GSM跳频技术与频点.docx

射频跳频：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：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：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：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：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：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。

射频跳频实现的技术难点主要表现在如何实现宽频带内的快速变频和在快速变频的同 时如何保证信号的高质量快速变频与信号的高质量是相互矛盾的在 GSM 系统中各个 时隙之间的间隙只有二十几微秒，要实现射频跳频，系统必须在时隙之间二十几微秒的保 护时间内快速地从一个频点切换到另一个频点按照以前的技术，在实现快速跳频的同时 必然会带来调制精度下降、接收灵敏度恶化、杂散增加以及阻塞性能下降等一系列负作用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，如果有一个 TRX 板坏了，则对应的码字丢失，影响通话性能在另种方式下，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 发生故障，系统的故障维护功能，会关掉此 TRXGSM 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。

华为基站 BTS 同时支持两种方式，在基站系统设计中充分考虑到跳频在频率分集和干 扰分集的作用，可以同时支持基带跳频和射频跳频这两种实现方式，并在网上获得了规模 应用从实际应用的情况来看，华为自主开发的跳频技术能够提高 GSM 系统的抗干扰、 抗衰落性能，大大提高通话质量，增强紧密复用的组网能力，增加系统容量，具有很强的 技术特色 射频跳频实现的技术难点主要表现在如何实现宽频带内的快速变频和在快速变频的同 时如何保证信号的高质量快速变频与信号的高质量是相互矛盾的在 GSM 系统中各个 时隙之间的间隙只有二十几微秒，要实现射频跳频，系统必须在时隙之间二十几微秒的保 护时间内快速地从一个频点切换到另一个频点按照以前的技术，在实现快速跳频的同时 必然会带来调制精度下降、接收灵敏度恶化、杂散增加以及阻塞性能下降等一系列负作用 华为的基站是怎样解决这个问题的呢？下面我们从对射频锁相环的分析入手加以说明 锁相环的锁定时间主要由环路带宽决定，带宽越宽锁定时间越短本振信号的质量主 要由参考时钟（鉴相频率） 、压控振荡器、环路带宽等因素决定，在环路带宽以内本振的相 位噪声取决于参考时钟，在环路带宽以外主要取决于压控振荡器。

要将最佳环路带宽变宽 只有两条途径，一是降低压控振荡器的性能，这显然不可取；二是提高参考性能由于 GSM 系统采用的是 200kHz 带宽，鉴相频率不可能太高，尤其对于 DCS1800 系统不可能 太小，因此在 GSM 系统中很难提高环路带宽，即降低频率锁定时间为了克服以上两个 难点，华为公司通过采用一套特有的动态环路带宽及乒乓切换技术，可以很好地解决快速 变频与信号质量之间的矛盾 动态环路带宽技术：工作中环路带宽不是固定的，而是随着系统的需要而变，但系统 处于不工作状态时，环路带宽保证变回最佳带宽，使输出信号最佳，保证系统的最佳性能乒乓切换技术：在电路上设计了两个完全相同的振荡器，通过开关对两个本振进行选 择，当一个本振工作时，另外一个本振快速锁定到下一个需要的频点上，在两个时隙的中 间通过开关切换到另一个本振电路这样，避免了在时隙的开头和最后出现瞬时的系统性 能恶化 通过采用特有的动态环路带宽及乒乓切换技术后，实现了 900MHz 的 25MHz 带宽、 1800MHz 的 75MHz 带宽内的任意跳频，所有跳频指标均超过 GSM 协议要求 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 换华为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，实现了基带跳频基带跳频对 TRX 的 ID 识别实时性要求非常高，在这一 点上华为是采用 ASIC 技术来解决的，可实现高速、可靠的 TRX－ID 识别功能两者的区别是：两者的区别是： 1） 基带跳频采用的腔体合成器衰耗小，而射频跳频采用的混合合成器的衰耗大，对基站 覆盖范围有一定影响 2） 腔体合成器对频段的要求不如混合合成器灵活，混合合成器的发信机可以使用一组频 率，而腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率发射。

3）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，但其缺点是只有当每小 区拥有 4 个频率以上时效果比较明显；混合合成器要求网网络中各基站必须保持同步，对 基站设备性能要求较高BTS 侧： 对于基带跳频，小区内每个 TRX 的频率固定，但是用户基带信号在不同时间按一定的规律 来变化频率发射 对于射频跳频，小区内除了 BCCH 以外的 TRX 频率随时间变化，但是用户基带信号送到 固定的 TRX 上MS 侧： 只有射频跳频，因为它只有一个接收机 合成器跳频就是射频跳频 （完）在 GSM 体系里面，每 200KHZ 频率是一个频点，例如 890.200MHZ～890.400MHZ 就是一 个频点就是频道，每个载频占用一个频点，然后 1 个物理载频在时间上分成 8 个时隙，就 是 Ts，每个时隙 0.125 秒，就是指一个频点可以在不同的时间点同时为 8 个用户进行通信， 这 8 个时隙就是 8 个物理信道，按照逻辑分类，可以分成 TCH 话音信道和 CCH 控制信道， 每个 TCH 占用一个物理信道，控制信道分为广播控制信道 BCCH、公共控制信道 CCCH、 专用控制信道 SDCCH，每个物理信道可以分成 8 个 SDCCH，用于业务开销、控制、位置 登记、发送短信等。

BCCH 频点就是通常所说的主频呗，广播系统消息的啊， TCH 频点一般就是你通话时所占用的频点啊， BCCH 在载波的零时隙上，其他时隙分配为其他业务信道 联通分两个信道组，信道组零为 BCCH 频点一般一个，信道组一位 TCH 频点， 移动一般三个信道组，信道组零也是 BCCH 频点，信道组一二位 TCH 频点，只是信道组 一承载语音业务，信道组二承载数据业务 一般你测试时，空闲模式测试软件中显示的都是 BCCH 频点 通话过程中占用的是 TCH 频点，而邻区列表里的为 BCCH 频点 爱立信的分配机制是，你申请通话分配 TCH 信道时，优先分配到非 BCCH 载频上的 TCH 信道上 差干扰一般同频指的是同 BCCH BCCH 仅为下发系统消息，单向信道只下发不上传 TCH 一般是承载语音业务的，一个 TCH 对应一个用户，可根据这个算出一个小区承载语 音业务的用户数，如果开半速率的话，承载用户数乘以二。