頻率復(fù)用基礎(chǔ)

1、頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識（第四課）（第四課）頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識gsm網(wǎng)絡(luò)頻譜資源（網(wǎng)絡(luò)頻譜資源（900mhz）gsm900頻道序號和頻點標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系為： fu(n)=890.200mhz+(n-1)0.200mhz 上行頻率 fd(n)= fu(n)+45mhz 下行頻率 n=1124頻道 n值稱為絕對射頻頻道號（arfcn），通常第1和第124頻道作為系 統(tǒng)保護(hù)頻道不予使用。但由于聯(lián)通頻率資源過少，故124仍使用。 初期，在我國gsm900使用的頻段為： 905915mhz 上行頻率 950960mhz 下行頻率 目前，由于模擬網(wǎng)退網(wǎng)，頻段讓給gsm，目前情況為：

2、 中國移動：890909m,935954m,共93個頻道,頻道號為294。 中國聯(lián)通：909915m,954960m,共29個頻道,頻道號為96124。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識gsm網(wǎng)絡(luò)頻譜資源（網(wǎng)絡(luò)頻譜資源（1800mhz）gsm1800頻道序號和頻點標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系為： fu(n)=1710.2mhz + (n-512)0.200m 上行頻率 fd(n)= fu(n)+95mhz 下行頻率 n = 512-885頻道 目前中國移動、中國聯(lián)通擁有g(shù)sm1800網(wǎng)絡(luò)。各擁有10m帶寬。 中國移動：頻道號為512-561。 中國聯(lián)通：頻道號為687-736。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)

3、知識gsm網(wǎng)絡(luò)的主要頻率參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的主要頻率參數(shù)調(diào)制速率：270.833khz; 采用高斯最小移頻鍵控（gmsk），這是對頻譜性能和抗干擾能力的折衷選擇，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。信道間隔：200khz， 缺點：由于比調(diào)制速率小，故相鄰載波會有一點干擾； 優(yōu)點：頻譜利用效率可以提高，相鄰信道干擾引起的損失可由給定頻譜上的可用信道數(shù)的增加來補(bǔ)償。 頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識同鄰頻干擾指標(biāo)同鄰頻干擾指標(biāo)同頻干擾c/i： 所謂所謂c/i，是指當(dāng)不同小區(qū)使用相同頻率時，另一，是指當(dāng)不同小區(qū)使用相同頻率時，另一小區(qū)對服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生的干擾，它們的比值即小區(qū)對服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生的干擾，它們的比值即c/i。 gsm規(guī)

4、范中一般要求規(guī)范中一般要求c/i9db；工程設(shè)計中一般；工程設(shè)計中一般加加3db余量，即要求余量，即要求c/i12db。鄰頻干擾c/a： c/a是指在頻率復(fù)用模式下，鄰近頻道會對服務(wù)是指在頻率復(fù)用模式下，鄰近頻道會對服務(wù)小區(qū)使用的頻道進(jìn)行干擾，這兩個信號間的比值即小區(qū)使用的頻道進(jìn)行干擾，這兩個信號間的比值即c/a。 gsm規(guī)范中一般要求規(guī)范中一般要求c/a-9db。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識同頻干擾同頻干擾c/i計算計算abcdefgabcdefgacdefgabcdefgabcdfgabcdefgabcdefg=_bcchicellownppic頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識同頻干擾

5、同頻干擾c/i計算模型計算模型 理想信道模型 在理想蜂窩條件下：各小區(qū)射頻參數(shù)一致。在理想蜂窩條件下：各小區(qū)射頻參數(shù)一致。 n-復(fù)用無線區(qū)簇下的載干比估算不失一般性，取不失一般性，取 ，可得到：，可得到：diffkkkhkdhkkkkpleffeff765log3log)log42 2(1=,5 . 06log10)2126log(104db)2126log(10log 22126)(log10)(101010101010)10/ 2(12110/2log 26110/log 210/log 212110/ )2log 2(6110/ )log 2(10/ )log 2(=qkrdqdbici

6、ckkdkkdkrkkdkpkdkprkpttt6log10log 2)(qkdbic4=頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識同一個基站為什么不可使用鄰頻同一個基站為什么不可使用鄰頻 依據(jù)干擾模型，令移動臺b相對于移動臺a的 可得當(dāng) 將發(fā)生掉話。 近端-遠(yuǎn)端干擾abcdd2d1小區(qū) 2小區(qū) 1d2d1dbddkdbic9log 2)(21=69.112dd頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用頻率復(fù)用 頻率復(fù)用就是指在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中重復(fù)使用相同的頻率，一般把有限的頻率分成若干組，依次形成一簇頻率分配給相鄰小區(qū)使用。 當(dāng)基本完成小區(qū)規(guī)劃后，接下來的主要任務(wù)是進(jìn)行頻率規(guī)劃。gsm系統(tǒng)中頻率資源是有限

7、的，合理利用頻率資源既可以提高用戶數(shù)量，又可以避免相鄰小區(qū)間的干擾。 通常的頻率復(fù)用方式有：“43”復(fù)用， “33”復(fù)用，以及更為緊密的“13”復(fù)用。不同頻率復(fù)用方式具有不同的頻率利用率。 當(dāng)gsm系統(tǒng)話務(wù)需求量很大時，通常采用多重頻率復(fù)用方式。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識43頻率復(fù)用方式a3d2b1c3b2d1d3a2c1b3c2a1b3c2a1a3a1b1d1d3d2c3b2a1c3d2c3c1d2b1c2a1a2c1d3“4 3”復(fù)用方式針對每基站劃分為3扇區(qū)的規(guī)劃區(qū)域。12個頻率為一組，并輪流分配到4個站點，每個站點可用其中的3個頻率。如上圖所示。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識4

8、3頻率復(fù)用方式c/i計算a3d2b1d1d3c1b3c2b2c3a1a2a3d2b1d1d3c1b3c2b2c3a1a2a3b1b3b2a1a2a3b1a1a2a3d2b1d1d3a1a2a1a3d2b1d1d3c1b3c2b2c3a1a2 令蜂窩六邊形邊長為1，結(jié)合前述干擾模型，可以得到：dbdbic18)2 . 7(2)8(2log10)(444=頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識33頻率復(fù)用方式“3 3”復(fù)用方式針對每基站劃分為3扇區(qū)的規(guī)劃區(qū)域。9個頻率為一組，并輪流分配到3個站點，每個站點使用其中的3個頻率。如上圖所示。a3c2b1b3a2c1c3b2a1a3c2b1b3a2c1b3a1

9、c1a1a3a2c3b2a1a3a3c3c1b2a1b2a1a2c1b3頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識33頻率復(fù)用方式c/i計算 令蜂窩六邊形邊長為1，結(jié)合前述干擾模型，可以得到：a3c2b1c1c3b3b2a1a2a3c2b1c1c3b3b2a1a2a3c2b1c1c3b3b2a1a2a3c1a1a2a3c2b1c1c3b3b2a1a2a3c1a1a2a3b1b3b2a1a2dbdbic3 .13)57. 5(2)7(22log10)(444=頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率多重復(fù)用mrp 頻率多重復(fù)用就是把所有的頻帶分為幾部分，每部分頻率采用不同的頻率復(fù)用系數(shù)，就是說在同一網(wǎng)絡(luò)中采用

10、不同的頻率復(fù)用方式。復(fù)用系數(shù)66 mhz帶寬bcch復(fù)用系數(shù)12復(fù)用系數(shù)9用于微蜂窩頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率多重復(fù)用有效應(yīng)用抗干擾技術(shù)將會提高有效應(yīng)用抗干擾技術(shù)將會提高c/i，密化頻，密化頻率復(fù)用方式，提高頻率利用率。率復(fù)用方式，提高頻率利用率。bcch-trx性質(zhì)比較特殊。性質(zhì)比較特殊。bcch可以使用可以使用4 3或更高的復(fù)用系數(shù)，以或更高的復(fù)用系數(shù)，以保證保證bcch信道質(zhì)量；而信道質(zhì)量；而tch則使用相對緊則使用相對緊密的復(fù)用方式。密的復(fù)用方式。頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識雙重頻率復(fù)用“43”“33”“43”“13”頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識同心圓技術(shù) 增強(qiáng)型的同

11、心圓技術(shù)，與一般的同心圓不同的是，內(nèi)圓（超級層）的邊界是由信道的上下行載干比c/i值來確定的。 增加對信道的上下行c/i的估算功能以及增加相關(guān)的內(nèi)外圓之間的切換算法。222222222222頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識13頻率復(fù)用方式c/i計算a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2dbdbic43. 9)36. 4(252log10)(444=頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識抗干擾技術(shù)跳頻；跳頻；跳頻的頻率分集增益；跳頻的頻率分集增益；跳頻的干擾分集增益；跳頻的干擾分集增益；不連續(xù)傳輸不連續(xù)傳輸dtx和增益；和增益；動態(tài)功率控制動態(tài)功率控制dp

12、c和增益；和增益；“13”復(fù)用復(fù)用+射頻跳頻射頻跳頻+dtx+dpc頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識跳頻（fh） 跳頻序列是一個偽poison隨機(jī)過程： poisonpoison隨機(jī)隨機(jī)過程的一個重要特征是事件發(fā)生時間的過程的一個重要特征是事件發(fā)生時間的均勻分布，也就是說，跳頻情況下，在某一時刻，跳頻均勻分布，也就是說，跳頻情況下，在某一時刻，跳頻trxtrx取跳頻集合中任一頻率的幾率相等。取跳頻集合中任一頻率的幾率相等。 跳頻情況下的平均載干比的計算 式中，式中，i ikiki是干擾扇區(qū)是干擾扇區(qū)k k的干擾頻點的干擾頻點i i的功率。的功率。 =nkfikimeanifcic111)(頻率

13、復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識跳頻帶來的好處-頻率分集50%頻率負(fù)載抗瑞利衰落頻率差越大，瑞利衰落相關(guān)性越小對高速移動的ms無益處頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識跳頻帶來的好處干擾分集跳頻集 ma：,.,321nffff,trx 數(shù)目：m (mn)干擾小區(qū) 設(shè)移動臺在時刻t使用fk在通話。 此時，干擾小區(qū)fk 被激活的概率是 nmccpmnmn/11=mnicpicdbiclog10log10log10)(/=增益頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識不連續(xù)發(fā)射-dtx話音激活期：13kbit/s對話音編碼；安靜期間：500bit/s對舒適噪聲編碼；安靜期間對干擾的貢獻(xiàn)微乎其微，可以認(rèn)為其功率為零。

14、假設(shè)dtx激活因子為 ，則trau btsbts ms舒適噪聲幀話音幀480 msppicpicdbiclog10log10log10)(/=增益頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識動態(tài)功率控制-dpc話音激活期：13kbit/s對話音編碼；安靜期間：500bit/s對舒適噪聲編碼；安靜期間對干擾的貢獻(xiàn)微乎其微，可以認(rèn)為其功率為零。 假設(shè)dtx激活因子為 ，則trau btsbts ms舒適噪聲幀話音幀480 msppicpicdbiclog10log10log10)(/=增益頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識頻率復(fù)用基礎(chǔ)知識跳頻情況下總增益計算13復(fù)用復(fù)用較較43復(fù)用帶來的干擾惡化量復(fù)用帶來的干擾惡化量： cir 43- - cir 13 = =18 - 9.43 8.57 db13跳頻跳頻，50%頻率頻率負(fù)載帶來的干擾分集增益負(fù)載帶來的干擾分集增益: : 10log10(2/1) = 3db設(shè)跳頻長度為設(shè)跳頻長度為12個頻點個頻點，則帶來頻率分集增益則帶來頻率分集增益約約: :2db設(shè)設(shè)dtx激活因子激活因子為為0.5, 則帶來增益則帶來增益: - -