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移动通信原理与系统
1.2.6 1.6 移动通信的频率分配

1.6 移动通信的频率分配

移动通信中用户以无线方式接入网络,而可供无线使用的频谱资源有限的,所以当前移动通信发展所遇到的最突出问题,就是如何将有限的可用频率有秩序地提供给越来越多的用户使用而不相互干扰,这就涉及到频率的管理与有效利用。

频率是永不枯竭的有限资源,具有时间、空间、频率的三维特性。同一地区同时,频率数量有限,不能无限使用,尤其不能重复使用,不能储藏;不同地区或不同时刻,频率可重复使用。频率易被污染,各地区间应注意协调,不使用或使用不当均为浪费,而且频率资源严重短缺,在技术上要提高频率利用率;在行政上要科学管理。

为了有效地使用有限的频率资源及全球漫游,频率的分配和使用必须服从国际和国内的同一管理,否则会造成相互干扰或资源的浪费。

国际上,由国际电信联盟(ITU)召开世界无线电管理大会,制定无线电规则,包括各种无线电系统的定义、国际频率分配表和使用频率的原则、频率的分配和登记、抗干扰的措施、移动业务的工作条件以及无线电业务的分类等。

在中国,国家统一管理频率的机构是国家无线电管理委员会,移动通信组网必须遵守国家有关规定,并接受当地无线电管理委员会的具体管理。

确定移动通信的频段应主要从以下几个方面来考虑:

(1)电波传播特性,天线尺寸。天线尺寸与波长相比拟时,信号才能被天线有效辐射。如音频信号:20Hz~20kHz,计算知实际天线要几百千米;民用广播的中频段为535~1 605kHz,对应波长为187~560m,天线需要几十米到上百米;考虑到移动终端的便携性,其工作频率应较高。

(2)环境噪声及干扰的影响。

(3)服务区域范围、地形、障碍物尺寸及对建筑物的渗透性能。

(4)设备小型化的要求。

(5)与已开发的频段的兼容性。

早期的移动通信主要使用高频(频率在30MHz以下)、甚高频VHF(频率为30~300MHz)。目前,大容量移动通信系统均使用特高频UHF(频率为300~3 000MHz)频段。

频分双工移动通信网规定工作在各频段的收、发频差分别为:VHF频段为5.7MHz,UHF 450MHz频段为10MHz;UHF 800MHz、900MHz频段为45MHz;UHF 1800MHz频段为95MHz;UHF 2000MHz为190MHz。同时规定基站对移动台(下行链路)为发射频率高,接收频率低;反之,移动台对基站(上行链路)为发射频率低,接收频率高。

规定GSM的基本频段为900MHz频段,上行:890~915MHz;下行:935~960MHz。随着用户数量的增长,目前已经扩展使用1 800MHz频段,上行:1 710~1 785MHz;下行:1 805~1 880MHz。GSM 900MHz与DCSI800相同频道间隔为200kHz。

规定N-CDMA的基本频段为800MHz频段,上行:824~849MHz;下行:869~894MHz。CDMA 800MHz频道间隔为1.25MHz。

3G主要工作频段,1992在世界无线电大会上划分了230MHz频率,其中陆地部分170MHz,卫星部分60MHz:

(1)频分双工(FDD)方式:1 920~1 980MHz、2 110~2 170MHz,共60×2=120MHz。

(2)时分双工(TDD)方式:1 885~1 920MHz、2 010~2 025MHz,共50MHz。

(3)卫星移动通信系统工作频段:1 980~2 010MHz、2 170~2 200MHz,共30×2=60MHz。

2000年的WRC2000大会上,在WRC-92基础上又批准了新的附加频段:806~960MHz、1 710~1 885MHz、2 500~2 690MHz。