河南省800MHz數字集群頻率使用規劃

馬濤 麻倩

摘 要：本文針對鄭州市的數字集群系統分共網、專網進行容量設計、覆蓋設計和頻率需求測算，了解了一個城市對集群頻率的需求，進而再對整個省的頻率使用方案進行規劃。通過本次頻率規劃，使河南省寶貴的集群頻率資源能夠得到合理有效的利用，為無線電管理部門的頻率指配提供有價值的參考。

關鍵詞：數字集群；頻率規劃；共網；專網

頻率規劃與頻率復用模型、系統無線覆蓋和用戶容量設計密切相關。

由于頻率在各個地市可以復用，因此在進行共網和專網頻率規劃時，各集群網對頻率的需求以滿足一個省內大城市的集群覆蓋需求為參照進行頻率規劃。鄭州作為河南的省會城市，面積大、需求高，因此本規劃以滿足鄭州的集群覆蓋需求為參照進行頻率規劃。

1 頻率分配思路

頻率分配思路及考慮因素如下：

（1）引導和推動河南省數字集群產業發展；

（2）滿足各種體制的需要；

（3）將省內816-82lMHz/861-866MHz頻段（頻段號從401-600）進行劃分；

（4）考慮滿足數字集群共網和專網的通信需求，分配時盡量按頻段連續分配給頻率使用單位；

（5）設置集群基站應采用小功率、低天線，提高頻率復用率；

（6）本次規劃方案應符合國家對共網與專網頻率使用的相關規定，與之沖突的應逐步進行調整；

（7）在省內2x5MHz的800MHz數字集群頻率資源滿足不了需要時，酌情向國家無線電管理機構申請增加頻率。

2 覆蓋規劃

2.1 覆蓋設計方法

頻率規劃是在基站覆蓋設計的基礎上進行的。通過覆蓋設計可以大致了解鄭州市數字集群網絡所需基站數量和分布情況。

覆蓋設計首先需要確定合適的傳播模型、取定覆蓋參數，通過鏈路預算確定覆蓋范圍和基站數量；其次根據話務密度劃分的不同區域，對基站進行初始布局，確定基站的經緯度；最后將設定的覆蓋參數和基站經緯度輸入網絡規劃軟件，通過軟件完成無線覆蓋預測計算，并根據計算結果反復調整以上各種參數，直至得到滿意的覆蓋預測要求。

覆蓋設計要考慮三個設計參數：覆蓋場強、覆蓋半徑，邊緣可通概率，這些參數又與下面各類參數有關：系統余量、快衰落及人為噪聲引起的惡化量的儲備、各類損耗、路損、基站天線輸入功率、天線參數、分集增益、塔放、移動臺射頻性能、上下行鏈路平衡的計算等。

2.2 覆蓋基站規模

最大鏈路損耗代入Okunmura-Hata模型后可以得到最大覆蓋半徑，也就是小區半徑，通過計算可以得到小區覆蓋面積和需要的基站數，由鄭州市總面積可以估算出覆蓋所需基站數量為70個。

3 頻率復用規劃

從理論上來講，小區覆蓋是一種近似六邊形的覆蓋區域，多個這種小區組合在一起形成一個小區群，每個這樣的一群小區適用一組頻率，在整個系統的服務區內實現對這一組頻率及小區群的同時復用。

根據資料，上海、北京等特大城市的政務網采用23小區復用，可以得到比較滿意的效果。若采用19小區復用，則是最低的要求。鄭州城市的無線環境較上海、北京等特大城市要好得多，高層建筑對無線信號的阻擋沒有上海、北京那樣嚴重。因此在對鄭州市800MHz數字集群通信系統的頻率復用設計時，采用19小區復用完全可以滿足要求。

4 頻率需求

4.1 系統服務質量目標

（1）網絡容量。我們根據歷史及經驗數據，預測鄭州市共網數字集群市場規模約1.89～2.72萬戶，專網數字集群市場規模約0.14～0.2萬戶，因此，鄭州市共網系統設計容量：30000戶。

（2）通信概率。主要街道、路面的通信概率：>95%。

（3）系統服務等級。無線信道呼叫等待概率：45%。

（4）呼叫建立時間。系統內呼叫建立時間：≤500ms。

4.2 呼叫模型

（1）用戶分配比例為：調度呼叫85%，電話呼叫10%，數據呼叫5%。

（2）調度用戶忙時話務量：0.012Erl/戶；

（3）電話互聯忙時話務量：0.018Erl/戶；

（4）數據用戶忙時話務量：0.01Erl/戶；

（5）集群用戶忙時平均話務量=0.012×85%+0.018×10%+0.01×5%=0.0125Erl/戶。

4.3 頻率需求

從頻率規劃的角度，基站數量估算只需以省會城市鄭州為例進行即可滿足全省頻率規劃的需要，根據基站規模估算，鄭州市覆蓋基站數為70個。

因此按上述基站數量進行計算，平均每基站話務量為3.63～5.21Erl。根據Erl表可知，每基站需要信道數為7～9個。如果采用TETRA體制組建商用共網（注：GoTa體制無需規劃，但需要根據每載扇能支持的用戶數量規劃所需要的頻譜量），則平均每基站所需載頻數量為3對。假定共網平均組呼發起基站數量為2個。如采用19小區復用模式，考慮5%的余量，則共網所需頻率約為120對。

5 頻率分配方案

本次規劃的頻點范圍為401-600號，在制定數字集群通信頻率使用規劃時，根據有關標準考慮不同數字集群系統（體制）之間所需的頻率保護帶寬。

5.1 共用800MHz集群通信網頻率分配方案

根據上述頻率需求測算，可知共網需120對頻點，因此，本著以“共網為主，專網為輔”的原則，在保證專網需要的前提下，頻率分配向共網傾斜，共網使用該頻段低端的頻率，共網指配401～540，共140對頻點，3.5MHz帶寬。

公安、國家安全等部門的專用集群通信系統使用350MHz和380MHz頻段的專用頻率。若需要使用800MHz集群通信系統，則可利用虛擬專網技術加入面向社會服務的數字集群共網平臺，但要自行采取保密措施。城市應急聯動和政務網等建議使用數字集群共網平臺。

5.2 專用800MHz集群通信網頻率分配方案

專網在816—821MHz/861—866MHz頻段中從高端向低端安排，專網分配25KHz的信道60對，分配的頻段為865.9875-864.5125，即600-541號之間的頻點。

專網需要連續頻率時，應將覆蓋范圍予以限制.不影響總體規劃。

5.3 800MHz集群模轉數規劃

河南省模擬集群系統通過近兩年的大力清理，模擬集群系統占用的頻點得到有效的釋放，目前在使用的模擬集群系統，建議針對不同安全等級的模擬集群用戶，采用多種措施鼓勵用戶盡快模轉數，轉入共網，比如可以采取回購頻率、收回沒有充分使用的頻點等。在共網指配的140對頻點中，10對作為模轉數的頻點，頻點號為401～410。

5.4 各地市頻率的協調

河南省內相鄰地市之間頻點的使用為防止干擾，應分隔開來，如一個地市，可從規劃頻段內低號開始使用，另一個地市則可從規劃頻段內的高號開始使用。

不同城市間的專網和共網可使用同一頻段，只需注意相鄰地市頻點的使用順序；同一城市內的不同集群網絡之間的頻點使用也應考慮防止鄰近頻點的干擾合理分配。

6 結論

本次規劃針對專用網、共用網，將200對頻點的5MHz帶寬總體進行規劃，在實際頻率分配中，對于共用數字集群網，從200對頻率的低端頻點開始向高端分配，共分配140對頻點，即401-540號頻點；對于專用數字集群網，從200對頻率的高端頻點開始向低端分配，共分配60對頻點，即600-541號頻點。同一地區不可能同時使用4種技術體制，可根據用戶選用的技術體制，做適當調整，以推動河南省800MHz數字集群通信的發展。

[參考文獻]

[1]1992年1月30日發布的《800兆赫無線集群通信系統頻率使用管理暫行規定》（國無管[1992]3號）.

[2]2000年12月28日公布的我國《數字集群移動通信系統體制》標準.

[3]2001年3月22日發布的信無簡函[2001]35號.

[4]2001年7月發布的《關于800MHz集群頻率使用管理有關事宜的通知》（信部無[2001]518號）.

[5]2002年至2003年，相繼發布的《關于調整800MHz集群系統頻道配置方式有關問題的通知》[2002]387和《關于調整800MHz集群頻率使用管理有關問題的通知》[2003]112文件.

[6]2007年4月3日發布的關于《800MHz數字集群通信頻率臺（站）管理規定》（信部無[2007]173號）的通知.