基带跳频和射频跳频
通信系统的抗干扰技术
通信系统的抗干扰技术移动通信系统必须采用无线传输技术才能实现在移动中的信息交换，而无线传输极易受到各种其他无线电波的干扰，干扰的大量存在会极大的影响网络通信的质量和系统的容量。
抗干扰技术具有对抗性强，技术综合性强，难度高，实用性和可靠性高等特点，在当今电磁环境越来越恶劣的情况下，抗干扰技术尤为引人注目。
将其用于通信系统中，可以大大提高通信系统的有效性和可靠性。
如今抗干扰技术已成为无线电通信的主流技术，它和通信领域联系最为密切。
目前主要的抗干扰技术有：扩频技术，功率控制技术，跳频技术，多用户检测技术等。
1、直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。
这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。
在发端输入的数字信号信息，先由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，扩频码序列一般采用PN 码。
展宽后的信号再调制到射频发送出去，调制多采用BPSK、DPSK、MPSK等调制方式。
在接收端收到的信号进行解调（一般采用相干解调），然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，恢复成原输入的信息输出。
直序扩频通信系统的优点：a、抗干扰性强；b、隐蔽性好；c、易于实现码分多址；d、抗多径干扰；e、直扩通信速率高；f、保密性能好。
直扩通信系统的不足：直扩系统除了一般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接受机用此同步后的伪随机码去对接受信号进行相关解扩。
直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就高，因而同步时间就长。
2、功率控制技术可分为三种类型：开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。
开环功率控制的基本原理是根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则，先行测量接收功率大小，并由此确定发射功率的大小。
GSM系统中基带跳频和射频跳频的比较分析
GSM系统中基带跳频和射频跳频的比较分析跳频系统概述：为了有效地提高系统质量，提高频率利用率，GSM的无线接口使用了跳频技术，跳频是扩频通信方式的一种，在蜂窝移动通信系统中应用，可以提高系统抗多径衰落的能力，并且能抑制同频干扰对通信质量的影响，具有较高的应用价值。
特别是现在频谱资源日益紧张，跳频技术就成为提高频谱利用率的最有效的途径之一。
跳频系统的增益主要来自于频率分集和干扰分集的作用，因而可以明显的提高系统抗干扰，抗衰落能力。
GSM系统中常见的跳频方式可以分为基带跳频（Baseband Hopping，BH）和综合跳频（Synthesiser Hopping，SH，或称射频跳频）两种。
基带跳频是将同一路话音信号随时间的变化使用不同频率的发射机发射。
射频跳频是将话音信号用固定的发射机采用不同频率发射。
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。
二·基频跳频和射频跳频原理对比分析：2·1基频跳频原理：在基带跳频系统中，每个TRX被调谐到固定的频率，这种调谐是采用机械方式，调谐速度慢，通常采用RTC（Remote Tune Combiner）完成。
对于每个特定话音连接，连接是建立在特定TRX的特定时隙上。
经过编码与交织的每个Burst在属于该连接的时隙被调度到不同的TRX上发送，从而实现该连接上频率的跳变。
但是需要注意的是，尽管发送的Burst在每个TRX间跳动，但上行接收处理却始终在呼叫发起的那个TRX的固定时隙上。
因此，基带跳频实际上是一种时隙跳频，BCCH载频的TCH时隙可以参与跳频。
出于跳频性能的考虑，至少需要配置3个以上的TRX时才能采用BH方式跳频。
可见这种方式适用于高容量的小区，当小区容量不高时，这种方式无法加以利用。
当采用BH方式时，BCCH所在TRX对应的频点可参与跳频，也可不参与跳频。
小区所能使用的所有频点集合称为Cell Allocation，跳频时所使用的频点集合称为Mobile Allocation，这就是说，BCCH载频可包含在MA之中，也可不包括。
功率单位
它们都是功率增益的单位，不同之处如下。
dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线；dBd的参考基准为偶极子。
一般认为dBi和dBd表示同一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2．15dBi。
例如：对于一增益为16 dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18．15dBi 一般忽略小数位，为18dBi 。
dB也是功率增益的单位，表示一个相对值。
当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10lgA／B计算。
例如：A功率比B功率大一倍，那么10lgA／B＝10lg2＝3dB，也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm 则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。
dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg功率值／1mW。
例如：如果发射功率为1mW，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg 1mW／1mW ＝0dBm；对于40W 的功率，则10lg（40W／1mW）＝46dBm。
dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。
一般来说，dBc相对于载波 Carrier 功率而言，在许多情况下，用来度量载波功率的相对值，如度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代1、功率单位mW和dBm的换算无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
Tx是发射（ Transmits ）的简称。
无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：1、功率（ W ）: 相对 1 瓦（ Watts ）的线性水准。
GSM网络跳频原理介绍
题目:跳频原理介绍内容简介:跳频技术的性能，跳频原理的介绍，比较基带跳频与综合跳频的优缺点，基本原理适用于所有系统。
目录1．序 (3)2. 跳频的性能 (3)2．1 频率分集 (3)2．2 干扰分集 (4)2．3 结论 (5)3．技术描述 (5)3．1跳频的方式 (5)3．1．1 基带跳频 (6)3．1．2 综合跳频 (7)3．2 系统配置 (7)3．2．1基带跳频 (7)3．2．2综合跳频(配置成两个频率组) (8)3．2．3综合跳频(包括BCCH频点) (9)3．3跳频法则 (9)3．3．1循环跳频 (9)3．3．2随机跳频 (10)3．3．3正交跳频序列 (10)3．4通用分组无线服务(GPRS) (11)4．工程指引 (11)4．1应用 (11)4．1．1概述 (11)4．1．2跳频增益 (12)4．1．3跳频和用户感觉的语音质量 (13)4．2参数 ·····················································错误!未定义书签。
4．3跳频对GSM系统掉话的影响 (14)4．4不同跳频频点数对系统质量掉话的改善程度 (15)4．4．1两个跳频频点情况 (15)4．4．2三个跳频频点惰况 (16)4．4．3四个及四个以上跳频频点 (16)1．序移动无线传播在遇到障碍时会遭受短期的幅度变化，这些变化称为瑞利衰落。
跳频详解
跳频可分为快速跳频和慢速跳频,在GSM中采用的是慢速跳频,其特点是按照固定的间隔改变一个信道使用的频率.根据GSM的建议，基站无线信道的跳频是以每一个物理信道为基础的，因此对于移动台来说，只需要在每个帧的相应时隙跳变一次，其跳频速率为217跳/秒，它在一个时隙内用固定的频率发送和接收，然后在该时隙后需跳到下一个TDMA帧，由于监视其它基站需要时间，故允许跳频的时间约为1ms，收发频率为双工频率。
但对基站系统来说，每个基站中的TRX（收发信机）要同时于多个移动台通信，因此，对于每个TRX来说，能根据通信使用的物理信道，在其每个时隙上按照不同的跳频方案来进行跳变。
一、跳频的种类及各自实现的方法GSM中的跳频可分为基带跳频和射频跳频两种。
在北电系统中采用的是射频跳频。
基带跳频是通过腔体合成器来实现的，而射频跳频是通过混合合成器来实现的。
当采用基带跳频时，它的原理是在真单元和载频单元之间加入了一个以时隙为基础的交换单元，通过把某个时隙的信号切换到相应地无线频率上来实现跳频，这种做法的特点是比较简单，而且费用也底。
但由于采用的腔体合成器它要求其每个发信机的频率都是固定发射的，当发信机要改动其频率时，只能人工调谐到新的频率上，其话音信号随着时间的变化使用不同频率发射机发射，收发信机在跳频总线上不停的扫描观察，当总线发现有要求使用某一频率时，总线就自动指向拥有该频率的发信机上来发送信号。
采用基带跳频的小区的载频数与该小区使用的频点数是一样的。
当采用射频跳频时，它是在通过对其每个TRX的频率合成器进行控制，使其在每个时隙的基础上按照不同的方案进行跳频。
它采用的混合合成器对频带的要求十分宽松，每个发信机都可使用一组相同的频率，采用不同的MAIO加以区分。
但它必须有一个固定发射携带有BCCH的频率的发信机，其他的发信机可随着跳频序列的序列值的改变而改变。
两者的区别是：1、基带跳频采用的腔体合成器最多可配置8个发信机，而且衰耗小，此时衰耗仅为3.5dB;而射频跳频采用的混合合成器的容量较小,最多可配置4个发信机,而且衰耗大,当为H2D时,衰耗为4.5dB当为H4D 时,衰耗为8dB.显然,当基站配置较大时,采用混合合成器的基站的覆盖要小.2、腔体合成器对频段的要求不如混合合成器灵活,混合合成器所带的发信机可以使用一组频率,频点的间隔要求为200 K;腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率发射,而且所用频点的间隔要求大于600K.3、基带跳频的每个发信机TX只能对应一个频点，而射频跳频的每个发信机TX能够发送所有参与跳频的频点。
跳频原理及配置
内容提要一跳频的定义二跳频的优点三跳频的实现四跳频的算法一跳频的定义在一个小区中,有m个TRX这m个TRX使用由n 个不同的频点组成的频率集MA={f1,f2,..,fn}频点个数n>=TRX个数m每个TRX不是固定在一个频点上在一次通话过程中不是固定使用一个频点通话的各个时隙之间可以使用不同的频点手机和基站都可以跳频所选用的频率集合中所包含的频点是预先设定好的跳频的定义Downlink (serving cell)跳频示意图一个使用TS3时隙的话路跳频图示二跳频的优点引入跳频的原因提高频率复用率均化干扰干扰的分类多径衰落同频干扰邻频干扰跳频对以上的干扰有改善作用频率分集多径衰落极点发生在半波长处对于900MHz约为17cm对于1800MHz约为8cm不同的频率其衰落极点不一样跳频避免通话长期位于衰落极点处跳频的优点频率分集示意图虚线和细实线表示在两个频率上的接收电平粗实线表示跳频对这两个频率的接收效果的平滑作用均化干扰干扰源是固定和长期的跳频能够把长时间的连续干扰分散到各个不连续的时隙当中GSM的交织和纠错编码技术保证个别时隙的损坏对通话质量的影响不大B1B2B3B4均化干扰示意图跳频的优点频率分集的增益取决于传播环境移动台速度跳频序列的频率数目频率间的相关性频率分集的增益最大值不超过dB当移动台速度很快时跳频的频率分集对增益只有较小的改善为什么当移动台速度很快时跳频的频率分集对增益只有较小的改善为什么当移动台速度很快时跳频的频率分集对增益只有较小的改善回答移动台的快速移动已经使得电磁传播的环境发生了改变对各个突发脉冲而言其无线环境已经不相同起到了分集接收的作用所以此时再加上跳频作用已不大跳频的优点频率分集对增益的影响移动通讯的电磁波由直达波分量和散射波分量组成当直达波成分占主要地位时跳频的频率分集作用不明显其增益大约在dB之间反之当散射波分量占主要地位时跳频的频率分集增益显著大约在dB之间对于一个传播环境移动台速度及频率间隔均满足使跳频频率分集增益最大的典型环境3个频率跳频最大可达 3.3 dB4个频率跳频最大可达 4 dB9个频率跳频其频率分集增益不超过5.5dB最大的频率分集增益不超过 6 dB.跳频的优点跳频的均化干扰能力取决于干扰的分布形式跳频序列的频率数目频率间的相关性对于窄带干扰干扰分集作用明显对于宽带干扰则不起明显作用跳频的优点跳频的均化干扰对增益的影响经过测试当干扰呈窄带分布时跳频频率数目为时对受干扰频点的干扰分集增益分别为3.2dB 4.6dB 5.5dB 由于干扰分集作用主要表现在对干扰的平均上因此对于单个频点的干扰分集增益没有上限而总的干扰分集增益为跳频的优点从运营商的角度总结跳频的优点降低频率规划对系统干扰门限的要求带来更紧密的频率复用和更大的系统容量带来更可预见和可靠的无线传播环境给手机用户以更均匀平滑的通话质量感受三跳频的实现从载波改变的速率分为快跳频载波改变速率快于波特率慢跳频载波改变速率慢于波特率应用于GSM 从实现方式分为基带跳频每个载频单元的频率不变而是基带单元和载频单元的连接方式在发生改变射频跳频基带单元和载频单元的连接方式是固定的载频单元的频率在改变跳频的实现基带跳频BB-FH跳频的实现射频跳频RF-FH跳频的实现基带跳频和射频跳频的比较提问.手机进行的是射频跳频还是基带跳频.基站进行的是射频跳频还是基带跳频.广播信道BCCH能否进行跳频SDCCH.信道能否进行跳频.TCH信道能否进行跳频答案手机只能进行射频跳频因为只有一套载频单元基站则射频跳频和基带跳频两者都可以在BCCH载频的TS0即广播信道上不跳频在其余的SDCCH或TCH信道上可进行跳频四跳频算法跳频算法在GSM0502协议中描述跳频算法的作用已知的4个参数频率集MA = {f1, f2,...,fN}1<=N<=64帧号 Frame Number (FN)取值范围051*26*2048 - 1跳频序列号 Hopping Sequence Number (HSN)0<=HSN<=63跳频序列偏移量MA Index Offset ( MAIO )0<=MAIO<=N-1待求参数MAI每个信道的跳频序列索引 MAI MA Index也就是决定小区中的每个信道如何在MA中选择跳频频点跳频算法如何实现N个频点在m个TRX的分配HSN如何保证同一小区内的m个TRX分配到不同频点MAIO 如何保证不同时隙的分配都会改变 FN跳频算法跳频算法的参数描述HSN决定了不同的随机序列一个小区对应一个HSN MAIO保证同一小区内的m个TRX分配到不同频点一个TRX对应一个MAIOFN选得很大也是为了产生随机序列的需要跳频算法 MAI = Rand ( MA , HSN, MAIO, FN )跳频算法若HSN = 0 (循环跳频)MAI, = 整数 (0 .. N-1) MAI = (FN + MAIO) 模 N若HSN 0 (随机跳频M, 整数(0 .. 152) M = T2 + RNTABLE((HSN xor T1R) + T3) S, 整数 0 .. N-1) M' = M 模(2 ^ NBIN)T' = T3 模(2 ^ NBIN)若M' < N 则S = M'若M' N 则S = (M'+T') 模 NMAI 整数(0 .. N-1):MAI = (S + MAIO) 模 N算法的中间变量的含义T1 =FN / 1326; T2 = (FN % 26) & 0x1f;T3 = (FN % 51) & 0x3f; T1R = (T1 % 64) & 0x3F;NBIN = Interger(Log2(N) +1 );跳频算法RNTABLE: 114个整数表,定义如下:地址 内容000...009:48,98,63,1, 36,95,78,102,94,73, 010...019:0, 64,25,81,76,59,124,23,104,100, 020...029:101,47,118,85,18,56,96,86,54,2,030...039:80,34,127,13,6, 89,57,103,12,74, 040...049:55,111,75,38,109,71,112,29,11,88, 050...059:87,19,3, 68,110,26,33,31,8, 45, 060...069:82,58,40,107,32,5, 106,92,62,67, 070...079:77,108,122,37,60,66,121,42,51,126, 080...089:117,114,4, 90,43,52,53,113,120,72, 090...099:16,49,7, 79,119,61,22,84,9, 97, 100...109:91,15,21,24,46,39,93,105,65,70,110...113:125,99,17,123,跳频算法跳频算法随机性的体现在一个有N个跳频频点的小区中在任一时刻一个MA集合中的一个特定频点的概率是1/N这说明个TRX跳频算法所产生的随机序列的分布函数是均匀分布MAIO保证了同一时刻小区内的不同TRX不会同频HSN不同或FN不同都会产生不同的随机序列其相关性经过计算可以认为是0只有在HSN和 FN都相同的情况下才会产生完全相同的随机序列FN是从BTS主机柜的MCK板的上电开始记数的因此在一个站点中FN的记数是相同的所以若同一站点各个小区之间存在有邻频那么小区的HSN不能相同跳频算法跳频举例某个小区配置了两个TRX分给这个小区的频点有6个分别是102030405060当使用顺序跳频算法时这两个TRX以1060的顺序来改变载波频率当使用随机跳频算法时在任何一个时隙任一个TRX分配到其中一个频点的概率是1/6这两个TRX的MAIO不一样保证了它们不会同频假如跳频过程进行了600万次那么从统计的角度来看平均有100万次是分配了10号频点100万次分配了20号频点。
BSS试题及答案
填空：1.GSM的频段为890－960MHZ，信道间隔为200khz，双工间隔为45mhz。
①2.bss包括bts、bsc、tc。
①3.移动通信系统目前采用__FDMA__、_____TDMA和_CDMA____三种多址方式，GSM主要采用TDMA_____多址方式。
①4.GSM系统主要结构由BSS____、___NSS_、__OSS__三个子系统和____MS_组成。
①5.小区最小接入电平是由参数控制；（RXP）①6.gsm采用 gmsk 调制方式，B*T＝ 0.3 ②7.gsm采用基带跳频和射频跳频②8.网络质量的监测有三种方法:网管监测、DT测试、用户投诉. ②9.网络质量循环图中的配置分析是什么含义：现网数据和网络规划设计数据对比。
②10.Internal inter cell HO 意思是：BSC internal. ②11.NOKIA METROSITE BASE STATION 的容量最大可配置4个TRXS. ②12.GPRS手机的移动性管理状态有那三种:IDLE,READY,STANDBY. ②13.GPRS附着和路由区更新总是由MS启动. ②14.GPRS移动台的类型有A类,B类,C类. ②15.BSS现网升级到能使用GPRS功能,需要为每个BCSU配备一个PCU单元. ②16.天线的增益单位dBd和dBi之间的换算关系为:0(dBd)=2.15(dBi).②17.1 超高帧等于2048x51x26 TDMA 帧。
②18.做一个4+5站的集成时，需在BSC中建1个BCFs，2个BTSs和9个TRXs 。
在建LAPD信令时，BCFSIG的SAPI为62，TRXSIG的SAPI为0，TRXSIG的TEI等于TRX的逻辑地址。
②19.在BSC中，BCSU单元用来处理信令，它的冗余方式是N+1,每个单元能处理4 CCS7，16 TRXSIG 和 16 BCFSIG.. ②20.在11种逻辑信道中，FCCH用于纠正MS的频率，BCCH用于广播小区信息，SACCH用于传送功率控制信令，FACCH用于传送Handover信令。
基带跳频和射频跳频分析
基带跳频和射频跳频网络分析基带跳频首先需要对TCH载频进行频率规划，一般采用3×3频率复用方式，然后在3×3的频率复用基础上再运用跳频技术。
所以基带跳频的干扰情况首先取决于现场的频率复用程度，在频率资源相对宽松、话务负荷小的地方基带跳频的干扰情况较轻，在频率资源相对紧张、话务负荷大的地方基带跳频的干扰情况较严重；射频跳频相比基带跳频除了在降低干扰方面的作用以外还能带来容量的提升，但由于它采用更紧密的频率复用方式（如1×1、1×3），所以不可避免的会带来个别时隙的同频、邻频碰撞，尤其是在话务负荷高或覆盖重叠大的区域，路测时BER会略差与基带跳频或不跳频，但不影响实际的通话感受。
另外需要强调的一点是射频跳频尤其是1×3射频跳频的网络需要有规范的方位角，如果网络方位角不规范会增加网络干扰。
1．不跳频、基带跳频、射频跳频网络测试情况对比：网络概况：21站点，51小区，平均配置S222, 最大配置S433;可用频点：BCCH：691－708 共18个TCH：709－735 共27个射频跳频规划：没有采用1×3或1×1的规则复用方式，在原来频率规划的基础上添加部分频点，跳频负荷50％，4载频小区跳频负荷60％；其它技术采用：开启功率控制和DTX与跳频、不跳频网络进行配合；1．1 不跳频、基带跳频和射频跳频测试情况对比：从测试结果来看，BFH和SFH的测试结果都要优与No Hopping的情况，无论从Rxqual和FER方面都要好于不跳频的情况。
就BFH和SFH之间的对比来看，BFH要好于SFH的测试情况。
如下图：Figure 1-3 FER measured by TEMS for Non Hopping, BFH and SFH为了更进一步对比，我们筛选出来Rxqual>3测量报告进行对比，结果如下图：2.1干扰平均通常通话所受到的干扰电平是几个干扰源信号的叠加。
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两 种跳频方式对比
基带跳频
射频跳频
每个发信机的频率固定
有多个发信机，业务信息 在不同发信机上间隔发送
频率 发信机
BCCH所在发信机的0时隙不跳 BCCH
停止跳频
某载频 故障时
每个发信机的频率不固定
业务信息在一个发信机上， 以不同的频率间隔发送 BCCH所在的发信机所有时 隙不跳
不影响运行
中国移动
运营商 中国联通
欢迎大家课下交流！
基 带跳频
将话音信号随着时间的变换使用不同频率发信机发射。
帧跳频
➢帧周期4.615ms
➢时隙度0.577ms
时隙跳频
发信机1（频点n1） 发信机2（频点n2） 发信机3（频点n3）
发信机4（频点n4）
射 频跳频
射 频跳频
将话音信号用固定的发信机，由跳频序列控制，采用不同频率发射。
发信机
频频点点nn214321
移动通信技术与系统
基带跳频和 射频跳频
主讲人 华 山
跳 频技术
跳频技术
使原先固定不变的无线电发信频率按一定的规律和速度 来回跳变，让对方也按此规律同步跟踪接收的通信技术。
基带跳频
将话音信号随着时间的变换使用不同频率发信机发射。
射频跳频
将话音信号用固定的发信机，由跳频序列控制，采用不 同频率发射。
基 带跳频