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标题: GPRS频率规划初析 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2005-9-18 22:36

作者: 太阳戴 标题: GPRS频率规划初析

   目前，中国移动GPRS工程已基本建设完成，即将投入商用。如何做好GPRS无线网络规划，使得在GPRS引入后，能够保证目前GSM网络的正常工作、话音业务不受干扰，同时促进数据业务的顺利开展，是运营商迫切关心的问题。本文将着重就频率规划方面，谈谈在GPRS引入传统GSM系统后，相关的一些问题和措施。
　　一、GPRS的引入对传统GSM系统的影响
　　GPRS引入后，对已有的GSM话音业务是有一定的影响的。主要是因为网络干扰增加，导致在小区边缘的通信中断概率会增加，话音服务面积将收缩，越区切换的掉话率将有一定程度的升高。
　　1、分析
　　对话音业务的影响主要取决于网络的频率干扰。对于GSM话音业务，其网络规划完成以后，网络的频率干扰主要决定于频率分配和话务分布。GPRS引入后，增加了GSM信道的利用率，就增加了对话音业务的干扰概率。
　　我们先看一下GPRS引入后，GSM信道的利用情况。
　　由于GPRS利用话音空闲时刻占用信道，当预留量为0时，GPRS可用容量为
　　A GPRS = N-A （1）
　　其中，N为小区可用业务时隙总数，A为电路话音用量（爱尔兰B）。
　　现定为GPRS信道利用率为：
　　η = (N-A)/N （2）
　　信道利用率的增加，表现为网络干扰的增加，根据一些致公司的仿真结果，载干比？C/I变化与GPRS占用率之间关系。
　　GPRS话务增加5%，载干比下降0.21dB；当GPRS业务占用60%信道时，载干比下降2dB。在GPRS引入的初期，如果采用将PDCH配置在BCCH频点的策略，则不会对语音业务产生影响。因为此时PDCH属于BCCH频率组，不会对属于其它频率组的TCH产生干扰；同时对于属于BCCH频率组的TCH，载干比较高，也不会产生太大影响。
　　2、结论
　　（1）对于小容量情况下，不会对现有网络产生影响。若原来GSM话音业务规划时，频率复用刚好满足C/I>9dB，GPRS业务只利用插空话音容量的25%左右，这样不至于对GSM话音产生影响。
　　（2）若GSM频率规划比较宽松，保证C/I有足够富裕，开展GPRS业务对GSM业务无影响。
　　（3）大业务量的GPRS使用后，对GSM话音业务影响较大。仿真结果表明，在同样载干比条件下，开GPRS业务以后，对于CS1和CS2，服务半径将缩小10%-20%左右。但如果目前GSM网络站间距较密，对网络的影响可以降低。
　　二、各种提高频率利用率技术在实际情况下对GPRS无线网络的影响
　　C/I是衡量无线网络性能的一个重要参数，频率规划对该参数起着至关重要参数，频率规划对该参数起着至关重要的作用。在相同情况下，疏松的频率复用度所获得的C/I性能要高于高复用度的系统，相应的数据传输性能也较好。在GSM网络中，为了追求频谱利用率，采用了不同的频率复用技术。BCCG载频使用宽松复用模式，其它还有多层紧密复用（类似MRP）、3X1复用技术、以及跳频、不连续发射、动态功率控制等。这些抗干扰措施在实际中对GPRS网络也有一定的影响，具体分析如下。
　　1、初期的频率规划
　　在引入GPRS业务的初期，由于业务量不大，可以简单地采用在BCCH载频上配置PDCH的方案，这样做的好处是：
　　（1）不需要重新进行频率规划，就可以支持GPRS业务。
　　（2）BCCG载频有较高的载干经，可以支持CS1、CS2，部分支持CS3、CS4，从而最大程度利用无线资源。
　　（3）对语音业务影响很小。
　　2、多层紧密复用（MRP）
　　多层紧密复用技术基于基带跳频技术。在网络规划中，频率分层紧密复用技术的核心是对小区所用的频率进行分层规划。分层方式为将频率分为BCCH层和TCH层，n1、n2、……nm为每一层的载波数，小区支持的话务量由m值和呼损确定。但是，在一定频率资源条件下，如总可用载波数为N，要求频率效率最大，则m最大。其受限于网络的干扰，与每一层所用的复用方式有关。 N=n1+n2+n3+……+nm （3）
　　根据紧密复用规则，
　　n2≥n3≥n4≥……≥nm （4）
　　网络中小区的载干比（平均值）为每层载干比C/I的平均值。另一个影响网络干扰的因素为话务分布，每层干扰可以表示为：
　　(C/I)1=[(q-1)γ/6] （5）
　　q为复用因子，γ为路径衰减因子。
　　满足载干比C/I=9dB的条件下，要求复用因子q=3.63，工程上衡量同频复用距离达到小区半径4倍的条件，能够满足工程要求。实际网络中，小区布点与形状不是完全同理论相一致，各地网络需根据基站站点之间相对位置、小区负荷以及设置的跳频参数，决定是否可以用非BCCH载频开展GPRS业务。
　　3、1×3分离复用
　　随网络站型的增大，为提高频谱利用率，在实际工程中，可使用1×3分离复用的频率复用技术。分离复用技术（即1×3或1×1复用技术），复用距离较短，干扰较大，必须采用射频跳频技术，可跳频率集合，远远大于TRX数，由设计MA、HSN、MAIO参数，避免频率碰撞。现举例说明分离复用技术特征。
　　假设有10MHz带宽，50个频点，BCCH占用14个频点，TCH用36个频点。若用4×3复用模式，进行规划，每个小区分得3个频点，站型为S4/4/4。若用分离复用1×3，则每小区可用频点为12个，实际小区可用频率取决于分离复用比，具体而言，如果分离因子FR取50%，则TRX=12×50%=6。网络干扰决定载频分离因子，分离因子越小，加上跳频参数的选取，能够保正在一定范围内无频率碰撞，详细情况由概率统计估计。实际工程中，遇到问题各站点时间基准差异，难以控制碰撞，同时分离复用比FR不能取得高，话务负荷不能高。基于这样原因，开展GPRS业务速率难以提高。
　　4、跳频分析
　　对于承载GPRS业务的PDCH，对所有Coding scheme都采用跳频技术是不现实的。参见表2的仿真结果，跳频约会给CS1和CS2带来一定程度的增益，对CS3几乎没有增益，对CS4反而有损失。因此，建议GPRS在采用CS1和CS2时，采用跳频技术，其余情况下，不采用跳频技术。
表2 仿真结果
编码方式 QoS C/I[dB]无跳频 C/I[dB]跳频
CS-1 BLER<10% 9.0 6.2
CS-2 BLER<10% 11.3 9.8
CS-3 BLER<10% 12.7 12
CS-4 BLER<10% 17 19.3
　　5、其他考虑
　　（1）对GPRS服务质量的损伤。由于GPRS业务有较高的激活因子，单个PDCH和单个TCH相比产生的干扰要大，因此激活PDCH的数量较大时，就会对同频率组的TCH产生较大的干扰，造成断话率提高，小区服务面积收缩。（使满足话音业务质量要求的C/I的实际覆盖面积缩小）
　　（2）如果采用控制激活PDCH数量的方法，来避免对语音业务的影响，这就意味在相同网络容量需求的情况下要增加设备投资。三、对GPRS无线频率规划的初步建议
　　1、GPRS建网初期，分组业务数据量不大，采用以下频率计划：
　　考虑到BCCH层频率复用较为疏松，C/I较大，可将GPRS业务时隙全部定义在BCCH上，并定义为共享时隙（BCCH不进行跳频）。
　　为满足话音业务发展需要，保证良好的话音质量，小区内其余载波尽量采用跳频和紧密频率复用等方式。
　　2、GPRS业务有一定发展后，根据当地业务情况，可采用以下频率计划：
　　•将部分GPRS业务时隙定义在BCCH上，并定义为共享时隙（BCCH不进行跳频）。
　　•专门拿出一小部分频点作为GPRS专用层，采用相对紧密的频率复用方式，并采用跳频。
　　•跳频层GPRS开放CS1和CS2，非跳频层GPRS可开放CS3和CS4。
　　3、GPRS业务进一步发展后，在高速数据业务热点地区，可采用以下频率计划：
　　•将部分GPRS业务时隙定义在BCCH上，并定义为专用时隙（BCCH不进行跳频）。
　　•进一步拿出部分频点，定义为GPRS和TCH共享方式。采用较为疏松的频率复用方式，不采用跳频。
　　4、此外，在实际规划工作中，我们仍可通过合理采用多层网、室内覆盖等方式来提高C/I，改善信道环境，提高网络容量。
　　由于GPRS即将投入商用，以上的建议希望能作为下一步网络规划的参考。由于网络规划和各地的实际情况密切相关，并且随着GPRS建设的进一步发展也会有不断的变化。在今后的实际工作中，可根据当地的实际情况做进一步的调整。
　　在本文的撰写过程中，与华为公司、NOKIA公司、MOTOROLA公司、爱立信公司的有关专家进行了探讨和研究，在此再次表示诚挚的感谢。

时间: 2005-9-23 09:06

作者: wanglff

看懂一些，谢谢。

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