微蜂窩在GSM網絡中的應用

蜂窩移動通信系統(tǒng)中，在網絡運營初期，運營商的主要目標是建設大型的宏蜂窩小區(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)進行小區(qū)分裂，變得越來越小。當小區(qū)小到一定程度時，建站成本就會急劇增加，小區(qū)半徑的縮小也會帶來嚴重的干擾，另一方面，盲區(qū)仍然存在，熱點地區(qū)的高話務量也無法得到很好的吸收，微蜂窩技術就是為了解決以上難題而產生的。

　　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，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地區(qū)，如地鐵、地下室；二是提高容量，主要應用在高話務量地區(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絡容量的應用時一般與宏蜂窩構成多層網。宏蜂窩進行大面積的覆蓋，作為多層網的底層，微蜂窩則小面積連續(xù)覆蓋疊加在宏蜂窩上，構成多層網的上層，微蜂窩和宏蜂窩在系統(tǒng)配置上是不同的小區(qū)，有獨立的廣播信道。

　　在多層網結構中，微蜂窩主要服務對象為低速運動的移動臺，對于高速移動臺為避免由于頻繁地切換而造成掉話，應由宏蜂窩來服務，系統(tǒng)應具有探測移動速度的算法，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地區(qū)，話務量比較集中，覆蓋面積較小，對容量的提高有限，隨著用戶的發(fā)展，熱點地區(qū)已由點逐漸連接成片時，微蜂窩就形成了一個獨立的微蜂窩層，各個微蜂窩相連，在一定范圍內連續(xù)覆蓋，在這時，可以使網絡容量有很大的提高，一般對于半徑在1km左右的小區(qū)，若在每個扇區(qū)的熱點地區(qū)采用6～8個半徑在0.1km左右的微蜂窩組成微蜂窩層，可以使網絡容量提高3～4倍。
　　
　　在微蜂窩連接成片的多層網中，移動臺的切換優(yōu)先在微蜂窩與微蜂窩之間進行，在移動臺到達微蜂窩層的邊緣，或者微蜂窩擁塞嚴重，或者移動臺進行高速運動時才進行微蜂窩和宏蜂窩間的切換，多層網網絡容量的提高是建立在復雜的切換算法的基礎上的。
　　
　　多層網的頻率規(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，這種方案的優(yōu)點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(guī)劃的復雜性，易于進行網絡擴容，這種方案適用于大量微蜂窩組成微蜂窩層的情況。
　
　　微蜂窩層的站點數量多，傳輸成本占整個設備投資的比例大于宏蜂窩基站，根據實際情況選擇合理的網絡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，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個微蜂窩可以采用一對傳輸線路接到機房，可以有效地節(jié)約成本。相對于PCM方式，利用現有電話線路進行傳輸的HDSL傳輸方式，是目前非常經濟的一種傳輸方式，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，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的應用，即把微蜂窩設備當作宏蜂窩來使用，在一些建站難度大、成本高的地區(qū)，如一些地形復雜的地區(qū)或地產價值很高的街區(qū)，可以先用微蜂窩設備實現整個網絡的覆蓋，某些廠家提供的微蜂窩基站，最大可組成6＋6＋6的小區(qū)，完全可以適應從宏蜂窩到微蜂窩的各種網絡規(guī)劃的需要。

　　總之，微蜂窩既可以作為基本的覆蓋，又可以當作覆蓋的補充，還可以隨業(yè)務量分布和增長，由點到面進行多層覆蓋，逐步提高網絡的容量。雖然微蜂窩的使用增加了網絡復雜性、規(guī)劃難度以及經濟成本，但為了充分利用有限頻率，實現業(yè)務的持續(xù)增長，微蜂窩的使用是網絡發(fā)展的必然結果。