胡國安， 翁興旺

0 引言

雙頻網(wǎng)是指GSM900與DCS1800共同構(gòu)成的TDMA數(shù)字移動網(wǎng)。GSM900與DCS1800具有許多相同點，如具有相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、相同的語音編碼與調(diào)制技術(shù)、相同的信令規(guī)程、相同的頻率規(guī)劃工具等[1]，因此，組建雙頻網(wǎng)具備可能性。但GSM900與DCS1800也具有許多不同點，如具有不同的頻譜范圍、不同的無線傳播規(guī)律、不同的覆蓋范圍、不同的輸出功率等，因此，考慮的角度不同便有不同的組網(wǎng)方案。

1 建設(shè)雙頻網(wǎng)的必要性

GSM系統(tǒng)的容量主要受限于無線頻率，許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市和特大城市，900 MHz頻帶上的頻率資源十分緊張，某種程度上嚴(yán)重制約了移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展[2-3]。如何開發(fā)新的頻率資源、提高頻率利用率，以盡可能地提高GSM網(wǎng)絡(luò)容量，是移動通信運(yùn)營商重點考慮的問題之一。

由于1 800 MHz頻帶與900 MHz頻帶的無線傳播特征基本相似、頻率復(fù)用技術(shù)基本一致[4]。利用1 800 MHz頻段比較寬松的資源，采用GSM900/DCS1800雙頻段操作，將會極大地緩解目前GSM900的容量壓力，同時，由于DCS1800和GSM900在系統(tǒng)組網(wǎng)、工程實施、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)及支持的業(yè)務(wù)等方面比較一致，而且也不用考慮DCS1800和GSM900之間的頻率干擾，因此可以非?？焖佟⒂行У亟M建GSM900/DCS1800雙頻網(wǎng)。

DCS1 800 MHz的傳播特性決定了DCS1800傳播距離較短，穿透能力較弱，因此不適宜作為全網(wǎng)覆蓋[1]，而應(yīng)利用它作為 GSM900容量的補(bǔ)充，采用疊加覆蓋方式，集中解決高話務(wù)地區(qū)的容量問題。DCS1800是對 GSM900容量的補(bǔ)充，而GSM900是 DCS1800覆蓋的延伸[5]，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，是引入DCS1800的最合理方式。

2 雙頻網(wǎng)的實現(xiàn)原理

在雙頻網(wǎng)絡(luò)中，如何在兩個頻段的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行話務(wù)控制及分配是確立建網(wǎng)原則和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的依據(jù)。DCS1800系統(tǒng)的引入可采用單獨組網(wǎng)，也可以采用DCS1800與現(xiàn)有的GSM900系統(tǒng)混合組網(wǎng)方式。

單獨組網(wǎng)則需要獨立的DCS1800設(shè)備，如MSC、BSC和BTS，而混合組網(wǎng)則與GSM900共用MSC或BSC。單獨組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無線規(guī)劃和運(yùn)行維護(hù)上有著較好的優(yōu)越性，但1 800 MHz電波傳播特點決定了覆蓋相同面積的區(qū)域，DCS1800的基站要比GSM900的多，投資成本大，設(shè)備利用率低，目前一些頻率資源比較緊張的省份均采用混合組網(wǎng)方式，以DCS1800解決高話務(wù)區(qū)的容量問題，故雙頻無線網(wǎng)絡(luò)實質(zhì)上是以GSM900網(wǎng)絡(luò)為依托，以DCS1800網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域構(gòu)成的雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3 雙頻網(wǎng)組網(wǎng)方案的探討

GSM900和DCS1800雙頻組網(wǎng)目前主要有獨立組網(wǎng)和共用MSC、共用BSC、共用BTS等幾種方式，在具體組網(wǎng)時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的情況靈活掌握。

3.1 方案一：獨立組網(wǎng)

獨立組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，GSM900與DCS1800系統(tǒng)從交換網(wǎng)到無線網(wǎng)均互相獨立，自成系統(tǒng)，這種方式較適用于中、大規(guī)模的城市，而且話務(wù)熱點地區(qū)大范圍連續(xù)覆蓋的情況。

圖1 獨立組網(wǎng)

方案優(yōu)點：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對獨立，不用對現(xiàn)有的 GSM900系統(tǒng)設(shè)備做任何的軟、硬件的修改，對現(xiàn)網(wǎng)改動少，保證了原來系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和服務(wù)質(zhì)量；同時，將來 GSM900和DCS1800可以分別進(jìn)行擴(kuò)容和調(diào)整，避免相互之間產(chǎn)生影響。

方案缺點：雙頻切換均會引起位置更新，導(dǎo)致交換機(jī)的處理開銷大大增加，并容易引起掉話率的升高，必須采取有效措施控制位置更新的流量。另外，初期投資也相對較大。

方案產(chǎn)生的影響：①要求更大的 VLR容量；②增加了GSM900和DCS1800兩種交換機(jī)之間的切換、話務(wù)量、呼叫處理的負(fù)擔(dān)；③增加了位置更新的次數(shù)，增加了 Paging的負(fù)擔(dān)；④增加了SDCCH的話務(wù)量，減少了TCH的數(shù)量。

3.2 方案二：共用MSC，不共用BSC

DCS1800與GSM900系統(tǒng)共用MSC、不共用BSC，在無線網(wǎng)層次上仍互相獨立。這種方式較適合于話務(wù)熱點區(qū)域相對較大的地區(qū)。方案二如圖2所示。

圖2 共用MSC，不用BSC

方案優(yōu)點：雙頻切換主要發(fā)生在交換機(jī)內(nèi)部，對交換機(jī)的處理開銷影響較小，切換成功率較獨立組網(wǎng)方式高。另外，兩個無線網(wǎng)絡(luò)相互獨立，可分別進(jìn)行無線頻率規(guī)劃，相鄰小區(qū)關(guān)系相對簡單。

方案缺點：由于GSM900已基本劃定相應(yīng)的位置區(qū)，且各交換機(jī)的處理能力及接口也有限，引入 DCS1800后，現(xiàn)有GSM900的交換區(qū)劃分需重新調(diào)整，對A接口及LAC數(shù)據(jù)等影響較大，部分MSC需要進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)容，有一定的擴(kuò)容割接工作量。

方案產(chǎn)生的影響：①減少了HLR的負(fù)擔(dān)，減少了交換機(jī)之間的話務(wù)量，減少了位置更新的次數(shù)；②增大了VLR的容量，增加了交換機(jī)呼叫處理的負(fù)擔(dān)，增加了Paging的負(fù)擔(dān)；③若GSM和DCS屬于不同廠商，則增大了BSC之間的切換、SDCCH之間的話務(wù)量，減少了TCH的數(shù)量，雙頻切換算法、話務(wù)管理、軟件功率和參數(shù)設(shè)置的不兼容，兩網(wǎng)間切換頻繁，不易控制，統(tǒng)計參數(shù)不一致，難于平衡兩網(wǎng)間話務(wù)量。

3.3 方案三：共用BSC

共用BSC，DCS1800與GSM900從交換網(wǎng)至無線網(wǎng)均為同一平臺，互相融合。這種方式較適合于話務(wù)熱點和高密度區(qū)呈零星分布的情況。方案三如圖3所示。

圖3 共用BSC

方案優(yōu)點：同一BSC服務(wù)區(qū)域內(nèi)的雙頻切換僅占用BSC的內(nèi)部鏈路，不占用A接口上的信令鏈路，位置更新流量更小，雙頻切換速度更快。

方案缺點：必須采用大容量的 BSC，才能確保網(wǎng)絡(luò)的相對穩(wěn)定性。而且，這種組網(wǎng)方式的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不如方案一和方案二清晰，每一個基站的調(diào)整都將同時影響 GSM900和DCS1800的局?jǐn)?shù)據(jù)。

方案產(chǎn)生的影響：①減少了HLR的負(fù)擔(dān)；②減少了交換機(jī)之間的切換、話務(wù)量、呼叫處理的負(fù)擔(dān)；③減少了位置更新的次數(shù)，增大了VLR的容量；④便于有效管理雙頻網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)流向。

3.4 方案四：共用BTS

共用BTS所指的BTS，并不是指邏輯上的BTS，而是指物理上的BTS機(jī)柜，即GSM900和DCS1800的載頻共用一個機(jī)柜。方案四如下頁圖4所示。

方案優(yōu)點：非常靈活，對硬件的改動很小，對BSC軟件的配置影響也很小，特別適用于某些局部區(qū)域出現(xiàn)話務(wù)過載(如展覽館、車站、體育館等附近)，而 GSM900頻率資源、機(jī)房等又已經(jīng)相當(dāng)緊張的場合。此時，為了迅速緩解話務(wù)緊張狀態(tài)，可以在原GSM900機(jī)柜中混插DCS1800載頻，用于吸收話務(wù)量。

圖4 共用BTS

方案缺點：這種方式的局限是原有 BTS機(jī)柜必須支持GSM900和DCS1800混插。

3.5 方案五：共用HLR/AUC、EIR、OMC和SMC

方案五如圖5所示，GSM900和DCS1800接入各自的BSC、MSC，共用HLR、AUC、EIR、OMC和SMC(系統(tǒng)管理中心)。

圖5 共用HLR/AUC、EIR、OMC和SMC

方案優(yōu)點：獨立的MSC、BSC結(jié)構(gòu)在對GSM900或DCS1800進(jìn)行擴(kuò)容時，不需要對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作大的改動，避免了大量的基站割接工作，對兩個網(wǎng)絡(luò)各自新業(yè)務(wù)的管理也比較方便。

方案缺點：GSM900和DCS1800基站分別屬于不同的MSC，故位置區(qū)不同，但同站址的雙頻手機(jī)移動必然造成手機(jī)空閑狀態(tài)時位置區(qū)頻繁更新及手機(jī)通話狀態(tài)時跨MSC的切換，從而容易造成小區(qū)SDCCH阻塞及HLR的負(fù)荷加大。

4 方案比較

從無線網(wǎng)絡(luò)的合理性等其他技術(shù)角度來看：共享 MSC，共享BSC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是較理想的結(jié)構(gòu)，其主要原因是避免了大量的BSC間、MSC間的切換和位置更新，既減少了處理機(jī)以及信令、話務(wù)鏈路負(fù)荷，又使網(wǎng)絡(luò)切換質(zhì)量提高。從網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和管理的角度來看：獨立 MSC、BSC的結(jié)構(gòu)又有它的優(yōu)點[4]。當(dāng)需要對GSM900或DCS1800進(jìn)行擴(kuò)容時，不需對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作大變動，避免進(jìn)行大量的基站割接工作。

在決定雙頻網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式時，還必須根據(jù)特定地區(qū)的話務(wù)分布、無線傳播環(huán)境特點，雙頻手機(jī)滲透率以及設(shè)備供應(yīng)商的設(shè)備特點(如MSC、BSC的容量)等多方面因素進(jìn)行考慮。

5 結(jié)語

通過對上述幾種方案的分析可得到如下結(jié)論：獨立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（方案一）利用率差，性能較差；HLR共享結(jié)構(gòu)（方案五）資源利用率較低，性能較差，適用于不同廠商的雙頻系統(tǒng)；MSC共享結(jié)構(gòu)（方案二）資源利用率和性能適中，適合于同一廠商的雙頻系統(tǒng)；BSC共享結(jié)構(gòu)資源（方案三）利用率和性能較好，通常僅適宜于同一廠商的設(shè)備；BTS共享結(jié)構(gòu)（方案四）資源利用和性能較好。各運(yùn)營商在具體組網(wǎng)時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的實際情況靈活選擇組網(wǎng)方案。

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