提高移動系統(tǒng)容量的幾種方法

1、提高移動系統(tǒng)容量的幾種方法近幾年，移動通信在世界上得到了迅速的發(fā)展，尤其在我國，移動電話的發(fā)展更為迅猛，到目前為止，總用戶已超過萬，并正以每月新增萬以上用戶的速度繼續(xù)發(fā)展。但隨著用戶的迅速增長，現(xiàn)有頻率資源對移動通信發(fā)展的制約卻越來越大。因此，如何提高頻率利用率，盡可能提高系統(tǒng)容量，已成為移動通信運營者極其關心的熱點問題。本文將根據(jù)當今世界出現(xiàn)的一些新技術，介紹幾種提高系統(tǒng)容量的方法。 一、同心圓（ ）技術同心圓技術是現(xiàn)階段系統(tǒng)中廣泛采用的一種提高頻率復用率的技術，其基本原理就是將普通的蜂窩小區(qū)分為內層和外層又稱底層和頂層內、外兩層共站址，共用一套天線系統(tǒng)，共用同一信道，外層的覆蓋范圍與普通的

2、蜂窩小區(qū)相同，內層采用較低的發(fā)射功率，覆蓋范圍較小，內、外層頻率復用系數(shù)不同，外層一般采用×復用，內層采用更為緊密的×、×等復用方式。由于內、外層覆蓋區(qū)域的中心點相同而范圍大小不同因此將這種技術稱之為同心圓技術。同心圓按其實現(xiàn)方式分類，一般可分為普通同心圓和智能雙層網（），它們的基本原理是完全相同的，主要區(qū)別就在于內層的發(fā)射功率和內外層間的切換算法。普通同心圓內層的發(fā)射功率一般要低于外層功率，從而減小覆蓋范圍，提高了距離比，避免了同頻干擾，其內層與外層間的切換一般是基于功率和距離的。而的內層（通常稱為超級層）的發(fā)射功率與外層（通常稱為常規(guī)層）是完全相同的，基于進行

3、切換，其切換過程如下：首先通話在常規(guī)層建立，然后不斷監(jiān)視此通話下行鏈路超級組信道的值，當某超級信道的達到可用門限時，便將通話信道切換到此超級信道上，同時繼續(xù)監(jiān)測此信道的，如果變壞到一定門限，便切換到常規(guī)信道上。因此，要采用，系統(tǒng)必須增加以下功能：下行同頻的估算，與相關的切換算法。同心圓技術對容量的提高主要是通過對內層采用更緊密的復用方式，增加內層小區(qū)的 來實現(xiàn)的。在同心圓技術中，所有載波信道被分為兩組，一組用于外層，一組用于內層。規(guī)定公共控制信道、必須放在外層，即通話必須在外層信道上建立。因此，為了保證整個網絡的運行質量，外層一般采用傳統(tǒng)的×復用方式。而內層主要是業(yè)務信道，則可采用更

4、緊密的復用方式，如×、×或×等。因此，同心圓技術對容量的提高是比較有限的。對于普通同心圓其內層發(fā)射功率低，不易吸收室內的話務量，因此頻率效率提高不大，實際容量提高約為。對于，由于它內層發(fā)射功率不變，能夠吸收室內話務，且基于質量進行切換，對容量吸收比較靈活，因此實際容量提高相對較大，約。需要注意的是，同心圓內層的覆蓋半徑一般小于普通蜂窩小區(qū)，其對話務量的吸收是受話務分布情況及覆蓋范圍限制的。話務越集中于基站附近，效果越明顯，而在話務均勻分布的情況下，同心圓技術對容量的提高很少，甚至會降低。 二、 技術技術是愛立信公司提出的一種緊密頻率復用的方法，在現(xiàn)實應用中取得了較

5、好的經濟效益。其基本原理就是把所有可用載頻分成幾種不同的組合，每一組合作為獨立的一層，代表不同的復用組。做頻率規(guī)劃時逐層分配載頻，不同層的頻率采用不同的復用方式，頻率復用逐層緊密，也就是說在整個網絡中采用不同的復用類型。隨著基站頻率復用的逐漸緊湊，復用距離越來越小，這樣就可以將一些頻率釋放出來用于宏蜂窩中提供額外容量，或用于建室內微蜂窩或微微蜂窩。采用技術，由于同頻復用距離縮短，同頻干擾變大，必須采用跳頻、動態(tài)功率控制、不連續(xù)發(fā)射等技術對抗干擾，這是技術應用的前提條件。在實際頻率規(guī)劃時，對于，由于控制信道不使用和跳頻，發(fā)射功率大，干擾特性與不同，為保證的安全，用于的載頻數(shù)應不少于個，一般取個；

6、對于，則可采用、等復用模式。另外，應注意頻率分配的順序，即先分配，然后分配，接下來做，逐層規(guī)劃，最后分配。這是由于的載頻個數(shù)少，頻率分配較難，因此做完后應先做，且使其限制條件較少，例如對每個小區(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，應逐步增加限制條件。例如，現(xiàn)有可用頻譜，那么可用載頻數(shù)為個。將載頻編號從至，分成組。廣播控制信道（）組有個載頻可供復用；業(yè)務信道分、三組，每組分別有、個載頻可供復用。在頻率規(guī)劃時，先分配，個載頻按復用方式，每個小區(qū)分配個載頻；接著分配，每個小區(qū)分配中的個載頻；然后依次分配、。這樣，每個基站扇區(qū)最多可有個載頻（個和個）。如果按傳統(tǒng)的復

7、用方式，每扇區(qū)最多只能有個載頻。 三、雙頻帶 技術隨著移動通信用戶的增加，頻段已無法滿足網絡的發(fā)展需求。為了尋取更大的網絡容量和更好的網絡質量，國內外移動通信運營者紛紛考慮在原網絡的基礎上發(fā)展雙頻網。（或稱）系統(tǒng)的廣泛應用已成為網絡發(fā)展的必然途徑。目前我國在北京、上海和廣州等地已相繼開通了系統(tǒng)。（或稱）是在的基礎上發(fā)展起來的新的移動電話制式，它們共同遵守的標準。因此，與網除射頻部分不同外，其他網絡技術標準完全一致。也就是說，與是規(guī)范下的兩種設備，它們遵循完全相同的設備結構和信令體系，唯一的區(qū)別在于不同的工作頻段。在 網的基礎上發(fā)展，可從 頻譜此頻段有個信道而中只有個信道中更寬的可用頻率范圍里增

8、加更多的容量。網的布局非常迅速、靈活和節(jié)省。因為系統(tǒng)的基本網絡組成部分移動交換中心、歸屬位置登記設備、基站控制器、變碼器是現(xiàn)成的，可支持雙頻段網。只需對現(xiàn)有或一些 增加 。在網絡規(guī)劃方面，由于無線電波的傳播特性，相對于網的覆蓋面大，且目前我國網已有較大規(guī)模，因此建設雙頻網既可以繼續(xù)發(fā)揮覆蓋廣、業(yè)務種類多、漫游能力強、已被我國公眾廣為接受等優(yōu)勢，又可以充分利用豐富的頻率資源大規(guī)模擴充網絡容量。特別要注意的是，在系統(tǒng)建立初期，由于能夠進入覆蓋層的雙頻用戶較少，這一層的話務量也相應較小，為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的作用，應通過合理的設置，使雙頻移動臺盡可能進入系統(tǒng)，從而減小系統(tǒng)的負荷。 四、微蜂窩（）技術微蜂

9、窩技術是在宏蜂窩的的基礎上發(fā)展起來的一種技術，是目前解決高話務量地區(qū)容量問題的行之有效的方法之一。微蜂窩的覆蓋半徑大約為 ；發(fā)射功率較小，一般在以下；基站天線置于相對低的地方，如屋頂下方，高于地面，傳播主要沿著街道的視線進行，信號在樓頂?shù)男孤缎　Ｒ虼?，微蜂窩可以被用來加大無線電覆蓋，消除宏蜂窩中的“盲點”。同時由于低發(fā)射功率的微蜂窩基站允許較小的頻率復用距離，每個單元區(qū)域的信道數(shù)量較多，因此業(yè)務密度得到了巨大的增長，且干擾很低，將它安置在宏蜂窩的“熱點”上，可滿足該微小區(qū)域質量與容量兩方面的要求。微蜂窩在初期一般是提高覆蓋，在容量方面主要應用在零散的“熱點”地區(qū)，即話務量比較集中，且面積較小的

10、地區(qū)，此時對容量的提高很有限。隨著容量需求增大，高話務量地區(qū)已由點逐漸連成片時，宏蜂窩已無法滿足時，微蜂窩可以在一定范圍內進行連續(xù)覆蓋，此時效果就很明顯了。表舉例說明頻帶為 時微蜂窩對容量的提高情況。在實際設計中，微蜂窩作為無線覆蓋的補充，一般用于宏蜂窩覆蓋不到又有較大話務量的地點如地下會議室、娛樂室、地鐵、隧道等。作為熱點應用的場合一般是話務量比較集中的地區(qū)，如購物中心、娛樂中心、會議中心、商務樓、停車場等地。微蜂窩組網簡單，可直接加入到現(xiàn)有系統(tǒng)中，而不需改變現(xiàn)有網絡結構。其設備體積小，容易安裝，因此應用靈活，可直接在需要的地方進行建設，從而快速解決覆蓋盲點、熱點地區(qū)通信問題。它對容量的提高

11、是明顯的，但需要付出較高的經濟代價。五、分層小區(qū)技術（）分層小區(qū)技術是伴隨著微蜂窩及微微蜂窩技術的發(fā)展而發(fā)展起來的一門新興技術。它主要是通過在宏蜂窩下引入微蜂窩和微微蜂窩以提供更多的“內含”蜂窩，形成分層小區(qū)結構，從而解決網絡內的“盲點”和“熱點”，提高網絡容量的。在一個分層小區(qū)結構中，不同尺寸的小區(qū)相互重疊，不同發(fā)射功率的基站緊密相鄰并同時存在，整個通信網絡呈現(xiàn)出多層次的結構。每一層分配不同的頻率段，以保證各層之間獨立運作，不會相互干擾。相鄰微蜂窩的切換都回到所在的宏蜂窩上，宏蜂窩的廣域大功率覆蓋可看成是宏蜂窩上層網絡，并作為移動用戶在兩個微蜂窩區(qū)間移動時的“安全網”，而大量的微蜂窩則構成微

12、蜂窩下層網絡。當有用戶接入時，系統(tǒng)根據(jù)所測得的信號強度和各蜂窩的容量為某一呼叫選擇恰當?shù)姆涓C宏蜂窩、微蜂窩或微微蜂窩，層間切換與普通的蜂窩切換一樣，切換點由系統(tǒng)決定，由移動臺自動輔助切換測量來完成，切換過程還取決于當時各級的容量，如果微蜂窩和微微蜂窩已飽和，業(yè)務將切換至更高一級的蜂窩。一個分層小區(qū)網絡，往往是由一個上層宏蜂窩網絡和數(shù)個下層微蜂窩網絡組成的多元蜂窩系統(tǒng)。一個三層分級蜂窩結構示意圖，它包括宏蜂窩、微蜂窩和微微蜂窩。每種蜂窩執(zhí)行早已定義好的不同功能。一般來說，宏蜂窩用于處理快速移動車輛的業(yè)務，微蜂窩處理慢速移動，集中于步行或交通阻塞車輛的業(yè)務，微微蜂窩用于覆蓋商場和辦公區(qū)等室內區(qū)域。將負載按這種方式分層的原因與切換功能有關，因為車載電話在微蜂窩間快速移動會產生頻繁切換，加重網絡的負擔，從網絡管理出發(fā)，將產生頻繁切換的業(yè)務轉移到較小