GSM网络跳频原理介绍
GSM系统中基带跳频和射频跳频的比较分析
GSM系统中基带跳频和射频跳频的比较分析跳频系统概述：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，跳频是扩频通信方式的一种，在蜂窝移动通信系统中应用，可以提高系统抗多径衰落的能力，并且能抑制同频干扰对通信质量的影响，具有较高的应用价值。
特别是现在频谱资源日益紧张，跳频技术就成为提高频谱利用率的最有效的途径之一。
跳频系统的增益主要来自于频率分集和干扰分集的作用，因而可以明显的提高系统抗干扰，抗衰落能力。
GSM系统中常见的跳频方式可以分为基带跳频（Baseband Hopping，BH）和综合跳频（Synthesiser Hopping，SH，或称射频跳频）两种。
基带跳频是将同一路话音信号随时间的变化使用不同频率的发射机发射。
射频跳频是将话音信号用固定的发射机采用不同频率发射。
射频跳频比基带跳频具有更高的性能改善和抗同频干扰能力。
二·基频跳频和射频跳频原理对比分析：2·1基频跳频原理：在基带跳频系统中，每个TRX被调谐到固定的频率，这种调谐是采用机械方式，调谐速度慢，通常采用RTC（Remote Tune Combiner）完成。
对于每个特定话音连接，连接是建立在特定TRX的特定时隙上。
经过编码与交织的每个Burst在属于该连接的时隙被调度到不同的TRX上发送，从而实现该连接上频率的跳变。
但是需要注意的是，尽管发送的Burst在每个TRX间跳动，但上行接收处理却始终在呼叫发起的那个TRX的固定时隙上。
因此，基带跳频实际上是一种时隙跳频，BCCH载频的TCH时隙可以参与跳频。
出于跳频性能的考虑，至少需要配置3个以上的TRX时才能采用BH方式跳频。
可见这种方式适用于高容量的小区，当小区容量不高时，这种方式无法加以利用。
当采用BH方式时，BCCH所在TRX对应的频点可参与跳频，也可不参与跳频。
小区所能使用的所有频点集合称为Cell Allocation，跳频时所使用的频点集合称为Mobile Allocation，这就是说，BCCH载频可包含在MA之中，也可不包括。
GSM跳频的种类及各自实现方法
射频跳频
两者的区别
• 1、基带跳频采用的腔体合成器最多可配置8个发信机，而且衰耗小，此时衰耗仅
为3.5dB;而射频跳频采用的混合合成器的容量较小,最多可配置4个发信机,而且衰 耗大,当为H2D时,衰耗为4.5dB当为H4D时,衰耗为8dB.显然,当基站配置较大时,采 用混合合成器的基站的覆盖要小. • 2、腔体合成器对频段的要求不如混合合成器灵活,混合合成器所带的发信机可以 使用一组频率,频点的间隔要求为200K;腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率 发射,而且所用频点的间隔要求大于600K. • 3、基带跳频的每个发信机TX只能对应一个频点，而射频跳频的每个发信机TX能 够发送所有参与跳频的频点。当使用基带跳频时携带BCCH频点的TX若出现故障， 则易导致整个小区的瘫痪，而在射频跳频时则不会出现这类情况，因为每个TX都 能发送BCCH频点，携带BCCH信道的载频优先级最高，当该载频出现问题时，携
•
TSC（训练序列号）：训练序列号必须与基站色码相同。移动台或基站接收信号时，通
过指定的训练序列进行时延均衡，而对于不同TSC的同频信号，则因为不能进行时延均
衡而无法接收解调，这样可以有效地防止错误的无效接收，防止同频干扰。
考题举例-选择题
• 1、跳频的主要优点在于（ABDF ）
– A、频率分集 – B、干扰分集
GSM跳频原理
GSM跳频原理1.概述引入跳频的原因：GSM体系中的引入有两个主要原因，第一是频率分集，跳频可以保证各个突发在不同的频率上发射，这样就可以对抗由于瑞利衰落等引起的影响，因为这些影响是因频率而异的。
第二是干扰分集，在高业务地区，由频率复用带来的干扰显得较为突出。
引入跳频后，我们可以对使用相同频率组的远地蜂窝小区配置不同的跳频序列，这样就可以分散使用相同频率集的信道之间的干扰，从中得到收益。
引入跳频的目的：提高系统抗干扰，抗衰落能力。
GSM的无线接口，也相应采用了跳频的方法+。
概念：跳频就是按要求改变信道所用的频率。
GSM中的说明：在GSM系统中，整个突发期间，传输频率保持不变，每个突发的持续时间为577us，故GSM系统的跳频属于慢速跳频(SFH)。
图一是不跳频信道的时间和频率关系，图2表示了一个跳频信道的时间和频率关系。
从图中可以看出，信道频率在每个突发期间维持不变，而在突发与突发之间，频率的改变则是一种看似杂乱的伪随机序列关系。
图1 信道不跳频时的时间频率关系图图2 信道跳频时的时间频率关系示意图在图2中，如果跳频实现是在一个TRU内实现就是射频跳频，如果在一个小区内的多个TRU间实现就是基带跳频。
下面举例说明：下图在基带跳频方式下，HSN＝0、RTSL（radio Time SLot no）=2时在不同FN时刻下的信道的使用的跳频序列。
在该BTS下，配置有4个TRX。
下图为另一个实例。
使用的为射频跳频和不跳频方式。
该实例中，BTS有2个TRX。
2.跳频实现流程跳频的实现包括信道分配和信道激活过程。
首先，由OMC(操作维护中心)配置BSS及BSS中各信道的参数，这些参数通过BSC下发到BTS的每个信道。
再有用户通信需要时，由BSC激活相应的信道进行业务数据传送。
A.信道分配过程信道分配通过由BSC向BTS在Abis接口上发送的若干条消息完成。
包括BTS属性设置消息(Set BTS Attributes)，无线载频属性设置消息(Set Radio Carrier Attributes)和信道属性设置消息(Set Channel Attributes)。
GSM网络跳频原理介绍
题目:跳频原理介绍内容简介:跳频技术的性能，跳频原理的介绍，比较基带跳频与综合跳频的优缺点，基本原理适用于所有系统。
目录1．序 (3)2. 跳频的性能 (3)2．1 频率分集 (3)2．2 干扰分集 (4)2．3 结论 (5)3．技术描述 (5)3．1跳频的方式 (5)3．1．1 基带跳频 (6)3．1．2 综合跳频 (7)3．2 系统配置 (7)3．2．1基带跳频 (7)3．2．2综合跳频(配置成两个频率组) (8)3．2．3综合跳频(包括BCCH频点) (9)3．3跳频法则 (9)3．3．1循环跳频 (9)3．3．2随机跳频 (10)3．3．3正交跳频序列 (10)3．4通用分组无线服务(GPRS) (11)4．工程指引 (11)4．1应用 (11)4．1．1概述 (11)4．1．2跳频增益 (12)4．1．3跳频和用户感觉的语音质量 (13)4．2参数 ·····················································错误!未定义书签。
4．3跳频对GSM系统掉话的影响 (14)4．4不同跳频频点数对系统质量掉话的改善程度 (15)4．4．1两个跳频频点情况 (15)4．4．2三个跳频频点惰况 (16)4．4．3四个及四个以上跳频频点 (16)1．序移动无线传播在遇到障碍时会遭受短期的幅度变化，这些变化称为瑞利衰落。
技术交流：跳频原理
一、跳频性能
2、干扰分集 干扰是受时间，频率和位置所决定的。如果不采用跳频技术， 小区规划的C/I必须保留足够的余量，这样才能保证在存在干扰 的情况下仍然提供比较好的服务质量。采用跳频技术后，移动 台在每个TDMA帧改变频率，移动台在一个跳频频点数目的周 期内只经过受干扰的频点一次，同样的在某一特定频点的干扰 将平均分布在所有的移动台上(也就是说干扰被其他移动台平均 了)。这就是干扰平均，干扰分集的结果。由于干扰分集的原因， 用户将感觉到一个更好的无线环境。采用跳频技术后，小区规 划的C/I余量可以减小，这样使更加紧密的频率规划成为可能。
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五、跳频参数
HOP：跳频开关。 取值范围： ON ，OFF 从OFF改变该参数为ON时，该信道组的所有正在进行的通话都可能掉话 ON：在定义的信道组开启跳频，TCH和SDCCH都以跳频方式工作。 OFF：在定义的信道组关闭跳频。 如果在开启跳频的信道组中包括BCCH，则跳频只在SDCCH和TCH上进 行，BCCH不参加跳频。 COMB：TG中的Combiner类型。 取值范围： FLT（ filter combiner）, HYB（ hybrid combiner） 在使用FLT时，只能支持基带跳频，在使用HYB时既可以支持基带跳频也 可以支持合成器跳频。
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二、基带跳频
基带跳频示意图
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二、基带跳频
在基带跳频中，每个发信机工作在一个不变的频率，同一话路 的突发脉冲，被有控制地送入各个发射机，实现基于基带信号 的切换。由于每一个收发信机频率不变，则合路器不需要改变， 因此可以用窄带合路器，也可以用空腔合路器。这种合路器最 多能够合路12路信号(RBS2000)和16路信号(RBS200),但功率损 耗只有3至4dB。但是如果有一个TRX板坏了，则对应的码字丢 失，影响通话性能。 基带跳频的技术难点在于如何实现信息数据的高速交换，满足 217跳/秒的跳频速度及271kbits/s的数据传输速率。
GSM的跳频技术概述
（4） 根据传输的分组数据量确定收费的方式。
（5） 原有GSM网络上的简讯业务（SMS）如何以GPRS 网络来传送。
第2阶段：
（1） GPRS网络与因特网的联机， 可以是点对点传输， 也可以是点对多点传输，如此则因特网上的电子邮件即可 同时发送给很多不同的手机用户。
DCS1800
频率资源都是有限的，必须提高网络的频率复用度， 最大限度提高网络容量。
频率间的干扰
AB C
1×3 CellA MA=1,4,7,10,13... CellB MA=2,5,8,11,14... CellC MA=3,6,9,12,15...
跳频序列用两个参数来说明：移动分配偏置索引 （MAIO）和跳频序列号（HSN）。
3 GPRS网络的分层结构
SGSN路径区域RA（Routing Area）
在GSM网络内，进行语音通话的手机用户在同一个 位置区（LA）区域移动时，不需要进行位置更新。同样， 在 GPRS 网 络 内 ， SGSN 负 责 记 录 追 踪 MS 目 前 所 在 的 SGSN路径区域标识码，以确保数据分组能发送到正确的 MS上，多个蜂窝小区可共同组成一个 SGSN路径区域 （RA），进行数据传输的 MS（处于Standby状态）在同 一个RA区域内移动时，也不必更新在SGSN路径区域内 MS的位置记录。
当大功率信号只在某个频率上 产生远近效应，当载波频率跳 变至另一个频 率时则不再受 其影响。
通用分组无线业务GPRS
GSM网络
因特网
电路交换
分组交换
GSM网络实现与高速数据分组的简便接入
AU C
SS (交换 系统)
跳频原理与频率规划
慢跳频分类－1
慢跳频分类 从跳频序列方面来区分，可分为两类： 循环跳频(Cyclic hopping mode) ：使用相同的跳频序列。 自由跳频(Random hopping mode) ：GSM系统一般采用 的跳频方式，可定义1~63个序列，即有63种不同算法， 能够最大限度地避免相同频率的空中碰撞。
频率规划理论
频率规划概述 频率复用 频率规划
频率规划概述－1
蜂窝系统发展到今天，容量受到一定的频 率带宽限制。频率必须进行复用才能满足一定 区域内的容量需求。但频率复用尤其是紧密的 频率复用方式必然会使我们面临如何降低同邻 频干扰的问题：在同等区域内，频率复用距离 越宽松，同邻频干扰越小，但容量也小；频率 复用越紧密，容量得到一定的提升，但随之带 来了同邻频干扰的上升。如何取得容量和话音 质量的平衡是频率计划必须解决的问题，换句 话说，一个良好的频率计划可以在维持良好的 话音质量的基础上实现网络容量的提升。
于是，射频跳频的频率平均复用度将大大减小，其大小由频 带宽度和跳频序列频点数的比值决定，其平均复用度可以达到2x3， 甚至是1x3，而其同频干扰保护比仍能满足条件。 而对于基带跳频而言，由于N(hop)<= N(TRX)。这是由跳频的 机制所决定的。 例如：频带宽度BW=36，每个小区频点数N(TRX)=3，射频跳 频序列长度N(hop)=12。于是，对于基带跳频(BBH) ， ARCS=36/3=12，因此可用3x4复用；对于射频跳频(RFH) ， FARCS=36/12=3，可以达到1x3复用。
不开跳频及射频跳频情况下话务量，复用度以及拥塞关系
由上图可知，在不跳频的网络中，ARCS=12较为适 合，软拥塞将达到最低。当ARCS=3时，尽管网络 频点配置可以很高，但软拥塞将决定系统容量会大 大下降。开启射频跳频后，当ARCS=3时，网络软 拥塞达到最低，也就是说，在射频跳频网络中可做 到1x3复用
跳频在GSM中的应用
跳频在 GSM 中的应用一、跳频的基本介绍跳频就是使手机在每个突发序列（Burst）后改变自己的频率。
跳频是 GSM 空中接口的一项重要特性，在GSM 规范 04.08、 05.01、 05.02 中都有叙述。
它是提高网络质量和网络容量的一项有效、经济的手段。
二、跳频的原理跳频是按照固定的间隔改变频率。
跳频可以分为两种方式：一种是快跳频（FFH），它的频率变换速度比调制速度还要快；另一种称为慢跳频（SFH），也就是目前GSM 所采用的跳频方式。
1. 慢跳频GSM 采用的是 8 个时隙的 TDMA 系统。
在慢跳频中，当一个手机占用一个时隙时，在一个突发序列内只能在一个固定的频率上进行发送和接收信息，并在跳到下一个时隙前转由另外一个频点进行信息的收发，并以每秒 217 次的速率进行跳频。
这项技术可以在话音信道（TCH）和信令信道（SDCCH）上采用。
但广播信道（BCCH）不能采用跳频，因为手机只能通过广播信道来测量相邻小区的接收信号强度，因此，它必须要分配一个固定的频点。
而且，广播信道上的所有时隙必须以满功率发射，这样，慢跳频（SFH）、功率控制（PC）、不连续发射（DTX）都不能在广播信道上使用。
2. 慢跳频模式(1). 如图－1 所示，在空中接口方面，慢跳频可以分为两种模式：*循环跳频模式*随机跳频模式循环跳频模式就是周期地采用同一种跳频序列；而随机跳频模式则采用一种预先定义好的、相对比较随机的、相当长的跳频序列，以达到随机跳频的目的。
图－1：周期跳频和随机跳频的原理（时隙 1）(2). 在基站方面，跳频亦可分为两种：∙基带跳频（BBH）∙合成跳频（又称射频跳频（RFH））在基带跳频中（BBH），每个载频（TRX）以固定的频率发射。
它是使手机在每个突发序列占用不同的发射单元来实现跳频的。
在基站内部，基带部分（FU）和射频部分（CU）是分开的，这样，跳频就可以通过把 FU 转接到相应的 CU 上来实现。
GSM系统跳频原理
降低频率规划对系统干扰门限的要求， 带来更紧密的频率复用和更大的系统容 量 带来更可预见和可靠的无线传播环境 给手机用户以更均匀、平滑的通话质量 感受
3、跳频的实现
从载波改变的速率分为：
快跳频，载波改变速率快于波特率 慢跳频，载波改变速率慢于波特率，应 用于GS M
从实现方式分为：
2、跳频的优点
跳频的均化干扰对增益的影响： 经过测试，当干扰呈窄带分布时，跳频频 率数目为３、５、７时对受干扰频点的干 扰分集增益分别为3.2dB、4.6dB、5.5dB。 由于干扰分集作用主要表现在对干扰的平 均上，因此，对于单个频点的干扰分集增 益没有上限，而总的干扰分集增益为０。
2、跳频的优点
基带跳频和射频跳频的比较
比较 载频单元的频率 载频板和基带板的连接 可跳频点数 合成器 基带跳频 不变 变 受限于载频单元数 窄带 射频跳频 变 不变 无此限制 宽带
3、跳频的实现
１. 手机进行的是射频跳频，还是基带 跳频？ ２. 基站进行的是射频跳频，还是基带 跳频？ ３. 广播信道能否进行跳频？ ４. S DCCH信道能否进行跳频？ ５. TCH信道能否进行跳频？
GSM无线网络技术
跳频原理和算法
内容提要
1、跳频的定义 2、跳频的优点 3、跳频的实现 4、跳频的算法 5、跳频总结
内容提要
本课程结束后，我了解了:
跳频的定义 跳频带来的好处及原因 跳频具体增益指标 跳频实现的方法及特点 跳频算法原理 跳频算法的几个关键参数
1、跳频的定义
1, 从整个小区的角度来看，在一个小区中,有m个TRX; 这m个TRX使用由n 个不同的频点组成的频率集MA={f1,f2,..,fn}; 频点个数n>=TRX个数m；每个TRX不是固定在一个频点上。 2，从单个通话的角度来看，在一次通话过程中，不是固定 使用一个频点，通话的各个时隙之间可以使用不同的频点。 3，手机和基站都可以跳频，所选用的频率集合中所包含的频点 是预先设定好的。
GSM跳频
根据实 际情况 配置
四 跳频数据配置
载频配置表说明
域名 模块号 小区号 小区名称 含义 模块号是该小区所在的模块 小区号是该小区的索引值 仅仅是提示，无实际意义 值域 0~255 0~65535 30 位 0 建议值
所属设备组 站点设备组的编号。一个站点最多支持 3 个设备 0~2 号 组；目前通常配置为“0” 。 配置此载频单元占用的频点，不跳频时只需配置 一个频点；如需跳频，必需配置至少 3 个频点， 有 效 频 点 最多 64 个频点。这些有效载频一定是小区分配表 1~64 中有效载频的子集。 【小区分 配表】 中有 效载频的 子集
�
�
�
三 跳频参数
TSC 小区内同一载频 小区内不同载频 同频小区 √ √ ╳
CA √ √ √
MA √ √ √
HSN √ √ ╳
MAIO
# ╳
#
表注： “√”表示必须相同；“×”表示必须不同；“#”表示不确定。
四 跳频数据配置
小区分配表说明
域名 模块号 小区号 小区名称 含义 模块号是该小区所在的模块 小区号是该小区的索引值 仅仅是提示，无实际意义 值域 0~255 0~65535 30 位 建议值
0~63
0~7 根据实 际情况 配置
跳频频点 1~32
跳频序列中包含的频点号。 根据跳频算 【小区配置数 法，至少需要三个或三个以上频点才可以 据表】中对应 达到一定的跳频增益；不填表示此域为无 的参与跳频频 效。 点
四 跳频数据配置
无线信道配置表说明
域名 TRX 号 信道号 含义 TRX 单元在基站中的编号 TRX 中物理时隙的编号 每个时隙的逻辑信道类型，包括“ TCH 全 速 率 ” 、 “ TCH 半速率 01 ”、“ TCH 半速率 0 ”、 “ SDCCH8 ”、“主 BCCH ”、“组合 BCCH ”、 “ BCH ”、“ BCCH + CBCH ”、“ SDCCH + CBCH ”等。 用于索引到【跳频数据表】中的相应记录 即 MAIO ，用于确定跳频的起始频点偏移。 半速率时一个时隙分成两个子信道“ 0 ”、“ 1 ” ；全速 率时均为“ 0 ” 。 相应物理时隙占用的 Abis 接口中继电路号 值域 0~24 0~7 9 种信道 组合 建议值
跳频原理介绍
Rayor
瑞禾通讯技术有限公司
(一)基带跳频
基带跳频示意图
Rayor
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(一)基带跳频
Rayor
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(二)综合跳频
特点 TX在每个Burst改变一次频率，MS只采用综合跳 频 优点 跳频频点数可以大于TX数目，可获得更大的跳频 增益，单个TX的故障只影响单个TX内的八个BPC 缺点 必须使用宽带混合合路器，TX数目越多，合路器 损耗越大
Rayor
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（一）频率分集
移动台高速运动时，在同一信道上接收两个相 邻突发脉冲期间(4．615ms)，MS的位置差异对 于消除信号瑞利变化的相关性能已足够了。此 时跳频没有什么危害，但也没有什么帮助。
Rayor
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（二）干扰分集
MS在每个TDMA帧改变频率，MS在一个跳 频频点数目的周期内只经过干扰频点一次， 同样的在某一特定频点的干扰将平均分布在 所有的MS上(也就是说干扰被其他移动台平 均了)。这就是干扰平均，干扰分集的结果
跳频系统总结
跳频的性能
频点越多，频率分集和干扰分集的作用越好 基于宽带的跳频会降低不同频率间衰减峰值之 间的相关性，可以增强频率分集性能 高话务会降低干扰分集的效果 运用DTX和BTSPC可以增加干扰分集的效果
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跳频对系统质量掉话的影响
三个TX(频点)的CELL质量掉话对比
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（二）干扰分集
干扰分集不受移动台移动速度的影响，只与跳 频模式(循环和随机跳频)和跳频方式(基带和综 合跳频)有关。采用与干扰信号无相关性的跳频 序列能获得更大的改善，越低的相关性，越高 的跳频增益
跳频技术在GSM系统中的应用
跳频技术在GSM系统中的应用作者：杨涌张冠楠来源：《数字技术与应用》2011年第01期摘要:本文主要介绍了GSM系统中引入跳频技术后,使系统抗干扰能力提高,频率复用度有所改善。
关键词:跳频技术抗干扰性能频率复用掉话中图分类号:TN914.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)01-0051-021、绪论1.1 引言近年来随着移动网络的迅猛发展,由于GSM移动通信网中,频谱资源和基站小区的频点数有限,另外受到信道利用率的限制,很多因素造成小区同频干扰、邻频干扰严重,给通信质量的进一步提高带来的困难。
如何解决GSM系统中的干扰等问题,以改善系统性能,成了现在GSM网络建设中的一个重要任务。
1.2 跳频技术在移动通信中重要作用GSM移动通信网中引入跳频后,可以起到以下几方面作用:(1)频率分集:由于多径衰落具有频率选择性,因此,跳频可使信号处于深度衰落的概率明显降低,提高,减少掉话。
这种作用可以等同于频率分集。
(2)干扰分集:跳频可以降低多种类型的干扰,如同信道干扰,邻信道干扰,互调干扰等,跳频使移动台所受的连续长时间干扰变成单个突发脉冲的不连续干扰,也就是干扰分集,当在具有不同干扰电平的时隙之间跳频时可以得到干扰分集好处。
(3)提高频率复用度,增加系统容量:由于跳频的抗衰落和抗干扰的作用,可以使频率复用度提高,从而一定程度上增加系统容量,同时也起到扩频的作用。
2、GSM网络跳频技术的系统论述2.1 GSM中跳频的种类及原理跳频可分为快速跳频和慢速跳频,在GSM中主要采用慢速跳频,主要按照固定间隔改变一个信道使用的频率。
慢和快是针对每秒跳频次数和调制速率而言的。
GSM系统使用的跳频技术,每秒跳频217次,传输频率在一个突发脉冲传输期间保持一定。
因为GSM网络中每秒跳频次数小于调制速率,故称为慢跳频,反之为称为快速跳频。
2.1.1 GSM中跳频技术的种类及原理GSM中实现跳频的方法有两种:基带跳频和射频跳频。
通信系统GSM中跳频技术及优化
通信系统GSM中跳频技术及优化研究介绍了GSM系统中跳频技术的原理及分类，指出跳频技术在GSM系统应用主要解决的问题，并以实际工作中的应用情况加以分析。
并提出了对跳频网络的优化的一些要点。
标签：GSM；跳频；抗干扰；优化0引言随着数字移动通信网络的飞快发展，移动手机用户的大量增加，地区之间的话务量也在不断地增加。
在某些节假日时，甚至出现严重的话务拥塞情况，面对日益增长的话务需求，需要对网络进行扩容以满足新的容量和覆盖要求。
这样，跳频技术在通信领域就显得越来越重要，近来被应用在GSM系统中，主要是为了以下解决两方面问题：（1）传输中的多径衰落（Multipath Fading）。
在移动无线传输过程中，当电波遇到障碍物时，其幅度会发生变化，这种变化称之为瑞利衰落（RayleIgh Fading），通常情况下，接收到的信号是具有多个相位的合成信号，包含有障碍物上的反射，接收到的场强也会出现随机起伏的不确定变化，这种衰落所引起的信号幅度变化可能达到40dB，这样就将严重影响传送信号的质量。
（2）其它频率的干扰（Interference）。
来自于相邻地区的相同频率或相近频率的信号会对工作小区产生干扰。
如果不采用跳频的情况下，这种干扰是不间断的，将对通话质量造成坏的影响，甚至于造成无法继续通信从而通话中断。
应用跳频技术，可以使上述两类问题得到较满意的解决。
1跳频基本原理既然跳频技术能解决这样的问题，那我们先看看跳频技术的基本原理，跳频是指载波频率在很宽范围内接某种序列（图1）进行跳变，是信息数据经过信息调制成带宽为Bd的基带信号后，进入载波调制，载波频率受伪随机码发生器控制，在带宽为BSS（BSS>>Bd）的频带内随机跳变，实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽BSS的频谱扩展。
可变频率合成器受伪随机序列（跳频序列），使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变，因此载波调制又称为扩频调制。
跳频信号经射频滤波中提取跳频同步信号，使本机伪随机序列控制的频率跳变与接收到的跳频信号同步，得到被同步的本地载波，使载波解调即扩频解调获得携带有信息的中频信号，从而得到发射机送来的信息。
跳频
GSM网络跳频技术的应用GSM网络质量评估在GSM数字蜂窝系统中，由于存在着频率复用，因此必然存在着同频和邻频干扰，同邻干扰强度决定着话音质量。
在我们通话过程中，通常遇到的话音辨别不清，时断时续等情况很大程度上存在着干扰，根据GSM规范为了保证网络质量，需要定义相应的同频干扰和邻频干扰保护值，因此在实际网络设计中，需要根据该保护值来设计网络。
在非跳频网络中表示网络干扰程度的C／I和BER（比特误码率），FER（帧删除率）的关系是唯一的，并且是独立于系统的负载率。
但是引入跳率技术后，我们发现某一C／I值所对应的RXQUAL 值和非跳频网络是相似的，但在解码后所得到的误码率和帧删除率主要依赖于跳频数量的多少和系统负载情况，因此在跳频网络仅仅用C／I或QXQUAL来评估跳频网络是不够的。
在跳频网络解码后的误码率和帧删除率的指标才能衡量网络的质量。
作为衡量网络中语音话务信道的好坏，我们通常用在服务区域内至少90％的语音话务信道的FER2％表示较好的质量。
从相关模拟结果知道跳频技术降低了C／I的要求，但同时却提高了话音质量，而话音质量的提高在一定程度上提高了系统的容量。
跳频系统的模拟大量的模拟结果表明跳频技术不仅能降低干扰，而且能够明显的提高容量。
网络容量受到两方面限制即Ha r d blockin g和so f t blockin g。
Ha r d blockin g条件下的容量为静态容量，跟网络的配置有关，如对GSM网络在一定的X％的block查Er lan g B表可以得到某一配置的容量。
而so f t blockin g表示了网络的动态容量，对于质量非常好的网络，其网络容量接近于静态容量，但对于干扰强的网络，其网络容量却达不到静态容量。
因此在实际的网络规划中要考虑静态容量和动态容量的平衡点，不能因为追求静态容量无限制的提高配置，也不能完全考虑质量而影响容量。
跳频增益模拟结果表明，跳频增益的大小很大程度上取决于跳频数量的大小，跳频数量越多其跳频增益越大，而跳频数量越少，相应的跳频增益越少。
解析gsm基带跳频如何跳及hsn和maio如何起作用
解析GSM基带跳频如何跳及HSN和MAIO如何起作用移动分派索引偏置(MAIO)移动分派索引偏置(MAIO)由6个比特组成，0-63的编码，其高位包括在“信道描述信元”中octet 3的bit 4、3、二、1中,低位包括在“信道描述信元”中octet 4的bit 7、8中(见表17)（在跳频参数H为1时）。
意义及作用：在GSM规范中，CA表示小区分派的频率集合，MA表示每次通信中移动台和基站所用的频率集（1≤N≤64），MAIO表示一次通信所肯定利用的一个频率（1，N-1），即为MA中的一个元素。
当利用跳频时，移动台按照“信道描述信元”中的FN、HSN、MAIO和跳频序列表（RNTABLE）算出每一个时隙所用的MAI，再进行跳频。
利用MAIO的目的是为了避免多个信道在同一时间争强同一频率。
传送：移动分派索引偏置(MAIO)包括于“信道描述信元”中，在“当即指配命令”、“指配命令”等消息中由基站发送。
跳频序列号（HSN）跳频序列号（HSN）由6个比特组成，0-63的编码，其包括在“信道描述信元”中octet 4的bit 六、五、4、3、二、1中（在跳频参数H为1时）。
（见表17）意义及作用：而相邻小区之间由于利用不相关的频率集合,以为彼其间没有干扰。
在GSM规范中，对于一组n个给定频率，允许组成64×n种不同的跳频序列。
它们用两个参数来讲明：移动分派偏置索引（MAIO）和跳频序列号（HSN）。
通常一个小区内的信道具用相同的HSN和不同的MAIO。
特殊情况是HSN=0，循环跳频，频率一个个按顺序利用。
但其跳频效果不如HSN 为其它值时理想。
传送：跳频参数3-跳频序列号（HSN）包括于“信道描述信元”中，在“当即指配命令”、“指配命令”等消息中由基站发送。
和MAIO的应用：MAIO指起跳频点，也称移动分派指数偏置。
移动分派指数偏置MAIO和跳频序列号HSN一般是成对设置的决定一个跳频序列。
一个跳频序列就是在给定的包括N个频点的频点集（MA）内，通过必然算法，由跳频序列号（HSN）和移动分派偏移（MAIO）唯一肯定所有（N个）频点的一个排列。
[信息与通信]GSM跳频技术介绍
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展的任何一个阶段被用来提高网
频
络性能质量
方
考虑扩容而不希望增加新基站
式
无双频网络运作业务区
未实现半速率语音编码方式
20
第三部分
跳 频 的 系 统 参 数
合成器跳频的系统参数
MA---Mobole Allocation(跳频频点集 ) Motorola最 多可以用64个频率在一个MA内,东莞目前为113到124.
非跳频网络的频率复用方式
非跳频网络采用标准的4X3频率复用方式，即4基 站3扇区复用所有的频率
跳
D
频
F
方
A CE
J L
式
G
B
IK
H
16
跳 频 方 式
3X3 + 基带跳频
使用基带跳频,所有频率（BCCH＋TCH）采用3 基站，3扇区的频率复用方式
用来控制干扰的规划及影响,以提供较好的话音质 量
跳 频 的 原 理
20ms speech
coding
20ms coded speech
Frame 1 Frame 2 @ F1 @F2
Frame 3 Frame 4 Frame 5 Frame 6 Frame 7 Frame 8
@F1
@F2 @F1
@F2 @F1 @F2
Tx
Multipath Fading Environment
Hit Rate 就是常说的Loading ＝TCH载频数/MA
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跳 频 的 系 统 参 数
MA与HSN
MA就是跳频的频率,最多能使用64个频率在 一个MA内
HSN就是MA的跳频序列,HSN＝0－63 0＝循环顺序（Cyclic） 1~63＝随机（Random）
详解GSM的基带跳频和射频跳频
详解GSM的基带跳频和射频跳频跳频技术源于军事通信，目的是为了获得较好的保密性和抗干扰能力。
跳频分为快速和慢速两种，GSM中的跳频属于慢跳频。
跳频方式从时域概念上分为帧跳频和时隙跳频，从载频实现方式上分为射频跳频和基带跳频。
帧跳频：每个TDMA帧频点变换一次，这种方式下，每一个载频可以看做一个信道，在一个小区中帧跳频时BCCH所在的TRX载频上的TCH不能参与跳频，其它不同的载频应有不同MAIO，它是时隙跳频的特例。
时隙跳频：即每个TDMA帧的每个时隙频点变换一次，时隙跳频时BCCH所在的TRX中的TCH可以参加跳频，但目前只在基带跳频时实现。
射频跳频：TRX的发射TX和接收RX都参与跳频。
小区参与跳频频点数可以超过该小区内的TRX数目。
基带跳频：每个发信机工作在固定的频率上，TX不参与跳频，通过基带信号的切换来实现发射的跳频，但其接收必须参与跳频。
因此小区跳频频点数不可能大于该小区的TRX数。
就ERICSSON的设备来说，有X总线的为基带跳频；基带跳频的频点数与载波数是一样的；而综合跳频（射频跳频）的频点数一般比载波数多。
移动一般为基带跳频，联通一般用的是综合跳频。
联通的可用频点少，在满足容量的基础上面，必须采用综合跳频来降低频点干扰咯。
基带跳频的技术难点在于如何实现信息数据的高速交换，满足217跳/秒的跳频速度及271kbits/s的数据传输速率。
考虑以无线接口时隙为基础进行数据的交换，交换方法可以是空分、时分、数据包交换。
基站在设计中采用了先进的总线技术，以时隙交换为基础实现基带跳频，其具体的实现方法为：每个发射机(TRX)调谐在固定频率，有一个固定的ID号。
收发信机的编码器将下行信号编码，形成突发格式数据，编码器根据跳频算法计算本突发应调制的频道（即TRX号），加上有关功率控制等附加信息形成特定的数据包格式，收发信机的编码器在固定的时间(子时隙)内发出数据包。
调制器对每个子时隙的数据包的TRX号进行检查，如和本TRX的ID号不同，则收下一子时隙；如相同，则将本子时隙的数据包接收下来，延时一时隙再发射到空间接口，实现了基带跳频。
信息与通信GSM跳频技术介绍PPT学习教案
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跳频的原理
抑制衰落的有效手段：频率分集
Non Hopping
F1
Hopping
F1
Spread corrupted bursts
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F2 Corrupted Bursts
跳频的原理
将损坏的信息均分：交错及解交
错
20ms speech
coding
20ms coded speech
越区覆盖和重叠覆盖问题。对于BCCH问 题不大，但对于hopping TRX而言，这 会大大的增大频点的碰撞几率（hit_rate)， 造成通话质量变差，掉话增多。因此跳频 前的倾角调整方案尤为重要。
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跳频的系统参数
几个注意点：
参数HSN、MAIO要规划好，以尽量减少 频率碰撞机率
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跳频的系统参数
跳频需要遵循下列原则，否则无法跳频：
只有一个跳频系统可以包括BCCH频点。 BCCH载频的0时隙不能跳频。 基带跳频和合成器跳频都可以使用BCCH频点。 CCCH时隙不能跳频。 合成器跳频中如果使用BCCH频点，使用此BCCH
频点的时隙无法执行业务。 合成器跳频中如果不使用BCCH频点，使用此
Cell 3B
所有Cell A的MA=1,4,7,10,13,16,19,22,25 所有Cell B的MA=2,5,8,11,14,17,20,23,26 所有Cell C的MA=3,6,9,12,15,18,21,24,27 3个基站都是4/4/4
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跳
Hit Rate高的解决办法
跳频对通话质量的改善
增强信号对多径衰落的抑制能力 改善了信号的统计分布 改善FER及话音质量 降低掉话率和切换失败率。
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题目:跳频原理介绍内容简介:跳频技术的性能，跳频原理的介绍，比较基带跳频与综合跳频的优缺点，基本原理适用于所有系统。
目录1．序 (3)2. 跳频的性能 (3)2．1 频率分集 (3)2．2 干扰分集 (4)2．3 结论 (5)3．技术描述 (6)3．1跳频的方式 (6)3．1．1 基带跳频 (6)3．1．2 综合跳频 (7)3．2 系统配置 (8)3．2．1基带跳频 (8)3．2．2综合跳频(配置成两个频率组) (9)3．2．3综合跳频(包括BCCH频点) (10)3．3跳频法则 (10)3．3．1循环跳频 (10)3．3．2随机跳频 (10)3．3．3正交跳频序列 (11)3．4通用分组无线服务(GPRS) (11)4．工程指引 (12)4．1应用 (12)4．1．1概述 (12)4．1．2跳频增益 (12)4．1．3跳频和用户感觉的语音质量 (13)4．2参数························································错误！未定义书签。
4．3跳频对GSM系统掉话的影响 (14)4．4不同跳频频点数对系统质量掉话的改善程度 (15)4．4．1两个跳频频点情况 (15)4．4．2三个跳频频点惰况 (16)4．4．3四个及四个以上跳频频点 (17)1．序移动无线传播在遇到障碍时会遭受短期的幅度变化，这些变化称为瑞利衰落。
不同频率的信号的衰落特性不同。
随着频率差别的增大，衰落更加独立。
GSM中通过跳频(载波频率跳变)频率分集技术，保证了一个信息按几个频率发送，使包含码字一部分的所有突发脉冲不会被瑞利衰落以同一种方式破坏，从而提高了传播性能。
在通话过程中，当移动台移动到正在使用频点的瑞利衰落谷点(fading dip)或者频点受到干扰时，脉冲非常容易丢失。
如果采用跳频技术，同一个位置对于下一个脉冲来说，该位置具有很好的接收特性。
由于采用了GSM原理中的编码和交织技术使单一脉冲的丢失对语音质量的影响达到最小。
在跳频系统中，每一个小区(cell)都预先分配了一个频率集。
通话过程中移动台在每个TDMA帧都改变频率，也就是每秒217跳。
2. 跳频的性能2．1 频率分集跳频技术可减少多径衰落的影响，多径衰落是由频率和位置决定的。
由于采用了跳频技术，一个慢速移动的移动台停留在一个瑞利衰落谷点的时间不会长于一个TDMA帧。
由于多径衰落的作用，移动台接受到的信号强度将变小但更加均匀，移动台将感觉到一个更加平滑的无线环境，这就是频率分集的作用。
参见图1移动台高速运动时，在同一信道上接收两个相邻突发脉冲期间(4．615ms)，移动台位置的差别对于消除信号瑞利变化的相关性能已足够了。
此时跳频没有什么危害，但也没有什么帮助，而当移动台静止或以慢速运动时，跳频能使其传播特性达到高速运动时的性能水平，有效地防止了瑞利衰落，而大多数手机用户通常运动速度较慢，或根本不运动。
2．2 干扰分集干扰是受时间，频率和位置所决定的。
如果不采用跳频技术，小区规划的C/I必须保留足够的余量，这样才能保证在存在干扰的情况下仍然提供比较好的服务质量。
采用跳频技术后，移动台在每个TDMA帧改变频率，移动台在一个跳频频点数目的周期内只经过受干扰的频点一次，同样的在某一特定频点的干扰将平均分布在所有的移动台上(也就是说干扰被其他移动台平均了)。
这就是干扰平均，干扰分集的结果。
由于干扰分集的原因，用户将感觉到一个更好的无线环境。
采用跳频技术后，小区规划的C/I余量可以减小，这样使更加紧密的频率规划成为可能。
干扰分集不受移动台移动速度的影响，只与跳频模式(循环和随机跳频)和跳频类型(基带和综合跳频)有关。
采用与干扰信号无相关性的跳频序列能获得更大的改善，越低的相关性，越高的跳频增益。
如果有用信号和干扰信号采用相同的频率组并且都是循环跳频，那这样获得的改善将非常小。
另一方面，随机跳频将始终获得跳频增益。
跳频频点的数目也影响干扰分集的增益，如果干扰可以分散在更宽的频段上，干扰冲突将变的更少，这样能获得更高的跳频增益。
2．3 结论从用户的角度来看，采用跳频技术后在大多数情况下提供了一个更好的语音质量。
从运营商的角度来看，益处有以下几点：更加紧密的频率复用和容量上的提高一个更加稳定的无线环境提供给用户一个更加平滑和均衡的语音质量3．技术描述3．1跳频的方式目前有两种跳频类型，一种是基带跳频，另一种是综合跳频(射频跳频)。
逻辑信道TCH、SDCCH、PBCCH、PDCH等都可采用跳频，BCCH不允许跳频。
ERICSSON系统可实现基带跳频和综合跳频，具体可采用哪种跳频方式要根据基站类型、合路器类型和天线配置来决定。
一般情况下都采用基带跳频。
3．1．1 基带跳频在基带跳频中，每个发信机被分配一个固定的频点。
基带跳频的优点是能使用的窄带可调谐合路器(narrow-band tuneable filter combiners)，这种合路器最多能够合路12路信号(RBS2000)和16路信号(RBS200),但功率损耗只有3至4dB.参见图2:3．1．2 综合跳频在综合跳频中，每个发信机要处理所有的跳频频点。
综合跳频只能使用宽带混合合路器(wide-band hybrid combiners),这种合路器只能合路2路信号，多路信号的合路要采用瀑布层叠的方法，这样同时导致功率以3dB的步长损失。
综合跳频的优点是跳频频点的数目不受发信机数目的限制。
综合跳频能够用于那些频率复用度大、干扰严重的高负荷网络,每个发信机(TRX)被配置了很多的跳频频点能够获得更大的跳频增益和干扰平均。
如图3：3．2 系统配置3．2．1基带跳频假设要将一个有4个TRX 的BTS 配置成基带跳频，那必须分配4个频点，如图4：在图4中，在第一个时隙TS0上,BCCH没有跳频，只在频点f0上发射。
时隙TS0上剩下的三个信道被分配为TCH,在f1到f3频点上循环跳频。
时隙TS1的所有信道，包括1个SDCCH和3个TCHs在f0到f3频点上循环跳频。
剩下的其他时隙被分配成4个TCHs在f0到f3频点上循环跳频。
共有30个跳频TCH信道。
3．2．2综合跳频(配置成两个频率组)在这种配置下，小区被配置成两个频率组。
第一个频率组(channel group 0)只包含频点f0，参数 HOP = OFF.另一个频率组包含频点f1到f3，参数 HOP = ON.参见图5：在这种情况下，只有N-1个频点(f1~fn)被用于跳频，共有30个TCH，包括7个不跳频的和23个跳频的。
3．2．3综合跳频(包括BCCH频点)可能有两种信道配置，依赖于实际的硬件配置，比较复杂，实际情况中很少采用。
3．3跳频法则3．3．1循环跳频在循环跳频中，使用的频点在每一TDMA帧按顺序的改变，例如四个频点的循环跳频顺序如下：循环跳频通过设定参数跳频序列号HSN = 0来实现，在GSM规范中只指定了一种循环跳频顺序，在一个频率组中从较低的频率跳到较高的频率，到达最高频率后又重新循环。
3．3．2随机跳频随机跳频是通过一个伪随机序列实现的，这个伪随机序列同时存储在移动台和基站上，总共定义了63个伪随机序列，可通过设定HSN = 1~63来指定。
随机跳频中，频率将随机的选定，下图是一个4个频点的随机跳频顺序：一个随机跳频序列大约长6分钟。
3．3．3正交跳频序列在一个小区中，同一个频率组的TRX被分配为相同的HSN,也就是说他们以同样的方式跳频。
为了不造成彼此之间的干扰，在同一时间里他们不能使用相同的频点，这就是正交性。
一个小区内所有的信道都必须是正交的，不正交的信道将导致同频干扰。
要解决以上这个问题可采用一个跳频序列偏置值，参考移动分配索引偏置(MAIO)。
在一个小区内，每一个TRX被分配一个不同的MAIO，这样可以保证两个被分配同样HSN不同MAIO的TRX在同一时间内不会使用相同的频率。
一个随机跳频序列(分别设定连续的MAIO)如下：MAIO的取值范围是0到 n-1,其中n = TRX的个数。
3．4通用分组无线服务(GPRS)在跳频系统中，GPRS信道以与业务信道(TCH)同样的方式进行处理，GPRS不会对跳频特性产生影响也不会带来任何限制。
4．工程指引4．1应用4．1．1概述若载频数大于2，则应该开启跳频（HOP=ON）；若载频数小于2或给定的频点数小于2，则不开跳频。
在采用跳频的小区中，可任选跳频序列号（HSN），但必须注意，采用相同频率组的小区必须采用不同的跳频序列号，否则会干扰通话。
由于跳频将带来频率分集和干扰分集，在系统中应该尽可能使用。
频率分集功能平衡了慢速移动和快速移动的移动台的通话质量，也就是说慢速移动的移动台的通话质量将获得提高，慢速移动和快速移动的移动台将获得同样的通话质量。
频率分集可看作信噪比(C/N)增益。
干扰分集意味着系统可以处理更大的干扰的等级和采用更紧密的频率复用。
相对于非跳频网络意味着容量上的增加。
干扰分集可看作是载干比(C/I)增益.跳频是高容量网络保持质量的一个重要特性，同样的特性还有DTX,MAIO分配，功率控制等。
4．1．2跳频增益影响跳频增益的因素有传播环境、跳频频点数目和干扰特性(例如时间和位置)。
跳频增益随着跳频频点数目的增加而提高，但这种提高幅度是逐渐缩小的。
例如跳频频点数目由7个增加到8个所带来的跳频增益提高的幅度远远没有跳频频点数目由2个增加到3个所带来的跳频增益提高的幅度大。
不同跳频频点数目所得到跳频增益如下表跳频增益也受到DTX开启,MAIO管理，功率控制等其他降低干扰特性的影响。
由于干扰平均的作用，采用DTX和功率控制将提高跳频增益。
4．1．3跳频和用户感觉的语音质量在跳频系统中，BER和rxqual与语音质量之间的对应关系并不象在非跳频系统中那样清晰。
这使得评估一个网络语音质量性能变的更加困难，但是下面的法则还是适用的：较差的用户感觉语音质量与rxqual 的限制关系：rxqual >=4.5 在非跳频系统中rxqual >=5.5 在跳频系统中这个限制条件大约对应与误帧率(FER)等于2%。