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目 錄
第1章 概 述 1
第2章 頻率劃分和載幹比要求 2
2.1 頻率劃分 2
2.2 載幹比 2
第3章 頻率規劃原則 5
第4章 常規頻率復用技術 6
4.1 4×3復用的載幹比 6
4.2 10MHz帶寬4×3復用 7
4.3 19MHz帶寬4×3復用 8
4.4 6MHz帶寬4×3復用 9
4.5 4×3復用小結 10
第5章 緊密的頻率復用技術 10
5.1 3×3頻率復用模式 10
5.2 2×6頻率復用模式 12
5.3 2×3頻率復用方式 14
5.4 1×3頻率復用方式 15
5.5 1×1頻率復用方式 18
5.6 A+B頻率復用方式 18
第6章 同心圓（Concentric Cell）技術 20
6.1 同心圓技術的概念 20
6.2 普通同心圓GUO（General Underlay Overlay） 21
6.3 智能同心圓IUO（Intelligent Underlay Overlay） 21
6.4 同心圓技術的特點 22
第7章 MRP (Multiple Reuse Pattern)技術 23
7.1 基本原理 23
7.2 連續的MRP分組 25
7.3 間隔的MRP分組 26
7.4 MRP技術的主要特點 28
7.5 與1X3復用方式的比較 28
第8章 各種頻率復用方式容量比較 29
關鍵詞：頻率復用 載幹比 緊密復用 同心圓 MRP 1×3 1×1
摘 要：頻率規劃是GSM為了規劃和優化中最關鍵的技術之壹。本文系統地總結了GSM常用的頻率規劃技術，各種頻率規劃技術的特點，具體使用情況介紹，及其容量對比。
縮略語清單：
第1章 概 述
對於移動通信，頻率資源始終是壹項珍貴資源，如何提高頻譜資源的利用效率是運營商、設備商和眾多專家學者關註和研究的重要課題，這些研究工作推動了通信技術的向前發展。移動通信到目前經歷了三個階段：模擬的TACS/AMPS、GSM/CDMA IS95、WCDMA/CDMA2000，每壹次技術的飛躍都大大提高了頻譜利用效率。
提高頻譜資源利用效率就是在有限的頻譜資源範圍內，在保證網絡質量可以被接受的前提下，提高網絡容量。在不考慮增加頻率資源的前提下，提高GSM的網絡容量的途徑主要有兩個：壹是小區分裂，通過增加基站密度，提高網絡容量；二是頻率復用技術。本文主要研究GSM的頻率復用技術，即頻率規劃技術。
要提高網絡容量，就必須對有限的頻率資源進行重復使用；頻率復用提高了網絡容量，但又帶來了新問題――通話質量的惡化；頻率復用越緊密，帶來的網絡幹擾也越大。如何取得網絡容量和話音質量的平衡是頻率規劃必須解決的問題。也就是說，壹個良好的頻率規劃可以在維持良好話音質量的基礎上實現網絡容量的提升。
目前，GSM常用的頻率復用技術有：4×3、3×3、2×6、1×3、1×1、MRP、同心圓等，這些頻率復用技術在實際的使用過程中各有優缺點。如4×3方式，其頻率利用率較低，但網上通常能獲得較高的載幹比，能較輕松的獲得良好的話音；1×3方式下，頻率的利用率較高，但由於同頻復用距離減小（與4×3相比），網上幹擾增加，話音質量會變差，需要開啟抗幹擾措施，如跳頻、DTX等。
對於GSM的網絡規劃和優化工程師，頻率規劃技術是壹項十分關鍵的技術。頻率規劃質量的好壞對網絡質量起決定性影響。
本文就頻率復用的幾種方式，根據系統要求和頻率復用度進行論述，介紹頻率復用規則，根據實例介紹各種復用方式下頻率的分組，及其載幹比和頻率復用度。
對於有些規劃工程師喜歡采用的沒有任何規律的頻率方法因無法歸納總結本文不予介紹。並且由於這種方法在優化時調整頻點的困難和對網絡幹擾的難以預測，這種規劃方法也越來越少地被采用。
第2章 頻率劃分和載幹比要求
2.1 頻率劃分
蜂窩系統根據所用頻段可以分為GSM900M和DCS1800M系統，載頻間隔為200KHz。其上、下行頻率劃分如下：
表1. GSM頻率劃分
頻段（MHz） 帶寬（MHz） 頻道號 載頻數(對)
GSM900 上行890～915
下行935～960 25 1～124 124
DCS1800 上行1710～1785
下行1805～1880 75 512～885 374
註：上下行以基站為參照物，基站發——手機收為下行；手機發——基站收為上行。
GSM900：
***124個頻點，絕對載頻號（ARFCN）為1～124，在兩端留有200KHz的保護帶。按照中國無委規定：中國移動占用890～909/935～954MHz，對應的ARFCN為1～95（通常頻點95保留不用）；聯通占用909～915/954～960MHz，對應的ARFCN為96～124。其它國家運營商獲得的頻率範圍與國內不壹定相同，但可以根據頻率與ARFCN的關系計算：
基站收：f1（n）＝890.2＋（n－1）×0.2 MHz
基站發：f2（n）＝f1（n）＋45 MHz
DCS1800:
***374個頻點，ARFCN為512～885。頻率與載頻號（n）的關系如下：
基站收：f1（n）＝1710.2＋（n－512）×0.2 MHz
基站發：f2（n）＝f1（n）＋95 MHz
移動占用1710MHz～1720MHz，對應ARFCN為512～561；聯通占用1745 MHz～1755MHz，對應ARFCN為687～736。
2.2 載幹比
在GSM系統中由於頻率的重復使用造成相互之間的幹擾，稱之為同頻幹擾。不少人認為同頻復用基站之間的距離越近，同頻幹擾越大。但實際上同頻幹擾不僅與復用距離有關，還與基站小區的覆蓋半徑有關。下面以全向站為例證明這壹點。
假設所有基站的覆蓋半徑相同，小區覆蓋半徑為R，同頻復用距離為D，f1為復用頻率。圖1全向基站同頻復用示意圖。
圖1 全向基站同頻復用示意圖
復用距離D、小區半徑R、每個頻率復用簇的小區數N之間滿足下列關系：
（1）
上式中 ，i和j為正整數，q為同頻幹擾衰減因子。對於定向小區，N的實際物理意義為頻率復用簇中的基站數目。
如果同頻小區與服務小區同時工作，則在中心服務小區內的手機既收到本小區基站發射的有用信號，又收到同頻小區的幹擾信號。那麽小區的同頻載幹比（C/I）可表示為：
（2）
式中 為第k個幹擾信號。上式也可表達為1：
（3）
式中 是第k個同頻幹擾小區的同頻幹擾衰減因子， 是實際地形環境確定的路徑損耗斜率，移動環境中路徑損耗斜率取值 ＝3～5，壹般取4。
從圖2可以看出，對於規則復用的全向基站，第壹層同頻幹擾源為6個（下圖中橙色所示6個同頻復用小區）；第二層有12個（黃色所示12個小區），但相對第壹層的6個幹擾源幹擾較小，可以忽略不計。
圖2 全向基站幹擾示圖
若6個同頻復用小區到服務小區的無線傳播環境相同，則：
（4）
（5）
（6）
根據式（1）得到，載幹比C/I與復用簇中的基站數N的關系為：
（7）
當手機處於服務小區的邊界時，通常手機接收到的服務小區信號最弱，而接收到的幹擾信號最強，按最糟糕的情況，需要的載幹比應該為1：
（8）
如果蜂窩布局不好，幹擾源將會增多，載幹比將會下降。從上式可以推論：每簇中小區數目越多，載幹比C/I越大，網絡質量越好，但頻率利用率越低。另外GSM的幹擾程度還與話務負荷有關，話務高峰時的同頻幹擾比其他時間大。
GSM的頻率規劃通常采用4×3復用方式。對於業務量較大的地區，還可以采用其它的復用方式，如3×3、1×3。無論采用哪種復用方式，必須滿足幹擾保護比的要求。
GSM系統中，對載幹比的要求是：
同頻載幹比： C/I≥9dB；工程中加3dB余量，即C/I≥12dB
鄰頻載幹比： C/I≥－9dB；工程中加3dB余量，即C/I≥－6dB
載波偏離400KHz時的載幹比： C/I（載波/幹擾）≥－41dB
第3章 頻率規劃原則
在進行頻率規劃時，壹般采用地理分片的方式進行，但需要在分片交界處預留壹定頻點（頻率足夠使用時）或進行頻段劃分。交界處的選擇盡量避開熱點地區或組網復雜區，通常從基站最密集的地方開始規劃，如首先從市區繁華地段開始規劃，直到郊區載頻配置較小的基站（通常選擇O1/或S1/1/1為分界），當市區有江河或較大湖泊時也要特別關註，避免水面的強發射帶來的幹擾。由於實際基站分布的不規則性，難以保證同層載頻的頻率能完全按照4*3或3*3等常用模式進行規劃，需要根據實際情況靈活調整。不管采用何種方式進行頻率規劃，必須遵循以下原則：
1） 同基站內不允許存在同頻、鄰頻頻點；
2） 同壹小區內BCCH和TCH的頻率間隔最好在400K以上；
3） 沒有采用跳頻時，同壹小區的TCH間的頻率間隔最好在400K以上；
4） 直接鄰近的基站應避免同頻（即使其天線主瓣方向不同，旁瓣及背瓣的影響也會帶來較大的幹擾）；
5） 考慮到天線掛高和傳播環境的復雜性，距離較近的基站應盡量避免同頻、鄰頻相對（含斜對）；
6） 通常情況下，1*3復用應保證參與跳頻的頻點應是參與跳頻載頻數的二倍以上；
7） 重點關註同頻復用，避免在鄰近區域存在同BCCH同BSIC的情況。
第4章 常規頻率復用技術
4.1 4×3復用的載幹比
頻譜利用效率可以用頻率復用度來表征，它反映了頻率復用的緊密程度。頻率復用度 可以表示如下：
（9）
其中，NARFCN——總的可用頻點數；NTRX——小區配置的TRX
對於n×m頻率復用方式：n表示復用簇中有n個基站，m表示每個基站有m個小區。那麽，它的頻率復用度為：
＝n×m
但通常實際規劃時所分配的頻點數會大於n×m，因此實際的freuse往往大於上述值。顯而易見，頻率復用度越小，其頻率復用越緊密，頻率的利用率越高，但隨著頻率復用緊密程度的增加，帶來網上的幹擾增大，需要相關技術的支持，如DTX、功率控制等；頻率復用度越大，其頻譜利用率率小，但容易獲得較高的網絡話音質量。