跳 频 在 GSM 中 的 应 用一、 跳 频 的 基 本 介 绍跳频就是使在每个突发序列（Burst）后改变自己的频 率 跳 频 是 GSM 空 中 接 口 的 一 项 重 要 特 性， 在 GSM 规 范 04.08 、 05.01、 05.02 中 都 有 叙 述 它 是 提 高 网 络 质 量 和 网 络 容 量 的 一 项 有 效、 经 济 的 手 段二、 跳 频 的 原 理跳 频 是 按 照 固 定 的 间 隔 改 变 频 率 跳 频 可 以 分 为 两 种 方 式：一种是快跳频（FFH）,它的频率变换速度比调制速度还要 快；另一种称为慢跳频（SFH），也就是目前GSM所采用的跳频 方 式1. 慢 跳 频GSM 采 用 的 是 8 个 时 隙 的 TDMA 系 统 在 慢 跳 频 中， 当 一 个 手 机 占 用 一 个 时 隙 时， 在 一 个 突 发 序 列 内 只 能 在 一 个 固 定 的 频 率 上 进 行 发 送 和 接 收 信 息， 并 在 跳 到 下 一 个 时 隙 前 转 由 另 外 一 个 频 点 进 行 信 息 的 收 发， 并 以 每 秒 217 次 的 速 率 进 行 跳 频。
这 项技术可以在话音信道（TCH）和信令信道（SDCCH）上采用但 广播信道（BCCH）不能采用跳频，因为只能通过广播信道 来测量相邻小区的接收信号强度，因此，它必须要分配一个固 定的频点而且，广播信道上的所有时隙必须以满功率发射， 这样，慢跳频（SFH）、功率控制（PC）、不连续发射（DTX）都不 能在广播信道上使用2. 慢跳频模式（1）.如图一1所示，在空中接口方面，慢跳频可以分为两种 模式：* 循环跳频模式* 随机跳频模式循环跳频模式就是周期地采用同一种跳频序列；而随机 跳频模式则采用一种预先定义好的、相对比较随机的、相当长 的跳频序列，以达到随机跳频的目的突发序列图－1： 周 期 跳 频 和 随 机 跳 频 的 原 理（ 时 隙 1 ）（2）. 在 基 站 方 面， 跳 频 亦 可 分 为 两 种 ：? 基带跳频（BBH）?合成跳频（又称射频跳频（RFH））在基带跳频中（BBH）,每个载频（TRX）以固定的频率发 射 它 是 使 手 机 在 每 个 突 发 序 列 占 用 不 同 的 发 射 单 元 来 实 现 跳频 的 在 基 站 内 部， 基 带 部 分（ FU） 和 射 频 部 分（ CU） 是 分 开的， 这样， 跳频就可以通过把 FU 转接到相应的 CU 上来实现。
如 Alcatel 的 G2 基 站 就 是 这 样 实 现 基 带 跳 频 的 基 带 跳 频 的 跳 频 数N（hop） 是 受 到 所 配 置 的 载 频 数 N（TRX） 限 制 的： N（hop）＜=N（TRX） 只有一个载频的基站是不能实施基带跳频的在合成跳频（RFH）中，载频不用被分配给固定的频率，它 的每一个时隙都可以根据预先定义好的跳频序列而改变它的 频 率 在 这 样 的 一 个 系 统 中， 跳 频 数 可 能 大 于 载 频 数： N（hop）＞=N（TRX） 图—2显示了基带跳频和合成跳频的不同TRX1为BCCH频 点， BCCH 设 置 在 时 隙 0 图 中 表 明， TRX1 只 能 在 基 带 跳 频 中 实 施 跳频 但值得一提的 是， Alcatel 的 微小区（ 1TRX） 可以 实现合成跳频，它是通过一个附加的发射器发射一个空的突发序列来实现的，这在第4章节有详细叙述0 1 2 3 4 5 6 7TRX1TRX20 1 2 3 4 5 6 7TRX1TRX2TRX3TRX4图—2 :基带跳频（左）和合成跳频（右）3. 采用跳频的优点跳频主要通过两个特性来提高传输质量：? 频率分极? 干扰分极（1）.频率分极对于在同一地点时，不同频率的多径衰落是不同的。
当采 用了跳频技术后，慢移动将在不同的突发序列时经历不同 的衰落，而不至于会长时间地停留在同一个频率的多径衰落的 最低处均衡器的差错校正算法可以减少这种衰落影响在信号 中断时间短于交织码的周期时，这种算法是非常有效的因 此，实施跳频可以避免长时间深度衰落，从而可以提高无线信 号传输质量，降低误码率对于快速移动而言，它不会长时间停留在多 径衰落 的最低处，因而不会受这种衰落的影响由于频率分极的优点是建立在不同频率引起不同的多径衰落基础上，因此在定义跳频序列时，频点间隔越大越好2).干扰分极在同一个小区，有的频率可能受到较少的频率干扰而有较 好的话音质量，而有的频率有可能受到较强的干扰当采用了 跳频技术后，采用干扰分担的机理，使这一小区的每个频率的 干扰值都能降到一个平均的满意值需要注意的是，循环跳频模式没有干扰分极特性，因为它 的跳频序列是固定的，不能使干扰和被干扰的频点变得不相 干只有采用随机跳频才能体现干扰分极的优点图-3体现了频率分极和干扰分极的效果无跳频Hopp ingF1F1BS1 MS2 MS1BS1 MS2 MS1F2图—3:频率分极和干扰分极的效果(3) . 提 高 网 络 容 量首先我们介绍一个叫平均复用度(ARCS)的概念，它是衡量网络容量的 一 个重要参数：ARCS = 带 宽 / 平 均 每 小 区 载 频 数平 均 复 用 度 越小， 网络可 以设计到的 容 量越大， 但网 络的 干扰程度也 越严 重。
由 于跳 频 的 频 率 分 级和 干 扰分 级 的 特性， 使 网络 的 干 扰 程 度 大大降低， 因此， 在 相同网 络质 量的 前 提下， 采 用 跳频 的 网络 可以采用 更低的 ARCS， 这样， 每个小区可以配 置更多的 载 频， 从 而 达 到 提 高 网 络 容 量 的 目 的三、 跳 频 的 实 施1. 实 施 的 条 件? 支持 跳频跳频 为的 基本功能如 果不支 持跳频， 则该手 机就 不能 在实施跳频的 网络中 进行正常的 呼叫目前已 知不支持跳 频 的 手 机 有 摩 托 罗 拉 8700 ，诺 基 亚 2110 这 二 款 型 号 的 手 机 均为 最早 进入中国市场的 第一 代， 其后进入中国市 场的 应 均 能 支 持 跳 频专业资料 .? 由 于 跳 频 的 干 扰 分 极 特 性， 因 此， 必 须 在 网 络 整 体 质 量 较 好 的前 提下也 就 是 在网 络 微 调后，绝 大 部 分无 线 信道 都 处 于 较 好 质 量 的 情 况 下， 才 可 以 实 施 跳 频 只 有 这 样， 才 能 用 来 解决个别地区服务质量相对较差 的问题，从而 再进一部提高全 网的无线质 量。
图－4 显 示 了 8 个 手 机 在 采 用 慢 跳 频 前 后 C/I 对 比 我 们 可 以 看到，在采用了跳频之后，平均载干比（）并没有变化，但 最大 载 干 比 与最小载 干 比 之 差小了 许多， 载 干 比 在 下限（ 例如 C/IThr1 =9dB ）以 下 的 手 机（3， 6， 7） 得 到 了 改 善 同 时， 我 们 也 注意到， 原本 C/I 较高的（1， 2， 8） 在采 用 跳频 之后， 反而有 所降 低因此， 只有 在 网络平 均载 干比 高于某个特定的 C/I 门限 （ C/IThr ） 时， 才 能 实 施 跳 频 否 则， 实 施 跳 频 有 可 能 使 网 络 变 得更 差我 们 先 假 设 C/IThr = C/IThr1 （ 平 均 C/I > C/IThr ）： 采 用 跳 频 前 有 3（3， 6， 7） 个手 机的 C/I 低于 C/IThr1 ， 而 采 用 跳 频 之 后， 没 有 一个的 C/I 低于 C/IThr1 因此， 在 这种 情况下 采 用 跳 频 可 以改善网络 质量我 们再假设 C/IThr = C/IThr2 （ 平均 C/I < C/IThr ）： 采用 跳 频 前 有 5（ 3， 4， 5， 6， 7） 个 手 机 的 C/I 低 于 C/IThr2 ， 而 采 用 跳 频 之 后， 反而有7 (2, 3, 4, 5, 6,乙8)个的C/I低于C/IThr2。
在这种 情况下，实施跳频将使网络质量变得更差因此，我们认为，只有在网络总体质量比较好的情况下， 才能实施跳频图—4 :在实施跳频前后的C/I对照2. 在OMC-R上开启跳频功能(1).有三个与跳频有关的参数需要设置:? 跳频序列(FHS)跳频序列定义了可以参加跳频的频点? 跳频序列码(HSN)跳频序列码根据跳频序列定义了跳频的次序 HSN = 0即为循环跳频模式；? HSN = 1 ~ 64 为随机跳频模式分配偏移量(MAIO)MAIO定义了跳频时分配跳频序列中第一个频点的偏移 量2).信道结构设置对于4载频的基站(BCCH = FU1)，基带跳频和射频跳频的信道结构可以设置如下：?基带跳频由于BCCH的零时隙不能跳频，因此在基带跳频中，至少需要定义2个跳频序列TS 0TS 1TS 2TS 3TS 4TS 5TS 6TS 7FU 1bc/sd4orbcchTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs」d,maiofreq1, 01, 01, 01, 01, 01, 01,0FU 2TCHSD/8TCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs_id,maio2, 01, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 1FU 3 fhs」d, maioTCH2, 1TCH1,2TCH1,2TCH1,2TCH1, 2TCH1, 2TCH1, 2TCH1,2FU 4TCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs_id,2, 21, 31, 31, 31, 31, 31, 31,3maio?射频跳频TS 0TS 1TS 2TS 3TS 4TS 5TS 6TS 7FU 1bc/sd4or bcchTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHFU 2TCHSD/8TCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs_id, maio1, 01, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 1FU 3TCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs_id, maio2, 11,21,21,21, 21, 21, 21,2FU 4TCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHfhs_id, maio3, 21, 31, 31, 31, 31, 31, 31,3四、对已实施跳频网络的评估和结论1.跳频序列中频率数多少的影响?对载干比的影响。