波道指配和信道划分

8.1.3　波道指配和信道划分

所谓波道指的是具有一定频带宽度的无线传输通道。移动通信系统都是按固定的工作频率设计的。公用移动网大多采用800MHz和900MHz频段，少数采用450MHz频段，欧洲的DCS数字系统采用1800MHz频段，第三代移动通信系统采用2000MHz频段。每个系统在其工作频段中划分若干波道，以供众多用户使用。GSM数字系统频段宽度为25MHz，划分为125个波道。

系统的波道必须按一定的方法分配给各个蜂窝小区，其原则是既要提高频谱利用率，又要减小不同小区的互相干扰。一般采用固定方式指配波道。具体来说，就是将系统总波道数分成N组，把每一组波道固定指配给一个小区，N个小区组成一簇。然后将这样的小区簇在空间重复衍生，直至覆盖整个服务区域。其基本要求是任意两个相邻的小区（包括分属不同簇的相邻小区）指配的波道组应不相同。可以证明，符合这一要求的N满足下述关系式：

对于给定的N，若小区形状为正六边形，则频率重用小区间的最小中心距D与小区半径r之比满足：

式中，C称为同频复用系数。由于信号功率和传播距离平方成反比，因此的大小决定了同频干扰信噪比的大小。显然，N越大，同频干扰越小，但是频率重用率越低。因此应根据需要选取一个合理的N值。图8.3示出N＝7时的波道指配结构，其同频复用系数为4.58，同频干扰抑制比约为30dB，是一种应用广泛的小区结构。

N确定以后，尚需确定小区的大小，这主要决定于该地区的话务密度。对于给定的N，每个小区的可用信道数已定，在一定的呼损率条件下，根据呼损曲线就可查得每个小区能够承担的话务量，从而得出小区的面积和半径。

图8.3　蜂窝小区的波道指配（N＝7）

信道则是传送数据或控制信息的逻辑信道。对于FDMA系统来说，一个信道就占用一个波道；对于TDMA系统来说，多个信道通过时分复用的方式共用一个波道；对于CDMA系统来说，多个信道通过分配不同的伪随机序列（伪码）共用一个波道。

蜂窝式移动通信系统中的无线信道均为双工信道，基站发往移动台的方向为下行方向，其信道为前向信道；移动台发往基站的方向为上行方向，其信道为后向信道。对于频分双工（FDD）系统，前后向信道各占一个频率。对于时分双工（TDD）系统来说，前后向信道占用同一波道中的两个不同的时隙。

按功能划分，有两类信道：业务信道和控制信道。业务信道用于传送话音和用户数据，只在通话时占用。控制信道用于传送信令信息和系统管理数据。前向控制信道主要传送系统广播信息和寻呼信息，后向控制通道主要传送移动台的寻呼响应信息和发呼时的接入信息。控制信息的数量和划分视系统而异。