CN101521890B - Gsm系统多控制信道在小区的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GSM系统多控制信道在小区的应用方法，它充分利用了基站控制器BSC及其通讯小区，其特征在于包括主从小区划分、增加控制信道CCCH的容量和频率配置步骤。该方法将每一个通讯小区以层次依序划分为一个主小区包含若干个从小区，实现了小区分裂，主从小区增加多BCCH，主/从小区分别对应主/从BCCH，能有效地增加BCCH的数量和CCCH组数，在结构上充分利用了频率复用技术，主小区用6×3或者4×3复用，从小区可以实现1×3紧密复用，增加了系统容量，解决了CCCH过载和小区资源不足问题，从小区覆盖区完全能不超出主小区覆盖范围，提高了载频频率复用度和抗干扰能力，不需跳频，信号质量稳定。

Description

GSM系统多控制信道在小区的应用方法

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其是全球移动通讯系统GSM。 

背景技术

全球移动通讯系统GSM全名为：Global System for Mobile Communications，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术。GSM频率是协议规定的，资源被分配给不同的运营商使用，每个运营商只占有整个频段的一部分资源。因此，对于每个运营商来说，频率资源十分有限，如何充分利用这些频率资源，发挥最大效益是每个运营商都竭力追求的目标，这直接关系到系统的最大容量和服务质量。现有GSM系统中以一个空间小区为最小网元单位，使用的通讯频率隔一定距离以后在另一个小区重复使用，即频率复用。该频率复用技术，随着用户的增长，现有技术缺点日益凸现： 

(1)现有频率复用技术在使用1×3频率复用，即三个相互间隔120度的电波传输空间各为一个通讯小区，并用一组频率，在进行复用该组频率时，由于小区间距离短，相互干扰严重。 

(2)高话务区的公共控制信道CCCH过载，公共控制信道CCCH是GSM一种“一点对多点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段，传输链路连接所需要的控制信令与信息。在GSM中一个小区只有一个广播控制信道BCCH，在每个基站收发信号台中总有一个收发信号机含有这个信道，以向移动台广播系统提供消息，这些系统消息使得手机可以在空闲模式下有效工作。一个BCCH对应一个CCCH，增加话务只能增加话音信道，多个话音信道共用一个CCCH，在多个话音信号输入的情况下，系统被迫丢弃大量寻呼，造成通信接续失败。 

(3)由于容量增加，站点资源不足，新建站点很难获取合理地址，无缓解技术手段。 

(4)由于频率不足，小区信道资源少；小区多，相邻关系多，数据制作量大，系统数据业务受重选影响速率降低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种GSM系统多控制信道在小区的应用方法，能解决现有GSM系统技术上的不足，从频率、容量、建设和维护各方面综合解决问题。 

本发明实现的技术方案具体包括以下步骤： 

(1)主从小区划分，在基站控制器BSC中将每一个通讯小区按电波传播方向的空间，从外向内以层次依序划分为一个主小区内包含若干个从小区，一层一个主或从小区，主/从小区与主/从控制信道CCCH一一对应，从小区覆盖区完全可以不超出主小区覆盖范围，避免了与其它相邻小区频率的干扰； 

(2)增加控制信道CCCH的容量，在每个基站控制器BSC中增加主从小区广播控制信道BCCH的数量，一个广播控制信道BCCH对应一个控制信道CCCH，主从小区增加多BCCH，主/从小区分别对应主/从BCCH，可以有效增加BCCH数量，也就增加了CCCH组数，增加了系统容量，使多个BCCH主从小区中一个主小区同时拥有多个控制信道CCCH，主/从逻辑小区视为一个小区和内部不同的信道组，从用户侧使用上则每个主/从逻辑小区都是普通小区； 

(3)频率配置，在每个基站控制器BSC采用频率紧密复用，即将可用载频分成若干组合，每组作为一个主、从小区独立使用的频率，一个主或从小区使用一个频点，整个网络中采用不同的复用类型，从小区覆盖区完全可以不超出主小区覆盖范围，提高了可用载频频率复用度和抗干扰能力，不需跳频。 

所述的跳频是GSM系统抗干扰和提高频率复用度的一项重要技术，指某次通话所使用频率在一定范围内，按某种规律跳变。 

通过以上在基站控制器BSC中的配置，将每一个通讯小区以层次依序划分为一个主小区包含若干个从小区，实现了小区分裂，主从小区增加多BCCH，主/从小区分别对应主/从BCCH，可以有效增加BCCH数量，也就增加了CCCH组数，在结构上充分利用了复用频率，使在单位面积内载频总数增加，增加了系统容量，减少站点使用，从而达到了增加CCCH的效果，解决了CCCH过载问题，同时解决了小区资源不足问题，使小区更能保持高速率。而且，由于其它小区与主小区的相邻关系能默认延伸到从小区上，所以简化了相邻关系制作。 

以上的GSM系统多控制信道在小区的应用，综合有以下优点： 

(1)紧密频率复用，实现1×3复用，不需跳频，无干扰。 

(2)CCCH过载，本方法能有效增加CCCH容量。 

(3)城市站点资源难获取，无法进行小区分裂。 

(4)小区资源不足，有效增加小区可选信道资源。 

(5)减少数据业务小区重选次数，提高速率。 

(6)减少相邻小区关系，降低数据制作难度。 

主/从小区每个对应的信道组传播特性虽然不同，但却有各自的BCCH作为基准测量信道，所以，对业务的指配极其精确，不会出现掉话、切换失败或指配失败等问题；另外对于不同业务类型也可以很方便将资源整体进行侧重分配。 

附图说明

图1是GSM系统结构示意图。 

图2是原通讯小区的划分结构示意图。 

图3是本发明通讯小区的划分结构示意图。 

图4是本发明基站控制器BSC设置结构示意图。 

图5是本发明紧密频率复用结构示意图。 

图6是本发明载频分配结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。 

图1所示，是GSM系统结构示意图。在图中，操作支持子系统OSS，基站子系统BSS，网路子系统NSS，网路管理中心NMC，数据后处理系统DPPS，安全性管理中心SEMC，用户识别卡个人化中心PCS，操作维护中心OMC，移动业务交换中心MSC，来访用户位置寄存器VLR，归属用户位置寄存器HLR，鉴权中心AUC，移动设备识别寄存器EIR，基站控制器BSC，基站收发信电台BTS，公用数据网PDN，公用电话网PSTN，综合业务数字网ISDN，移动台MS。从图中可看出，一个GSM系统一般包括三个子系统组成，如三个虚线框内所示，即操作支持子系统OSS，基站子系统BSS和网路子系统NSS。其中，基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接收和无线资源的管理，一个BSC控制有多个BTS，一个BTS配置1×3个小区，小区、基站的数据都通过BSC的计算机终端在软件中可以设置调整；网路子系统NSS是整个系统的核心，它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能。本发明只需对基站子系统BSS中的基站控制器BSC进行改进，就可达到目的。 

图2所示，是原通讯小区的划分结构示意图。从图1中可知，一个基站控制器BSC控制有多个基站收发信电台BTS，一个BTS配置1×3个小区。因为每个基站收发信电台BTS及其配置的1×3个小区的结构和工作原理是相同的，所 以，以下用一个基站收发信电台BTS及其配置的1×3个小区来进行说明即可。在图中可知，原基站控制器BSC通过一个基站收发信电台BTS发射的通讯电波有三个空间取向小区A、B、C，各小区的中心线间隔120度，三个小区A、B、C使用一组相同的频率，即1×3频率复用。在进行复用该组频率时，由于两个基站距离小，同频率之间几乎没有间隔，相互干扰严重。 

图3所示，是本发明通讯小区的划分结构示意图。从图中能看出，本发明通讯小区的划分是在原通讯小区的基础上，将每个通讯小区以相同的方式，从外向内以层次依序划分为一个主小区内包含若干个从小区，一层一个主或从小区，即图中所表示的主小区A1内包含两个从小区a1和a2、主小区B1内包含两个从小区b1和b2、主小区C1内包含两个从小区c1和c2。图中将每个通讯小区分为一个主小区内包含有2个从小区，从小区通讯的覆盖区完全可以不超出主小区覆盖范围，减小了与其它相邻小区的关系。当然，从小区可根据需要和可能少设至一个或设多个。每个基站收发信电台BTS发射的通讯电波有三个相隔120°传输空间，有三个主小区。 

图4所示，是本发明基站控制器BSC设置结构示意图。基站控制器BSC是现有技术，本发明只是要在现有的基础上对相关参数进行调整和配置。在该技术领域中公知，每一个基站收发信电台BTS的电波有三个空间传输频区，各频区的中心线间隔120°，各频区的结构相同。所以，从图4中可知，只取一个频区来进行说明，其余的可类推。取图3中的主小区B1向的频区传输结构来说明：从BSC侧进行数据设置，设主小区B1+从小区b1+从小区b2，其中，从小区b2有EGSM扩展频点的4个载频，1个BCCH；从小区b1有G1800普通1800M频点的4个载频，1个BCCH；主小区B1有PGSM普通频点的4个载频，1个BCCH；主从三个小区共有3×4＝12个载频，视为一个通讯小区的3个不同信道组。从 管理上作为一个小区整体资源看待，从切换上，与主小区有切换关系的小区自然有与主/从小区的切换关系；从手机1端看，主小区、从小区b1、从小区b2都是普通小区，不需做任何特殊对待。其中，手机1相当于图1中的移动台MS。在主小区B1、从小区b1和b2中都设有1个BCCH，与图2中的小区A、B、C相比，主从小区增加了两个BCCH，从小区设多，BCCH要相应增多。主/从小区分别对应主/从BCCH，每个BCCH对应有1组CCCH。所以，多从小区的划分能有效地增加BCCH和CCCH的数量，增加了系统容量，减少站点使用，能够成倍缓解CCCH的过载问题。而且，从图4中可看出，从小区b1和b2覆盖区完全可以不超出主小区覆盖范围，能有效地避开相近频率的干扰。 

图5所示，是本发明紧密频率复用结构示意图。在图中，设基站控制器BSC同时驱动4个基站收发信电台BTS1、BTS2、BTS3和BTS4构成一个网组，每一个BTS有三个主小区A1、B1和C1，A2、B2和C2，A3、B3和C2，A4、B4和C4，每个主小区分别含一个从小区A′、B′和C′；将载频分为4×3+1×3组，具体如图6所示。 

图6所示，本发明载频分配结构示意图。从图6中可知，主小区A1 B1 C1、A2 B2 C2、A3 B3 C3、A4 B4 C4使用4×3共12组频率，1～24个频点；从小区A′B′C′使用1×3共3组频率，25～30号一共6个频点，构成紧密频率复用。即以30个PGSM频点实现4+4+4组网为例，不采用跳频情况下，传统方式需要48个频点才能做到，即使采用跳频，30个频点也会因为碰撞多，质量随话务增加下降明显。但是，本紧密频率复用技术可以较好实现，并且能能使话务质量稳定。则在不使用跳频情况下，30个频点完成4+4+4组网。因为从小区信号覆盖范围较小，即使存在短距离同频，相互小区间的从小区不存在相互干扰，由外部主小区控制，主小区4×3频率复用小区间距离足够，所以，干扰控 制较好。 

从图5和图6中可知，在该组4基站中主小区A1～A4、B1～B4、C1～C4用一组频率，然后，在另一组4基站中可重复这组频率，从而达到4×3频率复用，从小区A′B′C′使用一组频率，即1个基站使用一组频率之后在第2个相邻的基站就可以再使用相同的频率，从而达到1×3频率复用，两者结合构成紧密频率复用。 

Claims (2)

1.一种GSM系统多控制信道在小区的应用方法，它充分利用了基站控制器BSC及其通讯小区，其特征在于包括以下步骤：

(1)主从小区划分，在基站控制器BSC中将每一个通讯小区按电波传播方向的空间，从外向内以层次依序划分为每个主从小区的最外层为主小区，每个主从小区内包含若干个从小区，主、从小区分别对应主、从小区广播控制信道BCCH，每个广播控制信道BCCH对应有1组公共控制信道CCCH，从小区的电波覆盖区不超出主小区的覆盖范围；

(2)增加公共控制信道CCCH的容量，在每个基站控制器BSC中增加主从小区广播控制信道BCCH的数量，一个广播控制信道BCCH对应一个公共控制信道CCCH，每个主、从小区都对应有一个广播控制信道BCCH，主从小区的增加有效地增加了广播控制信道BCCH数量，也就增加了公共控制信道CCCH组数，增加了系统容量，使多个广播控制信道BCCH的主从小区中一个主小区同时拥有多个公共控制信道CCCH；

(3)频率配置，在每个基站控制器BSC采用频率紧密复用，即将可用载频分成若干组合，每组作为一个主从小区独立使用的频率，每个主、从小区使用一个频点，整个网络中采用不同的复用类型，从小区的电波覆盖区不超出主小区的覆盖范围。

2.根据权利要求1所述的GSM系统多控制信道在小区的应用方法，其特征在于：

所述的主从小区，每个主从小区中可设置1个或多个从小区。

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