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频率复用简介_频率复用个人资料_频率复用微博

2017-09-26 16:14:25 科学百科 阅读 5 次

技术发展/频率复用 编辑

频率复用
频率复用

在GSM网络中频率复用就是,使同一频率复盖不同的区域(一个基站或该基站的一部分(扇形天线)所复盖的区域),这些使用同一频率的区域彼此需要相隔一定的距离(称为同频复用距离),以满足将同频干扰抑制到允许的指标以内。随着GSM900MHz数字移动通信网容量的迅速扩张,在许多地区,频率资源变得越来越紧张,某种程度上已制约了移动通信业务的发展。为了满足移动通信业务发展的需求,有些省、市已将GSM使用的频率扩展到12.2MHz带宽,即使这样,频率资源仍然紧张。在模拟网暂时不能退频的情况下,如何提高频率利用率,尽可能提高GSM网络的容量,已成为移动通信运营部门和众多厂家共同关心的热点问题。为此研究出了许多频率复用新技术。本文主要介绍有关这方面的技术。

要求

原邮电部颁布的《900MHz TDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网技术体制》要求,若采用定向天线,建议采用4×3复用方式,业务量较大的地区,根据设备的能力还可以采用其它的复用方式,如3×3复用方式,2×6复用方式等。无论采用哪种复用方式,基本原则是考虑了不同的传播条件,不同的复用方式及多个干扰等因素后,必须满足干扰保护比的要求,即:

同频道干扰保护比: C/I (载波/干扰)≥9dB

邻频道干扰保护比: C/I (载波/干扰)≥-9dB

载波偏离400KHz时的干扰保护比: C/I(载波/干扰)≥-41dB

注:工程设计中需对以上C/I 另加3dB余量。

技术规范/频率复用 编辑

频率复用
频率复用

根据GSM体制规范的建议,通常在无线网络规划中都采用4×3 频率复用方式,即4个基站区(每个基站分为3个120°扇形小区或60°三叶草形小区),12个扇形区为一小区群。这种频率复用方式由于同频复用距离大,能够比较可靠地满足GSM体制对 同频干扰保护比和邻频干扰保护比的指标要求,使GSM网络运行质量好,安全性好。

但是,这种复用方式频率利用率低,满足不了业务量大的地区扩大网络容量的要求。我国城市人口密度很大,GSM网经过几次大规模扩容后,特大城市和部分大城市的市区宏蜂窝基站平均站距不到1000m,小区复盖半径也就是几百米左右,有些“热点”地区站距只有300m左右。可见,再靠大规模小区分裂技术来增加网络容量已经不现实了。

发展前景/频率复用 编辑

因此,在城市的高话务密度地区,要提高网络无线容量,只有提高频率利用率,采用更紧密的频率复用技术。更紧密地复用频率就意味着同频复用距离减小,同频干扰增大。但由于GSM数字移动通信系统本身具有许多抗干扰措施,如跳频、动态功率控制、不连续发射等,将这些技术有效地使用,会明显地提高信号的载干比(C/I),从而使得更紧密的频率复用成为可能。

不同的厂商针对各自的设备情况,提出了许多紧密复用频率的方法。这些方法包括智能双层网(IUO)技术、MRP技术、1/3复用等等。在7.2 MHz带宽情况下,这几种方法对无线网容量的提高及与4/12复用方式的比较见表1,其中带宽为7.2 MHz,GOS=2%,每用户话务量为0.025 Erl。

频率复用
频率复用

因此,对于许多经济发达的城市,为了满足移动用户迅猛增长的需求,一个措施是向DCS1800发展,建立双频网。另一个措施就是在900MHZ现有的频率资源情况下,采用密化的频率复用技术。

各个厂家都根据自己设备的能力及软件功能采用了不同的密化的复用技术,但这是以减少同频复用距离,降低干扰保护比为代价的。由于在GSM系统中,采取了许多抗干扰技术,如跳频、功率控制、话音不连续传输(DTX)、分集接收等,将这些技术有效应用会进一步提高载波干扰比C/I,使C/I有一定的富余,因此,可通过采用密化的频率复用技术进一步增加网络容量,并使网络满足服务质量要求。比较典型的密化的频率复用技术主要有3×3,2×6,2× 3,1×3 技术。

实际上大家都是将常规的4×3频率复用技术和密化的3×3,2×3,1×3频率复用技术混合采用。由于混合采用的方式不同,也就出现了几种不同的复用模式。

应用实例/频率复用 编辑

国际卫星通信组织的C频段转发器用正圆极化波,即A-pol(上行左旋、下行右旋)和反圆极化波,即B-pol(上行右旋、下行左旋)形成双圆极化,再加上地区隔离来实现频率的四重复用(例如第5代卫星——IS-V),即东、西A-pol半球波束和东、西B-pol区域波束。在第6代卫星IS-VI和第7代卫星IS-VI上实现频率的六重复用,将B-pol分为北东、南东、北西、南西四个波束,见图。如采用点波束,则频率复用次数还可增加,下行有效全向辐射功率(EIRP)也可加大,但复盖区较小。

频率复用
图1 IS—VI的波束覆盖图

在国内卫星通信系统,C频段多采用线极化波实现双线极化,可在500MHz带宽中安排24个36MHz带宽的转发器。双线极化是上行同频段内既有垂直极化又有水平极化,下行也是这样。如卫星转发器不超过12个,只用单线极化,也就是说,上行使用垂直极化波,下行使用水平极化波。除幅员辽阔的国家外,不需要在C频段用区域分割的方式来实现频率复用。Ku频段的频率较高,便于用区域分割方式来实现频率复用。