GSM跳頻技術(shù)專題手冊

1、GSM跳頻技術(shù)專題手冊版 本：V1.0 GSM網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)專題手冊版本說明：版本日期作者審核修改記錄V1.02004-12-10新編V2.02009-06-10增加仿基帶跳頻內(nèi)容目 錄1跳頻技術(shù)的優(yōu)勢12跳頻增益的來源22.1頻率分集22.2干擾分集43跳頻系統(tǒng)分類103.1基帶跳頻103.2射頻跳頻123.1頻率規(guī)劃方案對比133.2BH與SH對比小結(jié)144跳頻參數(shù)規(guī)劃164.1跳頻算法與參數(shù)164.2跳頻負(fù)荷與站型規(guī)劃原則184.1.11x1方式194.2.11x3方式204.2其他參考原則23 241 跳頻技術(shù)的優(yōu)勢為了有效地提高系統(tǒng)質(zhì)量，提高頻率利用率，GSM的無線接口使用了跳頻技術(shù)，這一

2、技術(shù)最初用于軍事傳輸系統(tǒng)，目的是保證安全性和防止擁塞。根據(jù)頻率跳躍速率與信號調(diào)制速率的關(guān)系，可分為快跳頻與慢跳頻。在GSM系統(tǒng)中采用的是慢跳頻技術(shù)，其主要特點是按固定間隔（4.615ms）改變一個信道使用的頻率，在一個突發(fā)的時隙內(nèi)頻率保持不變。跳頻技術(shù)能在信號質(zhì)量、系統(tǒng)容量以及運營成本方面給運營商帶來好處。具體來說，當(dāng)系統(tǒng)配置的TRX數(shù)固定時，若由固定頻率分配系統(tǒng)改為跳頻系統(tǒng)，可降低網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的干擾，提升話音質(zhì)量，但網(wǎng)絡(luò)容量未得到提高；從另一個角度來看，采用跳頻技術(shù)，也可使系統(tǒng)可以配置更多的TRX，而同時維護(hù)與固定頻率分配系統(tǒng)相同的話音質(zhì)量。在其中取一個折中，可使系統(tǒng)能配置更多TRX，同時使話音質(zhì)

3、量得到提高。當(dāng)然，運營商所關(guān)心的是維持較好的話音質(zhì)量，同時提升網(wǎng)絡(luò)容量。在某些地形復(fù)雜，干擾難以控制，或話務(wù)負(fù)荷重，站點分布已經(jīng)很密集的地方，部署跳頻系統(tǒng)幾乎是唯一的選擇。同時，由于跳頻系統(tǒng)的頻率分配相對固定系統(tǒng)大大簡化，尤其是1x1跳頻系統(tǒng)，具有類似CDMA系統(tǒng)的高頻率復(fù)用率的特性，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與維護(hù)成本能得到很大程度的降低。因此，跳頻系統(tǒng)具有其特有的優(yōu)勢。2 跳頻增益的來源從跳頻系統(tǒng)中所獲得的好處來自于以下兩方面：首先是頻率分集增益，其次是干擾分集增益。分別描述如下：2.1 頻率分集在GSM的信息處理過程中引入了糾錯碼，這種碼是建立在冗余基礎(chǔ)上的，經(jīng)過冗余處理的數(shù)據(jù)，即使有幾個錯誤，也可從接

4、收流的其余部分重建原始數(shù)據(jù)。而這種冗余是擴(kuò)展到幾個突發(fā)脈沖上的，因此跳頻方式保證了一個信息按幾個頻率發(fā)送，從而得以提高系統(tǒng)的性能。移動無線傳輸在遇到障礙時不可避免地會遭受短期的幅度變化，這些變化稱為瑞利衰落。在許多情況下，發(fā)射天線和接收天線在視線范圍內(nèi)，接收到的信號是具有不同相位的一個信號的許多復(fù)制品之和。例如，路徑中包括一個障礙的反射，就會產(chǎn)生許多不同的反射路徑。特別是當(dāng)反射物不規(guī)則且其大小超過波長（建筑物的大小一般都符合這兩條）時，許多相位隨機分布的相移信號之和的包絡(luò)就遵循瑞利分布。不同頻率的信號遭受的衰落是不同的，而且隨著頻率的差別增大時，衰落會表現(xiàn)出更大的獨立性，對于間隔比較大的頻率（

5、例如1MHZ），它們就可看作是完全獨立的。由于通過跳頻，頻點在4.615ms的間隔不斷變化，各帶有碼字一部分內(nèi)容的所有突發(fā)脈沖就不會被瑞利衰落以同一方式破壞，因為它們遭受的瑞利衰落基本上是互相獨立的。當(dāng)移動臺高速運動時，同一信道上接收兩個相鄰?fù)话l(fā)脈沖期間（至少4.615ms），移動臺的位置差別也可以去除信號瑞利變化的相關(guān)性從而使它們互相獨立。在這種情況下，跳頻體現(xiàn)不出優(yōu)勢來。但當(dāng)移動臺靜止或以慢速運動（<20km/h）時，跳頻就可以允許話音傳輸質(zhì)量達(dá)到高速運動時的性能水平，可獲得增益估計大約為6.5dB，該值大小與具體干擾情況和環(huán)境因素有關(guān)。其中包括接收點的選擇性衰落特性，跳頻頻點數(shù)，頻

6、點間隔等。這種增益對于擁有大量手持機用戶的系統(tǒng)是非常重要的，因為系統(tǒng)內(nèi)大部分的手機一般移動速度較慢，或根本不運動。對于室內(nèi)用戶而言，這種好處是顯而易見的。從對稱的角度來看，跳頻可認(rèn)為是模擬了手機的高速移動過程。根據(jù)實際測試經(jīng)驗，跳頻系統(tǒng)能提升RxLev的品質(zhì)，使得其分布更緊密，深度衰落的情形出現(xiàn)的機率大大降低，這表明快衰落和慢衰落的標(biāo)準(zhǔn)差都有所降低，對鏈路預(yù)算具有一定的積極影響。以下結(jié)論的試驗條件是，手機處于低矮平房、窄小街道的環(huán)境中，排除了外部干擾，信號僅受衰落影響。在另外的試驗中，將手機放在固定地點，周圍是車流密集的街道，信號受到移動散射的影響。在此配置中也得到了類似的結(jié)論。2.2 干擾分

7、集跳頻的第二個應(yīng)用原因是與碼分多址（CDMA）相聯(lián)系的干擾源分集（interferer diversity）特性。在業(yè)務(wù)量密集區(qū)（如大城市），蜂窩系統(tǒng)的容量受到頻率復(fù)用產(chǎn)生的干擾限制。載波干擾比（C/I）可能在呼叫之間變化很大：C（載波電平）隨著移動臺相對于基站的位置及移動臺與基站之間障礙的數(shù)量而變化；I（干擾電平）的變化則依賴于此頻率是否被附近蜂房的另一呼叫使用，它還隨著干擾源的距離、電平等變化而變化。因為系統(tǒng)的目標(biāo)是滿足盡可能多的用戶的需要，系統(tǒng)的最大容量是在一給定（較小）部分呼叫由于干擾使質(zhì)量受到明顯降低的基礎(chǔ)上計算的。由于這個“最壞情況”的概念，當(dāng)在給定平均C/I值附近統(tǒng)計分散盡可能小

8、時，系統(tǒng)的容量較好。我們考慮一個系統(tǒng)，其中一個呼叫的干擾是由于其他呼叫引起的干擾電平的平均值。那么，對一給定總和，干擾源的數(shù)量越多，系統(tǒng)性能就越好。這就是干擾源分集的原理。進(jìn)一步地說，在固定系統(tǒng)中，小區(qū)間干擾的分布情況是基本固定的。某個干擾者可能對其他小區(qū)內(nèi)特定呼叫產(chǎn)生高強度的持續(xù)干擾，導(dǎo)致話音質(zhì)量下降，掉話率升高，切換成功率降低。而使用跳頻技術(shù)后，呼叫之間的干擾被平均化了，特定呼叫受到的干擾不再是連續(xù)的，而是分布到多個鄰區(qū)的呼叫上。干擾源變多了，但是每個干擾源產(chǎn)生的干擾降低了，網(wǎng)絡(luò)中存在的是持續(xù)但低水平的干擾。這就是干擾分集的意義所在。由于采用了干擾平均化的技術(shù)，可以使頻率復(fù)用更緊密。這樣干

9、擾機會雖然變得更大，但干擾變得可控。這是跳頻能提升系統(tǒng)容量的根本原因。在工程試驗中，通過考察RxQual與上行FER（解碼和解交織后）的關(guān)系，可以看到，采用跳頻后，RxQual與FER都相對固定系統(tǒng)有了68dB左右的增益，但FER的增益更大。可見，對于跳頻系統(tǒng)而言，BER以及RxQual都不是最準(zhǔn)確的衡量質(zhì)量提升度的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)ER才是最佳評價指標(biāo)。通過考察RxQual的分布情況可以看出，跳頻的采用使RxQual分布更緊密，但樣本均值基本不變。這樣，質(zhì)量特別好的接收點變少了，質(zhì)量特別差的接收點也變少，系統(tǒng)性能呈現(xiàn)更穩(wěn)定的分布。需要注意的是，由于RxQual在跳頻系統(tǒng)中含義有所變化，因而在基于RxQ

10、ual的切換優(yōu)化中應(yīng)給予注意。在沒有采用基于FER的切換算法之前，為了避免頻繁切換，需要將RxQual的切換門限提高一到兩個單位。總結(jié)跳頻系統(tǒng)的優(yōu)勢，有以下結(jié)論：1 終端移動速度越慢，跳頻增益越高。2 跳頻可用頻點越多，跳頻增益越高。3 弱區(qū)和室內(nèi)用戶接收性能得到改善。4 跳頻使得RxLev與RxQual的分布更緊密，樣本值基本在均值附近分布，系統(tǒng)干擾變得可控。跳頻頻點越多，分布越尖銳。5 跳頻使得干擾在頻譜和時間上被平均化，采用跳頻的小區(qū)能對不跳頻的高負(fù)荷小區(qū)產(chǎn)生積極作用。6 跳頻使數(shù)字處理系統(tǒng)能體現(xiàn)更好的糾錯性能。3 跳頻系統(tǒng)分類根據(jù)實現(xiàn)方式不同，跳頻系統(tǒng)可采用基帶跳頻（Baseband

11、Hopping，BH）和射頻跳頻（Synthesiser Hopping，SH，或稱射頻跳頻）兩種方式實現(xiàn)。但這種區(qū)別僅體現(xiàn)在下行鏈路的建立過程上，對于手機而言，這兩種方式是沒有區(qū)別的。3.1 基帶跳頻在基帶跳頻系統(tǒng)中，每個TRX被調(diào)諧到固定的頻率，這種調(diào)諧是采用機械方式，調(diào)諧速度慢，通常采用RTC（Remote Tune Combiner）完成。對于每個特定話音連接，連接是建立在特定TRX的特定時隙上。經(jīng)過編碼與交織的每個Burst在屬于該連接的時隙被調(diào)度到不同的TRX上發(fā)送，從而實現(xiàn)該連接上頻率的跳變。但是需要注意的是，盡管發(fā)送的Burst在每個TRX間跳動，但上行接收處理卻始終在呼叫發(fā)起

12、的那個TRX的固定時隙上。舉例如下：假設(shè)某小區(qū)配置4個TRX和4個頻率，f1到f4，采用循環(huán)跳頻的方式（就是說，連接上產(chǎn)生的Burst所占有的頻點依次在f1、f2、f3、f4之間跳變。這是介于固定系統(tǒng)與偽隨機跳頻系統(tǒng)之間的跳頻方式)。假設(shè)一個呼叫被分配到TRX3的第5個時隙上，那么上下行的接收處理過程如下：TRANSMISSION (Downlink)RECEPTION (Uplink)BURST #TimeslotFrequencyTRX#TimeslotFrequencyTRX#15f335f3325f445f4335f115f1345f225f2355f335f3365f445f4375

13、f115f13.出于跳頻性能的考慮，至少需要配置3個以上的TRX時才能采用BH方式跳頻?？梢娺@種方式適用于高容量的小區(qū)，當(dāng)小區(qū)容量不高時，這種方式無法加以利用。當(dāng)采用BH方式時，BCCH所在TRX對應(yīng)的頻點可參與跳頻，也可不參與跳頻。小區(qū)所能使用的所有頻點集合稱為Cell Allocation，跳頻時所使用的頻點集合稱為Mobile Allocation，這就是說，BCCH載頻可包含在MA之中，也可不包括。后一種情況中，所有呼叫的Burst都不會被調(diào)度到BCCH所在TRX上。這樣可供跳頻的TRX的數(shù)目比小區(qū)所配置的TRX數(shù)目少一個。前一種情況下，除BCCH所在TRX上的第一個時隙TS0必須保留

14、給BCCH使用外，TS1TS7均可供TCH使用。需要注意的是，由于協(xié)議規(guī)定BCCH載頻必須時刻按最大功率發(fā)送，因此TCH上的Burst被調(diào)度到BCCH所在TRX上時，也需要按最大功率發(fā)送。某些廠商的設(shè)備可針對每個時隙設(shè)定跳頻與否。在實際操作中，建議BCCH載頻不參與跳頻。因為工程經(jīng)驗表明，當(dāng)開啟下行功控和下行DTX（非連續(xù)發(fā)射）時，這種方式有可能導(dǎo)致性能惡化。BH中使用腔體合成器（Cavity Combiner，或稱耦合器）將多個載頻（6-8個）的信號合成后送往天線，插入損耗約3.5dB左右。采用基帶跳頻時，出于同鄰頻干擾控制的考慮，各TRX所使用的頻點需要隔離600KHz以上。另外，當(dāng)有一個

15、TRX故障時，需要進(jìn)行頻率的重新分配，其間會發(fā)生掉話，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致整個小區(qū)的癱瘓。同時，由于可用跳頻頻點變少，系統(tǒng)對干擾的控制作用降低。這些都是限制BH使用的因素。3.2 射頻跳頻射頻跳頻（SH）不采用窄帶的RTC耦合器，而是采用寬帶的混合耦合器（Hybrid Combiner）。因為每個TRX上發(fā)出的頻率是要在每個時隙快速跳變的，RTC的調(diào)諧速度無法滿足此要求。在SH系統(tǒng)中，每個呼叫的發(fā)送和接收處理始終在特定TRX的特定時隙上，MA的大小最多可以容納64個頻點。就是說，SH系統(tǒng)中MA的大小可大大超過TRX數(shù)量，而BH系統(tǒng)中MA的大小與TRX數(shù)量是相同的。當(dāng)BCCH頻率不包含在MA中時，是比

16、較容易處理的情形。除TS0外，BCCH載頻的其他時隙也可以建立業(yè)務(wù)信道（始終按最大功率發(fā)送）。當(dāng)BCCH頻率包含在MA中時，BCCH TRX上的所有時隙都發(fā)送固定的頻率。在0時隙，除了BCCH所在TRX能發(fā)出fb之外，其他TRX都不能發(fā)出fb。另外，對于時隙17, 由于非BCCH的TRX上也能發(fā)出fb頻率，因此BCCH TRX上的時隙17必須保留，以避免與TCH TRX上的頻率沖突。當(dāng)TCH TRX的某個時隙上出現(xiàn)fb時，BCCH載頻的對應(yīng)時隙應(yīng)該關(guān)閉。當(dāng)TCH TRX的某個時隙上出現(xiàn)非fb時，BCCH載頻的對應(yīng)時隙也發(fā)送fb頻率，但是只能發(fā)送空閑突發(fā)（Dummy Burst，DB）。這樣，B

17、CCH的TS17都無法建立呼叫，因而這種方式是不經(jīng)濟(jì)的。舉例所下。假設(shè)小區(qū)有2個TRX，5個頻率，fb用于BCCH，f1, f2, f3 f4用于跳頻，其中fb是最小頻率。在TRX 2上使用循環(huán)跳頻。假設(shè)一個呼叫被分配在TRX 2的TS5上，則呼叫過程中的突發(fā)如圖所示。這里比較了兩種情形，一種是BCCH參與跳頻，一種是BCCH不參與跳頻。SFH through BCCHSFH(BCCH frequency not included in the hopping sequence)BURST #BCCH TRXFrequencyTCH TRXFrequencyBCCH TRXFrequencyT

18、CH TRXFrequency1-fb (BCCH Pow)fbf12fb (DB)f1fbf23fb (DB)f2fbf34fb (DB)f3fbf45fb (DB)f4fbf16-fb (BCCH Pow)fbf27fb (DB)f1fbf3.在實際工程中，一般采用BCCH不參與跳頻的方案。對于TRX數(shù)量有限的情形，只能使用射頻跳頻。在射頻跳頻中，小區(qū)可以分配連續(xù)的頻點，沒有特殊的頻點隔離的要求。3.3 仿基帶跳頻仿基帶跳頻實際上不是真正的基帶跳頻，其數(shù)據(jù)配置和開通方式和射頻跳頻一樣，且在整個通話過程中不是在各載頻之間相同時隙跳來跳去，而是和射頻跳頻一樣占用固定載頻固定時隙。之所以稱之為仿

19、基帶跳頻，是因為在頻率規(guī)劃上與基帶跳頻類似?；鶐l時，每個載頻調(diào)諧到一個固定的頻點，Burst的發(fā)送是在不同載頻相同時隙發(fā)送，其MA為所有TCH載頻的頻點（BCCH載頻可包含在MA之中，也可不包括）。而仿基帶跳頻也是如此，所有載頻（包括BCCH和TCH載頻）先按照普通頻率方式如4*3或5*3的方式進(jìn)行規(guī)劃，然后將所有的TCH頻點作為MA（仿基帶跳頻中，MA中不能包含BCCH頻點，其實現(xiàn)方式是射頻跳頻，如果包含BCCH頻點，干擾會增加）。如果設(shè)備不能支持基帶跳頻，則可以通過仿基帶跳頻來間接實現(xiàn)基帶跳頻的頻率分集和干擾分集；但相對于基帶跳頻來說，由于采用的還是寬帶耦合器，所以損耗比基帶跳頻大；相

20、對于射頻跳頻，由于頻率規(guī)劃方式同基帶跳頻，不能實現(xiàn)更緊密頻率復(fù)用，因此在增加網(wǎng)絡(luò)容量方面還是非常有限的。3.4 頻率規(guī)劃方案對比下面以一個具體的例子來對比固定系統(tǒng)、BH系統(tǒng)、SH系統(tǒng)在進(jìn)行頻率規(guī)劃時所能達(dá)到的系統(tǒng)容量。假設(shè)一個新的運營商從頭建設(shè)自己的網(wǎng)絡(luò)，需要滿足200000 用戶的容量需求，能使用的頻譜為9.6 MHz，對應(yīng)48個頻點。規(guī)劃時考慮如下通用參數(shù)：² 2% 阻塞率² 25 mErlangs/用戶² 每載頻7個業(yè)務(wù)信道下面對比四種方案下的不同頻率規(guī)劃方案（針對TCH層規(guī)劃）：² 傳統(tǒng)的固定頻率系統(tǒng)² BH系統(tǒng)（推薦采用3x3）

21、78; SH系統(tǒng)（1x3）² SH系統(tǒng)（1x1）比較項FIXED BH SH1x3SH1x1BCCH重用模式4x34x34x34x3BCCH所需頻點12121212TCH重用模式4x33x31x3 (50%負(fù)載)1x1 (20%負(fù)載)TCH所需頻點36363636小區(qū)TCH TRX數(shù)3467最大站型4/4/45/5/57/7/7 8/8/8 需要3扇站數(shù)目77573928相對投資100755036表格中的跳頻負(fù)載在下文述及。由表可見，采用跳頻方案比固定頻率方案能節(jié)省大量投資。尤其是采用SH方式跳頻時，效果最為顯著。3.5 BH與SH對比小結(jié)下面從各個方面對兩種跳頻方式進(jìn)行比較。(1)

22、 質(zhì)量：由于頻率分集的作用對BH和SH是一樣的，因此在相同外部條件下，二者對系統(tǒng)改善的作用是差不多的。但是對容量小、負(fù)荷輕的小區(qū)，SH方式能帶來更好的增益，因為可用于跳頻的頻點更多。(2) 容量：容量提升是來自于更緊密的頻率復(fù)用。以下將會看到，3x3方式的BH跳頻、1x3方式的SH跳頻和1x1方式的SH跳頻，將會使系統(tǒng)的最大配置逐漸變大，從而帶來更高的系統(tǒng)容量。(3) 頻率規(guī)劃：采用BH跳頻時，仍然需要進(jìn)行頻率規(guī)劃，因為頻率仍然被固定分配到每個TRX上。但采用SH方式跳頻時，頻率規(guī)劃大大簡化。1x1方式下的頻率規(guī)劃尤其如此。當(dāng)增加新的站點時，不需要重新進(jìn)行規(guī)劃，節(jié)省了大量工作。因此SH方式更具

23、靈活性。(4) 優(yōu)化：BH方式相對固定系統(tǒng)而言，優(yōu)化工作是針對每小區(qū)開展的，而不是針對每個載頻開展的。當(dāng)采用SH方式時，由于TRX不再與頻率進(jìn)行一一綁定，因此其工作方式有所不同。SH方式下的優(yōu)化就是尋找各小區(qū)之間的跳頻頻點的正交關(guān)系，挑出不滿足鄰頻控制的頻點即可完成優(yōu)化任務(wù)。這樣相對BH方式的優(yōu)化更節(jié)省時間。(5) 與其他技術(shù)的兼容：當(dāng)開啟下行DTX和PC（功率控制）時，BH方式可能會產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致某些手機掉話，而對SH方式則相反，能帶來性能提升。因此當(dāng)采用DTX和PC時，SH方式是唯一的選擇。(6) 對設(shè)備的影響：BH方式下的腔體耦合器不能用于SH方式，但反過來，SH方式下的混合耦合器也

24、可用于實現(xiàn)BH跳頻。另外，腔體耦合器是機械設(shè)備，其平均無故障時間要小于混合耦合器。(7) 容災(zāi)能力：BH方式下，某個TRX出了故障會影響小區(qū)的通信質(zhì)量，但SH方式下，某個TRX失效僅僅使系統(tǒng)容量下降，剩余TRX上的通信不受影響。同時由于減少了一個干擾源，此時話音質(zhì)量反而有所提高。(8) BCCH跳頻：BH方式下，BCCH頻點可參與跳頻，而SH方式下，通常不這么做。(9) 成本：由于SH方式能更快速地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化，節(jié)省開銷，而且在預(yù)算一定的前提下，能用更少的站點滿足覆蓋和容量要求，因而是首選的技術(shù)。下面是對比較項的小結(jié)?？梢?，SH方式更有優(yōu)勢，是工程上首選方案。ASPECTS OF COM

25、PARISONBETTER OPTION TO IMPLEMENTQUALITY IMPROVEMENTBBH & SFHCAPACITY INCREASESFHSIMPLICITY IN FREQUENCY PLANNINGSFHSIMPLICITY IN OPTIMISATIONSFHHARDWARE IMPACTSBBH & SFHHOPPING ON THE BCCHBBHFLEXIBILITYSFHECONOMIC ADVANTAGESSFH4 跳頻參數(shù)規(guī)劃采用跳頻技術(shù)后，傳統(tǒng)的頻率規(guī)劃任務(wù)大為減輕，工作重點轉(zhuǎn)移到跳頻參數(shù)的規(guī)劃上來。下面首先介紹跳頻算法及參數(shù)含義，然

26、后對SH方式下的參數(shù)規(guī)劃給出建議。BH方式下通常采用3x3模式進(jìn)行TCH層規(guī)劃，不作重點介紹。4.1 跳頻算法與參數(shù)當(dāng)打開跳頻時，所規(guī)劃的跳頻參數(shù)將通過小區(qū)公共消息發(fā)送，包括HSN和MAIO。主要相關(guān)參數(shù)為：² HSN : Hopping Sequence Number，取值 0, 63，它決定了頻點跳躍的軌跡；² MAI : Mobile Allocation Index，它作為下標(biāo)號在頻率分配表中查找每個時隙所對應(yīng)的頻點。頻率分配表也叫跳頻序列、移動分配表。移動分配表MA通常與小區(qū)分配表CA相同；² Nf : MA的大??；² MAIO : Mobil

27、e Allocation Index Offset，取值0, Nf 1。每個跳頻的TRX對應(yīng)分配一個MAIO；² FN : Frame Number；² MA : Mobile Allocation；² CA：Cell Allocation；以下圖為例，可以直觀地看到各參數(shù)的作用。注意：從此處開始，以下所有討論都除開BCCH所在TRX，僅考慮TCH層的TRX，且只考慮SH方式。工程上，通?？紤]5x3的BCCH復(fù)用方式，滿足密集站點情形下的頻率隔離需求，且BCCH層與TCH層間采用一個隔離頻點?？疾煲粋€小區(qū)，有兩個TRX跳頻，每個TRX分配一個MAIO，分別取值為0

28、和2。每個TRX上可跳的頻率為8個，從F1F8。每個TRX上的HSN取值都為10。這樣根據(jù)跳頻算法，每一個FN幀號都可推導(dǎo)出一個MAI值。例如下表中MAI序列取值為1/2/7/8/2/4/5/1，所以說，HSN決定了MAI的跳躍軌跡。有了MAI，對應(yīng)查找MA表格，就可用得出每個突發(fā)所需要采用的頻率。MAI取i，表明查找表格中的第i項。對MAIO為0的載頻，不需加下標(biāo)偏置，所得頻率軌跡直接對應(yīng)為F1/F2/F7對于MAIO為2的載頻，MAI不能直接作為查表的下標(biāo)，需要加上MAIO（模Nf），才能得到最終查表的下標(biāo)。這樣，查表下標(biāo)為3/4/1/2/4/6/7/3，查表，對應(yīng)跳頻軌跡為F3/F4/F

29、1/F2或換一個角度，MAIO取2時，將備查表偏移一下，順序修正為F3/F4/F5/F6/F7/F8/F1/F2，這樣處理后，所計算得到的MAI就不再需要加上MAIO偏移，可直接用于查找修正后的表格，對應(yīng)軌跡也是F3/F4/F1/F2跳頻算法的具體細(xì)節(jié)可參考GSM規(guī)范0502，摘錄如下，不作詳述。For a given set of parameters, the index to an absolute radio frequency channel number (ARFCN) within the mobile allocation (MAI from 0 to N1, where MA

30、I=0 represents the lowest absolute radio frequency channel number (ARFCN) in the mobile allocation, ARFCN is in the range 0 to 7023 and the frequency value can be determined according to GSM 05.05 sec 2 with n= ARFCN), is obtained with the following algorithm:if HSN = 0 (cyclic hopping) then:MA

31、I, integer (0 . N1):MAI = (FN + MAIO) modulo Nelse:M, integer (0 . 152):M = T2 + RNTABLE(HSN xor T1R) + T3)S, integer (0 . N1):M' = M modulo (2 NBIN)T' = T3 modulo (2 NBIN)if M' < N then:S = M'else:S = (M'+T') modulo NMAI, integer (0 . N1):MAI = (S + MAIO) modulo NNOTE:Due

32、 to the procedure used by the mobile for measurement reporting when DTX is used, the use of cyclic hopping where (N)mod 13 = 0 should be avoided.where:T1R: time parameter T1, reduced modulo 64 (6 bits)T3: time parameter, from 0 to 50 (6 bits)T2: time parameter, from 0 to 25 (5 bits)NB

33、IN: number of bits required to represent N = INTEGER(log2(N)+1): raised to the power ofxor: bitwise exclusive or of 8 bit binary operandsRNTABLE: Table of 114 integer numbers, defined below:AddressContents000.009:48,98,63,1,36,95,78,102,94,73,010.019:0,64,25,81,76,59,124,23,104,1

34、00,020.029:101,47,118,85,18,56,96,86,54,2,030.039:80,34,127,13,6,89,57,103,12,74,040.049:55,111,75,38,109,71,112,29,11,88,050.059:87,19,3,68,110,26,33,31,8,45,060.069:82,58,40,107,32,5,106,92,62,67,070.079:77,108,122,37,60,66,121,42,51,126,080.089:117,114,4,90,43,52,53,113,120,72,090.099:16,49,7,79,

35、119,61,22,84,9,97,100.109:91,15,21,24,46,39,93,105,65,70,4.2 跳頻負(fù)荷與站型規(guī)劃原則由于SH方式中頻率復(fù)用非常緊密，因此即使隨機跳頻能有效降低網(wǎng)絡(luò)干擾，也不能無限制地增加TRX數(shù)目。小區(qū)內(nèi)配置的TRX越多，沖突的機會越大。這樣引入了一個跳頻負(fù)荷的概念，其他稱呼很多，包括Frequency Load， Occupancy Rate，F(xiàn)ractional Load，部分加載等。舉例來說，對1x3方式而言，若有18個頻率可用，分為3組，每小區(qū)6個頻點，且每小區(qū)3個TRX，則每小區(qū)負(fù)荷為50%。對1x1方式而言，若15個頻率可用，且都給一個小

36、區(qū)，每小區(qū)3個TRX，則每小區(qū)負(fù)荷20%。根據(jù)某些廠商的工程經(jīng)驗，50%和20%分別是1x3和1x1這兩種方式下的最大小區(qū)負(fù)載，換句話說，TRX與MA大小的比例分別為1：2和1：5。在這個前提下，下面討論HSN和MAIO的分配方案，使系統(tǒng)能達(dá)到最大負(fù)荷，且避免同鄰頻干擾。下面所有討論中，參與跳頻的TRX數(shù)都為3。即小區(qū)最大配置為4/4/4。要解決的問題是：1）小區(qū)MA需要分配多少頻點才能控制負(fù)荷盡量接近最大值？2）HSN和MAIO如何規(guī)劃？4.1.1 1x1方式基本原則：同一種（HSN，MAIO）組合決不能在相同小區(qū)出現(xiàn)；各小區(qū)的HSN不能不同，這將導(dǎo)致很大的沖突概率；當(dāng)跳頻序列是連續(xù)頻點時，

37、各TRX不能分配相鄰MAIO。下面分兩種情況細(xì)述：1 MA為相鄰頻點這是最常見的情況。這種情形下，每個小區(qū)采用相同的HSN，MAIO采用0-6-12/2-8-14/4-10-16方式分配（或0-2-4/6-8-10/12-14-16方式分配）。由于MAIO最大為16，因此整個站點所分配MA的大小至少為17（以下記站點的MA大小為Ns，小區(qū)內(nèi)分配到的MA大小為Nc，對1x1方式而言，NsNc）。但是當(dāng)Ns17時，MAIO0和MAIO16的TRX上可能出現(xiàn)鄰頻，舉例來說，兩個TRX分別記為A和B，頻率表格記為F0F16。若A上的頻率從F0跳躍4個偏移，到達(dá)F4F1+800 kHz（F4Faint4

38、Fool4J），那么B上的頻率將對應(yīng)從F16跳躍4個偏移到F3。這樣就出現(xiàn)了鄰頻。按類似方法驗證可知，Ns18時就消除了鄰頻情況。此時Ns等于站點內(nèi)所有MAIO的數(shù)量的2倍（2x9），且小區(qū)負(fù)荷為3/6=50，滿足最大負(fù)荷要求。推而廣之，當(dāng)Ns為偶數(shù)時，按0，2，4，6這樣以2步進(jìn)的方式分配MAIO，3小區(qū)的站點最多可分配Ns/2個MAIO，也就是說，最多可以有Ns/2個TRX，記為TRXs。春色三分，每個小區(qū)最多有Ns/6個TRX，記為TRXc。與工程經(jīng)驗給出的TRXc：Nc1：5的最大值相比，是符合負(fù)荷控制要求的。同樣，當(dāng)Ns為奇數(shù)時，按0，2，4，6這樣以2步進(jìn)的方式分配MAIO，3小區(qū)

39、的站點最多可分配(Ns-1)/2個MAIO，也就是說，最多可以有(Ns-1)/2個TRX，記為TRXs。春色三分，每個小區(qū)最多有(Ns-1)/6個TRX，記為TRXc。與工程經(jīng)驗給出的TRXc：Nc1：5的最大值相比，也是符合負(fù)荷控制要求的。2 MA為隔2頻點這種方式即每小區(qū)的跳頻序列是f，f+400，f+800這樣的配置。這種配置不是常見的。由于跳頻序列本身不相鄰，故MAIO可相鄰。采用圖示分配方法，MAIO步進(jìn)為1，則Ns個頻點可以分配Ns個MAIO，即有TRXsNs，故TRXcNs/3Nc/3。這樣TRXc與Nc的比例為33%，超過了1：5的比例。為了降低到20的最大小區(qū)負(fù)荷，可以維持現(xiàn)

40、有的HSN和MAIO分配方案不變，僅僅需要在MA中再增加幾個隔2頻點即可。在1x1方式的SH中，這是唯一一種可以達(dá)到20%小區(qū)負(fù)荷的方案，其他方案下最大小區(qū)負(fù)荷都是16%。當(dāng)然，這種MA分配方案并不常見。4.2.1 1x3方式這里所有可用TCH頻率分割為三組，分給三個小區(qū)，根據(jù)頻率分割方法的不同，分以下兩種情況討論。1 每組頻率隔3這種情況下，頻率分配方案為² Cell1 : F1, F1+600, F1+1200,.² Cell2 : F1+200, F1+800, F1+1400,.² Cell3 : F1+400, F1+1000, F1+1600,.若每小

41、區(qū)都采用相同的HSN和MAIO分配方案，則必定導(dǎo)致鄰頻，所以需要使3個小區(qū)的HSN相同，而MAIO不同。同一小區(qū)內(nèi)的MAIO可以是相鄰的。另外，不推薦每個小區(qū)的HSN和MAIO都不同的方案，這也容易造成鄰頻。舉例來說，采用圖示方案時，由于最大MAIO為8，故每小區(qū)最少分配9個頻點，站點最少需要27個頻點。但是這種情況可能導(dǎo)致鄰頻出現(xiàn)。例如，考慮cell1中MAIO0的TRX和cell3中MAIO8的TRX，當(dāng)cell1中頻率由第1個跳到第5個時，頻率從F1跳到F12400。與此同時，cell3中頻率由第9個跳到第4個，頻率從F15200跳到F12200，這樣就出現(xiàn)了鄰頻。按同樣的方法進(jìn)行驗算，可以看出，當(dāng)每小區(qū)都增加一個頻點時，就不會出現(xiàn)鄰頻