信息与通信GSM跳频技术介绍.ppt

GSM跳频技术介绍基基于于MMo ot to or ro ol la a产产品品优优化化探探讨讨 撰 稿 人：林能波 部 门：工程建设部 什么是跳频 |简单的说就是在传送时不断的改变频率. |技术最初用于军事传输系统，目的是保证安全性和防止拥塞,有效地提高系统质量,提高频率利用率.用在GSM上,主要是用来解决容量以及通话质量问题.第一部分什么是跳频|使用跳频的背景: z网络的不断扩容，导致频率的复用愈来愈密，频率规划愈来愈难，来自网内的干扰愈来愈多z频率复用度的提高，使本网受网外频点干扰影响的机率愈来愈大z保持频点的相对整洁、干净z使用跳频可以降低频率的冲撞机率z使用跳频可以提高网络的容量z使用跳频可以改善通话质量什么是跳频|跳频解决容量需求z蜂窝系统的原则是不断的频率复用,以最少的频谱得到最大的容量z频率复用的紧密带来---同频干扰、邻频率干扰跳频的原理|跳频的原理调制信道编码与交织信息数字化及编码f1f2f3f4f1信息通过不断跳跃改变的频率来传输第二部分跳频的原理|多径衰落（multipath)|多径衰落产生于散射的环境|是移动通信特有的现象|降低传输质量，是影响网络质量的关键因素|是任何移动通信系统都面临的挑战跳频的原理|抑制衰落的有效手段：频率分集 F1F1F2F2Corrupted BurstsCorrupted BurstsF1F1Non HoppingNon HoppingHoppingHoppingSpread corrupted bursts跳频的原理|将损坏的信息均分：交错及解交错 Frame 1@ F1Frame 2@F2Frame 3@F1Frame 4@F2Frame 5@F1Frame 6@F2Frame 7@F1Frame 8@F220ms coded speechTxMultipath Fading Environment20ms speechcodingRxde-coding20ms speechCorrupted Bursts跳频的原理|信号强度分布的改善 Hopping (Channel number44, 52, 63, 73)Non - hoppingOccurrence0%5%10%15%20%25%30%0-24-68-1012-1416-18RxLev跳频的原理|跳频对通话质量的改善z增强信号对多径衰落的抑制能力z改善了信号的统计分布z改善FER及话音质量z降低掉话率和切换失败率。

跳频方式|跳频方式z基带跳频——BBHz合成器跳频——SFH 主要特点是按固定间隔（4.615ms）改变一个信道使用的频率; Motorola系统中应用较多的就是合成器跳频技术 跳频方式|基带跳频——BBHz收发信机数量与频率数必须相同z各收发信机的工作频率是固定的z信道在不同的时隙使用不同收发信机跳频方式|合成器跳频——SFHz收发信机的工作频率不断地改变z频率数与收发信机数无关 z信道始终通过固定的收发信机传输信息跳频方式|合成器跳频——SFHz给定信道可在每个突发脉冲改变频率，但在传输一个突发脉冲期间，频率保持不变. 频率时间跳频方式|基带跳频与合成器跳频的区别z两者均可用来改善网络质量或提高网络容量z基带跳频的效果受收发信机数量的限制z合成器跳频与收发信机数量无关,可以在宽广的频谱上进行跳跃,使得跳频的效率充分发挥,效果更好跳频方式|非跳频网络的频率复用方式z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ABCDFEGHIJLK跳频方式|3X3 + 基带跳频z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z用来控制干扰的规划及影响,以提供较好的话音质量ABCDFEGHI跳频方式|1X3 +合成器跳频z使用合成器跳频, 1基站，3扇区复用TCH频率; 4基站，3扇区复用BCCH频率z用来控制干扰的规划,使用跳频来最大限度的获得系统容量,提供较好的平均话音质量ABCDFEGHIJLKaaaabbbbcccc跳频方式|1X1 +合成器跳频z使用合成器跳频, 1基站，1扇区复用TCH频率; 4基站，3扇区复用BCCH频率z用来控制干扰的规划,使用跳频来最大限度的获得系统容量,提供较好的平均话音质量ABCDFEGHIJLKaaaaaaaaaaaa跳频方式|合成器跳频的使用z合成器跳频的使用可以在网络发展的任何一个阶段被用来提高网络性能质量z考虑扩容而不希望增加新基站z无双频网络运作业务区z未实现半速率语音编码方式跳频的系统参数|合成器跳频的系统参数zMA---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. zMAIO---Mobole Allocation Index Offset （MA的起跳频点）可取组中频率个数那么多值zHSN---Mopping Sequence Number(跳频序列号)就是MA的跳频率序列,可取64种不同的值:0为循环Cyclic,1~63为Rondom.zOccupancy Rate 服务区（Server）被干扰的概率zHit Rate 就是常说的Loading ＝TCH载频数/MA第三部分跳频的系统参数|M A 与 H S N zMA就是跳频的频率,最多能使用64个频率在一个MA内zHSN就是MA的跳频序列,HSN＝＝0－－63 0＝循环顺序（Cyclic） 1~63＝随机（Random）例如例如Cell A的的MA=1,4,7,10,13,…使用使用HSN＝＝0，跳频次序＝，跳频次序＝1,4,7,10,13,…使用使用HSN＝＝1，跳频次序＝，跳频次序＝7,1,13,4,10,…使用使用HSN＝＝2，跳频次序＝，跳频次序＝1,10,4,13,7,…Cell ACell AMA=1,4,7,10,13,…MA=1,4,7,10,13,…Cell BCell BMA=2,5,8,11,14,…MA=2,5,8,11,14,…Cell CCell CMA=3,6,9,12,15,…MA=3,6,9,12,15,…跳频的系统参数|MAIO---MA的起跳频点例如例如Cell A的的MA=1,4,7,10,13,…使用使用HSN＝＝2，跳频次序＝，跳频次序＝1,10,4,13,7,…使用使用MAIO＝＝0，跳频次序＝，跳频次序＝1,10,4,13,7,…使用使用MAIO＝＝1，跳频次序＝，跳频次序＝10,4,13,7,16,…使用使用MAIO＝＝2，跳频次序＝，跳频次序＝4,13,7,16,19,…如果如果Cell A内有内有2个个TCH载频载频第第1个个TCH载频使用载频使用MAIO＝＝0则第二个则第二个TCH载频不能使用载频不能使用MAIO＝＝0目的是避免目的是避免Cell内的同频干扰内的同频干扰Cell ACell AMA=1,4,7,10,13,…MA=1,4,7,10,13,…Cell BCell BMA=2,5,8,11,14,…MA=2,5,8,11,14,…Cell CCell CMA=3,6,9,12,15,…MA=3,6,9,12,15,…跳频的系统参数|Occupancy Ratez就是常说的Loadingz＝TCH载频数/MACell ACell AMA=1,4,7,10,13,16,19,22,25MA=1,4,7,10,13,16,19,22,25TCHTCH载频＝载频＝3 3Cell ACell A的的Loading/Occupancy RateLoading/Occupancy Rate= 3/9 =33.3%= 3/9 =33.3%跳频的系统参数|Hit Ratez服务区（Server）被干扰的概率= = 1/1/服务区服务区MAMA x x 1/1/干扰区干扰区MAMA x x 同频数同频数 x x 干扰区干扰区TCHTCH载频数载频数服务区服务区干扰区干扰区Cell ACell AMA=1,4,7,10,13,16,19,22,25MA=1,4,7,10,13,16,19,22,25TCHTCH载频＝载频＝3 3Cell BCell BMA=2,5,8,10,13,16,20MA=2,5,8,10,13,16,20TCHTCH载频＝载频＝2 2跳频的系统参数|Hit Rate与Occupancy的关系Cell 1ACell 1ACell 1BCell 1BCell 1CCell 1CCell 2ACell 2ACell 2BCell 2BCell 2CCell 2CCell 3ACell 3ACell 3BCell 3BCell 3CCell 3C所有所有Cell ACell A的的MA=1,4,7,10,13,16,19,22,25MA=1,4,7,10,13,16,19,22,25所有所有Cell BCell B的的MA=2,5,8,11,14,17,20,23,26MA=2,5,8,11,14,17,20,23,26所有所有Cell CCell C的的MA=3,6,9,12,15,18,21,24,27MA=3,6,9,12,15,18,21,24,273 3个基站都是个基站都是4/4/44/4/4v每个小区的每个小区的Occupancy/LoadingOccupancy/Loading＝＝3/93/9＝＝33.333.3％％vCell A Cell A 跟跟Cell B/CCell B/C的的Hit RateHit Rate＝＝0 0vCell B Cell B 跟跟Cell A/CCell A/C的的Hit RateHit Rate＝＝0 0vCell C Cell C 跟跟Cell B/ACell B/A的的Hit RateHit Rate＝＝0 0vCell A Cell A 跟跟Cell ACell A的的Hit RateHit Rate＝＝1/9 x 1/9 x 9 x 31/9 x 1/9 x 9 x 3＝＝33.333.3％％vOccupancyOccupancy跟干扰没有直接的关系跟干扰没有直接的关系vOccupancyOccupancy只能作为一个参考只能作为一个参考v真正反映系统的是真正反映系统的是Hit RateHit Ratev根据经验覆盖重叠严重的地方，根据经验覆盖重叠严重的地方， Hit RateHit Rate必须低于必须低于12.512.5％％跳频的系统参数|Hit Rate高的解决办法跳频的系统参数|小结z避免同一基站内的同频、邻频相撞－Manual MAIOz避免不同基站之间的同频、邻频相撞－使用HSNzOccupancy Rate跟干扰没有直接的关系zOccupancy Rate只能作为一个参考z真正反映干扰的是Hit Ratez如果覆盖重叠，Hit Rate最佳是低于15％z跳频系统因为能利用Interleave，所以计算质量应该使用FER，一般FER必须低于10％z系统干扰除了Hit Rate以外，还要考虑话务量，如果系统话务量低，根本同频、邻频相撞的概率相当少，那Hit Rate以及Occupancy Rate可以提高，但为了保险，摩托罗拉设计都是按照满负荷。

跳频的系统参数|东莞业务区情况z跳频方式：合成器跳频－SFHz频率划分：BCCH:96-111 Guard_Band:112 Hopping_Freq:113-124跳频的系统参数|几个注意点：z一般跳频载频优先占用，除非小区话务负荷很大的情况z注意缓冲区（BUFFER AREA)的规划、设置、保护.对HOPPING设保护频点，避免边界区域的质量变差z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跳频的系统参数|几个注意点：z参数HSN、MAIO要规划好，以尽量减少频率碰撞机率z跳频的打开与拥塞功能（congestion features)之间的矛盾跳频的质量提升需要减少越区覆盖，而拥塞功能的实现却需要必要的越区覆盖来实现z跳频系统的一个特点就是均衡容量与质量之间的矛盾.在系统容量一 定的情况下，跳频后系统质量会有所提高；在保证系统质量不变的情况下，系统容量将得到明显的增加跳频的系统参数|跳频需要遵循下列原则，否则无法跳频：z只有一个跳频系统可以包括BCCH频点。

zBCCH载频的0时隙不能跳频z基带跳频和合成器跳频都可以使用BCCH频点zCCCH时隙不能跳频z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z合成器跳频中如果不使用BCCH频点，使用此BCCH频点时隙此时可以执行业务z基带跳频中如果使用BCCH频点，BCCH频点最多可以有7个时隙执行业务但此cell内其它载频的0时隙要使用不同的跳频系统（不准使用BCCH频点）z基带跳频中如果不使用BCCH频点，BCCH频点可以有7个时隙执行业务，但这些信道不能参与跳频。