GSM频率规划
目 录
1第1章 概 述
2第2章 频率划分和载干比要求
频率划分
载干比
5第3章 频率规划原则
6第4章 常规频率复用技术
4×3复用的载干比
10MHz带宽4×3复用
19MHz带宽4×3复用
6MHz带宽4×3复用
4×3复用小结
10第5章 紧密的频率复用技术
3×3频率复用模式
2×6频率复用模式
2×3频率复用方式
1×3频率复用方式
1×1频率复用方式
A+B频率复用方式
20第6章 同心圆（Concentric Cell）技术
同心圆技术的概念
普通同心圆GUO（General Underlay Overlay）
智能同心圆IUO（Intelligent Underlay Overlay）
同心圆技术的特点
23第7章 MRP (Multiple Reuse Pattern)技术
基本原理
连续的MRP分组
间隔的MRP分组
MRP技术的主要特点
与1X3复用方式的比较
29第8章 各种频率复用方式容量比较
关键词：频率复用 载干比 紧密复用 同心圆 MRP 1×3 1×1
摘 要：频率规划是GSM为了规划和优化中最关键的技术之一。本文系统地总结了GSM常用的频率规划技术，各种频率规划技术的特点，具体使用情况介绍，及其容量对比。
概 述
对于移动通信，频率资源始终是一项珍贵资源，如何提高频谱资源的利用效率是运营商、设备商和众多专家学者关注和研究的重要课题，这些研究工作推动了通信技术的向前发展。移动通信到目前经历了三个阶段：模拟的TACS/AMPS、GSM/CDMA IS95、WCDMA/CDMA2000，每一次技术的飞跃都大大提高了频谱利用效率。
提高频谱资源利用效率就是在有限的频谱资源范围内，在保证网络质量可以被接受的前提下，提高网络容量。在不考虑增加频率资源的前提下，提高GSM的网络容量的途径主要有两个：一是小区分裂，通过增加基站密度，提高网络容量；二是频率复用技术。本文主要研究GSM的频率复用技术，即频率规划技术。
要提高网络容量，就必须对有限的频率资源进行重复使用；频率复用提高了网络容量，但又带来了新问题――通话质量的恶化；频率复用越紧密，带来的网络干扰也越大。如何取得网络容量和话音质量的平衡是频率规划必须解决的问题。也就是说，一个良好的频率规划可以在维持良好话音质量的基础上实现网络容量的提升。
目前，GSM常用的频率复用技术有：4×3、3×3、2×6、1×3、1×1、MRP、同心圆等，这些频率复用技术在实际的使用过程中各有优缺点。如4×3方式，其频率利用率较低，但网上通常能获得较高的载干比，能较轻松的获得良好的话音；1×3方式下，频率的利用率较高，但由于同频复用距离减小（与4×3相比），网上干扰增加，话音质量会变差，需要开启抗干扰措施，如跳频、DTX等。
对于GSM的网络规划和优化工程师，频率规划技术是一项十分关键的技术。频率规划质量的好坏对网络质量起决定性影响。
本文就频率复用的几种方式，根据系统要求和频率复用度进行论述，介绍频率复用规则，根据实例介绍各种复用方式下频率的分组，及其载干比和频率复用度。
对于有些规划工程师喜欢采用的没有任何规律的频率方法因无法归纳总结本文不予介绍。并且由于这种方法在优化时调整频点的困难和对网络干扰的难以预测，这种规划方法也越来越少地被采用。
频率划分和载干比要求
频率划分
蜂窝系统根据所用频段可以分为GSM900M和DCS1800M系统，载频间隔为200KHz。其上、下行频率划分如下：
GSM频率划分
频段（MHz）
带宽（MHz）
频道号
载频数(对)
GSM900
上行890～915
下行935～960
25
1～124
124
DCS1800
上行1710～1785
下行1805～1880
75
512～885
374
注：上下行以基站为参照物，基站发——手机收为下行；手机发——基站收为上行。
GSM900：
共124个频点，绝对载频号（ARFCN）为1～124，在两端留有200KHz的保护带。按照中国无委规定：中国移动占用890～909/935～954MHz，对应的ARFCN为1～95（通常频点95保留不用）；联通占用909～915/954～960MHz，对应的ARFCN为96～124。其它国家运营商获得的频率范围与国内不一定相同，但可以根据频率与ARFCN的关系计算：
基站收：f1（n）＝＋（n－1）× MHz
基站发：f2（n）＝f1（n）＋45 MHz
DCS1800:
共374个频点，ARFCN为512～885。频率与载频号（n）的关系如下：
基站收：f1（n）＝＋（n－512）× MHz
基站发：f2（n）＝f1（n）＋95 MHz
移动占用1710MHz～1720MHz，对应ARFCN为512～561；联通占用1745 MHz～1755MHz，对应ARFCN为687～736。
载干比
在GSM系统中由于频率的重复使用造成相互之间的干扰，称之为同频干扰。不少人认为同频复用基站之间的距离越近，同频干扰越大。但实际上同频干扰不仅与复用距离有关，还与基站小区的覆盖半径有关。下面以全向站为例证明这一点。
假设所有基站的覆盖半径相同，小区覆盖半径为R，同频复用距离为D，f1为复用频率。图1全向基站同频复用示意图。
图1 全向基站同频复用示意图
复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关系：
（1）
上式中，i和j为正整数，q为同频干扰衰减因子。对于定向小区，N的实际物理意义为频率复用簇中的基站数目。
如果同频小区与服务小区同时工作，则在中心服务小区内的手机既收到本小区基站发射的有用信号，又收到同频小区的干扰信号。那么小区的同频载干比（C/I）可表示为：
（2）
式中为第k个干扰信号。上式也可表达为【1】：
（3）
式中是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子，是实际地形环境确定的路径损耗斜率，移动环境中路径损耗斜率取值 ＝3～5，一般取4。
从图2可以看出，对于规则复用的全向基站，第一层同频干扰源为6个（下图中橙色所示6个同频复用小区）；第二层有12个（黄色所示12个小区），但相对第一层的6个干扰源干扰较小，可以忽略不计。
图2 全向基站干扰示图
若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同，则：
（4）
（5）
（6）
根据式（1）得到，载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为：
（7）
当手机处于服务小区的边界时，通常手机接收到的服务小区信号最弱，而接收到的干扰信号最强，按最糟糕的情况，需要的载干比应该为【1】：
（8）
如果蜂窝布局不好，干扰源将会增多，载干比将会下降。从上式可以推论：每簇中小区数目越多，载干比C/I越大，网络质量越好，但频率利用率越低。另外GSM的干扰程度还与话务负荷有关，话务高峰时的同频干扰比其他时间大。
GSM的频率规划通常采用4×3复用方式。对于业务量较大的地区，还可以采用其它的复用方式，如3×3、1×3。无论采用哪种复用方式，必须满足干扰保护比的要求。
GSM系统中，对载干比的要求是：
同频载干比： C/I≥9dB；工程中加3dB余量，即C/I≥12dB
邻频载干比： C/I≥－9dB；工程中加3dB余量，即C/I≥－6dB
载波偏离400KHz时的载干比： C/I（载波/干扰）≥－41dB
频率规划原则
在进行频率规划时，一般采用地理分片的方式进行，但需要在分片交界处预留一定频点（频率足够使用时）或进行频段划分。交界处的选择尽量避开热点地区或组网复杂区，通常从基站最密集的地方开始规划，如首先从市区繁华地段开始规划，直到郊区载频配置较小的基站（通常选择O1/或S1/1/1为分界），当市区有江河或较大湖泊时也要特别关注，避免水面的强发射带来的干扰。由于实际基站分布的不规则性，难以保证同层载频的频率能完全按照4*3或3*3等常用模式进行规划，需要根据实际情况灵活调整。不管采用何种方式进行频率规划，必须遵循以下原则：
同基站内不允许存在同频、邻频频点；
同一小区内BCCH和TCH的频率间隔最好在400K以上；
没有采用跳频时，同一小区的TCH间的频率间隔最好在400K以上；
直接邻近的基站应避免同频（即使其天线主瓣方向不同，旁瓣及背瓣的影响也会带来较大的干扰）；
考虑到天线挂高和传播环境的复杂性，距离较近的基站应尽量避免同频、邻频相对（含斜对）；
通常情况下，1*3复用应保证参与跳频的频点应是参与跳频载频数的二倍以上；
重点关注同频复用，避免在邻近区域存在同BCCH同BSIC的情况。
常规频率复用技术
4×3复用的载干比
频谱利用效率可以用频率复用度来表征，它反映了频率复用的紧密程度。频率复用度可以表示如下：
（9）
其中，NARFCN——总的可用频点数；NTRX——小区配置的TRX
对于n×m频率复用方式：n表示复用簇中有n个基站，m表示每个基站有m个小区。那么，它的频率复用度为：
＝n×m
但通常实际规划时所分配的频点数会大于n×m，因此实际的freuse往往大于上述值。显而易见，频率复用度越小，其频率复用越紧密，频率的利用率越高，但随着频率复用紧密程度的增加，带来网上的干扰增大，需要相关技术的支持，如DTX、功率控制等；频率复用度越大，其频谱利用率率小，但容易获得较高的网络话音质量。
频率规划就是在频率利用率和网络容量之间寻找平衡点，做到在保证一定网络质量的前提下，使网络容量最大。
GSM系统中最基本的频率复用方式为4×3频率复用方式，“4”表示4个基站（每个基站由3个小区组成），“3”表示每基站3个小区。这12个扇形小区为一个频率复用簇，同一簇中频率不能被复用。这种频率复用方式由于同频复用距离大，能够比较可靠地满足GSM体制对同频干扰保护比和邻频干扰保护比的指标要求。使GSM网络运行质量好，安全性好。4×3频率复用方式下，它的频率复用度为12。
对于下述的紧密复用，由于BCCH载频的重要性，及其不能采用功控、DTX、跳频（射频跳频时）等抗干扰手段，BCCH载频必须采用4×3或更宽松的频率复用模式。
图3 常规频率复用4×3
这种复用方式下，N＝4，则
在4×3复用方式下，每个小区为120度定向小区，此时干扰源减小为2个，理论上载干比为【1】：
实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。
10MHz带宽4×3复用
假设可用带宽为10MHz，信道号为45～94。如果BCCH分配81～94，共14个频点，其余分配给TCH用，下表为4×3频率规划例子。
4×3频率复用分配表
频率组号
A1
B1
C1
D1
A2
B2
C2
D2
A3
B3
C3
D3
各频率组的频点号
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
从表中可以看出给基
上表中第一行的频点是BCCH频点，其中81、82为BCCH备用频点。频率组与图3中的小区编号相对应，小区A1的BCCH为94，其它载频为80、68、56；其它依次类推。而以12个小区为单位的一簇内，基站A的频率组为｛A1、A2、A3｝；基站B的频率组为｛B1、B2、B3｝；基站C的频率组为｛C1、C2、C3｝；基站D的频率组为｛D1、D2、D3｝。从上表可以看出，在同一复用簇内，所有频点没有被重复使用，并且同一小区、相邻小区不可能出现同频或邻频。
但是这种复用方式频率利用率低，容量的提高需要占用大量的频率资源，所以这种复用方式满足不了业务量大的地区扩大网络容量的要求。
在10MHz带宽下，采用4×3常规复用模式可以实现的最大站型为S4/4/4。频率复用度为50/4=。在这个频率规划例子中频率复用度比12略大，是因为BCCH分配的频点比较宽裕。
注：本文所指最大站型均指连续成片的基站均能达到的站型配置，不包括孤站。
19MHz带宽4×3复用
根据上述4×3频率规划方法，对于中国移动19MHz的频率（1～94），采用4×3频率复用模式，BCCH为79～94，共16个频点，其余全部分配给TCH，不考虑微蜂窝预留频点。则频率规划方案如下表：
4×3频率复用分配表
频率组号
A1
B1
C1
D1
A2
B2
C2
D2
A3
B3
C3
D3
各频率组的频点号
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
从表中可以看出给基
79～82频点为BCCH备用频点。
在19MHz带宽下，4×3复用模式可以实现的最大站型为S8/7/7。频率复用度为分别为
6MHz带宽4×3复用
根据上述4×3频率规划方法，对于中国联通6MHz的频率（96～124），采用4×3频率复用模式，BCCH为111～124，共14个频点，其余全部分配给TCH，不考虑微蜂窝预留频点。则频率规划方案如下表：
4×3频率复用分配表
频率组号
A1
B1
C1
D1
A2
B2
C2
D2
A3
B3
C3
D3
各频率组的频点号
124
123
122
121
120
119
118
117
116
115
114
113
110
109
108
107
106
105
104
103
102
101
100
99
98
97
96
从表中可以看出给
111、112为BCCH备用频点。
可见在6MHz带宽下，4×3复用模式可以实现的最大站型为S3/2/2。频率复用度分别为
4×3复用小结
对于其它国家运营商不同的频率范围可以参照以上方式分配。4×3作为常规的频率复用模式是基本的频率规划技术，其它各种频率紧密复用技术的BCCH都必须采用4×3复用模式。
理论分析表明，当各基站分布比较规则、小区方位一致时，同样复用模式下的干扰最小。因此要想增加网络容量，就必须尽可能保持基站分布符合理想网孔规则，小区方位角保持一致，天线高度也维持在同一高度（不考虑分层网）。但有时为了覆盖的需要，又往往期望通过调整天线方位角来改善覆盖，在这里与网络容量的提高是一个矛盾，需要权衡取舍。
当需要继续增加网络容量时，可以采用的措施有：
小区分裂。但目前市区宏蜂窝基站平均覆盖半径已经小于500米，进一步大规模小区分裂在技术上和经济上的难度越来越大。
利用新的频率资源。如引入1800MHz频率资源，建设DCS1800网络。
在900MHZ现有的频率资源情况下，采用紧密频率复用技术，提高网络容量。
采用频率紧密复用技术提高网络容量是最经济、最快捷的手段，因此也是最受运营商欢迎的手段。
比较典型的频率紧密复用技术主要有3×3，2×6，2×3，1×3，1×1复用技术。
紧密的频率复用技术
3×3频率复用模式
在业务量较大的地区，可以采用3×3复用模式；即以3个基站为一组，每个基站3个小区，这9个小区为一个频率复用簇。同一簇中的各小区使用不同的频率。这种复用方式相对于4×3方式，同频复用距离减小，所以网上干扰有所增加。
图4 3×3复用模式
假设可使用带宽为10MHz，信道号为45～94，BCCH采用4×3常规复用，频率为81～94，共14个频点。TCH采用3×3，频率为45～80，共36个频点。
3×3频率复用分配表
频率组号
A1
B1
C1
A2
B2
C2
A3
B3
C3
各频率组的频点号
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
10MHz带宽采用3×3复用可以实现的最大站型为S5/5/5。频率复用度为10。
根据式（1），N=3，q＝3；此时第一层同频干扰源为2个；若r＝4，则理论载干比为：
实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。
在10MHz带宽下，站型可做到S5/5/5，而同样带宽采用4×3复用方式站型只能做到S4/4/4，所以在频带一定的情况下，网络容量得到一定程度的提高。
在网络用户容量不是很多的情况下，使用这种复用方式可适当缓解网络容量的压力；但由于实际基站分布的不规则，天线挂高不一致，各基站的覆盖范围不一致，会导致网上干扰上升，要取得较好的话音质量，须采取一定的抗干扰技术，如跳频、DTX的使用等，以减小网上干扰。
这种复用方式主要特点是：
对现有网络结构不需做改动，实施容易。
频率分组简单，系统容量一定程度上得到提高。
相对于4×3复用方式，干扰有增加，但总体干扰可控制的较小。
采用跳频时，需要有足够的频带宽度，以保证跳频效果。
2×6频率复用模式
这种复用方式是在原有4×3复用方式的基础上，通过改变小区结构，使每基站小区数增加为6个，2个基站（每个基站分为6个60°扇形小区）共12个小区为一频率复用簇，这时，一个复用簇包含12个60°扇形小区，这样的复用方式就是2×6频率复用。
图5 2×6复用模式
这种复用方式下，根据式（1）得，
那么，2×6复用方式下，每个小区为60度定向小区，所以每个小区所受到的第一层干扰源减小为1个，理论上载干比为：
实际情况下，由于基站布局的不规则，天线挂高的差别，以及实际无线环境的影响，载干比C/I不可能达到这么高。
假设可使用带宽为10MHz，信道号为45～94，采用2×6频率复用模式，在这里由于2×6蜂窝结构的特殊性，BCCH也采用2×6复用模式，频率为81～94共14个频点，其余为TCH频点。下表为2×6频率规划例子：
2×6频率复用分配表
频道组号
A1
B1
A2
B2
A3
B3
A4
B4
A5
B5
A6
B6
各频道组的频点号
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
从上表中看出，在给基站分配频率时，选择频率的规律是｛A1，A2，A3，A4，A5，A6｝｛B1，B2，B3，B4，B5，B6｝，同一小区中、直接相邻的小区中不可能出现同频、邻频。
这种复用方式是通过增加基站内小区的数目来获得容量的提高，通过增加小区数目，10MHz带宽的频率，基站的最大配置可做到S4/4/4/4/4/4，相比4×3复用方式，单个基站的容量提高了1倍；但是这种复用方式进一步缩短了同频复用距离，使得网络干扰显著增加；并且由于小区数目的增加，对于天线半功率角和天线其它指标的要求高，同时对网络结构的改动大，需要增加天馈，实际施工难度较大，所以网上很少使用这种复用方式。
2×6的频率复用度为。
2×6复用方式主要特点：
通过增加每基站扇形小区数，使每个基站的容量有较大的提高。
需要高性能的半功率角更小的天线，对天线、站址规划要求高。
天线辐射信号更加集中，有利于改善室内覆盖。
需要BSS系统支持6扇区。
需要增加天线，从现有的4×3方式改为2×6方式，对天线系统及频率规划需要做较大的调整及优化。
增加了切换频次。
同频复用距离小，网络干扰增大，须使用DTX、射频跳频等抗干扰措施。
2×3频率复用方式
这种复用方式就是2个基站，每基站3个小区，共6个小区为一个频率复用簇，同一簇内各小区使用不同的频率，不同簇使用相同的频率组，这种复用方式就成为2×3频率复用。
图6 2×3复用方式频率配置
这种复用方式下，每个同频小区所受干扰小区的数目为3（第一层），此时N=2，则
对于规则小区，理论上载干比
在理想的规则小区结构下，此种频率复用方式也不能达到网络的载干比要求，必须依靠跳频、功率控制、DTX等技术进行补偿，才能满足系统的通信要求。
对于10MHz带宽，可是用频点为45～94，若BCCH频率为81～94共14频点，其余为TCH频点，则2×3复用模式的频率分配如下：
2×3频率复用分配表
频道组号
A1
B1
A2
B2
A3
B3
各频道组的频点号
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
BCCH使用较宽松的4×3复用方式，分配频点14个。10MHz带宽，采用2×3复用方式可实现的最大站型为S7/7/7，频率复用度为。
相2×3复用模式的容量有很大的提高，但由于同频复用距离的减小，网上干扰增大，2×3复用方式下，小区话务量很100％难达到设计值，不能在最大站型的情况下满负荷工作。实际使用时，BCCH可使用较宽松的4×3复用方式，TCH使用2×3复用方式。
主要特点：
容量提高较大。
不需改变现在网络结构
不需要很宽的频率带宽就可增大网络容量。
由于同频复用距离的进一步减小，网上的干扰会加剧，需要使用有效的抗干扰技术，以保证网络质量。
需要使用射频跳频技术，对设备的支持力有要求。
对天线的安装要求较高，各基站天线方向角一致性要求较高。
1×3频率复用方式
1×3复用就是1个基站的3个小区为一个频率复用簇，每个基站的同向小区所使用的频率组相同【2】。
图6 1×3复用方式频率配置
这种复用方式下，N的取值为1，则
根据式（3），
载干比远远低于系统要求的载干比保护值。必须采用跳频、功率控制、DTX等抗干扰技术提高载干比，以满足系统的通信要求。
假设可使用频带宽度为10MHz，可使用的频点为45～94。由于1×3复用方式必须使用射频跳频，而BCCH不能参与射频跳频，因此在规划时，BCCH采用4×3复用，而TCH采用1×3复用。
BCCH按4×3复用，使用的频点为81～94，共14个。TCH使用频点45～80，共36个频点。
TCH使用的频点有两种分组方式：间隔分组和顺序分组。间隔分组方式如下：
1×3复用间隔分组
频率组号
频点号
MAIO
A
80,77, 74,71,68,65,62,59,56,53,50,47
0,2,4,6,8,10
B
79,76, 73,70,67,64,61,58,55,52,49,46
1,3,5,7,9,11
C
78,75,72,69,66,63,60,57,54,51,48,45
0,2,4,6,8,10
顺序分组方式如下：
1×3复用顺序分组
频率组号
频点号
MAIO
A
80,79,78,77,76,75,74,73,72,71,70,69
0,2,4,6,8,10
B
68,67,66,65,64,63,62,61,60,59,58,57
0,2,4,6,8,10
C
56,55,54,53,52,51,50,49,48,47,46,45
0,2,4,6,8,10
按照配置载频数与跳频频点数之比为1：2的规则，10MHz带宽，1×3可以实现的最大站型是S7/7/7。频率复用度为。
同一基站内部各小区之间通过合理的配置跳频偏移量MAIO来避免同邻频干扰。
假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96～124。BCCH采用4×3复用，使用的频点为111～124，共14个。而TCH采用1×3复用，TCH使用频点96～110，共15个频点。
间隔分组方式如下：
1×3复用间隔分组
频率组号
频点号
MAIO
A
96,99, 102,105,108
0,2,4
B
97,100, 103,106,109
1,3
C
98,101,104,107,110
0,2
在6MHz带宽下，1×3间隔分组方式可实现的最大站型为S4/3/3。频率复用度为
顺序分组方式如下：
1×3复用顺序分组
频率组号
频点号
MAIO
A
96,97,98,99,100
0,2
B
101,102,103,104,105
0,2
C
106,107,108,109,110
0,2
按照配置载频数与跳频频点数之比为1：2的规则，6MHz带宽，1×3顺序分组可实现的最大站型是S3/3/3。频率复用度为。
1*3特点：
1*3的复用度更加紧密，容量大大提高；
间隔分组比顺序分组的容量略高一些；
频率规划简单，在规划一个网络时，只需规划BCCH频点即可。在优化需调整或增扩载频时，无须重新规划频率；
该技术可以极大地提高规划效率；
需要使用宽带合路器，具有频率选择性的空腔合路器不适用；
对频率选择性直放站影响较大，使用1*3后应更换成宽频直放站；
随着复用距离的减小，同邻频干扰也显著增加；
采用1*3时，网络需要细致的优化调整，尤其要控制住越区覆盖；
必须使用射频跳频，参与跳频的频点应大于载频数目至少两倍；
在实际使用1×3频率复用方式时，因为BCCH不能使用射频跳频、DTX、功率控制等抗干扰措施，所以BCCH只能用较宽松的4×3复用方式，以保证网络质量。
1×1频率复用方式
1×1复用就是1个基站中的1个小区为一个频率复用簇，其它小区均与该小区使用相同的频率组。
假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96～124。由于1×1复用方式必须使用射频跳频，而BCCH不能参与射频跳频，因此在规划时，BCCH采用4×3复用，而TCH采用1×1复用。
BCCH按4×3复用，使用的频点为111～124，共14个频点。TCH使用频点96～110，共15个频点。
1×1复用频点分配
频率组号
频点号
MAIO
A
96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110
0,2,4
B
96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110
6,8
C
96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110
10,12
6MHz带宽，1×1可以实现的最大站型是S4/3/3。频率复用度为
可见1×1紧密复用模式与1×3间隔分组方式可实现的最大站型相等，对于容量贡献上也完全一样。
A+B频率复用方式
这种复用方式实际上是1×3复用方式的一种变形，是一种改进型的1×3复用方式。必须采用射频跳频。当带宽较窄，而容量需求又较高时，可以考虑采用这种频率规划方式。它将可用频段分为3组｛f1｝、｛f2｝、｛f3｝，各小区的频率分配如图7所示：
图7 A+B频率复用方式示图
这种复用方式通过增加小区内参与跳频的频点数目而增加频率分集增益，改善载干比。同一基站内部各小区之间通过合理的配置跳频偏移量MAIO避免同邻频干扰。不同基站的小区间因参与跳频的频点数目的增加，同邻频碰撞概率也相应减小。
假设可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96～124，因为A+B复用方式下必须使用射频跳频，但BCCH不能参与射频跳频，所以具体规划时，BCCH频点应该使用较宽松的4×3复用，而TCH频点使用A+B复用方式，以取得较好的网络质量。下表为6MHz带宽下，具体的频率分组。
BCCH使用4×3复用，使用的频点为111～124，共14个，其中两个频点备用。TCH使用96～110共15个频点。
A+B复用方式频率分组
频率组号
频点号
MAIO
A
96,97,98,99,100,101,102,103,104,105
0,2,4
B
101,102,103,104,105,106,107,108,109,110
1,3
C
96,97,98,99,100,106,107,108,109,110
5,7
在6MHz带宽下，A+B频率复用模式可以实现的最大站型是S4/3/3。频率复用度为
在实际使用中，因为网络基站布局的不规则性，天线挂高问题，可能会使网络局部恶化，应谨慎使用，建议不要在大网应用。中小型网络可尝试使用，尤其适用于小型网络。
同心圆（Concentric Cell）技术
同心圆技术的概念
同心圆技术就是在GSM网中，将无线覆盖小区分为内圆和外圆两个服务层，又称顶层（Overlay）和底层（Underlay）。同心圆技术本身是一种信道分配和切换的技术，但当同心圆技术与上述各种频率规划技术结合时，可以在增加网络容量的同时更好地改善网络质量。
外圆的覆盖范围是传统的蜂窝小区，而内圆的覆盖范围主要集中在基站附近，外圆一般采用常规的4×3复用方式，而内圆则采用紧密的复用方式，如3×3，2×3或1×3。因而，所有的载频被分为两组，一组用于外圆，一组用于内圆。外圆和内圆是共站址的，而且共用一套天馈系统，共用同一个BCCH信道，BCCH信道必须设置在外圆载频信道上。
图8 同心圆（Concentric Cell）示意图
考虑内圆的容量较大时采用如下的分组方式，内圆有较多的频点使用，更有利于基站附近高话务的吸收。
6MHZ带宽同心圆技术载频分组方式（一）
逻辑信道
频 道 号
Underlay（12）
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
Overlay（18）
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
98
90
91
92
93
94
95
如果话务分布较均匀，那么则要相应的提高外圆的容量，则采用表10的分组方式，使得外圆能吸收较多的话务。
逻辑信道
频 道 号
Underlay（24 ）
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
Overlay（6 ）
90
91
92
93
94
95
6MHZ带宽同心圆技术载频分组方式（二）
普通同心圆GUO（General Underlay Overlay）
普通同心圆就是为了抑制同频干扰，采取减少内圆覆盖范围的措施，即内圆载频的发射功率一般低于外圆载频的发射功率，内圆的覆盖范围小于外圆。内圆与外圆的切换一般是基于手机的接收电平和手机与基站的距离TA值。对于位于外圆的手机尽量分配频率复用宽松的频点，如BCCH频点；对于位于内圆的手机尽量分配频率复用紧密的频点，如除BCCH频点以外的频点。这样就可以通过内圆频率采用紧密的复用方式，有效的提高系统容量。
普通同心圆的使用，由于内圆、外圆的覆盖范围不一致，带来了内外圆话务控制和切换控制的问题。普通同心圆适用于话务量集中在基站附近，话务量越集中于基站附近，扩容效果越明显，但是，由于其内圆发射功率低，不易吸收室内话务量，而在话务量均匀分布的情况下，对容量的提高不大。
智能同心圆IUO（Intelligent Underlay Overlay）
为了保证所有载频的覆盖范围相同，引入智能同心圆（IUO）技术，IUO的内圆与外圆载频的发射功率是相同的。IUO的设计思想如下图：
图9 IUO结构示意图
IUO的思想是将基站频率分为两部分（或两层），一层称为“regular层”，另一层成为“supper”层。“regular层”频率复用距离较远，用宽松的频率复用方式，如4×3复用方式；“supper层”复用距离较近，用紧密复用模式，如2×3，1×3等。
IUO的使用带来的问题是SUPPER层干扰较大，需要设备支持，提供专门基于载干比C/I的切换算法。其切换过程如下：通话在supper层建立，然后BSC不断监测链路supper层信道的C/I，当某信道的C/I超过某个门限时，系统将用户切换到“regular层”。当C/I优于可用门限时（Good C/I Threshold），使用“supper层”信道；当C/I小于一定门限（Bad C/I Threshold），使用“regular层”信道，可通过调节threshold来控制S/R层的话务量。
对于IUO，由于R层与S层载频发射功率相同，对话务量的吸收比较灵活，对网络实际容量提高相对较大。
但系统必须增加以下功能：下行信道同频干扰保护比C/I的估算，与IUO相关的切换算法。IUO技术目前只有NOKIA支持。
同心圆技术的特点
不需改变网络结构
需要软件支持，需要增加一些特殊的切换算法
对系统硬件无特殊要求
GUO适用于话务量集中在基站附近的情况
GUO内圆覆盖范围小，从而增大了同频复用因子q，使网上干扰减小
GUO因内圆载频功率较小，不易吸收室内话务量
IUO内外圆载频功率相等，能够有效吸收室内话务量，能在提高容量的同时保证通话质量
GUO与IUO比较
覆盖区域
频率复用方式
发射功率
逻辑信道分配
切换算法
GUO
Underlay
4×3
高
BCCH/TCH
功率、距离
Overlay
3×3/2×3/1×3
低
TCH
IUO
Underlay
4×3
相同
BCCH/TCH
C/I
Overlay
3×3/2×3/1×3
相同
TCH
MRP (Multiple Reuse Pattern)技术
基本原理
多重频率复用（MRP）技术就是把所用的载频分为几组，每组中的载频作为独立的一层，每层采用不同的复用方式，在做频率规划时，逐层配置载频，频率复用逐层紧密。
图10 分层紧密复用示意图
图中同一种颜色表示同一组频率，频率是复用的，圈的大小表示覆盖范围。L1、L2、…、Lm表示小区中频率分层，从图中可以看出，越到上层，复用越紧密。在频带一定的情况下，分层紧密复用和各层相同复用比较，单位面积信道数有较大的提高。
MRP对设备没有特殊的软硬件要求。它是建立在一种载波分层的概念上。即将所有可用的频点分成若干组，每一组作为一个载波层。根据紧密复用规则，每层安排的频点数举例如下，并且满足下式：n1≥n2≥n3≥n4≥…...≥nm。
层 频点数
BCCH n1
TCH1 n2
TCH2 n3
…..................
TCHm-1 nm
多层紧密复用方式的第一步是把可用的频带划分成不同的子频带。通常，划分出独立的频带作为BCCH的频带，原因如下：
BSIC解码不受话务的影响。分离的BCCH频点不受TCH的频点干扰，有助于移动台对BSIC的解码。
简化邻小区表的规划。分离的BCCH频点有助于简化邻小区表，使移动台能快速捕捉到有用的BCCH ，这对切换是相当重要。
从功控和DTX获得最大的增益。只有TCH才能使用功控和DTX，分离的BCCH将使下行链路的功控和DTX获得最大的增益。
重新规划TCH频点不会影响BCCH。当新的TRX增加时，在不考虑合路器的隔离度和邻频干扰时，可以保持BCCH频点不变。
第二步，把剩下的频点分成几个不同的TCH频带。多层紧密复用方式的主要思想是不同的TCH频带应用不同的频率复用方式。
根据网络中载频的分配，决定平均复用度。根据每小区的最大载频数和这些小区数，调整平均复用度。通过这种方式，网络的质量可得到有效的控制。
增加载频时极小地影响已存在的频率分配方案。增加的频点只影响载频数大于本小区的其它小区，比方说，在一个小区中配置第四个载频时，将对有四个载频以上（包括四个）的小区有影响。
MRP技术打破了固定频率簇的概念，使载频配置灵活，特别是使一个扇形小区的频率不可能与邻近扇形小区的完全相同，既改善了同频干扰保护比，也改善了跳频效果。
需要指出的是，由于广播控制信道（BCCH）不使用不连续发射（DTX）和跳频技术，发射功率大，干扰特性与业务信道（TCH）不同，因此，无论TCH采用多么紧密的频率复用模式，为了保证网络的服务质量和安全，建议BCCH采用4×3复用方式，这样，用于BCCH的载频数应不少于12个。在实际应用中，一般分配12~15个。
如果可用频率带宽为，那么可用载频数为36对，频道号60~95，分成4组，分组方式如图11所示。
图11 带宽MRP载频分组方式
其中，广播控制信道（BCCH）组有12个载频可供复用，业务信道分TCH1、TCH2、TCH3三组，每组分别有9、8、7个载频可供复用，在频率规划时，为了保证网络安全，要求先分配BCCH，12个载频按4×3复用方式，12个扇形小区，每个小区分配1个BCCH载频；接着分配TCH3，每个小区分配TCH3层中1个载频，然后依次分配TCH2、TCH1。这样每个基站扇区可配置4个载频（4/4/4站型）。余下3个载频可分配给微蜂窝或微微蜂窝用。
根据BCCH和TCH载频选取的方式不同，又分几种MRP，现介绍以下几种：
连续的MRP分组
假设可用频带宽度10MHz，信道号为46～94，BCCH、TCH载波层的规划可以采用连续分组方式。对于连续分组的方式，BCCH频点最好再增加1～2个额外的频点进行规划，即12～14个频点进行规划。
连续分配MRP
载波类型
可用频点的绝对载频号
可用频点数
BCCH
83～94
12
TCH1
74～82
9
TCH2
66～73
8
TCH3
58～65
8
TCH4
52～57
6
TCH5
46～51
6
由表12可以看出，这样将以上频点分为6组，这样广播信道（BCCH）所在载波层有12个频点供复用，业务信道分为TCH1～TCH5共5组载波层，各组分配有不同数目的频点供复用。
这样在10MHz的带宽下，基站配置可以做到S6/6/6。根据以上对各载波类型的频点数分配对整个网络进行频率规划。如果按照传统的4/12复用方式，基站最大配置只能做到S4/4/4。
对于连续分组的方式，基站频率层内可能存在同频/邻干扰，基站频率层间干扰出现在频率分界点。
间隔的MRP分组
除连续分配之外，还可以间隔分配，下图表示间隔分配示意图。图中BCCH 假设可分派频率为1、3、5、…、37，从中抽出12个频点给BCCH，其余频率给TCH1、THC2、THC3和MICRO，每层频率间隔选配。层内不存在邻频干扰，层间存在邻频干扰，对于话务量不是特别忙时，这种方式是有利于减少网络干扰。
图11 间隔MRP频率分配
若可用频带宽度为10MHz，可用频点为46～94，具体的频率分组如下表。
间隔分配MRP
载波层
可用频点的绝对载频号
可用频点数
BCCH
46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68
12
TCH1
70、72、74、76、78、80、82、84、86
9
TCH2
88、90、92、94、47、49、51、53
8
TCH3
55、57、59、61、63、65、67、69
8
TCH4
71、73、75、77、79、81
6
TCH5
83、85、87、89、91、93
6
MRP之所以能够实现频率逐层渐次紧密复用从而达到增加TRX的目的，原因主要是：由于在开始阶段，并非每个cell都需要最后一层的TRX，所以最后一层的TRX能实现更加紧的复用。另外运用MRP后，虽然干扰增大，但同时也在小区中增加了TRX，使得参与跳频的频率变多了，提高了跳频增益。.如果在一个小区中同时存在干扰小的频点和干扰大的频点，采用跳频技术后，使干扰小的频点和干扰大的频点混合在一起，使干扰平均化。维特比解码器仍旧可以正确解调出码元。干扰以平均值的概念出现，不影响基站正常工作。
需要指出的是，在进行MRP频率分配时，TCH层的最小频率复用度建议不小于6；而TCH层的平均频率复用度最小也在7～8之间。而在频率资源允许的情况下，在最初频率规划时预留一定频点给微蜂窝和优化中解决棘手问题时是非常有效的。
固定的MRP就是划分给业务信道（TCH）各层的载频固定不变，互相独立，不重叠，如上表所示。做频率规划时，逐层配置载频，这样做的优点是TCH载频调整容易，如果某层TCH出现了干扰问题，只要调整那一层即可，不必考虑其它层载频的影响。
MRP技术的主要特点
MRP技术可根据容量需求及话务量分布情况灵活进行频率规划，可逐步提高网络容量，比仅使用3×3复用方式网络容量高，与2×3，1×3相比对网络质量影响小，采用的技术如跳频、功率控制，不连续发射（DTX）是GSM系统应具备的技术，在设备及软件上无其它特殊要求，只要进行仔细的网络规划和优化，能满足网络安全可靠运行。
容量提高较多，较大地提高了频率利用率
频道配置灵活，不同的频率复用方式可根据容量需求逐步引入，还可根据话务量分布情况，仅在话务量高的地方增加载频。
由于每个载波层都尽可能采用不同的复用模式，使得网络中任意两个小区的频点都不完全相同，即不存在完全意义上的同频小区。
可采用基带跳频、或射频跳频，易于实现
基站的实际载频配置并不是所有的站型都是最大配置，也就是说不是每个小区都用到TCH层的最后一层，所以站型配置灵活，有利于提高网络质量。
信道分配使用干扰加权优选信道，可进一步提高网络质量。
与1X3复用方式的比较
实际上，1X3复用方式是一种特殊的多层紧密复用方式，等效的多层紧密复用方式的配置为12/3/3/3/3/3。
同多层紧密复用方式相比较：
1×3复用方式容量大。1×3复用方式容量比MRP方式容量提高较多。
减少频率规划工作量。1X3复用方式只有一组TCH频率规划，在不增加新的基站的情况下，增加新的载频是不需要进行重新频率规划。
在不规则网络中（包括地形分布不 均匀，话务分布不均匀），1X3复用方式比较困难。在大多数情况，一个基站受到自周围的许多基站的干扰，在问题出现时，很难找到主要干扰源。在增加新的基站时，我们不能通过调整几个频点，来解决干扰问题。而在多层紧密复用方式中，我们可 以调整复用度来解决这个问题。
1X3的另外的一个缺点是话务量不能达到100%。由于话音质量的原因，话务的负荷是有一定限制的。小区占用的频点远大于实际话务占用的频点，我们需通过软、硬件控制来调整话务量。多层紧密复用方式的复用系数相对宽松，可以满负荷工作。
各种频率复用方式容量比较
GOS＝ a＝ 各种频率复用方式容量比较
带宽
复用方式
频率复用度
基站载频配置
可负荷话务量
可容纳用户
容量比
6MHz
4×3
12
3/2/2
1188
1
3×3
9
3/3/3
1380
4×3＋1×3
4/4/3
2140
MRP(12,9,6)
9
3/3/3
1380
2×6
12
2/2/2/2/2/2
1968
IUO 4×3＋2×3
9
4/4/3
2140
4×3
12
3/3/3
1380
1
3×3
9
4/4/4
62
2480
4×3＋1×3
5/5/5
3276
MRP(12,9,8,7)
9
4/4/4
62
2480
2×6
12
3/3/3/2/2/2
2404
IUO 4×3＋2×3
9
5/5/5
3276
4×3
12
4/4/4
62
2480
1
3×3
9
5/5/5
3276
4×3＋1×3
7/7/7
4944
MRP(12,9,8,7,6,6)
8
6/6/6
4164
2×6
12
4/4/4/4/4/4
126
5040
IUO 4×3＋2×3
9
7/7/7
4944
PAGE 1
