建设GSM900/DCS1800双频网的几点考虑

发布: 2010-10-20 00:53 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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建设GSM900/DCS1800双频网的几点考虑
    摘要：叙述移动通信发展特点，讨论建设GSM900/DCS1800双频运行网的条件、组
网方式及其特点，还讨论了双频运行网的未来发展，以探讨适应多重频率复用方式移
动通信高速发展和频率资源紧张的解决途径。，
    关键词：数字移动通信系统；网络建设；双频网；GSM900/DCS1800
0 引言
    近年来，我国移动通信发展的第一个特点是异常迅猛。据估计，到2000年，蜂窝
用户（不含港、澳、台）将超过4000万。到2005年，将达到或超过1 亿。其中，模拟
用户2000万，数字用户8000万。由了频率资源限制，GSM900最大承载约为4000万，余
下4000万将主要由DCS1800来完成。移动电话发展的第：二个特点是话务量分币不均，
且增长极快，致使频率资源偏紧。以福州市为例，1998年市区（50km2）用户达问万，
平均单位面积用户为3400，预计今年未将达到30万，其中一半话务量分布在15km2的
忙区内。去年单位面积最大话务量已达350ERL，今年底将达700ERL。考虑到冗余，今
年底全市将达到20000 ERL。以现有基站（BS）进行扩容，仅能提供12000ERL。考虑
到站址选择因素，新增基站也只能提供1500 ERL，故容量缺口大。福州市区有130多
个基站，平均站距已小到500m，忙区基站配置已达5载频/5载频/5载频，可见频率资
源已十分紧张。而且，基站半径再减小也受到了多种限制，即使从技术、经济上也
难以进行新的小区分裂。利用诸如多重频率复用方式（MRP）、智能分层覆盖（IUO）、
智能跳频（IFH）等技术来增加容量，也存在诸多局限，因此一个最好的解决办法是
汗发新的频率资源—建设DCS1800网络。
1 双频网的一般概念
    DCS1800和GSM900这两个系统具有多方国的一致性。例如它们采用相同的信源编
码、信道编码、调制、多址等技术，频道间隔、频带宽度、系统构成论功能性能等也
一样，不同之处仅在于双工间隔和工作频段：GSM900的双工间隔和工作频段分别为45
MHz和900MHz，而DCS1800）的相应为95MHz和1800MHz。由于相同处太多，故又将DCS
1800称为GSM1800。正因为这两个系统只存在两点相异之处，工程中常将GSM900和DCS
1800组合在一起构成运行网，称为双频网。DCS1800也就成为GSM900容量不足之后的
首选系统。
2 双频运行网的组网方式及其特点
    当前如何发展双频运行网呢？基于GSM900已形成了中国电信的移动通信骨十网，
而一个电信经营公司不可能建设第一二个骨干网，所以DCS1800只能在GSM900网络基
础上发展。理论上讲发展可分成两种：一种是DCS1800建立自己的基站收发信台（BT
S）、基站控制器（BSC）、移动交换中心（MSC）等网络结点，独立组网；另一种是
借助GSM900网络结点，实行DCS1800和GSM900共用BTS、 BSC、 MSC等的混合组网。
    但是无论是采用哪种方式建网，其小区数据诸如小区栅栏资格给定（CBO）、小
区再选择偏移（CRO）、分层小区结构（HCS）等的设置，应尽量使双频手机优先工
作于DCS1800，且应尽量减少DCS1800与   GSM900之间的越区切换。这是广东省和其
它省市双频试验网的共同认识。
    （1）DCS1800独立建网时，不受GSM900网络结构限制，能自成系统。
    独立组网方式的优点是：
    1）建网、扩容均不影响GSM900网络，因而无需对GSM900设备作任何软、硬件修
改。
    2）包括站址选择、小区覆盖、切换边界等无线网络规划。网络数据设计、修改
等均可独自进行，而无需顾及GSM900网络，因而减小了工程设计、维护的难度。
    3）基于网络独立，与GSM900网络不存在功能交叉，使全网管理。业务拓展（例
如，可开出分组数据业务GPRS、高速电路数据交换业务HSCSO、无线智能网CAMEL等）、
功能开发、计费（因为系统功能、通信质量业务等不同于GSM900，则费率也应有所
区别）等简单化。
    缺点是：
    1）初期投资大，尤其是BTS投资过大。NOKIA公司给出医院、大厦、商场等5种
建筑类型室内电波传播损耗数据是：与GSM900相比，平均差15dB。差值范围为一4～
28dB。福建省的实验结论是：1800 MHz的无线传播衰耗大，穿透力差。考虑到室内
时的覆盖，小区有效半径仅为900MHZ的1／2。而在开阔地、郊区就更差，例如在开
阔地时，这一比值仅为2／5。显然，要达到与900MHz相同覆盖，市区基站应扩建3
倍，郊区基站应多建5倍。因此，如果将DCS1800独立组网，且构成全覆盖，则其早
期投资惊人。
    2）与GSM900网络之间的切换构成了不同系统的局间切换，控制复杂。
    显然，目前只有网络规模较大、用户增长速度极快的特大城市和大城市才较适
合此种组网方式，诸如上海广州、深圳等极少数城市。但它是双频运行网发展方向。
这种方式拟采用多层话务覆盖的叠加覆盖方法建设DCS1800系统，并尽可能减少两个
网络之间的切换，且DCS1800网应做到无缝覆盖。在运作方面，尽可能分担GSM900话
务，通过系统参数设置、自动双频手机支持，尽可能占用DCS1800系统，只有在DCS
1800出现拥塞或超出覆盖时，双频电机才回到GSM900网络。
   （2）混合组网时，DCS1800系统可以和GSM900系统共用BTS、BSC、MSC、HLR本地
用户位置寄存器）、AUC（鉴权中心）、OMC－S（操作维护中心一网络部分）、OMC
－R（操作维护中心一无线部分）等网络功能部件以及线路资源。    当然，所有这
些部分共用，是有条件的。例如，只有当GSM900的基站站距短到700～800m甚至更短
时，方可共用BTS。显然，这是基于DCS1800的传播能力、穿透力、天线增益、手机
功率、灵敏度。墙壁材料等诸条件决定的。共用 BSC、MSC时，组网投资域少了，但
是DCS1800系统对GSM900系统的影响将是长期的，故共用BSC、MSC时，需对GSM900网
络的软、硬
件进行修改、升级或换代。
    这种方式的优点是：
    1）初期投资较小。
    2）DCS1800与GSM900之间的切换在同一个BSC或MSC之内进行，因而控制简单、
快速。
    3）能较灵活控制话务流向。
    缺点是：
    1）对原有GSM900网络影响较大。例如，始终要对与其共用的BSC、MSC等软、硬
件进行扩容。版本升级、增大处理功能等调整工作。
    2）网络复杂性增加，因而给网络规划、优化、网管带来困难，尤其当DCS1800
网络容量较大时。
    3）不利于DCS1800采用独立的资费政策和业务发展策略。
    显然，这种方式目前适合于我国绝大多数城市和经济发达乡镇。
   （3）目前，DCS1800混合组网的应用方式有：
    1）单纯覆盖“热点”或高话务量地区或盲区用场区等特殊地点。本方式适用于
双频运行网早期试验阶段以及通信质量欠佳的限定空间（地下室、隧道、地铁等）
无线电盲区、弱场区。DCSI1800对改善微微小区的室内通信以及忙区将有较大贡献。
    ETSI已于1996年通过笔记本电脑大小的室内用BTS技术规范，估计到明年将大量
出现其商用产品，这对推进小区分层技术将有很大作用。
    2）连续、成片覆盖“热点”或高话务量地区及其周围。城市中形成与GSM900共
用BTS、BSC、MSC等结点和无缝、连续覆盖，这也是移动通信发展先进省份的共识。
    3）覆盖全省城市。到目前为止，双频运行网还只在大城市或者重要经济城市中
试验，少数城市如深圳、上海等地已开放业务。乡镇只考虑话务密集分布的重点地区。
要取得经验后，再覆盖全省城市。至少在最近几年内，这种安排只可能出现在我国经
济发达地区。
    4）覆盖全国。这可能要等若干年以后。
   （4）一旦DCS1800用户发展到一定数量或者网络具有一定规模以后，例如在一个
省内有好几个城市已构成DCS1800全覆盖，且用户数又在猛增时，混合组网方式将不
刊于DCS1800继续发展，也不利于提高GSM900网络质量，此时应实时地将DCS1800由
混合组网变为独立组网。否则，错过时机，将会造成巨大经济损失和网络转制上的
难度。
    目前广东、北京试验既采用DCS1800独立组网，又采用共用BSC、BTS的混合组网
构筑双频网技术，除了能获得这两种组网方式的优点之外，也可取得双频运行网的
过渡经验。这种在同一个省、市、地区采用既独立、又混合的双频网技术实际上是
独立组网和混合组网的一个派生。
3 双频试验网建立情况
    根据各地移动通信用户的发展情况，可以估计出，大约在2000年左右，各地将
陆续出现信道容量不足、频率资源偏紧的局面。广东、北京、上海、江苏、广西。
湖南等少数省。市自1996年起，陆续考虑建立双频运行试验网，以作技术跟踪和系
统考察。这些省、市往往采用将DC1800建立在重要城市和经济繁荣的乡镇等话务繁
忙的忙区，然后向中心城市发展的策略。对这些网络先试验，取得经验和数据后再
对外开放。其中广东省是走在最前面的：1996年11月与Ericsson公司签订了DCS18
00的2个MSC、4个BSC、181个基站、1213个载波，约20万用户容量的合同，分别在
广州、深圳、佛山、南海4个城市建设双频运行网。广州、深圳采用独立组网方案，
如广州建设1个MSC、2个BSC、54个基站。522个载波，深圳建设1个独立的MSC、1个
BSC、 66个基站和430个载波。佛山和南海采用混合组网方案。其中，佛山采用共
用MSC、并建有DCS1800的2个BSC、2个基站、211个载波：南海采用共用BSC和共用
MSC，建设5个DCS1800基站。50个载波，其中MSC的CPU为APZ 212 20，RSC的CPU为
APZ 21211，基站类型为RRS 2202。广东省计划在试验网基础上，逐步加大 DCS18
00比重，在全省大、中城市市区完善覆盖，进一步扩大系统容量，并将侧重发展双
频用户和在DCS1800中开展增强型全速率编码（EFR）、小区广播、高速数据接入、
双模或多模式移动通信业务（例如兼容DECT移动通信系统）等新功能、新业务。
    经国内多家移动公司试验证明，双频网具有明显的优点，是解决容量不足的最
好方案。香港的CSL、SMARTON等移动通信运营公司都表示要进行双频网试验和研究，
为扩大容量作准备。
    经过众多省份运营商、移动公司的试验以及生产厂商的努力，双频运作技术及
其网络水平将更加成熟和提高。
4 有关建议
    根据各地试验情况，作者认为，目前双频手机应大力提高其接收灵敏度，至少
应达到GSM900水平，但话音自然度应好于GSM900，以吸引用户，如采用EFR技术，
大力发展双频手机和多频手机，如能兼容DECT（欧洲数字无绳电话）、PHS（个人
手持机系统）等系统则更好。因为许多专用网用户选用DECf、PHS作为商用无绳电
话系统或家用无绳电话系统，从技术上看，多频手机又是能够实现的。
    应当指出，中国的蜂窝电话应用是位于世界前列的，双频运行网更是领先于
世界，但国内各省、市。自治区移动通信的发展又不平衡，作者建议，只有当地出
现频率紧张、信道不足。话务密度过大（例如达到20 ERL/KM2·MHz时），才需考
虑双频网的建立，不应赶潮流。