GPRS频率规划初析

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1、GPRS 频率规划初析目前，中国移动 GPRS 一期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

2、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：n = （N-A）/N（2）信道利用率的增加，表现为网络干扰的增加，根据一此致公司的仿真结果，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.

3、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/I9dB，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

4、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

5、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

6、，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=nl+n2+n3+nm （ 3）根据紧密复用规则，n22n32n422nm （ 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）l=（qT） Y /6（5）q为复用因子，Y为路径衰减因子。满足载干比C/I=

7、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 1X3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1X3分离复用 的频率复用技术。分离复用技术（即1X3或1X1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

8、带宽， 50 个频点， BCCH 占用 14 个频点， TCH 用 36 个频点。若用 4X3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 1X3,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=12X50%=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

9、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/IdB无跳频C/IdB 跳频CS-1BLERvlO%9.0 6.2CS-2BLERvlO%11.3 9.8CS-3BLERvlO%12.7 12CS-4BLERvlO%17 19.35 、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

10、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，

11、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。（中国无线电管理）