无线电技术的发展离不开电波传播，无线电频谱是人类共享的宝贵资源，随着无线业务种类和电台数量的不断增加，使用的频率越来越拥挤，尤其是移动通信中使用的频段，甚至出现了“频率严重短缺”的现象，这种状况已严重妨碍了移动通信业务的发展。因此，研究频谱的有效利用和科学管理，以求更有效地利用频谱资源，是移动通信的当务之急。无线电频谱是一种特殊的资源，不会因为使用而消耗殆尽，也不能存起来以后再用，不使用就是浪费，使用不当也是浪费。无线电频谱资源具有三维性质，即空间、时间、频率三个参数，应从这三方面来考虑频谱的科学管理和有效利用。同一时间，同一地点，频率是有限的，不能无限制地使用，尤其是不能重复使用，但不用却是浪费；不同时间，不同地点，频率可重复利用。
无线电频谱易被污染，各种噪声源产生的噪声，电台之间的干扰等都是造成频谱污染的因素。无线电频谱资源是国家和国际的一种公共资源，还必须考虑国际、国内及各地区之间的频率协调问题。
频谱的有效利用和科学管理涉及很多因素，既有技术问题，也有行政管理问题，应在掌握和分析大量技术资料和管理资料（如设备资料，电波传播资料、环境资料等）的基础上，采用频率复用、频率协调和频率规划等措施，以便解决频率拥挤问题。
1.频谱管理
国际上，由国际电信联盟（ITU）通过召开无线电行政大会，制定无线电规则。无线电规则包括各种无线电通信系统的定义、国际频率分配表和使用频率的原则、频率的指配和登记、抗干扰措施、移动业务的工作条件及无线电业务的种类等，并由ITU下属的频率登记委员会登记、公布、协调各会员国使用的频率；提出合理使用频率的意见，执行行政大会规定的频率分配和频率使用的原则等。
国内按当地当时的业务需要进行频率分配，并制定相应的技术标准和操作准则，技术标准应包括设备和系统的性能标准，抑制有害干扰的标准等。用户必须在满足合理的技术标准、操作标准和适当的频道负荷标准的条件下，才能申请使用频率。
日常的频谱管理工作应包括审核频率使用的合法性；检查有害干扰；检查设备与系统的技术条件；考核操作人员的技术水平，登记业务种类、电台使用日期等。频谱管理的任务还包括频率使用的授权；建立频率使用登记表；无线电监测业务；控制人为噪声等。
2.频谱分配的基本原则
合理分配频谱可有效地利用频率资源，提高频率利用率，频谱的分配应遵循以下原则。
（1）频道间隔
移动通信系统中有多个频道，每个频道间都必须留有保护间隔，以减小相互间的干扰。
在模拟系统中曾采用25kHz的频道间隔；在GSM系统中采用200kHz的频道间隔；而在IS-95 CDMA中则采用1.25MHz的频道间隔。尽管在数字系统中采用的频道间隔比模拟系统大，但由于GSM中采用了TDMA技术，IS-95 CDMA中采用了CDMA技术，平均每用户的占用带宽反而减小，因而IS-95 CDMA系统容量最大，GSM其次，模拟系统最小。
（2）公共边界的频率协调
在两个区域的公共边界线上，如果没有山脉等自然隔离地带，则相邻区域的主管部门应进行必要的协调，包括双方采用类似的技术，并制定一些共同遵守的基本原则。例如，对天线有效高度及最大发射功率的限制、双方使用频道的协调等，避免相互干扰，并达到最有效的频谱利用。
（3）多频道共用
由于通话的间断性，任何一对用户都不可能连续地长时间地占用一个频道；反之，任何一个频道如果在时间上合理地分割，就可以供给若干个用户共同使用。当然，在只有一个频道的系统中，当某一用户占用频道时，其余用户就处于阻塞状态。当系统有多个频道时，让多个用户共享多个频道，将大大提高频率的利用率，共用的频道数越多，频道利用率越高。
（4）频率复用
频率复用是指使用相同载频无线频道用于覆盖不同的区域，这些区域彼此相隔一定的距离，使同频干扰抑制到允许的范围以内。小区制移动通信系统都采用这一技术。
（5）必须共同遵守的主要规则
①规定900MHz频段的双工间隔为45MHz，下行基站发射频率高，接收频率低（简称发高收低）；上行移动台发射频率低，接收频率高（简称收高发低）。
②为使各种移动通信制式（单工、双工、半双工等）不互相干扰，主管部门把每个频段划分成许多离散的频率小块，分别供各种制式使用，并保留一些频道，留给暂未考虑到的业务使用。
③发射机输出功率必须满足整个覆盖范围内通信质量的要求，但不能过大，过大的功率不仅是浪费，而且会干扰其他系统。考虑到天线增益，还规定最大有效辐射功率。
④有效天线高度是指以整个覆盖区内平均地形为基准的高度，包括天线架设地点，如建筑物及天线铁塔的附加高度，有效天线高度主要影响作用距离。从单个基站覆盖区来看，天线架得越高越好，但是太高了会损害整个地区以及相邻地区的频率计划，同时也较易接收来自其他系统的干扰，对于频率复用的系统将增大复用距离。因此，对天线有效高度也应按照覆盖区的大小适当地予以控制。
（6）频率利用率的评价(www.xing528.com)
影响频率利用率的因素很多，如网络结构、频道带宽、用户密度、每个用户的话务量、呼损率及共用频道数等，都对频率利用率有影响。采用频率复用技术的小区制结构的网络，其频率利用率将高于大区制结构的网络；采用多频道天线共用技术的网络，其频率利用率将高于无共用的网络。当需要对一个移动通信系统的频率利用率进行定量评价时，应确定在同传输质量和相同呼损（阻塞）率前提下的频率利用率，频率利用率=话务量/（面积*频带宽度）。话务量单位为Erl；面积是衡量区域的面积大小，单位为km2；频率带宽是可用的频率资源，单位为MHz，则频率利用率单位是Erl/（km2·MHz）。
3.影响频率选择的因素
在移动通信的组网过程中，用户所使用的频率一般都由主管部门分配，或根据能购到的设备来确定，用户本身无选择余地，这种情况对网络的进一步扩充会带来不利影响，也可能会造成本来可以避免的相互干扰。实际上，影响频率选择的因素很多，主要因素有以下几种。
（1）传播环境的影响
目前，GSM、CDMA、小灵通等移动通信使用的频段都属于特高频（UHF）超短波频段，其高端属于微波。无线电波波长不同，传播特点也不同。因此，在不同的移动通信系统或应用环境中，需采用不同的工作频段。
（2）有关组网因素的影响
系统容量不同，需要的频道数也不同。对于容量较小的汽车调度业务，一个频道可以管理100～150辆汽车。对于拥有几万个用户的大容量移动电话系统，即使采用小区方式也至少需要近千个频道。因此，前者可以用见缝插针的方法来选择频道；而后者则必须选择专用频段。主管部门在现有的频段内已经对单频和双频工作方式所使用的频率作了专门的指配，因此，任何单频网络或双频网络都可分别选用无线电主管部门指配的频率。
（3）多频道共用的影响
多频道共用是提高频道利用率的主要手段，当一个基站有多个频道同时工作时，必须使它们的互调产物保持在-60dB（相对于载波功率）以下。当采用定向耦合器方式时，发射频道间隔的范围虽然可以小至等于相邻频道的间隔，但这种方式由于功率损耗较大，不适宜进行多次合并。而当采用空腔谐振器方式时，由于受空腔Q值的限制，发射频道间隔允许值将受器件的限制。通常，在设计系统时，应根据所采用的空腔技术指标来选择频率。从天线共用的性能出发，多频道共用基站所选频道不应靠得太近，以利于天线共用设备的简化。
（4）互调的影响
由于移动通信的特点，场强变化最大可达80dB以上。当同一地区有多个系统同时工作或者在一个系统内采用多频道共用技术时，就会因相互调制而产生干扰。为防止互调干扰造成的严重影响，在允许条件下，可选择无三阶互调的频率组。
4.频道的分配方法
一般，对小型专用网可采用分区、分组的无三阶互调频道组的分配方法，对大型公用网
采取等频距的频道分配方法。
【模块总结】
本模块的学习主要为后续的系统组网奠定理论基础。主要包括以下几个方面内容：
1.网络拓扑结构。
2.多址技术（TDMA、CDMA、FDMA）及特点。
3.信道分配方式。
4.区群、小区、频率复用技术。
5.信道分配技术。
6.网络设计。
7.频谱利用。
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