2008-4-10_跳頻在gsm中的應(yīng)用

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1、跳頻在GSM中的應(yīng)用一、跳頻的基本介紹跳頻就是使手機(jī)在每個(gè)突發(fā)序列（Burst）后改變自己的頻率。跳頻是GSM空中接口的一項(xiàng)重要特性，在GSM規(guī)范04.08、05.01、05.02中都有敘述。它是提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)容量的一項(xiàng)有效、經(jīng)濟(jì)的手段。二、跳頻的原理跳頻是按照固定的間隔改變頻率。跳頻可以分為兩種方式：一種是快跳頻（FFH）,它的頻率變換速度比調(diào)制速度還要快；另一種稱為慢跳頻（SFH）,也就是目前GSM所采用的跳頻方式。1.慢跳頻GSM采用的是8個(gè)時(shí)隙的TDMA系統(tǒng)。在慢跳頻中，當(dāng)一個(gè)手機(jī)占用一個(gè)時(shí)隙時(shí)，在一個(gè)突發(fā)序列內(nèi)只能在一個(gè)固定的頻率上進(jìn)行發(fā)送和接收信息，并在

2、跳到下一個(gè)時(shí)隙前轉(zhuǎn)由另外一個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行信息的收發(fā)，并以每秒217次的速率進(jìn)行跳頻。這項(xiàng)技術(shù)可以在話音信道（TCH）和信令信道（SDCCH）上采用。但廣播信道（BCCH）不能采用跳頻，因?yàn)槭謾C(jī)只能通過廣播信道來測量相鄰小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度，因此，它必須要分配一個(gè)固定的頻點(diǎn)。而且，廣播信道上的所有時(shí)隙必須以滿功率發(fā)射，這樣，慢跳頻（SFH）、功率控制（PC）、不連續(xù)發(fā)射（DTX）都不能在廣播信道上使用。2.慢跳頻模式(1).如圖一1所示，在空中接口方面，慢跳頻可以分為兩種模式：*循環(huán)跳頻模式*隨機(jī)跳頻模式循環(huán)跳頻模式就是周期地采用同一種跳頻序列；而隨機(jī)跳頻模式則采用一種預(yù)先定義

3、好的、相對比較隨機(jī)的、相當(dāng)長的跳頻序列，以達(dá)到隨機(jī)跳頻的目的。突發(fā)序圖一1:周期跳頻和隨機(jī)跳頻的原理(時(shí)隙1)(2).在基站方面，跳頻亦可分為兩種：?基帶跳頻(BBH)?合成跳頻(又稱射頻跳頻(RFH))在基帶跳頻中(BBH),每個(gè)載頻(TRX)以固定的頻率發(fā)射。它是使手機(jī)在每個(gè)突發(fā)序列占用不同的發(fā)射單元來實(shí)現(xiàn)跳頻的。在基站內(nèi)部，基帶部分(FU)和射頻部分(CU)是分開的，這樣，跳頻就可以通過把FU轉(zhuǎn)接到相應(yīng)的CU上來實(shí)現(xiàn)。如Alcatel的G2基站就是這樣實(shí)現(xiàn)基帶跳頻的。基帶跳頻的跳頻數(shù)N(hop)是受到所配置的載頻數(shù)N(TRX)限制的：N(hop)〈二N(TRX)。

4、只有一個(gè)載頻的基站是不能實(shí)施基帶跳頻的。在合成跳頻(RFH)中，載頻不用被分配給固定的頻率，它的每一個(gè)時(shí)隙都可以根據(jù)預(yù)先定義好的跳頻序列而改變它的頻率。在這樣的一個(gè)系統(tǒng)中，跳頻數(shù)可能大于載頻數(shù)：N(hop)>=N(TRX)o圖一2顯示了基帶跳頻和合成跳頻的不同。TRX1為BCCH頻點(diǎn)，BCCH設(shè)置在時(shí)隙0。圖中表明，TRX1只能在基帶跳頻中實(shí)施跳頻。但值得一提的是，Alcatel的微小區(qū)(1TRX)可以實(shí)現(xiàn)合成跳頻，它是通過一個(gè)附加的發(fā)射器發(fā)射一個(gè)1.米用跳頻的優(yōu)點(diǎn)跳頻主要通過兩個(gè)特性來提高傳輸質(zhì)量：?頻率分極?干擾分極(1).頻率分極對于在同一地點(diǎn)時(shí)，不同頻率的多徑衰

5、落是不同的。當(dāng)采用了跳頻技術(shù)后，慢移動(dòng)手機(jī)將在不同的突發(fā)序列時(shí)經(jīng)歷不同的衰落，而不至于會(huì)長時(shí)間地停留在同一個(gè)頻率的多徑衰落的最低處。均衡器的差錯(cuò)校正算法可以減少這種衰落影響。在信號(hào)中斷時(shí)間短于交織碼的周期時(shí)，這種算法是非常有效的o因.此，實(shí)施跳頻i可以避免長時(shí)間1深度衰落，從而可以提高無線信號(hào)傳輸質(zhì)量，降低誤碼率。對于快速移動(dòng)手機(jī)而言，它不會(huì)長時(shí)間停留在多徑衰落的最低處，因而不會(huì)受這種衰落的影響。由于頻率分極的優(yōu)點(diǎn)是建立在不同頻率引起不同的多徑衰落基礎(chǔ)上，因此在定義跳頻序列時(shí)，頻點(diǎn)間隔越大越好。(2).干擾;分極在同一個(gè)小區(qū)，有的頻率可能受到較少的頻率干擾而有較好的話音

6、質(zhì)量，而有的頻率有可能受到較強(qiáng)的干擾。當(dāng)采用了跳頻技術(shù)后，采用干擾分擔(dān)的機(jī)理，使這一小區(qū)的每個(gè)頻率的干擾值都能降到一個(gè)平均的滿意值。需要注意的是，循環(huán)跳頻模式?jīng)]有干擾分極特性，因?yàn)樗奶l序列是固定的，不能使干擾和被干擾的頻點(diǎn)變得不相干。只有采用隨機(jī)跳頻才能體現(xiàn)干擾分極的優(yōu)點(diǎn)。圖一3體現(xiàn)了頻率分極和干擾分極的效果。(1).提高網(wǎng)絡(luò)容量首先我們介紹一個(gè)叫平均復(fù)用度(ARCS)的概念，它是衡量網(wǎng)絡(luò)容量的一個(gè)重要參數(shù)：ARCS二帶寬/平均每小區(qū)載頻數(shù)平均復(fù)用度越小，網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)計(jì)到的容量越大，但網(wǎng)絡(luò)的干擾程度也越嚴(yán)重。由于跳頻的頻率分級和干擾分級的特性，使網(wǎng)絡(luò)的干擾程度大大降低

7、，因此，在相同網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，采用跳頻的網(wǎng)絡(luò)可以采用更低的ARCS,這樣，每個(gè)小區(qū)可以配置更多的載頻，從而達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)容量的目的。三、跳頻的實(shí)施1.實(shí)施的條件?手機(jī)支持跳頻跳頻為手機(jī)的基本功能。如果手機(jī)不支持跳頻，則該手機(jī)就不能在實(shí)施跳頻的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行正常的呼叫。目前已知不支持跳頻的手機(jī)有摩托羅拉8700,諾基亞2110o這二款型號(hào)的手機(jī)均為最早進(jìn)入中國市場的第一代手機(jī)，其后進(jìn)入中國市場的手機(jī)應(yīng)均能支持跳頻。?由于跳頻的干擾分極特性，因此，必須在網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量較好的前提下。也就是在網(wǎng)絡(luò)微調(diào)后，絕大部分無線信道都處于較好質(zhì)量的情況下，才可以實(shí)