跳频原理介绍

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瑞 禾 通 讯 技 术 有 限 公 司
Frequency Hopping
上海瑞禾通讯技术有限公司
Rayor Communication Technologies LTD
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跳频简介
跳频性能
跳频增益和语音质量
跳频方式 跳频系统总结
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跳频简介

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程度达到最小。 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MS在每个 TDMA帧都变换频率，也就是每秒217跳。
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跳频性能
频率分集 多径衰落是由频率和位置所决定的，频 率分集技术能够减少多径衰落的影响。增 益取决于跳频的数量和带宽 干扰分集 干扰是由时间，频率和位置所决定的， 增益取决于发射机的分布和跳频方式
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跳频方式

基带跳频 综合跳频

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(一)基带跳频


ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特点 每个TX被分配一个固定的频点 优点 可以使用窄带可调谐滤波合路器，这种合路器最多 能够合路12路信号(RBS2000)和16路信号 (RBS200) 缺点 跳频的频点数受到TX数目的限制，单个TX的故障 将影响到整个SUBCELL内的BPC

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（一）频率分集
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（一）频率分集
由于采用了跳频技术，一个慢速移动的MS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， MS接受 到的信号强度将变小但更加均匀， MS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
跳频增益
跳频 无 2TRX跳频 4TRX跳频 8TRX跳频 无 2TRX跳频 4TRX跳频 8TRX跳频 天线分集 无 无 无 无 有 有 有 有 慢速MS 11.5 10 8.3 7.5 6.8 5.5 4.6 4.1 中速MS 7.5 6.5 6 6 高速MS 6.8 6.7 6.6 6.6 -

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跳频语音质量
在跳频网络仅仅用C／I或RXQUAL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
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跳频语音质量
较差的用户感觉语音质量与rxqual 的对应关系： 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帧擦除率(FER)等于2%。
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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。
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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
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跳频简介

移动无线传输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。不同频率的信号遭 受的衰落不同。随着频率差别的增大，衰落更加 独立。 GSM中通过跳频频率分集技术，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， 从而提高了传输性能。
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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 采用DTX和BTSPC将提高跳频增益 2个和2个以上TX配置的小区推荐开启跳频

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(一)基带跳频
基带跳频示意图
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(一)基带跳频
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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
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
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（二）干扰分集
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。
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(二)综合跳频
综合跳频示意图
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(二)综合跳频
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跳频系统总结

跳频的作用
均衡网络质量，提供给用户一个更加平滑和均衡 的语音质量 可以使用更加紧密的频率复用方式以增加容量 使无线环境更稳定可靠
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跳频系统标准增益 （CLASS 1b bit,FER为0.2％时所对应的C/I [dB] ）
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跳频语音质量
非跳频系统中表示网络干扰程度的C／I和 BER、FER的关系是唯一的，并且是独立于 系统的负载率 跳频系统中，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