微蜂窩在GSM網(wǎng)絡(luò )中的應用

蜂窩移動(dòng)通信系統中，在網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)初期，運營(yíng)商的主要目標是建設大型的宏蜂窩小區，取得盡可能大的地域覆蓋率。隨著(zhù)用戶(hù)的增加，宏蜂窩小區進(jìn)行小區分裂，變得越來(lái)越小。當小區小到一定程度時(shí)，建站成本就會(huì )急劇增加，小區半徑的縮小也會(huì )帶來(lái)嚴重的干擾，另一方面，盲區仍然存在，熱點(diǎn)地區的高話(huà)務(wù)量也無(wú)法得到很好的吸收，微蜂窩技術(shù)就是為了解決以上難題而產(chǎn)生的。

　　與宏蜂窩相比，微蜂窩主要特征為：

　　1.覆蓋范圍小，一般100m～1km；

　　2.傳輸功率低，一般10mW～100mW；

　　3.一般安裝在建筑物上，無(wú)線(xiàn)傳播受環(huán)境影響大。

　　4.體積小、安裝方便靈活。

　　由于具備上述特點(diǎn)，微蜂窩可以作為宏蜂窩的補充和延伸，微蜂窩的應用主要有兩方面：一是提高覆蓋率，應用于一些宏蜂窩很難覆蓋到的盲點(diǎn)地區，如地鐵、地下室；二是提高容量，主要應用在高話(huà)務(wù)量地區，如繁華的商業(yè)街、購物中心、體育場(chǎng)等。微蜂窩在作為提高網(wǎng)絡(luò )容量的應用時(shí)一般與宏蜂窩構成多層網(wǎng)。宏蜂窩進(jìn)行大面積的覆蓋，作為多層網(wǎng)的底層，微蜂窩則小面積連續覆蓋疊加在宏蜂窩上，構成多層網(wǎng)的上層，微蜂窩和宏蜂窩在系統配置上是不同的小區，有獨立的廣播信道。

　　在多層網(wǎng)結構中，微蜂窩主要服務(wù)對象為低速運動(dòng)的移動(dòng)臺，對于高速移動(dòng)臺為避免由于頻繁地切換而造成掉話(huà)，應由宏蜂窩來(lái)服務(wù)，系統應具有探測移動(dòng)速度的算法，這種切換算法的好壞直接影響微蜂窩提高容量的能力。
　　
　　微蜂窩在初期一般是零散地分步在熱點(diǎn)地區，話(huà)務(wù)量比較集中，覆蓋面積較小，對容量的提高有限，隨著(zhù)用戶(hù)的發(fā)展，熱點(diǎn)地區已由點(diǎn)逐漸連接成片時(shí)，微蜂窩就形成了一個(gè)獨立的微蜂窩層，各個(gè)微蜂窩相連，在一定范圍內連續覆蓋，在這時(shí)，可以使網(wǎng)絡(luò )容量有很大的提高，一般對于半徑在1km左右的小區，若在每個(gè)扇區的熱點(diǎn)地區采用6～8個(gè)半徑在0.1km左右的微蜂窩組成微蜂窩層，可以使網(wǎng)絡(luò )容量提高3～4倍。
　　
　　在微蜂窩連接成片的多層網(wǎng)中，移動(dòng)臺的切換優(yōu)先在微蜂窩與微蜂窩之間進(jìn)行，在移動(dòng)臺到達微蜂窩層的邊緣，或者微蜂窩擁塞嚴重，或者移動(dòng)臺進(jìn)行高速運動(dòng)時(shí)才進(jìn)行微蜂窩和宏蜂窩間的切換，多層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )容量的提高是建立在復雜的切換算法的基礎上的。
　　
　　多層網(wǎng)的頻率規劃可以采用兩種方案：一是微蜂窩與宏蜂窩采用相同的頻率段，微蜂窩采用偷頻的方法配置頻點(diǎn)，這種方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外為微蜂窩分配頻率，主要應用在微蜂窩數量較少的情況下；另一種方案是為微蜂窩獨立分配2M～3M頻率帶寬（10～15載頻），微蜂窩層采用頻率復用模式，使用與宏蜂窩正交的頻率，避免了鄰頻干擾，減少了頻率規劃的復雜性，易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )擴容，這種方案適用于大量微蜂窩組成微蜂窩層的情況。
　
　　微蜂窩層的站點(diǎn)數量多，傳輸成本占整個(gè)設備投資的比例大于宏蜂窩基站，根據實(shí)際情況選擇合理的網(wǎng)絡(luò )結構和傳輸手段是非常重要的。微蜂窩一般為1～2載頻，采用PCM方式傳輸時(shí)，如果采用星型連接，傳輸線(xiàn)占有率非常低，一般微蜂窩之間采用鏈型方式，這樣4～5個(gè)微蜂窩可以采用一對傳輸線(xiàn)路接到機房，可以有效地節約成本。相對于PCM方式，利用現有電話(huà)線(xiàn)路進(jìn)行傳輸的HDSL傳輸方式，是目前非常經(jīng)濟的一種傳輸方式，微蜂窩設備也趨向于內置HDSL傳輸設備。當微蜂窩由于特殊原因不能采用上述方式傳輸時(shí)，光纖和微波也是較為常用的選擇。
　　
　　多數微蜂窩設備的制造商提供的微蜂窩設備，其發(fā)射功率并非限于微蜂窩的功率范圍，有的微蜂窩設備的最大發(fā)射功率和宏蜂窩相當，可達4W～5W，這就提供了另一種現實(shí)的應用，即把微蜂窩設備當作宏蜂窩來(lái)使用，在一些建站難度大、成本高的地區，如一些地形復雜的地區或地產(chǎn)價(jià)值很高的街區，可以先用微蜂窩設備實(shí)現整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋，某些廠(chǎng)家提供的微蜂窩基站，最大可組成6＋6＋6的小區，完全可以適應從宏蜂窩到微蜂窩的各種網(wǎng)絡(luò )規劃的需要。

　　總之，微蜂窩既可以作為基本的覆蓋，又可以當作覆蓋的補充，還可以隨業(yè)務(wù)量分布和增長(cháng)，由點(diǎn)到面進(jìn)行多層覆蓋，逐步提高網(wǎng)絡(luò )的容量。雖然微蜂窩的使用增加了網(wǎng)絡(luò )復雜性、規劃難度以及經(jīng)濟成本，但為了充分利用有限頻率，實(shí)現業(yè)務(wù)的持續增長(cháng)，微蜂窩的使用是網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然結果。