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文档简介

1、MF007002跳频ISSUE1.4华为技术目录课程说明1课程介绍1课程目标1相关资料1第1章 跳频分类1第2章 跳频的作用6第3章 跳频参数9第4章 跳频数据配置17课程说明课程介绍本课程介绍了跳频的概念、分类、实现原理,所能起到的作用,数据配置等内容。本课程包括跳频分类、跳频的作用、跳频参数和物理意义、跳频数据配置共四章内容。课程目标完成本课程学习,学员能够: l 掌握跳频的原理、作用、分类l 掌握跳频数据配置相关资料第1章 跳频分类跳频就是手机和基站都按照一个相同的频点序列来收发信息,这个频点序列就是跳频序列(HSN)。一个跳频序列就是在给定的包含N个频点的频点集(MA)内,通过一定算法

2、,由跳频序列号(HSN)和移动分配偏移(MAIO)唯一确定所有(N个)频点的一个排列。不同时隙(TN)上的N个信道可以使用相同的跳频序列,同一小区相同时隙内的不同信道使用不同的移动分配偏移(MAIO)。采用紧密频率复用技术时,系统干扰是决定频率复用比的最重要因素。为了降低系统干扰,通常采用的技术是功率控制、非连续发射技术;而为了抗干扰,提高系统在同等干扰条件下的通信质量,通常采用跳频技术。因此,跳频是GSM系统抗干扰和提高频率复用度的一项重要技术。 按照GSM规范,慢跳频可以用于GSM通信系统中,跳频是指载波频率在一定范围内,按某种规律跳变。每个小区信道组的跳频功能都能单独激活或关闭。 BCC

3、H由于是广播信道,不参与跳频,TCH信道,SDCCH信道可以使用跳频。基站使用的跳频有两种,基带跳频和射频跳频,各自的实现原理是不相同的。采用紧密频率复用技术时,系统干扰是决定频率复用比的最重要因素。为了降低系统干扰,通常采用的技术是功率控制、非连续发射技术;而为了抗干扰,提高系统在同等干扰条件下的通信质量,通常采用跳频技术。因此,跳频是GSM系统抗干扰和提高频率复用度的一项重要技术。按照GSM规范,慢跳频可以用于GSM通信系统中,跳频是指载波频率在一定范围内,按某种规律跳变。每个小区信道组的跳频功能都能单独激活或关闭。BCCH由于是广播信道,不参与跳频,TCH信道,SDCCH信道可以使用跳频

4、。基站使用的跳频有两种,基带跳频和射频跳频,各自的实现原理是不相同的。系统中具有多个相对独立的基带处理单元和载频处理单元,每一个载频处理单元的工作频点固定不变;每一路通信的业务信息由固定的基带单元处理,按照时间顺序和一定的跳频规则,通过总线结构,将处理后待发送的信息传送到工作于不同频点的载频单元处理并发送。这种跳频的实现方式称为“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,因此可以用宽带合路器,也可以用空腔合路器。TRX的数目,限制跳频的最大数目。基带跳频的问题是

5、,如果有一个TRX板坏了,则对应的码字丢失,影响通话性能。在这种方式下,每一路业务信息由固定的基带单元和频带单元处理;而频带单元的工作频点由频率合成器提供,在控制单元的控制下,频点可以实现按照一定的规律改变。这种方式称为“频带跳频”或“射频跳频”。在射频跳频中,一个发信机处理一个通话的所有突发脉冲所用的频点,是通过合成器频率的改变来实现,而不是经过基带信号的切换来实现,收发信机数目(TRX)不受载频的限制,而取决于小区话务量的大小。由于合成器频率要变化,合路器也要变化,只能用宽带合路器。这种合成器有大约3db的插入损耗。使用多个合路器级连插入损耗较大,实际应用受到限制。但是,一旦某一TRX发生

6、故障,系统的故障维护功能,会关掉此TRX。GSM规范并未规定GSM的基站必须使用“基带跳频”或“频带跳频”,基站设备采用的跳频方式将由设备供应商决定;而对于移动终端,因为每个终端只有一套载频单元,所以必然采用射频跳频。在这种方式下,每一路业务信息由固定的基带单元和频带单元处理;而频带单元的工作频点由频率合成器提供,在控制单元的控制下,频点可以实现按照一定的规律改变。这种方式称为“频带跳频”或“射频跳频”。在射频跳频中,一个发信机处理一个通话的所有突发脉冲所用的频点,是通过合成器频率的改变来实现,而不是经过基带信号的切换来实现,收发信机数目(TRX)不受载频的限制,而取决于小区话务量的大小。由于

7、合成器频率要变化,合路器也要变化,只能用宽带合路器。这种合成器有大约3db的插入损耗。使用多个合路器级连插入损耗较大,实际应用受到限制。但是,一旦某一TRX发生故障,系统的故障维护功能,会关掉此TRX。GSM规范并未规定GSM的基站必须使用“基带跳频”或“频带跳频”,基站设备采用的跳频方式将由设备供应商决定;而对于移动终端,因为每个终端只有一套载频单元,所以必然采用频带跳频。第2章 跳频的作用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;而这种干扰通过信道解码、去交织与纠错技术,可以在很大程度上获得纠正。因此采

8、用跳频技术后使得GSM的基站和移动台可以工作在较恶劣的电波环境下。总之使用跳频后,小区规划更灵活。均化干扰的效果取决于跳频的模式,如果干扰信号和有用信号使用相互不同的跳频序列即非相关序列,那么通话质量就可获得最佳效果。相关性越小,均化效果越好。如果干扰信号和有用信号都使用循环跳频,且跳频序列一样,则它们有可能步调一致,干扰信号和有用信号始终在同频上,有用 信号所受的干扰就和没有使用跳频的一样。这相当于两个跳频序列是完全相关的。因此,随机跳频的干扰分集效果要好一些。 在全负荷系统中,所有干扰信号都在被同时发射,因而存在连续的干扰。即使这样,使用随机跳频序列仍可获得很好通话质量的改善。只是,同频率

9、小区要使用不同的跳频序列。跳频的频率越多,效果越好。跳频可以降低瑞利衰落对信号强度的影响。这种影响相当于频率分集。GSM的一个语音码块经过信道编码以后,分散在8个突发(BURST)中传输。因为瑞利衰落是基于频率的,也就是说信号衰落的谷点在不同的频率出现在不同的位置,因此,在采用跳频以后,每个突发脉冲的调制频率不同,如果某一频点发生了频率选择性衰落,则手机接收的信号位于谷点的时间不会超过一个burst周期,影响的仅仅是一个突发脉冲,信号强度的变化被分成足够小,可以达到信道编码和交织纠误的要求 ,瑞利衰落的信号谷点就可以被忽略,瑞利衰落信号电平出现的谷点趋于平缓。这样一来,慢速移动的手机就会处于更

10、均匀电波环境。对于快速移动的手机,不考虑其速度,受频率分集的影响是一样的。只是由于bursts之间距离变化大,效果不是很好。基于对频率衰落理论的了解,循环跳频可以获得比随机跳频好一些的频率分集效果 ,因此,在郊区,GSM网络干扰较小,衰落是主要问题,在这种情况下,循环跳频优于随机跳频。在GSM系统中,小区中每个频点所受的干扰强度和分布是不一样的,同一路通话的突发脉冲的载频的变化,降低了信号所受的干扰,通话受到的电波干扰被平均,否则,如不采用跳频,移动台一直工作在固定的频点上,则整个通话过程的每一个突发脉冲可能都会受到固定不变的强干扰。也就是说采用跳频技术把干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上

11、,这种效果被称为“均化干扰”或“干扰分集”,如图,B1、B2、.为突发,跳频时,以f1f2f3.频率传播。蜂窝网络是频率复用的,同频干扰是存在,跳频使信号所受的是不连续的干扰,而非连续干扰,电波环境得到了改善。对于每一个突发脉冲所受的干扰是变化的,这一点有利于通话质量的提高,否则,整个通话会受到很大干扰。也就是说干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上。当然跳频出现的频率碰撞会引起很强的瞬时干扰,定义不同的MAIO能解决这个问题。跳频时,我们使用的频点越多,频率冲撞的可能性就越小,跳频增益越高。但跳频频点增多了,相应频率利用率就会降低。第3章 跳频参数GSM0502 协议定义了计算MAI的规则,

12、简要说明如下:1、循环跳频当HSN = 0 时,跳频方式为循环跳频。此时:MAI = (FN + MAIO) 模 n 这种跳频频率按逻辑号顺序使用。例如,四频率序列就是如下所示:(.,f4,f1,f2,f3,f4,f1,f2,f3,f4,f1,f2,.)由此可见,采用循环跳频时MA集合中的频率被依次循环占用。GSM规范中只定义了一种循环顺序,即指定频率范围中从低到高依次循环。2、随机跳频当HSN 0 时,跳频方式为随机跳频。采用随机跳频时,MA集合中的频率将被“随机占用”。而随机占用的规则将由跳频偏移指针MAI决定。MAI的计算较为复杂。必须通过跳频序列号HSN、跳频偏移量MAIO和时间参数(

13、T1、T2、T3)的相关计算,同时查阅基站或手机中的随机参数表(RNTABLE),得到实际的跳频规则。这种跳频规则实质上是一种持续周期为六分钟的随机序列。因为这种随机序列仍然具有一定的规律,只是这种规律持续的周期较长,规律本身很复杂,所以严格意义上,这种跳频方式应该被称为“伪随机跳频”。使用随机跳频,某话路占用的频率被“无规则”(实际上周期为六分钟)随机分配。跳频的一个例子如下:(.,f1,f4,f4,f3,f1,f2,f4,f1,f3,f3,f2,.)GSM0502 协议定义了计算MAI的规则,简要说明如下:1、循环跳频当HSN = 0 时,跳频方式为循环跳频。此时:MAI = (FN +

14、MAIO) 模 n 这种跳频频率按逻辑号顺序使用。例如,四频率序列就是如下所示:(.,f4,f1,f2,f3,f4,f1,f2,f3,f4,f1,f2,.)由此可见,采用循环跳频时MA集合中的频率被依次循环占用。GSM规范中只定义了一种循环顺序,即指定频率范围中从低到高依次循环。2、随机跳频当HSN 0 时,跳频方式为随机跳频。采用随机跳频时,MA集合中的频率将被“随机占用”。而随机占用的规则将由跳频偏移指针MAI决定。MAI的计算较为复杂。必须通过跳频序列号HSN 、跳频偏移量MAIO和时间参数(T1、T2、T3)的相关计算,同时查阅基站或手机中的随机参数表(RNTABLE),得到实际的跳频

15、规则。这种跳频规则实质上是一种持续周期为六分钟的随机序列。因为这种随机序列仍然具有一定的规律,只是这种规律持续的周期较长,规律本身很复杂,所以严格意义上,这种跳频方式应该被称为“伪随机跳频”。使用随机跳频,某话路占用的频率被“无规则”(实际上周期为六分钟)随机分配。跳频的一个例子如下:(.,f1,f4,f4,f3,f1,f2,f4,f1,f3,f3,f2,.)CA:小区分配表,小区所使用的频率序号集合;FN:TDMA帧号,在同步信道上广播。BTS和MS通过FN取得同步(02715647);MA:用于移动台跳频的无线频率序号集合,是CA的一个子集。M包含N个频率序号,1 N 64MAIO:移动分

16、配偏移量(0 N1);在通信过程中,空中接口上采用的无线频率序号是集合MA中的一个元素。MAI(移动分配索引,0 N1)就是用于确定集合MA中的一个确切元素,换句话说,实际使用频点由MAI指定。MAIO是MAI的一个初始偏移量,目的是防止多个信道在同一时间争抢同一载频。HSN:跳频序列(发生器)号(063);HSN=0时为循环跳频;HSN0为随机跳频。跳频算法MAI=(S+MAIO)MOD N RFCHN=MA(MAI);S是根据帧号、跳频序列号经过计算得到,MAI是通过S加跳频偏移量然后模实际分配的载频数。1、BCCH频点不跳频;具体方法是在【站点/载频配置表】中只为BCCH载频配置一个频点。2、移动分配集MA必须是相应小区分配表CA的子集,即小区中某一载频跳频所用的所有频点必须出现在【小区/小区分配表】的相应记录中。3、对于某一跳频信道而言,因为可用的跳频频点数越多,跳频的抗干扰效果越好,所以通常情况下,某载频的移动分配集MA等于除了BCCH频点以外的所有CA,即小区内的除BCCH频点以

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