GSM跳频术专题手册.doc

GSM跳频技术 专题手册 版 本：V1.0 GSM网规网优专题手册 版本说明： 版本 日期 作者 审核 修改记录 V1.0 2004-12-10 新编 V2.0 2009-06-10 增加仿基带跳频内容 目 录 1 跳频技术的优势 1 2 跳频增益的来源 2 2.1 频率分集 2 2.2 干扰分集 4 3 跳频系统分类 10 3.1 基带跳频 10 3.2 射频跳频 12 3.1 频率规划方案对比 13 3.2 BH与SH对比小结 14 4 跳频参数规划 16 4.1 跳频算法与参数 16 4.2 跳频负荷与站型规划原则 18 4.1.1 1x1方式 19 4.2.1 1x3方式 20 4.2 其他参考原则 23 跳频技术的优势 为了有效地提高系统质量，提高频率利用率，GSM的无线接口使用了跳频技术，这一技术最初用于军事传输系统，目的是保证安全性和防止拥塞。根据频率跳跃速率与信号调制速率的关系，可分为快跳频与慢跳频。在GSM系统中采用的是慢跳频技术，其主要特点是按固定间隔（4.615ms）改变一个信道使用的频率，在一个突发的时隙内频率保持不变。 跳频技术能在信号质量、系统容量以及运营成本方面给运营商带来好处。具体来说，当系统配置的TRX数固定时，若由固定频率分配系统改为跳频系统，可降低网络内的干扰，提升话音质量，但网络容量未得到提高；从另一个角度来看，采用跳频技术，也可使系统可以配置更多的TRX，而同时维护与固定频率分配系统相同的话音质量。在其中取一个折中，可使系统能配置更多TRX，同时使话音质量得到提高。当然，运营商所关心的是维持较好的话音质量，同时提升网络容量。在某些地形复杂，干扰难以控制，或话务负荷重，站点分布已经很密集的地方，部署跳频系统几乎是唯一的选择。同时，由于跳频系统的频率分配相对固定系统大大简化，尤其是1x1跳频系统，具有类似CDMA系统的高频率复用率的特性，其网络规划与维护成本能得到很大程度的降低。因此，跳频系统具有其特有的优势。 跳频增益的来源 从跳频系统中所获得的好处来自于以下两方面：首先是频率分集增益，其次是干扰分集增益。分别描述如下： 频率分集 在GSM的信息处理过程中引入了纠错码，这种码是建立在冗余基础上的，经过冗余处理的数据，即使有几个错误，也可从接收流的其余部分重建原始数据。而这种冗余是扩展到几个突发脉冲上的，因此跳频方式保证了一个信息按几个频率发送，从而得以提高系统的性能。 移动无线传输在遇到障碍时不可避免地会遭受短期的幅度变化，这些变化称为瑞利衰落。在许多情况下，发射天线和接收天线在视线范围内，接收到的信号是具有不同相位的一个信号的许多复制品之和。例如，路径中包括一个障碍的反射，就会产生许多不同的反射路径。特别是当反射物不规则且其大小超过波长（建筑物的大小一般都符合这两条）时，许多相位随机分布的相移信号之和的包络就遵循瑞利分布。 不同频率的信号遭受的衰落是不同的，而且随着频率的差别增大时，衰落会表现出更大的独立性，对于间隔比较大的频率（例如1MHZ），它们就可看作是完全独立的。由于通过跳频，频点在4.615ms的间隔不断变化，各带有码字一部分内容的所有突发脉冲就不会被瑞利衰落以同一方式破坏，因为它们遭受的瑞利衰落基本上是互相独立的。当移动台高速运动时，同一信道上接收两个相邻突发脉冲期间（至少4.615ms），移动台的位置差别也可以去除信号瑞利变化的相关性从而使它们互相独立。在这种情况下，跳频体现不出优势来。但当移动台静止或以慢速运动（20km/h）时，跳频就可以允许话音传输质量达到高速运动时的性能水平，可获得增益估计大约为6.5dB，该值大小与具体干扰情况和环境因素有关。其中包括接收点的选择性衰落特性，跳频频点数，频点间隔等。这种增益对于拥有大量手持机用户的系统是非常重要的，因为系统内大部分的手机一般移动速度较慢，或根本不运动。对于室内用户而言，这种好处是显而易见的。从对称的角度来看，跳频可认为是模拟了手机的高速移动过程。 根据实际测试经验，跳频系统能提升RxLev的品质，使得其分布更紧密，深度衰落的情形出现的机率大大降低，这表明快衰落和慢衰落的标准差都有所降低，对链路预算具有一定的积极影响。以下结论的试验条件是，手机处于低矮平房、窄小街道的环境中，排除了外部干扰，信号仅受衰落影响。在另外的试验中，将手机放在固定地点，周围是车流密集的街道，信号受到移动散射的影响。在此配置中也得到了类似的结论。 干扰分集 跳频的第二个应用原因是与码分多址（CDMA）相联系的干扰源分集（interferer diversity）特性。在业务量密集区（如大城市），蜂窝系统的容量受到频率复用产生的干扰限制。载波干扰比（C/I）可能在呼叫之间变化很大：C（载波