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小区分裂

移动通信网初期,各小区大小相等,容量相同,随着城市建设和用户数的增加,用户密度不再相等。为了适应这种情况,在高用户密度地区,将小区面积划小,或将小区中的基站全向覆盖改为定向覆盖,使每个小区分配的频道数增多,满足话务量增大的需要,这种技术称为小区分裂。

使用蜂窝移动系统的目的在于提高频谱效率。频率复用是一种概念,小区分裂是另一种概念。当业务量密度开始增加时,每个小区Ci内的信道Fi已不能提供足够的移动台呼叫时,便可将最初的小区分裂成更小的小区。通常,分裂出的新小区半径只有原小区的一半。小区分裂可以进行多次,但最小小区半径不是越小越好,通常不能小于1.5~2.0 公里。

用户密度高的,小区划的小,单位面积上的频道数增加。如果还不够的话,还可以增加频道。如GSM系统,共有12组频率,每组有4个频道,当采用N=7的复用方式时,7组频率可从12组中任选,但相邻频率尽量不在相邻的小区中使用,业务量较大的小区可借用剩余的频率组。

采用小区分裂的方法,有限的频谱资源通过缩小同频复用距离,使单位面积的波道数增多,系统容量增大。 

小区分裂定义为为容纳更多的用户。 在业务繁忙区域基站一般都已采用三扇区形式,为了应对业务突增和频点资源受限的矛盾,建议对三扇区基站进行有选择的小区分裂,可以改造成四扇区、五扇区或六扇区形式。小区分裂对基站容量有较明显的提升作用,同时因为小区分裂是在原基站上进行, 可以避免了选址、谈楼等难题,同时节约了相关配套投资,大大缩短了工程建设周期,并能快速应对前端业务变化需求  。

在原小区的基础上,将中心设置基站的全向覆盖区分为几个定向天线的小区。

为了支持从无方向性天线到扇形分区和小区分裂的过渡,在建立无方向性天线辐射前必须有一个频率分配计划,使可能在不改变现有系统频道分配、无须关闭、增设系统和重新调谐组合器和收发信机的情况下,通过增设频道使服务区容量增加。

在原基站上分裂的优点:

1. 增加了小区数目,却不增加基站数量。

2. 重叠区小,有利于越区切换。

3. 利用天线的定向辐射性能,可以有效的降低同频干扰。

4. 减小维护工作量和基站建设投资。

在总频率不增加的情况下,小区分裂使原小区范围内的使用频道数增加,以增大系统容量和容量密度。

实际使用时,可以先进行1:3分裂,然后将三叶草形小区再进行1:4分裂,这就是1×3×4式二次分裂。

小区分裂有两种分裂技术:

1.固定分裂

必须在建立每个新的分裂小区之前做出计划,考虑信道数、发射功率、频率配置、小区基站位置的选择及业务负荷等问题,所有这些都必须加以考虑。当准备完毕后,服务割接应选在业务量最低点,通常是周末的午夜。系统停机最好在2小时以内,这样在割接中将只会有极少的呼叫中断。

2.动态分裂

这种方法是建立在实时利用频谱效率分配之上的。由于业务高峰期间不会有一个完整的小区处于空闲状态,故此时动态分裂小区基站的算法是极为繁琐的。 

小区分裂尽量在空间上增加频率的复用效率,是移动通信扩容的一项重要技术,但“小区分裂”巳接近其技术极限。GSM 在中国开通运营以来,网络扩容一直以小区分裂为主,但在大中城市高话务密度地区,如北京、上海、广州、深圳等大城市的GSM网络,基站布局已经很密,市区基站间距已经缩小到300~500米,不可能再大规模地增加基站,只能在个别地区采用特殊措施新建少量基站。 



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