频率管理和有效利用技术

摘 要：本文从频段的划分和无线信道两个方面说明了频率的管理，从频率域的有效利用技术、时间域的频率有效利用技术、空间域的频率有效利用技术三个方面论述了频率的有效利用技术。

关键词：频率管理；有效利用；频段

移动通信是利用无线电波在空间传递信息，无数的用户共用一个空间。因此，不能在同一时间、地点、方向上使用相同的无线电波，否则会形成干扰。移动通信发展所面临的最突出问题是如何把有限的频率资源提供给更多用户使用，而又能使用户之间互不干扰。这就涉及频率的管理与有效利用。

1 频率管理

1.1 频段划分

确定移动通信的工作频段要考虑以下几个方面的因素：

1）电波传播特性；2）环境噪声及干扰情况；3）服务区范围及服务区中的地形地物；4）设备小型化及成本等；5）通信容量。

综合考虑到多方面的因素后，陆地移动通信主要利用电波的直射传播特性，工作在VHF频段（30。300MHz）和UHF（300～3000MHz）频段。对于这两个频段，可以细分成多个小频段分别分配给不同类型的移动通信使用，具体如下：30～80MHz属于VHF频段低端。100～300MHz属于VHF频段高端。400～600MHz属于UHF频段低端。800～1000MHz属于IJHF频段中端。1885―2025MHz与2110～2200MHz也属于UHF频段中端。这个频段是1992年世界无线电行政大会分配给未来公众陆地移动通信系统（FPI，MTS）的新频段。

根据国际电信联盟（ITU）和国家无线电管理委员会的规定，我国分配给陆地移动通信的频段如下：

150MHz频段为公用和专用系统共用，以专用系统为主，如交通、铁路、内河航运等部门的专用网大多安排在这个频段。

450MHz频段是早期公用移动电话系统使用的频段，这一频段今后不再发展蜂窝公用移动电话：

450.500～453.500 MHz 移动台发射

460.500～463.500 MHz 基站台发射

900MHz、1800MHz和1900MHz频段为第二代公用蜂窝移动电话网的频段：

890～915MHz 移动台发射

935～960MHz 基站发射

1710～1785MHz 移动台发射

1805～1880MHz 基站发射

1850～1910MHz 移动台发射

1930～1990MHz 基站发射

2000MHz、806.960MHz、1710。1885MHz、2500～2690MHz频段为第三代移动通信网的频段：

1885～2025MHz 移动台发射

2110～2200MHz 基站发射

806～960MHz、1710～1885MHz、2500～2690MHz 增补频段

1.2 无线信道

无线通信中划分信道的方法有多种，例如可分别按频率不同、时隙不同、码型不同来划分信道。其中最方便的是按频率不同来划分信道。移动台在指配的频率上工作时，要先将其发射载波调谐到这个频率上，然后用要发送的信号调制载波。不论是调幅，还是调频，已调信号必占有一定的带宽，这就是说相邻信道之间必须要有足够的间隔。

对模拟移动通信系统，我国采用的是调频制，信道间隔为25kHz，双工间隔对于不同的频段不一样。150MHz频段信道的双工间隔为5.7MHz，450MHz频段信道的双工间隔为10MHz，900MHz频段信道的双工间隔为45MHz。

对于GSM数字移动通信系统，其无线信道的信道间隔为200kHz，双工间隔对于不同的频段也不一样。900MHz频段信道的双工间隔为45MHz，1800MHz频段信道的双工间隔为95MHz，1900MHz频段信道的双工间隔为80MHz。

2 频率有效利用技术

对于给定的频率资源，有效利用是指根据其频率、时间和空间的三维性质，从这三方面采用多种技术提高频率利用率，使有限的频率资源能传输更大容量的信息。

2.1 频率域的有效利用技术

⑴信道窄带化。信道窄带化有从基带信号方面考虑的频带压缩的技术，如低速率话音编码等，还有从射频调制方面考虑的各种窄带调制技术。目前，国际上常用的信道间隔有200kHz、30kHz和25kHz，但一些先进国家已开始采用12.5kHz的信道间隔。

⑵宽带多址技术。前面讲的信道划分是频分多址（FDMA）的划分方式，即在频率域上划分信道，每一用户占用一定的频带。为了进一步提高频率利用率，可采用更为合适的宽带多址方式，如时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）及它们的组合。其中FDMA与TDMA相结合的GSM系统已广泛使用，并收到良好的效果。此外，CDMA蜂窝移动通信系统也在应用中，并具有更为优良的件能。

2.2 时间域的频率有效利用技术

在某一地区，若某一用户固定占用了某一信道。但它不可能占用全部的时间，在该用户空闲的时间内，若让多个信道为大量用户所共用，则频率资源的利用率可以明显提高。

2.3 空间域的频率有效利用技术

在某一空间上使用了某一频率后，只要能控制电波的辐射方向和功率，在相隔一定距离的另一地区仍可以重复使用这一频率，即频率复用。蜂窝移动通信系统就是根据这一概念组成的。在频率复用情况下，会有若干收发信机使用同一频率。虽然她们工作在不同的空间，但由于相隔距离有限，仍会有相互之间的同频干扰。在频率复用的通信系统设计中。必须使同频工作的收发信机之间有足够的距离，以尽可能地防止同频干扰。因此，在采用空间域频率复用技术时，必须严格掌握好系统的空间结构以及各基站的信道配置等。

[参考文献]

[1]陈德荣.移动通信原理与应用[M].北京：高等教育出版社，1998年.

[2]杨秀清.移动通信技术[M].北京：人民邮电出版社，2008年.