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1、跳频技术在GSM系统中的应用摘要: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 :TN914.4:A:1007-9416(2011)01-0051-02 1、绪论 1.1引言 近年来随着移动X络的迅猛发展,由于GSM移动通信X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GSMX络建设中的一个重要任务。
2、1.2跳频技术在移动通信中重要作用 GSM移动通信X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
3、加系统容量,同时也起到扩频的作用。 2、GSMX络跳频技术的系统论述 2.1GSM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GSMX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。 2.1.1GSM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。 基带跳频的原理是将话音信号随着时间的变
4、换使不同频率的收发信机发射,每个收发信机TRX,在一个固定的频率上发送信息,移动通信设备通过使用不同的TRX,从一个突发脉冲序列转换到另一个突发脉冲序列来实现慢跳频,由于BCCH信道不允许使用跳频,因此BCCH信息在TRX1的频点的TS0(时隙0)上发送,而不参与跳频。 射频跳频(RFH,又称合成器跳频)是将话音信号用固定的收发信机由跳频序列控制,采用不同的频率发射。这种跳频方式是TRX不分配有固定的频率,它们按照一个预定的跳频序列改变移动设备所占用时隙的使用频率。在这样的一个系统中,可用的跳频数可以大于已安装好的TRX的数量。 2.1.2
5、基带跳频和射频跳频的主要区别 (1)基带跳频通过选择性的将基带信号传送到工作在固定频率的发射机上来实现跳频,发射机无需跳频。而射频跳频则通过发射机不断变换频点来实现跳频。由于频率选择性合路器不能支持射频跳频,所以使用频率选择性合路器的基站只能使用基带跳频,而采用宽带合路器的基站则可以随意选择。 (2)射频跳频需要一个宽带合路器,一般采用混合合路器,损耗较大,基站覆盖效果受到一定影响。基带跳频可以避免使用宽带合路器,而利用频率选择性合路器,频率选择性合路器一般采用腔体式,损耗较小。宽带合路器对频点间隔没有要求,而频率选择性合路器一般需要频点间
6、隔要大于600kHz,因此发信机的频率间隔要大于600kHz。 (3)射频跳频的每个混合合路器最多可配置4个发信机,合成器的调谐时间最低限度为一个时隙。射频跳频事宜收发信机不多的BTS结构,每个收发信机可以再很宽的频带上跳频,从而获得较高的频率增益。基带跳频的每个合路器最多可配置8个发信机。在容量大的系统中提供这种方法仅仅是成本效益,因此容量大的系统BTS已经有数量较多的收发信机。 2.2GSMX络中跳频的作用 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。根据GSM规范为了保证X络
7、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X络设计中需要根据该保护值来设计X络。 在非跳频X络中表示X络干扰程度的C／I和BER(比特误码率),FER(帧误码率)的关系是唯一的,并且是独立于系统的负载率。但是引入跳频技术后,我们发现某一C／I值所对应的RXQUAL值和非跳频X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X络仅仅用C／I或QXQUAL来评估跳频X络是不够的。 作为衡量X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
8、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。 2.2.1频率分集 由于
