《電子技術(shù)應(yīng)用》
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微蜂窩在GSM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
摘要: 蜂窩移動通信系統(tǒng)中,在網(wǎng)絡(luò)運營初期,運營商的主要目標是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū),取得盡可能大的地域覆蓋率。隨著用戶的增加,宏蜂窩小區(qū)進行小區(qū)分裂,變得越來越小。當小區(qū)小到一定程度時,建站成本就會急劇增加,
關(guān)鍵詞: RF|微波 網(wǎng)絡(luò) GSM 蜂窩
Abstract:
Key words :

蜂窩移動通信系統(tǒng)中,在網(wǎng)絡(luò)運營初期,運營商的主要目標是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū),取得盡可能大的地域覆蓋率。隨著用戶的增加,宏蜂窩小區(qū)進行小區(qū)分裂,變得越來越小。當小區(qū)小到一定程度時,建站成本就會急劇增加,小區(qū)半徑的縮小也會帶來嚴重的干擾,另一方面,盲區(qū)仍然存在,熱點地區(qū)的高話務(wù)量也無法得到很好的吸收,微蜂窩技術(shù)就是為了解決以上難題而產(chǎn)生的。

  與宏蜂窩相比,微蜂窩主要特征為:

  1.覆蓋范圍小,一般100m~1km;

  2.傳輸功率低,一般10mW~100mW;

  3.一般安裝在建筑物上,無線傳播受環(huán)境影響大。

  4.體積小、安裝方便靈活。

  由于具備上述特點,微蜂窩可以作為宏蜂窩的補充和延伸,微蜂窩的應(yīng)用主要有兩方面:一是提高覆蓋率,應(yīng)用于一些宏蜂窩很難覆蓋到的盲點地區(qū),如地鐵、地下室;二是提高容量,主要應(yīng)用在高話務(wù)量地區(qū),如繁華的商業(yè)街、購物中心、體育場等。微蜂窩在作為提高網(wǎng)絡(luò)容量的應(yīng)用時一般與宏蜂窩構(gòu)成多層網(wǎng)。宏蜂窩進行大面積的覆蓋,作為多層網(wǎng)的底層,微蜂窩則小面積連續(xù)覆蓋疊加在宏蜂窩上,構(gòu)成多層網(wǎng)的上層,微蜂窩和宏蜂窩在系統(tǒng)配置上是不同的小區(qū),有獨立的廣播信道。

  在多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)中,微蜂窩主要服務(wù)對象為低速運動的移動臺,對于高速移動臺為避免由于頻繁地切換而造成掉話,應(yīng)由宏蜂窩來服務(wù),系統(tǒng)應(yīng)具有探測移動速度的算法,這種切換算法的好壞直接影響微蜂窩提高容量的能力。
  
  微蜂窩在初期一般是零散地分步在熱點地區(qū),話務(wù)量比較集中,覆蓋面積較小,對容量的提高有限,隨著用戶的發(fā)展,熱點地區(qū)已由點逐漸連接成片時,微蜂窩就形成了一個獨立的微蜂窩層,各個微蜂窩相連,在一定范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋,在這時,可以使網(wǎng)絡(luò)容量有很大的提高,一般對于半徑在1km左右的小區(qū),若在每個扇區(qū)的熱點地區(qū)采用6~8個半徑在0.1km左右的微蜂窩組成微蜂窩層,可以使網(wǎng)絡(luò)容量提高3~4倍。
  
  在微蜂窩連接成片的多層網(wǎng)中,移動臺的切換優(yōu)先在微蜂窩與微蜂窩之間進行,在移動臺到達微蜂窩層的邊緣,或者微蜂窩擁塞嚴重,或者移動臺進行高速運動時才進行微蜂窩和宏蜂窩間的切換,多層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)容量的提高是建立在復(fù)雜的切換算法的基礎(chǔ)上的。
  
  多層網(wǎng)的頻率規(guī)劃可以采用兩種方案:一是微蜂窩與宏蜂窩采用相同的頻率段,微蜂窩采用偷頻的方法配置頻點,這種方案的優(yōu)點是不需要額外為微蜂窩分配頻率,主要應(yīng)用在微蜂窩數(shù)量較少的情況下;另一種方案是為微蜂窩獨立分配2M~3M頻率帶寬(10~15載頻),微蜂窩層采用頻率復(fù)用模式,使用與宏蜂窩正交的頻率,避免了鄰頻干擾,減少了頻率規(guī)劃的復(fù)雜性,易于進行網(wǎng)絡(luò)擴容,這種方案適用于大量微蜂窩組成微蜂窩層的情況。
 
  微蜂窩層的站點數(shù)量多,傳輸成本占整個設(shè)備投資的比例大于宏蜂窩基站,根據(jù)實際情況選擇合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸手段是非常重要的。微蜂窩一般為1~2載頻,采用PCM方式傳輸時,如果采用星型連接,傳輸線占有率非常低,一般微蜂窩之間采用鏈型方式,這樣4~5個微蜂窩可以采用一對傳輸線路接到機房,可以有效地節(jié)約成本。相對于PCM方式,利用現(xiàn)有電話線路進行傳輸?shù)腍DSL傳輸方式,是目前非常經(jīng)濟的一種傳輸方式,微蜂窩設(shè)備也趨向于內(nèi)置HDSL傳輸設(shè)備。當微蜂窩由于特殊原因不能采用上述方式傳輸時,光纖和微波也是較為常用的選擇。
  
  多數(shù)微蜂窩設(shè)備的制造商提供的微蜂窩設(shè)備,其發(fā)射功率并非限于微蜂窩的功率范圍,有的微蜂窩設(shè)備的最大發(fā)射功率和宏蜂窩相當,可達4W~5W,這就提供了另一種現(xiàn)實的應(yīng)用,即把微蜂窩設(shè)備當作宏蜂窩來使用,在一些建站難度大、成本高的地區(qū),如一些地形復(fù)雜的地區(qū)或地產(chǎn)價值很高的街區(qū),可以先用微蜂窩設(shè)備實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,某些廠家提供的微蜂窩基站,最大可組成6+6+6的小區(qū),完全可以適應(yīng)從宏蜂窩到微蜂窩的各種網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需要。

  總之,微蜂窩既可以作為基本的覆蓋,又可以當作覆蓋的補充,還可以隨業(yè)務(wù)量分布和增長,由點到面進行多層覆蓋,逐步提高網(wǎng)絡(luò)的容量。雖然微蜂窩的使用增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性、規(guī)劃難度以及經(jīng)濟成本,但為了充分利用有限頻率,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的持續(xù)增長,微蜂窩的使用是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然結(jié)果。
 

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