小區分裂

小區分裂

移動通信網初期,各小區大小相等,容量相同,隨著城市建設和用戶數的增加,用戶密度不再相等。為了適應這種情況,在高用戶密度地區,將小區面積劃小,或將小區中的基站全向覆蓋改為定向覆蓋,使每個小區分配的頻道數增多,滿足話務量增大的需要,這種技術稱為小區分裂。

目的

使用蜂窩移動系統的目的在於提高頻譜效率。頻率復用是一種概念,小區分裂是另一種概念。當業務量密度開始增加時,每個小區Ci內的信道Fi已不能提供足夠的移動台呼叫時,便可將最初的小區分裂成更小的小區。通常,分裂出的新小區半徑只有原小區的一半。小區分裂可以進行多次,但最小小區半徑不是越小越好,通常不能小於1.5~2.0 公里。

用戶密度高的,小區劃的小,單位面積上的頻道數增加。如果還不夠的話,還可以增加頻道。如GSM系統,共有12組頻率,每組有4個頻道,當採用N=7的復用方式時,7組頻率可從12組中任選,但相鄰頻率儘量不在相鄰的小區中使用,業務量較大的小區可借用剩餘的頻率組。

採用小區分裂的方法,有限的頻譜資源通過縮小同頻復用距離,使單位面積的波道數增多,系統容量增大。

特點和意義

小區分裂定義為為容納更多的用戶。 目前, 在業務繁忙區域基站一般都已採用三扇區形式,為了應對業務突增和頻點資源受限的矛盾,建議對三扇區基站進行有選擇的小區分裂,可以改造成四扇區、五扇區或六扇區形式。小區分裂對基站容量有較明顯的提升作用,同時因為小區分裂是在原基站上進行, 可以避免了選址、談樓等難題,同時節約了相關配套投資,大大縮短了工程建設周期,並能快速應對前端業務變化需求 。

小區分裂的方法

在原基站上分裂

在原小區的基礎上,將中心設定基站的全向覆蓋區分為幾個定向天線的小區。

為了支持從無方向性天線到扇形分區和小區分裂的過渡,在建立無方向性天線輻射前必須有一個頻率分配計畫,使可能在不改變現有系統頻道分配、無須關閉、增設系統和重新調諧組合器和收發信機的情況下,通過增設頻道使服務區容量增加。

在原基站上分裂的優點:

1. 增加了小區數目,卻不增加基站數量。

2. 重疊區小,有利於越區切換。

3. 利用天線的定向輻射性能,可以有效的降低同頻干擾。

4. 減小維護工作量和基站建設投資。

增加新基站的分裂

分裂的方法 分裂的方法

將小區半徑縮小,增加新的蜂窩小區,並在適當的地方增加新的基站。此時,原基站的天線高度適當降低,發射功率減小。

在總頻率不增加的情況下,小區分裂使原小區範圍內的使用頻道數增加,以增大系統容量和容量密度。

1:4分裂方案 1:4分裂方案

實際使用時,可以先進行1:3分裂,然後將三葉草形小區再進行1:4分裂,這就是1×3×4式二次分裂。

分裂技術

小區分裂有兩種分裂技術:

1.固定分裂

必須在建立每個新的分裂小區之前做出計畫,考慮信道數、發射功率、頻率配置、小區基站位置的選擇及業務負荷等問題,所有這些都必須加以考慮。當準備完畢後,服務割接應選在業務量最低點,通常是周末的午夜。系統停機最好在2小時以內,這樣在割接中將只會有極少的呼叫中斷。

2.動態分裂

這種方法是建立在實時利用頻譜效率分配之上的。由於業務高峰期間不會有一個完整的小區處於空閒狀態,故此時動態分裂小區基站的算法是極為繁瑣的。

存在問題

小區分裂儘量在空間上增加頻率的復用效率,是移動通信擴容的一項重要技術,但現在“小區分裂”巳接近其技術極限。GSM 在中國開通運營以來,網路擴容一直以小區分裂為主,但在大中城市高話務密度地區,如北京、上海、廣州、深圳等大城市的GSM網路,基站布局已經很密,市區基站間距已經縮小到300~500米,不可能再大規模地增加基站,只能在個別地區採用特殊措施新建少量基站。

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