建設(shè)GSM900/DCS1800雙頻網(wǎng)的幾點考慮

2019-11-03 09:51:31

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供稿：網(wǎng)友

建設(shè)GSM900/DCS1800雙頻網(wǎng)的幾點考慮摘要：敘述移動通信發(fā)展特點，討論建設(shè)GSM900/DCS1800雙頻運行網(wǎng)的條件、組網(wǎng)方式及其特點，還討論了雙頻運行網(wǎng)的未來發(fā)展，以探討適應(yīng)多重頻率復用方式移動通信高速發(fā)展和頻率資源緊張的解決途徑。，關(guān)鍵詞：數(shù)字移動通信系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；雙頻網(wǎng)；GSM900/DCS18000 引言近年來，我國移動通信發(fā)展的第一個特點是異常迅猛。據(jù)估計，到2000年，蜂窩用戶（不含港、澳、臺）將超過4000萬。到2005年，將達到或超過1 億。其中，模擬用戶2000萬，數(shù)字用戶8000萬。由了頻率資源限制，GSM900最大承載約為4000萬，余下4000萬將主要由DCS1800來完成。移動電話發(fā)展的第：二個特點是話務(wù)量分幣不均，且增長極快，致使頻率資源偏緊。以福州市為例，1998年市區(qū)（50km2）用戶達問萬，平均單位面積用戶為3400，預計今年未將達到30萬，其中一半話務(wù)量分布在15km2的忙區(qū)內(nèi)。去年單位面積最大話務(wù)量已達350ERL，今年底將達700ERL。考慮到冗余，今年底全市將達到20000 ERL。以現(xiàn)有基站（BS）進行擴容，僅能提供12000ERL。考慮到站址選擇因素，新增基站也只能提供1500 ERL，故容量缺口大。福州市區(qū)有130多個基站，平均站距已小到500m，忙區(qū)基站配置已達5載頻/5載頻/5載頻，可見頻率資源已十分緊張。而且，基站半徑再減小也受到了多種限制，即使從技術(shù)、經(jīng)濟上也難以進行新的小區(qū)分裂。利用諸如多重頻率復用方式（MRP）、智能分層覆蓋（IUO）、智能跳頻（IFH）等技術(shù)來增加容量，也存在諸多局限，因此一個最好的解決辦法是汗發(fā)新的頻率資源—建設(shè)DCS1800網(wǎng)絡(luò)。1 雙頻網(wǎng)的一般概念 DCS1800和GSM900這兩個系統(tǒng)具有多方國的一致性。例如它們采用相同的信源編碼、信道編碼、調(diào)制、多址等技術(shù)，頻道間隔、頻帶寬度、系統(tǒng)構(gòu)成論功能性能等也一樣，不同之處僅在于雙工間隔和工作頻段：GSM900的雙工間隔和工作頻段分別為45MHz和900MHz，而DCS1800）的相應(yīng)為95MHz和1800MHz。由于相同處太多，故又將DCS1800稱為GSM1800。正因為這兩個系統(tǒng)只存在兩點相異之處，工程中常將GSM900和DCS1800組合在一起構(gòu)成運行網(wǎng)，稱為雙頻網(wǎng)。DCS1800也就成為GSM900容量不足之后的首選系統(tǒng)。2 雙頻運行網(wǎng)的組網(wǎng)方式及其特點當前如何發(fā)展雙頻運行網(wǎng)呢？基于GSM900已形成了中國電信的移動通信骨十網(wǎng)，而一個電信經(jīng)營公司不可能建設(shè)第一二個骨干網(wǎng)，所以DCS1800只能在GSM900網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展。理論上講發(fā)展可分成兩種：一種是DCS1800建立自己的基站收發(fā)信臺（BTS）、基站控制器（BSC）、移動交換中心（MSC）等網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，獨立組網(wǎng)；另一種是借助GSM900網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，實行DCS1800和GSM900共用BTS、 BSC、 MSC等的混合組網(wǎng)。但是無論是采用哪種方式建網(wǎng)，其小區(qū)數(shù)據(jù)諸如小區(qū)柵欄資格給定（CBO）、小區(qū)再選擇偏移（CRO）、分層小區(qū)結(jié)構(gòu)（HCS）等的設(shè)置，應(yīng)盡量使雙頻手機優(yōu)先工作于DCS1800，且應(yīng)盡量減少DCS1800與 GSM900之間的越區(qū)切換。這是廣東省和其它省市雙頻試驗網(wǎng)的共同認識。（1）DCS1800獨立建網(wǎng)時，不受GSM900網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制，能自成系統(tǒng)。獨立組網(wǎng)方式的優(yōu)點是： 1）建網(wǎng)、擴容均不影響GSM900網(wǎng)絡(luò)，因而無需對GSM900設(shè)備作任何軟、硬件修改。 2）包括站址選擇、小區(qū)覆蓋、切換邊界等無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)設(shè)計、修改等均可獨自進行，而無需顧及GSM900網(wǎng)絡(luò)，因而減小了工程設(shè)計、維護的難度。 3）基于網(wǎng)絡(luò)獨立，與GSM900網(wǎng)絡(luò)不存在功能交叉，使全網(wǎng)管理。業(yè)務(wù)拓展（例如，可開出分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS、高速電路數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)HSCSO、無線智能網(wǎng)CAMEL等）、功能開發(fā)、計費（因為系統(tǒng)功能、通信質(zhì)量業(yè)務(wù)等不同于GSM900，則費率也應(yīng)有所區(qū)別）等簡單化。缺點是： 1）初期投資大，尤其是BTS投資過大。NOKIA公司給出醫(yī)院、大廈、商場等5種建筑類型室內(nèi)電波傳播損耗數(shù)據(jù)是：與GSM900相比，平均差15dB。差值范圍為一4～28dB。福建省的實驗結(jié)論是：1800 MHz的無線傳播衰耗大，穿透力差。考慮到室內(nèi)時的覆蓋，小區(qū)有效半徑僅為900MHZ的1／2。而在開闊地、郊區(qū)就更差，例如在開闊地時，這一比值僅為2／5。顯然，要達到與900MHz相同覆蓋，市區(qū)基站應(yīng)擴建3倍，郊區(qū)基站應(yīng)多建5倍。因此，如果將DCS1800獨立組網(wǎng)，且構(gòu)成全覆蓋，則其早期投資驚人。 2）與GSM900網(wǎng)絡(luò)之間的切換構(gòu)成了不同系統(tǒng)的局間切換，控制復雜。顯然，目前只有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、用戶增長速度極快的特大城市和大城市才較適合此種組網(wǎng)方式，諸如上海廣州、深圳等極少數(shù)城市。但它是雙頻運行網(wǎng)發(fā)展方向。這種方式擬采用多層話務(wù)覆蓋的疊加覆蓋方法建設(shè)DCS1800系統(tǒng)，并盡可能減少兩個網(wǎng)絡(luò)之間的切換，且DCS1800網(wǎng)應(yīng)做到無縫覆蓋。在運作方面，盡可能分擔GSM900話務(wù)，通過系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、自動雙頻手機支持，盡可能占用DCS1800系統(tǒng)，只有在DCS1800出現(xiàn)擁塞或超出覆蓋時，雙頻電機才回到GSM900網(wǎng)絡(luò)。（2）混合組網(wǎng)時，DCS1800系統(tǒng)可以和GSM900系統(tǒng)共用BTS、BSC、MSC、HLR本地用戶位置寄存器）、AUC（鑒權(quán)中心）、OMC－S（操作維護中心一網(wǎng)絡(luò)部分）、OMC－R（操作維護中心一無線部分）等網(wǎng)絡(luò)功能部件以及線路資源。當然，所有這些部分共用，是有條件的。例如，只有當GSM900的基站站距短到700～800m甚至更短時，方可共用BTS。顯然，這是基于DCS1800的傳播能力、穿透力、天線增益、手機功率、靈敏度。墻壁材料等諸條件決定的。共用 BSC、MSC時，組網(wǎng)投資域少了，但是DCS1800系統(tǒng)對GSM900系統(tǒng)的影響將是長期的，故共用BSC、MSC時，需對GSM900網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件進行修改、升級或換代。這種方式的優(yōu)點是： 1）初期投資較小。 2）DCS1800與GSM900之間的切換在同一個BSC或MSC之內(nèi)進行，因而控制簡單、快速。 3）能較靈活控制話務(wù)流向。缺點是： 1）對原有GSM900網(wǎng)絡(luò)影響較大。例如，始終要對與其共用的BSC、MSC等軟、硬件進行擴容。版本升級、增大處理功能等調(diào)整工作。 2）網(wǎng)絡(luò)復雜性增加，因而給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化、網(wǎng)管帶來困難，尤其當DCS1800網(wǎng)絡(luò)容量較大時。 3）不利于DCS1800采用獨立的資費政策和業(yè)務(wù)發(fā)展策略。顯然，這種方式目前適合于我國絕大多數(shù)城市和經(jīng)濟發(fā)達鄉(xiāng)鎮(zhèn)。（3）目前，DCS1800混合組網(wǎng)的應(yīng)用方式有： 1）單純覆蓋“熱點”或高話務(wù)量地區(qū)或盲區(qū)用場區(qū)等特殊地點。本方式適用于雙頻運行網(wǎng)早期試驗階段以及通信質(zhì)量欠佳的限定空間（地下室、隧道、地鐵等）無線電盲區(qū)、弱場區(qū)。DCSI1800對改善微微小區(qū)的室內(nèi)通信以及忙區(qū)將有較大貢獻。 ETSI已于1996年通過筆記本電腦大小的室內(nèi)用BTS技術(shù)規(guī)范，估計到明年將大量出現(xiàn)其商用產(chǎn)品，這對推進小區(qū)分層技術(shù)將有很大作用。 2）連續(xù)、成片覆蓋“熱點”或高話務(wù)量地區(qū)及其周圍。城市中形成與GSM900共用BTS、BSC、MSC等結(jié)點和無縫、連續(xù)覆蓋，這也是移動通信發(fā)展先進省份的共識。 3）覆蓋全省城市。到目前為止，雙頻運行網(wǎng)還只在大城市或者重要經(jīng)濟城市中試驗，少數(shù)城市如深圳、上海等地已開放業(yè)務(wù)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)只考慮話務(wù)密集分布的重點地區(qū)。要取得經(jīng)驗后，再覆蓋全省城市。至少在最近幾年內(nèi)，這種安排只可能出現(xiàn)在我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。 4）覆蓋全國。這可能要等若干年以后。（4）一旦DCS1800用戶發(fā)展到一定數(shù)量或者網(wǎng)絡(luò)具有一定規(guī)模以后，例如在一個省內(nèi)有好幾個城市已構(gòu)成DCS1800全覆蓋，且用戶數(shù)又在猛增時，混合組網(wǎng)方式將不刊于DCS1800繼續(xù)發(fā)展，也不利于提高GSM900網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，此時應(yīng)實時地將DCS1800由混合組網(wǎng)變?yōu)楠毩⒔M網(wǎng)。否則，錯過時機，將會造成巨大經(jīng)濟損失和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)制上的難度。目前廣東、北京試驗既采用DCS1800獨立組網(wǎng)，又采用共用BSC、BTS的混合組網(wǎng)構(gòu)筑雙頻網(wǎng)技術(shù)，除了能獲得這兩種組網(wǎng)方式的優(yōu)點之外，也可取得雙頻運行網(wǎng)的過渡經(jīng)驗。這種在同一個省、市、地區(qū)采用既獨立、又混合的雙頻網(wǎng)技術(shù)實際上是獨立組網(wǎng)和混合組網(wǎng)的一個派生。3 雙頻試驗網(wǎng)建立情況根據(jù)各地移動通信用戶的發(fā)展情況，可以估計出，大約在2000年左右，各地將陸續(xù)出現(xiàn)信道容量不足、頻率資源偏緊的局面。廣東、北京、上海、江蘇、廣西。湖南等少數(shù)省。市自1996年起，陸續(xù)考慮建立雙頻運行試驗網(wǎng)，以作技術(shù)跟蹤和系統(tǒng)考察。這些省、市往往采用將DC1800建立在重要城市和經(jīng)濟繁榮的鄉(xiāng)鎮(zhèn)等話務(wù)繁忙的忙區(qū)，然后向中心城市發(fā)展的策略。對這些網(wǎng)絡(luò)先試驗，取得經(jīng)驗和數(shù)據(jù)后再對外開放。其中廣東省是走在最前面的：1996年11月與EriCSSon公司簽訂了DCS1800的2個MSC、4個BSC、181個基站、1213個載波，約20萬用戶容量的合同，分別在廣州、深圳、佛山、南海4個城市建設(shè)雙頻運行網(wǎng)。廣州、深圳采用獨立組網(wǎng)方案，如廣州建設(shè)1個MSC、2個BSC、54個基站。522個載波，深圳建設(shè)1個獨立的MSC、1個BSC、 66個基站和430個載波。佛山和南海采用混合組網(wǎng)方案。其中，佛山采用共用MSC、并建有DCS1800的2個BSC、2個基站、211個載波：南海采用共用BSC和共用MSC，建設(shè)5個DCS1800基站。50個載波，其中MSC的CPU為APZ 212 20，RSC的CPU為APZ 21211，基站類型為RRS 2202。廣東省計劃在試驗網(wǎng)基礎(chǔ)上，逐步加大 DCS1800比重，在全省大、中城市市區(qū)完善覆蓋，進一步擴大系統(tǒng)容量，并將側(cè)重發(fā)展雙頻用戶和在DCS1800中開展增強型全速率編碼（EFR）、小區(qū)廣播、高速數(shù)據(jù)接入、雙模或多模式移動通信業(yè)務(wù)（例如兼容DECT移動通信系統(tǒng)）等新功能、新業(yè)務(wù)。經(jīng)國內(nèi)多家移動公司試驗證明，雙頻網(wǎng)具有明顯的優(yōu)點，是解決容量不足的最好方案。香港的CSL、SMARTON等移動通信運營公司都表示要進行雙頻網(wǎng)試驗和研究，為擴大容量作準備。經(jīng)過眾多省份運營商、移動公司的試驗以及生產(chǎn)廠商的努力，雙頻運作技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)水平將更加成熟和提高。4 有關(guān)建議根據(jù)各地試驗情況，作者認為，目前雙頻手機應(yīng)大力提高其接收靈敏度，至少應(yīng)達到GSM900水平，但話音自然度應(yīng)好于GSM900，以吸引用戶，如采用EFR技術(shù)，大力發(fā)展雙頻手機和多頻手機，如能兼容DECT（歐洲數(shù)字無繩電話）、PHS（個人手持機系統(tǒng)）等系統(tǒng)則更好。因為許多專用網(wǎng)用戶選用DECf、PHS作為商用無繩電話系統(tǒng)或家用無繩電話系統(tǒng)，從技術(shù)上看，多頻手機又是能夠?qū)崿F(xiàn)的。應(yīng)當指出，中國的蜂窩電話應(yīng)用是位于世界前列的，雙頻運行網(wǎng)更是領(lǐng)先于世界，但國內(nèi)各省、市。自治區(qū)移動通信的發(fā)展又不平衡，作者建議，只有當?shù)爻霈F(xiàn)頻率緊張、信道不足。話務(wù)密度過大（例如達到20 ERL/KM2·MHz時），才需考慮雙頻網(wǎng)的建立，不應(yīng)趕潮流。

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