一、相關(guān)概念
在國家標準GB/T 13622《無線電管理術(shù)語(Terminology for radio regulation)》中,對于(無線電頻率或無線電頻道的)指配(assignment)的定義是:主管部門將無線電頻率或無線電頻道批準給無線電臺在規(guī)定條件下使用。指配應包括指配頻率(assigned frequency)和指配頻帶(assigned frequency band),其具體定義詳見下表1。頻帶也可稱為頻道或信道。
表1:指配頻率和指配頻帶的定義
在了解關(guān)于集群通信系統(tǒng)的頻道指配模式前,對上述相關(guān)概念的了解至關(guān)重要。
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二、頻道指配模式
頻道指配原則是指n個頻道成為一個共用頻道組工作時應具備的條件,而頻道指配模式則是頻道組與服務區(qū)的隸屬關(guān)系。頻道指配原則最根本的要求是兩條:一是指被指配的n個共用頻道所占用的總帶寬最小,二是指被指配的n個共用頻道受到的干擾最小。頻道指配模式分為固定頻道指配模式、動態(tài)頻道指配模式、混合頻道指配模式。由于集群通頻網(wǎng)的最基本網(wǎng)絡單元是大區(qū)制的基站系統(tǒng),而它的頻道指配又是以固定指配為基本模式,則在此模式下,通常有無互調(diào)干擾(一般為無三階互調(diào))指配和等間隔指配兩種指配原則。
1、無三階互調(diào)干擾指配
所謂無三階互調(diào)干擾指配就是要尋找一個由n個頻道組成的、無三階互調(diào)干擾的、所占用帶寬最小(記為M)的頻道組,顯然M也就是這個頻道組中最大的頻道序號。目前國內(nèi)外采用兩種類型的頻道組:一是頻道組內(nèi)各元素的差值大于等于1,即允許差值為1的頻道組,稱它為Ⅰ型頻道組,詳見表2-1-1;二是頻道組內(nèi)各元素的差值大于等于2,即避免差值為1的頻道組,稱它為Ⅱ型頻道組,詳見表2-1-2。它們的最小占用頻道數(shù)分別記為MⅠ和MⅡ。
表2-1-1:無三階互調(diào)Ⅰ型頻道組
表2-1-2:無三階互調(diào)Ⅱ型頻道組
大家知道,一個單位服務區(qū)(一個定向或全向發(fā)射天線所覆蓋的無線服務區(qū))需配備n個頻道應具備下表2-1-3所示的5條要求。而無三階互調(diào)干擾指配的頻道組僅僅是該頻道組內(nèi)的各頻道間不會產(chǎn)生三階互調(diào),并不能完全滿足上述5條要求,因此在實際中很少使用。
表2-1-3:一個單位服務區(qū)需配備n個頻道應具備的要求
2、等間隔指配
依據(jù)原CCIR 901報告,集群通頻系統(tǒng)的頻道指配采用的是互調(diào)最小的等間隔頻道指配,以減少區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)部的互調(diào)產(chǎn)物。以當前發(fā)射天線共用器的技術(shù)條件,最小相鄰頻道間隔為20個頻道。
三、我國集群通信的頻道等間隔指配
1、射頻工作頻段
依據(jù)我國無線電管理部門在2007年發(fā)布的《800MHz數(shù)字集群通信頻率臺(站)管理規(guī)定》(信部無[2007] 173號),我國數(shù)字集群通信系統(tǒng)應使用800MHz專用頻段,其頻率范圍是:806~821MHz(移動臺發(fā),基地臺收)和851~866MHz(移動臺收,基地臺發(fā))兩段收發(fā)間隔為45MHz,收發(fā)各占用帶寬15MHz。
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2、具體的指配
按照等間隔指配模式,對于800MHz專用頻段,每個頻道按25KHz等間隔分配,可共分為600個頻道。為了充分利用頻譜,將800MHz集群專用頻段按每段為5MHz劃分為三段,具體詳見下表3-2-1,即600個頻道分成3段,每段200個頻道,每200個頻道等間隔指配,又將每段200個頻道分成10個大組,每個大組20個頻道,大組內(nèi)頻道間隔為10個頻道。再將每個大組分成4個小組,標記為1、2、3、4,每小組5個頻道,而小組內(nèi)間隔為40個頻道,還可將每個大組分成兩個中組(分別由1、2小組和3、4小組組成),每個中組10個頻道,而組內(nèi)間隔正好為20個頻道。因此,第一段頻道分組序號與頻道號的對應關(guān)系如表3-2-2所示;第二段或第三段頻道的200個頻道的分組序號和頻道序號,僅在表3-2-2分組序號上加10和20,頻道序號上加200和400。此時,其頻道號與頻道中心頻率的對應關(guān)系式應符合下表3-2-3的要求。
表3-2-1:800 MHz集群專用頻段的分段
表3-2-2:800 MHz專用頻段200個頻道等間隔指配表
表3-2-3:800 MHz專用頻段的頻道號與頻道中心頻率的對應關(guān)系式
3、具體的使用
在實際使用中,若所需的頻道數(shù)不超過5個時,可選一個小組并使用一副發(fā)射天線;若需要的頻道數(shù)不超過10個時,可選一個中組,但必須是1、2或是3、4小組所組成,也使用一副發(fā)射天線;若需要的頻道數(shù)不超過20個時,可選一個大組,為了滿足發(fā)射天線共用器所要求的20 個頻道的間隔,則需要兩副發(fā)射天線,一副供第1中組使用,另一副供第2中組使用,這兩副天線無論是同桿架設(shè)(如垂直放置)還是異桿架設(shè)(如水平放置)都必須有一定的距離。無論使用5頻道、10頻道、20頻道,均只需使用一副接收天線(不含分集天線)。
事實上,原信息產(chǎn)業(yè)部于2002年9月2日曾發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整800 MHz集群系統(tǒng)頻道配置方式的有關(guān)問題的通知》(信部無[2002]387號),對我國集群通信使用的800 MHz頻段分成兩段進行規(guī)劃、分配或指配管理,其頻段、頻道號、頻點數(shù)、適用范圍及管理權(quán)屬等詳見下表3-3。工信部的信部無[2007] 173號管理規(guī)定也有相同的要求。
表3-3:我國800 MHz集群系統(tǒng)頻道的分配(按組網(wǎng)類型)
四、我國集群通信的頻道復用
規(guī)模較小的集群通信網(wǎng)一般不考慮頻率復用。對于較大規(guī)模的集群通信網(wǎng),若可用的頻道數(shù)量有限,服務區(qū)超過一個基站覆蓋范圍而需要設(shè)置多個基站或用戶數(shù)量較多,頻道數(shù)量不能滿足要求時,可考慮采用頻率復用方式。在工程設(shè)計中,可利用地形、地物的地理隔離作用,滿足同頻道干擾保護比的要求,實現(xiàn)頻率復用。在工程設(shè)計中可根據(jù)實際情況,選擇頻率復用方式,根據(jù)服務區(qū)類型通常情況下采用的頻率復用方式可按下表4-1選用。
表4-1:800 MHz數(shù)字集群通信系統(tǒng)的頻率復用方式的選擇
頻率復用應滿足同頻道干擾保護比(R)的要求,在基站區(qū)半徑為r(km)時,同頻復用距離D(單位為km)的計算為下式。實際上,要求滿足同頻道干擾保護比(R)≥21dB時,D應≥4.35r;此時,結(jié)合表4-1的各種頻率復用方式,D與r 的關(guān)系應如下表4-2所示。
R≤40lg [(D-r)/r]
表4-2:各種頻率復用方式下D與r 的關(guān)系
對于基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng),不需要對基站進行頻道規(guī)劃,只需要進行PN碼偏置規(guī)劃。依據(jù)我國數(shù)字集群系統(tǒng)工程建設(shè)標準的要求,PN碼偏置規(guī)劃應遵循的原則詳見下表4-3。
表4-3:基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)PN碼偏置規(guī)劃應遵循的原則
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