頻率管理和有效利用技術

摘 要：本文從頻段的劃分和無線信道兩個方面說明了頻率的管理，從頻率域的有效利用技術、時間域的頻率有效利用技術、空間域的頻率有效利用技術三個方面論述了頻率的有效利用技術。

關鍵詞：頻率管理；有效利用；頻段

移動通信是利用無線電波在空間傳遞信息，無數的用戶共用一個空間。因此，不能在同一時間、地點、方向上使用相同的無線電波，否則會形成干擾。移動通信發展所面臨的最突出問題是如何把有限的頻率資源提供給更多用戶使用，而又能使用戶之間互不干擾。這就涉及頻率的管理與有效利用。

1 頻率管理

1.1 頻段劃分

確定移動通信的工作頻段要考慮以下幾個方面的因素：

1）電波傳播特性；2）環境噪聲及干擾情況；3）服務區范圍及服務區中的地形地物；4）設備小型化及成本等；5）通信容量。

綜合考慮到多方面的因素后，陸地移動通信主要利用電波的直射傳播特性，工作在VHF頻段（30。300MHz）和UHF（300～3000MHz）頻段。對于這兩個頻段，可以細分成多個小頻段分別分配給不同類型的移動通信使用，具體如下：30～80MHz屬于VHF頻段低端。100～300MHz屬于VHF頻段高端。400～600MHz屬于UHF頻段低端。800～1000MHz屬于IJHF頻段中端。1885—2025MHz與2110～2200MHz也屬于UHF頻段中端。這個頻段是1992年世界無線電行政大會分配給未來公眾陸地移動通信系統（FPI，MTS）的新頻段。

根據國際電信聯盟（ITU）和國家無線電管理委員會的規定，我國分配給陸地移動通信的頻段如下：

150MHz頻段為公用和專用系統共用，以專用系統為主，如交通、鐵路、內河航運等部門的專用網大多安排在這個頻段。

450MHz頻段是早期公用移動電話系統使用的頻段，這一頻段今后不再發展蜂窩公用移動電話：

450.500～453.500 MHz 移動臺發射

460.500～463.500 MHz 基站臺發射

900MHz、1800MHz和1900MHz頻段為第二代公用蜂窩移動電話網的頻段：

890～915MHz 移動臺發射

935～960MHz 基站發射

1710～1785MHz 移動臺發射

1805～1880MHz 基站發射

1850～1910MHz 移動臺發射

1930～1990MHz 基站發射

2000MHz、806.960MHz、1710。1885MHz、2500～2690MHz頻段為第三代移動通信網的頻段：

1885～2025MHz 移動臺發射

2110～2200MHz 基站發射

806～960MHz、1710～1885MHz、2500～2690MHz 增補頻段

1.2 無線信道

無線通信中劃分信道的方法有多種，例如可分別按頻率不同、時隙不同、碼型不同來劃分信道。其中最方便的是按頻率不同來劃分信道。移動臺在指配的頻率上工作時，要先將其發射載波調諧到這個頻率上，然后用要發送的信號調制載波。不論是調幅，還是調頻，已調信號必占有一定的帶寬，這就是說相鄰信道之間必須要有足夠的間隔。

對模擬移動通信系統，我國采用的是調頻制，信道間隔為25kHz，雙工間隔對于不同的頻段不一樣。150MHz頻段信道的雙工間隔為5.7MHz，450MHz頻段信道的雙工間隔為10MHz，900MHz頻段信道的雙工間隔為45MHz。

對于GSM數字移動通信系統，其無線信道的信道間隔為200kHz，雙工間隔對于不同的頻段也不一樣。900MHz頻段信道的雙工間隔為45MHz，1800MHz頻段信道的雙工間隔為95MHz，1900MHz頻段信道的雙工間隔為80MHz。

2 頻率有效利用技術

對于給定的頻率資源，有效利用是指根據其頻率、時間和空間的三維性質，從這三方面采用多種技術提高頻率利用率，使有限的頻率資源能傳輸更大容量的信息。

2.1 頻率域的有效利用技術

⑴信道窄帶化。信道窄帶化有從基帶信號方面考慮的頻帶壓縮的技術，如低速率話音編碼等，還有從射頻調制方面考慮的各種窄帶調制技術。目前，國際上常用的信道間隔有200kHz、30kHz和25kHz，但一些先進國家已開始采用12.5kHz的信道間隔。

⑵寬帶多址技術。前面講的信道劃分是頻分多址（FDMA）的劃分方式，即在頻率域上劃分信道，每一用戶占用一定的頻帶。為了進一步提高頻率利用率，可采用更為合適的寬帶多址方式，如時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）及它們的組合。其中FDMA與TDMA相結合的GSM系統已廣泛使用，并收到良好的效果。此外，CDMA蜂窩移動通信系統也在應用中，并具有更為優良的件能。

2.2 時間域的頻率有效利用技術

在某一地區，若某一用戶固定占用了某一信道。但它不可能占用全部的時間，在該用戶空閑的時間內，若讓多個信道為大量用戶所共用，則頻率資源的利用率可以明顯提高。

2.3 空間域的頻率有效利用技術

在某一空間上使用了某一頻率后，只要能控制電波的輻射方向和功率，在相隔一定距離的另一地區仍可以重復使用這一頻率，即頻率復用。蜂窩移動通信系統就是根據這一概念組成的。在頻率復用情況下，會有若干收發信機使用同一頻率。雖然她們工作在不同的空間，但由于相隔距離有限，仍會有相互之間的同頻干擾。在頻率復用的通信系統設計中。必須使同頻工作的收發信機之間有足夠的距離，以盡可能地防止同頻干擾。因此，在采用空間域頻率復用技術時，必須嚴格掌握好系統的空間結構以及各基站的信道配置等。

[參考文獻]

[1]陳德榮.移動通信原理與應用[M].北京：高等教育出版社，1998年.

[2]楊秀清.移動通信技術[M].北京：人民郵電出版社，2008年.