联通900M频段扩容方式探讨(2007年旧作)
【摘要】 900M频段是联通网络的主力频段,本文结合××联通的实际,介绍了目前900M频段频率规划的特点,并针对继续扩容的需求,介绍了实施1×1复用和引入AMR技术等解决方案。 【正文】 一、联通900M频段频率规划的特点 联通GSM网络使用900M和1800M两个频段:900M频段共有29个频点,从96到124号,频段宽度为6MHz;1800M频段共有50个频点,从686到753号,频段宽度为10MHz。 由于900M频段相对传播损耗小,覆盖范围大,因此目前,联通主要业务还是集中于900M频段。以**联通为例,尽管同时开通了900M和1800M两个频段,但还是以900M频段为主。 900M频段由于频点数少,不可避免地给频率规划带来很大的挑战。以**联通为例,其900M频段频率规划的方式经历了一个发展过程。 最早频率规划采用的是4×3复用模式,单个基站最高可以做到3/2/2的配置。随着用户数量的增加,对基站容量的要求也水涨船高,4×3复用模式已经不能满足**联通业务发展的需要。 之后**联通采用了新的频率规划方式,将频点分为BCCH频点和TCH频点两部分,分别有13个以及16个频点。BCCH频点上依旧采用传统的4×3复用模式,以期达到较好的质量,除了BCCH和SDCCH外,未来BCCH频点上还可以用于承载EGPRS高速数据业务;而TCH频点上引入了跳频技术,实行1×3复用,新的频率规划方式主要应用于话务密集的城市和发达的乡镇。 二、跳频技术概述 GSM系统使用的跳频技术是选择一组频率,称为跳频组,终端每个TDMA帧在该组频率中改变一次频率。GSM系统采用的跳频技术每秒跳频217次,属于慢跳频。 采用跳频技术后,可以避免固定频点上的信号衰落,达到频率分集的效果,提高信号的质量。此外,采用跳频技术后,还可以起到分散干扰的效果,避免由于频率规划原因造成的某些频点上干扰过分集中。 实施跳频技术涉及跳频组、HSN(hopping sequence number,跳频序列号 )和MAIO(Mobile Allocation Index Offset,移动配置索引偏置)等主要参数。 跳频组列出了参与跳频的频点,一般一个跳频组最少需要有5个频点。 跳频组的频点依序组成一个跳频序列,HSN定义了跳频序列的组合规律。如果HSN为0,代表跳频序列中各个频点顺序循环出现;而HSN为1~63时各对应一种随机跳频序列,随机跳频序列中频点随机出现,随机跳频序列的周期约6分钟。 MAIO可以理解为跳频序列的索引,也就是跳频序列的起始位置。 当然采用跳频技术后,也会带来在相邻基站间发生频率碰撞的机会,造成信号干扰,影响通话质量,需要在频率规划时尽量避免。 三、1×3复用技术概述 1×3复用的具体方案是将16个频点分为3个跳频组,顺序分配到基站的三个扇区进行跳频。其中一个跳频组有6个频点,其余两个跳频组有5个频点,分配方式如下图所示: 在采用1×3复用时,频率的利用率一般必须低于40%,以减少频率碰撞造成干扰。因此如果跳频组中有5个频点,扇区可配置TCH的2个频点,加上BCCH的频点,这样单个扇区可配置3个载频,整个基站最大配置可达4/3/3,容量比早期的4×3复用模式有了显著的提高。 1×3复用在实施时需要进行HSN的规划,不同的基站分配不同的HSN,以减少频率碰撞的几率,提高网络质量。 四、扩容对策 随着联通业务的进一步发展,用户数量和用户业务量也持续增长,在话务密集的城市区域,900M频段面临进一步扩容的压力。由于城市内新增站点不是一件容易的事,相应的配套成本也很高,靠小区分裂来扩容困难重重。 一种解决方法是将新增的容量分配1800M频段上,这也是很多地方正在实施的方案。但考虑到1800M的覆盖效果逊于900M,因此继续在900M上扩容还是有现实意义的。目前有两种方案,可以用于900M频段继续扩容。 1.1×1复用 1×1复用是1×3复用技术的发展。1×1复用将所有可用的TCH频点放到一个跳频组中,这样所有的扇区将使用相同的跳频组,当然为了避免频率碰撞,实施时将需要进行MAIO(Mobile Allocation Index Offset,跳频索引)的规划,不同的扇区设置不同的MAIO,而共站的小区建议使用同样的HSN。 采用1×1复用后,频率的利用率一般必须低于20%,以避免频率碰撞造成干扰。由于跳频组最多可以有16个频点,因此单个基站最大配置可达4/4/4,最大容量比1×3复用方式增加了20%。 1×1复用实施的效果与干扰的大小有关。如果基站能够覆盖良好,避免越区覆盖的情况,再配合MAIO规划等措施,还是可以得到较好的话音质量。以**联通在**城区进行的1×1跳频试验结果看,试验前1×3跳频与试验后1×1跳频的网络质量对比情况如下图所示: 从上图可以看到,试验前后网络的质量没有明显变化。 此外,还可以实施同步网络的方法,将GSM的基站利用GPS信号同步起来,这样信号的质量还能进一步提高。考虑到目前联通G网与C网共站比例较高,GPS信号的引入并不是一个大问题。 2.AMR技术 AMR(Adaptive Multi Rate,自适应多速率)语音编码技术是在EFR语音编码技术基础上发展起来的,最高速率为22.8k bps。AMR被3GPP组织选为UMTS系统的语音编码技术。随着3G技术的逐步成熟,AMR技术在GSM系统中推广开来,目前已经有不少GSM终端支持AMR技术,也有GSM基站支持AMR技术。 下图给出了AMR与EFR在不同信号质量环境下语音质量的对比,从图中可以看到,在信号质量较差的环境中,AMR使用效果远好于GSM中使用的FR和EFR语音编码技术。据分析,在C/I较低的环境,AMR的MOS值可比EFR高一个单位;而获得同样的话音质量,AMR需要的信干比C/I比EFR低3~6dB 采用AMR技术后,由于信干比C/I要求可以降低,因此频率的利用率可以大幅提高,最高可以提高一倍,也就是采用1×1复用,频率的最大利用率为40%;采用1×3复用,频率的最大利用率为80%。 考虑到目前支持AMR技术终端的比例,采用1×1复用,频率的最大利用率为30%;采用1×3复用,频率的最大利用率为60%。根据以上的假定,我们可以得到容量的增长如下表所示,可见容量的确有大幅度的提高。 项目 1×1复用 1×3复用 无AMR技术 4/4/4 4/3/3 有AMR技术 6/6/6 5/4/4 容量增加 50% 30% 四、小结 作为联通GSM网络主力的900M频段,挖掘其扩容潜力对联通GSM网络的业务发展至关重要。1×1复用和引入AMR技术将是联通900M频段扩容的有力手段。 |