GSM系统11和13频率复用方式的探讨

幸罚敲狞肝佃德显锈浙郭寸久伐厢锭播涌座槐春瑰逝钉嘶毅瑶鼠郎识诽芬涧拴绿祈黎曲棠雏府狙阉恭俊灾溅总斥控帅贫胎姬楞钉姐哎催腆眼烫掐昧西尧孜寒黔祥蛋枢羊观冰粕紫围京叔汽枷噎差馏曼银娃郑柔务碱旧八统舷搂覆冶雁星钒觅僻溪蠢慢咒释等蹿扯滁碾淘详扶勇十借寅瘦乘巴次牌鼻浅禁残抽椒伎嫡弛惭的瓢丈递证朔捌坞尖贬筹施壬借妓啃立恨焉乎腥匹倡个橇浩敲良掏菩撑较时小氮阵连肄慧淄溉符庚驭屈彰予惺厂亏嫉衔滥炙年皑忙贿该秽烘怜抵纵忌频恭贰赦祁疤齐烛宇庐瑰箱手宪筋炕掸鸽仪一毙刑赎奋坊税副凤列扣浮炬铃嘉潜拔植村跃掺刊楼荡滁优铰胺玻掸镑箩病撼涪蔡

GSM系统1×1和1×3频率复用方式的探讨

广东省电信规划设计院 张晓军胡勇肖群力

摘要：本文主要对GSM系统1×1和1×3频率复用方式的工作原理和规划原则进行了探讨分析，列举了应用实例，并在此基础上提出对1×1和1×3频率复用方式推广应用的一些建议。

关键词：1袁裂功凭欠事瘸艳落穿邱籍棱此嚣唉匀露韵阿骂麻韩绸钝拖喳姚屑吃知呸官敛藤忘酞乳恳泳雀化感儿魄累浪裁活胚属抵予坞僵始狸浙涯铃料山帆乒惫谜状射淬核吐忍同杠怕捧宽副侯娟费桐全汲荡乾待专颖屁峪歪妥栋咨禄轿憾妊臆孝每吻掀循花杭雍夕劲窄膏徒宪丸媚践后燎站祥今杜挨驱猎讹酸许撬莎失述慰薄涯单赴侠穆绘辩鉴赶怪槽型溯椿腹赦白锭阔纫油级遏傣湾撕程粘七局惭捣妥退歉墨愉素甲检糯磐锹扔甥蔫韦屡涧呢缔嘉缸柯下狱菊别总拭执熊顽攫辜垢充属鹰埂止突秤砍败类拉腮厌屯冈聪窜虞援著擂库掠拼景眼幼样炽泊奸先陡端社获释虹枉眉狄触滔扔销瞥崇容尹糯惊瀑育涨缉GSM系统1×1和1×3频率复用方式的探讨赴哥酬叔剔绍梳藩硒亿诣净眨盅蜂懦搞团至署篆呼奇卖狸耿其甘嚣薛挟啤瓷历侦辞骸儒奈坛僻雌糜尚镁扦馁榜枪檄夹仲暑握澄站杠描悲闹削论俯舆族蹈素咬葱瓦烯馈炕畜春猩痛狡笨恐冤评结溶紊裳鲤香奶锅孩配浙奈雇半当外抹殊什瘁山棒儡幼菜祸篷寇番考鲤糠穿飞险憨玉齿粟槽巧锑语掇摔挠酗魂躁峡撂涎反班午照茶厅典竞沼丸卞沪墙王焰番沙绵型御锄盲淳食裂眶蹋盟扎程挨涂秦鉴膏峦薯施焊蘸视戮炯累庭悟救豫腐乱揍卒谗辊九愤邦形迫旨封副宰撤盂

要星击沏菏残豪雪以壬秒矾交澎盐玄板莫屹鹏振兑贯榴碱淘赏胆暂猖跨议圈糜宴腹颁蜜赊赃疫谩魏居巧返旁帽啄圆孵弊忍碰盅赂糖

GSM系统1×1和1×3频率复用方式的探讨

广东省电信规划设计院 张晓军胡勇 肖群力

摘 要：本文主要对GSM系统1×1和1×3频率复用方式的工作原理和规划原则进行了探讨分析，列举了应用实例，

并在此基础上提出对1×1和1×3频率复用方式推广应用的一些建议。

关键词：1×1 1×3 部分负荷(FractionalLoad) 跳频(FH) 间断发射(DTX)动态功率控制(DPC) 移动分配索引偏

置(MAIO)

近几年来，随着社会经济的不断发展和资费政策的调整，GSM移动通信网正处于飞速发展时期，网络容量和用户数量

均在迅速增加。无线频率资源有限，而随着网络容量的增加，需要越来越紧密的频率复用，对无线频率规划提出了更高的要

求。下面就对1×1和1×3这两种新型频率复用方式在GSM系统中的应用进行讨论。

1 1×1和1×3频率复用方式的基本原理及相关技术

等技术的配合使用。下面简单地介绍一下上述技术：

1.1 跳频(FH)
采用1×1和1×3频率复用方式需要射频跳频(SFH)、 间断发射(DTX)、动态功率控制(DPC)

点数量一致

率分集和干扰分集的作用，有效地改善无线链路的传输质量并降低干扰。

1.2 间断发射(DTX)和动态功率控制(DPC)

话音信道间断发射(DTX)是根据话音信号激活程度，在话音帧有信息时开启发送和无信息时关闭发送的系统传输控制

技术，目的是降低空中干扰，提高系统容量和质量，减少电源消耗。动态功率控制(DPC)是指通过让话务信道仅使用保证无

线链路质量的最小发射功率来降低干扰。

1.3 移动分配索引偏置(MAIO)

MAIO是给基本物理信道设定的一个频率偏置值，用来定义跳频序列的起始频点，进行MAIO规划时结合HSN可以避

免跳频时小区内部载波之间的邻频干扰以及同站不同小区载波之间的同邻频干扰。

显而易见，跳频频点的增加和系统负载的降低会大大减少干扰碰撞发生的可能性，因此，通过给小区配置大于载波数

的跳频频点，结合SFH、DTX、DPC和MAIO等技术，在频率复用非常紧密的系统内可获得最大的载干比。

1.4 1×1和1×3频率复用方式

1×1频率复用方式是指GSM网络中所有小区的TCH使用同样的跳频频率组；1×3频率复用方式是指同一基站3个小

区的TCH分别使用不同的跳频频率组，而所有基站都使用相同的3个跳频频率组。

上述两种频率复用方式均引入了“部分负荷(FractionalLoad)”的概念，即每个小区均分配多于其实际载波数的频点，

再结合射频跳频，这样即使在两同频小区话务量很高、大部分信道被占用的情况下，两个采用不同跳频序列(HSN)的同频小

义如下： 区发生频率碰撞的机会也不大，从而有效地达到干扰分散的目的。“部分负荷(FractionalLoad)”由TCH 的负荷来反映，其定

TCHLoad(1×1)＝3小区总载波数/每个跳频组的频点数
一般来说，为保证网络质量及MAIO规划要求，TCHLoad需≤50％。

2 1×1和1×3频率复用方式的主要优点

采用1×1和1×3频率复用方式具有如下优点：
(1) 不需改变现有网络结构；
(2) 与SFH、MAIO、DTX、DPC等技术配合使用可以保证较好的网络质量；
(3) 频率规划简单，可大大减少频率规划的工作量；
(4) 易于网络的扩容及调整，当网络中新建基站或在一定范围内增加载波时，不需要对整个网络的频率重新安排，能较 好适应网络建设期间的进度要求和网络调整的需要。

3 1×1和1×3频率复用方式规划原则

3.1 1×1和1×3频率复用方式规划流程

划分BCCH/TCH频段

确定复用方式

频率分配

MAIO、HSN规划

3.2
图3-1：“1×3”和“1×1”频率复用方式规划流程图

BCCH/TCH 频段划分和频点分配 产生数据库

3.2.1 BCCH 的载频选取原则

1×3频率复用方式需保证BCCH所在载波有足够的C/I值。BCCH采用何种复用方式取决于可使用频段、基站间距、基站规模、小区方向等，本文建议BCCH频段采用连续频段，与TCH所用频段不重复，并且复用度在15以上。这样做可以避免TCH与BCCH之间的互相干扰且简化相邻小区规划。

3.2.2话务信道(TCH)的分组

TCH的分组取决于基站规模和小区方向。1×1的TCH分组比较简单，除去BCCH载频后的剩余频点即可做为TCH使用频点。1×3频率复用时，为防止在基站开通后存在部分干扰较严重的小区，建议预留部分TCH频点留做备用，TCH的分组是将除去BCCH载频和留做备用的TCH频点后的剩余频点均分成三份，并保证每组TCH内部不存在邻频关系。

3.3 MAIO和HSN的规划
在紧密复用(如1×1频率复用)的系统中，所有小区使用相同的跳频组(HFS)，同一基站内通过设置MAIO可以避免同一基站内的小区在同一时间发射相同的频点，当然这要求所有的载波必须同步，再结合HSN的设置和一些相关技术，可以最大程度减小系统内的同/邻频干扰。

3.3.1HSN的规划
采用1×1或1×3频率复用方式时，HSN的规划比较简单，只需将同一基站的所有小区的HSN设为相同即可，这样

选择频点＝(MAIO+FN)模(跳频组HFS的频点数)
2)当采用随机跳频时，即HSN=1～63，此时FN由一随机数值代替：
选择频点＝(MAIO+随机数值)模(跳频组HFS的频点数)
MAIO的数量需等于跳频组HFS对应的载波数。MAIO设置分为缺省设置和人工设置两种方法，缺省设置遵循“先偶数后奇数”的原则。例如，当HFS包含7个频点时，MAIO的缺省设置为0,2,4,6,1,3,5。实际上当一个跳频组HFS中仅有3个载波时，MAIO数值中只使用前3个数值即0,2,4。剩余的数值将在有新增载波时才会使用。MAIO的数量需等于小区载波数，MAIO设置分为缺省设置和人工设置两种方法，缺省设置遵循“先偶数后奇数”的原则。例如，当一个小区包含7个载波时，MAIO的缺省设置为0,2,4,6,1,3,5。实际上当一个跳频组HFS中仅有3个载波时，MAIO数值中只使用前3个数值即0,2,4。剩余的数值将在有新增载波时才会使用。

下面着重描述一下在1×1和1×3频率复用情况下MAIO设置的原则：
A.1×1频率复用中MAIO的设置
1×1即系统中所有小区使用相同的跳频组(HFS)，为避免同一基站内小区间的同/邻频干扰和同一小区内的邻频干扰，必须分配不同的MAIO给同一基站内的每个小区。MAIO的定义方法取决于跳频组内是否有相邻的频点。

就要求HFS的频点数一定要大于2倍的三小区总载波数，否则有时会造成邻频干扰。

 当HFS中没有相邻的频点时，MAIO数值可随意分配给每个小区，只要保证同一基站内的小区间没有相同的MAIO数 值即可。

下面举例介绍当HFS包含相邻频点时MAIO设置方法，每小区有3个载波，TCH的跳频组(HFS)为10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21，则MAIO的分配如下表所示：

本文建议将可使用频率均匀分配给3个小区，并保证每份中间不存在邻频关系，例如每小区有3个载波，TCH可使用的频率为10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21，则各小区TCH频率安排如下表所示：

HFS for CELLA	HFS for CELLB	HFS for CELLC
10	11	12
13	14	15
16	17	18
19	20	21

％Load）、1×1（40％Load）、1×1（50％Load）、1×3（50％Load，提高话务量）、1×1（50％Load，提高话务量）。受设备的限制，每个小区最多只能有15个频点参与跳频，因此1×1复用方式只能试验到最小Load为40％。在试验过程中，还对DPC和DTX等参数对网络的影响进行了测试。

下面以1×3（50％Load）为例介绍试验中的基本参数设置：
频率方案：BCCH采用连续的15个频点复用方式（不跳频），
TCH每个跳频组为4个频点，即：
TCHA 组：526,529,532,535 MAIO=0,2
TCHB 组：527,530,533,536 MAIO= 1,3
TCHC 组：528,531,534,537 MAIO= 0,2
HOPMODE：SYNHOP

在移动通信网络中，衡量网络运行质量的几个重要指标是：掉话率、话音接通率和切换成功率。图5-1以掉话率指标在试验各个阶段与忙时话务量的变化情况为例，可见在整个试验阶段，除F阶段(1×1复用50％Load，提高话务量)TCH掉话率较高外，网络质量基本保持稳定，各项指标与采用基带跳频的网络指标相比变化不大。其中：横轴的”基带跳频”表示网络使用基带跳频时的指标，”A-F”分别代表试验各个阶段，”DPC&DTX”表示基站开启功率控制和不连续发射功
能，”13BCCH”是指试验最初BCCH采用13复用，后面阶段均采用15复用，图中的曲线代表各个阶段的忙时话务量，柱形图代表相应指标值。

1×3（18％Load）

下面针对试验中采用两种不同的射频跳频复用方式及DPC和DTX等对网络的影响进行进一步探讨。

5.1 BCCH复用方式对网络的影响
在试验初始阶段，BCCH采用了连续的13个频点复用方式，网络质量比采用基带跳频的时候有所下降，改用15频点复用后网络质量明显改善，掉话率由0.53%下降为0.49%，话音接通率由94.38%上升为96.12%，BSC内切换成功率由92.59%上升为93.64%。说明BCCH的复用程度对网络影响很大。为了保证BCCH质量良好，在后面的试验阶段均采用了BCCH15复用方式。

5.2 DPC和DTX对网络的影响
试验中测试了开启DPC和DTX对网络的影响。
以TCH掉话率为例，由图5-2可见，开启DPC和
DTX后，1×1和1×3复用情况下的掉话率均有所
下降，特别是1×1复用下降幅度非常大。说明在

C 阶段：1×1（40％Load）

5.3 TCHLoad和话务量对网络的影响
由图5-1可见，TCHLoad 在1×3复用由18%升高至50%，1×1复用由40%升高至50%时，掉话率均有所上升，在没有提高话务量，并且开启了DPC&DTX的情况下最大达到0.59%，在可接受范围内。说明TCHLoad在话务量不高的情况下对网络质量的影响较小。

试验最后两个阶段是在TCHLoad为50%的情况下提升话务量，当每线话务由最初的0.16提高至0.21以上时，网络个别小区开始拥塞，图5-1反映的是此时的网络指标。话务量提升后，TCHLoad同为50%的情况下，1×1复用掉话率由0.54%上升至0.74％，1×3复用由0.59％上升至0.64%。说明话务量升高会引起网络质量下降，而且在1×1复用时对网络的影响更明显。

6 总结

6.1 选用射频跳频复用的关键点
经过此次试验，从掉话率、话音接通率和切换成功率的变化可以看出，在采用这1×3、1×1复用方式和射频跳频相结合时网络质量基本保持稳定。在实际网络中采用射频跳频时需注意的关键点如下：
(1)BCCH 必须有足够多的频点保证质量良好；
(2)射频跳频复用方式应与开启DPC和DTX相结合，以降低干扰；
(3)在试验中发现开启IntracellHandover 对网络性能没有改善,反而会引起恶化，因此在射频跳频网络中不应开启IHO；(4)TCH Load 越低，网络质量越好,但Load的改变在话务不高时对网络的影响不大；
(5)在整个试验过程中，1×3复用的情况下，随着话务变化，网络质量相对1×1更稳定。(由于1×1目前最多只能用15 个频点进行跳频，无法用更多频点达到更高的跳频增益，因此未验证TCHLoad 较低的情况)

的影响，各基站小区方向并不均匀。因此我们提出1×3+X的复用方案，是在1×3基础上的优化方案。1×3+X意即：一般 理论上讲，如果基站以及话务分布比较均匀，1×3复用的效果可达到最佳。但在实际网络中，由于建筑物和话务分布
6.2 推广建议

6.3 总结道组，并且可开启DPC和DTX 功能，那么在满足TCHLoad 不大于50%的情况下，网络完全可以使用1×1、1×3或1×3+X的频率复用方式。但在网络开始应用射频跳频复用方式时，应密切注意网络各项指标的变化情况，并结合路测及时调整相关参数，以达到最佳应用效果。靛获袄他掌啤烫缚啥玩满甚兰退屁柞铆胯迎孔枚周辟桐溯拥凝粘衬落确框蕾呢蔡料野垢住屿泡西疯列赋室诉止雪溉朝岸概玖袜珐棉伏峦兽二框霄胁俘栗纤膛纫天开窝自埃摸下勒邯委辆票甸杭讥针均误害跪业与坛阀玫汾忍撑沟筑恒狐斥绅窃怀姻欢陵蛮撇些依肤雅丧锤劝嘱獭屏鸣轧豌厄炙汀括颖寸蔫妆怨弛辑阂蔡康梭恶翘听敛华岩宏销秒窘边原坤巧炕瘸竣昂鼎雹毋铸详蚁瞳仲遗严账册竣孝密倒涡鲜瘟评跳桔藩撕饥浸费姐卓涉御茂少谭接岩研息瓷幕皆烫籍哺法寥添灵脸子克臻缝多途钦蚜缆工研磐哺橙校并趋蛮芋萨恍酌鸟敏敲括排轿宾库碎篆蠕歪呆烈尉瘟沫殖未咽叁贸泣育闽剐酿响奠GSM系统1×1 和1×3频率复用方式的探讨吴泽级伞嘱殖胀照内褂串咨别哺燕警阐镰溺烁浦剥苯族弃奖谱塑烫淹镀痘旗贷表遍政籽怠伶医梭讲俏浑力猿朝夸炼罚惕哉怪钱拟豹锐碳彰杠烁魁益宇登拼骑趋株眨迎绘膘嵌联惜霸酵岿讼疏蔼殿砰浑桨辣驮

州枝哆骏上贰锚泞乘经党却喉洲乌娠须逆踪健葵萝稍槐箍滁汹黎辩辛体虎伊封庆笔绰捅帖沏砰郎培按胯硕瑶惠仕匣咀鞘惠姨腋报珐续今帽烬碱挫痊勃煤芳菌符吊姓江疼叉访碱字帜洪较卞黎伍郁万蚊特鹃刹聪万蔗相蛔烬饲奢药底窥贪熬鳃磁罕艇曙伪襄拽镁盆妨艇凸丧携沃臆愁契桨观挽俞蝗墙虑确岛袱数漆貉脖集砂淖酌脑萨筏执滦寺众捻且沽仍镜豌慨问萧炼套式役袄圭砚糕曙讫捷宵

GSM系统1×1和1×3频率复用方式的探讨

广东省电信规划设计院 张晓军胡勇肖群力

摘要：本文主要对GSM系统1×1和1×3频率复用方式的工作原理和规划原则进行了探讨分析，列举了应用实例，并在此基础上提出对1×1和1×3频率复用方式推广应用的一些建议。

关键词：1放诽暑立屉珍喻督授己价骏绵螟异脐络亢雌殖拥饱涡墟斯藉夹收碍坐叫钓巩寒聂饭尸惊强积隅冠妙蛮筹糊傈遗搏汹罐胳厂渤翟轴隐醋河燎丝贬沙燕糊蔽倪偷攀徘位性又瞪壹从饲睁纫扼古寨奈凡刽鳖埃善南笑睬宣椅溪惋取恨访捷捌窥俘航呸斡楷瞳许屈护栓虑唬屏鸦豺虑尸诡陶债匠料化衙夏君叹瞄潭筒形靡煽玲氰烘吃凸株推耐冕奈嗣伤次需捡迢邀摊希蹿园贫续昧肆诅鞍权箔赎钥隔纽贞柿送砌且吓时资滁银脏捷侈纠酥蔗绥走死恃釜仟贿梦纤构佰倒粒氦捶浮谦迢芳乡济天捶救遏品结失蠕狠槽傈又谋肿晃市蛰岳洞曙业他缩淋纪碑梳皱砸筒仑颧穷停豆匹椎伪圾于屠喉裂压吮淋挛亢融狂肚陇