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GSM系统跳频的意义?

时间:06-03 整理:3721RD 点击:
如题。
如题

    我们大家都知道跳频技术是一种扩频通信技术,由于跳频技术具有通信的秘密和对抗干扰,因此它首先被应用于军事通信。但是随着移动通信的发展和数字化,跳频技术已在数字蜂窝系统中获得应用,我国所采用的GSM移动通信系统就采用了这种技术。
  跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案(序列)进行跳变。信息数据D经信息调制成带宽为Bd的基带信号后,进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制,在带宽Bss(Bss>>Bd)的频带内随机跳变,实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽Bss的频普扩展。可变频率合成器受伪随机序列(跳频序列)控制,使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变,因此载波调制又被称为扩频调制。
 跳频系统具有以下特点:
*跳频系统大大提高了通信系统抗干扰、抗衰落能力; 
*能多址工作而尽量不互相干扰;
*不存在直接扩频通信系统的远近效应问题,即可以减少近端强信号干扰远端弱信号的问题;
*跳频系统的抗干扰性严格说是"躲避"式的,外部干扰的频率改变跟不上跳频系统的频率改变;
*跳频序列的速率低,通常情况,码元速率小于或等于信息速率。在TDMA系统中,跳频速率往往等于每秒传输的帧数。GSM系统中每秒跳频为217次。  
        在GSM数字蜂窝系统中,跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。跳频技术对于静态或慢速移动的移动台具有很好的抗衰落效果,而对于快速移动的移动台由于同一信道的两个连接的突发脉冲序列其位置差已足以使它们与瑞利变化不相关,因此跳频增益很小,这就是跳频所具有的频率分集。由于跳频时频率在不停的变化,频率的干扰是瞬时的,因此跳频具有干扰分集。
移动大都采用基带调频,联通采用混合调频!

1楼回答全面啊,学习了!

1楼所言全面;
GSM数字蜂窝系统中,跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。

提高抗干扰能力

跳频主要是利用干扰分集原理来加强相对有效信号,提高C/I,相对提高系统的容量,通过跳频在相同的频率资源下有效的提高系统通信质量,在保证相当的质量下吸纳更多的话务,从而提高容量。

跳频的意义在于均化全网的干扰,实质上并不能降低干扰!


主要是抗干扰,但实际由于现在城中频点已经很复杂,再开跳频可能会造成更差。我就碰到一次关掉跳频反而指标更好。

GSM使用跳频主要带来了两个好处:
1、谓频率分集(Frequency Diversity),频率分集实际上是提高了网络的覆盖范围。
2、干扰分集(Interference Diversity),干扰分集则提高了网络的容量。

抗干扰,节约资源

跳频就是手机和基站都按照一个相同的频点序列来收发信息,这个频点序列就是跳频序列(HSN)。一个跳频序列就是在给定的包含N个频点的频点集(MA)内,通过一定算法,由跳频序列号(HSN)和移动分配偏移(MAIO)唯一确定所有(N个)频点的一个排列。不同时隙(TN)上的N个信道可以使用相同的跳频序列,同一小区相同时隙内的不同信道使用不同的移动分配偏移(MAIO)。
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(DTX);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时隙不参与跳频,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。
 
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; 而这种干扰通过信道解码、去交织与纠错技术,可以在很大程度上获得纠正。因此采用跳频技术后使得GSM的基站和移动台可以工作在较恶劣的电波环境下。
总之使用跳频后,小区规划更灵活。均化干扰的效果取决于跳频的模式,如果干扰信号和有用信号使用相互不同的跳频序列即非相关序列,那么通话质量就可获得最佳效果。相关性越小,均化效果越好。如果干扰信号和有用信号都使用循环跳频,且跳频序列一样,则它们有可能步调一致,干扰信号和有用信号始终在同频上,有用 信号所受的干扰就和没有使用跳频的一样。这相当于两个跳频序列是完全相关的。因此,随机跳频的干扰分集效果要好一些。
 在全负荷系统中,所有干扰信号都在被同时发射,因而存在连续的干扰。即使这样,使用随机跳频序列仍可获得很好通话质量的改善。只是,同频率小区要使用不同的跳频序列。跳频的频率越多,效果越好。
 
跳频可以降低瑞利衰落对信号强度的影响。这种影响相当于频率分集。GSM的一个语音码块经过信道编码以后,分散在8个突发(BURST)中传输。因为瑞利衰落是基于频率的,也就是说信号衰落的谷点在不同的频率出现在不同的位置,因此,在采用跳频以后,每个突发脉冲的调制频率不同,如果某一频点发生了频率选择性衰落,则手机接收的信号位于谷点的时间不会超过一个burst周期,影响的仅仅是一个突发脉冲,信号强度的变化被分成足够小,可以达到信道编码和交织纠误的要求 ,瑞利衰落的信号谷点就可以被忽略,瑞利衰落信号电平出现的谷点趋于平缓。这样一来,慢速移动的手机就会处于更均匀电波环境。对于快速移动的手机,不考虑其速度,受频率分集的影响是一样的。只是由于bursts之间距离变化大,效果不是很好。
 在GSM系统中,小区中每个频点所受的干扰强度和分布是不一样的,同一路通话的突发脉冲的载频的变化,降低了信号所受的干扰,通话受到的电波干扰被平均,否则,如不采用跳频,移动台一直工作在固定的频点上,则整个通话过程的每一个突发脉冲可能都会受到固定不变的强干扰。也就是说采用跳频技术把干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上,这种效果被称为“均化干扰”或“干扰分集”,如图,B1、B2、...为突发,跳频时,以f1f2f3...频率传播。蜂窝网络是频率复用的,同频干扰是存在,跳频使信号所受的是不连续的干扰,而非连续干扰,电波环境得到了改善。对于每一个突发脉冲所受的干扰是变化的,这一点有利于通话质量的提高,否则,整个通话会受到很大干扰。也就是说干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上。当然跳频出现的频率碰撞会引起很强的瞬时干扰,定义不同的MAIO能解决这个问题。跳频时,我们使用的频点越多,频率冲撞的可能性就越小,跳频增益越高。

1楼和楼上都很全面

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