取跳频集合中任一频率的几率相等。 跳频情况下的平均载干比的计算 式中，式中，I Ikiki是干扰扇区是干扰扇区k k的干扰频点的干扰频点

14、i i的功率。的功率。 =nkfikimeanIfCIC111)(NetReinNetRein21频率复用基础知识频率复用基础知识跳频带来的好处-频率分集50%频率负载抗瑞利衰落频率差越大，瑞利衰落相关性越小对高速移动的MS无益处NetReinNetRein22频率复用基础知识频率复用基础知识跳频带来的好处干扰分集跳频集 MA：,.,321nffff,TRX 数目：m (mn)干扰小区 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 nmCCpmnmn/11=mnICpICdBIClog10log10log10)(/=增益NetReinNetRein23频率复用基础知识频

15、率复用基础知识不连续发射-DTX话音激活期：13kbit/s对话音编码；安静期间：500bit/s对舒适噪声编码；安静期间对干扰的贡献微乎其微，可以认为其功率为零。 假设DTX激活因子为 ，则TRAU BTSBTS MS舒适噪声帧话音帧480 msppICpICdBIClog10log10log10)(/=增益NetReinNetRein24频率复用基础知识频率复用基础知识动态功率控制-DPC话音激活期：13kbit/s对话音编码；安静期间：500bit/s对舒适噪声编码；安静期间对干扰的贡献微乎其微，可以认为其功率为零。 假设DTX激活因子为 ，则TRAU BTSBTS MS舒适噪声帧话音帧

16、480 msppICpICdBIClog10log10log10)(/=增益NetReinNetRein25频率复用基础知识频率复用基础知识跳频情况下总增益计算13复用复用较较43复用带来的干扰恶化量复用带来的干扰恶化量： CIR 43- - CIR 13 = =18 - 9.43 8.57 dB13跳频跳频，50%频率频率负载带来的干扰分集增益负载带来的干扰分集增益: : 10log10(2/1) = 3dB设跳频长度为设跳频长度为12个频点个频点，则带来频率分集则带来频率分集增益增益约约: :2dB设设DTX激活因子激活因子为为0.5, 则带来则带来增益增益: - -10log10(0.5) = 3dB