微蜂窩在GSM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營初期，運(yùn)營商的主要目標(biāo)是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū)，取得盡可能大的地域覆蓋率。隨著用戶的增加，宏蜂窩小區(qū)進(jìn)行小區(qū)分裂，變得越來越小。當(dāng)小區(qū)小到一定程度時(shí)，建站成本就會(huì)急劇增加，小區(qū)半徑的縮小也會(huì)帶來嚴(yán)重的干擾，另一方面，盲區(qū)仍然存在，熱點(diǎn)地區(qū)的高話務(wù)量也無法得到很好的吸收，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，無線傳播受環(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(bǔ)充和延伸，微蜂窩的應(yīng)用主要有兩方面：一是提高覆蓋率，應(yīng)用于一些宏蜂窩很難覆蓋到的盲點(diǎn)地區(qū)，如地鐵、地下室；二是提高容量，主要應(yīng)用在高話務(wù)量地區(qū)，如繁華的商業(yè)街、購物中心、體育場等。微蜂窩在作為提高網(wǎng)絡(luò)容量的應(yīng)用時(shí)一般與宏蜂窩構(gòu)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(xù)覆蓋疊加在宏蜂窩上，構(gòu)成多層網(wǎng)的上層，微蜂窩和宏蜂窩在系統(tǒng)配置上是不同的小區(qū)，有獨(dú)立的廣播信道。

　　在多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，微蜂窩主要服務(wù)對象為低速運(yùn)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，應(yīng)由宏蜂窩來服務(wù)，系統(tǒng)應(yīng)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(qū)，話務(wù)量比較集中，覆蓋面積較小，對容量的提高有限，隨著用戶的發(fā)展，熱點(diǎn)地區(qū)已由點(diǎn)逐漸連接成片時(shí)，微蜂窩就形成了一個(gè)獨(dú)立的微蜂窩層，各個(gè)微蜂窩相連，在一定范圍內(nèi)連續(xù)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(qū)，若在每個(gè)扇區(qū)的熱點(diǎn)地區(qū)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(dá)微蜂窩層的邊緣，或者微蜂窩擁塞嚴(yán)重，或者移動(dòng)臺進(jìn)行高速運(yùn)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(fù)雜的切換算法的基礎(chǔ)上的。
　　
　　多層網(wǎng)的頻率規(guī)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(yīng)用在微蜂窩數(shù)量較少的情況下；另一種方案是為微蜂窩獨(dú)立分配2M～3M頻率帶寬（10～15載頻），微蜂窩層采用頻率復(fù)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(guī)劃的復(fù)雜性，易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)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(shù)量多，傳輸成本占整個(gè)設(shè)備投資的比例大于宏蜂窩基站，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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路接到機(jī)房，可以有效地節(jié)約成本。相對于PCM方式，利用現(xiàn)有電話線路進(jìn)行傳輸?shù)腍DSL傳輸方式，是目前非常經(jīng)濟(jì)的一種傳輸方式，微蜂窩設(shè)備也趨向于內(nèi)置HDSL傳輸設(shè)備。當(dāng)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(shù)微蜂窩設(shè)備的制造商提供的微蜂窩設(shè)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(shè)備的最大發(fā)射功率和宏蜂窩相當(dāng)，可達(dá)4W～5W，這就提供了另一種現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，即把微蜂窩設(shè)備當(dāng)作宏蜂窩來使用，在一些建站難度大、成本高的地區(qū)，如一些地形復(fù)雜的地區(qū)或地產(chǎn)價(jià)值很高的街區(qū)，可以先用微蜂窩設(shè)備實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，某些廠家提供的微蜂窩基站，最大可組成6＋6＋6的小區(qū)，完全可以適應(yīng)從宏蜂窩到微蜂窩的各種網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需要。

　　總之，微蜂窩既可以作為基本的覆蓋，又可以當(dāng)作覆蓋的補(bǔ)充，還可以隨業(yè)務(wù)量分布和增長，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(fù)雜性、規(guī)劃難度以及經(jīng)濟(jì)成本，但為了充分利用有限頻率，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的持續(xù)增長，微蜂窩的使用是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然結(jié)果。