GSM数字移动通信网容量增加解决方案.doc

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1、全球通GSM数字移动通信网容量增加解决方案宗新华摘要：首先从理论方面分析了GSM网络容量的计算方法；接着又理论联系实际，根据GSM网络运行的情况，叙述了增加GSM网络容量的几种实用技术；最后提出了增加GSM网络容量的具体步骤与建议。关键词：网络容量;宏蜂窝;微蜂窝;双层网;多层网一、增加网络容量是市场发展的需要　　移动通信在我国开通运营12年以来，一直以超过100％的年增长率高速发展。中国电信经过十年建设发展(到1997年7月17日)移动用户达到1000万，然后又用了一年零一个月(到1998年8月18日)用户达到2000万。到1999年6月底全国移动电话用户达到3383万（中国电信310

2、9万，中国联通274万），而GSM用户在全国移动电话市场的占有率接近80％。自从1994年9月中国大陆第一个全球通数字蜂窝移动通信系统(GSM)在广东省开通运营以来，用户迅猛增长，网络急剧扩大，其发展可谓如日中天，市场前景非常看好。目前中国电信已建成了技术日臻完善、规模日趋庞大、结构比较合理、覆盖相当良好、效益尤为突出的全球第一大GSM移动通信网,中国电信GSM用户占全球GSM用户总数的1/7。截止到1998年底，中国电信GSM网已覆盖了全国97％的地市(330个)、93％的县市(2022个)，有26个省市实现了县以上全部覆盖，与38个国家和地区的60多个运营商开通了自动漫游业务。　　但

3、是，随着GSM用户的急剧增长，网络容量受限的矛盾越来越突出，为了满足旺盛的市场需求，为了提供更加完善和多样化的服务，怎样既注重技术先进、又坚持经济合理，多快好省地建设面向21世纪的、优质、高效、超大规模的GSM数字移动通信网是必须引起运营商高度重视的问题。二、GSM网络无线信道容量的理论计算　　一个频率复用系统的整个工作频段配置被划分为K个频率组复用的模式，K=3，4，7等。图中R为小区六边形外接圆半径，D为同频相邻两个小区群中，位置相对应的两个小区中心之间的距离，即最近同频小区距离，那么比值D/R被称作处理同频道干扰的一个主要参量：………(2－1)　　q称为同频道干扰抑制因子　　在一个

4、完整的六边形蜂窝系统中，第一层中总是有6个同频道干扰小区，如图1所示。在中心小区，其基站与移动用户都受到同频道干扰影响。如果干扰相当大，移动用户收到的由6个基站引起的载干比C/I在平均意义上等于中心小区基站收到的由6个小区中同频道移动用户所引起的载干比C/I。根据互易定理和无线电传播特性的统计规律，这两个载干比非常接近。通常本地噪声远小于干扰电平，可以忽略不计，那么载干比C/I可表示为：………(2－2)图1　小区复用模式及同频干扰小区示意图　　其中γ是由地形确定的传播路径损耗指数，在无线电传播中，γ通常为3～4；n为同频道干扰小区数目，q是i个同频道干扰小区的同频道干扰抑制因子。至于第二

5、层和更外层的同频道干扰的影响可忽略不计。为了简化计算，假设所有干扰源距中心小区的距离相等，即Di=D，q=q，又n=6，γ取4，则(2－2)式便成为：………(2－3)将(2－1)代入(2－3)………(2－4)………(2－5)　　由于FDMA系统中每一频率信道或TDMA系统中每一时隙信道被指定供1个用户通话，在通话期间别的用户不能共用此信道。在此情况下，根据上述分析，可以给出无线容量m的表达式:载频数/小区………(2－6)　　Bt网络占用的总带宽　　Bc每频道带宽或等效频道带宽　　M=Bt/Bc总频道数或等效频道数　　由此可以看出，要使每个小区具有更多的载频数或用户信道，需要(1)增加频率

6、资源；(2)压缩每载频占用带宽；(3)降低系统要求的最小载干比。而(2)和(3)有时是矛盾的。　　就蜂窝系统的实际频谱效率来讲，涉及的因素非常复杂，主要与载频间隔和频率复用系数密切相关。载频间隔与发送带宽、抗邻频干扰能力有关；而频率复用系数与抗同频干扰能力有关。抗干扰能力又取决于发送信号的冗余度(例如话音编码输出)、信道编码、交织和调制有关。　　对于GSM系统来讲，载频间隔为200kHz，话音编码采用带有长期预测的规则脉冲激励线性预测编码(RPE－LTP)，话音编码速率为13kb/s；信道编码采用具有交织脉冲检错和1/2编码率的卷积编码；调制采用高斯滤波最小移频键控(GMSK)，BT=0

7、.3。　　根据国家无线电管理委员会的频率分配方案，中国电信GSM网络具有4MHz频率（上行905～909MHz，下行950～954MHz），中国联通GSM网络具有6MHz频率（上行909～915MHz，下行954～960MHz）。但由于移动用户的急剧增加，中国电信的4MHz频率显然不够，所以将其模拟TACS系统调整，所占频率压缩，腾出的频率转给GSM网使用。具体腾出多少频率，各地根据网络发展情况酌情规划，目前中国电信GSM网在全国各