GSM900/GSM1800雙頻無線網絡參數及其調整

［摘要］本文在介紹GSM900/1800無線傳播特性和組網原則的基礎上，闡述了對無線網絡性能影響較大的雙頻無線網絡參數的含義和調整原理。
［關鍵詞］雙頻網絡；無線參數；優化調整
1概述
近年來，數字移動通信GSM網絡在中國得到了飛速的發展，截至1999年8月份，全國
GSM用戶已突破2000萬。據保守的估計，2005年移動用戶數將接近固定用戶，達到1億用
戶，其中GSM用戶將超過8000萬，并且用戶會更集中。但用戶的劇增同樣使網絡的發展承
受了巨大的壓力，GSM900由于受到頻率資源的限制，最大能承載的用戶數應在4000萬左
右，已無法滿足GSM網絡的發展需求，因此GSM1800系統的廣泛應用已成為GSM網絡發展的
必然途徑。目前在北京、上海、廣州、福建、江蘇等地已相繼開始建設和應用GSM1800系
統。
GSM900和GSM1800雙頻網絡是網絡容量和網絡覆蓋兩方面需求相互融合的最有效的方
法之一，而其主要功能的實現極大地依賴于GSM900／1800雙頻無線網絡參數的設置，這
些參數主要包括小區選擇／重選、雙頻話務切換等控制參數的調整。本文將在900MHz和
1800MHz無線傳播特點和雙頻組網原則的基礎上，重點介紹部分雙頻無線網絡參數及其調
整方法。
2 GSM900／1800雙頻網絡
2.1 900MHz和800MHz無線傳播特性
不同頻段的無線電波傳播路徑是不同的，對于900MHz頻段的無線通信系統而言，電
波傳播方式主要是空間彼，即直射波、反射波的合成波。由于手機經常不斷地受到周圍
（幾米至幾十米內）幾何形狀和大小不同的建筑物、樹木及其它障礙物或地形起伏的影
響，其接收場強的變化是相當復雜的。這種由傳播路徑引起的散射、反射、繞射或因障
礙物形成的直線路徑上的陰影的多徑組合使到達手機的信號幅度、相位和人射角等都是
隨機的，因而手機有時僅移動幾米，接收場就可能出現較大的起伏，這種起伏的變化速
率與手機移動速度、電波長有關系。1800MHz的電波波長是900MHz的一半，因而其遭受的
多徑衰落和陰影效應將更加明顯。
900MHz可采用典型的okumura-Hata傳播模型（適用頻率：150－100MHz）進行路徑損
耗的預估，而1800MHz適宜于改進型的Oklumura-Hata傳播模型（適用頻率：1500-2000MHz）。
L（dB）＝A－13.82logHb＋（44.9－6.55logHb）.logb－a（Hm）其中，Hb：基站天
線高度［30－200m］；
d：傳播距離［1－20km］；
Hm：手機天線高度［1－10m］；
a（Hm）＝3.2（1og11.755Hm）－4.9
根據規范，GSM1800手機發射功率一般為30dBm，比GSM900手機低3dB；對相同材料的
天債線系統，GSM1800的天債線損耗比GSM900高0－2dB，而且1800MHz的電波遭受建筑物
的阻擋作用更加嚴重，穿透損耗比900MHz電波來得更大。因此，GSM1800系統的覆蓋面積
比GSM900小40％－58％。農村地區GSM1800的基站覆蓋半徑最高在10km；而在城市，一般
在0.6－1.1km左右。由此可見，GSM1800的組網方式必然要有別于GSM900。
2.2 GSM900/1800雙頻組網
在雙頻網絡中，如何在兩個頻段的網絡中進行話務控制及分配是確立建網原則和網
絡運行的依據。GSM1800系統的引入可采用單獨組網以及GSM1800與現有的GSM900系統混
合組網兩種方式。單獨組網則需要獨立的GSM 1800設備，如MSC、BSC和BTS，而混合組網
則與GSM 900共用MSC或BSC。雖然單獨組網在網絡結構、無線規劃和運行維護上有著較好
的優越性，但1800MHz電波傳播特點決定了覆蓋相同面積的區域，GSM1800的基站要比GSM
900的多。因而，從投資成本和設備利用率方面考慮，目前一些頻率資源比較緊張的省
份均采用混合組網方式發展GSM 1800。以GSM1800解決高話務區的容量問題，同時推廣使
用GSM 900／1800雙頻手機，利用GSM 900網絡實現無縫隙覆蓋。從這個意義上講，所謂
雙頻無線網絡實質上是以GSM 900網絡為依托，以 GSM1800網絡覆蓋區域構成的雙層網絡
結構。為了充分發揮GSM1800系統的作用，提高網絡的話務承載能力，在雙頻組網中一般
遵循下列原則：
（1）在優選頻段上建立呼叫。在GSM1800系統建立初期，由于雙頻手機用戶數量較少，
有較多的空閑信道和較高的載于比，應通過合理的設備，使雙頻手機盡可能進入GSM1800
系統，減小GSM900系統的負荷。
（2）在一般情況下，都切換到優選頻段上。對于移動速度不快的雙頻用戶，在切換
過程中，應使其盡可能切入GSM1800／小區；而GSM 800手機高速移動時，應使其切換到
GSM900覆蓋層中，以減少手機的切換頻度，提高通信質量。
（3）盡量將呼叫保持在優選頻段上。
（4）小區變擁塞后，呼叫應切換到優選頻段上。
3雙頻無線網絡參數
手機有兩種工作狀態，即Idle（空閑）狀態和Active、（連接）狀態。在手機與網
絡建立連接前處于Idle狀態，而建立連接后則處于Active狀態。Idle狀態下的手機會進
行“小區選擇和重選”兩種動作，目的是希望通過選擇與重選使手機接入一個理想的小
區，從而能夠減少通話過程的小區切換次數； Active狀態下的手機可能進行“小區切換”
動作。因而與雙頻網絡有關的無線網絡參數主要有：小區選擇、重選參數和小區切換參數。
3.1多頻段指示（Multihand Reportng）
參數“多頻段指示”用于通知手機需報告兩個頻段的鄰區內容。在單頻段的GSM系統
中，手機向網絡報告鄰區測量結果時，只需報告一個頻段內信號最強的6個鄰區的內容。
在雙頻網絡中，由于要求手機優先進入GSM1800，因此要求手機在報告測量結果時不僅根
據信號的強弱，還需根據信號的頻段。由于在組網初期，GSM1800系統的業務量很小，一
般希望移動臺能盡可能地工作于該頻段上。因此應設置GSM1800小區的切換優先級較高，
相應的多頻段指示應選擇“3”為宜。在雙頻網絡中，建議將此參數設成2，即手機需報
告鄰區表中包含GSM 900及GSM 1800中信號強度最強、NCC已知且是允許的三個鄰區的測
量結果，在剩余位置上報告當前所用頻段的鄰區，若還有剩余位置，則報告其余鄰區的
情況，而不管鄰區處于那個頻段。
多頻段指示（MBCR）包含于信息單元“鄰小區描述”中，在每個小區廣播的系統消
息2ter和5ter中發送。
3.2小區選擇
小區選擇是指手機開機后選擇合適小區登記的過程。根據GSM規范，小區選擇過程
采用C1準則，據此得到一組根據場強高低順序排列的BCCH頻點（C1＞0）。
C1＝（RxLev－RxLevAccMin）－MAX（MsTx PwrMaxCCCH－P，0）
其中，RxLev：手機平均接收電平；
RxLevAccMin：手機最小接入電平；
MsTxPwrMaxCCCH：手允許最大發射功率；
P：手機實際最大發射功率。