微蜂窝在GSM网络中的应用

蜂窝移动通信系统中，在网络运营初期，运营商的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区，取得尽可能大的地域覆盖率。随着用户的增加，宏蜂窝小区进行小区分裂，变得越来越小。当小区小到一定程度时，建站成本就会急剧增加，小区半径的缩小也会带来严重的干扰，另一方面，盲区仍然存在，热点地区的高话务量也无法得到很好的吸收，微蜂窝技术就是为了解决以上难题而产生的。

与宏蜂窝相比，微蜂窝主要特征为：

1.覆盖范围小，一般100m～1km；

2.传输功率低，一般10mW～100mW；

3.一般安装在建筑物上，无线传播受环境影响大。

4.体积小、安装方便灵活。

由于具备上述特点，微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同的小区，有独立的广播信道。

在多层网结构中，微蜂窝主要服务对象为低速运动的移动台，对于高速移动台为避免由于频繁地切换而造成掉话，应由宏蜂窝来服务，系统应具有探测移动速度的算法，这种切换算法的好坏直接影响微蜂窝提高容量的能力。

微蜂窝在初期一般是零散地分步在热点地区，话务量比较集中，覆盖面积较小，对容量的提高有限，随着用户的发展，热点地区已由点逐渐连接成片时，微蜂窝就形成了一个独立的微蜂窝层，各个微蜂窝相连，在一定范围内连续覆盖，在这时，可以使网络容量有很大的提高，一般对于半径在1km左右的小区，若在每个扇区的热点地区采用6～8个半径在0.1km左右的微蜂窝组成微蜂窝层，可以使网络容量提高3～4倍。

在微蜂窝连接成片的多层网中，移动台的切换优先在微蜂窝与微蜂窝之间进行，在移动台到达微蜂窝层的边缘，或者微蜂窝拥塞严重，或者移动台进行高速运动时才进行微蜂窝和宏蜂窝间的切换，多层网网络容量的提高是建立在复杂的切换算法的基础上的。

多层网的频率规划可以采用两种方案：一是微蜂窝与宏蜂窝采用相同的频率段，微蜂窝采用偷频的方法配置频点，这种方案的优点是不需要额外为微蜂窝分配频率，主要应用在微蜂窝数量较少的情况下；另一种方案是为微蜂窝独立分配2M～3M频率带宽（10～15载频），微蜂窝层采用频率复用模式，使用与宏蜂窝正交的频率，避免了邻频干扰，减少了频率规划的复杂性，易于进行网络扩容，这种方案适用于大量微蜂窝组成微蜂窝层的情况。

微蜂窝层的站点数量多，传输成本占整个设备投资的比例大于宏蜂窝基站，根据实际情况选择合理的网络结构和传输手段是非常重要的。微蜂窝一般为1～2载频，采用PCM方式传输时，如果采用星型连接，传输线占有率非常低，一般微蜂窝之间采用链型方式，这样4～5个微蜂窝可以采用一对传输线路接到机房，可以有效地节约成本。相对于PCM方式，利用现有电话线路进行传输的HDSL传输方式，是目前非常经济的一种传输方式，微蜂窝设备也趋向于内置HDSL传输设备。当微蜂窝由于特殊原因不能采用上述方式传输时，光纤和微波也是较为常用的选择。

多数微蜂窝设备的制造商提供的微蜂窝设备，其发射功率并非限于微蜂窝的功率范围，有的微蜂窝设备的最大发射功率和宏蜂窝相当，可达4W～5W，这就提供了另一种现实的应用，即把微蜂窝设备当作宏蜂窝来使用，在一些建站难度大、成本高的地区，如一些地形复杂的地区或地产价值很高的街区，可以先用微蜂窝设备实现整个网络的覆盖，某些厂家提供的微蜂窝基站，最大可组成6＋6＋6的小区，完全可以适应从宏蜂窝到微蜂窝的各种网络规划的需要。

总之，微蜂窝既可以作为基本的覆盖，又可以当作覆盖的补充，还可以随业务量分布和增长，由点到面进行多层覆盖，逐步提高网络的容量。虽然微蜂窝的使用增加了网络复杂性、规划难度以及经济成本，但为了充分利用有限频率，实现业务的持续增长，微蜂窝的使用是网络发展的必然结果。