馬濤 麻倩

摘 要：本文針對鄭州市的數(shù)字集群系統(tǒng)分共網(wǎng)、專網(wǎng)進行容量設(shè)計、覆蓋設(shè)計和頻率需求測算，了解了一個城市對集群頻率的需求，進而再對整個省的頻率使用方案進行規(guī)劃。通過本次頻率規(guī)劃，使河南省寶貴的集群頻率資源能夠得到合理有效的利用，為無線電管理部門的頻率指配提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字集群；頻率規(guī)劃；共網(wǎng)；專網(wǎng)

頻率規(guī)劃與頻率復(fù)用模型、系統(tǒng)無線覆蓋和用戶容量設(shè)計密切相關(guān)。

由于頻率在各個地市可以復(fù)用，因此在進行共網(wǎng)和專網(wǎng)頻率規(guī)劃時，各集群網(wǎng)對頻率的需求以滿足一個省內(nèi)大城市的集群覆蓋需求為參照進行頻率規(guī)劃。鄭州作為河南的省會城市，面積大、需求高，因此本規(guī)劃以滿足鄭州的集群覆蓋需求為參照進行頻率規(guī)劃。

1 頻率分配思路

頻率分配思路及考慮因素如下：

（1）引導(dǎo)和推動河南省數(shù)字集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展；

（2）滿足各種體制的需要；

（3）將省內(nèi)816-82lMHz/861-866MHz頻段（頻段號從401-600）進行劃分；

（4）考慮滿足數(shù)字集群共網(wǎng)和專網(wǎng)的通信需求，分配時盡量按頻段連續(xù)分配給頻率使用單位；

（5）設(shè)置集群基站應(yīng)采用小功率、低天線，提高頻率復(fù)用率；

（6）本次規(guī)劃方案應(yīng)符合國家對共網(wǎng)與專網(wǎng)頻率使用的相關(guān)規(guī)定，與之沖突的應(yīng)逐步進行調(diào)整；

（7）在省內(nèi)2x5MHz的800MHz數(shù)字集群頻率資源滿足不了需要時，酌情向國家無線電管理機構(gòu)申請增加頻率。

2 覆蓋規(guī)劃

2.1 覆蓋設(shè)計方法

頻率規(guī)劃是在基站覆蓋設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的。通過覆蓋設(shè)計可以大致了解鄭州市數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)所需基站數(shù)量和分布情況。

覆蓋設(shè)計首先需要確定合適的傳播模型、取定覆蓋參數(shù)，通過鏈路預(yù)算確定覆蓋范圍和基站數(shù)量；其次根據(jù)話務(wù)密度劃分的不同區(qū)域，對基站進行初始布局，確定基站的經(jīng)緯度；最后將設(shè)定的覆蓋參數(shù)和基站經(jīng)緯度輸入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，通過軟件完成無線覆蓋預(yù)測計算，并根據(jù)計算結(jié)果反復(fù)調(diào)整以上各種參數(shù)，直至得到滿意的覆蓋預(yù)測要求。

覆蓋設(shè)計要考慮三個設(shè)計參數(shù)：覆蓋場強、覆蓋半徑，邊緣可通概率，這些參數(shù)又與下面各類參數(shù)有關(guān)：系統(tǒng)余量、快衰落及人為噪聲引起的惡化量的儲備、各類損耗、路損、基站天線輸入功率、天線參數(shù)、分集增益、塔放、移動臺射頻性能、上下行鏈路平衡的計算等。

2.2 覆蓋基站規(guī)模

最大鏈路損耗代入Okunmura-Hata模型后可以得到最大覆蓋半徑，也就是小區(qū)半徑，通過計算可以得到小區(qū)覆蓋面積和需要的基站數(shù)，由鄭州市總面積可以估算出覆蓋所需基站數(shù)量為70個。

3 頻率復(fù)用規(guī)劃

從理論上來講，小區(qū)覆蓋是一種近似六邊形的覆蓋區(qū)域，多個這種小區(qū)組合在一起形成一個小區(qū)群，每個這樣的一群小區(qū)適用一組頻率，在整個系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)內(nèi)實現(xiàn)對這一組頻率及小區(qū)群的同時復(fù)用。

根據(jù)資料，上海、北京等特大城市的政務(wù)網(wǎng)采用23小區(qū)復(fù)用，可以得到比較滿意的效果。若采用19小區(qū)復(fù)用，則是最低的要求。鄭州城市的無線環(huán)境較上海、北京等特大城市要好得多，高層建筑對無線信號的阻擋沒有上海、北京那樣嚴重。因此在對鄭州市800MHz數(shù)字集群通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用設(shè)計時，采用19小區(qū)復(fù)用完全可以滿足要求。

4 頻率需求

4.1 系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量目標

（1）網(wǎng)絡(luò)容量。我們根據(jù)歷史及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，預(yù)測鄭州市共網(wǎng)數(shù)字集群市場規(guī)模約1.89～2.72萬戶，專網(wǎng)數(shù)字集群市場規(guī)模約0.14～0.2萬戶，因此，鄭州市共網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計容量：30000戶。

（2）通信概率。主要街道、路面的通信概率：>95%。

（3）系統(tǒng)服務(wù)等級。無線信道呼叫等待概率：45%。

（4）呼叫建立時間。系統(tǒng)內(nèi)呼叫建立時間：≤500ms。

4.2 呼叫模型

（1）用戶分配比例為：調(diào)度呼叫85%，電話呼叫10%，數(shù)據(jù)呼叫5%。

（2）調(diào)度用戶忙時話務(wù)量：0.012Erl/戶；

（3）電話互聯(lián)忙時話務(wù)量：0.018Erl/戶；

（4）數(shù)據(jù)用戶忙時話務(wù)量：0.01Erl/戶；

（5）集群用戶忙時平均話務(wù)量=0.012×85%+0.018×10%+0.01×5%=0.0125Erl/戶。

4.3 頻率需求

從頻率規(guī)劃的角度，基站數(shù)量估算只需以省會城市鄭州為例進行即可滿足全省頻率規(guī)劃的需要，根據(jù)基站規(guī)模估算，鄭州市覆蓋基站數(shù)為70個。

因此按上述基站數(shù)量進行計算，平均每基站話務(wù)量為3.63～5.21Erl。根據(jù)Erl表可知，每基站需要信道數(shù)為7～9個。如果采用TETRA體制組建商用共網(wǎng)（注：GoTa體制無需規(guī)劃，但需要根據(jù)每載扇能支持的用戶數(shù)量規(guī)劃所需要的頻譜量），則平均每基站所需載頻數(shù)量為3對。假定共網(wǎng)平均組呼發(fā)起基站數(shù)量為2個。如采用19小區(qū)復(fù)用模式，考慮5%的余量，則共網(wǎng)所需頻率約為120對。

5 頻率分配方案

本次規(guī)劃的頻點范圍為401-600號，在制定數(shù)字集群通信頻率使用規(guī)劃時，根據(jù)有關(guān)標準考慮不同數(shù)字集群系統(tǒng)（體制）之間所需的頻率保護帶寬。

5.1 共用800MHz集群通信網(wǎng)頻率分配方案

根據(jù)上述頻率需求測算，可知共網(wǎng)需120對頻點，因此，本著以“共網(wǎng)為主，專網(wǎng)為輔”的原則，在保證專網(wǎng)需要的前提下，頻率分配向共網(wǎng)傾斜，共網(wǎng)使用該頻段低端的頻率，共網(wǎng)指配401～540，共140對頻點，3.5MHz帶寬。

公安、國家安全等部門的專用集群通信系統(tǒng)使用350MHz和380MHz頻段的專用頻率。若需要使用800MHz集群通信系統(tǒng)，則可利用虛擬專網(wǎng)技術(shù)加入面向社會服務(wù)的數(shù)字集群共網(wǎng)平臺，但要自行采取保密措施。城市應(yīng)急聯(lián)動和政務(wù)網(wǎng)等建議使用數(shù)字集群共網(wǎng)平臺。

5.2 專用800MHz集群通信網(wǎng)頻率分配方案

專網(wǎng)在816—821MHz/861—866MHz頻段中從高端向低端安排，專網(wǎng)分配25KHz的信道60對，分配的頻段為865.9875-864.5125，即600-541號之間的頻點。

專網(wǎng)需要連續(xù)頻率時，應(yīng)將覆蓋范圍予以限制.不影響總體規(guī)劃。

5.3 800MHz集群模轉(zhuǎn)數(shù)規(guī)劃

河南省模擬集群系統(tǒng)通過近兩年的大力清理，模擬集群系統(tǒng)占用的頻點得到有效的釋放，目前在使用的模擬集群系統(tǒng)，建議針對不同安全等級的模擬集群用戶，采用多種措施鼓勵用戶盡快模轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)入共網(wǎng)，比如可以采取回購頻率、收回沒有充分使用的頻點等。在共網(wǎng)指配的140對頻點中，10對作為模轉(zhuǎn)數(shù)的頻點，頻點號為401～410。

5.4 各地市頻率的協(xié)調(diào)

河南省內(nèi)相鄰地市之間頻點的使用為防止干擾，應(yīng)分隔開來，如一個地市，可從規(guī)劃頻段內(nèi)低號開始使用，另一個地市則可從規(guī)劃頻段內(nèi)的高號開始使用。

不同城市間的專網(wǎng)和共網(wǎng)可使用同一頻段，只需注意相鄰地市頻點的使用順序；同一城市內(nèi)的不同集群網(wǎng)絡(luò)之間的頻點使用也應(yīng)考慮防止鄰近頻點的干擾合理分配。

6 結(jié)論

本次規(guī)劃針對專用網(wǎng)、共用網(wǎng)，將200對頻點的5MHz帶寬總體進行規(guī)劃，在實際頻率分配中，對于共用數(shù)字集群網(wǎng)，從200對頻率的低端頻點開始向高端分配，共分配140對頻點，即401-540號頻點；對于專用數(shù)字集群網(wǎng)，從200對頻率的高端頻點開始向低端分配，共分配60對頻點，即600-541號頻點。同一地區(qū)不可能同時使用4種技術(shù)體制，可根據(jù)用戶選用的技術(shù)體制，做適當調(diào)整，以推動河南省800MHz數(shù)字集群通信的發(fā)展。

[參考文獻]

[1]1992年1月30日發(fā)布的《800兆赫無線集群通信系統(tǒng)頻率使用管理暫行規(guī)定》（國無管[1992]3號）.

[2]2000年12月28日公布的我國《數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制》標準.

[3]2001年3月22日發(fā)布的信無簡函[2001]35號.

[4]2001年7月發(fā)布的《關(guān)于800MHz集群頻率使用管理有關(guān)事宜的通知》（信部無[2001]518號）.

[5]2002年至2003年，相繼發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整800MHz集群系統(tǒng)頻道配置方式有關(guān)問題的通知》[2002]387和《關(guān)于調(diào)整800MHz集群頻率使用管理有關(guān)問題的通知》[2003]112文件.

[6]2007年4月3日發(fā)布的關(guān)于《800MHz數(shù)字集群通信頻率臺（站）管理規(guī)定》（信部無[2007]173號）的通知.